基于動態測算模型的跨界生態補償標準
——以新安江流域為例

楊 蘭,胡淑恒

合肥工業大學資源與環境工程學院,合肥 230009

習總書記指出,“綠水青山就是金山銀山”,“中央和地方都要落實好生態補償機制,將生態補償作為脫貧攻堅的重要舉措”。生態補償是以保護和可持續利用生態系統服務為目的,以經濟手段為主調節相關者利益關系,促進補償活動、調動生態保護積極性的各種規則、激勵和協調的制度安排[1]。隨著人們對環境和生活水平需求的增長,流域水生態環境與地區經濟發展的矛盾進一步加劇。生態補償作為協調流域保護方和受益方利益沖突的一種經濟手段,已成為國內相關學者研究的熱點。作為生態補償的核心和難點,生態補償標準是流域生態補償機制順利實施的關鍵,直接關系到生態補償機制實施的科學性和可行性[2]。

生態補償的概念最先由經濟學家提出,Wunder基于科斯理論的認識將環境服務交易引入生態補償機制中[3]。早先Wunder和Chen等指出,使用具有成本效益的目標可顯著提升生態補償的效率[4],而Newton等則認為應根據實際情況,有選擇地使用隨人口特征及謀生方式調整的支付結構[5]。目前跨界流域生態補償由于上下游地區未能在補償標準、補償內容和額度等方面達成一致,導致流域上下游地區在經濟協調方面產生較大的矛盾。為此國內外學者針對補償標準的時限、額度及范圍等展開了大量研究。國外主要側重于支付意愿法來分析支付意愿與社會經濟信息變量的相關關系[6- 7],如Alistair等[8-9]通過利益相關者來確定支付補償意愿,其結果是基于被調查對象的回答,因此相對缺乏客觀性。而國內主要側重于從費用分析、支付意愿、污染成本及生態價值等方面進行評估。如吳園園等[10]采取定量和定性兩種方法構建新安江生態補償額度,但沒有考慮上游地區的經濟狀況等因素；王飛兒等[11]通過上下游超標污染物通量計量來確定污染賠償模式,其補償因子及流域地區等因素還需進一步完善；馬永喜等[12]提出基于水質水量的產權分配生態補償額,然而該補償方法僅適用于水質較差的河流。雖然這些研究在可行性方面具有一定的應用價值,但普遍從靜態的角度進行評估,并沒有考慮動態的因素,且缺乏完善的核算指標體系,導致核算過程中在準確性和客觀性方面的誤差較大,缺乏一個統一、完整、長效的標準。

因此,本文以新安江流域為例,根據流域上下游地區的經濟水平、地理位置和生態環境等特點。從試行和修復兩個階段出發,選取林業、農業、水利和人均生產總值等因素,通過直接成本、間接成本和生態系統服務價值等方法進行測算,擬構建跨界流域生態補償標準動態測算模型,對新安江流域的不同產業的成本損失和生態服務價值供給及消費情況進行研究。通過計算生態補償額度,為其他跨界流域的生態補償標準測算提供一定依據。

1 研究區域狀況

新安江發源于安徽省黃山市修寧縣,經過浙江淳安千島湖流入富春江、錢塘江。橫跨安徽浙江兩省的流域總面積11452.5km2,新安江安徽段年平均出境水量達60多億m3,占千島湖年均入庫水量60%以上,是下游浙江地區重要的戰略水源地[13]。雖然針對新安江生態補償上下游地區簽訂了橫向生態補償的協議,中央及皖浙兩省也各有撥款補償資金給黃山市地區,但隨著下游地區對水質要求日漸的提高,目前對上游地區的補償是遠遠不夠的,上下游地區經濟矛盾日益凸顯。

圖1 新安江流域水系分布圖Fig.1 Xin′an River Basin water system distribution map(資料來源：黃山市水利部門)

2 構建跨界流域生態補償動態測算模型

本文以新安江流域生態補償為例,構建跨界流域生態補償動態測算模型,將生態補償分為試行和修復兩個階段,試行階段流域上下游地區對補償標準和內容還不確定,應采用機會成本法核算上游地區直接投入與因生態治理帶來的間接損失；修復階段在試行階段水質已經達到一定的成效,為進一步協調補償雙方的利益,生態系統服務價值法可以對流域水資源服務價值進行評估。詳見圖2。

