基于生态价值当量的中国省域生态补偿额度研究，本文主要内容关键词为：生态论文,当量论文,额度论文,中国论文,价值论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
修订日期：2013-09-27
文章编号：1007-7588(2014)01-0148-08
1 引言
生态保护与经济利益之间关系的扭曲，不仅限制了生态保护建设事业的发展，也影响到地区之间以及相关生态保护建设利益者之间的和谐[1]。生态补偿通过对损害(或保护)资源环境的行为进行收费(或补偿)，提高该行为的成本(或收益)，从而激励损害(或保护)行为的主体减少(或增加)因其行为带来的外部不经济性(或外部经济性)，达到保护资源的目的[2，3]，是一种有效解决资源保护与经济发展矛盾的经济激励措施[4，5]，有助于解决区域生态冲突和随之而来的区域社会经济发展冲突，处理好区域间生存权、发展权与环境权的矛盾[6，7]，已成为政策和现实的迫切需要，是调整相关主体环境利益及其经济利益的分配关系，促进经济与环境之间、区域之间协调发展的有效手段[8，9]，可使生态利益相关者的获益与受损达到平衡[10，11]。
中国的生态补偿问题已得到学者们的关注。对中国省域生态补偿差异的研究，主要集中在补偿标准确定方法[12，13]、补偿额度[14]、机制与政策[15，16]以及时空格局分析[17]等方面，取得了较好的研究成果。比如，采用相对评价算法，构建覆盖各主要生态环境要素和污染物排放控制领域的生态补偿标准核算指标体系，计算出各省的生态补偿指数[13]；利用生态足迹法计算各省生态服务供给与消费情况，计算出各省应获得的生态补偿金额[14]；从中央政府主导下的生态补偿和地方政府之间的生态补偿两方面，提炼和总结确定补偿标准在实践中的难点及其负面影响[12]；结合GDP、人口等经济社会统计数据，创建区域生态补偿定量估算模型，模拟和分析中国多时空尺度的生态补偿分布格局[17]；探讨了中国建立生态补偿机制的国家战略框架和理论方法，对流域等生态补偿重点领域进行研究[15]。
补偿额度的测算和确定是区域生态补偿研究从理论走向实践的关键，“一刀切”的补偿标准常常会造成区域间“过高补偿”和“补偿不足”现象的出现，进而导致补偿政策的难以执行[18，19]。目前，对中国省域生态补偿额度的研究，主要是基于生态服务、生态消费角度的测算[14]，和基于区域社会经济统计数据的区域生态补偿模型估算[17]。这些研究成果为中国省域生态补偿额度的定量研究提供了借鉴。本文受启发于Pagiola等[7，20]对生态补偿理论框架的解读思路，从地理学的尺度关联与尺度转换视角，提出中国省域生态补偿的理论框架，并结合国内外学者对生态系统价值的判断，根据中国各省域的社会经济统计数据，提出基于生态价值当量的中国省域生态补偿额度测算思路，并以2011年数据为例，对中国各省的生态补偿额度进行了测算，以期为决策者提供参考。
2 生态价值当量与生态补偿
2.1 生态价值当量
生态系统价值的鉴别、量化和货币化已得到了国内外学者的广泛关注。但目前大多是采取一些替代法计算，世界上比较公认的成熟的生态价值定价方法还未形成。由于不同研究者对参数选取的差异，导致所得结果的差异往往很大。1997年Costanza等[21]在《Nature》上发表了“The value of the world's ecosystem services and nature”，使得生态系统价值估算原理及方法从科学意义上得以明确。该方法在中国已应用于评估各类生态系统的生态经济价值[22]，但Costanza的方法在中国的应用仍存在很大争议[23]。2008年，谢高地等在《自然资源学报》的论文“一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法”，经学术计量指标综合评定，被评选为2011年度“中国百篇最具影响国内学术论文”(中国科学技术信息研究所，2012)，该文在Costanza生态系统价值评估体系的基础上分别于2002年和2007年对中国约700位具有生态学背景的专业人员进行问卷调查，得出了新的生态系统价值评估单价体系(表1)。
