濕地補水生態補償標準量化研究
——以向海濕地為例

金春久

（1.吉林大學環境與資源學院，吉林長春130012；2.松遼流域水資源保護局，吉林長春130021）

濕地補水生態補償標準量化研究
——以向海濕地為例

金春久1，2

（1.吉林大學環境與資源學院，吉林長春130012；2.松遼流域水資源保護局，吉林長春130021）

運用成本損失法和費用分析法，對濕地補水帶來的工、農業生產方面的損失進行了量化研究，結合受影響地區缺水率的變化建立了濕地生態補償標準量化模型和補償資金分擔與分配模型，并以向海濕地的生態補水為例進行了模型驗證.研究結果表明：75%降水保證率年份滿足向海濕地適宜生態需水的補償標準為6 000萬元，向海自然保護區應補償灌區管理局290萬元、灌區農民5 710萬元；95%降水保證率年份補償標準為2 600萬元，向海自然保護區應補償灌區管理局150萬元、灌區農民2 450萬元.濕地補水生態補償標準核算考慮了補水對工業和農業生產的影響，而向海濕地補水實例驗證了從供水費用上升、農產品產量和質量等損失核算生態補償標準，補償資金額度較為合理，生態補償標準模型具有一定的推廣應用價值.

向海濕地；機會成本；生態補償標準；量化研究

濕地作為地球上重要而獨特的生態系統，其生態功能多樣性等對維持周邊地區的生態平衡具有重要意義.近年來，由于自然因素和人為因素的共同影響，濕地缺水情況日趨嚴重，濕地生態功能嚴重退化甚至喪失，補水成為修復濕地生態系統的重要手段.濕地補水多需要轉移流域內或流域外生產用水，這不可避免地對供水區經濟社會發展產生一定的影響，濕地補水過程中用水主體的利益關系平衡成為濕地補水的主要制約因素，由此，濕地補水生態補償成為社會各界廣泛關注的難點問題.

早在19世紀70年代美國麻省馬薩諸塞大學的Larson和Mazzarse就提出了濕地開發補償許可證的濕地快速評價模型［1－2］；2001年，Mark Mittag，P.E.和Kim Parker Brown研究了河流的淡水補償問題，指出生態補償的額度應該依據濕地生態系統的價值進行確定［3］.哥斯達黎加在1995年實施了濕地環境服務支付項目，通過環境付費的方式實現生態補償.國內也有許多學者對此進行了相關研究，主要集中在分析生態補償理論的基礎上，以具體濕地為例探討濕地生態補償機制的建立［4－7］，研究了生態補償主體、補償對象、補償標準、補償模式等［8－9］，并主張通過專門立法確立濕地生態補償制度［10－11］，從而協調濕地補償主體與補償客體之間的生態及經濟利益關系.這些研究對濕地生態補償機制的建立提供了重要的科學支撐.但是，這些研究主要側重于濕地資源開發利用中的生態補償問題，專門針對濕地補水生態補償標準的研究較少.王憲恩等（2012）從濕地補水及影響范圍出發構建了濕地補水生態補償框架和濕地補水生態補償保障機制，對濕地補水生態補償標準核算做了定性的描述［12］；張趕年（2013）針對白洋淀濕地特別枯水年的生態補水問題，運用收入損失法、市場價值法、影子工程法等從農業經濟損失和濕地補水生態效益出發，確定了濕地補水生態補償標準［13］，但是從濕地生態服務功能價值視角的生態補償標準通常被認為因補償標準過高而缺乏實踐應用性.基于此，本文在生態補償基本理論的基礎上，建立了濕地生態補償標準的量化模型，并以向海濕地引洮入向生態補水工程為例進行了模型驗證，研究探討了濕地補水過程中的利益平衡關系.

1 濕地生態補償標準量化模型的構建

資料顯示，生態補償標準的計算方法很多，均側重不同的視角和模式.本文從濕地補水造成的經濟損失出發，采用成本損失法和費用分析法相結合的方法，遵循全面性、公平性及可操作性的原則，建立濕地補水生態補償標準的量化模型.考慮濕地補水對工、農業生產的不同影響［14］，從工業和農業兩個方面分別進行核算.

