研究

地下水治理游戏:在印度安得拉邦的实地试验

• 摘要
• 简介
• 安得拉邦地下水状况
• 研究灌溉的实验游戏
• 方法
  • 游戏结构
  • 支付方式
  • 抽样
  • 模型
• 结果
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

地下水利用是全球水资源管理的一个紧迫问题。地下水的主要用途是灌溉，它使用了全球淡水提取的70%，其中43%来自地下水(Siebert et al. 2010)。灌溉用地下水的绝对和相对数量都在增加(Siebert et al. 2010)。

印度是世界上农业用地下水最多的国家(Shah 2009)。根据第四次小型灌溉普查(2006-2007;http://micensus.gov.in/)，在2000-2001年和2006-2007年期间，浅管井数量从835万口增加到912万口，深管井数量从53万口增加到144万口。今天，60%的灌溉需要由地下水满足，清楚地表明灌溉日益依赖水井。与印度85%的饮用水需求来自地下水这一事实相比(世界银行2010年)，印度的地下水资源面临巨大压力。这反映在地下水位的下降上，正如中央地下水委员会(2013年)捕捉到的季风前年代际趋势所示:从2002年到2012年，约50%的测试井显示地下水位下降，36.77%的井显示地下水位0-2米(bgl)下降，约13%的井显示地下水位2米(bgl)下降。在拉贾斯坦邦、旁遮普邦、哈里亚纳邦、德里邦和安得拉邦，水位下降超过4米百公升的情况非常明显。总共，在4277个街区(街道行政单位)中，有1494个(约26%)属于半临界(使用70%的年净地下水可用性)、临界(使用90%的>)或过度开发(使用100%的>补给);所有这些类别的季风前或季风后水位均有明显的长期下降。

地下水是一种共同的资源池:一个用户的开采会减少其他用户的地下水可用性，但如果用户拥有井和泵所需的土地和资金，则很难排除或限制他们的开采(Ostrom等，1999年)。检测搭便车行为通常也是一项挑战，因为资源无法直接观察到，而且与地表灌溉不同，用户不是从可见的公共通道取水，而是从隐蔽的含水层单独取水。与许多其他公用池资源的使用者一样，在世界各地许多地方使用地下水的农民面临着一个困境:他们必须在从资源开采中获得的个人短期收益和资源的长期可持续性之间做出选择，特别是在补给有限、耗水高的作物比耗水低的作物更有利可图的硬岩含水层(Garduño等，2009年)。

许多分析人士强调国家在控制地下水开采方面的作用(例如，Ross和Martinez-Santos 2010年对澳大利亚和西班牙)。然而，国家控制需要高度的国家能力来监测地下水水平和许多分散的使用者的使用。Bekkar等人(2009)认为，国家行动对于有效的地下水管理是必要的，但还不够。即使在有国家能力的地方，通常也需要更多的社区努力来进行有效的地下水管理(Mitchell et al. 2011)。

在印度，政府规范地下水使用的能力有限(Shah等，2012年)。主要的国家监管措施集中在被宣布使用过高比例的充能区块，方法是限制在现有井的一定距离内为泵提供电力连接，或调节对井的电力供应。然而，有电的农民通常接受统一费率或高额补贴的农村电力，这几乎没有创造节约用水的动力。印度农业的政治经济限制了这些或其他控制地下水的国家措施的实施(Mukerji和Shah 2005年，Mukherji 2006年，Faysse和Petit 2012年)，而那些可以购买柴油泵的人通常可以绕过法规。

在许多情况下，包括地表灌溉、森林和牧场，自我管理资源使用的集体机构已经演变为解决这种共同资源池的困境。但是，地下水对这种共同资源管理的演变提出了特别的挑战，因为缺乏明确的边界或资源储存和流动的可见性，而且难以管制在个别土地上安装和使用水井。Ostrom(1965)的论文研究了加州地下水治理的这种制度，Blomquist(1992)和其他人的工作研究了促成这种安排的因素。

当这种自治没有出现的时候，我们能做什么?正如世界银行(2010:xvii)所指出的，“虽然成功的地下水管理社区行动的‘该做什么’要素广为人知——可操作的资源信息、社会动员和促进变革的激励措施——但明显缺乏基于社区的地下水管理的经过验证的模式。”一种应对措施是通过非政府组织(ngo)提高人们对地下水过度开采问题的认识和解决方法(Garduño et al. 2009)。方法可以包括通过管理上游集水区增加地下水补给，但通常也需要包括某种形式的需求管理，以限制抽取，通常是通过社区地下水预算或限制种植的作物类型或水提取和应用技术(特别是滴灌)的形式。作物选择特别有用，因为它对地下水使用有重要影响，而且相对容易理解和监测，这是van Steenbergen(2006)认为在为社区行动提供基础方面具有重要意义的交易成本较低的简单规则类型的一个例子。然而，这些措施的成功最终取决于农民的决定。Bekkar等人(2009)、Kuper等人(2009)和Faysse等人(2014)发现，帮助农民了解地下水资源的性质以及他们的行为如何影响资源条件的干预措施可以为社区响应提供基础。这些干预措施是社会学习的例子，它将利益相关者聚集在一起，发展合作所需的能力和信任，Pahl-Wostl等人(2007,2008)认为这对水管理越来越重要。

