贛江流域生態(tài)補(bǔ)償量化研究

吳林芳，謝幫生

（福建農(nóng)林大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，福建福州350002）

水資源是生命之源，是關(guān)系到人民生命健康安全和國家發(fā)展建設(shè)的重要基礎(chǔ)性資源。摸清水資源“家底”，要重點(diǎn)把握水資源流動性和形態(tài)多樣性的特征，其特殊性決定了水資源資產(chǎn)價值的衡量不是簡單的某一地區(qū)的事情，而是縱向或橫向多主體間的復(fù)雜利益關(guān)系。開展流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)牧炕芯考仁峭晟扑Y源資產(chǎn)管理的重要推手，也是激勵流域各行政區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展、共同開發(fā)的重要手段。

盡管目前已有基于水量水質(zhì)的流域生態(tài)補(bǔ)償量化研究（如徐大偉等2008），但是將水質(zhì)評價與水資源價值結(jié)合起來的評估方法研究較少，模型的準(zhǔn)確性和適用性仍有一定的完善空間。本文在水資源價值評估及水質(zhì)評價的基礎(chǔ)上，以2019年江西省贛江流域為例，一方面將綜合污染指數(shù)法及主成分分析法結(jié)合起來構(gòu)建水質(zhì)評價模型；另一方面以水質(zhì)評價為基礎(chǔ)，結(jié)合流域水資源總量以及補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)修正系數(shù)計算出贛江流域上下游市級行政區(qū)之間的生態(tài)補(bǔ)償金額（楊夢嬋2018）。考慮進(jìn)一步改進(jìn)已有量化模型，并通過對贛江流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)牧炕芯浚瑸榱饔騼?nèi)水資源資產(chǎn)負(fù)債表的編制以及上下游行政區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展、共建生態(tài)文明提供思路。

1 研究區(qū)域概況與思路

1.1 研究區(qū)域概況

贛江是長江的主要支流之一，自南向北貫穿江西省。據(jù)《2019年江西省水資源公報》顯示，贛江流域2019年地表水資源量為1010.97億m3，地下水資源量為235.12億m3，水資源總量豐富。盡管水資源總量較大，但流域內(nèi)利用水資源資產(chǎn)的能力不強(qiáng)。綠水青山如何轉(zhuǎn)變?yōu)榻鹕姐y山，如何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)建設(shè)的雙贏，這些問題亟待思考。建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，不僅是環(huán)境保護(hù)提出的重要課題，也是如何在保護(hù)的前提下最大限度利用資源提高地區(qū)經(jīng)濟(jì)實力的反向思考。開發(fā)利用資源雖然有一定的約束，但如果能夠做好生態(tài)補(bǔ)償這一“善后”工作，合理利用自然資源推動經(jīng)濟(jì)建設(shè)也不失為可提倡的發(fā)展方向。為此，江西省2018年印發(fā)了《江西省流域生態(tài)補(bǔ)償辦法》，并于2019年初出臺了《江西省建立省內(nèi)流域上下游橫向生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制實施方案》，加快推進(jìn)了包括贛江在內(nèi)的五大河流流域建立以水質(zhì)為主、兼顧水量的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，并簽訂了橫向生態(tài)補(bǔ)償協(xié)議。

1.2 研究思路

生態(tài)補(bǔ)償以“誰受益、誰補(bǔ)償”“誰開發(fā)、誰保護(hù)”為原則，基于此原則，流域斷面水質(zhì)如果在某一行政區(qū)內(nèi)的污染指數(shù)得到改善，那么此行政區(qū)應(yīng)該得到上下游同級行政區(qū)的補(bǔ)償。從污染損失的角度出發(fā)，水質(zhì)在經(jīng)過某一行政區(qū)內(nèi)如果得到改善，說明水資源在這一行政區(qū)內(nèi)的價值有所提升，受益的上下游行政區(qū)需要對這部分的“溢出”價值提供補(bǔ)償。依據(jù)贛江流域的實際情況，將本文的研究范圍按照流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ皆谡靶姓^(qū)劃的類別劃分定為市級，量化生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹黧w設(shè)定為南昌市。

參考徐大偉等（2008）的流域生態(tài)補(bǔ)償思路，依據(jù)河流的流向及水質(zhì)、水量的雙重標(biāo)準(zhǔn)，通過比較流域內(nèi)某一市級行政區(qū)的上下游市界斷面水質(zhì)污染指數(shù)，確定生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹骺腕w及補(bǔ)償量系數(shù)。具體補(bǔ)償原理如圖：

圖1 補(bǔ)償研究原理

其中，α、β、λ、σ為市界斷面水質(zhì)評價系數(shù)。當(dāng)λ>β時，即贛江流經(jīng)宜春市至南昌市的水質(zhì)系數(shù)較宜春市與吉安市市界斷面處水質(zhì)更好時，說明宜春市水資源的管理和開發(fā)較好，沒有過度污染，則南昌市需要對宜春市作出一定補(bǔ)償；反之，宜春市需要為因為開發(fā)和利用水資源造成的河流污染程度增加對南昌市作出補(bǔ)償。