1.1 生態補水對下游地區工業影響的標準測算

水資源供應不足時，濕地生態補水可能會影響到供水區工業生產，因此通過研究引水口下游地區工業用水與工業產值的變化來計算補水后的工業損失.即：以下游地區的工業用水量為自變量，以單位工業用水創造的工業產值為因變量，進行回歸分析獲得反映二者關系的回歸曲線，曲線與坐標軸之間的面積則表示在確定的工業用水量下該地區創造的工業產值.由此，可以核算濕地補水過程中影響工業用水而導致的工業損失，該過程可表示為

式中：PI為生態補水對下游地區工業影響的生態補償標準；t1，t2分別為濕地引水前后下游地區的工業用水量；x為下游地區的工業用水量；F（x）為反映工業用水和單位工業用水創造工業產值的回歸方程；G為下游地區工業產值的變化；σ為下游地區從受影響河流中取水占總工業用水的比例.

1.2 生態補水對下游地區農業影響的標準測算

農作物的收成變化可以直接反映出農業產值的變化，因此可將水量減少對農作物產量的影響作為切入點，核算補水對農業的影響.借助便于實施和管理的農作物產量模型，確定由于缺水造成的農作物減產量，根據農作物的單價，估算其價值的變化.目前，我國農業灌溉按照河水引水灌溉方式主要分為分散式灌溉和集中式灌溉兩種，因此生態補水對農業的影響分兩部分考慮.

1.2.1 對下游地區分散式灌溉的影響測算

利用農作物的缺水產量模型，通過系數σ進行修正，計算出生態補水對補水區下游分散式灌溉的影響.

式中：PA為生態補水對下游地區農業影響的生態補償標準；Q是對該作物潛在產量的估計；β則表示由于水量減少帶來的減產百分比；F表示考慮霜凍的影響；M為該種作物市場單價；σ為下游地區從受影響河流中取水占總農業用水的比例.

1.2.2 對下游地區集中式灌溉的影響測算

集中式灌溉的特點是灌區由灌區管理局統一管理，建立完善的河水灌溉工程，引用河水后供灌區農民灌溉使用.濕地補水對集中灌溉的影響不僅導致灌區農民的農業損失還降低了灌區管理局的效益，所以，濕地補水對集中式灌溉的影響包括灌區農民損失和灌區管理局損失兩部分.

研究對灌區內農民生態補償標準時，首先要確定灌區的缺水率，核算因濕地補水帶來的灌區缺水導致的損失；再根據濕地補水后，灌區農民因缺水而導致的經濟損失確定補償標準，這種損失是灌區因采用地下水替代河水進行灌溉而造成的經濟損失.其公式表示為：

式中：PP為生態補水對下游灌區內農民的生態補償標準；PM為生態補水對下游灌區管理局的生態補償標準；F1，F2分別為單位面積的水田利用地下水和河水的供水費用；A1，A2分別為地下水和河水灌溉條件下單位面積農作物產量；δ為調整系數；A0為農作物單位面積理論產量；M為農作物市場單價；M1，M2分別為農作物在地下水和河水灌溉條件下的單位市場價值；S為灌區內受影響的農田面積；ΔC為濕地引水后造成的缺水率變化，缺水率的變化可由灌區需水量和進入灌區的實際水量確定；E1，E2分別為管理局買、賣水的單位價格；R0為灌區計劃用水量；R為引水后灌區的可用水量.

1.3 補償資金的分擔與分配模型

生態補償的分擔和分配模型是確定補償資金由誰來出、出多少、如何分配的問題.在確定補償資金在主體間的分擔時，應以各補償主體的取水量作為衡量標準，取水量越大，對下游造成的影響越大，該主體就需要付出更多的補償資金.在此基礎上，還需考慮各地區的發展水平對其分配結果進行修正.相同行為的前提下，經濟發達地區理應支付更多的生態補償金.補償資金在補償主體間的分擔模型為：

式中：ri為補償金分擔率；Qi為上游第i個受益地區的取水量；Li為發展階段系數，由皮爾曲線成長模型推導得出；En為恩格爾系數.

補償資金在補償客體間的分配模型可從損失視角進行核算，損失較大者獲得的補償額度較多，具體為：

式中：PA為灌區農民補償金額；P0為單位面積灌溉受損金額；S″為灌區農民受損面積；Pi為基于各項（供水費用的上升、農作物減產、井口農作物減產及農產品質量下降）的補償標準；S為灌區面積.

