2016, Vol. 36
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三峡工程是我国具有防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益的伟大工程, 但由于受库区环境资源条件限制, 自然本底差异及政策差异影响等, 三峡库区生态环境恶化趋势并未得到根本遏制.为妥善解决三峡工程建设中的一些累积性问题和建成运行后出现的新问题, 确保充分发挥三峡工程综合效益, 急需开展三峡库区后续发展问题研究, 其重点是加强库区成库后生态环境保护.但由于国家对三峡库区提出了较高的生态环保要求, 使其产业发展受限、发展成本增加.要实现生态保护和经济发展的同步, 必须实行资源有偿使用制度和生态补偿制度, 改革生态环境保护管理体制.因此, 在三峡库区成库后, 明确生态补偿标准对促进三峡库区生态保护、实现社会经济全面协调可持续发展具有重要的理论意义、实践意义和紧迫性.
生态补偿(林黎阳等, 2014;石广明等, 2012)已成为当前国际公认的重要的生态环境保护手段之一, 在世界各地得到了广泛实践, 也引发了众多学者的关注(袁伟彦等, 2014;Bai et al., 2011;Schomers et al., 2010).由于生态补偿本身的复杂性和研究重点的不同, 研究者们对生态补偿的表述不尽相同.但生态补偿的内涵是共同的, 从最初的自然生态补偿, 逐渐演变为促进生态环境保护的经济手段和机制(刘丽, 2010).国外文献通常将生态补偿称之为对生态/环境服务付费(Payments for Ecosystem/Environmental Services, PES), 最早于19世纪70年代提出, 并以美国Larsno和Mazzares建立政府颁发湿地开发补偿许可证的湿地快速评价模型为开端.此后, 北美、西欧等国家将这一环境经济学手段成功用于解决生态环境保护与经济发展之间的矛盾, 积累了丰富的经验(Hecken et al., 2010;Bennett et al., 2014) .从20 世纪90年代起, 生态补偿的研究和实践得到国际学术界的高度关注, 尤其是发达国家的关注(Newton et al., 2012;Engel et al., 2008;Muradian et al., 2010).国外的研究主要集中于对生态补偿概念的辨析、补偿机制设计和效应评估等关键问题的讨论, 重点强调政治、制度和文化背景在生态补偿计划实施中的作用, 重视补偿计划参与者决策对提升计划效果的影响(Fletcher et al., 2012; Tacconi et al., 2012).研究领域主要以森林、草原、农田、流域、能源开发、海洋等为主, 对于大型库区生态补偿的相关研究相对比较少见.我国自20世纪80年代引入生态补偿以来, 生态补偿研究无论是在理论上还是在实践上都处于探索阶段, 对于生态补偿的研究大多处于理论基础上, 具体的实践还很薄弱, 对于一些具体项目的实施亦不多见.近年来, 公众参与生态补偿等问题开始进入学者的研究视野(刘春腊等, 2013).根据补偿的区域不同, 可分为流域生态补偿(白景峰, 2010;徐大伟等, 2012;段靖等, 2010;金淑婷等, 2014;张落成等, 2011)、库区生态补偿(于洋等, 2012;蔡光东等, 2011;闫峰陵等, 2010)、水源地的生态补偿研究(史晓燕等, 2012;赖敏等, 2015)等, 对于各区域的生态补偿标准模型已有很多, 但对于具体的补偿额度提出较少.
总体来说, 随着国内外研究的逐渐深入, 如何表征、量化和确定生态补偿标准, 完善生态补偿机制, 已成为生态补偿研究的核心问题.我国在三峡工程初期运行阶段, 南水北调工程规划投建期间, 出现了较多尝试性的关于库区生态补偿研究, 主要是针对库区生态补偿理论还不完善, 相关的法律法规不健全, 以及建立库区生态补偿机制的必要性做出的初步讨论.基于此, 本文以“重庆三峡库区后续发展”为关注点, 从“差别化”的新视角, 构建生态补偿标准差别化模型, 探究生态补偿标准测算体系, 科学制定不同区域间生态补偿的分配标准, 以期能为三峡库区乃至其他类似大型库区生态补偿机制的完善提供科学依据和指导.
2 生态补偿标准差别化模型构建(Construction of different models of ecological compensation standard) 2.1 研究区概况三峡库区是指受长江三峡工程淹没的地区, 重庆市三峡库区是整个三峡库区的一部分, 全部位于重庆市内, 东起巫山县、西至江津市、北起开县、南至武隆县, 地理范围在北纬 28°28′~31°44′、东经 105°49′~110°12′之间, 库区地处四川盆地与长江中下游平原的结合部, 跨越鄂中山区峡谷及川东岭谷地带, 北屏大巴山、南依川鄂高原.三峡库区重庆段面积46118 km2, 占三峡库区的总面积的85.6%, 人口将近2000万, 包括22个区县(图 1).
