肖建紅， 王 敏， 于慶東， 劉 娟

青島大學(xué)商學(xué)院, 青島 266071

基于生態(tài)足跡的大型水電工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)模型
——以三峽工程為例

肖建紅*， 王 敏， 于慶東， 劉 娟

青島大學(xué)商學(xué)院, 青島 266071

生態(tài)足跡作為重要的生態(tài)環(huán)境指標(biāo)，已被廣泛應(yīng)用于可持續(xù)性分析中，但在生態(tài)補(bǔ)償領(lǐng)域應(yīng)用的較少。運(yùn)用生態(tài)足跡思想，構(gòu)建了6類大型水電工程建設(shè)的生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型，以此為基礎(chǔ)，確立了大型水電工程建設(shè)的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)模型；并進(jìn)行了三峽工程案例研究。結(jié)果表明：(1)三峽工程建設(shè)6項(xiàng)正面影響的生態(tài)供給足跡為949.96×104hm2/a，換算成總經(jīng)濟(jì)價(jià)值為619.18×108元/a；三峽工程建設(shè)9項(xiàng)負(fù)面影響的生態(tài)需求足跡為188.98×104hm2/a，換算成總經(jīng)濟(jì)損失為123.18×108元/a。(2)發(fā)電產(chǎn)品、調(diào)蓄洪水和發(fā)電環(huán)境效益是三峽工程的主要正面影響，三者經(jīng)濟(jì)價(jià)值占總經(jīng)濟(jì)價(jià)值的95.06%；水庫(kù)泥沙淤積和水庫(kù)淹沒(méi)是三峽工程的主要負(fù)面影響，兩者經(jīng)濟(jì)損失占總經(jīng)濟(jì)損失的85.56%。(3)三峽工程建設(shè)的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為123.18×108元/a，水電開(kāi)發(fā)業(yè)主、中央政府和地方政府是主要的生態(tài)補(bǔ)償主體，兩者承擔(dān)了95.06%的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)額度；河流生態(tài)系統(tǒng)和移民是主要的生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象，兩者獲得了91.39%的生態(tài)補(bǔ)償額度。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建的模型在三峽工程案例中得到了很好的驗(yàn)證。

生態(tài)供給足跡; 生態(tài)需求足跡; 生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn); 評(píng)價(jià)模型; 大型水電工程; 三峽工程

生態(tài)補(bǔ)償是一種受益者或破壞者付費(fèi)的環(huán)境經(jīng)濟(jì)手段，其核心理論基礎(chǔ)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。國(guó)外生態(tài)補(bǔ)償與中國(guó)生態(tài)補(bǔ)償涵義接近的主要以環(huán)境服務(wù)付費(fèi)(Payments for Environmental Services, PES)為主[1]。生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)應(yīng)遵循受益者付費(fèi)原則或破壞者付費(fèi)原則(國(guó)內(nèi)有些生態(tài)補(bǔ)償研究還會(huì)考慮發(fā)展機(jī)會(huì)成本、生態(tài)保護(hù)成本等)。受益者付費(fèi)原則是通過(guò)核算生態(tài)系統(tǒng)提供的某一項(xiàng)(或多項(xiàng))服務(wù)價(jià)值確定付費(fèi)多少。國(guó)外(如哥斯達(dá)黎加、墨西哥、厄瓜多爾、歐盟與美國(guó)、玻利維亞等)的環(huán)境服務(wù)付費(fèi)(PES)項(xiàng)目(生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn))主要核算的是某一類生態(tài)系統(tǒng)提供的某一項(xiàng)(或少數(shù)幾項(xiàng)主要)服務(wù)的付費(fèi)，如世界森林環(huán)境服務(wù)交易中的碳匯、生物多樣性保護(hù)、水文服務(wù)、景觀美化及綜合服務(wù)等。破壞者付費(fèi)原則是通過(guò)核算生態(tài)系統(tǒng)受到影響而引起的服務(wù)損失確定付費(fèi)多少。近期，國(guó)外PES相關(guān)研究主要涉及森林[2]、流域[3]、農(nóng)田[4]、林草復(fù)合[5]、生物圈保護(hù)區(qū)[6]等領(lǐng)域，涉及生物多樣性保護(hù)[7]、碳匯[8]、水文服務(wù)[9]等的項(xiàng)目較多；國(guó)內(nèi)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估主要涉及流域[10]、草原[11]、森林[12]、農(nóng)業(yè)[13]、海洋[14]、區(qū)域[15]、能源開(kāi)采[16]等領(lǐng)域。目前，從國(guó)內(nèi)外大量的生態(tài)補(bǔ)償相關(guān)研究成果來(lái)看，生態(tài)補(bǔ)償主要以流域、森林、草原、農(nóng)田等領(lǐng)域?yàn)橹?，運(yùn)用的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估方法主要有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值法、機(jī)會(huì)成本法、成本-費(fèi)用分析法和條件價(jià)值評(píng)估法等。

我國(guó)是世界上水電資源最豐富的國(guó)家，水力資源理論蘊(yùn)藏量、技術(shù)可開(kāi)發(fā)量、經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量及已建和在建開(kāi)發(fā)量均居世界首位[17]。截止2011年底，我國(guó)共有水電站46758座，總裝機(jī)容量3.33×108kW；其中，大型水電站(裝機(jī)容量30×104kW及以上)裝機(jī)容量占全國(guó)水電站總裝機(jī)容量的62%[18]。同時(shí)，我國(guó)也是世界上大型水壩建設(shè)最多的國(guó)家，2005年， 30m以上的大壩共有4839 座，其中，100m以上大壩130 座，分別占世界的38%和15%；2008年，30m以上的已建在建大壩共有5191 座，其中100m以上大壩142 座[19]。以大型水壩為基礎(chǔ)的大型水電工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響一直是學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在這一領(lǐng)域發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文，如Science近年就發(fā)表了多篇關(guān)于三峽工程生態(tài)環(huán)境影響的文章[20-22]。千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(MA)指出[23]：淡水生態(tài)系統(tǒng)是全球范圍內(nèi)被人類活動(dòng)最顯著地改變的生態(tài)系統(tǒng)之一；自1960年以來(lái)，世界上水庫(kù)的蓄水量已經(jīng)增加到了原來(lái)的4 倍，目前水庫(kù)中的蓄水量大約是自然河流中水量的3—6 倍；由于沿河修建大壩或者其他建筑，世界上60%的大型河流水系的流量已經(jīng)受到了中等或者強(qiáng)烈的影響；大型的水庫(kù)建筑使河水在河道中的停留時(shí)間(指1滴水流入海洋的平均時(shí)間)，增加到了原來(lái)的2到3 倍。