2 案例研究

2.1 研究區概況

向海自然保護區位于吉林省西部，地理位置為東經122°05′～122°35′，北緯44°50′～45°19′，屬內陸濕地和水域生態系統類型的國家級自然保護區.近年來，受人類開發活動的影響［15］，向海濕地面積逐年減少，僅1988—2003年這16年間，濕地面積就減少了32.9km2，濕地上動、植物種類也日趨減少，向海生態濕地補水迫在眉睫.

向海濕地水源為霍林河、額木特河及洮兒河3條河流.霍林河來水多在上、中游被攔截，平、枯水年份在向海濕地境內多處于斷流狀態；額木特河為季節性河流，常年水量不足處于斷流狀態，只有水量較大年份洪水才能進入向海濕地；洮兒河河水水量較大，可以作為向海濕地生態補水的水源.白城市地下水資源較為豐富，洮兒河下游地區工業用水和分散式農業灌溉用水均直接利用地下水，洮兒河非洪水期主要為興安盟灌區和洮兒河灌區供水.所以向海濕地補水生態補償標準核算中，工業與分散式灌溉農業受到生態補水的影響可忽略不計，集中式灌溉農業受到的影響是唯一要考慮的因素.

2.2 濕地生態補償量化標準模型的驗證

2.2.1 生態補償標準的核算

假設向海濕地在每年的5—9月進行補水，其中在75%降水保證率年份為了滿足向海濕地適宜的生態需水量進行生態補水，生態需水量為1.91億m3；而95%降水保證率年份為了滿足向海濕地核心區的生態需水進行生態補水，最小生態需水量為1.09億m3（一般的，降水保證率高于90%年份生產生活用水優于生態用水，但是為了保護向海濕地核心區的生態價值，考慮應滿足核心區生態需水的最小生態需水量）.

在計算所需的數據中，由于2006年的降水量與75%降水保證率的降水量接近，2007年的降水量與95%降水保證率的降水量接近，因此在研究過程中相應地采用2006和2007年的有關數據來表征75%和95%降水保證率年份.其中，灌區計劃用水量、不同水質下灌區收益的變化和灌區面積等資料均由灌區管理局提供；向海濕地引水口處（鎮西站）的平均流量、從引水口至向海濕地中途的水量損失均來自各年度白城市水資源公報；向海濕地的引水量則根據多年平均來水量和濕地需水量求得.

通過計算，75%降水保證率年份，為了滿足濕地生態補水的生態補償標準為6 000萬元，95%降水保證率年份生態補償標準為2 600萬元（見表1）.比較發現，兩種情況下引水前下游灌區的缺水率是相同的，都為0，而引水后下游灌區的缺水率有所不同.75%降水保證率下缺水率變化為23.2%，95%降水保證率下綜合缺水率變化為9.7%.這是因為95%降水保證率下汛期濕地的天然來水量基本能滿足濕地核心區的需水量，僅在5月份和8月份為了維持向海濕地核心區的生態需水量需進行生態補水.2.2.2 生態補償的分擔與分配

表1 各引水時間段的缺水率變化及補償情況

（1）在向海濕地引水的過程中，考慮到受益者只有向海自然保護區，故補償金全部由其承擔.從模型的角度考慮，向海自然保護區的分擔系數為1，承擔全部對灌區的補償資金，具體見表2.

（2）在補償對象方面，受影響的主要是灌區管理局和灌區內的農民，補償金應按一定比例分配給管理局和農民.根據式（7）—（8）計算得出：75%降水保證率下灌區管理局應分配到290萬元，農民應分配到5 710萬元；95%降水保證率下灌區管理局應分配到150萬元，農民應分配到2 450萬元（見表3）.

表2 補償金在補償主體間的分擔金額及分擔比例

表3 補償金在補償對象間的分配金額及分配比例

在更為理想的條件下，假設農民個體擁有的耕地面積已知，則可計算出更為詳細的分配系數.首先計算出各種情況下單位面積耕地應接受的單位補償額度，然后結合已知的農民個體的耕地面積，即可確定每個農民應該接受的補償資金.

3 結論

本文綜合運用成本損失法和費用分析法建立了濕地補水生態補償標準量化模型，模型分別考慮了生態補水過程中下游地區工、農業所受的影響，并將農業灌溉細化為集中式灌溉和分散式灌溉進行處理.案例驗證結果顯示，向海濕地選擇在每年的5—9月進行生態補水，75%降水保證率年份濕地生態補水的補償標準為6 000萬元，其中分配給灌區管理局290萬元，農民5 710萬元；95%降水保證率年份補償標準為2 600萬元，其中分配給灌區管理局150萬元，農民2 450萬元.向海濕地補水生態補償標準考慮了灌區的地下水灌溉損失，生態補償額度較為合理，生態補償標準模型具有一定的推廣應用價值.

