周業(yè)晶 周敬宣 陶 濤 閆冀楠 秦劍濤 葉建彬

(1.華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，武漢 430074；2.鄂州市人民政府金融工作辦公室，鄂州 436000；3.鄂州市梁子湖區(qū)環(huán)境保護(hù)局，鄂州 436060)

區(qū)域間生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)定量化研究
——以鄂州市三區(qū)間補(bǔ)償為例

周業(yè)晶1周敬宣1陶 濤1閆冀楠2秦劍濤2葉建彬3

(1.華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，武漢 430074；2.鄂州市人民政府金融工作辦公室，鄂州 436000；3.鄂州市梁子湖區(qū)環(huán)境保護(hù)局，鄂州 436060)

梁子湖區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，鄂州市擬向其進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償，需要研究補(bǔ)償依據(jù)，定量測(cè)算生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)上限。本文基于修正的當(dāng)量因子法測(cè)算了鄂州三區(qū)的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值，在生態(tài)價(jià)值測(cè)算的基礎(chǔ)上，對(duì)4種具有明顯流動(dòng)性的生態(tài)功能的流動(dòng)去向進(jìn)行研究，從宏觀角度探索了區(qū)域間生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)量化方法。重點(diǎn)包括：(1)通過(guò)比選，確定合適的生態(tài)價(jià)值評(píng)估方法；(2)利用當(dāng)量因子法，需根據(jù)研究區(qū)域的生態(tài)狀況、環(huán)境質(zhì)量等因素對(duì)因子當(dāng)量表的若干參數(shù)進(jìn)行修訂，測(cè)算鄂州三區(qū)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值；(3)確定生態(tài)服務(wù)功能中具有流動(dòng)特性的類別，并基于熵增原理闡釋區(qū)域間流動(dòng)的基本規(guī)律；(4)根據(jù)生態(tài)功能與其價(jià)值成正比，合理劃定生態(tài)補(bǔ)償相關(guān)范圍(劃定區(qū))，研究計(jì)算方法，測(cè)算研究區(qū)各區(qū)域向劃定區(qū)的生態(tài)輸出價(jià)值，確定生態(tài)補(bǔ)償權(quán)重與分配補(bǔ)償金額。測(cè)算結(jié)果表明，鄂州市三區(qū)(梁子湖區(qū)、鄂城區(qū)、華容區(qū))2015年生態(tài)服務(wù)總價(jià)值分別為84.91億、72.24億、66.42億；生態(tài)輸出價(jià)值分別為26.44億、8.24億、12.17億；在理論上，在鄂州三區(qū)之間2015年鄂城區(qū)、華容區(qū)應(yīng)分別補(bǔ)償梁子湖區(qū)2.15億、0.37億元。對(duì)于周邊地區(qū)應(yīng)給予梁子湖區(qū)等地的補(bǔ)償，已超出了鄂州市政府的管轄范圍，應(yīng)由湖北省政府出面協(xié)調(diào)。鄂州市三區(qū)內(nèi)部的生態(tài)補(bǔ)償可先行先試。

生態(tài)補(bǔ)償；當(dāng)量因子法的修正；流動(dòng)性生態(tài)服務(wù)功能；生態(tài)補(bǔ)償劃定區(qū)；熵增理論

引 言

生態(tài)補(bǔ)償國(guó)內(nèi)外至今還沒(méi)有統(tǒng)一的定義[1]，但其宗旨都強(qiáng)調(diào)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展這一核心內(nèi)涵[2]。生態(tài)補(bǔ)償有以下基本原則：一污染者付費(fèi)原則；二使用者付費(fèi)原則；三受益者付費(fèi)原則；四保護(hù)者得到補(bǔ)償原則。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，受益者付費(fèi)原則在生態(tài)補(bǔ)償實(shí)踐中的地位越來(lái)越突出。理論上，生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的確定有兩條參照線：保護(hù)生態(tài)的機(jī)會(huì)成本是下限；由生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能計(jì)算出的生態(tài)補(bǔ)償額度為上限[1，3]。根據(jù)財(cái)政部公布的《國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)轉(zhuǎn)移支付辦法》，各地可以研究制定生態(tài)功能區(qū)的轉(zhuǎn)移支付辦法，即確定了生態(tài)補(bǔ)償下限。而根據(jù)生態(tài)服務(wù)功能測(cè)算的補(bǔ)償上限研究案例有一些，如史曉燕等基于功能價(jià)值法的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，界定了東江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的補(bǔ)償范圍，并計(jì)算補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)[4]，但從生態(tài)價(jià)值推出補(bǔ)償結(jié)果較模糊；郭年冬等、王女杰等、張猛等都利用生態(tài)補(bǔ)償優(yōu)先級(jí)模型分別對(duì)環(huán)京津地區(qū)、山東省和遼寧省進(jìn)行了“誰(shuí)應(yīng)該補(bǔ)誰(shuí)”的迫切程度定量分析[5-7]，但補(bǔ)多少尚不清楚；王重玲等基于當(dāng)量因子法的生態(tài)服務(wù)價(jià)值對(duì)寧夏隆德縣生態(tài)補(bǔ)償進(jìn)行了研究[8]，但對(duì)補(bǔ)償區(qū)域的劃分，補(bǔ)償思路的擬定還顯粗疏。

