李彩紅，葛顏祥

(1．山東警察學(xué)院，山東濟(jì)南250014;2．山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 泰安271018)

水源地在對水資源進(jìn)行生態(tài)保護(hù)和生態(tài)建設(shè)的過程中創(chuàng)造了良好的生態(tài)環(huán)境，除為流域提供優(yōu)質(zhì)的水源外，還為人類提供氣候調(diào)節(jié)、環(huán)境凈化、水源涵養(yǎng)、洪水調(diào)蓄、土壤保持、生境提供等方面的生態(tài)服務(wù)。由于這類生態(tài)服務(wù)大都是彌散的，沒有明晰的施受邊界，因而不能直接進(jìn)入市場交易。而流域下游地區(qū)無需支付生態(tài)成本，就可以享受這部分服務(wù)，即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的外溢效益由生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的消費(fèi)者獲得，而成本則主要由水源地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的提供者承擔(dān)。對水源地生態(tài)保護(hù)外溢的這部分生態(tài)效益的計(jì)量，關(guān)系到生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的量化。該問題的解決，將有利于維持流域水資源的可持續(xù)發(fā)展。

一、水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益的內(nèi)涵

不同類型的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的服務(wù)具有多樣性，其價(jià)值表現(xiàn)形式也具有多面性。論文基于生態(tài)補(bǔ)償核算的需要，對水源地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的類型和產(chǎn)生的生態(tài)效益進(jìn)行如下界定。

(一)水源地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)效益

水源地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主要是指水源地生態(tài)系統(tǒng)提供的各種調(diào)節(jié)服務(wù)，在此主要是指在調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境、控制侵蝕、涵養(yǎng)水源、保持土壤肥力、調(diào)蓄洪水等方面提供的服務(wù)，是水源地生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)過程所形成及維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件和效用(Daily，1997［1］(P25－34);歐陽志云等，1999［2］)。

各生態(tài)系統(tǒng)提供的生態(tài)服務(wù)，有些是有益于人類發(fā)展的正價(jià)值，有些是對人類有害的負(fù)價(jià)值。此處生態(tài)效益主要是指水源地生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的環(huán)境方面的正價(jià)值，該類生態(tài)服務(wù)不能以商品形式出現(xiàn)于市場，但卻有著與商品相似的性能或能對市場行為產(chǎn)生影響，所以對其價(jià)值的評估目前多采用替代市場法。

(二)水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益

水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益是指保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)外溢給下游的價(jià)值，具體包括氣候調(diào)節(jié)效益、環(huán)境凈化效益、水源涵養(yǎng)效益、洪水調(diào)蓄效益、土壤保持效益和生境提供效益。水源地生態(tài)系統(tǒng)類型復(fù)雜多樣，涉及森林、草地、農(nóng)田、濕地、水域等，不同類型的生態(tài)系統(tǒng)可能會(huì)提供相同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。為了盡量避免重復(fù)計(jì)算，又能兼顧水源地生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性，在對外溢生態(tài)效益進(jìn)行評估時(shí)，按照生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的類型分別進(jìn)行估算。同時(shí)，基于生態(tài)補(bǔ)償核算的需要，論文只對具有區(qū)際外部性的效益進(jìn)行評估，即如果某項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能受益范圍僅限于水源地，則不在評估范圍之內(nèi)。

二、水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益評估體系

在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)模式和經(jīng)濟(jì)理論框架下，生態(tài)系統(tǒng)所提供的服務(wù)中，除了有形的供給服務(wù)因?yàn)榫哂惺袌鰞r(jià)格被認(rèn)可具有價(jià)值外，其無形的生態(tài)服務(wù)和社會(huì)服務(wù)因?yàn)闆]有包含人類勞動(dòng)，所以被看成是無價(jià)值的。在現(xiàn)實(shí)生活中，人類自身的經(jīng)濟(jì)效益取向致使其在索取有形的物質(zhì)產(chǎn)品和供給服務(wù)的同時(shí)，破壞甚至毀滅了一些無形的生態(tài)服務(wù)。水源地生態(tài)保護(hù)區(qū)建設(shè)對所在區(qū)域貢獻(xiàn)的最主要的效益是生態(tài)環(huán)境效益，所以要引起人類對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重視，首先要從理論上建立一套有效的評估體系。