圖2 新安江流域生態補償標準測算流程圖Fig.2 Flow chart of calculation of ecological compensation standard in Xin′an River Basin

2.1 機會成本測算模型

在跨界流域生態補償的試行階段存在著許多不確定的因素,因此采用機會成本法來分別計算上游流域在生態補償中各個行業的損失值。機會成本[14]是指做一個選擇后所喪失的不做該選擇而可能獲得的最大利益。流域生態補償的機會成本分為直接成本和間接成本兩類,直接成本是指上游為開展生態保護和建設而直接投入的人力、物力和財力等[15]。間接成本是上游地區為了保護生態環境所放棄的經濟收入和喪失的發展權所帶來的經濟效益[16]。

2.1.1直接成本測算

流域生態補償直接成本測算為林業建設投入、水利建設投入、流域水環境整治和農村環境綜合整治費用的總和,測算公式如下：

C直=C11+C12+C13+C14

(1)

式中,C11、C12、C13和C14分別代表上游地區的林業建設投入、水利建設投入、流域水環境整治和農村環境綜合整治費用。

2.1.2間接成本測算

上游地區為提高流域環境質量限制了自身的經濟發展,主要體現在農業C1i、工業C2i和政府C3i三個方面的發展機會損失,總的間接成本總額計算公式如下：

C間=C1i+C2i+C3i

(2)

(1)農業機會成本

農業機會成本可分為種植業(N1i)、畜牧業(N2i)和漁業(N3i)三個方面,計算公式為：

C1i=N1i+N2i+N3i

(3)

種植業的計算為上游地區因土地利用變化而損失的機會成本[17],計算公式為：

(4)

式中,N1i為流域上游的種植業機會成本(元)；Amn為第m種生態保護措施引起的種植第n種農作物播種面積變化(hm2)；Qn為土地利用變化前種植第n種農作物的單位面積收益(元)。

畜牧業的計算為拆除畜禽養殖場部分損失的機會成本,計算公式為：

N2i=(I前-I后)+N拆×R價

(5)

式中,I前、I后為污染治理前、后當地農戶的畜牧業平均收益,N拆為拆除的養殖場的各類養殖畜禽數量,R價為各類畜禽的單價。

漁業的計算為因禁漁或拆除的網箱養魚部分的機會成本,計算公式為：

(6)

式中,R漁i為網箱養魚單位面積某種魚類的平均魚價,Si表示拆除的網箱養魚的面積。

(2)工業機會成本[17]

工業機會成本損失通過流域實施生態環境保護前后,上游地區和某一參照地區的工業發展速度的之間存在的差異來衡量。

C2i=GDPk損×Nk×Sk

(7)

式中,k為上游地區生態保護年限,GDPk損為當年上游地區的人均第二產業增加值損失量,Nk為上游地區當年總人口數,Sk為收益系數,指各行政區當年的財政收入占GDP的比例。

GDPk損計算公式如下:

GDPk損=GDPk-1×(1+ak+θ)-GDPk

(8)

式中,GDPk-1、GDPk為上游地區實施生態環境保護上一年和第k年實際人均第二產業產值,ak為上游地區實施生態環境保護第k年的第二產業增加值增長率;θ為機會成本損失參數。

θ=|(λ′-η′)-(λ-η)|

(9)

式中,λ、λ′分別為上游地區實施生態環境保護前、后人均第二產業年均增速值;η、η′分別為參照地區實施生態環境保護前、后人均第二產業年均增速值。

(3)政府機會成本

政府機會成本的計算主要為工業、種植業、畜牧業和漁業流入市場的商品稅收損失部分。

C3i=(C2i+N1i+N2i+N3i)×R

(10)

式中,C2i、N1i、N2i和N3i分別為工業、種植業、畜牧業和漁業機會成本損失,R為稅收率。

2.1.3生態補償總額

最后根據式(1)和式(2)得出生態補償總額C總。

C總=C直+C間

(11)