修建大型水電工程，增強(qiáng)(或增添)了河流生態(tài)系統(tǒng)為人們提供防洪、發(fā)電、供水、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游、環(huán)境效益(減少溫室氣體)等多項(xiàng)服務(wù)；同時(shí)，大型水電工程建設(shè)引起的水庫(kù)泥沙淤積、水庫(kù)淹沒(méi)、工程占據(jù)、移民安置區(qū)建設(shè)、對(duì)珍稀瀕危生物影響、對(duì)重要文物古跡影響、對(duì)水質(zhì)影響及施工期和主要建筑材料生產(chǎn)的溫室氣體排放等多項(xiàng)負(fù)面影響，也減弱了河流生態(tài)系統(tǒng)為人們提供的多項(xiàng)服務(wù)。大型水電工程建設(shè)帶來(lái)的水庫(kù)養(yǎng)殖、改善航道、水力發(fā)電產(chǎn)品、水力發(fā)電環(huán)境效益、水庫(kù)大壩旅游和調(diào)蓄洪水等正面影響的受益者或受益者代表(大型水電工程建設(shè)的生態(tài)補(bǔ)償主體)，應(yīng)承擔(dān)大型水電工程建設(shè)引起的水庫(kù)泥沙淤積、工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)、水庫(kù)淹沒(méi)、工程移民安置區(qū)建設(shè)、工程對(duì)珍稀瀕危生物影響、工程對(duì)水質(zhì)影響、工程施工期能源消耗溫室氣體排放影響、工程施工期污水排放影響、工程主要建筑材料生產(chǎn)溫室氣體排放影響等負(fù)面影響的受損者或受損者代表(大型水電工程建設(shè)的生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象)的經(jīng)濟(jì)損失，這些負(fù)面影響的經(jīng)濟(jì)損失之和就是大型水電工程建設(shè)的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。

2011年，肖建紅等將Rees-Wackernagel提出的生態(tài)足跡思想引入大型水電工程生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估中，首先定義了生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡的含義，即：大型水電工程生態(tài)供給足跡是指因修建工程而增強(qiáng)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給能力，這種增強(qiáng)的供給能力能夠折算的世界生物生產(chǎn)性土地(或水域)的總面積；大型水電工程生態(tài)需求足跡是指因修建工程而削弱河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給能力，這種削弱的供給能力能夠折算的世界生物生產(chǎn)性土地(或水域)的總面積；并以湖南皂市大型水電工程為例，通過(guò)構(gòu)建生態(tài)補(bǔ)償主體受益評(píng)估模型和生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象受損評(píng)估模型，定量評(píng)估了大型水電工程的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)[24]。這是一項(xiàng)針對(duì)個(gè)案的研究，帶有特殊性，適用范圍較窄。本文運(yùn)用生態(tài)足跡思想，構(gòu)建了6類具有一定適用性的大型水電工程建設(shè)生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型，以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了大型水電工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估模型，并進(jìn)行了三峽工程案例驗(yàn)證；以期為生態(tài)足跡思想在(大型水電工程建設(shè))生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)定量評(píng)估中的進(jìn)一步應(yīng)用和制定大型水電工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償政策等提供參考。

1 模型構(gòu)建

已有的6類大型水電工程建設(shè)生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型和15 個(gè)三峽工程建設(shè)生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡詳細(xì)計(jì)算模型，是以大型水電工程建設(shè)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響為基礎(chǔ)，運(yùn)用生態(tài)足跡思想，新構(gòu)建的，模型均為原創(chuàng)。

1.1 大型水電工程建設(shè)生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型

1.1.1 第Ⅰ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型

(1)

1.1.2 第Ⅱ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型

(2)

表1 第Ⅰ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型相關(guān)參數(shù)Table 1 Type Ⅰ: the correlative parameters of ESF (ecological supply footprint) and EDF (ecological demand footprint) models

表2 第Ⅱ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型相關(guān)參數(shù)Table 2 Type Ⅱ: the correlative parameters of ESF and EDF models

1.1.3 第Ⅲ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型

EFk=rk×ΔMk×yk×vk

(3)

式中，EFk為大型水電工程建設(shè)的生態(tài)供給足跡或生態(tài)需求足跡；ΔMk為有無(wú)大型水電工程建設(shè)對(duì)比物質(zhì)量的變化；rk為均衡因子；yk為產(chǎn)量因子；vk為基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子(表3)。

本研究大型水電工程對(duì)各種不同類型土地(或水域)的占用(或淹沒(méi))考慮的是占用(或淹沒(méi))了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，所以，乘上了基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值(或損失)因子?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子具體計(jì)算方法為：分別用各種不同類型(包括：河流、森林、草原、農(nóng)田等)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總單位價(jià)值比上其食品生產(chǎn)和原材料的單位價(jià)值之和，計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選自Constanza等[25]的研究成果。

表3 第Ⅲ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型相關(guān)參數(shù)Table 3 Type Ⅲ: the correlative parameters of ESF and EDF models

1.1.4 第Ⅳ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型

EFm=r1×ΔMm×(the/fhe)×v1

(4)

式中，EFm為大型水電工程建設(shè)的生態(tài)供給足跡或生態(tài)需求足跡；ΔMm為有無(wú)大型水電工程建設(shè)對(duì)比物質(zhì)量的變化；the為水電的熱量折算系數(shù)(0.0036 GJ kW-1h-1)；fhe為水電的全球平均足跡(GJ/hm2)；r1為耕地的均衡因子；v1為耕地基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子(表4)。

表4 第Ⅳ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型相關(guān)參數(shù)Table 4 Type Ⅳ: the correlative parameters of ESF and EDF models