鄂州市梁子湖區(qū)496km2，其中生態(tài)紅線劃定區(qū)占到該區(qū)的1/3(主要是梁子湖濕地保護(hù)區(qū))，擁有良好的自然生態(tài)環(huán)境，為周邊輸出了豐富的生態(tài)服務(wù)功能，卻沒(méi)有得到相應(yīng)的生態(tài)補(bǔ)償。目前鄂州市政府?dāng)M籌措資金，在該市范圍內(nèi)協(xié)調(diào)，給梁子湖區(qū)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償。如何依據(jù)生態(tài)服務(wù)功能測(cè)算補(bǔ)償資金尚缺乏科學(xué)論證；在生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)方面，全國(guó)依然處于摸索階段。如何在鄂州市三各區(qū)的范圍內(nèi)解決生態(tài)補(bǔ)償問(wèn)題，缺乏先例可循。因此有系列問(wèn)題需要研究，本文側(cè)重探討生態(tài)功能受益者如何向貢獻(xiàn)者付費(fèi)的方法問(wèn)題。

1 研究方法的比較與選擇

研究生態(tài)補(bǔ)償問(wèn)題，首先需將生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值化。目前生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值測(cè)算分別有功能價(jià)值法和當(dāng)量因子法，各有優(yōu)缺點(diǎn)。

功能價(jià)值法是基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量的多少和功能量的單位價(jià)格得到總價(jià)值。此法源于1997年Costanza在Nature上發(fā)表了《全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和自然資本》一文[9]，在國(guó)內(nèi)以李文華[10]、歐陽(yáng)志云[11]等著名學(xué)者為代表。該法測(cè)算靈活，因地制宜，針對(duì)性強(qiáng)，根據(jù)某時(shí)間點(diǎn)的當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)特點(diǎn)，逐一歸納生態(tài)服務(wù)功能，并結(jié)合當(dāng)年的功能單價(jià)逐條估算價(jià)值。但在當(dāng)前自然資源負(fù)債表編制的初級(jí)階段，往往生態(tài)計(jì)價(jià)的依據(jù)文件不齊、所需的數(shù)據(jù)不全、各類信息不夠匹配，功能價(jià)值法逐一計(jì)算往往會(huì)造成結(jié)果差異大，測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)難統(tǒng)一的問(wèn)題，該方法的輸入?yún)?shù)也較多、計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，難以避免重復(fù)計(jì)算或漏算的情況。

2008年國(guó)家頒布了唯一的《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》[12](以下簡(jiǎn)稱《森林規(guī)范》)。要認(rèn)真、嚴(yán)格執(zhí)行《森林規(guī)范》需要大量數(shù)據(jù)，要設(shè)法全數(shù)提供。就算提供了，也難保證準(zhǔn)確性。而其他生態(tài)系統(tǒng)，如水域、耕地、草地、城鎮(zhèn)等的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范還未出臺(tái)，這導(dǎo)致研究區(qū)的各類生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值的合成成了難題。

國(guó)內(nèi)學(xué)者謝高地在Costanza等[13]研究的基礎(chǔ)上，前后對(duì)我國(guó)700多位生態(tài)學(xué)背景的專業(yè)人員進(jìn)行了多次問(wèn)卷調(diào)查，并從我國(guó)的實(shí)際情況著手，2015年發(fā)表了新一版的“中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表”(后文簡(jiǎn)稱2015版)[14]，以此實(shí)現(xiàn)了對(duì)全國(guó)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值的綜合評(píng)估。當(dāng)量因子法的核心是理解當(dāng)量因子，它是指生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的相關(guān)服務(wù)對(duì)人類生存貢獻(xiàn)的潛在能力的大小。1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子對(duì)應(yīng)的價(jià)值是全國(guó)每公頃的農(nóng)田平均產(chǎn)量的自然條件下糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以2010年為基準(zhǔn)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為3406元/公頃。

當(dāng)量因子法雖然針對(duì)性并不突出，也難及時(shí)更新對(duì)當(dāng)量因子表中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值因子值大小的評(píng)估，但以生態(tài)服務(wù)功能量和專家經(jīng)驗(yàn)綜合確定的當(dāng)量因子法考慮問(wèn)題會(huì)更加全面且合理。當(dāng)量因子法是在區(qū)分全國(guó)不同種類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的基礎(chǔ)上，基于可量化的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建了不同類型生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能的價(jià)值當(dāng)量，然后結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的分布面積進(jìn)行評(píng)估。它具有方法統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)一致，直觀易用，評(píng)估全面，數(shù)據(jù)需求少，推廣性強(qiáng)，結(jié)果便于比較的特點(diǎn)，可以作為當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的快速核算工具。 2015版當(dāng)量因子法進(jìn)一步針對(duì)區(qū)域地方特點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)建生物量調(diào)節(jié)因子、降水調(diào)節(jié)因子和土壤調(diào)節(jié)因子，改善了空間異質(zhì)性問(wèn)題，已實(shí)現(xiàn)了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)類型和服務(wù)功能類型的更進(jìn)一步細(xì)分評(píng)價(jià)。這是對(duì)2003或2007年版本的重大修改[15-16]，全面適用于區(qū)域和全國(guó)尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的測(cè)算。此法從2003年發(fā)表至今，在國(guó)內(nèi)學(xué)界得到廣泛運(yùn)用，保守估計(jì)，十余年來(lái)被引用次數(shù)超過(guò)3000次。因此，本次研究中將利用當(dāng)量因子法來(lái)研究鄂州市三區(qū)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)補(bǔ)償問(wèn)題。