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| 图 1 研究区域位置示意图 Fig. 1 Location of the study area |
基于重庆三峡库区后续发展过程中, 对三峡库区生态环境的影响因子进行分析和比较, 本文从自然价值、社会经济和区域公平3个角度入手, 定性和定量分析这3个影响因子, 确定其差别系数, 构建重庆三峡库区生态补偿标准差别化模型.
2.2.1 自然价值因子的定量分析本文从滑坡和土壤侵蚀2种自然灾害出发, 基于2种自然灾害在重庆三峡库区各个区域发生的频率、强度和危害程度, 确定2种灾害的权重, 根据权重的不同和不同区域2种灾害发生的量, 由公式(1) 确定各区域的综合灾害指数.
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(1) |
式中, Ri是第i区域的综合灾害指数, xij是第i区域第j种灾害指数, yj是第j种灾害的权重.根据公式(1) , 采用极差标准化对已有的灾害量归一化处理, 通过层次分析法得到土壤侵蚀和滑坡的权重为别为0.2和0.8, 最后得到综合灾害指数(表 1).
| 表 1 重庆三峡库区不同区域的综合灾害指数 Table 1 Comprehensive disaster index of different regions in the Three Gorges Reservoir Area in Chongqing |
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基于影响社会经济发展的指标很多, 本文主要选择人均GDP、城镇化率、地区生产总值、社会消费品零售总额、城镇居民人均可支配收入和区域财政预算收入6个指标, 来反映重庆三峡库区不同区域的社会经济发展水平.采用主成分分析法对6个指标进行分析, 经Bartlett球体检验给出相伴概率为0.001, 小于显著性水平0.05；检验样本数据简单相关关系与偏相关关系的相对检验值为0.842, 累计方差贡献率为81.925%, 适合进行因子分析.在SPSS中分析得到特征值(4.915) 和矩阵得分, 然后计算各指标的变量系数A.对区域经济发展水平进行综合评价, 根据公式(2) 得到区域经济综合评价得分F(表 2).
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(2) |
式中, F为综合评价得分, Ai为第i种指标的系数, ZXij为第j区域第i种指标标准化处理后的数据.
| 表 2 重庆三峡库区各指标标准化值和得分 Table 2 Standard value and score of each index in the Three Gorges Reservoir Area of Chongqing |
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本文选择区域公平下自然资源所包括的森林覆盖率、耕地比率和人均水资源3个指标, 采用层次分析法对3个指标进行分析, 确定3个指标的权重.根据3个指标相互重要性, 确定判断矩阵, 得到人均水资源、耕地比率和森林覆盖率的权重分别为0.375、0.375、0.25, 并且满足检验系数CR=0.019＜0.1, 表明判断矩阵合理.
根据各指标的权重, 将指标数据标准化处理, 采用极差标准化, 把得到的标准化指标和权重连乘求和(式(3) ), 得到不同区域的自然价值Wi(表 3).
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(3) |
| 表 3 重庆三峡库区自然资源指标标准化值和资源价值 Table 3 Standard value and resource value of natural resources in the Three Gorges Reservoir Area of Chongqing |
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式中, Wi为第i区域的自然价值, mij为第i区域第j种指标数据, nj为第j种指标数据的权重.
2.3 生态补偿标准上限模型运用生态系统服务价值法进行生态补偿标准上限模型建立, 生态服务价值计算需要重庆三峡库区的土地利用类型, 根据土地利用一级分类, 可分为耕地、林地、草地、水域、城乡工矿居民用地和未利用地.本文仅需要三峡库区的耕地、林地、草地和水域4种土地利用类型的面积.根据研究区的实际情况, 采用中国陆地单位系统服务价值表, 计算重庆三峡库区的生态服务价值, 结果见表 4.从表 4可以看出, 林地生态系统服务总价值最大, 草地最小, 因为三峡库区加大了植树造林, 森林覆盖率显著提高, 林地用地面积增加, 长江穿过三峡库区, 水资源较丰富, 所以林地和水域的服务价值较大.
| 表 4 重庆三峡库区土地利用类型生态服务总价值 Table 4 Total value of ecological services of land use types in the Three Gorges Reservoir Area of Chongqing |
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本文采用机会成本法构建生态补偿标准下限模型, 从因生态保护限制社会发展的角度考虑这部分补偿.而衡量某一区域发展, 其最重要的是工业发展, 同时还要考虑到对于生态保护和生态建设的投入, 因而需要对这些区域损失的机会成本进行补偿.所以, 根据公式(4) 计算区域的机会成本.
