基于投入產(chǎn)出表京津冀虛擬足跡生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究

苑清敏，張 梟，李 健，2

（1.天津理工大學(xué) 循環(huán)經(jīng)濟(jì)與企業(yè)可持續(xù)發(fā)展中心，天津 300384；2.天津大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300072）

0 引言

京津冀地緣相接、地域一體，完全能夠相互融合、協(xié)同發(fā)展。2017年京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略3周年實(shí)地探訪中，生態(tài)環(huán)境保護(hù)率先突破取得重要進(jìn)展，積極推進(jìn)了京津冀協(xié)同發(fā)展。但是相對(duì)長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)，京津冀區(qū)域發(fā)展不協(xié)調(diào)、不平衡的矛盾仍突出存在。生態(tài)環(huán)境問題持續(xù)嚴(yán)重，特別表現(xiàn)為大氣、水資源和耕地減少三個(gè)方面。2017年2月印發(fā)《關(guān)于劃定并嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線的若干意見》和《全國(guó)國(guó)土規(guī)劃綱要（2016—2030年）》首次開啟生態(tài)紅線戰(zhàn)略，保證生態(tài)安全，促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。因此，著力擴(kuò)大環(huán)境容量生態(tài)空間，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)合作，在已經(jīng)啟動(dòng)大氣污染防治協(xié)作機(jī)制的基礎(chǔ)上，完善防護(hù)林地建設(shè)和草地建設(shè)、土地資源等領(lǐng)域合作機(jī)制[1]。進(jìn)一步完善實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，解決京津冀區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題，使京津冀三地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式與生態(tài)補(bǔ)償相結(jié)合。按照“誰受益、誰補(bǔ)償、生態(tài)共建、資源共享”的原則，加快完善京津冀三地間橫向生態(tài)補(bǔ)償方式，建立跨界跨區(qū)域大氣和固體廢棄物排放監(jiān)測(cè)體系和協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

本文在已有研究的基礎(chǔ)上[2-10]，基于區(qū)域間投入產(chǎn)出表的模型，研究隨著產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)品消費(fèi)轉(zhuǎn)移引起的碳足跡和固廢足跡轉(zhuǎn)移，計(jì)算京津冀三地的虛擬碳足跡和虛擬固廢足跡,得到京津冀三省市實(shí)際承擔(dān)碳足跡和固廢足跡以及三種土地資源補(bǔ)償面積關(guān)系，進(jìn)行區(qū)域補(bǔ)償方式差異性的合作生態(tài)補(bǔ)償研究。在此基礎(chǔ)上，給出京津冀針對(duì)大氣、土地資源合作補(bǔ)償機(jī)制，為京津冀生態(tài)環(huán)境共建共享提供參考。

1 研究方法和指標(biāo)的選取

1.1 核算虛擬碳足跡模型

區(qū)域間投入產(chǎn)出模型是利用產(chǎn)品消費(fèi)流動(dòng)變化，將各地區(qū)投入產(chǎn)出模型連接而成的跨區(qū)域投入產(chǎn)出模型[11]。相對(duì)單地區(qū)的投入產(chǎn)出表，區(qū)域間投入產(chǎn)出表可以系統(tǒng)全面地反映不同地區(qū)之間產(chǎn)品消費(fèi)使用關(guān)系。利用2014年區(qū)域間投入產(chǎn)出表（見下頁表1），核算出京津冀各省市虛擬碳足跡。

1.1.1 不同區(qū)域碳排放強(qiáng)度估算

本文采用聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）提供的方法估算碳排放總量，選取煤炭、焦炭、原油、燃料油、汽油、煤油、柴油和天然氣8種主要化石能源，公式如式（1）所示。最后根據(jù)碳排放強(qiáng)度的定義，計(jì)算2014年京津冀三省市碳排放強(qiáng)度。

其中，Cij表示i地區(qū)第j種能源的碳排放量；Nij代表i地區(qū)第j種能源的消費(fèi)量，按標(biāo)煤計(jì)；cj表示第j種能源的碳排放系數(shù)，具體系數(shù)見表2。

表2 各類能源的碳排放系數(shù)