1.1.5 第Ⅴ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型

EFn=r3×ΔMn×(1-OCO2)/pCO2

(5)

式中，EFn為大型水電工程建設(shè)的生態(tài)供給足跡或生態(tài)需求足跡；r3為林地的均衡因子；ΔMn為有無(wú)大型水電工程建設(shè)對(duì)比物質(zhì)量的變化；OCO2為海洋吸納CO2的比例；pCO2為森林吸碳系數(shù)(thm-2a-1)。

第Ⅴ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型用于評(píng)價(jià)生產(chǎn)大型水電工程主要建筑材料水泥、鋼材等，溫室氣體CO2排放(平均折算到20a，一代人)的生態(tài)需求足跡。

1.1.6 第Ⅵ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型

(6)

第Ⅵ類模型用于大型水電工程水力發(fā)電生態(tài)供給足跡的計(jì)算，模型包括水力發(fā)電產(chǎn)生新能源產(chǎn)品的生態(tài)供給足跡和水力發(fā)電環(huán)境效益的生態(tài)供給足跡兩部分。

1.2 大型水電工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)模型

大型水電工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)模型為：

(7)

(8)

(9)

運(yùn)用肖建紅等[24]的轉(zhuǎn)換方法計(jì)算生態(tài)足跡的單位價(jià)值：分別用中國(guó)2001年、2003年、2005年、2007年、2008年的(2000年不變價(jià))人均GDP比上相應(yīng)年份的中國(guó)人均生態(tài)足跡，計(jì)算出這5a中國(guó)生態(tài)足跡的價(jià)值。本研究將這5a中國(guó)生態(tài)足跡價(jià)值的平均值作為生態(tài)足跡轉(zhuǎn)換的單位價(jià)值，計(jì)算結(jié)果為6518 元/hm2。

2 模型應(yīng)用

2.1 三峽工程建設(shè)生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型

2.1.1 三峽工程建設(shè)生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型應(yīng)用對(duì)照體系

依據(jù)第Ⅰ類—第Ⅵ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型的含義及適合評(píng)價(jià)內(nèi)容(表1—表4評(píng)價(jià)內(nèi)容一列及第Ⅴ、第Ⅵ類模型給出的適合評(píng)價(jià)內(nèi)容)，經(jīng)過(guò)整理可得出，三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估運(yùn)用的生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型如表5所示(本研究評(píng)價(jià)范圍主要以三峽庫(kù)區(qū)為主；因數(shù)據(jù)獲取的限制，評(píng)價(jià)范圍涉及長(zhǎng)江中下游的較少)。

表5 生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型應(yīng)用Table 5 The application of ESF and EDF models

2.1.2 三峽工程建設(shè)生態(tài)供給足跡模型

(1) 三峽水庫(kù)養(yǎng)殖生態(tài)供給足跡模型

以第Ⅰ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(1)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽水庫(kù)養(yǎng)殖生態(tài)供給足跡具體計(jì)算模型為：

EFc=r5×Sc×(qc/ywc)

(10)

式中，EFc為三峽水庫(kù)養(yǎng)殖的生態(tài)供給足跡(hm2/a)；r5為水域的均衡因子；Sc為三峽水庫(kù)有可養(yǎng)殖的水面面積(hm2)；qc為長(zhǎng)江中下游6省市大中型水庫(kù)漁業(yè)的平均產(chǎn)量(t/hm2)；ywc為世界水域的平均生產(chǎn)能力(t/hm2)。

(2) 三峽工程改善川江航道生態(tài)供給足跡模型

以第Ⅱ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(2)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程改善川江航道生態(tài)供給足跡具體計(jì)算模型為：

EFn=r6×(QnΔan)×[(1-Oa)(ηdo/fdo)]

(11)

式中，EFn為三峽工程改善川江航道的生態(tài)供給足跡(hm2/a)；r6為化石燃料用地的均衡因子；Qn為三峽工程正常運(yùn)行時(shí)“重慶—宜昌”航道的貨物周轉(zhuǎn)量(t·km/a)；Δan為因修建三峽工程改善川江航道單位貨物周轉(zhuǎn)量節(jié)省的航運(yùn)燃油量(tt-1km-1)；Oa為海洋吸收二氧化碳的比例(%)；ηdo為柴油的熱量折算系數(shù)(GJ/t)；fdo為柴油的全球平均能源足跡(GJhm-2a-1)。

(3) 三峽工程發(fā)電產(chǎn)品生態(tài)供給足跡模型

以第Ⅵ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(6)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程發(fā)電產(chǎn)品生態(tài)供給足跡具體計(jì)算模型為：

EFep=r3×Qe×(te/Ce)

(12)

式中，EFep為三峽工程發(fā)電產(chǎn)品的生態(tài)供給足跡(hm2/a)；r3為林地的均衡因子；Qe為三峽工程多年平均發(fā)電量(kWh-1a-1)；te為水電的熱量折算系數(shù)(GJkW-1h-1)；Ce為1hm2林地每年累積的可更新的生物質(zhì)能源量(GJ/hm2)。

(4) 三峽工程發(fā)電減少溫室氣體排放生態(tài)供給足跡模型

以第Ⅵ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(6)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程發(fā)電減少溫室氣體排放生態(tài)供給足跡具體計(jì)算模型為：

(13)

(5) 三峽大壩旅游生態(tài)供給足跡模型

以第Ⅰ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(1)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽大壩旅游生態(tài)供給足跡具體計(jì)算模型為：

EFt=r5×Sr×y5

(14)

式中，EFt為三峽大壩旅游的生態(tài)供給足跡(hm2/a)；r5為水域的均衡因子；y5為水域的產(chǎn)量因子；Sr為三峽水庫(kù)庫(kù)面面積(hm2)。

(6) 三峽工程調(diào)蓄洪水生態(tài)供給足跡模型

以第Ⅰ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(1)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程調(diào)蓄洪水生態(tài)供給足跡具體計(jì)算模型為：

(15)

2.1.3 三峽工程建設(shè)生態(tài)需求足跡模型

(1) 三峽水庫(kù)泥沙淤積生態(tài)需求足跡模型

以第Ⅰ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(1)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽水庫(kù)泥沙淤積生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

