張伊華

基于機會成本法和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值核算的水資源生態(tài)補償標準研究——以黃河流域為例

張伊華

（內(nèi)蒙古科技大學 經(jīng)濟與管理學院，內(nèi)蒙古 包頭 014017）

【目的】構(gòu)建黃河流域水資源橫向生態(tài)補償標準模型，為黃河流域水資源橫向生態(tài)補償標準的確定提供參考。【方法】以黃河流域為研究區(qū)，基于成本法度量黃河流域水資源生態(tài)補償標準的下限，基于生態(tài)服務(wù)價值評估法度量黃河流域水資源生態(tài)補償標準的上限?！窘Y(jié)果】2018—2021年，黃河流域上游受補償區(qū)的總成本區(qū)間為2 561.49億～3 121.52億元，總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值區(qū)間為54 857.95億～58 895.77億元。補償區(qū)所承擔的總生態(tài)補償金額下限為121.84億～148.48億元，上限為2 609.38億～2 801.44億元。補償區(qū)內(nèi)各省的分攤比例為山西5.90%，山東50.26%，河南34.39%，陜西9.49%。【結(jié)論】本研究的核算結(jié)果可反映黃河流域上游所付出的生態(tài)保護成本和提供的生態(tài)產(chǎn)品價值，可準確反映各省之間的差異。

生態(tài)補償標準；機會成本；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；黃河流域

0 引 言

【研究意義】流域作為人類生態(tài)文明的重要發(fā)源地，是自然生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分之一。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，流域生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞的現(xiàn)象愈發(fā)嚴重[1-2]。流域生態(tài)補償是生態(tài)補償中的一個重要分支，指對流域下游為上游地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護所遭受的損失進行一定額度的補償，是平衡流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需平衡的重要手段。國內(nèi)外學者針對不同地區(qū)、不同尺度下的流域生態(tài)補償開展了大量研究，探討其補償模式、補償標準、補償效益[3-5]。確定合理的生態(tài)補償標準是流域生態(tài)補償?shù)年P(guān)鍵，需要既能反映流域上游損失的發(fā)展權(quán)益和提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，又能激勵上游生態(tài)系統(tǒng)保護工作的積極性。

【研究進展】國內(nèi)在確定合理的補償標準方面仍缺乏成熟完善的體系，存在補償依據(jù)和補償標準爭議大、可操作性不強等問題[6-8]。目前，我國針對流域生態(tài)補償標準制定的研究尚處于探索階段，多數(shù)研究僅基于成本效益模型對生態(tài)保護的成本費用進行核算，并未考慮變化環(huán)境對生態(tài)效益的影響。近年來，國內(nèi)學者開始嘗試針對小流域運用生態(tài)足跡法或生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估法來度量補償標準。段靖等[9]基于邊際分析方法，證明了通過直接成本、機會成本衡量的生態(tài)保護總成本是生態(tài)補償?shù)南孪蕖⒂颀埖萚10]從直接和間接2個方面衡量總成本，引入水量分攤系數(shù)、水質(zhì)修正系數(shù)和效益修正系數(shù)，對生態(tài)補償量進行分析。饒清華等[11]基于直接成本和農(nóng)業(yè)、工業(yè)機會成本計算出閩江流域的生態(tài)補償標準。嚴有龍等[12]基于機會成本和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值確定了補償閾值。

【切入點】依據(jù)單一的環(huán)境責任界定補償標準而忽視補償區(qū)的經(jīng)濟能力存在一定的片面性。流域生態(tài)補償機制碎片化現(xiàn)象嚴重，各地區(qū)制定的生態(tài)補償標準、補償模式不同，導(dǎo)致流域補償效率低。黃河流域上游長期承擔著維系生態(tài)環(huán)境、提供生態(tài)服務(wù)的重任，但由于地理位置、歷史和政策等因素，難以兼顧社會經(jīng)濟發(fā)展[13]?？v向補償無法滿足流域協(xié)同治理的需求，黃河流域橫向生態(tài)補償機制亟待完善。

【擬解決的關(guān)鍵問題】鑒于此，本研究構(gòu)建了流域水資源生態(tài)補償標準模型。以生態(tài)補償流域上游總成本、水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值為基礎(chǔ)，兼顧水量、水質(zhì)、支付意愿和補償能力，對黃河流域生態(tài)補償標準進行核算，據(jù)此提出相應(yīng)的對策和建議，為完善黃河流域橫向生態(tài)補償機制提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

