油气资源开采期间水土保持生态补偿标准估算研究

刘 洋，王甲山，王瑞华，刘纬纬

(东北石油大学经济管理学院，黑龙江 大庆 163318)

油气资源开发过程扰动资源开采地区原始的自然环境、地质地貌和水文情况，因占压土地、落地原油、注水采油、水力压裂等导致水土保持生态服务功能下降，成为影响油气产区生态环境的主要因素之一。我国现行油气资源开发水土保持补偿主要依据《水土保持补偿费征收使用管理办法》征收水土保持补偿费，分建设期和开采期两个阶段区别计征。油气资源开发建设期以直接占压地表、扰动土地、毁坏植被和破坏水土保持设施为主，其破坏性较为明显，现行的水土保持补偿费征收标准依据占地面积一次性计征损失比较科学。但是，油气开采阶段对水土保持生态服务功能的影响仅依据油气生产井占地面积计算是不够的，影响与产量和占地面积均有一定关系。现行油气资源开采期间水土保持补偿费的征收标准存在一定局限性，有必要考虑油气资源开采对水土保持生态服务功能的影响程度，重新确定补偿标准。

油气资源开采期间水土保持生态补偿标准的研究是在界定水土保持补偿含义的基础上，运用生态价值评估方法，对油气资源开发损害的水土保持生态服务功能价值进行科学的货币化估算，以此作为水土保持补偿标准制定的参考，推进生态补偿制度理论研究的完善和实践工作的发展。估算分两步，先是以中国典型油气产区所在省(区)(黑龙江、吉林、山东、陕西、新疆、四川)为例，评估部分省域单位土地面积水土保持生态服务功能价值；然后，以此为基础数据估算油田永久占地、临时占地、落地原油等折损的生态服务功能价值，从而计算出油气资源开采期间单位油气产量下丧失或降低的水土保持生态服务功能价值，为水土保持生态补偿标准的制定提供定量参考。

1 省域单位土地面积水土保持生态服务功能价值估算

1.1 数据来源

中国有耕地、草地、林地、城市、荒漠、湿地和海洋七大类生态系统，林地、草地和耕地是陆地上发挥水土保持生态服务功能作用最主要的生态系统。2017年，中国林地面积为2.528×106km2，牧草地2.193×106km2，耕地面积1.394×106km2，占全国土地面积的88.7%。林地、草地和耕地是中国陆地生态系统的主体，具有保持土壤、保持和涵养水源、固碳制氧、净化空气、维持生物多样性等方面的生态服务功能。湿地同样具有以上生态服务功能，由于湿地与很多土地利用类型会重合(水域、草地)，国家有关土地利用的分类规定里面没有湿地这一项，故不予以单独考虑。评估依据部分油气田所在省(区)(黑龙江、吉林、山东、陕西、新疆、四川)统计年鉴的2017年林地面积、草地面积和耕地面积进行。

1.2 估算方法

1.2.1 保持土壤价值估算

保持土壤价值的评估包括固持土壤价值、保持土壤肥力价值两者之和。

1) 固持土壤价值。保持水土的林草等植被可以拦蓄降雨，减弱雨水对土壤的侵蚀，防止径流产生。采用机会成本法[1-2]以林地、草地固持土壤量估算固持下来土壤带来的生态价值，见式(1)。

E固土=(A林+A草)×M/(h×ρ)×R

(1)

式中：E固土为固持土壤价值，元/a；A林、A草为林地和草地面积，hm2；M为土壤侵蚀模数，t/hm2/a；h为土壤耕作层厚度，cm；ρ为土壤密度，mg/cm3；R为单位面积农业产值，元/hm2。

2) 保持土壤肥力价值。水土流失过程带走大量的氮、磷、钾元素等有机质，运用替代市场法[3]把氮、磷、钾元素分别折算成市面上能够购买的土壤肥料碳酸氢铵、过磷酸钙和氯化钾的量，再分别乘以相应市场价格计算而得，见式(2)。

E保肥=(A林+A草)×M×

(NC1/N含+PC2/P含+KC3/K含)

(2)

式中：E保肥为林草保肥功能价值，元/a；C1为碳酸氢铵化肥价格，元/t；C2为过磷酸钙化肥价格，元/t；C3为氯化钾化肥价格，元/t；N含为碳酸氢铵化肥含氮量；P含为过磷酸钙化肥含磷量；K含为氯化钾含钾量；N、P、K为土壤中氮、磷、钾所占比例。

