流域生态补偿作为缓解流域内经济发展不协调和不公平的相关政策,日益成为经济学研究的重点领域之一。我国流域面积广,河流多,涉及利益者关系复杂且利益大,流域生态补偿特别是跨行政区的流域生态补偿的研究显得特别重要。因此,本文定位于流域生态补偿理论中的“为什么实施流域生态补偿”和“如何进行流域生态补偿”问题,将研究对象确定为跨行政区域下流域生态补偿中的利益主体,通过对其进行理论分析和模型分析,得出跨区域流域生态补偿制度构建的关键。本文把跨行政区流域生态补偿利益相关者主要分为中央政府相关部门(下简称中央政府)、上游地方政府和下游地方政府、上游相关行业和下游相关行业。本文以利益主体间多层次的府际间关系为导线,通过博弈论工具层层递进分解的方法,分析我国各级政府和相关行业基于自身利益最大化下在水资源使用和环境保护过程中的相关抉择,研究得出：(1)首先通过卡尔多·希克斯改进将流域生态补偿分解为两个方面：流域生态保护补偿和污染赔偿,从经济学效率改进角度分析流域生态补偿的理论基础；其次模型分析中通过合作博弈建立模型论证生态补偿后较各利益主体间互不合作是帕累托改进。从经济学角度和博弈模型论证层次解读了“为什么要进行流域生态补偿”,并为生态补偿相关法律提供理论支撑；(2)通过模型研究分析利益主体间府际层次关系。首先在基于非完全理性角度下通过演化博弈分析上游地方政府和下游地方政府之间的相关关系,发现两者存在不可自行调和的矛盾；然后引入中央政府,通过三方博弈的相互限制和策略分析三者之间的关系,得出三者之间如何形成稳定合作方式；最后通过合作博弈的解验证跨界流域生态补偿的优越性,并结合合作博弈解的应用和数字案例分析对跨界流域生态补偿合作稳定性进行分析,从模型推导角度分析“如何进行流域生态补偿”。本文通过理论分析、模型构建并结合算例分析,探索了“为什么实施流域生态补偿”,以及“怎样进行有效的流域生态补偿”及“合作补偿的稳定性”等问题。研究结果所包含的政策启示是：跨行政区流域生态补偿涉及到的利益群体是复杂的。为此,本文通过经济学角度和博弈论分析发现,流域生态补偿相比于“不合作”策略是一种改进,应该尽快颁布相关法律。其次,在我国现有行政管理体系的政治背景下,中央政府在流域生态补偿政策实施过程中发挥了重要作用,必须参与到流域生态补偿的实施过程中。然而,随着流域地区社会经济的发展,本文认为地方政府的功能将不断弱化,相关行业直接合作将会减少制度性中间成本,形成更大范围的联盟与合作。如果合作一旦形成,利益相关方就会根据自身情况调整而形成稳定的生态补偿合作关系。