大伙房水庫上游地區生態補償標準研究

冷雪飛

(遼寧省環境科學研究院，沈陽 110161 )

大伙房水庫上游地區生態補償標準研究

冷雪飛

(遼寧省環境科學研究院，沈陽 110161 )

摘要相對于自然生態保護其他方面，江河斷流、湖泊濕地萎縮、水源涵養功能退化、水土流失加劇等流域污染問題，水資源保護存在的“上游投入、下游得利”不合理現象，不斷加劇水資源質量的衰減和水體環境的惡化。本文以維持流域生態系統平衡及生態服務功能，調整流域相關利益方生態及其經濟利益分配關系為依據，根據流域面臨的生態保護、污染治理和水資源合理利用等問題特點，以大伙房水庫上游地區為例，構建以生態系統服務功能價值和機會成本理論為基礎的生態補償標準估算模型，對流域生態補償資金進行分配，探索建立不同類型、各有側重、因地制宜的生態補償標準，在試點和實踐中調整完善，為國家建立流域生態補償機制和政策提供模式和經驗。

關鍵詞生態服務功能；機會成本；生態補償

引言

流域生態補償是指從環境管理和公共政策的角度，根據經濟、政策和市場等方面的特征，以流域環境生態系統服務價值、生態保護成本、發展機會成本等為依據，向流域生態環境的保護者和建設者提供相應的貨幣或實物支持，以調動其環境保護和生態建設的積極性，促進環境保護地區的生態保護和建設活動，改善流域范圍內區域間的發展不均衡問題，保證整個流域水環境和保障流域生態安全，促進區域平衡和協調發展的一種生態環境保護的經濟手段[1]。

對比國外流域生態補償實踐，無論是基于流域上下游界面水質目標的補償標準方式，還是基于流域上下游考核界面水污染物通量的補償標準方式，合理設置不同情形下的補償和受償標準并得到相關部門的一致認可是減少甚至避免政策推行中阻力的關鍵。面對流域生態補償標準確定所面臨的矛盾和困境，本文以大伙房水庫上游地區為例，通過對流域生態補償量進行核算，探索流域生態補償的具體方式及途徑，提出兼顧生態安全與區域公平的可操作方法體系。

1　生態補償標準估算

1.1 基于生態系統服務功能的生態補償標準

Costanza論述的生態系統服務功能的17個類型，在具體區域存在的差異性較為明顯，將生態系統劃分為森林生態系統、農田生態系統和水域生態系統三大類，物質生產、大氣調節、水源涵養、水分調節、環境凈化、土壤保護、生物多樣性維持和休閑文化八類，詳見表1[2]。本文以環境經濟學、資源經濟學、生態經濟學及福利經濟學為基礎，分 別采取市場價值法、機會成本法、影子價格法、費用分析法、影子工程法、旅行費和替代花費法對生態系統服務功能價值中水分調節、環境凈化和土壤保護進行逐項估算。

1.1.1 水分調節功能價值估算

森林生態系統汛期均化洪水功能價值估算采用市場價值法，計算公式為：

式中，V1為森林生態系統均化洪水功能價值；Wt為森林生態系統在汛期調節洪峰能力(m3/a)；R為汛期的降水量（mm）；Ai為各森林類型的面積（km2）；Ii為各森林類型的林冠截留率；Li為各森林類型單位面積凋落物層的持水(m3/km2)；Si為各森林類型單位面積土壤的儲存水量（m3/km2）；S0為單位面積無林地的土壤儲存水量（m3/km2）；Pi為水庫單位庫容每年需投入成本。

森林生態系統枯水期補水功能價值估算采用市場價值法，計算公式為：

式中，V2為森林生態系統在枯水期供水功能價值；Wc為森林生態系統在枯水季節補給水量（m3/a）；Ai為林地面積（km2）；Gi為各森林類型單位面積的徑流量（m3/km2· a）；G0為無林地單位面積上的徑流量（m3/km2·a）；Gi—G0為單位面積各類型林地枯水季節的補給水量（m3/km2）；P為單位水價 。