一些研究使用不同的方法检验了集体行动和人类行为的决定因素，包括定性和定量的数据收集和分析、公共池资源实验和行动研究(Baland and Platteau 1996, Meinzen-Dick等人2002,Poteete等人2010,Janssen和Anderies 2011)。越来越多的研究人员与农村社区的农民使用有框架的实地实验(也称为实验游戏)来收集信息，了解人们在面对现实生活中的资源挑战(如缺水供应)时如何行为和如何合作来解决集体问题。这种方法越来越多地被用于衡量集体行动和测试关于公共池资源(包括灌溉)行为的理论(Cardenas 2000, Anderies et al. 2011, Janssen and Anderies 2011, Janssen et al. 2012, Cardenas et al. 2013)。

在这里，我们研究了影响地下水使用者的行为和态度的主要因素，就印度安得拉邦这一公共池资源的治理和管理而言。我们使用了一个有框架的实地实验来观察人们如何做出与种植什么作物和使用多少地下水有关的决定。大多数关于地下水实验的早期研究都是在学生参与者中进行的(但参见Salcedo Du Bois 2014)。我们的研究对象是在印度安得拉邦的硬岩含水层中遇到地下水问题的农民。我们的目标是了解社会和生物物理环境变量，可以解释参与者对模拟作物选择的决定，了解影响地下水使用的因素在实践中。更好地理解影响人们地下水使用行为的因素，对于设计旨在改善印度地下水治理的未来项目非常有价值。

接下来我们将提供安德拉邦实地研究背景信息。随后，简要回顾了关于灌溉中共同池资源管理的框架田间试验的文献。然后描述了整体研究和实验游戏的设计。最后，我们提出并分析了个体和群体层面的结果，并总结了这些发现对地下水治理的意义。

安德拉邦的地下水状况

印度安得拉邦高度依赖地下水，其灌溉面积为317万公顷，超过灌溉总面积(628万公顷)的一半，并满足日益增长的人口约80%的饮用水需求(地下水管理局，http://www.aponline.gov.in/apportal/departments/departments.aspx?dep=20&org=148&category=about#file4)．这些地下水大部分来自硬岩含水层，这些含水层地下水分布不均，储量低(世界银行，2010年)。自20世纪80年代中期以来，地下水使用量急剧增加，导致地下水位下降。自20世纪80年代以来，水井的数量从80万口增加到250万口，地下水灌溉的土地几乎增加了两倍(地下水管理局，http://www.aponline.gov.in/apportal/departments/departments.aspx?dep=20&org=148&category=about#file4)．该州被划分为1227个地下水区块，其中300个在2008年处于临界或过度开采水平，208个处于半临界水平(世界银行2010年)。Kumar等人(2011)描述了一个更悲观的情况，并认为地下水的过度开采被低估了，因为低估了系统的流出量。他们认为，2000年至2001年，地下水灌溉超过了可持续开采。

扭转这一局面并非易事。尽管地下水是一种公用池资源，但在安得拉邦的大部分地区，地下水并没有在公用财产制度下进行管理，这给该资源的未来带来了严重的风险。由于资源的不可见性和监测私人抽取的困难，执行具体的立法来规范地下水的使用是困难和昂贵的(Kemper 2007)。个人可以建造和操作井，尽管有规定规定在现有井的一定距离内开发井，但除非井主申请电力连接，否则国家几乎不会强制开发井，更不用说他们的操作了。缺乏有关底层资源动态的信息，特别是在硬岩含水层，使社区难以采取行动。此外，地下水的更新需要很长时间，这进一步掩盖了使用、补给和水可用性之间的关系。私人为水井提供资金意味着较富裕的农民在获取地下水方面具有优势，因为他们更有能力负担水泵和井深。

为了解决地下水过度开采的问题，印度和安得拉邦已经制定了一些方案和举措。2002年，印度政府制定了《国家地下水补给总计划》，鼓励通过人工地下水补给恢复地下水水平。该计划估计，通过在城市地区使用特定的补给结构和屋顶雨水收集，总共可以补充360亿立方米的雨水(世界银行2010年)。然而，世界银行(2010)认为，总体规划可能无法到达地下水过度开采更为严重的地区，因为用于确定最合适的补给地区的标准，包括过剩水的可用性和含水层储存空间的可用性。解决地下水枯竭的两个主要策略是:(1)通过流域管理增加补给，(2)通过社区地下水管理减少抽取，这可能包括限制新井、共享现有井的水、地下水预算和限制水密集型作物(关于安得拉邦使用的三种主要方法的综述，见Reddy等人2014;参见Garduño等人。2009)。特别是作物选择是地下水使用的一个可见指标，但社区并不总是了解作物和地下水使用之间的联系。