1.2.2 保持和涵养水源价值估算

森林、草地等生态系统通过拦蓄降水、调节径流和净化水质发挥涵养水源的功能，林草措施对水源保持和涵养作用机理较为复杂，采用影子工程法[4]估算各项水土保持措施的拦蓄价值，利用市场价值法估算水土保持措施节约的水量如用于工农业生产所收取的费用，以此为依据计算涵养水源价值。

1) 防洪拦蓄价值。采用影子工程法，根据水库的单位修建工程投资计算建立相同蓄水能力水库的费用，以此估算防洪拦蓄价值，见式(3)。

E防洪=Tw×Rw

(3)

式中：E防洪为防洪拦蓄价值，元/a；Tw为截流降雨总量，m3，计算见式(4)；Rw为修建1 m3容水量的水库工程投资费用，元。

Tw=(A林+A草)×θ×J

(4)

式中：θ为截流系数；J为全年平均降雨量，mm。

2) 涵养水源价值。采用市场价值法[5]，林草措施节约的降雨量如果用在工农业生产和居民生活，则需要收取一定费用，以此作为衡量此部分的价值，见式(5)。

E涵水=Tw×(μgPg+μnPn+μsPs)

(5)

式中：E涵水为涵养水源价值，元/a；μg为工业用水比例；Pg为工业用水价，元/m3；μn为农业用水比例；Pn为农业用水价，元/m3；μs为居民生活用水比例；Ps为居民生活用水价，元/m3。

1.2.3 固碳制氧价值估算

固碳制氧功能的评价指标为固碳、制氧物质量，包括固定的碳和释放氧气的价值。运用市场替代法评估水土保持林地、草地固碳制氧价值，具体计算公式见式(6)～式(9)。

E林碳=1.63×A林×θ碳×B×P碳

(6)

式中：E林碳为林地生态系统固定碳物质量价值，元/a；A林为林地面积，hm2；θ碳为CO2中C的含量；B是林地单位面积干物质生产量，t/hm2；P碳为固定碳的价格，元/t。

E草碳=A林×θ碳×C×P碳

(7)

式中：E草碳为草地生态系统固定碳物质量价值，元/a；A草为草地面积，hm2；θ碳为CO2中C的含量；C为单位草地单位面积固定CO2物质量，t/hm2；P碳为固定碳的价格，元/t。

E林氧=1.19×A林×θ氧×B×P氧

(8)

式中：E林氧为林地生态系统释放O2物质量价值，元/a；θ氧为CO2中O2的含量；P氧为固定O2的价格，元/t。

E草氧=A草×θ氧×C×P氧

(9)

式中：E草氧为草地生态系统释放O2物质量价值，元/a；A草为草地面积，hm2。

1.2.4 净化空气价值估算

除固碳制氧外，水土保持植被还可以吸附空气中的SO2等有害气体及粉尘。

1) 吸收SO2效益价值。硫存在于植物叶片中，可以通过实验测定叶片代谢转移和表面吸附的含硫量。根据单位面积林草吸收的平均值与林草面积乘积计算吸收SO2物质量，从而核算其价值，见式(10)。

E二氧化硫=(A林+A草)×ρs×Rs

(10)

式中：E二氧化硫为林、草地吸收SO2效益价值，元/a；ρs为林、草地单位面积吸收SO2量，t/hm2；Rs为治理SO2单位成本，元/t。

2) 阻滞粉尘价值。阻滞粉尘价值物质量通常以生态系统平均滞尘能力与面积乘积，结合单位滞尘价值计算而，见式(11)。

E滞尘=(A林+A草)×ρz×Rz

(11)

式中：E滞尘为滞尘价值，元/a；ρz为林、草地生态系统单位面积滞尘量，t/hm2；Rz为单位滞尘费用，元/t。

1.2.5 维持生物多样性价值估算

森林是物种栖息之所，对于维持动植物多样性具有重要意义，据此估算生态系统维持生物多样性价值，计算公式见式(12)。

E生物=(A林+A草)×γ

(12)

式中：E生物为维持生物多样性价值，元/a；γ为林、草地生态系统单位面积生物多样性保护效益，元/hm2。

1.2.6 作物供给价值估算

农田生态系统对人类最重要的贡献是供给农作物，据此估算农田生态系统服务功能[7]，计算公式见式(13)。

E作物=A耕×γn×Rn

(13)

式中：E作物为维持生物多样性价值，元/a；A耕为耕地面积，hm2；γn为单位面积粮食产量，kg/hm2；Rn为农作物价格，元/kg。

根据以上价值指标估算地区水土保持生态服务功能价值，计算公式见式(14)。

E总价值=E固土+E保肥+E防洪+E涵水+

E林碳+E草碳+E林氧+E草氧+E二氧化硫+

E滞尘+E生物+E作物

(14)