［1］ 賴力，黃賢金，劉偉良.生態補償理論，方法研究進展［J］.生態學報，2008，28（6）：2870-2877.

［2］ LARSON J S.Rapid assessment of wetlands：history and application to management［G］／／MATCH.Global wetlands：old world and new.Elsevier，1994：625-636.

［3］ MARK MITTAG，KIM PARKER BROWN.Evaluation of alterative options for freshwater emergent wetland compensation at Naval Air Station Patuxent River［J］.Wetlands，2001（3）：1-12.

［4］ 熊鷹，王克林，藍萬煉，等.洞庭湖區濕地恢復的生態補償效應評估［J］.地理學報，2004，59（5）：772-780.

［5］ 王艷霞，張素娟，張義文.濱海濕地生態補償機制建設初探［J］.濕地科學與管理，2011，7（4）：56-58.

［6］ 凌棱，羅堯，劉先.優化中國濕地生態補償機制模式——以東洞庭湖國家級自然保護區為例［J］.中國商界，2010（1）：195-196.

［7］ 楊新榮.生態補償及其運行機制研究［J］.農業技術經濟，2014（2）：103-113.

［8］ 湯崇軍.鄱陽湖濕地生態補償機制研究——中國環境保護優秀論文集［C］.北京：中國環境科學出版社，2005：681-685.

［9］ 陳兆開.我國濕地生態補償問題研究［J］.生態經濟，2009（5）：155-158.

［10］ 顏華.關于建立濕地生態補償機制的思考——以黑龍江三江平原濕地為例［J］.農業現代化研究，2006，27（5）：383-385.

［11］ 賀思源.濕地資源生態補償機制探析［J］.學術界，2009（6）：76-82.

［12］ 王憲恩，閆旭，周佳龍.我國濕地補水生態補償機制探析［J］.環境保護，2012（4）：48-49.

［13］ 張趕年.白洋淀濕地補水的生態補償研究［D］.南京：南京信息工程大學，2013.

［14］ 周璞，侯華麗，安翠娟，等.水資源開發利用合理性評價模型構建及應用［J］.東北師大學報：自然科學版，2014，46（2）：125-131.

［15］ 吳計生，梁團豪，田竹君.松花江流域大型引水工程環境影響評價的核心問題［J］.東北師大學報：自然科學版，2013，45（1）：149-153.

Quantitative research of ecological compensation standard—take Xianghai wetland as an example

JIN Chun-jiu1，2
（1.College of Environment and Resources，Jilin University，Changchun 130012，China；2.Songliao River Basin Water Resources Protection Bureau，Changchun 130021，China）

By employing the methods of cost lost and expense analysis，this paper quantified the losses of industrial production and agricultural production caused by diverting agricultural water to the wetland.Combined with the variation of water deficient ratio in the affected areas，built the quantitative model of wetland ecological compensation standard and the compensation fund sharing and allocation model which were tested by the water supplement process of Xianghai wetland.The results indicate that the compensation standard to meet suitable ecological water demand of Xianghai wetland is 60million yuan in the year with 75%guaranteed precipitation rate，hereinto，2.9million for the Irrigation District Authority and 57.1million yuan for farmers in the irrigated area；the compensation standard is 26million yuan in the year with 95%guaranteed precipitation rate，including 1.5million for the Irrigation District Authority and 24.5million for irrigation farmers.The wetland ecological compensation standard calculation considers the effects towards industrial and agricultural production generated by diverting agricultural water to the wetland.The example of Xianghai wetland calculates the ecological compensation standard from the loss of water supply costs rising and the crop yields and crop quality，etc.The results show that the ecological compensation limit is relatively reasonable.The ecology compensation standard model has applicable values to a certain degree.

Xianghai wetland；opportunity cost；ecological compensation standard；quantitative research

F 062.2 ［學科代碼］ 790·43

A

（責任編輯：方 林）

1000-1832（2015）03-0149-05

10.16163／j.cnki.22-1123／n.2015.03.030

2014-12-30

國家自然科學基金資助項目（51379089）.

金春久（1971—），男，博士，教授級高級工程師，主要從事水資源保護管理和水質模型研究.