馬利英， 李 義， 徐 磊， 孟凡麗， 黃賢峰

(貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計院， 貴陽 550081)

環(huán)境污染事故發(fā)生后，可能會產(chǎn)生人身損害、財產(chǎn)損害、環(huán)境資源損害、社會影響等一系列損失，對于損害的補(bǔ)償數(shù)額評估，由于其覆蓋面廣、涉及因素多，已成為研究的熱點和難點問題[1-4]。根據(jù)於方等[5]的研究，全面完整的和近期可操作的環(huán)境污染事件損害的評估范圍如圖1所示，其中實線邊框內(nèi)為近期可操作的項目，可根據(jù)《環(huán)境污染損害數(shù)額計算推薦方法》[6](以下簡稱《推薦方法》)逐一量化計算，目前《推薦方法》已被應(yīng)用于實際案例損失數(shù)額的計算[7-8]；虛線邊框內(nèi)為近期難以核算的項目，主要包括了生態(tài)環(huán)境資源損害和影響損害。而在環(huán)境損害中，生態(tài)資源的損害最重要、數(shù)額最大，是環(huán)境污染事故中不可忽視的一部分損害，本研究擬對生態(tài)資源損害評估進(jìn)行嘗試。

生態(tài)資源補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)目前主要基于3種理論：價值理論、半市場理論和市場理論。其中，價值理論的主要方法有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值法和生態(tài)效益等價分析法；市場理論主要代表方法為市場法；半市場理論的代表方法是意愿調(diào)查法、機(jī)會成本法和微觀經(jīng)濟(jì)模型法。市場理論和半市場理論則更多的依靠了經(jīng)濟(jì)性原理計算，更加注重人的因素，所得到的結(jié)果很可能受到人為的干擾產(chǎn)生錯誤的結(jié)論。價值理論的核心理論是生態(tài)學(xué)原理，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值來確定生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，是最直接的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，也是生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的最合理解釋[9]。因此本研究依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值法的基本原理，采用環(huán)境資源等價法(HEA)對貴州省的某次具體河流污染事故案例的生態(tài)資源損失進(jìn)行計算，以期為環(huán)境突發(fā)事故中環(huán)境資源損失計算提供參考。

圖1 環(huán)境污染損害評估范圍

1 等價分析法

等價分析法也稱為生境等價分析(HEA)或資源等價分析(REA)，是一種服務(wù)對服務(wù)的損失量化方式，通過新建一個修復(fù)工程，使之從運(yùn)行至服務(wù)期滿所提供的服務(wù)凈增值等于受損生境從污染發(fā)生到恢復(fù)至基線水平服務(wù)的總損失[10]。最早是King和Adler[11]在1991年在濕地修復(fù)項目中作出服務(wù)對服務(wù)的補(bǔ)償估算模式的嘗試，1994年Unsworth和Biship[12]提出了HEA方法中的經(jīng)濟(jì)理論概念，1995年首次由美國海洋和大氣管理局局(NOAA)提出了HEA概念和假設(shè)案例應(yīng)用，隨后修訂過2次(1997，2000年)[13]。HEA方法是美國自然資源損害評估的常用方法之一，在2004年美國收集的88個案例中，HEA方法占總損害評估應(yīng)用的18%[14]，而文獻(xiàn)報道的用HEA方法進(jìn)行生態(tài)資源的量化損失評估不多,已有報道見參考文獻(xiàn)[15-18]。在歐盟國家，HEA雖然不是最主要的衡量生態(tài)修復(fù)量化方法，但是推薦作為生態(tài)修復(fù)補(bǔ)償基本方法[19],1998年波蘭的維斯瓦河修建氣體管道導(dǎo)致的生態(tài)損失賠償[20]，2005年發(fā)生在瑞典赫爾辛堡的化學(xué)泄露[21]等項目均使用HEA方法進(jìn)行了評估。在我國，應(yīng)用HEA進(jìn)行生態(tài)賠償研究起步較晚，2007年開始有學(xué)者使用該方法進(jìn)行森林、草地的生態(tài)賠償分析[22-23]，隨后應(yīng)用到河流環(huán)境污染事故[24]、海洋溢油[25]、海灣生態(tài)損失[26]等的賠償分析。

HEA的概念模型[17]如圖2所示。

圖2 HEA概念模型

圖2(a)為受損生境的服務(wù)損失。區(qū)域A為受損生境的服務(wù)損失；T為污染發(fā)生的時間；Z為生境開始自然恢復(fù)的時間；X為生境恢復(fù)至最初水平的時間。圖2(b)為補(bǔ)償生境的服務(wù)增加水平。SD為該補(bǔ)償生境最初的生態(tài)服務(wù)水平，通過改造后，該生境損失的生態(tài)服務(wù)為面積B；H為改造完成時間；J為達(dá)到最初生境的服務(wù)水平的時間；M為該補(bǔ)償生境達(dá)到最高服務(wù)水平(Sw)的時間，直到時間L，該補(bǔ)償生境一直以最高服務(wù)水平提供生態(tài)服務(wù)。根據(jù)HEA的理論，受損生境損失的服務(wù)值，應(yīng)等于補(bǔ)償生境增加的生態(tài)服務(wù)值，即：A=(C+D)-(B+C)=D-B。

