推进可持续性与blockchain-based激励机制和机构

介绍

下议院学者埃莉诺·奥斯特罗姆和其他人理解,促进环境可持续发展需要改进的诊断能力(北1990;奥斯特罗姆,et al ., 1993;奥斯特罗姆,2005;年轻,2018)以及一个进化的理解机构动力学(威廉姆森,2000;青木,2001;布罗姆利2006)。并行,它也明白,新的技术发展经常创造机会,新技术和制度设计可以混和推进可持续自然资源管理。考虑,例如,水市场交易由技术进步创新的互联网和万维网(Bjornlund 2003)。

学者预测区块链技术将产生变革性影响盛行的社会经济系统,包括治理的各个方面(Atzori 2015;施瓦布,2016;艾伦,et al ., 2017),将边界约束的解决方案开发的制度经济学、政治科学,和可持续性。换句话说,区块链技术提供的机制来改变制度安排的效率关心可持续自然资源管理在地方、区域和全球尺度下核心论点在视角的这篇文章。

区块链基础

我们的视角关注区块链技术如何结合新制度安排的上下文中可以用于好的环境可持续性。读者无疑承认区块链的三个相互关联的组件:

1)点对点网络的电脑(节点),造成处理资源,每个节点参与独特的公钥并执行特定的个人事务(捆绑在“块”)与相应的私钥(纳库姆托,2008);

2)一个分散的公共分类帐数据库的坚定不移的事务或“块”监控所有的网络,而不是集中控制(Pazaitisa et al ., 2017);而且,

3)一个共识的算法(有时也称为一个协议),它定义了如何组织的节点确认交易,提供了必要的安全框架分类帐(Karaindrou 2017)。

读者也会明白区块链允许cryptocurrencies像比特币的发明创造通过software-enabled共识过程被称为“挖掘”,生成一个数字硬币或令牌。个人或分散的计算机可以挖掘比特币,但它需要网络,通过分布式分类帐,批准这个新的硬币或“令牌”。

能源消耗问题连接到“工作证明”矿业(CBECI 2022)导致转向另一种共识方法称为“股权证明”(PoS)¹,这是一个好主意区块链的重要组成部分我们提出如下。PoS的方法可以包括pre-minted令牌,这意味着所有标记的总供给是区块链开始时创建的,在这种情况下,不需要大的能源需求(豪森2019)。

区块链参与者在PoS应用程序节点——称为“验证”,不是miners-need系统建立的股份持有一些令牌的节点的“钱包”(萨利赫,2021)。PoS系统分配块验证任务节点基于股份的比例在他们的钱包。接到他们的作业,演员在一个节点验证他们分配块事务,向公众发布他们的块分类后,收到交易费的形式标记或标记添加比例为他们的努力他们的钱包。

通过PoS blockchain-based激励,改善可持续性监测和分散的设计

有效地应用区块链环境可持续性,三维空间的核心是合并blockchains的技术创新和制度安排的设计:

1)能够直接激励资源用户的行为;

2)利用创新建立有效的奖励/处罚系统监控能力,提高合规;而且,

3)集中力量的缓解和相关激励措施,促进行为符合可持续发展目标(胁迫和腐败)通过分散的设计。

激励。区块链解决方案可以为社会提供直接支付给资源用户的行为,如植树或使用更少的水。区块链将分析相关的监控数据(见下文)和自动转移支付到个人行为可持续。其他激励机制在可持续发展背景下有间接影响,比如REDD计划通过政府机构发行基金,渲染的动机和个人经常毫无意义。各种新兴区块链项目旨在激励特定行为。例如,Steemit等新兴社交媒体平台和使用blockchain-based技术智慧,鼓励生产高质量的社交媒体上的内容。这个激励展开读者“某些职位,每个“像‘触发特定于平台的令牌的传递。正如上面提到的,一些硬币/令牌可以直接用来消费(如被商家接受),或被转化为法定货币和转移到传统银行账户。因此,blockchain-based激励转化为真正的经济激励。像戴姆勒汽车公司(奔驰的母公司)提供另一个例子。他们正在尝试blockchain-based cryptocurrency mobiCOINS鼓励司机操作他们的汽车更环保敏感的方法。 These projects and others demonstrate the potential utility of blockchain-based cryptocurrency systems to provide individuals or households with a payment for a desired behaviour. In the context of natural resource or ecosystem management, unsustainable outcomes emerge due to a lack of effective incentives (Costanza et al ., 1997;Smajgl et al ., 2015 a)。如果,例如,特定的经济作物的价格增加,剩余的森林和湿地保护的压力也会增加。外部成本很难介绍这个计算(Kandulu et al ., 2014;Smajgl et al ., 2015 b)。我们将在下面描述,区块链技术的进步提供新的激励行为对活动的机会,帮助维持自然资源。

