流域水生态补偿作为解决流域经济发展与生态保护矛盾一种有效的手段，成为国内外学者的研究热点。本文试图从成本-效益的角度对九洲江流域水环境治理与保护投入的成本与产生的效益进行量化指标构建与计算。其次，利用条件价值评估法对作为补偿主体之一的九洲江流域下游受益居民的用水支付意愿进行测算，以支付意愿值作为受益居民水生态补偿标准，并运用二元Logistic回归方法分析了生态补偿支付意愿的影响因素。最后，基于上述研究探究了初级（地方政府间）、中级（地方政府与中央政府）、高级博弈（政府、企业与下游受益居民）三种层次补偿实现的可能性条件及补偿资金分摊比例。其主要研究成果如下：
　　（1）通过计算得知九洲江流域上游水环境治理与保护建设产生的年直接成本为9.20亿元，年损失机会成本为8.91亿元，共计18.11亿元。经计算，因水环境保护行动而给上游带来的效益为2.79亿元，给下游带来的外溢效益为5.62亿元。根据博弈理论可知，上游保护投入成本远大于因保护行动产生的效益，仅靠上下游地方政府无法成功实现生态补偿，需要上级政府纵向财政转移支付的支持，倡导企业、受益居民等社会公众力量的参与；否则九洲江流域水生态补偿会陷入恶性循环，使得水质不断恶化。
　　（2）通过不同层次补偿博弈分析发现：在二元补偿博弈情景下，九洲江流域实现跨界生态补偿的条件为中央政府惩罚约束至少设置为2倍的环境保护成本；在多元补偿主体支付分摊情景下，经计算可知企业补偿量为2.00亿元，下游居民生态补偿支付意愿为154.30元/（人.a），居民生态补偿支付总金额为6.17亿元。中央分担比例为60.00%、50.00%、43.00%和33.30%时，上下游地方政府补偿量范围分别为[0.00,2.79亿元]、[0.00,5.62亿元]。