經(jīng)過一些假設(shè)后，HEA計算模型有如下簡化形式[17]：

(1)

式中：QR為所需替代生境面積；

分母為替代生境單位面積服務(wù)水平： H為替代生境開始提供服務(wù)的時間；L為替代生境服務(wù)期結(jié)束的時間；φt為替代生境在時間t的服務(wù)水平；δ′為替代工程的初始服務(wù)水平；ρt為轉(zhuǎn)化系數(shù)，ρt=(1+d)-(t-P),P為評估的年份，d為貼現(xiàn)率。

2 案例研究

2001—2012年貴州省總污染事故數(shù)237起，其中水污染事故131起，占55.3%，隨著工業(yè)的發(fā)展，水污染事故逐漸上升[27]，對水環(huán)境的影響不容忽視，本研究以水污染事故為例，討論等價分析法在水污染事故造成的生態(tài)資源損失賠償中的應(yīng)用。

以2007年8月7日貴州省某公司磷石膏渣壩在改造過程中因暴雨發(fā)生垮塌事故，導(dǎo)致下游河流污染為例。該案例其他環(huán)境污染損失已由於方等[5]根據(jù)《推薦方法》進(jìn)行了計算，結(jié)果為：近期可操作損害數(shù)額為11 541.15萬元，加上漁業(yè)資源損害和服務(wù)業(yè)生產(chǎn)影響損失，總共為12 568.41萬元。但是生態(tài)資源損失中，僅計算了漁業(yè)資源的損害，未包含對水生資源的損害，因此，本文擬以該案例為研究對象，運(yùn)用HEA的方法，計算要恢復(fù)水生生態(tài)資源需補(bǔ)償?shù)乃蛎娣e以及補(bǔ)償?shù)膬r值量。

污染發(fā)生后，連續(xù)的應(yīng)急監(jiān)測結(jié)果表明，污染河段為下游的羊昌河——團(tuán)溪河——重安江——清水江(白市斷面)，全長約250 km，平均河寬約200m，根據(jù)段然等[28]和劉曉靜[29]的分析，清水江從2000年以來開始進(jìn)行治理，2006年初見成效，從2006年起總磷、氟化物持續(xù)下降，但是在2008年有一個小幅上升的拐點，2009年總磷、氟化物降低到2007年的水平，因此可據(jù)此推斷，河流自我修復(fù)的時間起點為2008年，假設(shè)經(jīng)過7a(即到2015年)河流達(dá)到初始服務(wù)水平。由于缺乏水生生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，假設(shè)污染發(fā)生后，水生生物量減少50%，以水生生物量作為水生生態(tài)服務(wù)水平指標(biāo)。HEA補(bǔ)償計算參數(shù)見表1。

表1 河流生境補(bǔ)償HEA參數(shù)

根據(jù)Thur[30]的研究，因為生態(tài)服務(wù)水平增長是一個連續(xù)的過程，采用離散型累積方式準(zhǔn)確度會受到一定影響，時間劃分的越細(xì)，則越接近真值，本研究擬采用微積分的方法對服務(wù)面積進(jìn)行計算，因而結(jié)果會更為接近真值。

因此，將表1中參數(shù)代入公式(1)的微積分的形式，即以下公式(2)：

(2)

=446.32 ha

運(yùn)算結(jié)果表明，在設(shè)定的條件下，采取最佳服務(wù)水平為原河流的50%的人工湖進(jìn)行補(bǔ)償時，補(bǔ)償年限為100 a，則需人工湖的面積為446.32 ha。

在另一組設(shè)定條件下，即最佳服務(wù)水平為原河流的80%的人工湖進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償年限也為100a的情況下，在第9.6a時達(dá)到最佳服務(wù)水平80%，需人工湖的面積也按公式(2)的形式進(jìn)行計算，僅替代生境的最佳服務(wù)水平由50%變?yōu)?0%，分母前式中的積分上限(即分母后式的積分下限)變?yōu)?.6，其余參數(shù)不變，所得需補(bǔ)償?shù)拿娣e為137.5 ha。

3 結(jié)果與討論

通過以上計算表明，補(bǔ)償生境的最佳服務(wù)水平對補(bǔ)償面積有較大的影響，采用服務(wù)水平較低的補(bǔ)償生境時，例如，生物量僅能恢復(fù)至原受損河流的50%，則補(bǔ)償面積需為受損面積的89.3%，這對于大型河流污染來說，補(bǔ)償?shù)碾y度增加，而且在貴州省喀斯特地貌地區(qū)，難以找到如此面積的補(bǔ)償生境，需提高補(bǔ)償生境的質(zhì)量，在提高到原受損河流的80%時，補(bǔ)償面積只需受損面積的27.5%，可操作性較高。