外溢效益的計(jì)算一直以來就是學(xué)術(shù)界的難題，特別是生態(tài)效益，具體的外溢量很難準(zhǔn)確計(jì)量。為解決此問題，論文在對水源地生態(tài)服務(wù)效益評估的基礎(chǔ)上引入外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)，將水源地生態(tài)效益按一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分配，扣除水源地直接受益的那部分就是水源地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的外溢效益?；驹u估框架如圖1所示。

圖1 水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益評估框架

生態(tài)效益的評估是一個(gè)難點(diǎn)，為相對全面、合理地評估水源地在生態(tài)保護(hù)中外溢的生態(tài)效益，其評估指標(biāo)和評估方法的選取需要遵循科學(xué)性、獨(dú)立性、重要性、相關(guān)性和全面性原則。按照各生態(tài)系統(tǒng)提供的生態(tài)服務(wù)的類型，結(jié)合外溢生態(tài)效益的內(nèi)涵，建立評估體系如表1所示。

表1 水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益評估體系

三、水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益評估方法

水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益的評估取決于兩個(gè)因素:一是水源地生態(tài)效益的計(jì)算，二是外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)的確定。

(一)水源地生態(tài)服務(wù)效益評估

一項(xiàng)商品或服務(wù)的價(jià)值一般有兩種衡量方法:一種是直接通過市場價(jià)格來衡量，另一種是采用相應(yīng)的價(jià)值評估技術(shù)來評價(jià)。由于水源地生態(tài)服務(wù)大多沒有進(jìn)入市場，因此無法采用市場價(jià)格來衡量，只能根據(jù)服務(wù)的類型采用相應(yīng)的評估方法來對其進(jìn)行計(jì)量。

1．氣候調(diào)節(jié)效益(V11)的估算

水源地生態(tài)系統(tǒng)提供的氣候調(diào)節(jié)效益主要是固碳釋氧價(jià)值，目前學(xué)者們(歐陽志云，1999［2］;王彤等，2010［3］;薄玉潔，2012［4］(P45－57))多運(yùn)用光合作用方程式來求解，即:

植物每生產(chǎn)162 g干物質(zhì)可吸收264 g二氧化碳，同時(shí)釋放193 g氧氣，即植物每生產(chǎn)1 g干物質(zhì)可固定1．63 g二氧化碳，同時(shí)釋放1．19 g氧氣。由此可以得出如下計(jì)算公式:

式中，VC為固定二氧化碳的價(jià)值，NPPi為第i種生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(chǎn)力，PC為固定CO2的市場價(jià)格;VO為釋放氧氣的價(jià)值，NPPi為第i種生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(chǎn)力，PO為制造O2的市場價(jià)格。

2．環(huán)境凈化效益(V12)的估算

水源地生態(tài)系統(tǒng)中對環(huán)境具有顯著凈化能力的生態(tài)系統(tǒng)主要是森林、河流與濕地生態(tài)系統(tǒng)。不同生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境凈化服務(wù)的側(cè)重點(diǎn)不同，論文將分別對其進(jìn)行估算。

(1)森林生態(tài)系統(tǒng)。森林植被可以吸收大氣中的SO2、Cl2及HF等有害氣體，特別是SO2，其對人類的危害最強(qiáng)，同時(shí)森林生態(tài)系統(tǒng)還具有吸附粉塵、降低噪音等功能。根據(jù)重要性原則，在此僅對森林生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2、滯塵這兩項(xiàng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評估。

(2)濕地生態(tài)系統(tǒng)。對于濕地生態(tài)系統(tǒng)的凈化效益，目前一般有兩種估算方法:一種方法是參照 Costanza等(1997)［5］的研究結(jié)果，按照全球濕地生態(tài)系統(tǒng)降解污染物功能的單位面積價(jià)值(平均為4 177美元/hm2)與去除污染物數(shù)量的乘積進(jìn)行核算。另一種方法是通過估算濕地去除氮、磷的數(shù)量乘以其影子價(jià)格作為其凈化價(jià)值。其中后者相對更加客觀，計(jì)算公式見(5)。