2.2 生態系統服務價值測算模型

在跨界流域生態補償的修復階段,為了達到斷面水質考核標準,上游地區需要付出更多人力、財力和物力方面的犧牲。基于當量因子的生態系統服務價值法是在可量化的標準的基礎上,構建不同類型生態系統服務功能的價值當量,結合生態系統的分布面積進行評估[18-19]。最后將所得到的上游地區總生態服務價值剔除自身消費的生態服務價值為生態補償總額。

2.2.1總生態服務價值

(1)當量因子的確定

鑒于Costanza[20]提出的當量因子不適用于中國國情,依據前人研究改進的結果,參考謝高地[21]提出的生態服務價值當量因子表對流域上游地區進行價值評估,詳見表1。

表1 生態系統的單位面積生態服務價值當量

(2)當量因子經濟價值[23]

(12)

式中,Ea為單個當量因子的經濟價值(元/ hm2),pi為第i種作物的平均單價(元/t),qi為第i種作物單產,mi為第i種作物面積,M為n種作物總面積；1/7是指在無人力投入的自然生態系統提供的經濟價值是現有單位面積農田的1/7。

(3)總生態服務價值

E總=Fi×Ea×Ai

(13)

式中,E總為流域上游地區的生態系統服務總價值；Fi為第i種生態系統單位面積的當量因子；Ea為單個當量因子的經濟價值；Ai為第i種生態系統面積。

2.2.2生態服務價值自身消費[24]

(14)

式中,Si為流域上游地區的生態系統服務自身消費價值；E總為總生態系統服務價值；WFPi為水足跡總量,WSi為水資源供給量。

2.3 數據來源

相關數據主要來源于《安徽省統計年鑒》(2012—2017年)、《黃山市統計年鑒》(2012—2017年)、《宣城市統計年鑒》(2012—2017年)、《安徽省環境統計年報》(2012—2017年)、《安徽省水資源公報》(2012—2017年)和《浙江省水資源公報》(2012—2017年),水利建設費用等數據來源于黃山市水利局,數據來源可靠、真實。

3 結果與分析

3.1 試行階段生態補償標準測算

3.1.1直接成本

2012—2014年黃山市對流域生態保護投入的直接成本情況詳見表2?？梢钥闯?在試行階段新安江流域上游的林業建設、水利建設、流域水環境和農村整治投入呈遞增趨勢,分別由2012年的4.05、8.08、5.85和0.51億元增加到2014年的4.60、14.76、12.55和0.56億元。其中,水利建設和流域水環境整治費用的增幅均超80%,可見黃山市對新安江流域水利建設和水環境整治方面的投入較大。

表2 新安江流域上游生態保護直接投入/億元

3.1.2間接成本

(1)農業機會成本

新安江流域上游種植業農作物播種面積、產值變化及機會成本損失情況見表3,負數代表當年面積減少,正數代表當年面積增加。黃山市在生態補償試行階段,農作物播種面積是隨著流域環境保護力度的加大而逐年遞減的,減少面積從2012年119hm2上升到2014年的3825hm2,可見黃山市為保護流域環境不斷縮減種植業面積方面做出了較大的努力。

表3 新安江流域上游種植業機會成本損失

由于畜牧業和漁業的機會成本不易統計,所以采用三年總機會成本損失的平均值進行計算。經安徽省農委漁業局調研,2012—2014年黃山市拆除畜禽養殖場數量總計252個,主要為生豬養殖場,以年出欄量300頭為均值,每頭生豬待宰重量取50kg,單價取三年價格波動均值11元/kg,估算得出平均每年黃山市畜牧業機會成本損失達到1386萬元；在漁業方面黃山市主要采用拆除和退養網箱的方式進行治理,據相關資料統計,2012—2014年黃山市拆除和退養網箱數量達到6379只,涉及面積約為17.74hm2,以每公頃網箱收益約為449.78萬元進行估算,得到平均每年黃山市漁業機會成本損失達到2660萬元。