2 當(dāng)量因子表的修正及生態(tài)服務(wù)價(jià)值結(jié)果

2.1 根據(jù)湖北省情況進(jìn)行修正

謝高地的2015版當(dāng)量因子表代表了全國(guó)平均水平的生態(tài)服務(wù)價(jià)值參數(shù)。為了較好體現(xiàn)各地區(qū)差異性，在此基礎(chǔ)上，前后經(jīng)過(guò)了2個(gè)層級(jí)的調(diào)整，第一個(gè)層級(jí)是從全國(guó)平均水平調(diào)整至湖北省，根據(jù)植被豐茂度和降水量調(diào)整因子表(表1)，同時(shí)只保留本地區(qū)具有的生態(tài)系統(tǒng)類型。第二個(gè)層級(jí)是從湖北省分別調(diào)整到鄂城區(qū)、梁子湖區(qū)、華容區(qū)，根據(jù)各區(qū)水質(zhì)等級(jí)、水域特征、環(huán)境與生態(tài)質(zhì)量因素調(diào)整因子表，分別得到表1、表2、表3。另外，針對(duì)物價(jià)指數(shù)的變化，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，使其與年份對(duì)應(yīng)。

2.1.1 植被豐茂度差異修正

這部分按照2015版中NPP(Net Primary Productivity，凈初級(jí)生產(chǎn)力)時(shí)空調(diào)節(jié)因子的修訂規(guī)則進(jìn)行調(diào)整。植被的NPP作為計(jì)算生物生產(chǎn)力的基礎(chǔ)參數(shù)，是生態(tài)系統(tǒng)中生物在單位時(shí)間單位面積上生產(chǎn)和存留的有機(jī)物凈產(chǎn)量，它決定這系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，也是指示系統(tǒng)健康狀況的重要指標(biāo)。

根據(jù)鄂州市的氣候條件及其適合生長(zhǎng)的植物特點(diǎn)，把林地的植物類型統(tǒng)一歸為常綠闊葉林處理。全國(guó)混交闊葉林的平均NPP值為10.43，而湖北地區(qū)闊葉林的NPP值為14.34。因此，梁子湖區(qū)林地“闊葉”的 NPP因子在原來(lái)基礎(chǔ)上擴(kuò)大了1.37倍[17](見(jiàn)表1深紅色部分)。

在2015版中，生態(tài)系統(tǒng)類型里沒(méi)有“園地”，根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》，園地是指種植以采集果、葉、根、莖、汁等為主的集約經(jīng)營(yíng)的多年生木本和草本作物，覆蓋度大于 50%和每畝株數(shù)大于合理株數(shù)70%的土地，包括用于育苗的土地。這里將它的因子參數(shù)取“闊葉”和“水田”1/2進(jìn)行處理[18](見(jiàn)表1紅色部分)。

2.1.2 降水量差異修正

這部分按照2015版中降水空調(diào)節(jié)因子的修訂規(guī)則進(jìn)行調(diào)整。長(zhǎng)江中下游地區(qū)降雨量豐沛，是全國(guó)平均值(600mm左右)的2倍，年均降雨量約1200mm，對(duì)八種生態(tài)系統(tǒng)的“水資源供給”和“水文調(diào)節(jié)”都擴(kuò)大了2倍。

植被豐茂度修正以及降水量修正適用于鄂州市三區(qū)整體情況，經(jīng)過(guò)調(diào)整，在2015版原始因子表的基礎(chǔ)上調(diào)整得到表1(見(jiàn)表1藍(lán)色部分)。

2.2 對(duì)鄂州市三區(qū)的水質(zhì)等級(jí)、水域特征、環(huán)境與生態(tài)質(zhì)量因素差異的修正

在謝高地的因子表中，對(duì)各地的環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)質(zhì)量、水質(zhì)、空氣、土質(zhì)的差別沒(méi)有反映，故必須因地制宜進(jìn)行調(diào)整。

在表1基礎(chǔ)上，考慮水質(zhì)對(duì)生態(tài)價(jià)值的影響后，調(diào)整規(guī)則如下：

(1)因水文調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，調(diào)整梁子湖區(qū)水域濕地水文調(diào)節(jié)因子值

因?yàn)榱鹤雍乃蛎娣e大，一個(gè)東梁子湖的面積就達(dá)100平方公里左右，是同等面積而分散的10個(gè)小湖泊水岸線的1/3(概化為圓周長(zhǎng)進(jìn)行的估算)。在調(diào)蓄洪水時(shí)，水岸線越短，對(duì)周邊的影響小，在枯水季節(jié) ，有利于減少水分的蒸發(fā)。故水文調(diào)節(jié)功能要比小湖泊強(qiáng)，系數(shù)調(diào)整為1.33(表2中深紅色加粗表示)。 該系數(shù)僅對(duì)梁子湖區(qū)水域濕地的水文調(diào)節(jié)這一項(xiàng)調(diào)整。