(3)水域生態(tài)系統(tǒng)。水體具有天然的凈化功能，它通過氧化還原、微生物降解等一系列物理、化學(xué)和生物作用，使排入其中的污染物濃度降低。受研究技術(shù)與方法的限制，目前還無法對所有的水體去除污染功能進(jìn)行價(jià)值評估，研究者大多是對水體在去除氮、磷方面的水質(zhì)凈化效益進(jìn)行估算［3］，方法同濕地生態(tài)系統(tǒng)。

3．水源涵養(yǎng)效益(V12)的估算

不同生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源的方式不同，其效益的估算方法也有差異。

(1)森林生態(tài)系統(tǒng)。目前對森林涵養(yǎng)水源效益的估算一般有當(dāng)量法、水量平衡法、綜合蓄水能力法與降水儲(chǔ)存量法。根據(jù)司今等(2011)［6］的案例研究，當(dāng)量法中的當(dāng)量因子由于選取的是全國的平均單價(jià)，所以對不同地區(qū)缺乏可比性，水量平衡法與降水儲(chǔ)存法的計(jì)算結(jié)果比較一致，更接近于實(shí)際的水源涵養(yǎng)量，綜合蓄水能力法更多的反映了森林潛在涵養(yǎng)價(jià)值。根據(jù)科學(xué)性原則，對森林涵養(yǎng)水源效益的評估可采用水量平衡法和綜合蓄水能力法的平均計(jì)算結(jié)果。

①水量平衡法。水量平衡法是將森林生態(tài)系統(tǒng)視為一個(gè)“黑箱”，以水量的輸入和輸出為著眼點(diǎn)，從水量平衡的角度，將降水量與森林蒸散量以及其他消耗的差量作為水源涵養(yǎng)量［7］。

②綜合蓄水能力法。綜合蓄水能力法是綜合考慮林冠層截留量、枯落物持水量和土壤層貯水量的方法。森林涵養(yǎng)水源主要通過冠層截留降水、枯枝落葉層含水與土壤儲(chǔ)水三方面來實(shí)現(xiàn)，對其涵養(yǎng)水源的效益可以從這三方面來計(jì)算。

(7)(8)(9)(10)式中，VF13表示綜合蓄水能力法下森林生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)效益，Q為各種類型森林涵養(yǎng)的水源價(jià)值總量，P為水的影子價(jià)格，r為價(jià)格的增長系數(shù)，Gj為第j種類型森林單位面積冠層截留降水量(m3)，Kj為第j種類型森林單位面積枯枝落葉層含水量(m3)，Tj為第j種類型森林單位面積土壤儲(chǔ)水量(m3)，Sj為第j種類型森林的分布面積(km2);Z為汛期平均降水量(毫米);Xj為林地的林冠截留率，D為林地單位面積土壤的貯水量(m3)，D0為無林地單位面積土壤的貯水量(m3)。

(2)草地生態(tài)系統(tǒng)。草地生態(tài)系統(tǒng)與森林生態(tài)系統(tǒng)一樣具有截留降水的功能，而且比裸地具有更高的滲透性和保水能力。根據(jù)趙同謙等的研究，在氣候相同的條件下，草地土壤含水量較裸地高出90%以上［8］。對水源地草地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能可依據(jù)降水儲(chǔ)存量法或水量平衡法來計(jì)算。

式中，VG13代表草地生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)效益，r為該地域的徑流系數(shù)，S為草原面積(km2)，其他同上。

(3)濕地生態(tài)系統(tǒng)。沼澤濕地的泥炭具有良好的持水性，能儲(chǔ)備大量的水資源，根據(jù)相關(guān)研究，沼澤土壤能保持大于其本身重量3～9倍或更高的蓄水量。對濕地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)效益可以通過下式來計(jì)算。

其中，VW13代表濕地生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源的效益，Q為濕地生態(tài)系統(tǒng)年平均蓄水量(m3)，P為單位庫容造價(jià)(元/m3)，r為價(jià)格的增長系數(shù)。

(4)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。農(nóng)田涵養(yǎng)水源的功能主要是指水田與裸地比較在增強(qiáng)供水能力方面的作用，可采用降水儲(chǔ)存量法來計(jì)算。