1.1.2 土壤保護功能價值估算

植被的土壤保護價值主要可從以下四方面考慮：①減少土地侵蝕的價值；②減少土地損失的價值；③減少土壤肥力損失的價值；④減輕泥沙滯留和淤積的價值。本文分別運用機會成本法、市場價值法和影子工程法對其價值進行評估。

（1）減少土壤侵蝕的價值

森林的保土量（潛在土壤侵蝕量）等于無林地的土壤侵蝕量與有林地的土壤侵蝕量之差，即森林減少土壤侵蝕量。計算公式為：

式中，Bc為減少的土壤侵蝕量（t/a）；Bi為第i類森林類型的面積（km2）；M0為無林地土壤侵蝕模數（t/km2·a）；Mi為第i類林地類型的土壤侵蝕模數（t/km2·a）。

表1　生態系統服務功能類型

（2） 減少土地損失的價值

根據減少土壤侵蝕量和土壤表土平均厚度來推算因土壤侵蝕而造成的廢棄土地的面積，再用機會成本法計算因土地廢棄而失去的年經濟價值。 計算公式如下：

式中，V1為減少的土地損失價值（萬元/a）；Bc為減少的土壤侵蝕量（t/a）；D為林業年均收益（元/km2）；ρ為土壤容重（t/m3）；d為土壤表土平均厚度（m），以0.6m計算。

（3）減少土壤肥力損失的價值

土壤侵蝕使大量的土壤營養物質流失主要是土壤中的N、P、K，森林減少土壤養分損失的價值等于森林減少土壤有機質損失的價值與減少土壤N、P、K損失的價值之和。 計算公式如下：

式中，V2為減少土壤肥力損失的價值（萬元/a）；Bc為減少的土壤侵蝕量（t/a）；Ci為土壤中N、P、K的含量（kg/t）；Pi為N、P、K化肥的價格（元/t）；R1為土壤中有機質平均含量（%）；R2為薪柴轉化成有機質的比例；Pj為薪柴的機會成本價。

（4）減輕泥沙滯留和淤積的價值

按照我國主要流域的泥沙運動規律，全國土壤侵蝕流失的泥沙有24%淤積于水庫、江河、湖泊，本文采用影子工程法來計算植被減輕泥沙滯留和淤積的價值。 計算公式如下：

式中，V3為減輕泥沙滯留和淤積的價值（萬元/a）；Bc為減少的土壤侵蝕量（t/a）；P為水庫單位庫容每年需投入的成本（元/m3）；ρ為土壤容重（t/m3）。

1.1.3 環境凈化功能價值估算

根據資料統計，對污染具有較為顯著凈化能力的生態系統有森林生態系統和水庫生態系統，水田生態系統因面積較小、凈化能力有限暫不考慮。

（1）森林生態系統

森林凈化環境污染的功能主要表現在四個方面，即吸收污染物、阻滯粉塵、殺滅病菌和降低噪聲。受限于資料的可獲性，本文僅對森林生態系統（不包括灌木林）吸收SO2和滯塵凈化功能價值進行估算。 計算公式為：

式中，V為森林凈化環境功能價值（萬元/a）；V1為森林吸收SO2功能價值（萬元/a）；V2為森林滯塵功能價值（萬元/a）；Ai為第i類林地的面積（km2）；Mi為第i類林地對SO2的凈化能力（t/km2·a）；Ni為第i類林地的滯塵能力（t/ km2·a）；P1為削減SO2的成本（元/t）；P2為削減粉塵的成本（元/ t）。

（2）水庫生態系統

本文采用替代花費法，通過研究水體的氮、磷去除效能和氮、磷污染物的污染負荷比的算術平均值來代替水庫生態系統環境凈化功能價值，試圖在一定程度上反映水庫生態系統的水質凈化功能價值。計算公式如下：

