郝旭光，宋梅

（1.華電煤業(yè)集團有限公司，北京 100035；2.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院，北京 100083）

黃河流域作為我國重要的生態(tài)功能區(qū)和經(jīng)濟地帶，對我國經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)安全具有極為重要的戰(zhàn)略意義，其生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展已上升為重大國家戰(zhàn)略。生態(tài)補償是協(xié)調(diào)區(qū)域公平和可持續(xù)發(fā)展的重要機制，按照補償主客體的層級關(guān)系，可以分為中央對地方的縱向生態(tài)補償和地方之間的橫向生態(tài)補償?！半p碳”背景下，黃河流域面臨大規(guī)模的生態(tài)治理和減排壓力，單一的縱向生態(tài)補償已難以滿足現(xiàn)實需求，而地區(qū)間的橫向生態(tài)補償責(zé)任劃分更加明確，是對我國多元化生態(tài)補償制度的重要補充[1]。2020 年4 月財政部、生態(tài)環(huán)境部、水利部和國家林草局研究制定了《支持引導(dǎo)黃河全流域建立橫向生態(tài)補償機制試點實施方案》，鼓勵開展排污權(quán)、水權(quán)、碳排放權(quán)交易等生態(tài)補償方式。“雙碳”背景下，有必要考慮地區(qū)間的環(huán)境公平，探索建立具有黃河流域特點的橫向碳補償機制。

生態(tài)補償實質(zhì)是通過對破壞環(huán)境的主體收費補償環(huán)境保護主體，將生態(tài)服務(wù)外部性內(nèi)部化，彌補生態(tài)服務(wù)供給者因保護生態(tài)環(huán)境而放棄發(fā)展的機會成本[2]。生態(tài)補償在國際研究中對應(yīng)生態(tài)服務(wù)付費或環(huán)境服務(wù)付費（payments for ecosystem/environmental services，PES）[3]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)會因人類活動和自然災(zāi)害出現(xiàn)下降，PES被認為是保障生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給最有效的工具[4]。關(guān)于PES 的研究按照研究對象可以分為流域、森林和碳、生物多樣性和景觀四類[5]。近年來，流域生態(tài)補償保持穩(wěn)定的研究熱度，而森林和碳相關(guān)的生態(tài)補償快速升溫[6]。流域生態(tài)補償主要圍繞水生態(tài)服務(wù)付費開展，研究內(nèi)容主要包括補償理論[7]、補償策略[8-9]和補償效果評價[10-11]等。碳補償是氣候變化背景下生態(tài)補償研究衍生出的新領(lǐng)域，圍繞碳匯或減排服務(wù)付費開展?！毒┒甲h定書》規(guī)定的溫室氣體減排量交易是國際層面最早的碳交易補償，我國也提出要利用區(qū)域間碳收支差異建立碳補償制度。趙榮欽等[12]以綜述的形式對碳補償?shù)膬?nèi)涵、機制和模式進行了總結(jié)。碳平衡測度是碳補償研究的基礎(chǔ)，但由于地級及以下尺度能源消費和碳匯數(shù)據(jù)可獲性較差，現(xiàn)有研究主要圍繞省級尺度開展。陳儒等[13]基于碳收支核算結(jié)果對我國省域農(nóng)業(yè)碳補償進行研究，該研究構(gòu)建碳匯修正系數(shù)放大了生態(tài)脆弱區(qū)的碳匯，同時也考慮了省域經(jīng)濟差異；袁凱華等[14]認為直接以凈碳排放開展生態(tài)補償會挫傷地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟的積極性，借鑒初始配額分配的思想設(shè)置了一個閾值，即各地合理的碳排放權(quán)，只對超過閾值的部分收費，采用該思路對我國省域碳補償進行了量化研究；周嘉等[15]也采用閾值的思想對我國省域土地利用碳補償進行研究；萬倫來等[16]同時對碳排放和碳匯進行修正，構(gòu)建基于相對碳赤字的碳補償模型，分析了我國省際碳補償格局；MIAO 等[17]改進了碳收支與Pearl 生長曲線相結(jié)合的碳補償模型，即每個省份補償金額減去各省平均補償金額為最終需要支付的碳補償金額。部分學(xué)者對市級及以下尺度開展了碳補償研究，如余光輝等[18]基于碳平衡對長沙、株洲、湘潭三個城市與昭山示范區(qū)的生態(tài)補償關(guān)系進行量化研究；趙榮欽等[19]對河南省縣域碳收支進行核算并對碳補償方案開展研究；胡小飛等[20]識別了江西省市域碳補償?shù)闹骺腕w并計算了各市補償金額；李璐等[21]對武漢城市圈土地利用碳補償類型進行了劃分。