监控是确保合规制度安排的重要方面。许多这样的安排未能实现可持续发展目标,因为缺乏监控的相关量表(奥斯特罗姆,2009)。最新进展在遥感技术结合模式识别软件来区分不同森林类型提供一个有效的监控机制,例如,森林/森林林冠覆盖审计的结果实际相关的行为(绳et al ., 2017;坎波斯et al ., 2018)。这些数据和算法可以集成在区块链的设计开发基于实际观察的动机。这样一个区块链综合监控解决方案在传统的治理方法有几个优点,包括地面,行为改变之间的联系(如植树造林)和付款的确认是完全自动化的,导致在传统方法实质性(甚至禁止)在政府机构管理费用。

权力下放。提供经济激励通过中央权力结构没有有效的监控和执行涉及强迫倾向和腐败,导致不可持续的结果(Meppem 2000;大口水壶和史密斯,2007年)。学者认为,权力下放的经济激励措施可以规避相关风险(休斯,2017;Kshetri 2017)。区块链技术的主要地方分权的优势是,支付激励行为将被自动转移到相关的个人奖励所需的改变(基于上述监测),而不涉及任何middle-people负责验证行为改变和付款。后者可以腐败和胁迫的基础。基于已有的例子区块链技术提供分散的服务和市场(天鹅,2015;艾伦et al ., 2017)。

的有效结合这三个elements-incentives、监控和权力下放是一个必要的先决条件区块链机制对自然资源的可持续管理作出贡献。在下一节中,我们提供了一个例子来减少全球森林砍伐的上下文中澄清这一愿景。类似解决方案sustainability-focused blockchains包括回复网络,于2017年首次出版,已经实现的各种伙伴,包括大自然保护协会,和耶鲁OpenLab项目(开放气候平台),开发跟踪全球碳预算和监控如何比较的国家行动和国家减排目标。

blockchain-based方法激励森林保护和植树造林

在本节中,我们提出一个blockchain-based方法,提出了在土地管理者与激励支付创建新的或维持现有森林(Smajgl 2016;Smajgl和2020年之后)。砍伐森林是一个关键驱动因素对全球温室气体减排潜力的下降(Smajgl Bohensky, 2012)。一些全球努力旨在稳定程度的森林碳汇甚至扭转森林消失的趋势,包括联合国和世界银行协调REDD和REDD +程序(Angelsen 2008)。大量观察和评估强调,REDD计划涉及到交易成本很高,这是由于激励,监控和集中,多层次治理机制(Angelsen 2008;Olson和主教,2009年)。

如前面的小节所述,区块链技术证明股权(POS)设计提供了一个分散治理机制加上新方法监控和激励员工和土地管理。图1描述我们提出blockchain-based机构和技术解决方案,包括:1)鼓励积极的土地管理behavior-involving pre-minted全球森林硬币(GFC);2)验证机制来监控行为使用遥感数据和分析,采用Proof-of-Stake共识算法;和3)分散治理系统通过GFC区块链分类帐。最初的区块链技术基础设施需要建立与前面描述的三个组成部分:1)两个或多个网络节点;2)GFC股份证明算法的分类与共识;和3)数字GFC货币。

将建立的动机通过支付土地管理者改变土地覆盖为维护森林或森林。GFC令牌发行和投入流通时支付给农民为了应对林业倡议。自动支付将通过区块链由验证监测数据。每年土地管理器将收到GFC令牌,他/她可以转换为法定货币。支付金额取决于封存的碳量,这是估计的监测方法集成到区块链解决方案。几个现有的遥控器传感技术提供有力的监控解决方案区域的森林转化为碳封存(Tubiello et al ., 2021)。农民获得报酬的年度差异森林增长作为碳汇的估算。在每年的森林参与土地所有者下降,例如日志记录或森林火灾后,没有支付。每年支付重新开始重获生机。土地管理者激励方案可能需要买回森林碳信用,以防丢失管理道德风险。然而,在火灾风险盛行的地区土地管理者将感知风险高参与这样的方案,包括回购条款。的日志,这是典型的可持续森林管理的一部分,土地管理者可能买回GFC问道。然而,如果木材转化为建筑材料,家具和覆盖物,碳储存将至少部分维护和再生森林需要加速碳封存。因此,道德风险问题需要管理好没有递减的动机参与GFC机制。以下方法并不假设GFC是一种稳定的硬币,而是令牌/硬币价格可以改变根据市场供求,如果更多的森林是全球碳封存的立法。