EFs=r1×(Qs/ds)×y1

(16)

式中，EFs為三峽水庫(kù)泥沙淤積的生態(tài)需求足跡(hm2/a)；r1為耕地的均衡因子；Qs為三峽水庫(kù)運(yùn)行20a平均每年按照累積效應(yīng)折算的泥沙淤積量(m3/a)；ds為土壤表土平均厚度(m)；y1為耕地的產(chǎn)量因子。

(2) 三峽工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)生態(tài)需求足跡模型

以第Ⅲ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(3)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

(17)

式中，EFh為三峽工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)的生態(tài)需求足跡(hm2/a)；Si為三峽工程占據(jù)耕地(建筑用地)或水域的面積(hm2)；ri為耕地或水域的均衡因子；yi為耕地或水域的產(chǎn)量因子；vi為耕地或水域的基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子。

(3) 三峽水庫(kù)淹沒(méi)生態(tài)需求足跡模型

以第Ⅲ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(3)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽水庫(kù)淹沒(méi)生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

(18)

式中，EFi為三峽水庫(kù)淹沒(méi)的生態(tài)需求足跡(hm2/a)；Sj為三峽水庫(kù)淹沒(méi)耕地、草地、林地或濕地的面積(hm2)；rj為耕地、草地、林地或水域的均衡因子；yj為耕地、草地、林地或水域的產(chǎn)量因子；vj為耕地、草地、林地或水域的基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子。

(4) 三峽工程移民安置區(qū)建設(shè)生態(tài)需求足跡模型

以第Ⅲ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(3)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程移民安置區(qū)建設(shè)生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

(19)

式中，EFr為三峽工程移民安置區(qū)建設(shè)的生態(tài)需求足跡(hm2/a)；Sk為三峽工程移民安置區(qū)建設(shè)占用耕地、草地或林地的面積(hm2)；rk為耕地、草地或林地的均衡因子；yk為耕地、草地或林地的產(chǎn)量因子；vk為耕地、草地或林地的基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子。

(5) 三峽工程對(duì)珍稀瀕危生物影響生態(tài)需求足跡模型

以第Ⅱ類和第Ⅲ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(2)和(3)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程對(duì)珍稀瀕危生物影響生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

(20)

式中，EFb為三峽工程對(duì)珍稀瀕危生物影響的生態(tài)需求足跡(hm2/a)；St為保護(hù)三峽工程影響的珍稀瀕危生物所建自然保護(hù)區(qū)和人工繁殖放流站占用耕地、林地和水域的面積(hm2)；Mc為自然保護(hù)區(qū)和人工繁殖放流站購(gòu)買燃料的費(fèi)用(元/a)，pc為煤的單價(jià)(元/t)；Oa為海洋吸收二氧化碳的比例(%)；ηc為煤的熱量折算系數(shù)(GJ/t)；fc為煤的全球平均能源足跡(GJ/hm2)；rt為耕地、林地或水域的均衡因子；r6為化石燃料用地的均衡因子；yt為耕地、林地或水域的產(chǎn)量因子；vt為耕地、林地或水域的基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子。

(6) 三峽工程對(duì)庫(kù)區(qū)及其上游水質(zhì)影響生態(tài)需求足跡模型

以第Ⅱ類、第Ⅲ類和第Ⅳ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(2)—(4)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程對(duì)庫(kù)區(qū)及其上游水質(zhì)影響生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

(21)

(7) 三峽工程施工期能源消耗溫室氣體排放生態(tài)需求足跡模型

以第Ⅱ類和第Ⅳ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(2)和(4)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程施工期能源消耗溫室氣體排放生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

(22)

(8) 三峽工程施工期污水排放生態(tài)需求足跡模型

以第Ⅱ類和第Ⅳ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(2)和(4)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程施工期污水排放生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

EFw={r6×[(Qwew)xc]×[(1-Oa)(tc/fc)]+r1×[(Qwew)(1-xc)]×(the/fhe)×v1}/T

(23)

式中，EFw為三峽工程施工期污水排放的生態(tài)需求足跡(hm2/a)；Qw為三峽工程施工期污水總排放量(m3)；ew為處理每立方米污水的耗電量(kWh/m3)；xc為火力發(fā)電量占我國(guó)電力生產(chǎn)量的比例(%)；Oa為海洋吸收二氧化碳的比例(%)；tc為火電的熱量折算系數(shù)(GJkW-1h-1)；fc為火電(煤)的全球平均足跡(GJ/hm2)；the為水電的熱量折算系數(shù)(GJkW-1h-1)；fhe為水電的全球平均足跡(GJ/hm2)；r1和r6分別為耕地和化石燃料用地的均衡因子；v1為耕地基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子；T為施工期環(huán)境影響分?jǐn)偰陻?shù)(a)。

(9) 三峽工程主要建筑材料生產(chǎn)生態(tài)需求足跡評(píng)價(jià)

以第Ⅴ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型(5)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的三峽工程主要建筑材料生產(chǎn)生態(tài)需求足跡具體計(jì)算模型為：

(24)

2.2 三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

三峽工程相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)文獻(xiàn)[26-32]整理計(jì)算；產(chǎn)量因子、均衡因子、世界水域的平均生產(chǎn)能力、各種能源的全球平均足跡、生態(tài)足跡“能地比”計(jì)算的相關(guān)參數(shù)等來(lái)源于文獻(xiàn)[33-36]；能源的熱量折算系數(shù)來(lái)自文獻(xiàn)[37]；海洋吸收二氧化碳的比例來(lái)自文獻(xiàn)[38]；主要建筑材料水泥和鋼生產(chǎn)過(guò)程的CO2排放系數(shù)數(shù)據(jù)通過(guò)文獻(xiàn)[39-40]整理計(jì)算；單位污水處理耗電量和污水處理廠建設(shè)相關(guān)參數(shù)選自文獻(xiàn)[41]；農(nóng)業(yè)平均產(chǎn)值、火電和水電比例等依據(jù)文獻(xiàn)[42]中數(shù)據(jù)計(jì)算；基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值因子依據(jù)文獻(xiàn)[25]中數(shù)據(jù)計(jì)算；單位平均綜合農(nóng)業(yè)受災(zāi)損失值來(lái)自文獻(xiàn)[43]；土壤表土平均厚度來(lái)自文獻(xiàn)[44]。