綜上，現(xiàn)有關(guān)于流域生態(tài)補償研究以水生態(tài)補償為主，碳補償研究較為缺乏；由于數(shù)據(jù)的可獲性問題，碳補償?shù)难芯恐饕P(guān)注省域?qū)用?，地級尺度研究較少；碳收支核算結(jié)果經(jīng)過修正才能更好地體現(xiàn)地區(qū)差異，以此來提高補償方案的公平性和科學(xué)性。黃河流域礦產(chǎn)資源豐富，是我國的“能源流域”[22]。資源型地區(qū)“能源資源外輸，碳排放和生態(tài)破壞留存”的環(huán)境不公平特征明顯。盡管孫慧等針對資源型地區(qū)存在的損益偏離問題建議國家在制定生態(tài)補償標(biāo)準(zhǔn)、劃分碳減排責(zé)任時充分考慮資源型地區(qū)與非資源型地區(qū)的差異[23-24]，但目前鮮有學(xué)者在修正碳平衡數(shù)據(jù)時考慮資源型地區(qū)的環(huán)境不公平特征。因此，本文利用夜間燈光數(shù)據(jù)和凈初級生產(chǎn)力衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)估算黃河流域市域碳平衡狀態(tài)，然后考慮資源型城市損益偏離特征和城市的公平感受對碳平衡數(shù)據(jù)進行修正，最后基于修正后的碳赤字確定碳補償方案，以期為“雙碳”目標(biāo)下黃河流域低碳協(xié)同發(fā)展提供決策參考。

1 黃河流域范圍與橫向碳補償框架

1.1 黃河流域范圍

黃河是我國第二大河，全長5 464 千米，發(fā)源于青海高原巴顏喀拉山北麓約古宗列盆地，流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南、山東九省區(qū)?？紤]到四川全省已劃入長江經(jīng)濟帶，蒙東五盟市（呼倫貝爾市、興安盟、通遼市、赤峰市和錫林郭勒盟）已納入《東北振興“十三五”規(guī)劃》。因此，本研究將黃河流域的范圍界定為青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古（不含蒙東五盟市）、山西、陜西、河南、山東八省區(qū)，共90 個地級行政區(qū)，其中資源型城市42 個，非資源型城市48 個。研究范圍介于89°35′～122°42′E，31°23′～43°28′N 之間，流域總面積為244.42 萬平方千米，占我國國土面積的25.46%。

1.2 橫向碳補償框架

圍繞“誰補誰，補多少，怎么補”的思路，構(gòu)建黃河流域市域橫向碳補償框架如圖1 所示。主要內(nèi)容包括：①城市碳收支核算：基于城市碳排放和碳匯測度結(jié)果創(chuàng)建碳收支賬戶。②城市碳收支核算結(jié)果修正：一方面，考慮資源型城市“能源資源外輸，碳排放和生態(tài)破壞留存”的損益偏離特征，依據(jù)能源資源外輸強度和城市間貿(mào)易關(guān)系將資源型城市為其他城市生產(chǎn)加工礦產(chǎn)資源而產(chǎn)生的本地碳排放轉(zhuǎn)移到資源消費城市；另一方面，由于各城市經(jīng)濟貢獻、人口承載、歷史排放等差異較大，不能簡單地以碳匯大小作為城市的碳排放權(quán)，綜合多種分配原則對黃河流域歷史碳排放權(quán)進行重新分配。③碳補償主客體的識別：基于修正后的碳排放和碳排放權(quán)計算相對碳赤字，出現(xiàn)碳赤字的城市為碳補償主體應(yīng)當(dāng)支付費用，而碳盈余的城市為碳補償客體應(yīng)當(dāng)接受補償。④碳補償金額確定：基于碳減排成本和生態(tài)建設(shè)成本，參考相關(guān)研究確定標(biāo)準(zhǔn)碳價，結(jié)合修正后的碳收支賬戶計算城市碳補償金額或受償金額。⑤補償優(yōu)先級的確定：依據(jù)城市碳補償或受償金額對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟影響的大小確定補償優(yōu)先級。⑥完成流域市域橫向碳補償：碳補償主體以多種方式向補償客體支付資金，實現(xiàn)流域市域橫向碳補償。

圖1 黃河流域市域橫向碳補償框架

2 模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

2.1 碳平衡測度

（1）城市碳排放測度?；贗PCC 提供的方法對黃河流域省域碳排放量進行測算，然后參考宋梅等[25]的研究，借助夜間燈光數(shù)據(jù)估算黃河流域市域碳排放量。省域能源消費碳排放的計算方法為：

式中：CEit為第i個省份第t年能源消費碳排放總量；Eijt為第i個省份第j種能源第t年的消費量；LCVj為第j種能源低位發(fā)熱量；EFj為第j種能源的排放因子；COFj為第j種能源的氧化效率。

黃河流域市域碳排放的計算方法為：

式中：CEijt為第i個省份第j個地級行政區(qū)第t年的CO2排放量，CEit為第i個省份第t年的CO2排放量，單位為萬噸；DNijt為黃河流域第i個省份第j個地級行政區(qū)第t年的夜間燈光DN 總值；ηit為第i個省份第t年的光碳轉(zhuǎn)換系數(shù)。