式中：E总价值为评估地区水土保持生态服务功能总价值，元/a；A为评估地区土地面积；E单位价值为评估地区单位土地面积水土保持生态服务功能价值，元/(hm2/a)。

1.3 结果与分析

根据上述生态价值评价方法，汇总得到6省域单位土地面积水土保持生态服务功能价值，见表1。

表1 6省域水土保持生态服务功能价值汇总表Table 1 Summary of ecological service value of soil and water conservation in six provinces

由于各省域林地面积、草地面积和耕地面积的占比不同，导致不同地区水土保持生态服务功能价值评估的结果有一定差异。如黑龙江省为中国的农业大省，其耕地面积较为丰富，该省域内有中国著名的小兴安岭林区，林地占比也较高，进而单位土地面积水土保持生态服务功能价值较高;四川省林地资源和草地资源都极为丰富，占该省土地面积的70.68%，故评估结果较高；而新疆维吾尔自治区林地资源匮乏，仅占全省土地面积的4.06%，耕地面积也很有限，导致该地区评估价值较低。以此评估结果作为下一步油气资源开发生产期水土保持生态服务价值损失估算的基础数据。

2 油气资源开采期水土保持生态补偿标准估算

2.1 数据来源

从评估的6个省域范围内，随机选择13个油气田区块进行评估，基本数据来源于各区块(项目)环境影响评价报告，见表2。

表2 样本项目产能建设基本情况Table 2 Basic information on capacity construction of sample projects

2.2 估算方法

基于油气田所在省域水土保持生态服务功能价值评估数据，考虑占地面积和落地原油污染问题，结合样本油田产能区块，估算油气资源开采阶段油气产品单位产量所损耗的水土保持生态服务功能价值[8]。尽管注水采油、水力压裂等油气资源开发工艺影响水土保持生态服务功能，但因时发性、难监测、难衡量等特点，难以获得较为系统的数据，本次评估暂不考虑。

1) 永久占地折损水土保持生态服务功能价值，计算见式(15)。

(15)

式中：A永为永久占地面积，hm2；n1为永久占地计算期，a；∂永为永久占地对水土保持生态服务功能的损害系数；PV为该油田所在省域单位土地面积水土保持生态服务功能价值，万元/(hm2/a)。

2) 临时占地折损水土保持生态服务功能价值，计算见式(16)。

VL临=A临×∂临×n2×PV

(16)

式中：A临为临时占地面积，hm2；n2为临时占地计算期，a；∂临为临时占地对水土保持生态服务功能的损害系数。

3) 落地原油损失水土保持生态服务功能价值，计算见式(17)。

(17)

式中：A落为单井影响面积，m2；n3为落地原油计算期，a；W为油井数，口；∂落为落地原油对水土保持生态服务功能的损害系数。

4) 单位油气产量折损水土保持生态服务功能价值，计算见式(18)和式(19)。

VL总=VL永+VL临+VL落

(18)

(19)

式中：PVL为单位油气产量折损的水土保持生态服务功能价值，元/(t/a)；VL总为油气资源开采期间折损水土保持生态服务功能价值总量，元；N为服务期，a；E为年产能量，t/a。

汇总得到样本区块单位油气产量平均折损水土保持生态服务功能价值，计算见式(20)和式(21)。

VL总=VL永+VL临+VL落

(20)

(21)

式中：PVL均为样本区块单位油气产量平均折损的水土保持生态服务功能价值，元/(t/a)；∑VL总为样本区块油气资源开采期间折损水土保持生态服务功能价值总量的和，元；N为服务期，a；∑E为样本区块年产能量的和，t/a。

2.3 数据说明

1) 计算期。根据油气开采水土保持生态服务功能影响评价研究课题组(2013)分析，永久占地的影响在开采期最为突出，开采结束后部分地面占压设施无法短时间内彻底拆除，需要大致经过10 a左右时间逐步恢复到原有水土保持功能水平，故永久占地计算期按照服务期+10 a计算；油气资源开采周期较长，一般性临时占地3～10 a，故临时占地计算期按服务期的1/3计算；落地原油污染的影响隐蔽且漫长，油田报废后10 a以上才能通过生态系统的自愈降解恢复到原有水土保持功能，落地原油影响计算期按服务期+10 a计算。各油田区块的油藏储量差别很大，设计开采服务期一般为10～50 a不等，本次评估以木头油田木128等5个区块的设计开采服务年限15 a为油田产能服务期。