1.1.2 核算虛擬碳足跡

利用得到的京津冀碳排放強(qiáng)度和投入產(chǎn)出表中產(chǎn)值關(guān)系，得到京津冀三省市虛擬碳足跡。IPCC報(bào)告認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)碳排放循環(huán)下，森林和草地是最主要的碳匯，二者合計(jì)93%；其中，1t碳中0.8772t由森林吸收，0.1728t由草原吸收[12]。基于生態(tài)足跡的概念，將碳足跡定義為吸納人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)排放的溫室氣體所需要的生物生產(chǎn)性土地面積。計(jì)算方法如下：

式中，Ai為i地區(qū)碳足跡；Af為化石能源產(chǎn)生碳排放量歸于森林的生態(tài)足跡；Ag為化石能源產(chǎn)生碳排放量歸于草地的生態(tài)足跡；Ci為i地區(qū)碳排放量；Pf為森林吸收碳的份額，為82.72%；Pg為草地吸收碳的份額，為17.28%；EPf為全球森林平均碳吸收能力，為3.8096t/hm2；EPg為全球草地平均碳吸收能力，為0.9482t/hm2。

表1 2014年京津冀區(qū)域間投入產(chǎn)出表 （單位：億元）

1.2 核算虛擬固廢足跡模型

京津冀區(qū)域土地利用主要以耕地為主，耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要資源，對(duì)保障糧食安全、生態(tài)安全以及可持續(xù)發(fā)展具有關(guān)鍵作用。工業(yè)排放的固體廢棄物占用大量耕地面積，導(dǎo)致耕地資源不斷減少。引用碳排放強(qiáng)度定義，得到京津冀地區(qū)固體廢棄物排放強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱“固廢強(qiáng)度”），即單位GDP的固廢排放量。利用投入產(chǎn)出表中工業(yè)產(chǎn)值與固廢強(qiáng)度乘積，核算京津冀三地間出固體廢棄物排放量關(guān)系。據(jù)估計(jì)，1萬噸固體廢棄物占用的土地面積為0.075hm2[13]。計(jì)算方式如下：

式中，Bi為i地區(qū)固廢足跡，Di為i地區(qū)工業(yè)固體廢棄物排放量，EPr為固廢占用土地能力，為13.33萬t/hm2。

1.3 核算基于虛擬足跡的生態(tài)補(bǔ)償額度

為了獲得京津冀地區(qū)間基于虛擬碳足跡和虛擬固廢足跡的生態(tài)補(bǔ)償量，應(yīng)當(dāng)核算出生態(tài)服務(wù)當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，根據(jù)當(dāng)量因子價(jià)值量與虛擬足跡的乘積，得到京津冀間生態(tài)補(bǔ)償額度。

生態(tài)服務(wù)當(dāng)量因子是指生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)的相對(duì)貢獻(xiàn)大小的潛在能力。根據(jù)謝高地等[14]的研究，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子是指1hm2農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在區(qū)域?qū)嶋H研究中，完全消除人為因素的干擾以準(zhǔn)確衡量農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)自然條件下能夠提供的糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值存在較大難度。本文參考謝高地的處理方法，將單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤(rùn)作為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量[15]。由于京津冀區(qū)域中河北省是三省市主要的糧食供應(yīng)地，則農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的糧食產(chǎn)量?jī)r(jià)值依據(jù)河北省的稻谷、小麥和玉米三大糧食主產(chǎn)物計(jì)算。其計(jì)算公式如下：

式中，En為生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量(元/hm2)；Sr、Sw和分別Sc表示2014年稻谷、小麥和玉米的播種面積占三種作物播種總面積的百分比（%）；Fr、Fw和Fc分別表示2014年河北省稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤(rùn)（元/hm2）。依據(jù)《河北統(tǒng)計(jì)年鑒2015》、《河北農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒2015》和公式（4），得到En值為4206.27元/hm2。

1.4 數(shù)據(jù)來源

2014年區(qū)域間投入產(chǎn)出表則是在2010年區(qū)域間投入產(chǎn)出表的基礎(chǔ)上，根據(jù)分省市統(tǒng)計(jì)年鑒中總產(chǎn)出比例關(guān)系推算而得[16]。能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來源于2015年《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中各省市能源平衡表，其他數(shù)據(jù)通過各地統(tǒng)計(jì)年鑒、《中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》獲得。