（2）碳匯能力核算。凈初級生產(chǎn)力（NPP）是綠色植物在單位時間單位面積扣除自氧呼吸后的有機干物質(zhì)生產(chǎn)量，是判定生態(tài)系統(tǒng)碳匯、表征碳吸收能力的常用指標(biāo)。城市碳匯的計算公式為：

式中：CSijt為第i個省份第j個地級行政區(qū)第t年植被對CO2的吸收能力，單位為萬噸；NPPijt為第i個省份第j個地級行政區(qū)第t年的凈初級生產(chǎn)力。

（3）碳平衡測度。采用碳赤字指數(shù)表征城市的碳平衡狀態(tài)，其計算公式為：

式中：CDijt為第i個省份第j個地級行政區(qū)第t年的碳赤字指數(shù)。當(dāng)CDijt＜0 時，城市碳循環(huán)處于碳匯盈余狀態(tài)；當(dāng)CDijt=0 時，城市碳循環(huán)處于失衡的臨界狀態(tài)；當(dāng)CDijt＞0 時，城市碳循環(huán)處于失衡狀態(tài)。

2.2 考慮資源型城市損益偏離特征的碳排放數(shù)據(jù)修正

資源型地區(qū)的損益偏離實質(zhì)是從生產(chǎn)者責(zé)任視角劃分減排責(zé)任產(chǎn)生的環(huán)境不公平。資源型地區(qū)與非資源型地區(qū)的關(guān)系類似于國際貿(mào)易中發(fā)展中國家與發(fā)達國家的關(guān)系，能源貿(mào)易的隱含碳由消費者承擔(dān)更加公平[26-27]。根據(jù)城市間能源資源貿(mào)易情況將黃河流域資源型城市因能源資源外輸產(chǎn)生的本地碳排放調(diào)整到流域內(nèi)消費這些能源資源的非資源型城市。黃河流域城市碳排放的修正方法如下：對于資源型城市，碳排放的修正公式為：

對于非資源型城市，碳排放的修正公式為：

資源型城市外輸能源資源產(chǎn)生的本地碳排放的計算公式如下：

式中：CEi為資源型城市i的碳排放量；λi為資源型城市i碳排放調(diào)減系數(shù)。

由于缺乏黃河流域資源型城市與非資源型城市間礦產(chǎn)資源貿(mào)易數(shù)據(jù)，參考黃河流域省級層面能源調(diào)出情況設(shè)置資源型城市碳排放調(diào)減系數(shù)。山西省是我國重要的能源資源外輸基地，除省會太原外，其余地市均被界定為資源型城市，其能源資源外輸強度排在流域前列。因此，本文根據(jù)山西省的能源外輸情況確定黃河流域資源型城市碳排放調(diào)減系數(shù)上限值λ=0.15。城市采礦業(yè)區(qū)位商越高說明該城市資源型產(chǎn)業(yè)越集中，能源資源外輸能力越強，損益偏離現(xiàn)象越嚴重，需要調(diào)減的碳排放比例越大。根據(jù)2003—2018 年采礦業(yè)區(qū)位商均值的大小，采用等間隔分類法將黃河流域42 個資源型城市的碳排放調(diào)減系數(shù)分為3 類，具體分類如表1 所示。

表1 黃河流域資源型城市碳排放調(diào)減系數(shù)

消費者責(zé)任視角下，資源型城市調(diào)減的這部分碳排放根據(jù)能源貿(mào)易情況轉(zhuǎn)移到非資源型城市。引力模型是分析地區(qū)間貿(mào)易流量的常用模型，P?YH?NEN[28]探索性地將引力模型用于國家間貿(mào)易流的研究。反映地區(qū)間貿(mào)易流的引力模型可以表述為：貿(mào)易流量的規(guī)模與兩個地區(qū)的經(jīng)濟規(guī)模成正比而與地區(qū)間的距離成反比[29]。本文采用引力模型模擬黃河流域資源型城市對非資源型城市的資源輸出強度，計算公式如下：

式中：REij為資源型城市i對非資源型城市j的能源資源輸出強度；GDPi和GDPj分別為資源型城市i和非資源型城市j的地區(qū)生產(chǎn)總值；dij為資源型城市i與非資源型城市j的距離，以市政府所在地間的距離表示；n為調(diào)節(jié)系數(shù)，分別取2、1、1/2、1/4 等，當(dāng)n=1/2 時計算結(jié)果更加符合現(xiàn)實情況。