(2)工業機會成本

采用公式(9)對黃山市工業機會成本的損失參數以及相關指標進行測算,計算結果見表4。這里參照地區[17]選取與黃山市地域相近、產業結構相似的宣城市地區。新安江流域上游地區黃山市與參照地區宣城市關于人均第二產業產值變化情況見圖3。

表4 新安江流域上游工業機會成本損失參數

由圖3可知,新安江流域上游第二產業產值變化情況可從人均生產總值(圖3)、人均增加值(圖3)、人均增加值增長率(圖3)和收益系數(圖3)四個方面來分析。與參照地區宣城市相比,2012—2014年黃山市人均生產總值隨著年份的增加而平緩地上升,分別為1.47、1.43和1.49萬元。說明上游地區黃山市經濟狀況欠發達。

圖3 新安江流域上游人均第二產業產值變化圖Fig.3 Change in output value of per capita secondary industry in the upper reaches of Xin′an River Basin

2012—2014年黃山市人均增加值分別為0.10、-0.03和-0.04萬元,分別同比增加了2.33%、-1.30%和0.33%,總體呈波動下降趨勢。這表明黃山市在新安江流域跨界生態補償試行階段關閉、取締、暫停整改了部分工業企業,由此帶來了工業方面的機會成本損失。2012—2014年黃山市收益系數也緩慢減少,分別為0.18、0.17和0.17。反映了隨著工業、畜牧業、種植業和漁業產值的減少,政府在稅收方面也受到了相應的負面影響。

(3)政府機會成本

對于黃山市在漁業、畜牧業、種植業和工業等方面的整改也給當地政府帶來了潛在的稅收損失,這里以當地財政收入占當年GDP比例作為稅收率[17]進行測算；由于種植業產生稅收的前提為流入商品市場,這里對其機會成本進行50%折算,詳見表5。

表5 新安江流域上游政府機會成本損失/億元

從細分成本來看,新安江流域試行階段總生態補償額可分為直接成本、農業機會成本、工業機會成本和政府機會成本,詳見圖4。其中,直接成本位居前列,以2014年為例,直接成本占生態補償總額的89%。農業機會成本和政府機會成本占比最少,分別為生態補償總額的5.36%和0.87%。說明黃山市在林業、流域、水利和農村環境整治方面投入較大。

圖4 新安江流域試行階段生態補償額度/億元 Fig.4 The amount of ecological compensation in the pilot phase of the Xin′an River Basin

從年份來看,2012—2014年黃山市直接成本與間接成本額度呈上升趨勢,其中,2014年黃山市損失成本額度增幅最大,增幅分別達60.26%、63.54%、4.21%和3.33%。說明試行階段黃山市在2014年流域環境治理方面做出的犧牲最大,黃山市付出的努力與協議水質要求的提高呈正比。新安江流域試行階段生態補償總額度分別為20.77、23.42和36.48億元。

其中直接成本、農業、工業和政府機會成本都逐年增高。自2012年試點開始以來,新安江流域每年水質都達到地表水環境質量標準二類,連年達到補償條件,同時千島湖營養指標開始下降,上游地區超預期完成任務反映了黃山市在流域環境保護措施方面的力度之大。

3.2 修復階段生態補償標準測算

3.2.1總生態系統服務價值

(1)當量因子經濟價值

通過新安江流域上游地區農作物種植情況,選取稻谷、小麥、玉米和大豆作為主要經濟作物,采用公式(12)測算得出2015—2017年黃山市農作物當量因子的經濟價值分別為2285.54、2126.85和2182.00元,詳見表6。

(2)總生態服務價值

根據公式(13)對新安江流域生態服務價值供給情況進行估算,由表7可知,新安江流域上游森林、草地、濕地和河流生態服務價值總體呈上升趨勢,分別由2015年的18.29、10.52、2.87、39.31億元增加到2017年的21.79、12.95、3.76、40.22億元。其中河流/湖泊在總生態服務價值中的占比高達49.84%,可見黃山市在流域治理方面做出了巨大的努力。

表6 新安江流域上游當量因子經濟價值估算

表7 新安江流域總生態服務價值供給估算

3.2.2自身消費生態服務價值

采用聯合國糧農組織推薦的標準彭曼公式和CROPWAT模型計算可得單位產品虛擬水含量[25],虛擬水量為單位產品虛擬水含量與產品消費量的乘積[26-27],具體測算結果詳見表8。