(2)因水質(zhì)好，調(diào)整梁子湖區(qū)和華容區(qū)水域濕地因子值

西梁子湖(屬江夏區(qū))的水質(zhì)為二類，東梁子湖(屬梁子湖區(qū))與西梁子湖是聯(lián)通的，是同一水系，連接部分沒(méi)有水岸線，進(jìn)一步加強(qiáng)了130多平方公里東梁子湖的水文調(diào)節(jié)能力；目前東梁子湖的水質(zhì)部分為Ⅱ類，部分為Ⅲ類，約各占50%。通過(guò)治理與努力可以達(dá)到全部Ⅱ類。故梁子湖區(qū)按Ⅱ類水體測(cè)算水域濕地的生態(tài)功能價(jià)值；華容區(qū)的水質(zhì)均按Ⅲ類測(cè)算；鄂城區(qū)水質(zhì)均按Ⅳ類測(cè)算。

2015年水資源公報(bào)顯示，全國(guó)水質(zhì)為Ⅰ～Ⅲ類的湖泊占評(píng)價(jià)湖泊總數(shù)的25.0%，Ⅳ～Ⅴ類湖泊為51.7%，劣Ⅴ類湖泊為23.3%，全國(guó)平均水平約為Ⅳ類。所以“水域濕地”的11項(xiàng)因子中除“水文調(diào)節(jié)”一項(xiàng)外，其余10項(xiàng)需考慮水質(zhì)類型分別適當(dāng)調(diào)整：梁子湖區(qū)(Ⅱ類水)取1.3；華容區(qū)(Ⅲ類)取1.1；鄂城區(qū)(Ⅳ類)取1(見(jiàn)表2、表3)。

(3)因總體環(huán)境好，調(diào)整梁子湖區(qū)和華容區(qū)7類生態(tài)系統(tǒng)因子值

因?yàn)榱鹤雍^(qū)長(zhǎng)期被保護(hù)，工業(yè)少、污染排放少，故生態(tài)質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量在三區(qū)中的排序?yàn)椤皟?yōu)”、華容區(qū)為“良”、鄂城區(qū)為“一般”。好的水質(zhì)不僅對(duì)水域濕地有直接影響，也會(huì)間接對(duì)林地、草地、園地等生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生好的影響。故除“水域濕地”的其余7類用地的各項(xiàng)生態(tài)功能因子應(yīng)根據(jù)生態(tài)質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)專家打分方式，梁子湖區(qū)取1.1、華容區(qū)取1.05、鄂城區(qū)取1(見(jiàn)表2、表3)。

表1 鄂城區(qū)當(dāng)量因子表

表2 梁子湖區(qū)當(dāng)量因子表

表3 華容區(qū)當(dāng)量因子表

2.3 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值調(diào)整

2015版中，一個(gè)當(dāng)量因子值對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為3406元/公頃(對(duì)應(yīng)2010年的價(jià)值)，2011到2015年中國(guó)年均居民消費(fèi)價(jià)格逐年上漲了5.4%、2.6%、2.6%、2.0%、1.4%，因此，2011至2015年一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量對(duì)應(yīng)的價(jià)值依次是3590、3683、3779、3855、3910元/公頃。

2.4 鄂州三區(qū)2015年生態(tài)服務(wù)價(jià)值測(cè)算

根據(jù)2015年一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，表1、表2、表3以及三區(qū)的8種類型土地資源類型面積等數(shù)據(jù)(因與鄂州市有關(guān)單位簽署了數(shù)據(jù)保密協(xié)議，三區(qū)的土地資源面積數(shù)據(jù)不便以附錄形式在此公開)可測(cè)算出該年鄂州市鄂城區(qū)、梁子湖區(qū)、華容區(qū)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，結(jié)果見(jiàn)表4。

3 生態(tài)補(bǔ)償研究思路和計(jì)算方法

3.1 生態(tài)服務(wù)功能中具有流動(dòng)特性的類別

2015版當(dāng)量因子表的11種服務(wù)功能的含義見(jiàn)表5。根據(jù)含義解釋，“支持服務(wù)”的三項(xiàng)和“文化服務(wù)”的一項(xiàng)，短期來(lái)看其生態(tài)價(jià)值主要服務(wù)于當(dāng)?shù)?；“供給服務(wù)”的三項(xiàng)屬于直接價(jià)值，通常已作為可貨幣化的商品被本地使用或向外地銷售；只有“調(diào)節(jié)服務(wù)”的四種服務(wù)功能具有明顯流動(dòng)性，會(huì)對(duì)外輸出。

表4 2015年鄂州三區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值(億元)