非資源城市j需要承擔(dān)來自資源型城市i因能源資源外輸產(chǎn)生的碳排放為：

非資源城市j需要承擔(dān)來自黃河流域所有資源型城市的碳排放為：

2.3 基于相對剝奪系數(shù)的歷史碳排放權(quán)分配

碳補償既要實現(xiàn)對生態(tài)功能區(qū)和生態(tài)盈余區(qū)的補償，又要充分保證各地區(qū)平等發(fā)展的權(quán)利，不能傷害地區(qū)發(fā)展的積極性。因此，碳排放權(quán)不能簡單地以各城市的自然碳匯量來表征，城市碳排放權(quán)的分配除了依據(jù)碳匯能力外還要考慮其承載的人口、歷史排放、經(jīng)濟貢獻等多種因素。借鑒碳配額初始分配的思想，參考楊超等[30]的研究，選擇等人均、等產(chǎn)出、歷史排放、碳匯能力和等空間五大原則對2003—2018 年黃河流域碳排放權(quán)進行重新分配。

單一原則下黃河流域碳排放權(quán)的分配方法如式（11）～（15）所示：

各原則權(quán)重的大小對碳排放權(quán)分配和補償結(jié)果至關(guān)重要。目前，多原則碳排放權(quán)分配研究中常用的確權(quán)方法有層次分析法和熵權(quán)法等。以上方法不管是主觀確權(quán)還是客觀確權(quán)，主要是從決策者角度出發(fā)，沒有考慮城市的公平感和接受度。本文從城市對分配方案的公平感和接受度出發(fā)，基于相對剝奪系數(shù)確定各原則的權(quán)重，按照公平感越差權(quán)重越小的標(biāo)準(zhǔn)賦權(quán)。wk表示各原則的權(quán)重，θk表示各原則下的相對剝奪系數(shù)，函數(shù)wk=f(θk)需要滿足的條件為值域為(0,1)且單調(diào)遞減，考慮上述約束條件選擇概率函數(shù)計算各原則的權(quán)重，

綜合五大原則的碳排放權(quán)分配方法為：

式中：Qi為兼顧五大原則后城市i獲得的歷史碳排放權(quán)；分別為等人均、等產(chǎn)出、歷史排放、碳匯能力和等空間原則下城市i獲得的碳排放權(quán)；w1、w2、w3、w4、w5分別為上述五大原則對應(yīng)的權(quán)重。

2.4 碳補償金額與補償優(yōu)先級計算

（1）碳補償金額。城市碳補償金額的計算方法如下：

式（18）、（19）中：CCVi為城市i支付或獲得的碳補償金額；為城市i修正后的相對碳赤字；CP為標(biāo)準(zhǔn)碳價；為城市i修正后的碳排放量；Qi為綜合五大原則后城市i獲得的碳排放權(quán)。

目前確定標(biāo)準(zhǔn)碳價應(yīng)用較多的方法是取碳市場交易的均價，但由于我國碳交易前期以試點形式開展，市場和交易機制不完善導(dǎo)致不同研究中的標(biāo)準(zhǔn)碳價差別較大。此外，考慮到黃河流域沒有碳交易試點，本文參考萬倫來等[16]的研究，根據(jù)《2018 年中國碳價調(diào)查》結(jié)果，將研究期內(nèi)黃河流域標(biāo)準(zhǔn)碳價定為51 元/噸。據(jù)財新網(wǎng)數(shù)據(jù)，全國七個碳交易試點碳價的加權(quán)均值在40 元/噸左右，全國碳市場初期的碳價將在每噸30～60 元區(qū)間浮動。因此，本文確定的標(biāo)準(zhǔn)碳價能夠較好地反映碳匯價值。

（2）碳補償優(yōu)先級。為了對城市實施碳補償?shù)钠惹谐潭冗M行量化，參考王女杰等[31]提出的生態(tài)補償優(yōu)先級指數(shù)，依據(jù)碳補償實施對城市經(jīng)濟發(fā)展影響的大小，確定黃河流域城市碳補償優(yōu)先級。計算公式如下：

式中：CCPi為城市i的碳補償優(yōu)先級指數(shù)；CCVi為城市i的碳補償/受償金額；GDPi為城市i的地區(qū)生產(chǎn)總值。當(dāng)CCPi為正值時，該城市為碳補償城市，其絕對值越小，說明該城市支付補償金額對其經(jīng)濟發(fā)展的影響較小，應(yīng)當(dāng)率先支付補償金額；當(dāng)CCPi為負值時，該城市為碳受償城市，其絕對值越大，說明該城市獲得碳補償金額對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的影響較大，受償迫切度高，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先獲得補償。

2.5 數(shù)據(jù)來源

2003—2018 年黃河流域夜間燈光數(shù)據(jù)下載于地球觀測組（Earth Observation Group）官方網(wǎng)站（https://eogdata.mines.edu/products/vnl/），NPP 數(shù)據(jù)來源于美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration）網(wǎng)站提供的MODIS17A3 產(chǎn)品；資源型城市名單來源于《全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃（2013—2020 年）》；城市市政府經(jīng)緯度由百度地圖坐標(biāo)拾取系統(tǒng)（https://api.map.baidu.com/lbsapi/getpoint/index.html）獲??；研究期內(nèi)黃河流域各城市常住人口、地區(qū)生產(chǎn)總值、行政區(qū)面積等來源于2004—2019 年的《中國城市統(tǒng)計年鑒》、歷年相關(guān)省份統(tǒng)計年鑒及城市統(tǒng)計公報。