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(4) |
式中, E为区域补偿的机会成本(元), E损为区域发展经济的损失(元), E投为区域生态保护和生态建设投入(元).其中, 因为生态保护而造成区域的经济损失, 需要选择参照区域和补偿区域进行对比, 计算参照区域和补偿区域之间经济发展差, 得到补偿成本(式(5) ).
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(5) |
式中, E损为区域发展经济的损失(元), T0为参照区城镇人均可支配收入(元), T为补偿区域城镇人均可支配收入(元), Nc为补偿区域城镇人口数(人), S0为参照区农村人均可支配收入(元), S为补偿区域农村人均可支配收入(元), Nn为补偿区域农村人口数(人).
区域的生态保护和生态建设投入包括诸多方面(林业建设、水土保持投入、生态移民投入、对环境保护的投入等), 这些数据主要是从各个区域的统计年鉴及政府报告、期刊文献当中取得.
2.5 生态补偿标准差别化模型构建生态补偿必须建立在公平的基础上, 如果全都按照统一的补偿标准, 必然会导致有些区域的不平衡.因为不同的区域自然地理条件不同, 造成各地区域社会生产中的投入与产出先天不平等, 从而引起区域社会经济发展的差异.在建立生态补偿标准模型的过程中, 需要考虑区域差异条件对模型建立的影响, 因此, 本文引入自然价值差异系数、社会经济差异系数和区域公平差异系数.自然价值差异系数是指区域的灾害程度不同而引起的各地区投入和产出不同；社会经济差异系数指的是由于区域地理位置条件的不同而引起的区域之间经济发展差异；区域公平差异系数主要是指由于区位条件不同, 各区域拥有的自然资源不同, 从而造成投入产出和经济发展不同.具体差异系数设定如下:
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(6) |
式中, O为自然价值差异系数, r为综合灾害指数归一化处理后的值, P为社会经济差异系数, f为区域综合经济评分的归一化值, Q为区域公平差异系数, w为自然资源价值的归一化值.本文将得到3个因子指标都归一化处理.
将得到的3个影响因子的差异系数, 通过添加差异系数, 进而得到灾害、自然资源和社会经济对生态补偿标准的影响.不同区域的差异系数不同, 对生态补偿标准的影响就不同, 而且主要是对于机会成本的影响, 不同区域的发展程度不同, 机会成本差距就很大.因此, 对于生态补偿标准的模型建立就需要把3个差异系数结合起来, 就可以设定为如下公式模型:
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(7) |
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(8) |
式中, Z为区域理论损失的成本(元), Zx为生态补偿标准(元), ESV为区域生态系统服务价值(元).
3 结果与分析(Results and analysis) 3.1 生态补偿标准评价因子结果分析基于公式(1) , 对生态补偿标准评价因子进行计算, 然后将计算结果进行归一化处理, 导入到ArcGIS中, 得到自然价值、社会经济和区域公平等评价因子的空间等级划分图(图 2).图 2a将重庆三峡库区22个区县分为3个灾害区, 其中, 高级灾害区包括万州区、奉节县和巫山县；由于靠近三峡大坝, 受到蓄水的影响, 且地质条件复杂, 尤其是万州区位于不稳定的滑坡体上, 因而造成滑坡灾害经常出现；同时, 3个区县的平均海拔都较高, 地势险峻, 人为干扰影响较小.中级灾害区共包括11个区县, 其中有8个区县灾害指数相对较高, 且大多离高级灾害区较近, 离三峡大坝也相对较近, 受到的影响比低灾害区大；同时, 渝中区由于受雨水的影响, 经常发生滑坡和土壤侵蚀等自然灾害, 使得灾害指数较高.低级灾害区共包括8个区县, 且都集中在一起；低灾害区的经济发展相对于其他灾害区较好, 对于生态环境保护投入较多, 城市建设比较好, 因而自然灾害发生的频率小于其他灾害区.综合考虑, 在设定生态补偿标准时, 高级灾害区相对于低级灾害区的补偿应该要多一些.