2) 损害系数。考虑到永久占地上留有部分绿化设施，经调研保守计算，永久占地在服务期对水土保持生态服务功能的损害系数为70%，开采服务期结束后10 a逐年递减至影响期末为0；基于临时占地的性质，临时占地在服务期按照30%估算折损的水土保持生态服务功能；考虑近年来石油企业针对落地原油回收取得的成效，经调研，落地原油服务期对水土保持生态服务功能的损害系数为10%，开采服务期结束后10 a逐年递减至影响期末为0。

3) 单井落地原油影响面积。落地原油影响问题一直存在，本次评估考虑综合多位学者的估算结果[9]，单井周围落地原油单口油井污染面积按油井周围辐射10 m范围，影响面积折合0.03 hm2计算，暂不考虑原油运输、集输和事故等可能泄漏的偶然性概率情况。

2.4 结果与分析

2.4.1 估算结果

根据样本油田数据估算，油气资源开采期单位油气产量折损水土保持生态服务功能价值在0.68～10.88元/(t/a)之间，平均2.08元/(t/a)，见表3。

表3 样本油田单位油气产量损耗水土保持生态服务功能价值Table 3 The value of soil and water conservation ecological service is lost by unit oil and gas production in sample oilfields

2.4.2 结果分析

从评估结果看，各样本油气田单位吨油产量下水土保持生态服务功能价值存在一定差异，其主要原因：一方面，油气田所在东北地区、中部地区、西北地区和西南地区水土流失具有不同区域特征，其土地构成差异很大，导致计算参照的油气田所在省域单位土地面积水土保持生态服务功能价值评估结果不同，从而使不同地区样本油田的估算结果存在差异。另一方面，单位油气产量下区块占地面积不同。由于各油田的地理环境、油藏的储量、品质、开采难易程度，水源及道路等条件有很大不同，导致需要建设的地面工程数量不同，相应的油田设施占地面积差异较大。因此，估算的单位油气产品水土保持生态服务功能价值不可能完全相同。

中国陆上油气田广泛分布于东北部、中部、西北部、西南部等，各地区水土流失成因、面积、强度、防治措施等各有不同，水土保持的方式方法、途径、任务、工作重点也不尽相同。因此，制定油气资源开发水土保持生态补偿标准要因地制宜，国家统一设定一个标准范围，考虑不同地区单位土地面积水土保持生态服务功能价值差别，地方具体标准的制定允许根据实际情况确定，实事求是。

3 讨论与建议

3.1 讨论

油气开采期间水土保持补偿费征收标准是政府和企业关注的焦点所在，其标准设置应当“轻重适度”。过低的水土补偿费可能导致对环境的破坏远高于缴纳的补偿费所能恢复的程度，而如果缴纳的水土保持费用过高，可能会很大程度地影响经济建设，加重油气企业缴费负担。现行水土保持补偿费仅按照油气生产井占地面积计征，计费依据过窄，油气资源开发项目中的油区道路、计量间、联合站、水井、勘探井等占地面积不容小觑。大庆油田2018年实际上缴水土保持补偿费6 700万元，如果依据文中评估均值2.08元/(t/a)计算，大庆油田2018年完成油气当量4 166.85万t，开采期间应征收水土保持补偿费8 667.05万元。估算结果虽然略高于目前征收标准，但计量标准涵盖油田永久占地、临时占地面积，全面反映油气资源开采造成水土保持生态服务功能损失，补偿标准在合理范围内。

3.2 建议

1) 《水土保持法》规定生产建设项目应针对其损坏水土保持设施和地貌植被，致使水土保持功能丧失或者降低且不能恢复原有水土保持功能的，缴纳水土保持补偿费。 所以，水土保持补偿费征收标准的制定应参考水土保持生态服务功能价值的评估。

2) 油气资源开发项目仅依据油气生产井占地面积(每口井2 000 m2以内)征收补偿费标准偏低。油气生产井占地面积只是油田产能用地的一部分，油区道路、管线用地、计量间、联合站等长期占压土地，面积不容小觑，应予以考虑。建议依据油田永久占地和临时占地面积折损计算补偿标准。

3) 开采期间除地面占压、扰动土地外，落地原油、注水采油、水力压裂带来的潜在地质危害和污染等生态损害，在计算水土保持补偿费时也应一并考虑，且损害程度与产量有关，建议油气开采阶段水土保持补偿费的征收以占地面积为依据调整为以油气产量为补偿标准征收依据。