生态安全基金会(FES)和Jana Jagriti (JJ;这两个非政府组织一直在与安得拉邦的社区合作，以加强公共池资源的治理，包括水的管理。小洁在26个住所工作过，横跨三个mandals(行政部门)在Chittoor和Anantapur进行了20多年的讨论，讨论与农村生计和自然资源治理相关的问题。其工作包括促进可持续农业、开发流域、制定加强土地和水治理的体制安排以及提高公众意识等活动。该组织有一个专门的外地工作人员团队，他们经常与所在村庄的社区进行互动，以确定和解决人们在生计方面面临的问题。这项工作的大部分资金来自各种政府来源，如国家农业和农村发展银行(NABARD;(印度最顶尖的农村再融资机构)，流域开发项目，以及其他政府流域开发计划。FES在印度8个邦的8000个村庄开展工作，通过地方自治机构促进自然资源，特别是森林和水的保护和可持续管理。FES拥有来自印度和国际资金来源的多元化资金;在Ananthapur工作的资金来自NABARD、印度斯坦联合利华基金会和塔塔信托基金。这两个非政府组织都为村民提供了测量地下水位的工具和专业知识，并与村民合作，了解水资源预算、作物选择和地下水位之间的关系。

FES和JJ在Ananthapur和Chittoor地区开展流域管理工作，这两个地区被划分为干旱至半干旱地区，平均年降水量为500至700毫米。Ananthapur是该国最缺水的地区之一，有10万小型灌溉单位(第四次小型灌溉普查;http://micensus.gov.in/)．在Ananthapur，管井灌溉面积的比例从1998-2001年的44%上升到2010-2012年的76%;在同一时期，用挖井和开井灌溉的面积比例从27%下降到4%，用水箱灌溉的面积比例从22%下降到大约15%(根据1998-1999年至2011-2012年安德拉邦灌溉和运河地区开发部的数据得出的三年平均数据)。

由于缺乏常年河流，Ananthapur一直依赖当地的雨水收集和管理系统，如支线通道、层叠式水箱链和联网水体(Rukmini和Manjula 2009年)。这些水体是阿南塔普尔农村社区经济和文化结构的组成部分。2004年，Ananthapur地区收集者进行了一项调查，确定了> 5800个水体，其中1373个是指挥面积为0.4平方公里的大型水箱，2094个是小型水箱。调查发现，四分之一已确定的水体功能失调;管井数量的迅速增加削弱了管理社区灌溉系统的动力，而社区灌溉系统曾是农业的堡垒，实际上也是阿南塔普尔农村经济的堡垒。考虑到该地区的许多家庭买不起管井，以及水箱等传统灌溉来源的同时衰弱，大量农民无法有合理的保证进行农业生产。这些农民发现自己的处境是，他们被迫减少种植，或发现自己陷入难以控制的债务陷阱。

阿南塔普主要有结晶岩层，这意味着地下水位有很大的波动。尽管在雨季和季风过后，水位是健康的，但随着旱季的到来，水位迅速下降。考虑到阿南塔普尔是印度最容易发生干旱的地区之一，在降雨量低于平均水平的年份，地下水水平的下降是不稳定的。这种情况需要根据该地区不断变化的农业模式加以审查。今天，像番茄、向日葵、桑树和水稻这样的耗水作物占据了该地区的农业景观，逐渐挤掉了像小米和豆类这样的作物。这一趋势，加上经常发生的干旱，已导致含水层耗竭。对时间序列数据的分析表明，Ananthapur 55%的井显示水位下降，水位在0.15至0.65米/年之间。季风前趋势表明，2000-2012年期间，Ananthapur 87%的水井水位下降(中央地下水委员会2012年)。65年的mandals在该地区，> 40属于临界、半临界和过度开采的类别(中央地下水委员会2012年)。

我们的研究是在NP Kunta和Tanakal进行的mandalsAnanthapur。尽管这两者mandals地下水枯竭属于安全范畴，是一种明显而现实的危险。的许多克“村务委员会”(最低级别的政府单位，包括几个住所)mandals在夏季经历严重缺水，在干旱时情况会加剧。这给农民带来了重大损失，但即使是非农民也会受到地下水位下降导致家庭供水枯竭的影响。妇女受到的影响特别大，因为她们通常负责家庭生活用水的供应，这也依赖地下水。在举办实验运动会的许多村庄，地下水的氟化物含量很高，对健康构成重大危害。饮用水的短缺迫使许多人定期购买易拉罐，这增加了农村家庭的经济负担。最后，在某些情况下，饮用水和灌溉用水的短缺正迫使家庭迁移。这些事实表明，迫切需要实施健全的地下水治理机制，以加强阿南塔普尔农村经济的支柱。

研究灌溉的实验游戏

框架实地实验经常被用于更好地理解如何做出使用自然资源的决策，以及哪些因素影响合作决策(Cardenas和Carpenter 2008, Vollan 2008, Anderies等人2011,Prediger等人2011)。这样的实验游戏允许研究人员分离制度安排的特定方面(如沟通能力)，并研究用户特征对决策的影响。它们旨在测试特定研究问题的假设，如廉价谈话或代价高昂的制裁的影响(Ostrom等人，1994,Fehr和Gächter 2000)，或不同文化的研究结果的敏感性(Cardenas 2000, Cardenas等人，2000,Herrmann等人，2008,Henrich等人，2010)。尽管在各种社会困境实验中，情境因素会影响合作的水平，但对影响合作的因素的基本洞察在不同类型的文化中都是强有力的。

