蔣 懿

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114000)

生態(tài)補(bǔ)償相對(duì)于傳統(tǒng)命令性的控制方法具有明顯的成本-效益優(yōu)勢(shì)，可有效解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾關(guān)系，而生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的確定不僅是決定補(bǔ)償效果和補(bǔ)償可行性的關(guān)鍵性因素，而且是準(zhǔn)確評(píng)估生態(tài)服務(wù)價(jià)值并建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的核心內(nèi)容和主要難點(diǎn)[1]。目前，用于生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)核算的主要方法有依據(jù)生態(tài)建設(shè)成本構(gòu)建補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)法和估算生態(tài)服務(wù)價(jià)值作為補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)法[2]。如李曉光[3]等利用機(jī)會(huì)成本法分析了森林保護(hù)生態(tài)區(qū)的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)體系；李懷恩[4]等學(xué)者利用防護(hù)成本法定量分析了南水北調(diào)的中線工程水源區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)；熊鷹[5]等通過生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算分析了洞庭湖濕地恢復(fù)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)；蔡邦成[6]等將成本-效益進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，定量分析了南水北調(diào)東水源區(qū)的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，但因缺乏針對(duì)性的生態(tài)效益的補(bǔ)償分析，所構(gòu)建的生態(tài)成本估算體系不能全面、客觀的反應(yīng)研究水域的真實(shí)情況[7]。綜上所述，本文在詳細(xì)分析了水土保持生態(tài)效益和構(gòu)建生態(tài)建設(shè)的構(gòu)成成本的基礎(chǔ)上，以白石水庫(kù)為研究對(duì)象，利用效益響應(yīng)決定成本分擔(dān)模式法定量對(duì)水庫(kù)的水土保持生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算分析，為水源區(qū)構(gòu)建生態(tài)補(bǔ)償響應(yīng)機(jī)制提供一定的理論支持和決策依據(jù)[8]。

1 研究區(qū)域概況

白石水庫(kù)位于遼寧省朝陽市北票境內(nèi)，坐落于大凌河干流以上區(qū)域，屬于溫暖半濕潤(rùn)氣候區(qū)，多年平均降雨量為672.8mm。主要以防洪、灌溉和城市供水為主，同時(shí)兼顧一定的發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用功能。該區(qū)域水土流失危害嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)水土流失面積為5.2萬km2，占水庫(kù)區(qū)域總面積的48.6%，土壤侵蝕量高達(dá)1.58億t，常年受風(fēng)力侵蝕和水力沖刷作用影響，土壤侵蝕模數(shù)為3216t/(km2·a)。本研究結(jié)合白石水庫(kù)及上游區(qū)域水污染治理相關(guān)制度政策和水土流失治理關(guān)鍵性技術(shù)措施，以水土保持整體規(guī)劃為基本原則，對(duì)白石水庫(kù)區(qū)水土保持的生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值進(jìn)行定量的估算和分析[9]。

2 研究方法

2.1 建設(shè)生態(tài)成本

生態(tài)成本是生態(tài)補(bǔ)償項(xiàng)目中的損失者發(fā)揮保留效用的關(guān)鍵性參數(shù)和重要依據(jù)。結(jié)合生態(tài)成本額基本特征和主要功能作用可以將其分為直接成本、機(jī)會(huì)成本和發(fā)展成本，下面分別對(duì)各類成本展開詳細(xì)的介紹。

2.1.1 直接成本計(jì)算

規(guī)劃實(shí)施水土保持生態(tài)功能的建設(shè)工程項(xiàng)目成本即為生態(tài)成本，生態(tài)工程每年所發(fā)生的直接成本的估算應(yīng)充分考慮社會(huì)資本年均收益率和生態(tài)建設(shè)工程的總投資資本，生態(tài)工程的直接成本估算公式為:

Cd=T·R

(1)

式中，Cd—水土保持生態(tài)建設(shè)年投資成本，元/a；T—生態(tài)建設(shè)工程總投資資金，白石水庫(kù)區(qū)水土保持生態(tài)建設(shè)工程的總投資資金T=32.76億元；R—社會(huì)資本年平均收益率，取50年的社會(huì)資本平均收益率，R=6%。