3 黃河流域城市碳平衡與修正結(jié)果分析

3.1 黃河流域碳平衡測度結(jié)果

黃河流域整體的碳平衡變化趨勢如圖2 所示。2003—2018 年黃河流域碳排放總體呈先快速增長后緩慢增長的態(tài)勢，2013 年之前流域經(jīng)濟增速快，資源市場處于繁榮期，碳排放增速較快。流域碳排放由2003 年的112 267 萬噸增至2018 年的302 209 萬噸，年均增長6.82%。流域碳匯總體呈波動增長態(tài)勢，但與碳排放的增長相比，碳匯增幅較小，由2003 年的183 765 萬噸增至2018 年的210 364 萬噸，年均僅增長0.91%。黃河流域自然植被碳匯能力的緩慢提升難以完全吸收快速增加的碳排放，流域碳平衡于2007 年首次被打破，到2018年碳赤字已增至91 845 萬噸。

圖2 2003—2018年黃河流域碳排放、碳匯和碳赤字變化

黃河流域市域碳平衡空間演化如圖3 所示。2003 年黃河流域90 個地級行政區(qū)中有36 個出現(xiàn)碳赤字，赤字率為40%，碳赤字城市主要分布在山東半島、中原城市群和西部省會等發(fā)達地區(qū)；有54 個城市處于碳匯盈余狀態(tài)，盈余城市主要位于西部邊遠地區(qū)和少數(shù)民族聚居區(qū)，阿拉善、玉樹、隴南、酒泉、海西等地的盈余量較大。到2018 年黃河流域有56 個城市出現(xiàn)碳赤字，赤字率達到62%，碳赤字格局東高西低，空間上由零星點狀分布逐步擴散為連片帶狀分布。從流域角度來看，碳赤字城市應(yīng)當(dāng)對碳匯盈余城市提供的碳匯服務(wù)付費，亟須建立流域橫向碳補償機制來緩解城市間的環(huán)境公平，促進流域協(xié)同減排。

圖3 黃河流域市域碳平衡空間演化格局

3.2 黃河流域碳排放修正結(jié)果分析

修正前后黃河流域市域累計碳排放空間格局如圖4所示?？紤]資源型城市“能源資源外輸，碳排放和生態(tài)破壞留存”的環(huán)境不公平特征修正后，資源型城市的碳排放根據(jù)其能源資源外輸能力進行了調(diào)減，而非資源型城市的累計碳排放有了一定的增加，修正后黃河流域市域碳排放“東高西低”的總體格局依然穩(wěn)定。局部來看，山西省的資源型城市碳排放變化較為明顯，臨汾市和晉中市的碳排放從50 001～80 000 類別下降到了20 001～50 000 類別，經(jīng)過修正資源型城市的環(huán)境不公平問題得到一定程度的緩解。

圖4 修正前后的2003—2018年黃河流域市域累計碳排放空間格局

為了進一步觀察修正對黃河流域資源型城市與非資源型城市碳排放量產(chǎn)生的影響，對黃河流域城市碳排放的變化情況進行統(tǒng)計。由表2 可知，黃河流域資源型城市共有166 157 萬噸歷史碳排放被轉(zhuǎn)移到了非資源型城市，占到了資源型城市排放總量的9.89%。非資源型城市調(diào)增排在前十位的有一半為省會城市，分別為鄭州、濟南、西安、呼和浩特和太原，其中鄭州調(diào)增最多為15 876 萬噸，其余五個城市均位于下游的山東省，分別為青島、煙臺、濰坊、德州和聊城。資源型城市碳排放調(diào)減量排在前十位的以成熟型和成長型資源型城市為主，其中調(diào)減最多的城市為鄂爾多斯，調(diào)減量為12 616 萬噸，有五個城市位于山西省，分別為大同、長治、晉中、朔州和呂梁。