黃河流域是中國第二大流域，流域總面積約為8×105km2，流經(jīng)我國9個省區(qū)，全長約5 464 km，年平均徑流量為5.70×1010m3，對我國生態(tài)格局具有重要影響[14]。同時，黃河流域生態(tài)脆弱性突出，位于干旱半干旱地區(qū)，降水量少，森林覆蓋率不足20%，低于全國平均水平。黃河流域水資源分布不均，上游水源涵養(yǎng)功能偏低，水源涵養(yǎng)區(qū)水土流失面積不斷增加，濕地面積逐漸減少，仍有支流存在斷流現(xiàn)象。復(fù)雜的水沙關(guān)系加重了黃河流域生態(tài)保護的難度。黃河上游地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展長期滯后，經(jīng)濟總量和人均經(jīng)濟水平偏低。

本文所涉及的數(shù)據(jù)包括水利建設(shè)、水污染治理、林業(yè)投資、各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值等，來源于中國林業(yè)年鑒、EPS水利數(shù)據(jù)庫（Economy Prediction System）、環(huán)境統(tǒng)計年鑒、各省統(tǒng)計年鑒、各省水資源公報、中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒、環(huán)保數(shù)據(jù)庫。

1.2 研究方法

1.2.1 流域上游總成本模型的構(gòu)建

水資源保護總成本分為直接成本和間接成本[15-17]。直接成本包括水利建設(shè)、水污染治理、林業(yè)建設(shè)。間接成本為保護區(qū)因?qū)嵤┧Y源生態(tài)保護所損失的產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機會成本，主要指第一、二產(chǎn)業(yè)。核算方法如式（1）所示：

直接成本投入是指在生態(tài)保護中的人力、資金和資源投入。在生態(tài)補償研究中尚未有統(tǒng)一的核算體系。本文基于前人研究[18-19]和黃河流域?qū)嶋H狀況，將黃河流域水資源生態(tài)補償?shù)闹苯映杀就度敕譃樗O(shè)施投入、水污染治理投入及生態(tài)保護投入。

1.2.2 流域上游直接成本模型的構(gòu)建

與流域水資源保護相關(guān)的直接成本投入可分為3類：一是水利設(shè)施相關(guān)的建設(shè)投資，包括排水基礎(chǔ)建設(shè)、水土保持完成投資、水土流失治理；二是水污染治理相關(guān)的建設(shè)投資，包括廢水處理投資、地方環(huán)保支出；三是生態(tài)保護相關(guān)的投資建設(shè)，包括林業(yè)生態(tài)建設(shè)與保護、林業(yè)支撐與保障、園林綠化建設(shè)。流域上游各省區(qū)的各類直接成本之和為流域上游生態(tài)保護的直接成本。具體如式（2）所示：

1.2.3 流域上游間接成本模型的構(gòu)建

流域上游實施生態(tài)保護的間接成本主要是指當?shù)氐乃Y源機會成本。水資源機會成本包括生態(tài)保護者為了保護流域水資源所放棄的直接收入以及流域水資源被占據(jù)而失去的發(fā)展權(quán)利所造成的經(jīng)濟損失。流域上游環(huán)境保護會造成一定程度的機會成本損失，主要發(fā)生在第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)。例如，退耕還林、退牧還草、天然林建設(shè)等工程的實施會造成土地利用變化、企業(yè)生存與發(fā)展權(quán)限受限制，具體包括關(guān)停企業(yè)、停耕、停產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等造成的損失。

本文將流域上游各省的生態(tài)補償機會成本分為工業(yè)機會成本與農(nóng)業(yè)機會成本。由于各地區(qū)因保護水資源而限制的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機會成本不可能為負值，因此當計算出的機會成本為負值時，取值為0。

通過計算流域上游與下游各省居民人均第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值，分析流域上、下游農(nóng)村居民的人均第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)增加值的差異，間接反映發(fā)展受限制可能造成的經(jīng)濟損失。計算方法如下：

1.2.4 流域上游生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值模型的構(gòu)建

謝高地等[20-21]基于Costanza等[22]提出的當量因子法并結(jié)合中國實際情況，對中國特色的生態(tài)系統(tǒng)以及資源環(huán)境開展了較為全面的測算分析，最終得出中國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量因子表，其測算結(jié)果被國內(nèi)研究廣泛使用。根據(jù)物價指數(shù)對當量因子進行修正，得到對應(yīng)年份的當量因子，最終計算中國水資源生態(tài)系統(tǒng)單位面積的生態(tài)服務(wù)價值。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值測算模型如下：