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| 图 2 三峡库区灾害分级(a)、经济发展分级(b)和自然资源分区图(c) Fig. 2 Classification of disaster(a), economic development(b)and natural resources(c)in the Three Gorges Reservoir Area |
对比图 2a和图 2b不难看出, 总体上, 经济发展较为迅速的地区, 灾害等级相对较低；个别区县情况有所不同, 如奉节县和巫山县经济发展相对落后且处于高级灾害区, 地质灾害频发；而万州区由于是重庆市最大的一个区, 工业较为发达, 经济发展相对较好, 但还是因为地势原因, 灾害较多.同样, 渝北、江北和沙坪坝这些区位于主城区, 经济发展好, 城市建设快, 灾害相对较少.
对比图 2c和图 2b得出, 资源丰富的地区, 经济发展都比较薄弱, 因为在这些地区工业和第三产业发展比较慢, 主要以农业为主, 经济发展相对落后, 对于生态补偿的支付能力比较弱.因此, 这些区域生态系统服务价值较大, 机会成本也相对比较大.
3.2 重庆三峡库区生态补偿标准测算结果分析生态补偿标准的测算是对生态补偿标准的一个定量分析, 补偿的最低标准需要满足补偿区居民的最低生活水平.本文以人均收入支配来计算, 以三峡库区各区域的城镇和农村人均收入支配为基础, 参照全国的城镇和农村人均收入支配, 2014年全国城镇人均可支配收入为28844元, 农村人均可支配收入为10489元.根据重庆三峡库区各区域城镇和农村居民人均可支配收入, 利用公式(5) 计算出重庆三峡库区各区域的工业发展损失的值.
通过添加各区域的生态保护和建设投入, 可以得到各区域的人均机会成本, 将得到的差异系数和机会成本根据公式(7) 计算得到各个区域的理论损失成本.对于生态补偿标准的测算, 不仅要考虑理论损失成本, 还要考虑生态系统服务价值这个上限.根据前文对生态系统服务价值的测算, 计算出三峡库区各区域的生态系统服务价值和人均生态系统服务价值, 将生态系统服务价值和理论损失成本结合起来, 根据公式(8) 得到重庆三峡库区人均生态补偿额度.
3.3 重庆三峡库区区域间生态补偿标准差异化分析与讨论根据差别化模型计算人均生态补偿标准, 将结果导入到ArcGIS中, 进行空间差异化分析, 得到重庆三峡库区人均生态补偿标准和人均机会成本等级划分图(图 3).从图 3a可以看出, 主城区包括江津区、北碚区在内的10个区为一级补偿区, 这些区域以第二、三产业为主, 科技发展比较迅速, 经济转型比较快, 社会经济发展比较好, 理论损失成本都比较小, 因此, 这些区域对于生态补偿的需求就要相对少得多.二级补偿区包括长寿、涪陵等5个区县, 发展力度显然不如一级补偿区, 二级补补偿区的5个区县主要发展农牧业和第二产业, 经济发展比一级补偿区落后, 甚至开县的理论损失成本大于生态系统服务价值.三级补偿区包括武隆、石柱和云阳3个县, 主要发展旅游经济和农牧业, 自然资源比较丰富, 对于生态环境保护的投入也比较多.四级补偿区包括奉节、巫山、万州和巫溪4个区县, 其中, 万州区工业发展比较好, 自然价值差异系数、社会经济和区域公平系数都较大, 使得万州区的理论损失成本变大, 超过了生态系统服务价值；而实际上万州区的人均机会成本远远小于同一补偿级别的其他3个区县, 其他3个区县的经济发展都相对落后, 理论损失成本很大, 造成了需求的生态补偿就更多.
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| 图 3 三峡库区人均生态补偿标准分区图(a)和人均机会成本分区图(b) Fig. 3 Per capita ecological compensation standard(a)and per capita opportunity cost division(b)in the Three Gorges Reservoir Area |
图 3b是没有考虑差异系数的人均机会成本的分级图.对比图 3a和3b可以看出, 万州区位于第二个级别, 人均机会成本为2948元, 而理论损失成本达到17135元, 由此可见, 3个差异系数对于万州区的生态补偿标准的确定影响很大.从上面的差异系数看, 万州区的自然价值差异系数最大, 社会公平差异系数和社会经济系数都偏大, 因此, 万州的理论损失成本较高.其他区县的人均机会成本分区和人均生态补偿标准额度分区相差不大, 3个差异系数一起影响生态补偿标准的确定, 每个区县的差异系数大小不一.