2.2.2 生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)

三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)方案，將目前難以明確或難以具體明確的生態(tài)補(bǔ)償主體和生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象通過(guò)政府承擔(dān)或建立基金會(huì)的形式進(jìn)行明確。在生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象中，三峽工程移民安置區(qū)影響范圍廣，目前難以具體明確移民安置區(qū)建設(shè)影響的生態(tài)系統(tǒng)微觀對(duì)象，以成立三峽工程移民安置區(qū)建設(shè)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)的形式代表生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象；三峽工程施工期能源消耗、三峽工程施工期污水排放和三峽工程主要建筑材料生產(chǎn)等的負(fù)面影響，目前難以具體明確三峽庫(kù)區(qū)及其周邊更大范圍居民、主要建筑材料生產(chǎn)的水泥廠和鋼廠附近居民及其周邊更大范圍居民等生態(tài)補(bǔ)償微觀對(duì)象，通過(guò)建立三峽工程環(huán)境與健康保護(hù)基金會(huì)的形式代表生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象。在生態(tài)補(bǔ)償主體中，三峽工程調(diào)蓄洪水保護(hù)范圍廣，目前難以具體明確生態(tài)補(bǔ)償微觀主體，以中央政府和地方政府代表。

運(yùn)用公式(7)—(9)計(jì)算可得出，三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償主體受益值和生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象受損值(表6)、三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象獲得生態(tài)補(bǔ)償額(表7)和三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償主體承擔(dān)生態(tài)補(bǔ)償額(表8)。

表6 三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償主體受益值和生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象受損值Table 6 The values of ecological compensation subjects and the losses of ecological compensation objects on TGP

表7 三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象獲得生態(tài)補(bǔ)償額Table 7 The ecological compensation objects obtained ecological compensation standard on TGP

表8 三峽工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償主體承擔(dān)生態(tài)補(bǔ)償額Table 8 The ecological compensation subjects undertook ecological compensation standard on TGP

3 模型驗(yàn)證

運(yùn)用本研究構(gòu)建的模型計(jì)算得出：

(1)在三峽工程建設(shè)的正面影響中(表8和圖1)，發(fā)電產(chǎn)品、調(diào)蓄洪水和發(fā)電環(huán)境效益是三峽工程的主要正面影響，三者經(jīng)濟(jì)價(jià)值占總經(jīng)濟(jì)價(jià)值的95.06%；航運(yùn)、養(yǎng)殖和旅游也具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益，三者經(jīng)濟(jì)價(jià)值占總經(jīng)濟(jì)價(jià)值的4.94%。依據(jù)受益者的經(jīng)濟(jì)價(jià)值分?jǐn)偵鷳B(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)額度，水電開(kāi)發(fā)業(yè)主(水電產(chǎn)品受益者)、中央政府和地方政府(調(diào)蓄洪水和發(fā)電環(huán)境效益受益者代表)是主要的生態(tài)補(bǔ)償主體，兩者承擔(dān)了95.06%的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)額度；航運(yùn)受益者、養(yǎng)殖受益者、旅游開(kāi)發(fā)公司等生態(tài)補(bǔ)償主體共承擔(dān)了4.94%的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)額度；生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)額度占總經(jīng)濟(jì)價(jià)值的19.89%。

圖1 三峽工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值與生態(tài)補(bǔ)償額Fig.1 The economic values and ecological compensation standard on TGP

圖2 三峽工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)損失與生態(tài)補(bǔ)償額Fig.2 The economic losses and ecological compensation standard on TGP

(2)在三峽工程建設(shè)的負(fù)面影響中(表7和圖2)，水庫(kù)泥沙淤積和水庫(kù)淹沒(méi)是三峽工程的主要負(fù)面影響，兩者經(jīng)濟(jì)損失占總經(jīng)濟(jì)損失的85.56%；對(duì)庫(kù)區(qū)及其上游水質(zhì)的影響、對(duì)珍稀瀕危生物的影響和對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)的影響也是三峽工程的重要負(fù)面影響，三者經(jīng)濟(jì)損失占總經(jīng)濟(jì)損失的7.53%；同時(shí)，本研究又增加核算了移民安置區(qū)建設(shè)對(duì)周邊生態(tài)系統(tǒng)的影響，三峽工程主要建設(shè)材料生產(chǎn)和施工期能源消耗、施工期污水排放等對(duì)周邊居民的影響，這些三峽工程負(fù)面影響的經(jīng)濟(jì)損失占總經(jīng)濟(jì)損失的6.91%。依據(jù)受損者的經(jīng)濟(jì)損失分配生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)額度，河流生態(tài)系統(tǒng)(水庫(kù)泥沙淤積影響、工程占據(jù)影響、對(duì)水質(zhì)影響)和移民(水庫(kù)淹沒(méi))是主要的生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象，兩者獲得了91.39%的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)額度；移民安置區(qū)建設(shè)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)(移民安置區(qū)建設(shè)負(fù)面影響)、珍稀瀕危生物保護(hù)基金會(huì)(對(duì)珍稀瀕危生物影響)和環(huán)境與健康保護(hù)基金會(huì)(施工期能源消耗、施工期污水排放和主要建筑材料生產(chǎn)等對(duì)周邊居民影響)等生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象共獲得了8.61%的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)額度。

在《長(zhǎng)江三峽水利樞紐初步設(shè)計(jì)報(bào)告(樞紐工程)》和《長(zhǎng)江三峽水利樞紐環(huán)境影響報(bào)告書(shū)》中提出：三峽工程的主要效益是防洪、發(fā)電和航運(yùn)，同時(shí)兼有旅游、環(huán)境效益、水產(chǎn)養(yǎng)殖等；三峽工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的主要不利影響是水庫(kù)淹沒(méi)、水庫(kù)泥沙淤積、對(duì)水質(zhì)的影響、對(duì)生物的影響等[29]。肖建紅等運(yùn)用資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)方法，通過(guò)研究也得出了類似的結(jié)論：防洪和發(fā)電是三峽工程的主要功能，旅游、環(huán)境效益、航運(yùn)、養(yǎng)殖等也是三峽工程的重要功能；水污染、泥沙淤積和水庫(kù)淹沒(méi)是三峽工程的主要負(fù)面影響，對(duì)生物的影響和對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的占據(jù)也是不容忽視的負(fù)面影響[45]。運(yùn)用本研究構(gòu)建模型得出的三峽工程正面影響和負(fù)面影響評(píng)估結(jié)果與上述文獻(xiàn)得出的結(jié)果基本一致。