從黃山市自身消費的農業虛擬水量方面來看,位居前列的是糧食,以2014年為例,達到農業總虛擬水量的56.23%。這說明黃山市在農業消費方面糧食占據主要地位。從黃山市總需水量來看,含量最高的為農業虛擬水量,最低的為生態需水量,以2014年為例分別為8.18和1.05億m3。表明黃山市消費水量主要以農業為主,生活為輔,生態景觀方面用到的水量最小。2015—2017年黃山市水足跡和生態服務價值消費系數分別為22.33、21.03、20.05億m3和0.46、0.45、0.44,總體呈下降趨勢,說明黃山市為了修復新安江流域的水質,降低了自身的消費生態服務價值。

表9為黃山市2015—2017年生態補償額度的測算結果。可以看出,2015—2017年新安江流域上游提供的總生態服務價值和自身消費生態服務價值分別為73.07、76.23、80.69億元和33.49、34.41、36.44億元,整體表現為上升趨勢。其中,2017年在總生態服務價值和自身消費生態服務價值中的上升幅度最大,分別同比增加了4.46億元和2.03億元。在生態補償修復階段,新安江流域下游地區應分別補償黃山市39.58、41.82、44.25億元。

表8 新安江流域上游地區自身消費情況

表9 新安江流域修復階段生態補償標準/億元

4 結論和建議

4.1 結論

(1)根據構建的跨界流域生態補償動態測算模型,分階段測算出新安江流域生態補償額度。在新安江生態補償的試行階段,采用機會成本法對黃山市在流域生態補償中的直接與間接成本損失進行測算；在新安江生態補償的修復階段,先采用當量因子法計算新安江流域的總生態服務價值,再剔除水足跡法測算得出的自身消費生態服務價值。該動態測算模型從整體上來看是動態的、穩定的,其測算的具體方法計算簡單,結果合理,認可度較高。

(2)測算結果得到黃山市試行階段(2012—2014年)和修復階段(2015—2017年)的生態補償總額分別為80.67億元和125.65億元。這與新安江流域實際生態補償額度相差較大,對比歷年的生態補償實際額度,補償力度明顯不夠。扣除目前已經投入的36億元,在試行階段和修復階段還需補償上游地區分別為65.67億元和104.65億元。目前新安江上下游地區簽訂了《安徽省長江流域地表水斷面生態補償協議》,但由于跨界生態補償需考慮的實際因素較多,應結合實際進一步深入研究,并提出明確的方法政策來解決經濟和環境發展的沖突問題。

4.2 建議

(1)生態補償標準應根據不同時期構建不同的標準。跨界流域生態補償是一個長期的、持續的、動態的過程,在每個階段流域的生態價值都是不同的,應該根據流域上下游地區的經濟發展狀況、補償的期限以及補償的生態價值等去確定不同的生態補償標準。目前新安江流域生態補償更多的依賴于公共財政的轉移支付及政府與政府之間補償資金,應轉變單一的生態補償模式,將市場交易、產業開發、扶貧政策與生態補償相結合,擴大對上游地區的橫向和縱向轉移支付以及資金渠道,同時下游地區在人才技術方面應提供對上游的支持,兼顧上游地區的經濟發展。

(2)將“輸血”向“造血”生態補償方式轉變。由于在跨界流域生態補償中,上游地區通常為經濟欠發達地區,許多貧困戶為流域生態保護喪失了得以謀生的職業。如果補償的內容和方式不合理,就會加深脫貧與生態環境保護之間的矛盾。因此,創新資金使用方式,通過發展綠色產業實現從“輸血”到“造血”的轉變,是跨界流域生態補償機制的鮮明特色。一方面,要遵循市場規律,按照市場需求發展龍頭企業和合作社等新型經營主體。同時,也要因地制宜發展當地的特色產業,如洛川蘋果,贛南臍橙等。另一方面,讓貧困戶成為參與生產的主體,將生態補償與貧困戶的利益聯結起來。