表5 生態(tài)服務(wù)功能含義

這4項(xiàng)服務(wù)功能中，氣體、氣候調(diào)節(jié)及凈化環(huán)境都會(huì)伴隨大氣流動(dòng)對(duì)周邊產(chǎn)生影響。雖然不同時(shí)刻的風(fēng)向作用方位會(huì)不同，對(duì)周邊的生態(tài)輸出也不會(huì)完全均等，但在考慮此問(wèn)題時(shí)，是以全年甚至常年的生態(tài)環(huán)境狀況做基礎(chǔ)的，這種不均衡性在大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中得到平衡。另外，水文調(diào)節(jié)的輸出價(jià)值不僅可以蓄洪，還可以在缺水期滋潤(rùn)土地、降低旱情。這存在一個(gè)調(diào)蓄洪水的集水面積，根據(jù)水務(wù)局提供的資料顯示，梁子湖的集水面積達(dá)到1583km2，梁子湖以外的這些地區(qū)都屬于水文調(diào)節(jié)的受益地區(qū)。因此，以上4項(xiàng)服務(wù)功能具有生態(tài)輸出特性，需要被納入本文生態(tài)補(bǔ)償核算之列。從長(zhǎng)期來(lái)看，“支持服務(wù)”的三項(xiàng)功能是否也有一些流動(dòng)性，有待進(jìn)一步研究，目前暫不討論。

3.2 研究思路與計(jì)算方法

在運(yùn)用當(dāng)量因子法測(cè)算生態(tài)功能價(jià)值的基礎(chǔ)上，對(duì)4種具有明顯流動(dòng)性的生態(tài)功能的流動(dòng)去向進(jìn)行研究。根據(jù)熵增原理，孤立系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)和能量最終會(huì)達(dá)到一個(gè)均衡狀態(tài)[19]。從宏觀的角度看，生態(tài)功能本質(zhì)就是物質(zhì)與能量的運(yùn)動(dòng)與變化。熵增原理有效地解釋了物理熱力學(xué)第二定律，亦從哲學(xué)的角度可以對(duì)自然、社會(huì)等眾多流動(dòng)、平衡現(xiàn)象進(jìn)行解釋，被各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。因此將一定區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)看成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，生態(tài)服務(wù)功能會(huì)由“密度”高的地區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“高地”)向區(qū)域內(nèi)功能“密度”低平的地區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“平地”)流動(dòng)，最終達(dá)到均衡。

為了解決地區(qū)之間的生態(tài)補(bǔ)償支付問(wèn)題，需要根據(jù)實(shí)際情況劃定研究系統(tǒng)的邊界。生態(tài)價(jià)值流動(dòng)的區(qū)域范圍的劃定需充分考慮地理、行政、氣象、氣候、經(jīng)濟(jì)等多種因素，將這個(gè)區(qū)域稱為劃定區(qū)。研究區(qū)，由需要進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償支付的比鄰區(qū)域組成。因?yàn)檠芯繀^(qū)生態(tài)功能會(huì)向四周擴(kuò)散，最終在整個(gè)劃定區(qū)內(nèi)基本達(dá)到均衡，所以研究區(qū)包含在劃定區(qū)內(nèi)，劃定區(qū)要大于生態(tài)補(bǔ)償?shù)难芯繀^(qū)域，二者組成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。在所研究的問(wèn)題中，認(rèn)為流動(dòng)性限于在劃定的系統(tǒng)內(nèi)，近似為一個(gè)孤立系統(tǒng)，目的是簡(jiǎn)化問(wèn)題的討論(圖1)。

圖1 研究區(qū)與劃定區(qū)示意圖

實(shí)際上現(xiàn)實(shí)中沒(méi)有孤立系統(tǒng)，劃定這個(gè)系統(tǒng)是便于分析與操作，誤差是客觀存在的，與系統(tǒng)劃定的大小有關(guān)，系統(tǒng)劃得越大，對(duì)研究區(qū)之間各單位的補(bǔ)償測(cè)算誤差就越小，當(dāng)范圍足夠大時(shí)，對(duì)該誤差可以忽略。故系統(tǒng)如何劃定十分重要，劃得太小，易造成較大誤差；劃得太大，易導(dǎo)致測(cè)算困難，故劃定區(qū)的范圍要依問(wèn)題而定。為了避免問(wèn)題復(fù)雜化，本文研究區(qū)是鄂州三區(qū)，探討它們之間的生態(tài)補(bǔ)償關(guān)系，劃定區(qū)是以鄂州市為中心、半徑在50～100km的生態(tài)傳輸范圍(見(jiàn)圖2中淺綠區(qū)域)。劃定區(qū)中包含了九個(gè)獨(dú)立、完整的縣級(jí)以上的行政區(qū)，它們包圍著鄂州市，均是武漢城市圈的組成單位。

由于生態(tài)功能具有價(jià)值，生態(tài)功能與其生態(tài)價(jià)值成正比，所以隨著4種生態(tài)服務(wù)功能的流動(dòng)，“高地”就向“平地”輸送了巨額的調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值(這里的“高地”、“平地”均是以各行政區(qū)為單位而言的)。由于“高地”與“平地”單位面積上的4種調(diào)節(jié)服務(wù)功能價(jià)值存在差額，由此可以確定“高地”單位面積的生態(tài)輸出價(jià)值?？偟纳鷳B(tài)輸出價(jià)值代表理論上應(yīng)該得到的全部生態(tài)補(bǔ)償額度。

生態(tài)輸出價(jià)值、生態(tài)補(bǔ)償計(jì)算步驟：

(1)計(jì)算研究區(qū)k地區(qū)第i類生態(tài)服務(wù)功能單位面積價(jià)值

(1)