表2 修正后黃河流域城市累計碳排放量變化

3.3 黃河流域碳排放權(quán)分配結(jié)果分析

黃河流域碳排放權(quán)分配結(jié)果如圖5 所示。等人均原則下，黃河流域城市獲得的碳排放權(quán)自東往西逐級遞減，結(jié)合我國人口地理分界線“胡煥庸線”來看，整體位于胡煥庸線東南半壁的山東、河南、陜西和山西等省份的城市人口分布集中，獲得的碳排放權(quán)高于西北半壁的城市；等產(chǎn)出原則下的分配結(jié)果整體也呈“東高西低”格局，但逐級遞減的特征不太明顯，下游山東和河南的城市明顯高于其他地區(qū)，其他省份除省會城市獲得的排放權(quán)較多外，研究期內(nèi)鄂爾多斯、包頭和榆林等地經(jīng)濟發(fā)展迅速，獲得的排放權(quán)明顯高于周邊城市；歷史排放原則下，碳排放權(quán)空間格局呈現(xiàn)出“東北高西南低”的特點，由于碳排放量與地區(qū)人口數(shù)量和經(jīng)濟產(chǎn)出的關(guān)系密切，歷史排放原則下東部地區(qū)獲得了較多的排放權(quán)，與等人均和等產(chǎn)出原則下的分配結(jié)果保持較高的一致性，而山西、內(nèi)蒙古等省份的城市經(jīng)濟和人口總量并不是很大，卻排放了較高的碳排放，這與當(dāng)?shù)卮罅Πl(fā)展資源型經(jīng)濟密切相關(guān)；碳匯能力和等空間原則下的分配結(jié)果比較接近，整體均呈“西高東低”的空間分布特征，青海等地的生態(tài)功能區(qū)獲得了較多的碳排放權(quán)，陜西商洛、安康等地盡管空間面積不大，但由于其降水充沛，生態(tài)本底良好，碳匯能力原則下獲得的碳排放權(quán)明顯高于其他城市。不同原則下碳排放權(quán)分配結(jié)果存在明顯的個體差異，這種差異會使城市或多或少產(chǎn)生不公平感受。整體而言，人口較多、經(jīng)濟總量較大、歷史排放較多的下游地區(qū)更傾向于前三種原則，而空間面積較大、碳匯能力較強的上游地區(qū)更傾向于后兩個原則。與單一原則相比，綜合加權(quán)方案的分配結(jié)果既體現(xiàn)了對地區(qū)經(jīng)濟、人口和歷史排放的現(xiàn)實尊重，又突出了排放空間和碳匯能力對排放權(quán)利獲取的限制，綜合五大原則后城市間碳排放權(quán)分配結(jié)果差異變小，提高了分配結(jié)果的整體公平性。

圖5 黃河流域碳排放權(quán)分配結(jié)果

3.4 修正前后黃河流域市域碳平衡格局對比分析

修正前后的黃河流域市域累計碳赤字見圖6。經(jīng)過修正，碳赤字的范圍由-121 611～177 503 縮小到-79 489～117 583，城市間的差異被適當(dāng)弱化。修正前，表現(xiàn)為碳赤字的城市有55 個，其中鄭州市的碳赤字量最大，為177 503 萬噸，表現(xiàn)為碳盈余的城市有35 個，其中玉樹州的盈余量最大，為121 611 萬噸。修正后，碳赤字城市增至57 個，其中鄭州市的碳赤字量仍然最大但下降到了117 583 萬噸，碳盈余城市下降至33 個，其中海西州的盈余量最大，為79 489 萬噸。經(jīng)過修正，碳赤字變化較為明顯的城市主要有陜西省南部的商洛、安康和漢中以及甘肅省南部的隴南和甘南，這些地區(qū)由于經(jīng)濟貢獻、人口承載和歷史排放較少，綜合原則下獲得的碳排放權(quán)有所減少。經(jīng)過修正，個別城市的碳補償主客體地位發(fā)生了變化，忻州、烏蘭察布、延安和固原由碳盈余城市變成了碳赤字城市，泰安和平頂山則由碳赤字城市調(diào)整為碳盈余城市。修正后的碳赤字，一方面考慮了資源型城市的環(huán)境不公平特征，另一方面綜合多項原則充分考慮了各城市的公平感受，修正結(jié)果保持了中下游地區(qū)赤字高于中上游的趨勢，中下游地區(qū)經(jīng)濟相對發(fā)達，能夠保證流域橫向碳補償?shù)捻樌_展。

圖6 修正前后黃河流域累計碳赤字空間格局

4 黃河流域市域橫向碳補償結(jié)果分析

4.1 黃河流域城市碳補償金額分析

黃河流域市域橫向碳補償金額如圖7 所示。整體來看，黃河流域市域橫向碳補償呈現(xiàn)“東北補償西南，中下游補償上游”的空間格局。城市層面，省會等發(fā)達城市需要支付的補償金額明顯高于其他地區(qū)，其中鄭州市的碳支付金額最大，為5 996 708 萬元，而上游地廣人稀、經(jīng)濟欠發(fā)達城市獲得的補償金額明顯高于其他地區(qū)，其中海西州的碳受償額度最大，為4 053 942 萬元。分省統(tǒng)計結(jié)果顯示，青海、甘肅、陜西為碳受償省份，山東、山西、河南、內(nèi)蒙古（蒙西）和寧夏為碳支付省份。其中，青海省獲得的補償金額最多，這是因為青海省內(nèi)有可可西里自然保護區(qū)、三江源自然保護區(qū)等一大批國家級自然保護區(qū)，且人口稀少，碳匯盈余量最大，補償結(jié)果能夠?qū)η嗪Ｊ楸Ｗo流域碳平衡而喪失發(fā)展的機會成本進行補償。山東省需要支付的補償資金最多，這是因為山東省位于東部沿海，經(jīng)濟總量已突破8 萬億元，位于流域之首，但碳匯總量有限，碳赤字量最大，需要承擔(dān)的補償責(zé)任最大。