在公共池资源的框架实地实验中，通常在每一轮中都假设相同的决策问题，而结果的变化是由参与者的决策变化引起的(Ostrom et al. 1994)。在一个典型的实验中，奖励结构会被详细解释，在真正的游戏开始前测试参与者对指令的理解。所有的决定都是私下做出的，参与者根据自己的决定获得个人的金钱支付;实验结束后，支付将在私下进行。

这样的游戏只允许我们观察实验过程中的决策，因此，人们可能会质疑实验结果的外部有效性。然而，有框架的实际资源用户现场实验表明，在实验中做出的决策解释了对实际资源使用的独立观察(Rustagi等人，2010年，Anderies等人，2011年)。

共同资源的框架实地实验研究的最新进展之一是更明确地纳入生态动力学(Janssen等人，2010,2012,Cardenas等人，2013)。通过包括资源消耗等动态因素，实验表明参与者对过度收获的短视行为更加敏感，优先考虑短期收益而非长期收益(Herr et al. 1997, Moxnes 1998)a、b)．在我们进行的实验中，参与者可以随着时间的推移耗尽地下水资源，其中时间表示为实验的轮数。

有一些关于公共池资源的实验研究文献明确地关注地下水。Gardner等人(1997)表明，与限制少量参与者进入相比，配额制度能让共享地下水的群体获得最佳结果。Suter等人(2012)表明，与非空间表示相比，地下水游戏的空间表示导致更少的短视行为。Salcedo Du Bois(2014)比较了学生参与者和墨西哥农民的地下水实验，发现学生参与者的近视行为更少。我们使用的实验设计遵循了Cardenas等人(2013)的传统，即在每一轮游戏中，玩家会独立于资源的使用情况而补充少量资源，并且如果参与者所提取的资源单位多于所补充的资源单位，他们便能够获得过多的资源。

地下水资源显示出一些阻碍合作成果发展的特殊挑战。如果个体农民拥有或租赁土地，并能投资水井，他们可以很容易地获得地下水资源。然而，为地下水系统制定自我管理规范通常更具挑战性，因为灌溉者可能对公共池资源的边界、结构和容量的信息有限(Schlager 2007)。由于参与者是土地拥有量小、创收途径少的农民，选择是否使用灌溉可能意味着维持生存水平的生活和略好的生活水平之间的差异。由于地下水资源的不可见性，对地下水使用者来说，最初的占用和供应问题并不明显。我们设计的游戏明确了个人作物选择对整体地下水水平的影响，然后考察了影响农民选择耗水(但有利可图)或耗水较少(但利润较低)作物的因素。随后，社区内部的汇报会将游戏与地下水使用和枯竭的实际经验联系起来，并为非政府组织提供一个入口，让他们讨论社区可以做些什么来更可持续地管理地下水。然而，我们这里的重点是影响作物选择的因素。

方法

游戏结构

我们使用了一个作为地下水治理练习框架的田间实验，来模拟作物选择对地下水水平的影响(参见附录1的详细实验方案)。在每个居住地(一个命名的、独特的房屋群，构成当地社区)，招募了两组参与者:五名男性和五名女性。在实验期间，其他社区成员被排除在进行实验的房间之外，以尽量减少干扰或外界对参与者的影响。每组连续进行两场10轮的游戏(尽管参与者不被告知会进行多少轮)。在第一场比赛中，参与者之间不允许交流。在第一个游戏结束后，小组被要求进行3分钟的游戏讨论。一名现场队员担任秘书，记录交流期间讨论的话题。在讨论之后，进行第二场游戏，这一次每轮游戏的交流时间很短，最多只有1分钟。

在每次实验开始时，这组人共享一个50单位的共享地下水资源。在每一轮测试中，参与者被要求从两种作物中选择一种进行种植:作物A，它使用一个单位的地下水，提供两个单位的收入;或者B作物，它使用三个单位的地下水，提供五个单位的收入。玩家被要求每一轮模拟拉比,或者旱季，这主要取决于地下水。参与者私下里把他们的作物选择记录在一张手持纸质表格上。他们的决定由现场团队成员记录下来，每个参与者的最终收益被写在他们的决策表格上。水单元的总数被集团公开表示董事会记录显示有多少单元地下水仍(图1)。设计用于实验的教学过程一开始会话,进行游戏本身,表示董事会印有说明不同类型的作物,钻井,列显示水位,说明水的消费和支付每个作物,如果所有玩家都选择作物a或作物b，则在每一轮结束时绘制地下水位的演示图。在第一轮之后的每一轮开始时，通过向总地下水资源中添加5单位的水来模拟含水层补给。这组人玩了10轮游戏，直到一轮结束时，地下水资源只剩下少于10单位的水。这一条件确保在补充后至少有15个单位的水可用，所有参与者都可以选择作物B而不会达到负地下水量。