各国政府和国际组织将从土地购买GFC经理。首先,价格将根据买方认为是一种有效的激励。但更多的资金用于购买GFC需求越高,这会增加价格每个令牌/硬币。后者将成为一个重要的司机如果私营部门参与者参与这个市场实现零碳目标。

启动需要一些初始投资一个非政府组织或政府机构创建初始GFC区块链应用程序——区块链总帐系统,GFC pre-minted货币和客户端软件,包括GFC钱包技术(图1步骤1)。这将建立GFC货币,这将被转移到一个集成的核心锁钱包将用于支付后参与土地所有者和验证器节点(在下面描述)。在这个阶段组织感兴趣成为验证器的节点区块链分类帐可以投资于GFC货币建立GFC数字钱包,结果证明股份系统(图1步骤2)。

一旦最初的区块链技术基础设施和pre-minted GFC货币(例如,分类帐),建立土地管理者或业主谁想参加并获得GFC通过森林保护将注册他们的土地专门开发客户端软件,使一个可量化的森林土地覆盖的承诺。这将提交由土地管理器通过软件作为请求参加GFC区块链程序以及一个初始1提出的承诺(例如,不砍伐森林包裹)(图1步骤3),这将启动一个检验证明所有权的分散GFC网络验证器节点在特定国家访问属性记录,以避免个人建立一个要求别人的土地,以及初始基线评估房地产的森林覆盖和他们提出的承诺,这些相同的验证网络节点。在更发达的国家财产所有权记录将会相对容易连接和利用。在其他欠发达国家,这将是一个更有挑战性的验证系统来实现。但无论如何,验证需要由一个或多个验证节点包裹所在的国家,一旦验证完成后,包裹的初始事务添加到分类帐验证器,作为回报,验证器节点支付GFC为他们的努力(图1、步骤4)和土地管理器或财产所有者发送注册确认(图1步骤5)。

经过一段时间,也许1年,土地管理者进行日常土地相关活动(图1步骤6),在理想的情况下,与他们的承诺相一致的在步骤3中,如不砍伐森林或重新造林包裹。一年之后,最初的承诺进入GFC区块链分类帐是利用遥感卫星监测土地覆盖数据(例如http://www.openforis.org或https://www.usgs.gov/special-topics/lcmap),由监控/验证器节点参与包裹所在的国家(图1步骤7)。

这个分析的结果将由这些网络节点进入到GFC分类帐(图1步骤8)。使用的软件监控\验证器网络节点也将确保网络节点支付交易验证服务,将林地管理器或业主如果他们会议的分析提供了证据,原来的承诺(图1步骤9和10)。付款将是每年每公顷前一段(或其他合理的时间内),并可以考虑以前植被状态作为遥感数据不断改善。这样的机制将为土地所有者和生成正则GFC收入提高森林的竞争力对经济作物。在植树造林阶段,支付每公顷可能高于维护状态时额外的碳封存期间下降。机制可以被修改为建立混合物种提供更高的回报比单作提高生物多样性的价值。土地管理器将会倾向于比较每公顷返回森林与其他作物,结合耐动机可以使保护森林的竞争力。

胁迫的概念blockchain-based方法最小化风险和腐败,因为分散的设计和减少交易成本。然而,利用令牌作为土地所有者的激励需要一个市场把他们赢得了GFC牌奖励为法定货币。计算,此步骤可以通过相同的软件应用程序的初始步骤注册或者通过许多现有cryptocurrencies之一。然而,cryptocurrencies交流受到高波动性(泰普斯科特和泰2016)。不太可能规避风险的土地所有者将取代现有的作物和森林如果收入前景高度不确定。同样,极高的激励可以引入大量的食品安全风险。土地所有者,生产水稻、蔬菜或其他生产相关的地方和区域粮食安全可能会鼓励替代粮食作物被树木增加农业收入。这可能会引发食品价格激增,粮食作物将开始与森林收入高。这种情况会严重影响粮食安全如果有效地在全球范围内引起土地利用变化。第三parties-Governments或国际组织可能提供必要的干预措施来稳定GFC牌价格提供有效激励所需的土地利用变化而减少食品安全风险。