(2)計(jì)算劃定區(qū)內(nèi)第i類生態(tài)功能單位面積的平均價(jià)值

(2)

(3)計(jì)算研究區(qū)k地區(qū)與劃定區(qū)第i類生態(tài)功能的平均價(jià)值差值，即第i類功能的生態(tài)輸出價(jià)值

(3)

(4)計(jì)算研究區(qū)k地區(qū)的生態(tài)總輸出價(jià)值

(4)

式(1)-(4)中，ESV為生態(tài)服務(wù)價(jià)值；k為研究區(qū)的某行政區(qū)；i代表某種調(diào)節(jié)服務(wù)功能，i共有11種，其中具有流動(dòng)性的本文選定4種；j代表生態(tài)系統(tǒng)類型，j有8種；n代表劃定區(qū)內(nèi)的某行政區(qū)；uESV為單位面積的生態(tài)服務(wù)價(jià)值；S為行政區(qū)面積；uESV′為單位面積平均生態(tài)價(jià)值，S0為劃定區(qū)內(nèi)各行政區(qū)總面積；EOV為生態(tài)輸出價(jià)值。

(5)利用劃定區(qū)內(nèi)各地的GDP和ESV評(píng)估出各地的生態(tài)補(bǔ)償權(quán)重ECW

(5)

(6)

目前我國(guó)許多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主(中低端制造業(yè)與服務(wù)業(yè)具有資源消耗多、勞動(dòng)力密集的特點(diǎn))，具有GDP水平越高，環(huán)境污染和生態(tài)退化越顯著的特征，成為生態(tài)環(huán)境“洼地”；反之，像梁子湖等地，長(zhǎng)期被劃為生態(tài)保護(hù)區(qū)，約束了當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，排污少，環(huán)境好，生態(tài)優(yōu)良，成為生態(tài)“高地”。

生態(tài)補(bǔ)償?shù)燃?jí)ECR由(5)式定義。區(qū)域內(nèi)GDP高，生態(tài)補(bǔ)償支付能力強(qiáng)；區(qū)域內(nèi)ESV高，向外地支付生態(tài)補(bǔ)償?shù)目赡苄跃驮叫?。這也是生態(tài)補(bǔ)償?shù)幕竟沧R(shí)[6]。因此，利用GDP和ESV來(lái)衡量一個(gè)地區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償?shù)燃?jí)具有現(xiàn)實(shí)意義與可操作性。ECR越大說(shuō)明需要支付的生態(tài)補(bǔ)償金額越多。

(6)根據(jù)ECW和EOV測(cè)算出m地區(qū)應(yīng)該支付給研究區(qū)k地區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償金額ECV

(7)

(5)-(7)式中，ECR為生態(tài)補(bǔ)償?shù)燃?jí)，該等級(jí)越高該地區(qū)補(bǔ)償力度就越大；GDP即地區(qū)生產(chǎn)總值，ESV表示地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值，ECW為生態(tài)補(bǔ)償權(quán)重，ECV為生態(tài)補(bǔ)償價(jià)值；EOV為“高地”的生態(tài)輸出價(jià)值；m代表劃定區(qū)內(nèi)需要向研究區(qū)k地區(qū)支付補(bǔ)償費(fèi)用的地區(qū)。

重要說(shuō)明：在劃定區(qū)內(nèi)，只對(duì)研究區(qū)的單位面積價(jià)值與劃定區(qū)的平均價(jià)值進(jìn)行差值計(jì)算，劃定區(qū)內(nèi)其他行政區(qū)不進(jìn)行該差值計(jì)算。因?yàn)樯鷳B(tài)功能都是向四周擴(kuò)散的，現(xiàn)實(shí)中不存在真正的孤立系統(tǒng)，當(dāng)以任意一個(gè)地區(qū)作為中心進(jìn)行生態(tài)價(jià)值輸出計(jì)算時(shí)(差值計(jì)算)，劃定區(qū)邊緣的地區(qū)必然也會(huì)以其自身為中心向四周擴(kuò)散，這種輸出就會(huì)擴(kuò)散到劃定區(qū)以外，超出了研究范圍。因此只宜對(duì)研究區(qū)內(nèi)的地區(qū)依次作為中心分別進(jìn)行生態(tài)輸出計(jì)算，確定價(jià)值輸送關(guān)系，而劃定區(qū)內(nèi)的地區(qū)只參與(而不作為中心)計(jì)算，起到減少對(duì)研究區(qū)域各單位之間相互補(bǔ)償計(jì)算的誤差作用。劃定區(qū)內(nèi)各地區(qū)不參與生態(tài)補(bǔ)償分析，算出來(lái)的劃定區(qū)相關(guān)補(bǔ)償結(jié)果也只做參考，不考慮兌現(xiàn)支付。