游戏的水需求-回报结构设置为，如果所有参与者每轮都选择种植作物A，游戏就可以无限持续下去。如果所有人都选择了作物B，地下水资源将被耗尽，游戏在4轮之后结束，这就是纳什均衡，在这个均衡中，每个参与者都被假设为理性的，按照自己的利益行事，并假设其他人也这样做。纳什均衡下的群体收益是100单位的收入。有许多由作物B(22次)和作物A(28次)的选择组合组成的游戏变体，它们会导致社会最优状态，在这种状态下，群体可以获得166单位的收入。如果协调得当，地下水资源可以持续10轮，直到第10轮结束时才会枯竭。参与者并没有被告知游戏将进行10轮，尽管在玩完第一场游戏后，他们对第二场游戏的情况已经大致清楚了。

在与男子和妇女团体的会议之后，实地工作队举行了一次社区范围的汇报会议，讨论地下水演习和收集运动会的结果。汇报情况是一种参与性活动，以鼓励讨论有关地下水耗竭的问题以及农民可以为此做些什么。在这方面，汇报类似于Faysse等人(2014)在法国、葡萄牙和摩洛哥讨论地下水问题的参与式研讨会，但没有包括政府机构，并将奥运会作为讨论的起点。我们的社区工作汇报通常在比赛结束后的下午或晚上进行，但有时必须在第二天进行。汇报是一种引导对话，让游戏参与者将他们在游戏中的经验与他们所在地区的地下水状况联系起来，并与其他社区成员讨论可能的行动路线。与实验会议一样，一名现场团队成员担任秘书，记录会议期间的讨论和提出的意见。我们还在每个参与者参与游戏后收集了一份简短的调查。该调查涵盖了个人的背景信息，他们的家庭，以及他们对环境问题的态度，用于评估可能解释他们在游戏中的选择的因素。

支付方式

大多数现场实验都是根据个人在游戏中的“收入”来支付报酬的。根据实验经济学的原则，为要作出的决定提供了一种真正的、实质性的激励。收益取决于参与者如何玩游戏，再现了实践中所面临的共同困境:如果个人选择耗水量大的作物，他们将获得更多的货币收益，但如果整个群体都这样做，水消耗得更快，他们将比选择更可持续的作物赚得更少。所以有些人的收入会比其他人高，这也会影响他们的表现(Smith and Walker 1993)。

在这个项目中，参与的非政府组织有兴趣在项目完成后将地下水游戏运用到他们的社区组织活动中。初步成果是积极的。然而，在他们的项目管理方法中，个人支付是不太可行的。当社区成员参与研究时，非政府组织向社区基金捐款已成为一种标准做法，而确定使用不同的付费方案对游戏及其对非政府组织的效用会产生什么影响(如果有的话)是很重要的。因此，我们组织了两组控制支付方式的实验，以测试在这个现场环境中，支付方案是否会影响游戏中的行为。

参与个人支付的参与者在两款游戏中每赚一单位收入就能获得5卢比。他们的收入取决于他们玩游戏的方式，在个人支付待遇下，每个参与者的总收入可能在200至500卢比之间。作为比较，日工资为《全国农村就业保障法》(NREGA)项目是115卢比。所有家庭都有权在NREGA地点工作至多100天，但这通常是艰苦的体力劳动。在固定收费方案中，个人参与者没有得到报酬，但当地的流域委员会得到了2000卢比的捐款。为了防止交叉污染，每个社区只采用了一种方法，要么单独支付，要么支付固定费用。参与但没有获得个人报酬的人没有看到其他人获得个人收入。我们还包括控制性社区，即由政府和非政府组织同样的流域管理项目覆盖但没有参加比赛的居住区。这是为了让我们随后测试游戏是否对集体行动有影响。因为控制组不玩游戏，所以不包括在这里。

抽样

为了将栖息地分配给实验组和对照组，我们抽取了一个随机开始的分层系统样本。这个过程包括根据流域列出所有的居住地(四个是FES工作的地方，三个是JJ工作的地方)，然后在每个流域内按房屋的数量列出。我们验证了每个居住地使用地下水从钻孔或裸眼井灌溉。然后我们从1到3之间随机抽取一个数字作为开始。名单上的居住地接受处理A(个人支付)，然后我们继续进行处理B(向流域委员会支付固定费用)，C(控制)，然后循环回到A继续分配。

之所以使用这种抽样方法，是因为由于样本量相对较小，它是确保样本分布在可能影响结果的关键变量之间的有效方法。在这种情况下，我们对流域和社区规模进行分层。流域可能会影响行为，因为不同的降雨模式或其他因素，如流域发展项目的不同有效性，非政府组织，或分配到流域的现场工作人员。房屋数量可以很好地代表家庭数量或决策者数量;社区的规模经常被假设为影响集体行动(Olson 1965, Ostrom 1990, Agrawal 2001)。