1.2.5 流域生態(tài)補償標準模型的構(gòu)建

基于流域的實際經(jīng)濟發(fā)展狀況，本文在流域生態(tài)補償標準模型中添加了部分調(diào)節(jié)系數(shù)，在測算補償上、下限時，添加了水量分攤系數(shù)、水質(zhì)修正系數(shù)、支付意愿系數(shù)和補償能力系數(shù)。將基于綜合成本法計算出的總成本作為補償下限，水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值作為補償上限，得出補償區(qū)應(yīng)支付的補償金額區(qū)間。補償區(qū)的補償上限和下限的計算式為：

充分考慮下游各省的支付意愿，對補償額度進行調(diào)節(jié)。在經(jīng)濟發(fā)展過程中，人們對生態(tài)產(chǎn)品價值的重視程度、支付意愿可以用皮爾S型生長曲線進行擬合。恩格爾系數(shù)可以衡量人民生活水平。支付意愿系數(shù)計算式為：

除了考慮補償區(qū)的支付意愿，還應(yīng)充分考慮補償雙方的經(jīng)濟發(fā)展水平。引入補償能力系數(shù)來體現(xiàn)補償區(qū)各省的差異。根據(jù)呂志賢等[23]的研究結(jié)果，人均GDP、人均第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、人均工業(yè)產(chǎn)值、人均第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值以及人口占比在流域生態(tài)補償系數(shù)中的主成分總貢獻度占比達到93.7%，具有可比性，故選取這5個指標反映補償能力，并通過熵權(quán)法確定各指標的權(quán)重，具體計算式為：

2 結(jié)果與分析

2.1 直接成本核算

黃河流域上游各省因保護生態(tài)環(huán)境損失的直接成本如表1所示。上游5個省份中，內(nèi)蒙古和四川投入較大的直接成本。2018—2021年受償區(qū)總直接成本投入介于1 380.57億～1 604.17億元之間。

表1 2018—2021年受償區(qū)直接成本核算

2.2 間接成本核算

根據(jù)各地財政收入與產(chǎn)值之比得出機會成本參數(shù)，如表2所示。根據(jù)機會成本參數(shù)核算的上游受償區(qū)農(nóng)業(yè)機會成本、工業(yè)機會成本的結(jié)果如表3、表4所示。

表2 2018—2021年受償區(qū)機會成本參數(shù)

表3 2018—2021年受償區(qū)農(nóng)業(yè)機會成本核算

表4 2018—2021年受償區(qū)工業(yè)機會成本核算

2.3 總成本核算

2018—2021年，受償區(qū)工業(yè)總成本核算結(jié)果如表5所示。2018—2021年，黃河流域上游保護區(qū)總成本區(qū)間為2 561.49億～3 121.52億元。

表5 2018—2021年受償區(qū)工業(yè)總成本核算

2.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值核算

本文主要依據(jù)謝高地等[20]在2007年測算出的中國水域生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值當量值（表6）進行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的核算。謝高地等[20]測得我國單個標準單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的當量因子值為449.01元/hm2，劉春臘等[24]在此基礎(chǔ)上測得我國2011年當量因子值為603.3元/hm2。將2011年設(shè)定為基期，根據(jù)物價指數(shù)對當量因子進行修正，得到2018—2021年的當量因子值分別為861.13、885.25、914.46、924.52元/hm2。由于黃河流域上游地區(qū)主要提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為水資源服務(wù)，故主要對黃河流域上游水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行核算?；邳S河流經(jīng)各省面積與生態(tài)系統(tǒng)價值修正值計算各省水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。根據(jù)黃河水資源公報，黃河在內(nèi)蒙古河段的流域面積為1.52×105km2，四川河段的流域面積為1.87×104km2，甘肅河段的流域面積為1.46×105km2，青海河段的流域面積為1.52×105km2，寧夏河段的流域面積為4.16×104km2。

表6 中國水資源生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值

基于修正后的當量因子法計算出的黃河流域補償區(qū)各省生態(tài)系統(tǒng)價值范圍以及補償區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值如表7所示。2018—2021年，黃河流域上游受償區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值區(qū)間為54 857.95億～58 895.77億元。

表7 2018—2021年受償區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值核算結(jié)果

2.5 水資源生態(tài)補償標準額度核算

2.5.1 補償系數(shù)核算

根據(jù)《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報（2021）》，2021年黃河干流水質(zhì)為優(yōu)，干流斷面水質(zhì)均達標，均在III類水標準以上，故水質(zhì)修正系數(shù)q取為1。