为衡量生态补偿能力，生态当量(绿当量)已被学者广泛运用[24-30]于不同生态标准的量化(表2)，该方法定义其他绿色植被的绿量相对于等量森林面积的绿量的比率，其主体可以为草地、园地、耕地等其他绿色植被，进而从土地利用的角度使得不同土地利用方式的生态当量具有直观的比较性。但大多运用于城市生态补偿方面的研究，且具体的当量标准也有一定的差异。
基于表2中生态当量的归一化思路，以森林生态系统的生态价值作为参考，对表1中各方案的草地、农田、湿地、河流、湖泊、荒漠等生态系统单位面积生态服务价值进行当量化处理(表3)，结合学者们的研究[31，32]，本文采用谢高地的方案。
2.2 基于生态价值当量的生态价值核算
以森林、草地、农田、湿地、河流、湖泊、荒漠等生态系统为单元，基于生态价值当量表(表3)，乘以各生态系统的面积(
)，即可得到不同生态系统的生态价值(元)。比如，2011年中国森林面积为1.955亿，草地面积为3.928亿，农田(农用地)面积6.569亿，湿地面积0.385亿，河流、湖泊面积为0.166亿，荒漠面积(沙化土地)1.731亿，相应地求出其生态价值当量为6.547亿，假定单位生态价值当量的经济价值为603.29元/，故可计算出其基于生态价值当量的生态价值为3949.740亿元。
2.3 生态补偿的理论框架
从区域的层面，生态补偿主要是以资源有偿使用为手段，运用国家行政的力量，通过对生态资源破坏者的生态惩罚，促进社会公平发展[33，34]。通过考核一个地区的生态资源价值量、污染物排放量(折算成相应的污染治理成本)、用于污染物治理的经济投入3个关键指标，即可计算出地区的生态经济价值的盈亏状态，进而在全国尺度上通过国家建立地区间的生态补偿关系。受启发于Pagiola等对生态补偿理论框架的解读思路[7，20]，从地理学的尺度关联与尺度转换视角出发，可将区域生态补偿的逻辑框架解释如图1。
当一个地区的生态资源价值量减去其污染物排放量(折算成相应的污染治理成本)，再加上该地区用于污染物治理的经济投入，结果为正时，即(基于生态价值当量的地区生态资源价值-污染物排放+污染物治理的投入)＞0，该地区处于生态经济价值的盈余状态，为全国生态建设做出了贡献(图1中的区域A)。
相反，当一个地区的生态资源价值量减去其污染物排放量(折算成相应的污染治理成本)，再加上该地区用于污染物治理的经济投入，结果为负时，即(基于生态价值当量的地区生态资源价值-污染物排放+污染物治理的投入)＜0，该地区处于生态经济价值的亏损状态，该地区的发展占用了全国其他地区的生态资源(图1中的区域B)。
在全国层面，需要运用国家行政等手段，比如财政转移支付、生态惩罚等，对生态经济价值亏欠的地区做出惩罚，促使其加强生态环境治理；同时，激励生态经济价值盈余地区更好地保护生态环境资源，促进国家整体生态环境系统的优化发展。
3 中国省域生态价值当量的计算
3.1 计算方法
(1)根据对生态价值当量的理论阐述，中国各省域的生态价值总当量为森林、草地、农田(农用地)、湿地、荒漠(沙化土地)、以及河流和湖泊的生态价值当量的函数，即：
Q=f(F，G，C，W，D，R) (1)
式中Q为省域生态价值总当量；F为森林生态价值当量；G为草地生态价值当量；C为农田(农用地)生态价值当量；W为湿地生态价值当量；D为荒漠(沙化土地)生态价值当量；R为河流和湖泊生态价值当量。
(2)单个生态系统的生态价值当量是生态系统面积及该生态系统对应的生态价值当量的函数(见表3)，即：
(3)通过对各单个生态系统的生态价值当量进行求和，即得到该省的生态价值总当量Q，即：
图1 区域生态补偿理论框架
Fig.1 Theoretical framework of regional eco-compensation
3.2 数据来源
为计算中国省域生态价值当量，需要获得中国各省的森林面积、草地面积、农田(农用地)面积、湿地面积、荒漠面积(沙化土地)、以及河流和湖泊面积。数据来源于《中国统计年鉴2012》、《中国环境统计年鉴2012》。
3.3 计算结果