式中，V為水庫凈化環境功能價值（萬元/a）；VN為水庫除氮功能價值（萬元/a）；VP為水庫除磷功能價值（萬元/a）；A為水庫水域面積（km2）；RN為單位面積水域氮的平均去除率（t/ km2·a）；RP為單位面積水域磷的平均去除率（t/km2·a）；PN為污水除氮處理成本（元/ t）；PP為污水除磷處理成本（元/t）；QN為水庫總氮污染物污染負荷比；QP為水庫總磷污染物污染負荷比。

1.2 基于機會成本的生態補償標準

對于流域水環境生態補償來說，機會成本多是指把一定的環境資源用于達到某種生態目的時放棄的一些用作其他用途的最大收益，以此為基礎的機會成本生態補償標準已經成為核算流域上游地區生態保護和建設成本的理論基礎[3]。通過比較補償地區與周圍地區的經濟發展差距計算出補償地區的發展權損失，利用相鄰縣市居民的人均可支配收入與上游地區人均可支配收入對比，估算出相對于相鄰縣市居民收入水平的差異，從而反映發展權的限制可能給上游地區造成的經濟損失，作為補償的參考依據。測算公式為：

機會成本=（參照縣市的城鎮居民人均可支配收入-上游地區城鎮居民人均可支配收入）×上游地區城鎮居民人口+（參照縣市的農民人均純收入-上游地區農民人均純收入）×上游地區農業人口 （1.9）

2　生態補償金分配與分擔

生態補償金在補償主體之間的合理分擔直接關系參與者投資生態環境建設的驅動力，是決定流域生態補償機制能否良性和持久運行的重要因素。能否建立公平、合理的成本分擔模型，不僅關系到補償金額分擔中各成員的合法權益能否得到保障，而且直接決定著各成員參與補償、保護水源區生態環境的積極性和創造性的發揮程度。

2.1 生態補償金分擔

參照水利工程投資分擔的原則，綜合考慮支付水平、水量以及排放污水量情況，構建如下補償資金分擔模型：

其中，TC為生態補償金總額；Bi為第i個地區的補償分擔系數；Ei為第i個地區的生態補償金額度。補償分擔系數計算公式如下：

其中，Qi為取水比例；Wi為污水排放比例系數；Li為發展階段系數。

根據經濟發展水平利用皮爾生長曲線，其中，Eni為恩格爾系數，得出發展階段系數計算公式為：

2.2 生態補償金分配

為了使補償資金的分配更加科學、合理，綜合考慮人口和功能等級作為測算指標，對補償資金的分配進行初略估算，設定其權重均為0.5，則補償資金分配率計算公式為：

式中，Ci為第i個區域的生態補償資金額度（萬元）；TC為生態補償資金總額（萬元）；Qi為第i個區域水量（億m3）；CODi為第i個區域河流COD平均濃度（mg/L）；Pi為第i個區域人口數量；0.428為III類水標準下的COD治理成本（元/mg·L）；Si為第i個區域面積；ANi為第i個區域河流平均濃度（mg/L）；2.435為III類水標準下的治理成本（元/mg·L）。

3　實例研究

大伙房水庫流域系遼河支流渾河中上游，由上游清原縣渾河、新賓縣蘇子河和撫順縣社河三條主要河流匯入庫區，流域長度分別為169km、148km 和53km，流域面積分別為2752km2、2147km2和516km2，其中渾河為主要入庫支流，平均年來水量占總量的49%；其次為蘇子河，平均年來水量占總量的45%。隨著國家重點水利工程“大伙房輸水工程”項目的實施，大伙房水庫每年通過輸水隧洞從桓仁水庫引水18億m3，作為遼寧中部七市生活飲用水源地，服務人口將達到2300 萬，大伙房水庫在兼有防洪、供水、灌溉、發電、養魚等綜合功能的大型水利樞紐的基礎上，其飲用水功能日益突出，在遼寧省中部城市建設及人民生活中具有舉足輕重的戰略的地位。