根據(jù)支付意愿系數(shù)計算式，結(jié)合各省GDP與恩格爾系數(shù)，計算得出2021年補償區(qū)各省支付意愿系數(shù)如表8所示。

表8 補償區(qū)支付意愿系數(shù)

根據(jù)式（11）計算各省補償能力系數(shù)。一般來說，經(jīng)濟越發(fā)達的地區(qū)，補償能力越高。補償能力系數(shù)能夠體現(xiàn)補償區(qū)經(jīng)濟發(fā)展差異，經(jīng)濟發(fā)展較好的地區(qū)應(yīng)當依據(jù)本地的支付能力，承擔更多補償責任。根據(jù)熵值法計算各指標權(quán)重，人均GDP、人均第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、人均工業(yè)產(chǎn)值、人均第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值以及人口占比這5個指標的在流域生態(tài)補償能力系數(shù)中的權(quán)重分別為0.056、0.206、0.292、0.075和0.634。2021年補償區(qū)各省的補償能力系數(shù)為：山西0.30、山東0.63、河南0.57、陜西0.33（表9）。

表9 補償區(qū)補償能力系數(shù)

2.5.2 補償額度核算

2018—2021年，黃河流域上游受償區(qū)的總成本區(qū)間為2 561.49億～3 121.52億元，總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值區(qū)間為54 857.95億～58 895.77億元。綜合補償區(qū)的支付意愿系數(shù)和補償能力系數(shù)可知，補償區(qū)各省的分攤比例為：山西5.90%、山東50.26%、河南34.39%、陜西9.49%。結(jié)合水量分攤系數(shù)、水質(zhì)修正系數(shù)、支付意愿系數(shù)及補償能力系數(shù)得出補償區(qū)所承擔的總生態(tài)補償金額下限為121.84億～148.48億元，上限為2 609.38億～2 801.44億元，如表10所示。結(jié)合補償區(qū)各省分攤比例，得出各省應(yīng)承擔的補償金額區(qū)間，如表11所示。

表10 補償標準閾值

表11 補償區(qū)補償金額閾值

基于受償區(qū)各省總成本占比以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值占比，得出受償區(qū)各省接受補償金額的區(qū)間，如表12所示。

表12 受償區(qū)受償金額閾值

3 討 論

本文將總成本作為補償下限，將水資源生態(tài)系統(tǒng)價值作為補償上限。綜合考慮水量、水質(zhì)、支付意愿水平和補償能力4個方面對補償金額進行調(diào)整，構(gòu)建水資源生態(tài)補償標準與分配模型。結(jié)合黃河流域水資源利用和各省區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，通過成本核算和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值法對黃河流域水資源生態(tài)補償標準進行量化，并對補償金額進行核算。2018—2021年，黃河流域上游受償區(qū)的總成本區(qū)間為2 561.49億～3 121.52億元，總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值區(qū)間為54 857.95億～58 895.77億元。補償區(qū)所承擔的總生態(tài)補償金額下限為121.84億～148.48億元，上限為2 609.38億～2 801.44億元。雖然流域水資源生態(tài)補償對激勵流域內(nèi)生態(tài)保護行為具有一定的促進作用，但補償金額遠無法彌補上游生態(tài)環(huán)境保護所付出的成本。補償區(qū)各省的分攤比例為山西5.90%、山東50.26%、河南34.39%、陜西9.49%，需要支付的補償金額為山西7.14億～165.28億元，山東61.24億～1 408.00億元，河南41.90億～963.42億元，陜西11.56～265.87億元。補償金額由西向東逐漸增加，山東和河南承擔的補償金額較大，符合補償區(qū)各省的實際經(jīng)濟發(fā)展狀況。受償區(qū)得到的補償金額為內(nèi)蒙古20.31～838.98億元，四川56.24～103.28億元，甘肅17.75～788.16億元，青海4.49～841.19億元，寧夏3.57億～229.77億元。從補償金額下限可以看出，內(nèi)蒙古和四川在流域生態(tài)環(huán)境保護中付出了巨大成本。補償上限反映了黃河流域在各省所提供的水資源生態(tài)價值差異，黃河流域中內(nèi)蒙古和青海的水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值最大。核算結(jié)果基本能反映黃河流域上游所付出的成本、提供的生態(tài)產(chǎn)品價值以及各省區(qū)的差異性。