根據(jù)以上理論與方法對(duì)鄂州市三個(gè)行政區(qū)之間的生態(tài)補(bǔ)償問(wèn)題展開討論。

4 生態(tài)輸出價(jià)值及補(bǔ)償金額的測(cè)算

4.1 鄂州三區(qū)的生態(tài)輸出價(jià)值

本文研究區(qū)為鄂州三區(qū)(鄂城區(qū)、梁子湖區(qū)、華容區(qū))，劃定區(qū)涉及以鄂州市為中心的周邊50～100km為半徑的地區(qū)，處在武漢城市圈范圍內(nèi)(見(jiàn)圖2淺綠部分)，包括武漢市城區(qū)、江夏區(qū)、新洲區(qū)、咸安區(qū)、大冶市、黃石市區(qū)、黃州區(qū)、浠水縣、團(tuán)風(fēng)縣。

圖2 生態(tài)補(bǔ)償劃定區(qū)范圍

利用曾杰的研究[20]所提供的武漢城市圈各生態(tài)系統(tǒng)土地資源面積數(shù)據(jù)。根據(jù)表1、表2、表3和公式(1) (2)，計(jì)算出劃定區(qū)的4項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能單位面積的平均價(jià)值，與研究區(qū)的單位面積價(jià)值(見(jiàn)表6)。

因此，利用式(3) (4)對(duì)4種服務(wù)功能逐一進(jìn)行生態(tài)價(jià)值差額計(jì)算，分別求出三個(gè)區(qū)4種服務(wù)功能的生態(tài)輸出價(jià)值與總輸出價(jià)值。

從表6來(lái)看，以2015年梁子湖區(qū)“凈化環(huán)境”的生態(tài)輸出價(jià)值為例，單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值為81.45(萬(wàn)元/km2)，這是“高地”單位面積的價(jià)值，減去武漢城市圈對(duì)應(yīng)項(xiàng)的價(jià)值56.42(萬(wàn)元/km2)，這是平均的單位面積價(jià)值，兩者差值為25.03(萬(wàn)元/km2)，這是單位面積上凈化環(huán)境的輸出價(jià)值，再乘以梁子湖區(qū)面積495.96km2，得到梁子湖區(qū)凈化環(huán)境的生態(tài)輸出價(jià)值是12413.50萬(wàn)元。依次類推，相對(duì)于劃定區(qū)平均值而言，最后算出2015年鄂州三區(qū)的4種服務(wù)功能的生態(tài)輸出價(jià)值(表7)。

表6 2015年鄂州三區(qū)及武漢市城市圈的四種服務(wù)功能的生態(tài)價(jià)值和單位面積生態(tài)價(jià)值

表7 2015年鄂州三區(qū)生態(tài)輸出價(jià)值(萬(wàn)元)

4.2 鄂州三區(qū)間生態(tài)補(bǔ)償結(jié)果

因?yàn)榭偵鷳B(tài)輸出價(jià)值代表生態(tài)補(bǔ)償總額，所以要確定劃定區(qū)內(nèi)生態(tài)受益區(qū)各自的支付權(quán)重。根據(jù)3.2節(jié)思路，需確定劃定區(qū)內(nèi)的12個(gè)地區(qū)(包括鄂州市三區(qū))的GDP、生態(tài)服務(wù)價(jià)值ESV。GDP數(shù)據(jù)可通過(guò)查閱各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)獲取，曾杰等的研究成果顯示了2009年各地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值ESV(其研究較早，估值偏小，但不影響本文后續(xù)的測(cè)算)。

根據(jù)以上分析，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(5) (6)，計(jì)算出周邊地市區(qū)需支付給鄂州三區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償權(quán)重，再利用式(7)，計(jì)算2015年三區(qū)應(yīng)從周邊地區(qū)獲得的生態(tài)補(bǔ)償金，結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 2015年鄂州三區(qū)分別獲得的生態(tài)補(bǔ)償金

在鄂州市內(nèi)，三區(qū)之間的生態(tài)補(bǔ)償關(guān)系如下：2015年梁子湖區(qū)要分別支付給鄂城區(qū)、華容區(qū)657萬(wàn)、942萬(wàn)；鄂城區(qū)要分別支付給梁子湖區(qū)、華容區(qū)17164萬(wàn)、8131萬(wàn)；華容區(qū)要分別支付給梁子湖區(qū)、鄂城區(qū)9594萬(wàn)、3172萬(wàn)。所以鄂城區(qū)需向梁子湖區(qū)和華容區(qū)支付16507萬(wàn)元和4959萬(wàn)元，華容區(qū)需向梁子湖區(qū)支付8652萬(wàn)元(圖3)。最終，2015年梁子湖區(qū)分別從鄂城區(qū)和華容區(qū)得到21466萬(wàn)(16507+4959萬(wàn))和3693萬(wàn)元(8652-4959萬(wàn))。

圖3 2015年三區(qū)間凈支付關(guān)系

5 結(jié) 論

(1)當(dāng)量因子法具有方法統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)一致，直觀易用，評(píng)估全面，數(shù)據(jù)需求少，推廣性強(qiáng)，結(jié)果便于比較的特點(diǎn)，可作為當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的快速核算工具。但它對(duì)各地的環(huán)境質(zhì)量(水質(zhì)、空氣、土質(zhì))、生態(tài)狀況(植被、水域特征、生物多樣性、水土流失等)的差別沒(méi)有反映，故必須因地制宜進(jìn)行調(diào)整，包括當(dāng)年物價(jià)漲幅等因素。