3.1 基于生態系統服務功能的生態補償標準估算

3.1.1水分調節功能價值

我國單位面積林地在枯水季節補給的水量為128 800m3/km2·a，灌木林的補給水量為林地的30%，即38 640m3/km2·a。根據公式（1.1）和公式（1.2），單位水價按0.5元/m3計（以遼政發〔2002〕19號文件的水費為準），可得森林生態系統的補水功能價值為73 214.7萬元，森林生態系統均化洪水的總價值為49144.2萬元，水田生態系統的水分調節總價值為3575.7萬元，水庫生態系統的供水功能價值為14 467.98萬元。

3.1.2 土壤保護功能價值

根據《中國生物多樣性國情研究報告》編寫的研究成果、國家統計局和農業部的統計資料，根據式（1.3）～式（1.6），可得森林生態系統一年減少土壤侵蝕總量為36 988.6萬t，減少土地損失為 14.7萬元，森林減少的土壤有機質損失的價值為91 083萬元，減少土壤肥力損失的價值為163 659萬元，減輕泥沙滯留和淤積的價值為9653.3萬元。

3.1.3 環境凈化功能價值

根據《中國生物多樣性國情研究報告》，各種類型林地對SO2凈化能力值和削減成本，將其代入式（1.7），可得森林生態系統的凈化環境功能價值為371 698.9萬元。由已有的研究成果可知，污水除氮、除磷處理成本選用生活污水處理成本（氮為1500元/t，磷為2500元/t），根據式（1.8），可得水庫生態系統的除氮、除磷功能價值分別為3980.2萬元和3100.2萬元，總價值12 957.8萬元。

綜上，大伙房水庫上游地區清源、新賓、撫順和桓仁四縣生態服務系統功能價值如表2所示。

就目前的實際情況來看 ，上述7類服務功能價值中，物質生產功能價值、大氣調節功能價值、環境凈化功能價值、森林生態系統對土壤保護功能價值、生物多樣性維持功能價值和休閑文化功能價值分別因為主要受益者為上游地區自身或全體人民群眾，而不列入補償范圍。綜上所述，將基于研究區生態系統服務功能價值的補償標準應為水分調節功能價值、土壤保護功能價值和環境凈化功能價值的總和，根據表2，則2013年大伙房水庫流域上游地區基于生態系統服務功能價值的生態補償標準為487 311.1萬元。

3.2 基于機會成本的生態補償標準估算

大伙房水庫流域上游四縣采取封山育林、禁伐天然林、減少林木加工、限制礦產開發、杜絕污染型企業投資等措施進行水源涵養及生態保護，鑒于大伙房水庫流域上游四縣目前的經濟發展水平在全省各縣區的排名中相對落后，對于參照標準的選取，本文選取2013年遼寧省平均經濟發展水平作為參照標準，進行基于機會成本的生態補償標準估算，見表3。

通過式(1.9)計算得出：

C間=（23 223-15 000）×90 130 +（23 223-22 600）×74 683+（23 223×16 510）×199 593+（23 223-20 960）×213 797+（9384-9399）×209 040+（9384-10 408）×41 419+（9384-9262）×10 083+（9384-9405）× 121 136=257 557

鑒于GDP作為一個流量指標，實際反映的是一定時期內某一地區的收益(部分服務的價值)、成本(流量的價值)和存量變化(凈積累)的總和[5]。根據2006—2012年遼寧省第一產業與第二產業平均增長速度分別為16.2%和12.4%，參照以往的研究資料，本文將機會成本分為工業發展機會成本效益分攤系數（0.4）和農業發展機會成本效益分攤系數（0.6）進行計算，則2013年大伙房水庫上游地區基于發展機會成本的生態補償金額為164 836.48萬元。

表2　生態系統服務功能價值匯總 單位：萬元

表3　社會經濟基本情況數據

3.3 結果修正

鑒于指標選取和價值估算等方面尚缺乏統一標準，基于生態服務功能價值的補償標準只能作為大伙房水庫流域上游地區的參考和理論上限值，本文在確保流域上下游地區植被、河湖濕地等的生態用水的情況下，引入水量修正系數KVt和水質修正系數KQt對其進行修正[4]，其一般計算公式為：

