基于能值理論的人工濕地污水處理系統價值評估研究

郝先彬

人工濕地污水處理系統是模擬自然濕地結構人為構筑的可控復合體，是通過基質過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解實現污水高效凈化的濕地系統。作者以能值理論為基礎，通過構建運行效率、資源結構、功能穩定和環境安全四維評價指標體系，給出了從時空尺度范圍內對人工濕地污水處理系統進行靜態、動態評價的方法，為采用恢復費用法評估人工濕地污水處理系統價值提供了科學依據。

一、引言

人工濕地污水處理系統作為新興的城市水資源污染解決方式，在政治、經濟及社會角度均呈現出越來越廣泛的需求，并成為政府和社會資本在公共服務領域合作的推廣重點。公私合營存在的最根本意義是為了向公眾提供更好的公共產品和服務，追求社會和經濟整體效益的最大化。但在實施過程中，這一目標的實現卻存在以下兩個障礙：一是政府和項目公司在項目目標上的不一致；二是政府和項目公司之間存在信息不對稱。

生態價值評估是基于維護生態系統服務的持續性和對評估的現實需求而產生的一種新型的資產評估，既能為決策者提供科學合理的信息，又能為生態利益補償提供有效的貨幣化補償依據和標準。黃錫生指出，生態價值評估對提供生態系統服務價值化的信息、制定可持續發展指標體系、實施生態利益補償、制定合理的生態資源價格等方面具有重大的作用，有必要將其上升到制度化的層面，以法律和制度的形式加以規范[1]。國務院辦公廳發布的《關于在公共服務領域推廣政府和社會資本合作模式的指導意見》特別強調，存量公共服務項目轉型為政府和社會資本合作項目過程中，應依法進行資產評估，合理確定價值，防止公共資產流失和賤賣。有關行業主管部門應當對移交資產進行性能測試，確認項目資產功能的完整性以及知識產權和技術法律文件的有效性[2]。董金凱指出：目前的生態系統服務價值評價的研究對象主要集中在大尺度的生態系統。今后，應更多地關注人工濕地這樣小尺度生態系統，更好地為區域行政部門制定具體的政策提供背景值[3]。

二、人工濕地污水處理系統價值評估方法的選擇與改進

由于生態系統的復雜性和功能的多樣性，生態價值評估有著高于傳統資產評估的難度和要求。生態系統處在動態的發展過程中，價值評估的中心任務是評價生態系統現在的狀況、預測未來的可能變化并提出為改善生態系統管理狀況而應采取的對策[4]。因此，評估工作不僅要考察生態系統的資產存量，也要考察生態系統服務的過程變量。在針對人工濕地污水處理系統的價值評估工作中，就需要采取多尺度的評估途徑衡量、研究特定系統在空間尺度和時間尺度范圍內的狀態及變化趨勢。

濕地生態系統存在多重作用，其服務價值的估算方法很多，適用于不同的服務種類。人工濕地污水處理系統作為濕地生態系統的衍生系統，水質凈化是其最主要的存在價值，屬于難以商品化的服務功能，適用于采用替代費用法、恢復和防護費用法、生態價值法等評價方法。但現有的評價方法對生態系統結構與服務之間的復雜關系以及生態過程缺乏科學解釋，評價結果的應用價值有限。

為全面準確地反映生態系統的過程機理，體現生態系統服務由物質量的變化而引起的價格變化，實現價值變化預測。本文在恢復費用法的基礎上運用能值理論對人工濕地污水處理系統的價值評估方法加以完善，旨在實現對該類生態系統服務價值的科學評估。

恢復費用法采用保護和恢復某種生態系統不被破壞所需的費用作為這種生態資源被破壞后的損失，來估計該生態系統服務的價值。能值評價是以能量為工具分析開放系統熱力學的一種環境會計方法，它以能值為統一衡量標尺，構建了系統自然特征與經濟結構研究的統一平臺，提供了以生態和經濟為中心的評價方法，可以解決其他評估方法不能量化的產品與生態服務的價值，評判自然與社會發展狀態。

三、人工濕地污水處理系統能值分析

人工濕地污水處理系統是模擬自然濕地結構人為構筑的可控復合體，是通過基質過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解實現污水高效凈化的濕地系統，比傳統的二級處理技術建設運行費用低，耗能少，出水水質好。