结果样本在处理A中有9个居住点，处理B中有8个居住点(见附录1表2.1)。为了在每个地点中选择参与者，研究团队联系了流域社区，请他们从使用地下水灌溉的家庭中选出5名男性和5名女性，参加一项研究人们如何决定种植什么作物的活动。尽管据报道男性(男性和女性)是种植什么作物和如何灌溉的主要决策者，我们想看看女性是否会有不同的偏好或处理短期收入和长期地下水位之间权衡的方法。参与者被告知，这项活动大约需要2.5个小时，他们需要在整个时间里以小组的形式聚集在一起，他们必须在晚些时候回答一个简短的调查。所有参与者都不需要拥有水井;如果他们用邻居的水，也是可以接受的。男性和女性不能来自同一个家庭，委员会被要求选择来自不同规模农场的参与者。委员会还被告知，是根据活动的结果向个人支付报酬，还是联合向流域委员会支付报酬(但没有被告知其他支付办法正在其他住区使用)，并且在活动结束后将为整个社区举行一次情况汇报。

模型

用于地下水游戏用水分析的数据来自2013年2月至5月在印度安得拉邦进行的34次实验。该数据集包括17个村庄的34组170人。每组玩两个游戏，一个没有交流，一个有交流。每个村庄招募了两个小组:一个男子小组和一个妇女小组。每组由5名参与者组成，每个参与者记录他们的作物选择10轮或直到地下水位降到10个单位以下，以先到者为准，结果共3400次观察。

在模型1和模型2中，因变量都是作物选择(因此是用水)。我们分析了个体决策和群体决策，以验证我们结果的稳健性。个体层面的分析使用逻辑回归(logit)来估计选择耗水量大的作物(B)的概率。群体层面的分析使用总用水量的普通最小二乘回归(OLS)，具有稳健的标准误差。

两个模型中的第一组自变量都与游戏结构有关:每一轮开始时的地下水位，支付类型(个人或固定费用)，以及是否允许交流。将地下水位计算在内，是因为当水更丰富时，我们预计节约用水的努力会更少(见Bardhan 1993)。付费类型是为了测试基于游戏中获胜的个人付费(实验游戏的标准)是否会影响玩家行为(Gneezy等人，2011)。交流被包括在内，因为它被假设为可以增加合作(Cardenas和Carpenter 2008)。下一个变量是该非政府组织在该居住地工作的年限，以测试接触促进地下水管理的非政府组织是否会增加合作结果，这与Baland and Platteau(1996)的观察一致，即成功合作的历史会增加未来的合作。我们还纳入了基本的人口统计变量，包括性别、年龄、教育、种姓、家庭规模，以及性别和教育的交互效应(因为总体而言，女性受教育程度低于男性)。我们假设女性会更节约用水，因为她们受到地下水枯竭的影响更严重，而教育会让人们更多地意识到灌溉和水位之间的相互作用，从而更节约用水。包括种姓测试，看地位高的人是否更愿意合作(Lecoutere et al. 2015)。

由于社会资本被假设为增加集体行动(Agrawal 2001)，我们从以下关于个人调查的一系列问题中开发了一个社会资本指标:

1. 如果这个村子里的一个邻居把钱借给另一个邻居，贷款者很可能会把钱拿回来(值1到5)。
2. 假设你邀请了10个邻居来帮助社区活动。有多少人会出席?(取值为0 ~ 10)。
3. 如果这个村子里的一位母亲有紧急情况，需要把她的孩子留一天，她很容易在这个村子里找到她可以信任的人把她的孩子带在身边(值1到5)。
4. 我居住的大多数人都是值得信赖和诚实的(价值1到5)。

社会资本指标的计算方法是，将四个问题的分数相加，再除以满分(25分)，将其归一化为0到1之间的值。我们从调查中选择了问题，并选择了上面的问题，因为它们代表了与信任和社会资本相关的具体问题。我们预计那些拥有较高社会资本(信任他人)的人不太可能过度开采地下水。

在模型2中，我们增加了储罐和水井所拥有和灌溉的土地总量，以考虑对农业和灌溉的依赖，以及对资源的了解(在地下水灌溉面积的情况下)。

结果

被选来描述影响游戏合作的特征的自变量被总结出来(表1)。参与者的平均年龄为38.5岁，男性明显大于女性:分别为42.9岁和34.0岁(附录1)。参与者的教育水平不同:30%的人没有接受过任何正规教育，26%的人完成了小学教育，34%的人完成了中学教育，剩下的10%的人完成了高等教育，如中学或大学。如果我们按性别分列教育数据，也观察到显著差异。只有15%的男性没有接受过任何正规教育，而女性的这一比例为45%;35%的男性完成了小学教育，而女性的这一比例为17%。在较高的教育水平中，男性和女性之间的差异较小，尽管接受较高教育水平的男性比例更高:38%的男性完成了中学教育，而女性只有31%。这与阿南塔普尔区74%的男性识字率和54%的女性识字率一致(http://www.ap.gov.in/districts/)．