2.1.2 機(jī)會(huì)成本計(jì)算

土地利用成本和人力資本兩部分內(nèi)容構(gòu)成了機(jī)會(huì)成本，本研究中結(jié)合有關(guān)用地單位的面積產(chǎn)值和生態(tài)建設(shè)工程在建設(shè)前后的不同土地利用類型的有效面積，對(duì)土地利用形式發(fā)生轉(zhuǎn)變可產(chǎn)生的機(jī)會(huì)成本進(jìn)行估算，其估算公式為：

C0=∑SiPi-∑SjPj

(2)

式中，C0—土地利用類型發(fā)生轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的機(jī)會(huì)成本，元；Si—建設(shè)前i土地利用類型面積，hm2；Pi—建設(shè)前i土地利用類型的單位面積年產(chǎn)值，元/hm2·a；Sj—建設(shè)后的j土地利用類型面積，hm2；Sj—建設(shè)后j土地利用類型的單位面積年產(chǎn)值，元/(hm2·a)。

在退耕還林、退耕還草和自然生態(tài)修復(fù)過程中所發(fā)生的資金成本的改變即為水土保持生態(tài)建設(shè)的機(jī)會(huì)成本。農(nóng)耕地土地利用類型轉(zhuǎn)換為生態(tài)用地的主要形式有退耕還生態(tài)林和退耕還植被草地形式，農(nóng)耕土地退耕轉(zhuǎn)換之間的年產(chǎn)值取近5年的農(nóng)耕產(chǎn)值的平均值；退耕前還經(jīng)濟(jì)林的年產(chǎn)值取還生態(tài)林年產(chǎn)值，退耕后的經(jīng)濟(jì)林年產(chǎn)值取近5年的年產(chǎn)值平均值；實(shí)施新柴林是自然生態(tài)修復(fù)區(qū)域的主要措施，利用新柴林產(chǎn)量按市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行折算可以獲得生態(tài)修復(fù)前的單位面積年產(chǎn)值；根據(jù)當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)年鑒獲取水土保持生態(tài)建設(shè)區(qū)域的土地利用類型經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2.1.3 發(fā)展成本計(jì)算

因農(nóng)業(yè)發(fā)展受到限制所造成的經(jīng)濟(jì)損失以及對(duì)其他區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的不良影響較難統(tǒng)計(jì)和確定，據(jù)此，本文以較近區(qū)域的農(nóng)民人均純收入和水源污染控制區(qū)的人均純收入進(jìn)行對(duì)比分析，以此表征因農(nóng)業(yè)發(fā)展受到限制所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，并作為生態(tài)補(bǔ)償?shù)呐袛嘁罁?jù)。水源區(qū)的補(bǔ)償計(jì)算公式為：

Cp=∑(Vr-Vs)Ps

(3)

式中，Cp—生態(tài)工程建設(shè)水源區(qū)的發(fā)展成本，元；Vr—水源區(qū)相鄰區(qū)域的農(nóng)民人均純收入，元/(人·a)；Vs—水源區(qū)居民的人均純收入，元/(人·a)；Ps—水源區(qū)生態(tài)建設(shè)所涉及的農(nóng)業(yè)人口數(shù)量。

不同區(qū)域的農(nóng)民人均純收入存在一定的差異，應(yīng)結(jié)合朝陽市、凌源市、義縣居民收入實(shí)際情況而確定，并以地理位置相近、耕地條件相同的基本原則分別對(duì)水源區(qū)其他參考區(qū)域的農(nóng)民人均收入和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行判別比較，各區(qū)域的人口和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)來自當(dāng)?shù)氐慕y(tǒng)計(jì)年鑒。

2.2 生態(tài)服務(wù)價(jià)值

在充分考慮有關(guān)專家學(xué)者對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值理論和研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)白石水庫(kù)區(qū)的水土保持措施所提供的服務(wù)和生態(tài)效益進(jìn)行了定量分析評(píng)價(jià)。研究計(jì)算的評(píng)價(jià)內(nèi)容主要有防洪體系和水庫(kù)涵養(yǎng)水源價(jià)值、土壤肥力保持價(jià)值、凈化空氣價(jià)值、水體防治污染價(jià)值、固碳供氧價(jià)值、生物多樣性保護(hù)價(jià)值等內(nèi)容，下面分別對(duì)上述評(píng)估內(nèi)容展開詳細(xì)研究分析。