(2)生態(tài)服務(wù)功能中，氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)等功能具有流動(dòng)性。根據(jù)熵增原理，把在一定區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)看成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，生態(tài)服務(wù)功能會(huì)由"密度"高的地區(qū)向區(qū)域內(nèi)功能"密度"低平的地區(qū)流動(dòng)，最終達(dá)到均衡。生態(tài)功能與其生態(tài)價(jià)值成正比，通過(guò)功能的變化來(lái)測(cè)算生態(tài)輸出價(jià)值。

(3)測(cè)算生態(tài)輸出價(jià)值時(shí)，需以研究區(qū)為中心劃出生態(tài)輸出范圍，確定研究系統(tǒng)邊界(劃定區(qū))，流動(dòng)性限于在該系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，近似為一個(gè)孤立系統(tǒng)。在劃定區(qū)內(nèi)，只對(duì)研究區(qū)的單位面積價(jià)值與劃定區(qū)的平均價(jià)值進(jìn)行差值計(jì)算，起到減少對(duì)研究區(qū)各單位之間相互補(bǔ)償計(jì)算誤差的作用。劃定區(qū)各地區(qū)不參與生態(tài)補(bǔ)償分析，算出來(lái)的劃定區(qū)補(bǔ)償結(jié)果只做參考，不考慮兌現(xiàn)支付。

(4)測(cè)算結(jié)果表明，鄂州市三區(qū)(梁子湖區(qū)、鄂城區(qū)、華容區(qū))2015年生態(tài)服務(wù)總價(jià)值分別為84.91億、72.24億、66.42億；三地輸出生態(tài)功能價(jià)值分別為26.44億、8.24億、12.17億；在理論上，在鄂州三區(qū)之間2015年鄂城區(qū)、華容區(qū)應(yīng)分別補(bǔ)償梁子湖區(qū)2.15億、0.37億元。至于周邊地區(qū)應(yīng)給予梁子湖區(qū)等地的補(bǔ)償，已超出了鄂州市政府的管轄范圍，應(yīng)由湖北省政府出面協(xié)調(diào)。鄂州市三區(qū)內(nèi)部的生態(tài)補(bǔ)償可先行先試。

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A Quantitative Research for Inter-Regional Ecological Compensation Standard：A Case Study of Three Administrative Districts in Ezhou City

ZHOU Yejing1ZHOU Jingxuan1TAO Tao1YAN Jinan2QIN Jiantao2YE Jianbin3

(1.School of Environmental Science &Engineering，Huazhong University of Science and Technology (HUST)，Wuhan，430074 China；2.Financial work office of the people′s government，Ezhou，436000 China；3.Environmental protection agency of Liangzi Lake district，Ezhou，436060 China)

Ezhou city government intends to compensate LiangZi Lake district for its good ecological environment. Due to lack of a scientific basis for the compensation，like the researches of the upper limit of ecological compensation standard based on ecological service value，this paper studies the quantitative method of inter-regional ecological compensation standard. The research keys include：(1) comparing different methods of measuring regional ecological service value and choosing an appropriate method；(2) amending some equivalent factor values based on the situation of regional ecological and environmental quality and calculating the ecological value of three districts in Ezhou city；(3) recognizing the ecological service categories with flow characteristics and describing their basic rules among the regions based on the principle of entropy increase；(4) according to the ecological function is proportional to its service value，designating the compensation area and presenting the calculating method for measuring the three districts’ ecological output value，the ecological compensation weight and the value of ecological compensation. As a case study of the three administrative districts in Ezhou city (Liangzi Lake district，Echeng district and Huarong district)，the results indicate the ecological service value in 2015 are 8.491，7.224 and 6.642 billion Yuan，respectively. The ecological output value from these 3 districts are 2.644，0.824 and 1.217 billion Yuan respectively. Theoretically，Liangzi Lake district could be compensated for 215 million and 37million Yuan from Echeng district and Huarong district respectively. Besides the compensation to Liangzi Lake district in Ezhou city，the surrounding areas of Ezhou city should also carry on it，but it is out of the charge of Ezhou city government. Instead this work should be executed by Hubei provincial government later.

Ecological compensation；Amendment of equivalent factor；Ecological service categories with flow characteristics；Designated area for ecological compensation

周業(yè)晶，博士研究生，主要研究方向是環(huán)境規(guī)劃與系統(tǒng)建模

周敬宣，教授，博士生導(dǎo)師，從事環(huán)境規(guī)劃與管理等有關(guān)研究；陶濤，教授，博士生導(dǎo)師，從事水治理、市政工程、環(huán)境規(guī)劃等研究

X21

A

1673-288X(2017)03-0143-08

項(xiàng)目資助：鄂州市梁子湖區(qū)自然資源資產(chǎn)生態(tài)服務(wù)價(jià)值量核算研究；鄂州市生態(tài)價(jià)值計(jì)量體系研究

致 謝：感謝鄂州市政府金融工作辦公室、鄂州市梁子湖區(qū)環(huán)境保護(hù)局對(duì)研究的大力支持；特別感謝鄂州市閆冀楠副市長(zhǎng)為研究提出了寶貴意見(jiàn)

引用文獻(xiàn)格式：周業(yè)晶 等.區(qū)域間生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)定量化研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(3)：143-150.