式中，Vf13代表相對于裸地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源的效益，Sf為研究區(qū)農(nóng)田面積(km2)，J為研究區(qū)的多年平均產(chǎn)流降雨量(毫米)，R為農(nóng)田減少徑流的效益系數(shù)，J0代表研究區(qū)的多年平均降雨總量(毫米)，k為產(chǎn)流降雨量占降雨總量的比例，R1表示產(chǎn)流降雨條件下裸地的降雨徑流率，R2表示產(chǎn)流降雨條件下農(nóng)田的降雨徑流率。

4．洪水調(diào)蓄效益(V14)的估算

洪水調(diào)蓄功能與水源涵養(yǎng)功能同屬于水分調(diào)節(jié)功能，是生態(tài)系統(tǒng)在不同環(huán)境下的作用表現(xiàn)。對這部分效益的核算，可參照公式(16)計(jì)算，即通過生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源量與單位面積水庫庫容造價(jià)成本的乘積來表示。

式中，V14代表水源地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)蓄洪水的效益，其他同上。

5．土壤保持效益(V15)的估算

水源地生態(tài)系統(tǒng)能產(chǎn)生土壤保持效益的主要是森林生態(tài)系統(tǒng)與濕地生態(tài)系統(tǒng)，河流生態(tài)系統(tǒng)在減輕泥沙滯留和淤積方面也發(fā)揮著重大作用。

(1)森林生態(tài)系統(tǒng)。森林生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的土壤保持效益包括三方面:減少土壤侵蝕的效益、保持土壤養(yǎng)分的效益與減輕泥沙滯留和淤積的效益。

①減少土壤侵蝕的效益。這部分效益一般通過比較有林地和無林地的土壤侵蝕量之差來計(jì)算，即:

式中，T為單位面積森林植被年平均土壤保持總量或減少的土壤侵蝕量(t/km2)，sj表示第類森林類型的面積(km2)，α0為無林地的土壤侵蝕模數(shù)(t/km2)，βj為第j類森林類型實(shí)際土壤侵蝕模數(shù)(t/km2)。

②減少土壤肥力損失的效益。土壤侵蝕會(huì)使土壤中大量的營養(yǎng)物質(zhì)N、P、K等流失，森林植被對土壤養(yǎng)分的流失具有抑制作用。這部分效益可采用市場價(jià)值法進(jìn)行估算。

③減輕泥沙滯留和淤積的效益。對森林植被減輕泥沙滯留和淤積的效益可采用影子工程法來計(jì)算。

式中，VF315為森林生態(tài)系統(tǒng)減輕泥沙滯留和淤積的效益(元/a)，K為泥沙淤積比例，CL為水庫單位庫容每年需投入的成本(元/m3)，其他同上。

(2)濕地生態(tài)系統(tǒng)。濕地保護(hù)土壤的效益可通過比較濕地肥力與土壤因侵蝕而廢棄的土地肥力之差，折算成土壤提高同等肥力所需要的化肥成本來表示。

(3)河流生態(tài)系統(tǒng)。主要是是指減輕河道泥沙滯留與淤積的價(jià)值，河流的輸沙為河道進(jìn)一步泄洪、排水提供了條件。對這部分效益可采用替代成本法進(jìn)行計(jì)算。式中，VR15代表河流生態(tài)系統(tǒng)減輕泥沙滯留與淤積的效益，QR為河流年均輸沙量，其他同上。

6．生境提供效益(V16)的估算

生境提供效益即生物多樣性價(jià)值，對此部分效益的估算可借鑒相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜乙延械难芯砍晒?，通過以下公式計(jì)算:

式中，V16為水源地各生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性維持效益(萬元/a)，Si為第i類生態(tài)系統(tǒng)的面積(km2)，Pi為第i類生態(tài)系統(tǒng)單位面積生物多樣性維持價(jià)值(元/km2·a)，i為生態(tài)系統(tǒng)類別，i取值 1(森林)、2(草地)、3(農(nóng)田)、4(濕地)、5(水域)。

(二)水源地外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)的計(jì)算

外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)的確定直接關(guān)系到外溢效益估算結(jié)果的準(zhǔn)確性，間接影響到生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)確定的合理性。論文在借鑒生態(tài)補(bǔ)償量分擔(dān)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合水源地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的特點(diǎn)，提出如下分?jǐn)倶?biāo)準(zhǔn)。