基于本研究結(jié)果，進一步提出如下建議：制定黃河流域生態(tài)保護修復(fù)獎勵政策，支持相關(guān)省區(qū)建立跨省和省內(nèi)流域上下游生態(tài)補償以及流域保護和治理，尤其是跨省流域橫向上下游生態(tài)補償。加強黃河流域生態(tài)補償實施的標準研究，建立標準體系，開展以生態(tài)服務(wù)價值、生態(tài)貢獻為導(dǎo)向的生態(tài)保護補償標準研究，推動建立科學規(guī)范的生態(tài)價值核算和生態(tài)貢獻測量方法。明確各部門職責，制定與生態(tài)補償配套的細則，保障上游地區(qū)生態(tài)補償資金的執(zhí)行。加強上游民眾的保護意識，提高其保護環(huán)境的自覺性和積極性，降低黃河流域上游保護成本、提高生態(tài)補償效率。

在流域水資源生態(tài)系統(tǒng)價值核算方面，本文參考以往研究，以流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的存量為基礎(chǔ)測算補償標準，充分考慮到了受償區(qū)的機會成本損失以及生態(tài)產(chǎn)品的外溢性價值。在補償金額分配時結(jié)合GDP和恩格爾系數(shù)，綜合考慮補償區(qū)經(jīng)濟發(fā)展差異，能夠合理評估補償標準。在指標選取方面，本文選取黃河干流污染物貢獻量最多的斷面COD濃度作為水質(zhì)指標計算補償標準。在實際運用時，針對不同流域、選取不同水質(zhì)指標進行生態(tài)補償估算會得出不同結(jié)果。如何從存量價值中剝離出應(yīng)當給予補償?shù)牟糠郑疵鞔_因環(huán)境質(zhì)量變化而引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化，有待進一步探討。在后續(xù)的研究中，應(yīng)當對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的確定進行更加細化的調(diào)節(jié)，精準量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，落實到生態(tài)補償?shù)膶嵺`中。

4 結(jié) 論

1）黃河流域上游各省區(qū)水資源生態(tài)保護投入力度和水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值差異較大，黃河流域上游整體經(jīng)濟在發(fā)展的同時，存在水資源分布不均衡、發(fā)展差異大的問題。

2）從受償區(qū)所獲的生態(tài)補償額度來看，上游所獲得的補償額度不足以補償上游地區(qū)的成本費用和機會成本總值。

3）山東省需要向上游支付生態(tài)補償金額最大，山西省最小，符合流域經(jīng)濟發(fā)展的實際情況，補償標準具有一定的合理性。

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Determining the Ecological Compensation Standards for Water Resources in the Yellow River Basin Using Opportunity Cost and Ecosystem Service Value Accounting

ZHANG Yihua

(School of Economics and Management, Inner Mongolia University of Science & Technology, Baotou 014017, China)

【Objective】Ecological compensation for water resources is a policy to improve sustainable use of water resources in regional and catchment scales. The purpose of this paper is to present a method to determine the ecological compensation standards for water resources in the Yellow River basin.【Method】The study is based on data collected from 2018—2022 in nine provinces within the basin. The low and upper limit in the ecological compensation standard for water resources in the basin are calculated using the cost method and the ecological service value evaluation method, respectively.【Result】The calculation shows that the total cost of the compensated area in the upstream reach from 2018 to 2021 is in the range of 256 149 to 312 152 million Yuan, and the associated total ecosystem service value is in the range of 5 485 795 to 5 889 577 million Yuan. The lower limit in the total ecological compensation amount in the compensated area ranges from 12 184 to 14 848 million Yuan, and the upper limit varies from 260 938 to 280 144 million Yuan. The provincial contribution to the compensation is 5.90% for Shanxi, 50.26% for Shandong, 34.39% for Henan and 9.49% for Shaanxi.【Conclusion】The accounting results calculated by the proposed method correctly reflect the costs that need to be paid by each province in the upper reaches of the basin in order to protect water resources and improve ecological benefits to the whole basin. The method can be used to determine ecological compensation standards for water resource use in other basins and regions.

ecological compensation standard; opportunity cost; ecosystem service; Yellow River basin

張伊華. 基于機會成本法和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值核算的水資源生態(tài)補償標準研究：以黃河流域為例[J]. 灌溉排水學報, 2023, 42(5): 108-114.

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1672 - 3317（2023）05 - 0108 - 07

X321

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022632

2022-11-13

張伊華（1996-），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人。碩士研究生，研究方向為區(qū)域綠色發(fā)展。E-mail: 365676233@qq.com

責任編輯：韓 洋