假設(shè)將補(bǔ)償生境最佳服務(wù)水平提高到原受損河流的100%，通過計算得到，僅需補(bǔ)償受損面積的20.0%，即100 ha。這種情景下的補(bǔ)償面積和80%最佳服務(wù)水平下的面積相差不大，但是補(bǔ)償難度有所增加，因此，這種補(bǔ)償模式的可操作性不如80%最佳服務(wù)水平組合理。

本研究結(jié)果表明補(bǔ)償生境的最大生態(tài)服務(wù)水平對補(bǔ)償結(jié)果有較大影響，根據(jù)其他研究者[24]的結(jié)論，對結(jié)果有顯著影響的參數(shù)還有：受損生境的恢復(fù)時長、恢復(fù)后能達(dá)到的最大生態(tài)服務(wù)水平和貼現(xiàn)率。另一項研究[25]則表明：修復(fù)工程的有效服務(wù)年限、所能達(dá)到的最大服務(wù)水平、服務(wù)開始增長的時間起點等對結(jié)果有較大影響。因此，在發(fā)生生境受損時，盡快對受損生境進(jìn)行修復(fù)、提高補(bǔ)償生境的最大服務(wù)水平，是減少生境服務(wù)損失價值、減少所需補(bǔ)償量的最佳途徑。

國內(nèi)大部分研究均參照costanza等[31]的研究成果對生境進(jìn)行價值估算，從而實現(xiàn)補(bǔ)償生境的量化，該研究中，湖泊/河流的生境總價值為8 494美元/ha(1994年價格，全球平均值)，包括了河流的水量調(diào)節(jié)功能、供水功能、水質(zhì)凈化功能、食物生產(chǎn)功能。本研究采用該單位面積河流的價值進(jìn)行估算，按匯率、貼現(xiàn)系數(shù)折算后，總需補(bǔ)償?shù)纳硟r值為1 319.34萬元，占本次事故總損失的9.5%。該數(shù)字僅為一個粗略的估算，單位面積河流的生境價值為全球平均值，而各地根據(jù)物種分布、自然條件不同應(yīng)該有所差異。

HEA方法在本次研究中應(yīng)用的不足有：在污染事故發(fā)生時，環(huán)保部門僅會針對特征污染物進(jìn)行監(jiān)測，例如，本次僅監(jiān)測總磷、氟化物數(shù)據(jù)，未對河流生態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測定，導(dǎo)致對河流生態(tài)指標(biāo)受損生境服務(wù)水平的確定存在偏差；且對受損生境恢復(fù)缺乏更詳細(xì)的觀測和確定的恢復(fù)函數(shù)，只能借鑒已有的研究成果，這與某個地區(qū)特有的生境情況會存在偏差。對于替代生境也存在同樣的狀況。

由于生態(tài)恢復(fù)是一個連續(xù)的過程，本方法相對于國內(nèi)已有的一些HEA在環(huán)境污染損害評估中的應(yīng)用，未采用離散型逐年生態(tài)服務(wù)水平的累積，而是采用了連續(xù)的積分方法，在準(zhǔn)確度上有一定提高。

4 結(jié)論

環(huán)境污染事故中的生態(tài)資源損害目前由于技術(shù)條件不足、監(jiān)測手段不完備等情況，研究甚少，在國內(nèi)的污染損害評估中，列為近期不可操作的評估范圍。本文借鑒歐美等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，采用生境等價分析法(HEA)對發(fā)生在貴州省內(nèi)一起污染事故的河流自然資源損害進(jìn)行了評估，評估中采用了積分法替代原有的離散型求和累計，提高了準(zhǔn)確度。由于監(jiān)測資料欠缺，對于受損生境、替代生境的自然服務(wù)水平的恢復(fù)曲線只能借鑒已有的研究，對于有獨(dú)特自然特征的貴州省來講，削弱了準(zhǔn)確度。根據(jù)全球平均河流生態(tài)資源價值計算得到，河流生態(tài)資源的損害占本次事故總損失的9.5%，所占比例較大，因此，環(huán)境污染事故所產(chǎn)生的自然資源損害是不可忽視的一部分；靈敏度分析結(jié)果表明，補(bǔ)償生境的最大服務(wù)水平、受損生境的恢復(fù)時長、恢復(fù)后能達(dá)到的最大生態(tài)服務(wù)水平、貼現(xiàn)率、修復(fù)工程的有效服務(wù)年限、服務(wù)開始增長的時間起點對補(bǔ)償結(jié)果有較大影響。補(bǔ)償生境最大服務(wù)水平為原受損生境最初服務(wù)水平的80%時，補(bǔ)償面積為受損面積的27.5%，這種情景是較為合理的補(bǔ)償方式。

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