(1)單項(xiàng)指標(biāo)法。即用一種標(biāo)準(zhǔn)將水源地生態(tài)效益在流域間進(jìn)行分配。

①用水量分?jǐn)偡?。該方法是根?jù)水源區(qū)與受水區(qū)的用水量比例來反映外溢效益的分?jǐn)傁禂?shù)，公式如下:

式中，Wqi為第i個(gè)受水區(qū)的水量分?jǐn)傁禂?shù)，Qi表示第i個(gè)受水區(qū)的用水量，T為水源地出水量。

②支付能力分擔(dān)法。該方法是根據(jù)水源區(qū)與受水區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來分?jǐn)偵鷳B(tài)效益。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的地區(qū)分?jǐn)偟膬r(jià)值大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的地區(qū)則分擔(dān)較少的外溢效益。對經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的衡量，論文選用人均GDP這一指標(biāo)，因?yàn)樗呛饬康貐^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的一個(gè)相對最為有效的參數(shù)，可以間接的反映地區(qū)的支付能力［9］。

其基本思路為:假設(shè)水源地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受益區(qū)有 n個(gè)，其對應(yīng)的國內(nèi)生產(chǎn)總值分別為GDPi，各地區(qū)的人口為 qi(i=1，2，3…，n)，則各受益地區(qū)人均GDP占全流域人均GDP的比例αi可用下式表示:

通過公式(25)計(jì)算出來的系數(shù)值是一個(gè)相對發(fā)展水平，可能大于、小于或等于1，意味著某地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平可能會(huì)高于、低于或等于全流域的平均經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，為了便于對各地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行定量區(qū)別，引入公式(26)，即通過各受益區(qū)人均GDP比例系數(shù)占全流域人均GDP的比例系數(shù)來確定外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)。

③專家賦權(quán)法。水源地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值在水源區(qū)與外部受水區(qū)之間的分配比例也可采用專家打分的方法，利用專家的力量對水源地生態(tài)效益在流域乃至更廣區(qū)域間的受益比例進(jìn)行評定，將權(quán)重定為0～1，根據(jù)各服務(wù)價(jià)值在不同地區(qū)的受益大小，分別賦予不同的權(quán)重。專家賦權(quán)法具有定性與定量相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，對于確定一些難以計(jì)量的效益的比重具有重要作用，但該方法是基于專家的經(jīng)驗(yàn)而作出的判斷，具有一定的主觀性，所以專家的選擇非常重要。

④人口比例法。即將水源地生態(tài)效益按受益區(qū)的人口數(shù)量來進(jìn)行分配，水源地外溢的生態(tài)效益就等于受益區(qū)人口數(shù)占全流域受益人口的比例與水源地總生態(tài)效益的乘積。

式中，WPi為第i個(gè)受益區(qū)的人口比例分?jǐn)傁禂?shù)，Pi表示第i個(gè)受益區(qū)的人口數(shù)量。

⑤面積分?jǐn)偡?。即將水源地生態(tài)效益按受益區(qū)的地域面積來進(jìn)行分配，水源地外溢的生態(tài)效益就等于受益區(qū)地域面積占全流域地域面積的比例與水源地總生態(tài)效益的乘積。

式中，WSi為第i個(gè)受益區(qū)的地域面積分?jǐn)傁禂?shù)，Si表示第i個(gè)受益區(qū)的地域面積。

(2)綜合指標(biāo)法。綜合指標(biāo)法是在相關(guān)單項(xiàng)指標(biāo)法計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，綜合考慮各種方法的影響因素，合理確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，對分?jǐn)傁禂?shù)的一個(gè)加權(quán)匯總。

①綜合指標(biāo)法Ⅰ。借鑒李金昌的綜合考慮受益區(qū)的取水量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平［10］，通過專家打分確定用水量與支付能力所占權(quán)重，得出如下分配系數(shù):

其中，WZi為第i個(gè)受益區(qū)的外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)，αi為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平系數(shù)，Wqi為用水比例系數(shù)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平系數(shù)可參照人均GDP占全流域人均GDP的比例。