4 討論

(1) 生態(tài)足跡是評(píng)估人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的重要指標(biāo)，目前已被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域的資源和能源消耗及廢棄物產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響定量評(píng)估中。物質(zhì)量估算是生態(tài)足跡核算的重要內(nèi)容，本研究構(gòu)建的6類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型，均把大型水電工程建設(shè)引起的物質(zhì)量變化估算放在核心位置(這種物質(zhì)量變化的估算類似于統(tǒng)計(jì)人們?nèi)粘Ｉ钌镔Y源等的消耗量)。生態(tài)足跡方法最新穎也是最受爭(zhēng)議之處就是對(duì)化石能源消耗“能地比”的處理，其主要有碳吸納法和自然資本存量法及替代法兩類處理方式。本研究構(gòu)建的第Ⅱ類和第Ⅴ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型及第Ⅵ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型的后半部分，核算施工期和運(yùn)營(yíng)期能源(含火電)消耗碳排放、準(zhǔn)備期主要建筑材料生產(chǎn)碳排放和水力發(fā)電減少碳排放等的影響時(shí)，用的是碳吸納法(這類似于核算人們?nèi)粘Ｉ钅茉聪牡纳鷳B(tài)足跡)，并考慮了海洋的碳吸納功能。本研究構(gòu)建的第Ⅵ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型的前半部分，核算水力發(fā)電產(chǎn)品用的是自然資本存量法及替代法(水力發(fā)電不同于化石能源，它是新創(chuàng)造的能源，類似于自然資本存量法的森林生長(zhǎng)或替代法的甲醇、乙醇生產(chǎn))。

(2) 均衡因子和產(chǎn)量因子是生態(tài)足跡核算中使用的重要參數(shù)。Wackernagel等、世界自然基金會(huì)(WWF)、重定義發(fā)展組織(Refine Progress)等均在研究成果中給出過(guò)均衡因子，本研究中使用的均衡因子來(lái)自Wackernagel等人的研究成果[33-34]。本研究構(gòu)建的第Ⅰ類、第Ⅲ類和第Ⅳ類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型用到了產(chǎn)量因子，產(chǎn)量因子的初始值來(lái)自Wackernagel等人的研究成果[33-34]，在初始值的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)量因子進(jìn)行了調(diào)整；第Ⅰ類模型依據(jù)產(chǎn)量的實(shí)際變化(如受災(zāi)減產(chǎn)比例)對(duì)產(chǎn)量因子的初始值進(jìn)行了調(diào)整，第Ⅲ類和第Ⅳ類模型通過(guò)引入價(jià)值因子(從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)視角)對(duì)產(chǎn)量因子進(jìn)行了調(diào)整。

(3) 大型水電工程的整個(gè)生命周期(準(zhǔn)備期、施工期、運(yùn)營(yíng)期和報(bào)廢期)對(duì)生態(tài)環(huán)境均會(huì)產(chǎn)生影響，目前的相關(guān)研究主要關(guān)注的是運(yùn)營(yíng)期的影響。本研究構(gòu)建的模型從大型水電工程生命周期角度考慮了準(zhǔn)備期的主要建筑材料生產(chǎn)的影響、施工期能源消耗和污水排放的影響、運(yùn)營(yíng)期的各項(xiàng)主要影響等，報(bào)廢期對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是世界性難題，目前很難進(jìn)行定量核算。本研究構(gòu)建的6類生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型涵蓋了大型水電工程建設(shè)的主要生態(tài)環(huán)境影響，具有一定適用性。具體個(gè)案應(yīng)用時(shí)，可以以此為基礎(chǔ)，并結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可收集性和個(gè)案的實(shí)際情況構(gòu)建具體評(píng)價(jià)模型(如本研究的三峽工程案例)。

(4) 生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理論，其評(píng)價(jià)方法主要有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值法、機(jī)會(huì)成本法、條件價(jià)值評(píng)估法及各類成本-費(fèi)用核算法等；但是，當(dāng)用這些方法核算生態(tài)系統(tǒng)提供的某一項(xiàng)(生態(tài)系統(tǒng))服務(wù)價(jià)值有多種方法可以選擇時(shí)(如核算森林吸收二氧化碳服務(wù)的價(jià)值可選擇造林成本法或碳稅法等)，不同方法的評(píng)價(jià)結(jié)果差異較大，以此確定的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)存在很大的不確定性。為了彌補(bǔ)這方面的不足，本研究以大型水電工程為研究對(duì)象，將生態(tài)足跡思想引入生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)領(lǐng)域，通過(guò)構(gòu)建生態(tài)供給足跡與生態(tài)需求足跡模型，確立生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)模型，并進(jìn)行了三峽工程案例驗(yàn)證；以生態(tài)足跡思想方法確立的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)結(jié)果較穩(wěn)定。但是，這只是一項(xiàng)初步的研究，生態(tài)足跡思想在大型水電工程建設(shè)及其他各領(lǐng)域生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用有待進(jìn)一步深入研究；同時(shí)，本研究是基于傳統(tǒng)生態(tài)足跡思想方法構(gòu)建的模型，關(guān)于生態(tài)足跡的各種改進(jìn)方法在構(gòu)建(大型水電工程)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)模型中的適用性有待進(jìn)一步研究。

[1] Tacconi L. Redefining payments for environmental services. Ecological Economics, 2012, 73(15): 29-36.

[2] Newton P, Nichols E S, Endo W, Peres C A. Consequences of actor level livelihood heterogeneity for additionality in a tropical forest payment for environmental services programme with an undifferentiated reward structure. Global Environmental Change, 2012, 22(1): 127-136.