2 結(jié)果分析

2.1 土地資源生態(tài)補(bǔ)償

林地和草地是作為碳匯的主要土地類型，耕地是京津冀地區(qū)發(fā)展的重要土地資源，這三種土地面積之和已經(jīng)超過地區(qū)土地總面積的50%。緩解大氣污染中碳排放量降低和耕地面積不斷減少的問題，進(jìn)行跨區(qū)域的土地資源類型合作生態(tài)補(bǔ)償。

表3 土地資源生態(tài)補(bǔ)償關(guān)系 （單位：hm2）

按照三種土地資源林地和草地補(bǔ)償面積關(guān)系（見表3），進(jìn)行合作生態(tài)林和草地建設(shè)，減少大氣污染，降低碳排放引起的生態(tài)環(huán)境問題；并明確京津冀三省市的補(bǔ)償責(zé)任主體和受益方，合作補(bǔ)償耕地面積，保護(hù)耕地資源。

2.2 基于虛擬碳足跡的生態(tài)補(bǔ)償量

2.2.1 虛擬碳足跡的核算

碳足跡作為衡量生產(chǎn)產(chǎn)品所直接或間接產(chǎn)生的碳排放量，其能夠反應(yīng)人類某項(xiàng)活動(dòng)或某種產(chǎn)品對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力程度。根據(jù)推算得到的2014年區(qū)域間投入產(chǎn)出表和公式（1），林地、草地吸收碳排放量的土地面積可得京津冀地區(qū)虛擬碳足跡，如表4所示。

表4 2014年京津冀虛擬碳足跡 （單位：hm2）

（1）北京市虛擬碳足跡是2708940hm2，其中本地區(qū)占98.47%，供天津市和河北省產(chǎn)品消費(fèi)占0.73%、0.80%；天津市的虛擬碳足跡總和為19644806hm2，其中用于天津市本地區(qū)碳足跡，占虛擬碳足跡總量的94.04%，用于北京市、河北省碳足跡分別占3.45%、2.53%；河北省虛擬碳足跡總和低于天津市，為10184207hm2，其中用于河北省本地區(qū)碳足跡占92.64%，用于北京市占4.47%，用于天津市占2.89%。

（2）京津冀三省市經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，隨著產(chǎn)品消費(fèi)流動(dòng)變化，碳足跡發(fā)生變化。北京對(duì)天津需要承擔(dān)碳足跡658856.66hm2，對(duì)河北省承擔(dān)碳足跡433204.34hm2；由于河北省的工業(yè)規(guī)模大，主要發(fā)展方式以粗排放為主，需要承擔(dān)天津碳足跡202410.32hm2。

（3）京津冀地區(qū)生產(chǎn)過程中碳足跡不僅由本地產(chǎn)生，而且由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和地區(qū)間貿(mào)易進(jìn)行，伴隨產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生轉(zhuǎn)移，津冀兩地的碳足跡凈轉(zhuǎn)移量為負(fù)值，北京市的轉(zhuǎn)移量為正值，說明北京市對(duì)河北省和天津市承擔(dān)相應(yīng)的碳足跡措施，分別占比78.87%、21.13%。

2.2.2 基于虛擬碳足跡的生態(tài)補(bǔ)償量分析

通過公式（2）得到吸收碳排放量的生物生產(chǎn)性土地面積，即碳足跡。公式（4）計(jì)算出1個(gè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為4206.27元/hm2，可得到基于虛擬碳足跡和虛擬固廢足跡京津冀地區(qū)以及三地間生態(tài)補(bǔ)償量（見表5）。

北京市給天津市和河北省兩地支付生態(tài)補(bǔ)償，分別為27.72億元、18.22億元；而且在基于碳足跡關(guān)系中生態(tài)補(bǔ)償河北省應(yīng)支付補(bǔ)償天津市8.51億元。最終天津市獲得補(bǔ)償總額36.23億元，河北省獲得補(bǔ)償總額9.71億元。

表5 2014年京津冀地區(qū)間虛擬碳足跡的生態(tài)補(bǔ)償 （單位：億元）

2.3 基于虛擬固廢足跡的生態(tài)補(bǔ)償量分析

2.3.1 虛擬固廢足跡的核算

京津冀三地間由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整隨產(chǎn)業(yè)鏈導(dǎo)致固體廢棄物排放的污染轉(zhuǎn)移，根據(jù)公式（3）核算三省市間固廢的污染轉(zhuǎn)移量，得到虛擬固廢足跡，如表6所示。