2.2.1 防洪與涵養(yǎng)水源

水土保持措施的防洪價(jià)值計(jì)算利用影子工程法進(jìn)行計(jì)算評(píng)估，防洪價(jià)值的計(jì)算公式為：

Ed=Td·rd

(4)

式中，Ed—水土保持措施的防洪價(jià)值，元/a；Td—防洪截流降雨總量，m3；rd—修建單位體積的水庫(kù)造價(jià)，元/m3。

白石水庫(kù)水土保持防洪降雨截流總量與水庫(kù)的截流有效面積和減洪模數(shù)呈正相關(guān)性；在林地覆蓋截流措施中，防洪價(jià)值的直接表現(xiàn)形式為林冠降雨量截流，其計(jì)算公式為：

Td=θ·R·Ag

(5)

式中，θ—降雨有效截流率，調(diào)查表明白石水庫(kù)的林草措施降雨有效截流率為11.28%～26.35%；R—平均降雨強(qiáng)度，mm/a；Ag—林草措施覆蓋面積，hm2。

利用市場(chǎng)價(jià)值估算法對(duì)水土保持的涵養(yǎng)水源價(jià)值進(jìn)行估算，其估算公式為：

(6)

式中，Eh—涵養(yǎng)水源價(jià)值，元/a；Th—涵養(yǎng)水源總量，m3；θi—涵養(yǎng)水源在i水源區(qū)的分配比例，本研究共選擇4個(gè)相鄰區(qū)域，其值參考中線工程的調(diào)水方案；rhi—i受水區(qū)域的綜合用水價(jià)格。

降雨截流總量與涵養(yǎng)水源量相同即Th=Td，土壤截流、林冠截流以及植被枯落物截流是林草涵養(yǎng)水源量的主要方面，結(jié)合白石水庫(kù)水土保持林草措施相關(guān)研究和成果，該區(qū)域的不同林冠單位面積截流量為32～215t/(hm2·a)；土壤截流量為361～866t/(hm2·a)；植被枯落物截流量為12～30t/(hm2·a)。

2.2.2 水污染防治

水體中總氮和總磷的含量變化受產(chǎn)沙量的影響作用較為明顯，產(chǎn)沙量的減少可引起水環(huán)境的TN和TP的含量的降低。水體污染防治價(jià)值可利用氮磷污染物的減少量與投資額的比例表征，其計(jì)算公式為：

(7)

式中，Es—水體污染防治價(jià)值，元/a；Wd—具有代表性的小流域年均輸沙量，t/a；Fi、Fd—小流域i和具有代表性小流域d的流域面積，hm2；η—水土保持措施對(duì)減少輸沙的效益，%；CN、CP—土壤中氮、磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)背景值，g/kg；RN、RP—泥沙中的總氮、總磷的富集率；rN、rP—減少單位質(zhì)量總氮、總磷的投資額，元/t。

本研究選取白石水庫(kù)區(qū)大凌河上游某小流域，其年均輸沙量Wd為5782t/a，總氮和總磷富集率分別為1.65和1.48。根據(jù)該小流域的有關(guān)監(jiān)測(cè)資料，大凌河上游小流域的減沙效益的取值范圍為18.1%～26.5%。

2.2.3 保持土壤與肥力計(jì)算

采取可利用耕地面積進(jìn)行水保工程轉(zhuǎn)換土壤的價(jià)值量估算，其計(jì)算方法依據(jù)機(jī)會(huì)成本法，計(jì)算公式為：

(8)

Et=rt·Zt/(ρh)

(9)

式中，Et—保持土壤價(jià)值，元/a；Zt—保持土壤總量，t/a；rt—白石水庫(kù)區(qū)耕地的平均收益，元/hm2；M、M′—水土保持措施前、后的土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；h—土壤耕作層厚度，cm；ρ—土壤密度，g/cm3；

結(jié)合白石水庫(kù)區(qū)有關(guān)水土流失的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)計(jì)算成果進(jìn)行土壤侵蝕背景值的計(jì)算；依據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒進(jìn)行水庫(kù)區(qū)的耕地年平均收益率計(jì)算；依據(jù)研究區(qū)域的土壤普查調(diào)查資料確定土壤密度、土壤層厚度等相關(guān)計(jì)算參數(shù)。氮磷、鉀等土壤微量元素隨水土流失而減少，土壤肥力下降，采取化學(xué)肥料是保持土壤養(yǎng)分和肥沃力的主要措施，故可此增加實(shí)施農(nóng)業(yè)化肥的市場(chǎng)價(jià)格對(duì)保持土壤肥力的價(jià)值進(jìn)行估算，其計(jì)算公式為：