差异系数是以每个区域的社会经济、自然灾害影响、资源这3个方面的指数和评价得分的归一化值而来的, 每个区域的灾害指数越高, 需要补偿的就越多；每个区域经济发展好, 承担补偿的能力就越大；区域资源越丰富, 需要的保护就更多, 补偿投入也就更多.基于差异化系数, 计算得到了重庆三峡库区各区域生态补偿的差别化分配标准(图 4).
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| 图 4 重庆三峡库区生态补偿差别化分配标准划分图 Fig. 4 Standard division of ecological compensation difference distribution in Three Gorges Reservoir Area in Chongqing |
图 4a~c是考虑单个差异系数的生态补偿标准的分级图, 每一级别的补偿标准差异不大, 考虑社会经济差异系数的生态补偿标准的范围最小, 最多的县是7682.62元；而考虑自然价值和区域公平两个差异系数的生态补偿标准范围要广一些, 最大为13796.75元；并且图 4a~c中, 都位于最高级别的区县有巫山县和巫溪县, 这两个县的社会经济系数相对较小, 区域公平和自然价值差异系数相对较大, 因此, 在图 4b中的补偿标准范围小.巫溪和巫山在图 4中都位于最高级别, 主要原因是机会成本大, 受系数影响, 理论损失成本大.而对比仅考虑自然价值差异系数(图 4a)、仅考虑社会经济差异系数(图 4b)和仅考虑区域公平差异系数(图 4c)的云阳和奉节两个县来看, 考虑自然价值系数和区域公平系数的生态补偿标准时其位于第四等级, 而考虑社会经济系数的生态补偿标准时其位于第三等级, 说明这两个县的经济差异系数明显小于自然价值和区域公平差异系数, 从而使补偿标准要小一点.图 4c中位于第四等级的区县最多, 说明区域公平差异系数都较大, 这些地区的自然资源都比较丰富, 适合发展旅游业, 这也是近几年这些区县增收的一个原因.
综合来看, 位于库区西南段的均为主城区, 这些区域经济实力雄厚, 虽然社会经济差异系数较大, 但是由于机会成本较低, 而且受到自然价值和区域公平差异系数的影响较小, 因此, 最终生态补偿标准也比较低, 一直位于第一级别；而库区北段的巫山县、巫溪县、云阳县、奉节县和开县这些地区自然资源丰富, 社会经济差异系数小, 而机会成本较高, 并且受到区域公平差异系数影响较大, 因此, 补偿标准也会高一些, 基本位于第三、第四级别.从图 4可以看出, 很多区县受单个差异系数影响和受3个差异系数影响最后分级都没有变化, 说明这些区县各个差异系数都比较均衡.图 4a~c与图 4d都有一定的差别, 因此, 只考虑单个差异系数对生态补偿标准的确定的影响是不够全面的, 需要考虑多个因素对于生态补偿标准的确定的影响, 只有这样才能够比较正确地确定出各个区域的生态补偿标准.
本研究结果运用生态系统服务价值法和机会成本法, 实现了生态补偿额度的差别化计算, 为科学制定区域间生态补偿标准提供了重要依据.但在利用生态系统服务价值方法时只考虑了土地一级分类, 未进行细分, 在计算机会成本法的时候, 选择参照不同, 使得计算出来的机会成本就会不同, 在今后的研究中将通过计算二类用地生态系统服务价值进行进一步研究.
4 结论(Conclusions)1) 基于生态系统服务价值法和机会成本, 引入差异系数, 构建了重庆三峡库区的生态补偿标准差别化模型, 对于生态补偿标准有了一个明确的界定, 利用机会成本为下限, 计算出来的结果如果超过生态系统服务价值, 则生态补偿标准就为区域的生态系统服务价值；反之, 则是区域的机会成本乘以差异系数, 得到的理论损失成本为生态补偿标准, 这反映出差异系数对于最终生态补偿标准的影响.
2) 根据构建的生态补偿标准差别化模型, 计算出三峡库区各区域具体的人均生态补偿标准, 明确各区域间的生态补偿标准差异很大, 三峡库区北段(巫县、巫溪县、云阳县、奉节县和开县)生态补偿额度较大, 库区西南段(渝北区、江北区、渝中区、江津区和北碚区等)补偿额度较小.
3) 对重庆三峡库区的生态补偿标准的差异性进行分析, 说明了重庆三峡库区各个区域的经济状况和自然条件不同, 统一的生态补偿标准难以实行, 每个区域的补偿标准都应该不同, 补偿标准也应该有差异性, 这样才能保证重庆三峡库区不同区域间获得平等的环境权和发展权, 促进区域间的协调、平衡和可持续发展.
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