[3] Kosoy N, Martinez-Tuna M, Muradian R, Martinez-Alier J. Payments for environmental services in watersheds: Insights from a comparative study of three cases in Central America. Ecological Economics, 2007, 61(2/3): 446-455.

[4] Ulber L, Klimek S, Steinmann H H, Isselstein J, Groth M. Implementing and evaluating the effectiveness of a payment scheme for environmental services from agricultural land. Environmental Conservation, 2011, 38(4): 464-472.

[5] Hayes T M. Payment for ecosystem services, sustained behavioural change, and adaptive management: Peasant perspectives in the Colombian Andes. Environmental Conservation, 2012, 39(2): 144-153.

[6] García-Amado L R, Pérez M R, García S B. Motivation for conservation: Assessing integrated conservation and development projects and payments for environmental services in La Sepultura Biosphere Reserve, Chiapas, Mexico. Ecological Economics, 2013, 89: 92-100.

[7] Sommerville M M, Milner-Gulland E J, Jones J P G. The challenge of monitoring biodiversity in payment for environmental service interventions. Biological Conservation, 2011, 144(12): 2832-2841.

[8] Hegde R, Bull G Q. Performance of an agro-forestry based payments-for-environmental-services project in Mozambique: A household level analysis. Ecological Economics, 2011, 71(15): 122-130.

[9] Blackman A, Woodward R T. User financing in a national payments for environmental services program: Costa Rican hydropower. Ecological Economics, 2010, 69(8): 1626-1638.

[10] 徐大偉, 常亮, 侯鐵珊, 趙云峰. 基于WTP和WTA的流域生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算——以遼河為例. 資源科學(xué), 2012, 34(7): 1354-1361.

[11] 鞏芳, 王芳, 長(zhǎng)青, 劉鑫. 內(nèi)蒙古草原生態(tài)補(bǔ)償意愿的實(shí)證研究. 經(jīng)濟(jì)地理, 2011, 31(1): 144-148.

[12] 李煒, 王玉芳, 劉曉光. 森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)研究——以伊春林管局為例. 林業(yè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題, 2012, 32(5): 427-432.

[13] 付意成, 高婷, 閆麗娟, 張愛(ài)靜, 阮本清. 基于能值分析的永定河流域農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2013, 29(1): 209-217.

[14] 張繼偉, 楊志峰, 湯軍健, 陳楚漢. 基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的海洋生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)研究. 海洋環(huán)境科學(xué), 2010, 29(5): 751-757.

[15] 張偉, 張宏業(yè), 張義豐. 基于“地理要素稟賦當(dāng)量”的社會(huì)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算. 地理學(xué)報(bào), 2010, 65(10): 1253-1265.

[16] 吳文潔, 常志風(fēng). 油氣資源開(kāi)發(fā)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)模型研究. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境, 2011, 21(5): 26-30.

[17] 全國(guó)水力資源復(fù)查領(lǐng)導(dǎo)小組. 中華人民共和國(guó)水力資源復(fù)查成果. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2005.

[18] 中華人民共和國(guó)水利部, 中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局. 第一次全國(guó)水利普查公報(bào). 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 2013.

[19] 中國(guó)大壩協(xié)會(huì). 2008年中國(guó)與世界大壩建設(shè)情況. http://www.chincold.org.cn/chincold/index.htm.

[20] Mitsch W, Lu J J, Yuan X Z, He W S, Zhang L. Optimizing ecosystem services in China. Science, 2008, 322(5901): 528.

[21] Shen G Z, Xie Z Q. Three Gorges Project: Chance and challenge. Science, 2004, 304(5671): 681.

[22] Stone R. Three Gorges Dam: Into the unknown. Science, 2008, 321(5889): 628-632.

[23] Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and Human Well-bing: Synthesis. Washington: Island Press, 2005.

[24] 肖建紅, 陳紹金, 于慶東, 陳東景, 劉華平. 基于生態(tài)足跡思想的皂市水利樞紐工程生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)研究. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2011, 31(22): 6696-6707.

[25] Costanza R, d′Arge R, De Groot R, Farber S, Grasso M, Hannon B, Limburg K, Naeem S, O′Neill R V, Paruelo J, Raskin R G, Sutton P, van den Belt M. The value of the world′s ecosystem services and natural capital. Nature, 1997, 387(6630): 253-260.

[26] 水利部長(zhǎng)江委員會(huì). 長(zhǎng)江三峽水利樞紐初步設(shè)計(jì)報(bào)告(樞紐工程) (1—11), 1992.

[27] 水利部長(zhǎng)江委員會(huì). 長(zhǎng)江三峽水利樞紐初步設(shè)計(jì)修改補(bǔ)充報(bào)告(樞紐工程), 1993.

[28] 中國(guó)科學(xué)院環(huán)境評(píng)價(jià)部, 長(zhǎng)江水資源保護(hù)科學(xué)研究所. 長(zhǎng)江三峽水利樞紐環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(簡(jiǎn)寫(xiě)本). 北京: 科學(xué)出版社, 1996.

[29] 肖建紅. 水壩對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響及其評(píng)價(jià)研究 [D]. 南京: 河海大學(xué), 2007.

[30] 長(zhǎng)江水利委員會(huì). 三峽工程移民研究. 武漢: 湖北科學(xué)技術(shù)出版社, 1997.

[31] 長(zhǎng)江水利委員會(huì). 三峽工程生態(tài)環(huán)境影響研究. 武漢: 湖北科學(xué)技術(shù)出版社, 1997.

[32] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局. 三峽庫(kù)區(qū)及其上游水污染防治規(guī)劃(2001—2010). http://hzs.ndrc.gov.cn/zdzt/.

[33] Wackernagel M, Onisto L, Linares A C, Falfán I S L, García J M, Guerrero A I S, Guerrero M G S. Ecological footprint of nations: How much nature do they use? How much nature do they have?. Commissioned by the Earth Council for the Rio+5 Forum. International Council for Local Environmental Initiatives, Toronto, 1997.

[34] Wackernagel M, Onisto L, Bello P, Linares A C, Falfán I S L, García J M, Guerrero A I S, Guerrero M G S. National natural capital accounting with the ecological footprint concept. Ecological Economics, 1999, 29(3): 375-390.