②綜合指標(biāo)法Ⅱ。為滿足生態(tài)補(bǔ)償?shù)男枰?，水源地生態(tài)效益外溢分?jǐn)傁禂?shù)的確定仍需考慮“誰受益誰分?jǐn)偂钡脑瓌t。因此可在各類單項(xiàng)指標(biāo)中，選取最具相關(guān)性和代表性的用水量比例和支付能力系數(shù)，取二者的均值作為生態(tài)效益在受益區(qū)分配的標(biāo)準(zhǔn)。具體可參照公式(30)。

Wzi代表第i個(gè)受益區(qū)的外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)。

(3)離差平方法。離差平方法是一種加權(quán)綜合法，它以單個(gè)分擔(dān)方法接近多種分擔(dān)方法平均值的程度確定權(quán)重［11］(P35－37)，避免了人為確定權(quán)重系數(shù)的主觀性，相對更為客觀，是目前常用的水利工程投資分擔(dān)方法［12－13］。計(jì)算公式為:式中，w為受益區(qū)的外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)，n為樣本數(shù)量，xm為受益區(qū)第m類單項(xiàng)指標(biāo)分?jǐn)傁禂?shù)，x0為n個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)分?jǐn)傁禂?shù)的均值。

離差平方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于不但綜合考慮了各種分?jǐn)偡椒ǎ曳謹(jǐn)傁禂?shù)的計(jì)算過程沒有專家決策的參與，主觀性因素減弱，使分?jǐn)傔^程更加透明化，結(jié)果更容易被相關(guān)利益方接受

四、大汶河水源地外溢生態(tài)效益估算

大汶河流域是舉世聞名的大汶口文化的發(fā)祥地，與長江流域的河姆渡文化并稱為華夏民族的文化起源。大汶河是黃河下游的較大支流，發(fā)源于萊蕪市松崮山南麓的沙崖子村，是南水北調(diào)東線工程主要調(diào)蓄水庫——東平湖的唯一匯入河流。論文以大汶河流域?yàn)槔?，對水源地生態(tài)保護(hù)中外溢的生態(tài)效益進(jìn)行估算。

根據(jù)前文介紹的測算思路，大汶河水源地外溢生態(tài)效益的評估結(jié)果取決于兩個(gè)因子:一是水源地各生態(tài)系統(tǒng)提供的生態(tài)效益，二是外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)。

(一)研究區(qū)生態(tài)效益的計(jì)算

根據(jù)前述公式，結(jié)合統(tǒng)計(jì)年鑒、政府有關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算得到研究區(qū)各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總效益約為221 939萬元(如表2所示)。

表2 萊蕪市生態(tài)效益匯總表(2012年) (單位:萬元)

在各類生態(tài)效益中，氣候調(diào)節(jié)效益最多，達(dá)到141 890．48萬元，其次為環(huán)境凈化效益和生境提供效益，分別為41 585．17萬元、19 387．5萬元。在各類生態(tài)系統(tǒng)中，森林生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)最多，提供生態(tài)效益153 731．59萬元，其次為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)59 082．7萬元、水庫生態(tài)系統(tǒng)9 125．01萬元。

(二)研究區(qū)外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)的計(jì)算

對外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)的計(jì)算將在各種計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究地有關(guān)數(shù)據(jù)求取多項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，然后運(yùn)用離差平方法得到相對客觀的分?jǐn)傁禂?shù)。

1．用水量分?jǐn)偡?。根?jù)大汶河志提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，上游牟汶河流域多年平均徑流量2．64億m3，多年平均出境水量 1．7億 m3，根據(jù)公式(24)，可粗略計(jì)算求得水源地的外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)為 0．64。

2．支付能力分擔(dān)法。大汶河水源地生態(tài)價(jià)值的受益范圍主要是萊蕪市與泰安市，根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，2012年萊蕪市GDP為631．41億元，總?cè)丝跒? 262 964人，泰安市GDP為2 547億元，總?cè)丝跒? 588 700人，根據(jù)公式(25)求得各受益地區(qū)人均GDP占全流域人均GDP的比例αi，其中萊蕪市 α1為 1．08，泰安市 α2為 0．98，根據(jù)公式(26)，計(jì)算求得支付能力分擔(dān)法下外溢效益分?jǐn)傁禂?shù) Wgi為 0．48。

3．人口比例法。根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒提供的數(shù)據(jù)，2012年萊蕪市與泰安市的人口分別為1 262 964人、5 588 700人，按人口比例測算，外溢分?jǐn)傁禂?shù)WPi為 0．82。