(10)

式中，Ef—保持土壤肥力價(jià)值，元/a；Sfi—元素i(氮、磷、鉀)折算成化肥的系數(shù)；Cfi—元素i(氮、磷、鉀)在土壤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，g/kg；rfi—元素i(氮、磷、鉀)各類農(nóng)業(yè)肥料在市場(chǎng)中的價(jià)格，元/t；

本研究中土壤的氮、磷、鉀元素分別折算成碳酸氫銨、過磷酸鈣以及氯化鉀等農(nóng)業(yè)化肥，其價(jià)格根據(jù)各研究區(qū)域內(nèi)的縣農(nóng)業(yè)化肥生產(chǎn)公司的數(shù)據(jù)價(jià)格進(jìn)行確定。

2.2.4 固碳供氧

綠色植被可利用光合作用吸收二氧化氮，并排放出氧氣，本文采用碳匯交易價(jià)值對(duì)林草措施的固碳價(jià)值進(jìn)行表征，并以等量氧氣的工業(yè)成本對(duì)供氧價(jià)值進(jìn)行估算，其固碳供氧的價(jià)值計(jì)算公式為：

Ec(0)=Ag(Fcrc+F0r0)

(11)

式中，Ec(0)—林草措施的固碳供氧價(jià)值，元/a;Fc、F0—單位面積的年固定CO2和釋放O2量，t/(hm2·a)；rc、r0—國(guó)內(nèi)碳匯交易價(jià)格和工業(yè)產(chǎn)O2費(fèi)用，元/t。

經(jīng)過計(jì)算，水土保持林的固碳量為3.682t/(hm2·a)，釋放O2量為2.634t/(hm2·a)，碳匯交易價(jià)格為80元/t左右，工業(yè)制氧成本約2600元/t。

2.2.5 空氣凈化

綠色植被可對(duì)空氣中的微粉顆粒以及有害氣體進(jìn)行吸收、固化，對(duì)空氣具有一定的清潔作用，研究表明水土保持林可吸收SO2為0.61t/(hm2·a)，吸收粉塵顆粒為2.5t/(hm2·a)；采用市場(chǎng)空氣凈化價(jià)格對(duì)林草措施的凈化空氣價(jià)值進(jìn)行估算，其計(jì)算公式為：

(12)

式中，Ek—凈化空氣價(jià)值，元/a；Agi—第i類空氣污染物所對(duì)應(yīng)的林草措施面積，hm2；Tki—樹林對(duì)第i類空氣污染物的吸收能力，t/(hm2·a)；rki—人工消除第i類空氣污染物的成本，元/t。

2.2.6 維持生物多樣性

本研究的水土保持林大部分為人工造林，植被類型單一，且種植年限相對(duì)較晚，如果直接套用天然林的多樣性價(jià)值進(jìn)行計(jì)算分析可造成計(jì)算結(jié)果的不準(zhǔn)，考慮到上述因素影響，本研究采用投資費(fèi)用法即利用水土保持林草建設(shè)的投資資金作為維持生物多樣性價(jià)值進(jìn)行估算。

2.3 生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值增值

結(jié)合生態(tài)環(huán)境效益影響程度和覆蓋范圍，將白石水庫(kù)的受益主體主要分為下游區(qū)、水源區(qū)以及水源外部區(qū)域3個(gè)層次，并利用專家賦權(quán)法對(duì)水源區(qū)和外部區(qū)域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行計(jì)算，生態(tài)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式為：

(13)

式中，E—不同區(qū)域的生態(tài)建設(shè)工程生態(tài)服務(wù)價(jià)值，元/a；Ei—第i類生態(tài)服務(wù)價(jià)值，元/a；fi—在不同生態(tài)分區(qū)中第i類生態(tài)服務(wù)的權(quán)重系數(shù)。

利用專家賦權(quán)法對(duì)白石水庫(kù)不同分區(qū)內(nèi)的水土流失治理生態(tài)服務(wù)價(jià)值的受益權(quán)重系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算見表1。

表1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值在不同區(qū)域的受益權(quán)重系數(shù)計(jì)算表