本文運用能值理論對人工濕地污水處理系統的運行效果進行研究，處理系統的能值流系統如圖1所示，系統投入包括：污水預處理系統、人工濕地污水處理系統和脫水污泥處置系統的廢物能值輸入W1、W2和W3；可更新資源能值輸入R1、R2和R3；不可更新資源能值輸入N1、N2和N3；社會經濟系統的能值輸入F1、F2和F3。該系統的產出包括: 產品的能值輸出P1、P2和P3以及系統排放的廢物能值?？筛沦Y源包括太陽能、風能、地熱能、湖水化學能、雨水勢能和雨水化學能；不可更新資源包括泥底、粗砂、礫石。社會經濟體系的資源產品包括機械設備、電力、燃料、濕地植物、有機物質、化學藥劑、人類勞務及資料信息。系統輸出包括中水和污泥產品。

根據待評價人工濕地污水處理系統的實際情況，明確系統的輸入、輸出資源，進而得到系統能值分析表。如表1所示。

圖1 人工濕地污水處理系統的能流路徑

表1 人工濕地污水處理系統能值分析表

表2 能值綜合評價指標體系

四、評價指標體系構建

人工濕地污水處理系統綜合生態變量和非生態變量兩方面變量之間相互聯系和作用，產生高一級變化，引起生態系統生產能力、能量利用效率、組織結構穩定性、環境負荷等發生改變。本文以全面衡量系統運行狀態為目標，在空間尺度范圍內構建人工濕地污水處理系統的運行效率、資源結構、功能穩定和環境安全4個維度的評價指標體系，考量系統的運行狀態。運行效率指人工濕地污水處理運行系統物質能量輸入輸出循環容量，反映系統的效率性、競爭力和存活力，用能值產出率、能值投入產出比和能值擴大率來表示；資源結構主要考察系統消耗資源結構的穩定性和合理性，反映資源利用結構情況，用不可更新資源能值比和可更新資源能值比來表示；功能穩定指系統維持自身服務功能的能力，用能值自給率和能值產出密度來表示；環境安全指系統在當前脅迫狀態下維持格局與結構的能力，用環境負載率和可持續發展指數來表示。如表2所示。

根據能值分析情況計算系統各項指標結果：

1.運行效率指標

2.資源結構指標

3.功能穩定指標

4.環境安全指標

五、人工濕地污水處理系統價值評估

分別從4個維度對待評估人工濕地污水處理系統的各項能值指標與設定目標或同類型系統比較分析，得到空間靜態評估；根據待評估系統不同時間階段的能值流量，對能值指標時間序列數據比較分析，得到時間動態評估。綜合時空尺度范圍內的靜態、動態評估結果，對系統的運行狀態做出合理判斷，為資產評估師判定待評估系統恢復費用提供科學可靠的理論依據，進而給出該生態系統的合理價值。

六、研究結論與展望

本文基于能值理論，構建了全面衡量人工濕地污水處理系統運行狀態的指標體系，給出了時空尺度范圍內對系統進行靜態、動態評價的方法，為采用恢復費用法評估人工濕地污水處理系統價值的工作提供了科學可靠的理論依據。

本研究提出的評估方法的準確性建立在能值理論的基礎上，但目前不同種類、等級的污水、中水、污泥產品等對應的能值轉換率尚無統一確定，影響了評價結果的準確性。下一步研究應重點解決該問題以進一步推進生態價值評估的發展。

[1]黃錫生,何雪梅.生態價值評估制度探究——兼論資產評估法的完善[J].重慶大學學報(社會科學版),2014.(01):120-125.

[2]國辦發〔2015〕42號.關于在公共服務領域推廣政府和社會資本合作模式的指導意見[EB].www.scio.gov.cn.2015-09-15.

[3]董金凱,賀鋒,吳振斌.人工濕地生態系統服務價值評價研究[J].環境科學與技術,2009.(08):187-193.

[4]趙士洞,張永民.生態系統評估的概念、內涵及挑戰——介紹《生態系統與人類福利:評估框架》[J].地球科學進展,2004.(04):650-657.