4.2 黃河流域城市碳補償優(yōu)先級分類

根據(jù)城市碳補償優(yōu)先級指數(shù)的大小將黃河流域城市分為優(yōu)先受償區(qū)、一般受償區(qū)、率先支付區(qū)和一般支付區(qū)四類，如圖8 所示。優(yōu)先受償區(qū)主要分布在黃河上游，青海省整體位于該類別，其中玉樹州獲得的碳補償金額占當(dāng)?shù)厣a(chǎn)總值的比重最高為31.89%。這些地區(qū)經(jīng)濟水平相對落后，碳匯資源豐富，獲得的碳補償金額占當(dāng)?shù)厣a(chǎn)總值的比重較大，開展碳補償對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護的影響較大，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮對這些城市進行補償。一般受償區(qū)主要分布在甘肅省、陜西南部和河南南部，這些城市獲得的碳補償金額占當(dāng)?shù)厣a(chǎn)總值的比重相對較小，獲得補償?shù)钠惹谐潭热跤趦?yōu)先受償區(qū)。率先支付區(qū)主要分布在黃河下游地區(qū)，這些城市經(jīng)濟總量較大，碳支付對城市自身經(jīng)濟社會發(fā)展的影響較小，應(yīng)當(dāng)率先支付。一般支付區(qū)分布較為廣泛，主要分布在山西全境、寧夏大部、山東東部和北部，這些城市碳支付金額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重較高，碳支付對地區(qū)經(jīng)濟社會影響較大，支付難度較大。整體來看，黃河流域碳支付城市支付金額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重低于碳受償城市獲得補償金額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重，開展黃河流域市域橫向碳補償能夠?qū)崿F(xiàn)中下游經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)對中上游生態(tài)功能區(qū)的轉(zhuǎn)移支付，這部分資金從中下游地區(qū)轉(zhuǎn)移到中上游地區(qū)能夠發(fā)揮更大的作用，提升全流域社會福利和生態(tài)治理水平，符合卡爾多—?？怂垢倪M。

圖8 黃河流域城市碳補償優(yōu)先級分類

5 結(jié)論與建議

5.1 主要結(jié)論

“雙碳”背景下，本文以黃河流域城市碳收支核算為基礎(chǔ)，考慮資源型城市“能源資源外輸，碳排放和生態(tài)破壞留存”的損益偏離特征，基于引力模型將流域內(nèi)資源型城市因能源資源外輸產(chǎn)生的本地碳排放調(diào)整到非資源型城市，然后基于相對剝奪系數(shù)綜合等人均、等產(chǎn)出、歷史排放、碳匯能力和等空間五大原則對黃河流域的碳排放權(quán)進行重新分配，最后基于修正后的碳平衡結(jié)果開展市域橫向碳補償研究。主要研究結(jié)論如下。

（1）研究期內(nèi)黃河流域碳排放總體呈先快速增長后緩慢增長的態(tài)勢，碳匯總體呈波動增長態(tài)勢，碳匯的增速遠低于碳排放的增長，流域自然植被碳匯能力的緩慢提升難以完全吸收快速增加的碳排放，流域碳平衡于2007 年首次被打破。2003 年黃河流域城市碳赤字率為40%，赤字城市主要分布在山東半島、中原城市群和西部省會等發(fā)達地區(qū)，盈余城市主要位于西部邊遠地區(qū)和少數(shù)民族聚居區(qū)。2018年黃河流域碳赤字率達到62%，碳赤字格局東高西低，空間上由零星點狀分布逐步擴散為連片帶狀分布。

（2）考慮資源型城市的環(huán)境公平基于消費者責(zé)任視角對碳排放數(shù)據(jù)修正后，黃河流域資源型城市有166 157 萬噸歷史碳排放被調(diào)整到了非資源型城市，資源型城市碳排放調(diào)減量排在前十位的以成熟型和成長型資源型城市為主，非資源型城市調(diào)增量排在前十位的以省會城市為主。與單一原則下的碳排放權(quán)分配結(jié)果相比，基于相對剝奪系數(shù)兼顧五大分配原則提高了城市對分配結(jié)果的公平感和接受度。經(jīng)過修正，城市間碳赤字的差異被適當(dāng)弱化，個別城市碳補償?shù)闹骺腕w地位發(fā)生轉(zhuǎn)換。

（3）黃河流域市域橫向碳補償呈現(xiàn)“東北補償西南，中下游補償上游”的空間格局。城市層面，省會等發(fā)達城市需要支付的補償金額明顯高于其他地區(qū)，其中鄭州市的碳支付金額最大，而上游地廣人稀、經(jīng)濟欠發(fā)達城市獲得的補償金額明顯高于其他地區(qū)，其中海西州的碳受償額度最大。分省統(tǒng)計結(jié)果顯示，青海、甘肅、陜西為碳受償省份，山東、山西、河南、內(nèi)蒙古（蒙西）和寧夏為碳支付省份，其中，青海省獲得的補償最多，山東省需要支付的金額最多。