GFC分散的口令机制将允许各国政府和国际组织,和倡导组织增加激励通过购买GFC增加价格。这使得政府和非政府机构建立最小GFC值以确保有效鼓励土地所有者在地上。进一步GFC需求可能来自捐款,公民,但也从环境、社会和治理(环境、社会和治理)的要求或由公司补偿。如果企业、个人或中央政府)政府(本地或想要达到零排放的目标通过抵消自己的碳排放他们可能想买GFC作为他们的碳信用额,这将是一年有效。这建立了强劲的需求,增加GCF价值和将允许地主从森林增加收入,加快保护激励在地上。

森林砍伐可以监管工具的目标和要求土地所有者购买一定量的GFC令牌多年时间和存款在一个锁着的钱包。从全球的角度来看,这将增加价格,因此激励建立森林在其他地方,这将导致稳定甚至全球森林覆盖率的增加。

这个区块链方法扩展到其他自然资源管理文本中地下水的例子

我们有概念类似的PoS blockchain-based激励模型在其他重要的自然资源环境,如地下水管理和温室气体排放。由于空间限制,我们只会简要地提到这里的前。

在地下水管理、区块链机制需要创建和引入支付token-let称之为区域含水层的硬币或RAC-for特定的含水层。农民相邻含水层将提供参与这个激励计划。

后创建的RAC pre-minted令牌和发展技术区块链基础设施和客户端软件,和建立PoS验证节点,登记的个体农场是通过一个软件应用程序的验证通过网络农场所有权将列出了块在RAC分类帐中创建相关的监测。农业活动继续和工具如粮农组织AquaCrop提供必要的高分辨率技术跟踪作物生长。更简单的将是一个系统,是根据实际监测和降雨量数据(例如http://www.marvi.org.in/mywell-app)。这个网络的RAC节点监控\验证执行水利用率算法相比,平均作物生长,实际降水和地表水减法可以指示是否农场使用地下水。根据不同作物的种植可以估计水的用量。这个值将与基于含水层补给地下水可持续利用水平在过去的一个或2年以上(病房和狄龙,2012年;Maheshwari et al ., 2014)。网络验证器将分析结果记录在RAC区块链ledger-or这可能是由软件自动完成RAC令牌将生成的报告软件。农民使用地下水低于计算出一个可持续的数量每公顷接收RAC的令牌,每兆和网络验证器将收到RAC支付他们的分析工作。在干旱的情况下,可持续利用水平将下降和更多的RAC令牌提供了较低或没有使用。及时丰富的水更少的RAC令牌将提供。

讨论

许多学者研究机构机制,促进自然资源的可持续管理。区块链技术为sustainability-focused制度安排提供了工艺手段的机会。分散的分类帐和最先进的监控(如遥感)允许绕过中央集权的解决方案,与高交易成本和经常未能引入有效激励的实际资源的用户(schomer Matzdorf, 2013)。摘要概念化区块链解决方案,可以提高其可持续性森林管理和地下水使用。这些解决方案演示的新时代token-economics-and改善激励机制和监控的能力通过一个分散的方法实现可以有效地改变行为的用户和资源,在某些应用领域,在全球范围内。创建“互补”的货币支持可持续发展实证测试(萨哈金2014)。

然而,这些技术和制度安排他们将嵌入可能有巨大的副作用,提高问题需要进一步分析。例如,首先,至于其他制度安排,总有一个风险资源用户滥用新引入经济激励和导致更少的可持续的成果。因此,相关的制度安排来测试将包括区块链通过如向社会仿真模型的实现,它允许个体行为的造型(吉尔伯特,2008;一个2012)。此外,小规模的飞行员和实验可以提供进一步的洞察全球森林的实用性硬币区块链和激励如何影响行为和决策在地上。这样的小规模的解决方案将允许社区实现他们自己的刀,可以小和地方。

总之,区块链技术提供了新的有效的机制来提高可持续自然资源管理制度安排和证明科学和公共政策社会越来越多的关注。目前,区块链的发展在很大程度上是由私营部门利益驱动的。从这个角度看,我们希望证明区块链对公共利益有非常大的潜力。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在本文/辅料,可以针对相应的作者进一步询问。

作者的贡献

这里是发起人的想法不过两位作者发展的想法和共同合作的手稿。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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脚注

¹我们应该注意到,尽管战俘和PoS是两个主要选项也有混合动力车和其他新兴(巴赫et al ., 2018)。例如,战俘原则可以集成没有比特币的通货紧缩算法,这将允许减少能源使用水平的PoS的概念。

引用