平均而言，每个游戏进行9.12轮，最短的游戏持续4轮，最长的游戏持续10轮(附录1)。大约65%的游戏进行了最多的回合数(即10轮)。平均而言，有交流的游戏比没有交流的游戏玩了更多回合(9.44回合);P< 0.001, Wilcoxon matching - pairs - Signed rank检验)。在允许交流之前或之后，10轮比赛结束时剩余的水位没有变化(P= 0.12, Wilcoxon matching - pairs Signed rank检验)，而在有交流的游戏中，游戏结束时的群体收入更高(P= 0.045, Wilcoxon matching - pairs Signed秩检验)。仔细观察玩家在10轮游戏中的行为可以发现，在游戏的开始和结束时，交流尤其有效，平均而言，当玩家最大化他们的收益时(图2)。令人惊讶的是，交流并不有利于节约用水，尽管当允许交流时，群体收益会更高。虽然差异不显著，但在有通信的轮中用水量更大(图3)。

这组人每场游戏的收入在97到160单位之间。回想一下，纳什均衡是100单位社会最优是166单位。组收入中位数为治疗A的136.5单位(个人支付)和治疗B的140.5单位(固定费用)。这表明，总体而言，这些决策比纳什均衡更接近社会最优。这意味着，即使没有沟通，这些群体也能够合作。

在FES进行实验的社区中，参与者平均每场游戏获得136.4个单位的收入，而JJ进行实验的社区则是136.5个单位。这并无显著差异(P> 0.1，曼-惠特尼检验)。在这两种情况下，沟通导致了社区收入的显著提高(P< 0.01, Wilcoxon matching - pairs - Signed秩检验)，有通信的单元有140.4个，无通信的单元有137.4个。这表明，在FES参与的社区中，交流具有更大的影响(P= 0.095，曼-惠特尼检验)。与预期相反，我们没有发现性别或支付方案有任何显著影响。

当地下水水位接近最大值时，用水量最高(图4)。随着地下水水位耗尽，参与者转向耗水量较少的作物a。这减缓了组地下水水位的下降，但没有使其稳定下来。

在个人支付治疗中，每个参与者的平均支付是273卢比(范围:175-395卢比)。在两种治疗中，参与者的行为没有显著差异。固定收费治疗的收入(280卢比;范围:190-395卢比)，基本上与个人支付处理相同，这表明游戏对决策具有同等的重要性，无论玩家是否根据他们的决策结果获得现金。

在个体和群体层面的模型中，个体和群体的平均用水量被认为是因变量(表2)。报告对社区的信任和社会资本指标有较强认同的参与者用水量较少。这与理论是一致的，因为如果一个农民不使用耗水但有利可图的作物来延长地下水位，但他或她的邻居使用耗水更多的作物，这个农民付出了代价，但没有获得稳定的地下水位的好处。然而，那些相信邻居会互相帮助的农民更有可能相信其他人也会减少用水量，从而实现互利共赢的局面。

对用水有显著影响的是村庄与非政府组织合作的时间长短。这两个非政府组织都在毗邻的流域工作，农业生态条件相似，在地下水管理方面与社区的合作做法也类似，但JJ与这些社区在流域管理方面的合作已经有19到20年的时间，而FES与他们的社区的合作只有6年。从而引导这些社区的成员对地下水问题和水治理有更强的理解。这一结果也有可能表明了实验者效应。现场团队接受了单独的培训，并且由于我们项目中需要额外的测试地点，JJ团队在较晚的日期被招募和培训，与FES现场团队相比，可能获得较少的现场实验原理和协议背景。然而，JJ在社区工作的悠久历史似乎是这些结果的一个更有力的解释。

用水量控制变量，即每一轮开始时的水可用性，是非常显著的，正如预期的那样:一轮开始时的地下水位越高，该轮的用水量就越多(图4)。这是一个合理的反应，因为只要水充足，参与者就可以从中获利，但当参与者看到地下水位开始下降时，他们就会考虑减少用水量以确保资源持续。

与预期相反，性别对作物选择没有显著影响。然而，较高的教育水平导致游戏中的用水量更低，而且女性的教育水平明显低于男性(P< 0.001, t检验;在模型1中，教育和性别之间的交互效应仅略显显著。尽管在控制了受教育程度后，性别并不显著，但女性平均选择更多耗水作物的事实多少有些令人惊讶。妇女主要负责家庭用水，因此，当地下水位下降和村庄的家庭水井干涸时，妇女受到的影响最大。后续的定性研究表明，妇女将家庭水井的故障与降雨量少联系在一起，而不是与灌溉用地下水联系在一起。第二个因素可能也在起作用:女性的时间限制。尽管各支球队试图在一个方便的时间安排女子比赛，但对女子运动员来说，很难抽出时间进行完整的比赛。因此，一些女性团体愿意更快地耗尽地下水，以结束游戏，回归家庭责任。这表明我们需要注意其他可能影响人们在实验游戏中做出选择的因素。

拥有较多土地的农民明显不太可能选择耗水作物。这可能意味着那些拥有大量土地的人可以种植更大面积的节水作物，而不是依赖利润更高但耗水量更大的作物。拥有更多土地的土地所有者可能更熟悉地下水水平和作物选择之间的关系。然而，那些在水箱或地下水灌溉下拥有更多土地的人更有可能选择游戏中的耗水作物，这可能反映了他们自己的耕作方式和对高价值作物的熟悉程度。