（4）以玉樹州為代表的經(jīng)濟欠發(fā)達的上游碳匯盈余區(qū)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先受償，以下游威海等經(jīng)濟較發(fā)達且補償金額對城市經(jīng)濟發(fā)展影響較小的城市應(yīng)當(dāng)率先支付。整體來看，碳補償區(qū)支付金額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重低于碳受償區(qū)獲得補償金額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重，黃河流域橫向碳補償能夠?qū)崿F(xiàn)中下游經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)對中上游生態(tài)功能區(qū)的轉(zhuǎn)移支付，這部分資金從中下游地區(qū)轉(zhuǎn)移到中上游地區(qū)能夠提升全流域社會福利和生態(tài)治理水平，符合卡爾多—?？怂垢倪M。

5.2 政策建議

（1）建立專門的黃河流域碳補償監(jiān)管部門和履約平臺。黃河流域尚未建立與流域碳排放協(xié)同治理相關(guān)的機構(gòu)和平臺，目前流域?qū)用娴墓芾頇C構(gòu)主要為水利部黃河水利委員會，其主要職能是圍繞水資源開展黃河流域水資源開發(fā)與利用、保護與治理、水政監(jiān)察和水行政執(zhí)法等工作，不能滿足黃河流域?qū)嵤M向碳補償?shù)默F(xiàn)實需要。為了保障流域碳補償工作的開展，應(yīng)在黃河水利委員會下增設(shè)相關(guān)職能部門或在國家層面設(shè)立專門的監(jiān)管機構(gòu)主管流域橫向碳補償工作。此外，為了方便黃河流域碳補償工作的開展，應(yīng)建立黃河流域碳補償履約平臺，監(jiān)測黃河流域城市橫向碳補償?shù)穆募s情況，及時總結(jié)和評價碳補償效果。

（2）構(gòu)建縱向碳補償與橫向碳補償?shù)穆?lián)動機制。黃河流域橫向碳補償按照“誰赤字誰付費，誰盈余誰受償”的原則，通過流域城市間的利益讓渡推動流域低碳協(xié)同發(fā)展。從全國范圍來看，黃河流域是我國的生態(tài)屏障和能源基地，也向流域外提供了大量的生態(tài)產(chǎn)品和能源資源，流域外地區(qū)也應(yīng)當(dāng)對黃河流域承擔(dān)相應(yīng)的補償責(zé)任。因此，在流域內(nèi)部橫向補償資金不足的情況下，應(yīng)以縱向生態(tài)補償和流域內(nèi)外的橫向補償作為其重要補充。黃河流域碳補償應(yīng)當(dāng)以橫向碳補償與縱向碳補償雙輪驅(qū)動，并建立兩者高效運作的聯(lián)動機制，明確兩者的功能定位和補償力度。

（3）通過多元化的補償方式推動流域橫向碳補償。生態(tài)補償?shù)膶嵺`中往往更加重視經(jīng)濟形式的補償，而忽視了非經(jīng)濟形式生態(tài)補償?shù)闹匾?。“輸血式”的?jīng)濟補償與“造血式”的非經(jīng)濟補償相比更加直接、快捷，但補償效果“治標(biāo)不治本”。因此，黃河流域橫向碳補償應(yīng)以經(jīng)濟補償形式為基礎(chǔ)，構(gòu)建多元化的補償方式。經(jīng)濟形式的碳補償通過地方政府間財政轉(zhuǎn)移支付完成，也可以引入市場手段，同時積極探索非經(jīng)濟形式的碳補償，比如，發(fā)達的碳赤字城市可以通過對口扶貧、共建園區(qū)、低碳技術(shù)援助等形式來改善碳匯盈余區(qū)的經(jīng)濟水平和生態(tài)質(zhì)量。

（4）完善流域橫向碳補償相關(guān)法規(guī)制度。盡管財政部和生態(tài)環(huán)境部等多部委聯(lián)合印發(fā)的《支持引導(dǎo)黃河全流域建立橫向生態(tài)補償機制試點實施方案》明確提出要推動鄰近?。▍^(qū)）加快建立起流域橫向生態(tài)補償機制，鼓勵流域內(nèi)部地區(qū)間開展碳補償。但目前關(guān)于黃河流域橫向碳補償?shù)姆煞ㄒ?guī)和制度機制還處于空白階段，城市的參與度難以保證。因此，在應(yīng)對氣候變化和黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展背景下，亟需圍繞橫向碳補償建立相應(yīng)的法規(guī)制度，對城市間的橫向碳補償行為進行監(jiān)督和約束，保障流域橫向碳補償?shù)捻樌麑嵤?/p>