4．面積分?jǐn)偡?。從流域面積看，大汶河流經(jīng)泰安市(轄泰山區(qū)、岱岳區(qū)、新泰市、肥城市、寧陽縣、東平縣六個(gè)縣市區(qū) )的面積大約在6 093．2 km2，流經(jīng)萊蕪市的面積大約為1 997．8 km2。則根據(jù)公式(28)可求得面積分?jǐn)偡ㄏ峦庖缧б娣謹(jǐn)傁禂?shù) WSi為 0．75。

5．綜合指標(biāo)法Ⅰ。該方法綜合考慮受益區(qū)的取水量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，通過前面計(jì)算，受益區(qū)泰安市的用水量比例為0．64，人均GDP占全流域人均GDP的比例為0．98，通過專家打分確定用水量與支付能力所占權(quán)重分別為0．2、0．4，根據(jù)公式(29)計(jì)算得外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)WZi為0．58。

6．綜合指標(biāo)法Ⅱ。選取最具相關(guān)性和代表性的用水量比例和支付能力系數(shù)，取二者的均值作為生態(tài)效益在受益區(qū)分配的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)公式(30)，求得外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)Wzi為0．56。

7．離差平方法。為了避免外溢效益分?jǐn)傊腥藶橹饔^因素的影響，本研究以前述6種分?jǐn)偡椒ń咏鞣謹(jǐn)偡椒ㄆ骄档某潭却_定權(quán)重，使計(jì)算結(jié)果相對更為客觀。通過計(jì)算求得，離差平方法下水源地的外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)為0．63。

表3 外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)表

(三)外溢生態(tài)效益的計(jì)算

通過外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)表3可以看出，離差平方法下計(jì)算求得的系數(shù)與用水量比例系數(shù)比較接近，說明該系數(shù)在更多程度上考慮了流域水資源的受益比重，同時(shí)還兼顧了受益區(qū)的支付能力、流域面積等其他因素，可將其作為分配標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)表2、表3的計(jì)算結(jié)果，水源地萊蕪市2012年各生態(tài)系統(tǒng)提供的生態(tài)效益為221 939．3萬元，選取外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)0．63，粗略估算求得下游泰安市在水源地生態(tài)保護(hù)中享受到了約139 821萬元的生態(tài)效益，具體外溢效益見表4。

表4 水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益評估結(jié)果(2012年) (單位:萬元)

五、結(jié)語

論文在對水源地生態(tài)保護(hù)外溢生態(tài)效益內(nèi)涵進(jìn)行界定的基礎(chǔ)上，提出了外溢生態(tài)效益評估的基本思路:即在水源地生態(tài)效益評估的基礎(chǔ)上引入外溢效益分?jǐn)傁禂?shù)，通過借鑒國內(nèi)外對生態(tài)補(bǔ)償量分擔(dān)系數(shù)的研究成果，論文嘗試性的構(gòu)建了單項(xiàng)指標(biāo)法、綜合指標(biāo)法和離差平方法三種外溢效益分?jǐn)偰Ｐ?，為各水源地生態(tài)效益外部性的測算提供了參考。

在對生態(tài)效益進(jìn)行評估時(shí)，引用了生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的很多價(jià)值評估方法，如通過調(diào)整全球生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子，進(jìn)行生境提供效益的評估;通過前人利用遙感影像測算的植被初級生產(chǎn)力結(jié)果，評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值等。但鑒于學(xué)界對這些評估方法的有效性還存在爭議，所以只能對其進(jìn)行近似的評估，作為決策者制定生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的參考。

此外，在對水源地生態(tài)保護(hù)的外溢效益進(jìn)行評估時(shí)，將生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的效益作為評估基數(shù)，過分夸大了水源地生態(tài)保護(hù)的成果。因?yàn)樗吹厣鷳B(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值有很大一部分是天然存在的，即使上游不進(jìn)行生態(tài)保護(hù)，它們也可能存在并發(fā)揮作用，但實(shí)際計(jì)算中這兩部分很難區(qū)分和分割，從而導(dǎo)致評估結(jié)果比水源地生態(tài)保護(hù)帶來的真實(shí)價(jià)值要高。相關(guān)問題還有待后續(xù)的研究。

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