[35] 陶在樸. 生態(tài)包袱與生態(tài)足跡. 北京: 經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社, 2003.

[36] 徐中民, 程國(guó)棟, 張志強(qiáng). 生態(tài)足跡方法的理論解析. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境, 2006, 16(6): 69-78.

[37] 政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì). 2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南(第二卷: 能源), 2006.

[38] Sabine C L, Feely R A, Gruber N, Key R M, Lee K, Bullister J L, Wanninkhof R, Wong C S, Wallace D W R, Tilbrook B, Millero F J, Peng T H, Kozyr A, Ono T, Rios A F. The oceanic sink for anthropogenic CO2. Science, 2004, 305(5682): 367-371.

[39] 崔素萍, 劉偉. 水泥生產(chǎn)過(guò)程CO2減排潛力分析. 中國(guó)水泥, 2008, (4): 57-59.

[40] 張春霞, 胡長(zhǎng)慶, 嚴(yán)定鎏, 齊淵洪, 陳麗云, 張旭孝. 溫室氣體和鋼鐵工業(yè)減排措施. 中國(guó)冶金, 2007, 17(1): 7-12.

[41] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部. 城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn). 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社, 2001.

[42] 中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局. 中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒. 北京: 中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社, 2003-2012.

[43] 張淙皎, 張世寶, 馮田華. 桃林口水庫(kù)工程經(jīng)濟(jì)后評(píng)價(jià)防洪效益計(jì)算. 中國(guó)農(nóng)村水利水電, 2002, (8): 6-7.

[44] 李金昌, 姜文來(lái), 靳樂(lè)山, 任勇. 生態(tài)價(jià)值論. 重慶: 重慶大學(xué)出版社, 1999.

[45] 肖建紅, 施國(guó)慶, 毛春梅, 邢貞相. 三峽工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響預(yù)評(píng)價(jià). 自然資源學(xué)報(bào), 2006, 21(3): 424-431.

The evaluation models of ecological compensation standard on the large-scale hydropower engineering construction based on ecological footprint: a case of Three Gorges Project

XIAO Jianhong*, WANG Min, YU Qingdong, LIU Juan

BusinessCollege,QingdaoUniversity,Qingdao266071,China

River ecosystem services imply the natural environmental conditions and their effectiveness formed and sustained by river ecosystem and its ecological processes, on which, human life relies of existence. The large-scale hydropower engineering construction (LHEC) enhanced or enriched the river ecosystem services which brought many benefits to human beings such as flood control, hydropower, improving waterway etc. While, the river ecosystem services were also declined by LHEC. There were many damages such as reservoir sedimentation, reservoir inundation etc. In the consideration of social justice, beneficiaries or the representatives of the beneficiaries (i.e. the ecological compensation subjects) from LHEC should undertake the economic loses of the impaired ones or the representatives of the impaired (i.e. the ecological compensation objects). The sum of the economic losses was the ecological compensation standard (ECS) of LHEC. The ecological footprint (EF) was defined as the biologically productive land and water a population requires to produce the resources it consumes and to absorb part of the waste generated by fossil and nuclear fuel consumption. The ecological supply footprint (ESF) was defined as the enhanced river ecological services′ supply ability caused by the project construction. The enhanced ability was converted to the total biologically productive land/water area. And the ecological demand footprint (EDF) was defined as the weakened river ecological services′ supply ability caused by the project construction. The weakened ability was converted to the total biologically productive land/water area. EF was a key ecological environment indicator that had been widely used in sustainability analyses. Thus, EF was applied rarely in the field of ecological compensation. Based on EF, six types of ESF and EDF models, which were about LHEC, were constructed. Then the evaluation models of ECS on LHEC were established. Finally the ECS of Three Gorges Project (TGP) construction was calculated. The results show that: (1) The ESF of the six positive effects (such as Three Gorges Reservoir breeding, improving waterway, hydropower production, environmental value of hydropower, tourism of Three Gorges Dam, and flooding control) on TGP construction were 949.96×104hm2/a,whichwasconvertedto619.18×108RMB/aintotal.TheEDFoftheninenegativeeffects(suchasreservoirsedimentation,occupationonriverecosystem,reservoirinundation,constructionofresettlementarea,impactontherareandendangeredspecies,impactonwaterqualityinreservoirareaandupperreachesoftheYangtzeRiver,greenhousegasemissionofenergyconsumption,sewagedischarge,andgreenhousegasemissionofproducingmainbuildingmaterials)onTGPconstructionwere188.98×104hm2/a,whichwasconvertedto123.18×108RMB/aintotal. (2)Hydropowerproduct,floodcontrolandenvironmentalbenefitsofhydropowerwerethemainpositiveeffectsofTGPconstruction,whichoccupied95.06%ofthetotalvalues.Thereservoirsedimentationandreservoirinundationwerethemainnegativeeffects,whichoccupied85.56%ofthetotallosses. (3)TheECSofTGPconstructionwas123.18×108RMB/a.Thehydropowerdevelopmentownerandcentral-localgovernmentwerethemainecologicalcompensationsubjectsandundertook95.06%ofECS.Theriverecosystemandresettlementswerethemainecologicalcompensationobjectsandobtained91.39%ofECS.Throughthecomparativeanalysis,themodelswereprovedsuccessfullyinTGP.

ecological supply footprint; ecological demand footprint; ecological compensation standard; evaluation models; large-scale hydropower engineering; Three Gorges Project

高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20113706110001); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41301622)

2013-11-18;

日期:2014-07-25

10.5846/stxb201311182760

*通訊作者Corresponding author.E-mail: xiaojian_hong@163.com

肖建紅， 王敏， 于慶東， 劉娟.基于生態(tài)足跡的大型水電工程建設(shè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)模型——以三峽工程為例.生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(8):2726-2740.

Xiao J H, Wang M, Yu Q D, Liu J. The evaluation models of ecological compensation standard on the large-scale hydropower engineering construction based on ecological footprint: a case of Three Gorges Project.Acta Ecologica Sinica,2015,35(8):2726-2740.