2 研究方法及模型

2.1 指標(biāo)選擇及數(shù)據(jù)來源

結(jié)合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838?2002及《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法（試行）》，研究選取的水質(zhì)污染指數(shù)評價指標(biāo)為溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷（安堃達(dá)等，2021）。市界斷面的確定以《“十三五”國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)設(shè)置方案》中公布的國控水文監(jiān)測站為準(zhǔn)，并通過“國家地表水水質(zhì)自動監(jiān)測實時數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)”對相應(yīng)斷面站點(diǎn)的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，本研究中涉及到的市界斷面站點(diǎn)詳情如表1所示：

表1 贛江流域國控監(jiān)測斷面設(shè)置表

2.2 綜合水質(zhì)評價方法

參考楊夢嬋等（2018）的研究方法，結(jié)合綜合污染指數(shù)法及主成分分析法計算吉安市—宜春市—南昌市這三市交界處兩個市界斷面的水質(zhì)污染指數(shù)。先使用綜合污染指數(shù)法對各評價指標(biāo)的污染指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，然后加入主成分分析法平衡各參數(shù)因子對水環(huán)境影響的重要程度。其計算公式如下：

其中，P0為水質(zhì)綜合污染指數(shù)，Vi為污染物i的實際觀測值，Wi為經(jīng)過主成分分析法改良后的污染物指標(biāo)i對市界斷面水質(zhì)評價影響的權(quán)重，Si為污染物i的標(biāo)準(zhǔn)值。

2.3 水資源價值評估

2.3.1 市場價格法

水資源價值評估的方法總結(jié)起來主要有市場價格法、影子工程法、條件價值法、費(fèi)用支出法、機(jī)會成本法、恢復(fù)或防護(hù)成本法等。本研究采用的是較為簡單的市場價格法，并利用水資源產(chǎn)量因子、水質(zhì)修正系數(shù)進(jìn)行水資源價格修正（蘇廣實等2007）。

2.3.2 水資源產(chǎn)量因子

為解決同類型資產(chǎn)由于各不同區(qū)域環(huán)境及條件差異所帶來的資源生產(chǎn)能力的差異，我們引入產(chǎn)量因子將各地區(qū)同類生物生產(chǎn)性土地轉(zhuǎn)換成可比面積的參數(shù)。根據(jù)黃林楠等（2008）的研究成果，江西省水資源產(chǎn)量因子為2.71。

2.3.3 水資源價值評估模型

據(jù)以上分析，本文構(gòu)建贛江流域水資源價值評估模型如下：

其中，贛江流域水量總數(shù)從《2019年江西省水資源公報》中取得，因地下水資源情況復(fù)雜，因此本文取地表水資源總量作為水量總數(shù)進(jìn)行計算。水資源市場價格以南昌市2019年各類用水量占總用水量的比例作為權(quán)重對各類用水的單價進(jìn)行加權(quán)平均得到。各類水單價從中國水網(wǎng)取得，由于農(nóng)田灌溉和林牧漁畜用水等農(nóng)業(yè)用水定價尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此本文僅考慮以工業(yè)用水、城鎮(zhèn)公共用水、城鎮(zhèn)和居民生活用水以及生態(tài)環(huán)境用水等幾類水的單價進(jìn)行綜合水價的計算，得到南昌市2019年平均綜合水價為1.74元/噸。

2.4 基于水資源價值法的流域生態(tài)補(bǔ)償測算模型

2.4.1 水資源生態(tài)補(bǔ)償量

2.4.2 補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)

流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)臏y算模型主要是建立在理論基礎(chǔ)之上的，并不一定符合各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力和補(bǔ)償支付能力。如果生態(tài)補(bǔ)償?shù)牧炕芯恐荒芡Ｓ诒砻娑鴽]有實踐意義的話，那么生態(tài)補(bǔ)償?shù)难芯恳簿痛_實了其現(xiàn)實意義。基于此，我們參考呂志賢等（2011）的研究成果，將補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)引入生態(tài)補(bǔ)償量的計算之中。

3 測算結(jié)果與分析

3.1 綜合水質(zhì)評價

本文數(shù)據(jù)采集并未尋求相關(guān)自然資源部門的支持，因此僅以“國家地表水水質(zhì)自動監(jiān)測實時數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)”中某一日的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行示例測算。為取消指標(biāo)性質(zhì)差異對分析的影響，本文先對逆指標(biāo)采用減法一致化的處理方式，數(shù)據(jù)公式如下：

其中，Vi0為污染物指標(biāo)一致化后的值，溶解氧為正指標(biāo)，不做處理。之后使用相對標(biāo)準(zhǔn)化的方法取消各指標(biāo)量綱的影響，公式如下：