式中，KVt為水量分攤系數；Wd為下游地區利用上游地區的水量（億m3/a）；Wt為上游地區的總水量（億m3/a）。

式中，KQt為水質修正系數；Pt為某污染物高（或低）于標準的排放量（t）；Mt為削減單位某污染物排放量的投資（萬元/t）；V為補償金總量（萬元）。補償金計算公式變形為：

為簡化計算，我們取水質修正系數為1，根據公式就可計算出水量分攤系數KVt為0.547，則大伙房水庫流域上游地區生態補償額度修正為介于164 836.48萬元至266 656.64萬元的補償區間。

3.4 生態補償金的分擔與分配

3.4.1 生態補償金分擔

將下游7個取水城市恩格爾系數代入式(2.2)，以沈陽市和營口市為例，2012年大伙房輸水工程一期竣工后向沈陽市輸水1.689億m3/a和0.418億m3/a，沈陽市補償金分擔比例系數為10.98%和3.23%，沈陽市和營口市應分擔的補償金額1.81億～2.93億元和0.53億～0.86億元，沈陽和營口取水生態補償單價為介于1.07～1.74元/t和1.27～2.06元/t 。

3.4.2 生態補償金分配

撫順縣、清原縣、新賓縣和桓仁縣的區域面積、人口和入庫水量分別為1754km2、11.9萬人和0.84億m3，3924km2、33.7萬人和6.94億m3，4288km2、32萬人和6.43億m3，3547km2、30萬人和17.83億m3；生態補償分配系數分別為0.079、0.270、0.268和0.362。

根據式（2.5），以基于機會成本的生態補償金額為基數，撫順縣、清原縣、新賓縣和桓仁縣的生態補償金的分配額度分別為1.317億元、4.462億元、4.432億元和5.972億元；以基于生態服務價值功能的生態補償金額為基數，撫順縣、清原縣、新賓縣和桓仁縣的生態補償金的分配額度分別為3.895億元、13.158億元、13.099億元和17.656億元。

4　結束語

（1）綜合比較生態服 務功能標準核算法、發展機會成本標準核算法、水資源價格標準核算法、跨界污染物通量的標準核算法、水環境目標標準核算法等[5]，針對集中式飲用水源地，合理的生態補償標準應該不低于上游地區生態保護及下游地區污染治理成本的投入。

（2）相對于公共性政府資金和市場資金的籌集情況，采用水資源價值法從工業用水和居民生活用水兩方面對比分析用戶承受能力，則基于生態系統服務價值估算的生態補償標準僅僅作為理論上限，不具備現實操作性。

（3）水資源保護的環境影響都是多種污染物指標綜合作用的結果，而流域生態補償經濟評估方法都存在各自的優點和不足[6]，如何反映多種污染物的綜合影響尚需要開展進一步的研究。

參考文獻

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Research on Ecological Compensation Standard in Upstream Area of Dahuofang Reservoir

Leng Xuefei
(Liaoning Academy of Environmental Sciences，Shenyang 110161 )

Abstract:Comparing with a series of eco-environmental problems such as river blanking, wetland fading away, deterioration of water source conservation, the unreasonable situation of “upstream invest and downstream gain in a river” which cause the degradation of water environment and deterioration of the water source quality. According to the balance of ecological service and environmental development, in accordance with the management of the stakeholder and interest distribution, took the upstream area of Dahuofang Reservoir as an example, based on the ecological services value and opportunity cost theory, this paper constructed estimation model of ecological compensation standard to distribute the ecological compensation capital, explored the suitable standards for the sustainable ecological safety and regional justice development. The results may give the technic support to establishment of ecological compensation and pilot experience in the state level.

Keywords:ecological service value；opportunity cost；ecological compensation

中圖分類號：X324

文獻標識碼：A

文章編號：1674-6252（2015）05-0061-06

作者簡介：冷雪飛，(1979— )，女，遼寧省環境科學研究院，碩士，工程師，主要研究方向為環境管理。