通过计算，中国各省的生态价值当量存在一定的差异(图2)，最小值为79.31万(天津)，其次为83.94万(上海)，107.08万(北京)；最大值为9555.27万(内蒙古)，其次为8656.06万(西藏)、5625.34万(新疆)、4287.91万(黑龙江)。这与省域的生态资源本底密切相关。总体而言，我国的生态资源价值当量存在一定的地带性分异规律，西部地区生态资源价值当量最大、中部地区次之、东部地区最小。这与我国生态系统的地带性规律吻合[35]。
4 基于生态价值当量的中国省域生态补偿额度分析
4.1 生态服务当量因子的经济价值核算
根据Costanza研究[21]，1个生态服务价值当量因子的经济价值量为54美元/(449.28元/，按1997年基准价8.32元/美元计算)。根据胡瑞法等研究[36]，2005年中国全国平均粮食生产的单位面积总收益为3629.43元/，单位面积总投入(包括劳动、化肥、机械和其他4项)为930.33元/，估计获得土地用于粮食生产的影子地租约为2250元/。在此基础上，谢高地等[23]计算2007年中国1个生态服务价值当量因子的经济价值量为449.1元/。本文考虑到2007-2011年中国农业生产资料价格分类指数的变化，据此推算出2011年中国1个生态服务价值当量因子的经济价值量为603.3元/，考虑到2004年以来，我国在农业生产、农机补助等方面给予的大量补贴，不同省域的农业生产资料平均价格的差异与全国平均水平均比较接近，故2011年全国各省1个生态服务价值当量因子的经济价值量也取全国平均值603.3元/。
各省域生态经济价值计算公式为：
H=Q×U×l (6)
式中H为省域生态经济价值(元)；Q为该省的生态价值总当量；U为1个生态服务价值当量因子的经济价值量，本文取为603.3元/；l为系数(该系数取正数，依据所研究对象的特征及研究尺度而定，是对1个生态服务价值当量因子的经济价值量的情景化调整与修正，鉴于本文中西藏的生态经济价值已占其GDP的86.20％，而最小的上海仅占0.03％，本文取值为1)。
图2 2011年中国各省域生态价值当量
Fig.2 Provincial ecological value equivalents of China in 2011
图3 2011年中国各省域生态经济价值
Fig.3 Provincial ecological value of China in 2011
通过计算，各省的生态经济价值如图3、表4。这是对省域生态价值当量的货币化、价值化结果。
生态经济价值总量最大的为内蒙古，其次为西藏、新疆、黑龙江、青海、四川、云南；生态经济价值总量最小的为天津，其次为上海、北京、海南、宁夏、重庆、江苏、山西、安徽。其中，上海生态资源的经济价值占GDP比例的0.03％为全国最小比例，西藏生态资源的经济价值占GDP比例的86.20％为全国最大比例，研究结果与其他学者的成果也具有可比性[14，17]。
4.2 生态补偿额度的计算
(1)根据图1所示的生态补偿理论框架，生态补偿额度的确定是以省域自身的生态经济价值盈、亏状态及其量的大小而定，即当某省域的生态经济价值为盈余状态，其为生态环境建设作出了贡献，应该得到补偿；当某省域的生态经济价值为亏欠状态，其发展占用了其他地区的生态资源，应该缴纳生态补偿金，以作为处罚。即：
对于区域A，当Y＞0时，EC＞0，应该得到生态补偿；对于区域B，当Y＜0时，EC＜0，应该缴纳生态补偿金；其中Y为生态经济剩余价值；EC为生态补偿量。
(2)生态经济剩余价值Y的计算，结合区域生态补偿的内涵，本文认为其与区域生态资源经济价值、污染物排放量、污染物治理的投入有关，即：
Y=f(H，P，I) (7)
式中H为各省域生态经济价值；P为用于治理所有排放污染物的投入(假设全部治理)，I为省域用于污染物治理的实际经济投入。
P=Σ(TK×VK) (8)
式中T为所有排放污染物的排放总量；V为治理单位排放污染物的经济投入，本研究仅考虑废水、废气及固体废弃物的治理，即K=1、2、3，分别代表对于废水、废气及固体废弃物的治理。
(3)区域生态补偿量EC的计算：
EC=Y=H-P+I (9)
图4 2011年中国各省域生态补偿额度