表6 2014年京津冀虛擬固廢足跡 （單位：hm2）

（1）根據(jù)京津冀三地之間工業(yè)貿(mào)易中排放的固體廢棄物轉(zhuǎn)移，北京虛擬固廢總足跡為6645.06hm2，其中本地足跡占虛擬固廢足跡總量33.77%；13.31%是由于京津兩地間產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移關(guān)系，北京市對(duì)天津市應(yīng)該承擔(dān)的固廢排放比重；北京市需要對(duì)河北省承擔(dān)的48.92%固廢排放比例。

（2）天津市虛擬固廢足跡總量是24133.5hm2，其中99.23%的固廢排放由本地產(chǎn)生，天津市需要承擔(dān)河北省固廢足跡1070.15hm2。

（3）河北省的虛擬固廢足跡總和低于河北省本地固廢足跡，主要是由于河北省承接了京津兩地固廢足跡高的工業(yè)，導(dǎo)致河北省當(dāng)?shù)毓虖U足跡增加，則北京市和天津市需要按照比例進(jìn)行相應(yīng)的承擔(dān)。

2.3.2 核算基于虛擬固廢足跡的生態(tài)補(bǔ)償量分析

估算得到固體廢棄物占用土地面積能力及固廢足跡間轉(zhuǎn)移關(guān)系，可得到固廢足跡的生態(tài)補(bǔ)償量關(guān)系，如下頁表7所示。

表7 2014年京津冀地區(qū)間虛擬固廢足跡生態(tài)補(bǔ)償量 （單位：億元）

通過投入產(chǎn)出表計(jì)算得到的三地固廢足跡及相互之間承擔(dān)狀況，并核算出基于虛擬固廢足跡京津冀地區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償量。北京市和天津市兩地是主要支付補(bǔ)償方，北京市需要支付補(bǔ)償河北省0.137億元，天津市需要支付0.045億元補(bǔ)償金額給河北省。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來說，北京市發(fā)展水平高于天津市，而且京津兩地處于臨近距離，天津市對(duì)北京市工業(yè)的轉(zhuǎn)移承擔(dān)發(fā)揮一定貢獻(xiàn)，北京市需要支付天津市0.037億元。

3 結(jié)論

（1）生態(tài)共建共享過程中，生態(tài)補(bǔ)償涉及的利益主體眾多，合作補(bǔ)償方式多樣化。京津冀區(qū)域按照土地資源類型進(jìn)行生態(tài)合作，明確生態(tài)責(zé)任分?jǐn)偅ㄔO(shè)生態(tài)防護(hù)林地和草地，加強(qiáng)生態(tài)林建設(shè)，減少耕地資源占用，并重視后期管護(hù)工作。通過跨行政區(qū)域的資源整合和空間優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提升，實(shí)現(xiàn)京津冀協(xié)同發(fā)展。

（2）基于虛擬碳足跡的生態(tài)補(bǔ)償量時(shí)，北京是生態(tài)補(bǔ)償支付方，津冀兩省市獲得生態(tài)補(bǔ)償。其中，天津市獲得河北省支付8.51億元生態(tài)補(bǔ)償量。天津市作為京津冀區(qū)域主要生態(tài)補(bǔ)償獲得方，在大氣污染碳排放治理下，加強(qiáng)完善京津冀生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)分工合作，在京津冀合作碳減排過程中需要重點(diǎn)關(guān)注天津市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減少碳排放量。

（3）基于虛擬固廢足跡的生態(tài)補(bǔ)償量核算中，京津兩地向河北省的固廢排放支付生態(tài)補(bǔ)償，分別支付0.137億元、0.045億元；北京市支付給天津市生態(tài)補(bǔ)償額0.037億元。固廢排放增加會(huì)導(dǎo)致耕地地資源的減少，為了保證京津冀地區(qū)可持續(xù)發(fā)展，三省市在生態(tài)補(bǔ)償基礎(chǔ)上合作集中處理和處置工業(yè)固體廢物，減少污染物排放，為區(qū)域協(xié)同發(fā)展騰出更多耕地資源容量。