其中，Vij為污染物i標(biāo)準(zhǔn)化后的值。

由于國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定集中式生活飲用水地表水源應(yīng)達(dá)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，此處選用我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）中溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷在Ⅲ類水中的標(biāo)準(zhǔn)值作為對比的標(biāo)準(zhǔn)值（表2）。

表2 污染物指標(biāo)對比標(biāo)準(zhǔn)值

經(jīng)一致化、標(biāo)準(zhǔn)化后的4項指標(biāo)參數(shù)值如表3。

表3 一致化標(biāo)準(zhǔn)化后指標(biāo)參數(shù)值

將表3導(dǎo)入SPSS軟件中進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表4所示。在提取的4個成分中，成分1和成分2的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到了100%，說明這兩個指標(biāo)能夠解釋全部的指標(biāo)信息。因此，可以使用成分1和成分2這兩個公共因子替代原始變量指標(biāo)進(jìn)行分析，并將兩個主成分命名為F1和F2。

表4 主成分提取結(jié)果

將各主成分的載荷數(shù)除以各主成分特征值的算術(shù)平方根，計算出主成分的線性組合系數(shù)，而后以主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，對該指標(biāo)在各主成分線性組合中的系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均并進(jìn)行歸一化處理，得到各指標(biāo)對水質(zhì)綜合污染指數(shù)影響的權(quán)重，如表5所示：

表5 主成分載荷矩陣及線性組合系數(shù)矩陣

由此，利用各指標(biāo)的得分系數(shù)，并結(jié)合式（1）得到大洋洲和豐城小港口的水質(zhì)綜合污染指數(shù)模型：

其中，R、G、A、ZL分別為溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷的實際觀測值。經(jīng)計算的大洋洲和豐城小港口的水質(zhì)綜合污染指數(shù)分別為0.90和0.91。本例中認(rèn)為綜合水質(zhì)指數(shù)越大說明污染物越少，水質(zhì)越好。從當(dāng)日兩個市界斷面的綜合污染指數(shù)來看，贛江流經(jīng)宜春市水質(zhì)得到改善，應(yīng)得到下游南昌市的補(bǔ)償。

3.2 水資源生態(tài)補(bǔ)償量化結(jié)果

經(jīng)過上述分析，南昌市需要為利用更為優(yōu)質(zhì)的水資源對上同級行政區(qū)作出補(bǔ)償。結(jié)合《2019年江西省水資源公報》中公布的贛江地表水資源總量1010.97億立方米以及公式2得出贛江流域2019年地表水水資源總量價值為4767.13億元，并利用《江西省2020統(tǒng)計年鑒》計算得出南昌市補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)為1.313。最后根據(jù)式3建立的贛江流域水資源生態(tài)補(bǔ)償量化研究模型得出南昌市對宜春市的補(bǔ)償金額。

4 結(jié)語

本文為流域內(nèi)市級行政區(qū)間的生態(tài)補(bǔ)償提供了量化思路，但仍存在一定的不足。首先，在水資源價值評估的模型中，研究使用了簡單易懂的市場價格法，但是實際上尚不存在完全由市場調(diào)控決定的水資源價格，如何將供求關(guān)系等經(jīng)濟(jì)社會影響因素納入到水資源資產(chǎn)評估模型中還有待進(jìn)一步研究（楊夢嬋等2018）。其次，水質(zhì)綜合污染指數(shù)的測量指標(biāo)有很多，本文選取了代表性強(qiáng)而且能夠獲得數(shù)據(jù)的4項指標(biāo)。在未來研究中，選擇指標(biāo)時應(yīng)當(dāng)因地制宜，切實考慮各地區(qū)的實際情況。最后，本文旨在說明流域間生態(tài)補(bǔ)償?shù)牧炕Ｐ秃退悸罚驍?shù)據(jù)采集受限，僅使用某一日的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行測算，其測算結(jié)果并不可靠，實際測算時應(yīng)使用相應(yīng)市界斷面水質(zhì)指標(biāo)的年度平均數(shù)據(jù)。

在本文及以往文獻(xiàn)的研究中，以水資源總量為基準(zhǔn)的流域生態(tài)補(bǔ)償研究的文章有很多。但是，我們往往忽略了“水能載舟、亦能覆舟”的這一水資源特點(diǎn)。水資源管理除了合理的水資源開發(fā)利用，還有水資源安全問題。從2020年長江中下游流域的多地區(qū)洪澇災(zāi)害來看，研究流域生態(tài)補(bǔ)償除了要考慮水量的補(bǔ)給和水質(zhì)的改善之外，也應(yīng)當(dāng)關(guān)注到部分地區(qū)為了調(diào)蓄洪水保護(hù)下游地區(qū)生命財產(chǎn)安全作出的犧牲。換言之，流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)奈磥硌芯靠梢越Y(jié)合水量平衡分析，將水量平衡分析融入流域生態(tài)補(bǔ)償研究能夠更好的體現(xiàn)水資源的生態(tài)服務(wù)價值和社會價值，保障水資源安全。