Fig.4 Provincial eco-compensation standard of China in 2011
4.3 中国省域生态补偿的额度
通过计算，各省的生态补偿额度如图4、表5所示：①中国各省的生态补偿量与其GDP相比而言，大部分省域的生态补偿量均只占GDP的小部分，这与其他学者的研究结果比较一致[14，17]，同时，本文通过生态经济价值核算系数l，可较好地调节生态补偿量与GDP的比例关系，使生态补偿研究成果更接近现实的生态补偿支付意愿；②北京、上海、广东、天津、江苏等经济发达省份，其生态补偿量为负值，表示其经济发展占用了其他地区的生态资源，需要交纳生态补偿金；而西藏、青海、新疆、宁夏、甘肃、云南、广西、内蒙古、黑龙江等经济欠发达地区，其生态补偿量为正值，需要得到生态补偿。
生态补偿额度最大的为内蒙古，其次为西藏、新疆、青海、黑龙江、云南、四川、甘肃、广西；生态补偿额度最小的为上海，其次为北京、江苏、广东、天津、海南、重庆。其中，西藏生态补偿额度占GDP比例的86.18％为全国最大比例，广东生态补偿额度占GDP比例的0.04％为全国最小比例。人均获取生态补偿最大的西藏为17214.6元，最小的山东为38.6元。人均应支付生态补偿最大的上海为462.3元，其次北京为199.5元，天津为65.4元，江苏为36.3元，广东为20.6元，这些研究结果与其他学者的成果均具有可比性。生态资源的经济价值与所研究省域的森林、草地、农田、湿地、河流、湖泊、荒漠等生态系统的规模直接相关，相关学者也在其研究成果中阐述得很详尽[14，17，23]。各个省域的生态补偿额度的大小则由其自身生态资源的经济价值、污染物的排放总量和用于污染物的经济投入决定，总体而言，生态资源大省为应获得生态补偿的大省，经济大省为应支出生态补偿的大省。
5 结论与讨论
(1)本文受启发于Pagiola等对生态补偿理论框架的解读思路，基于地理学的尺度关联与尺度转换视角，阐述了中国省域间生态补偿的逻辑框架(图1)，即在省域层面，可从生态资源经济价值、污染物排放的治理成本、污染物治理投入3方面判断某省域内部生态经济价值的盈亏状态，对于生态经济盈余省份和生态经济亏欠省份，进而可在国家层面通过国家行政力量开展不同省域之间的生态补偿。
(2)结合国内外学者对不同生态系统价值的判断，通过对比，选定本研究采取的生态系统价值当量，即森林生态价值当量为1.00，草地生态价值当量为0.42，农田生态价值当量为0.28，湿地生态价值当量为1.95，河流、湖泊生态价值当量为1.61，荒漠生态价值当量为0.05。
(3)基于Costanza等的研究(1999年1个生态价值当量因子的经济价值量为449.28元/)和谢高地等的研究(2007年中国1个生态服务价值当量因子的经济价值量为449.1元/)，本文考虑到2007-2011年中国农业生产资料价格分类指数的变化，推算出2011年中国1个生态服务价值当量因子的经济价值量为603.3元/，并提出基于生态价值当量的中国省域生态补偿额度测算思路与计算模型。
(4)以2011年统计数据为例，对中国各省的生态经济价值及生态补偿额度进行了测算，并将其与各省的GDP进行了数量对比。研究结果表明，通过该方法测算的中国各省的生态经济价值及生态补偿额度占其自身GDP的比率均比较符合实际情况。
(5)本研究在核算生态经济价值时，引入了核算系数l，通过对l的调整，可模拟不同当量经济价值条件下的生态资源经济价值及其生态补偿额度。由公式(6)可知，l的大小直接影响省域生态经济价值H的大小；进而由公式(7)、公式(9)可知，H的大小直接影响到区域生态补偿额度EC的大小。但限于篇幅，本文未展开详细地讨论，未模拟不同l情景下的生态补偿额度探讨。同时，本研究方法仍有一些科学问题亟待解决，突出表现在生态服务价值的空间异质性有待考虑，无论从宏观还是微观的空间尺度，生态系统本身的多样性和环境条件的多样性决定了生态系统服务的类型和强度的空间差异性。同时，由于经济环境的不同，不同省份的价格存在差异，本文未考虑各个省份的经济价格差异，而是取全国平均值，即各个省份1个生态服务价值当量因子的经济价值量均为603.3元/，有待生态经济价值核算系数l等的进一步修订与细化。