2.3.2 生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的確定

本文對(duì)水庫(kù)外部受益區(qū)的生態(tài)建設(shè)成本進(jìn)行補(bǔ)償額度計(jì)算，基本模式采用效益所得決定成本分擔(dān)的形式，建設(shè)成本的補(bǔ)償額度計(jì)算公式為：

(14)

式中，R—水庫(kù)外部區(qū)域?qū)λ磪^(qū)的補(bǔ)償額度，元/a；C—生態(tài)建設(shè)總成本，元/a；Ew—在水庫(kù)外部區(qū)域所產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，元/a；ez—水土保持生態(tài)建設(shè)的生態(tài)服務(wù)總價(jià)值，元/a。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)建設(shè)成本

利用式(1)～(3)計(jì)算白水水庫(kù)的水土保持生態(tài)建設(shè)總成本為28.56億元/a，在各區(qū)域的不同類型成本的計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 白石水庫(kù)水土保持生態(tài)建設(shè)的成本構(gòu)成 單位：億元/a

由表2可知，直接成本占總成本的比例較低為8.65%，水土保持生態(tài)建設(shè)成本的主要構(gòu)成為機(jī)會(huì)成本和發(fā)展成本，分別占比重的41.56%和49.79%。生態(tài)建設(shè)成本在機(jī)會(huì)成本和直接成本方面的研究較為充分，而對(duì)發(fā)展成本的研究較為落后，使我國(guó)生態(tài)補(bǔ)償政策的投入側(cè)向于在生態(tài)建設(shè)和土地利用方面，而對(duì)于滿足生態(tài)發(fā)展需求的投入相對(duì)較少。根據(jù)本研究結(jié)果可以看出，生態(tài)建設(shè)成本的構(gòu)成較為復(fù)雜，投資成本和作用范圍較為廣泛，生態(tài)補(bǔ)償?shù)馁Y金額度有明顯的增加[10]。

3.2 生態(tài)服務(wù)價(jià)值

利用式(4)～(12)可得水土保持生態(tài)建設(shè)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值為30.27億元/a，各類生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 白石水庫(kù)水土保持生態(tài)服務(wù)價(jià)值的基本構(gòu)成

根據(jù)表3可知，生態(tài)服務(wù)各項(xiàng)計(jì)算價(jià)值中，土壤保持和肥力保持價(jià)值所占比重最大為29.59%；水污染防治的生態(tài)服務(wù)價(jià)值為5.44億元，所占比重為17.94%；其他各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值相差不大，維持生物多樣性、空氣凈化以及固碳供氧所占比重分別為10.70%、13.44%和9.68%；防洪措施以及涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務(wù)價(jià)值居中。綜上所述，水土保持和土壤肥力保持是白石水庫(kù)水土保持措施的主要生態(tài)價(jià)值[11]。

3.3 生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)

利用表1中的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，并結(jié)合式(13)，可得水土保持措施在水源區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值為16.37億元，下游區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值為13.52億元，其他水域?yàn)?.16億元，外部區(qū)域所承擔(dān)的生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)用為13.26億元。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，白石水庫(kù)水源區(qū)成為生態(tài)服務(wù)受益者的同時(shí)，還需承擔(dān)部分的生態(tài)建設(shè)成本。利用式(14)可對(duì)白石水庫(kù)不同區(qū)域的生態(tài)建設(shè)成本進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為白石水庫(kù)區(qū)域需承擔(dān)的生態(tài)建設(shè)成本為12.18億元，水庫(kù)外部區(qū)域的生態(tài)建設(shè)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為14.12億元/a。

4 結(jié)論

綜上所述，文章以白石水庫(kù)為研究對(duì)象開展水土保持生態(tài)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算和分析，研究表明：水庫(kù)的生態(tài)建設(shè)成本構(gòu)成較為復(fù)雜，投資成本和作用范圍較為廣泛，生態(tài)補(bǔ)償?shù)馁Y金額度有明顯的增加；防洪措施以及涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務(wù)價(jià)值居中。本次研究確定的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)具有一定的科學(xué)性和客觀性，但由于白石水庫(kù)的庫(kù)區(qū)及受水面積廣闊，其生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值也會(huì)存在很大的差異性，為此在制定生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)時(shí)一定要充分考慮不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平差異性等重要因素的影響，確保生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

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