在保持其他变量不变的情况下，与前10轮没有交流的试验相比，交流对水的使用没有显著影响。对集体作物选择缺乏影响的一个可能原因是参与者对彼此和游戏环境的熟悉程度。参与者之间的聊天可能不会影响其他人对行为的预期，也不会有助于更好地理解实验。

其他测量的人口特征对作物选择的影响很小。年龄只在群体层面有显著影响，而种姓和家庭规模在个人层面都没有显著影响。

我们观察到在每个社区使用的支付方式没有影响。从实验经济学理论的角度来看，这是一个令人惊讶的结果，该理论预测支付及其对被试的显著性是激励现实行为的一个重要因素(Hoffman et al. 1996)。无论受访者是为了真钱还是只是为了假想的报酬，他们玩游戏的方式都是一样的。这对许多实地实验的前提提出了质疑，即基于游戏结果的支付对于模拟公共困境是必要的(Smith and Walker 1993)。在游戏过程中，参与者可能没有意识到付费的重要性，或者没有像其他动机或优先事项那样强烈地受到付费的影响。我们还需要进行更多研究，以更好地理解参与者如何感知游戏体验，以及他们如何优先考虑个人货币激励与其他目标之间的关系。

结论

我们在印度安得拉邦的17个居住区进行了关于作物选择和地下水使用的实验游戏。安德拉邦的地下水状况很微妙，因为地下水是许多家庭的主要水源，而该邦的许多含水层被过度开采，水井正在干涸。通过公共池资源博弈来观察人们如何对地下水进行使用决策，并了解哪些因素影响人们对地下水管理的相关决策。

第一个重要发现是，参与者在游戏中确实会考虑群体利益，而不仅仅是个人利益。几乎65%的游戏玩了最多的回合数，这表明当游戏中向他们解释链接时，大多数参与者都追求群体收益和地下水保护。这与其他关于公共池资源使用的现场实验结果一致(例如，Cardenas和Carpenter 2008, Janssen等人2012,Cardenas等人2013)。

如果在游戏中发现了这样的合作水平，为什么在实践中地下水水平会被耗尽?一个因素可能是，游戏明确了作物选择、集体行动和地下水水平之间的联系。许多农民在汇报会上报告说，他们认为地下水水位主要受降雨影响，他们不了解他们选择的作物对地下水位的影响。从这个意义上说，实验游戏为社会了解地下水提供了基础，也为集体采取行动阻止地下水位下降提供了范围。这并不是说，奥运会本身或汇报会议就足以改变地下水水平的轨迹。但是，它们可以对社区地下水管理的其他干预措施提供重要的补充。

个人用水水平部分可以用社会资本来解释:与理论一致(例如，Agrawal 2001)，那些报告社区中社会资本最高的参与者用水量更少。那些信任邻居的人更有可能做出合作的选择，这可以提高资源的可持续性。这一发现可能具有重要的政策意义，表明了在地下水资源治理方面促进集体行动和社区合作的项目的价值。两个非政府组织促进的社区在作物选择上有相当大的差异，在非政府组织工作时间较长的社区，参与者选择的耗水量较少。这增加了我们的信心，即游戏中的选择在某种程度上反映了实践中的选择，因为非政府组织工作时间最长的社区更有可能理解作物选择的重要性，并克服地下水困境。

两个没有显著影响的变量特别重要:性别和支付方案。女性不太可能限制耗水作物来维持地下水水平，这一事实令人惊讶，因为女性对家庭用水负有最大责任，而当地下水位下降时，家庭用水就会变得稀缺。游戏的结构不包括灌溉和生活用水之间的明确联系。如果这一点被考虑在内，女性可能会对地下水位下降表现出更多的关注。为了解释这些模式，还需要进一步探索在理解博弈、地下水动态的认知和作物选择中的作用方面的性别差异。

对流域委员会的个人支付和固定费用补偿之间缺乏显著差异，这对未来的实验游戏设计具有方法论上的相关性。我们的游戏对于那些具有内在动机的农民来说同样重要，不管他们是否根据游戏中的模拟收益获得现金奖励(Gneezy等，2011)。然而，我们发现这些决策与个体的实际行为是一致的，如地下水灌溉越多的人用水量越高，地下水水平越高的人用水量越高。如果付费不影响人们在这类游戏中的反应，它就可以扩大在不适合付费参与者的情况下使用框架实地实验的可能性。然而，应该认真考虑这些游戏对参与者的影响。就这些地下水活动而言，奥运会实际上可以产生有益的影响，使农民意识到他们的作物选择如何影响地下水位，并促进讨论农民可以做些什么来调节地下水使用。因此，奥运会可以成为政府或非政府组织活动的宝贵补充。

实验游戏并不总是反映人们在实践中的行为，但它们确实提供了影响他们选择的因素的见解。需要更多的研究来理解一些令人惊讶的发现，如缺乏个人金钱激励的影响和缺乏性别影响。然而，我们发现与社区参与非政府组织参与式管理项目的时间长短相关的显著效果。未来的研究将集中于征集心理模型，以更好地理解参与者如何看待作物选择、地下水使用和社区绩效之间的关系，以帮助帮助政府和非政府组织项目确定有助于社区地下水资源管理的因素。

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