基于生态系统服务价值评估的辽东绿色经济区生态补偿量化研究

夏宏丽 贾长庚 樊雨 朱天姝 宋有涛*，3

（1.辽宁大学环境学院，辽宁 沈阳 110036；2.辽宁大学环境经济研究所，辽宁 沈阳 110036；3.辽宁省金融研究中心，辽宁 沈阳 110036）

1 引言

国外常将“生态补偿”称为生态系统服务付费［1］，即通过经济手段调节相关者利益关系，达到保护和可持续利用生态系统服务价值的目的［2］。目前，国内有关生态补偿的研究热点集中于生态补偿的环境保护效益、生态补偿机制以及各生态系统类型相关生态补偿的方式与对策等［3］，生态价值量化和生态补偿市场化成为研究新趋势。关于生态价值量化，目前主要采用当量因子法、成本效益法和生态系统服务价值法测算，其中谢高地等［4］的“中国生态系统单位面积生态服务价值当量”和欧阳志云等［5］的生态系统生产总值概念及其核算框架被广泛引用。在生态价值量化后，如何合理、准确进行生态补偿是生态补偿研究的难点。有关生态补偿的研究方法主要有机会成本法、生态补偿意愿法和生态功能价值法，其中，机会成本法用于确定生态补偿下限，生态系统服务价值法用于确定生态补偿上限［6］。生态补偿市场化途径主要有水权交易、碳汇交易、生态税费制度、生态产品和排污权等［7］，截至2020 年已有15 个省（区、市）推动水权交易建设［8］。然而，尚未有学者基于生态补偿额度对研究区域的生态补偿市场化进行分析。辽宁省正在进行区域协调发展建设，辽东绿色经济区是其关键版块。辽东绿色经济区也是辽宁重要的水源涵养区，生态地位极其突出，对辽东山区生态系统的保护和修复具有典型借鉴意义。基于此，本文采用生态系统服务价值法和机会成本法结合计算出生态补偿上下限，并根据辽东绿色经济区森林资源、水资源丰富的特点，选取水权交易和碳汇交易作为生态补偿市场化的手段进行补偿标准的核算，最终提出辽东绿色经济区生态补偿市场化的建议，为辽东绿色经济区生态系统保护及建设提供基础数据。

2 研究区概况与数据来源

2.1 研究区概况

辽东绿色经济区地处辽宁省东部山区，包含凤城市、宽甸县、岫岩县、本溪县、桓仁县、抚顺县、新宾县、清原县和西丰县共9 个县（市）。辽东绿色经济区是辽宁地区一道坚实的生态屏障，其充足的森林资源是东北林区的重要组成部分，覆盖率超过70%，面积达3 898 万亩；大伙房水库丰富的水资源为辽宁省12 个城市2 000 多万人供水，是辽宁名副其实的“水塔”［9］。

2.2 数据来源与处理

本文研究采用的数据中，自然地理数据主要来自辽宁省人民政府和辽宁省气象局；遥感数据来自2020 年中国科学院资源环境科学数据中心的土地利用数据；社会经济数据来源《中国统计年鉴2020》《辽宁统计年鉴2020》《2020 年辽宁省国民经济和社会发展统计公报》等。

3 生态补偿标准测算

3.1 基于生态系统服务价值的生态补偿标准计算

3.1.1 生态系统服务价值评估

基于国内外生态系统服务相关研究，结合辽东绿色经济区拥有丰富的森林资源和水资源的特点，根据《陆地生态系统生产总值（GEP）核算技术指南》，将辽东绿色经济区生态系统服务价值分为物质产品、调节服务（水源涵养、土壤保持、洪水调蓄、空气净化、水质净化、固碳释氧和气候调节）和文化服务三大版块。

3.1.2 生态补偿额度计算

基于生态系统服务价值补偿结果经常作为补偿标准的上限，根据王女杰等［10］生态补偿计算方法，结合生态系统服务价值中的非市场价值（调节服务价值和文化服务价值），确定反映生态补偿迫切性的生态补偿优先级，进而确定生态补偿额度。

生态系统服务补偿优先级的计算公式为：

式中，ECPS 为生态系统服务补偿优先级；HN为研究区单位面积生态系统服务非市场价值；GN为研究区单位面积GDP。

生态补偿额度的计算公式为：

式中，MT为生态补偿额度；VT为生态系统非市场价值；k 为生态价值折算系数，通过参考类似研究，取值为15%；t 为生态补偿需求强度系数。

3.2 基于机会成本法的生态补偿标准计算

机会成本为开展生态环境保护和建设而直接投入的资源，包括人力、物力和财力等［11］，由直接机会成本和间接机会成本组成。机会成本法比较接近实际补偿额度，故常作为生态补偿下限。

3.2.1 直接机会成本

基于杨兰等［12］机会成本测算方法，结合辽东绿色经济区生态环境治理费用支出情况，直接成本测算公式如下：

式中，C直为直接机会成本；C11为林业建设投入费用；C12为生态环境投入费用；C13为水环境治理费用；C14为农村环境综合整治费用。

3.2.2 间接机会成本

间接机会成本是辽东绿色经济区为提升环境状况限制自身经济发展而造成的损失，主要体现在农业和工业的发展机会损失2 个方面。

3.2.2.1 农业机会成本损失

生态建设与保护导致土地利用变化进而影响农业收益，结合辽东绿色经济区农作物种植情况，选择稻谷、小麦、玉米和大豆作为具体指标，计算公式如下：

式中，C1为研究区农业机会成本损失；An为种植第n种农作物的播种面积变化；Qn为第n 种农作物的单位面积收益。

3.2.2.2 工业机会成本损失

研究区的工业损失成本计算公式如下：

式中，C3为工业损失成本；GDPk损为当年人均第二产业增加值损失量；N 为总人口数；S 为收益系数；GDPk，GDPq分别为当年和前一年的人均第二产业产值；ak为本年第二产业增加值增长率；θ 为机会成本损失参数；λ，λ'分别为对比年和当年人均第二产业年均增速值；η，η'分别为对比年和当年参照区人均第二产业年均增速值。

4 生态补偿市场化

4.1 水权交易

水权交易价格由工程水价、环境水价、资源水价和生态补偿水价4 部分组成［13－14］。其中，生态补偿水价［15］计算公式为：

式中，P2为水权交易单位水权生态补偿水价；α 为补偿系数，是交易水量占水资源总量的比例；β 为生态补偿意愿；Ve为水资源生态系统服务总价值；Wf为交易水量。

4.2 碳汇交易

针对碳生态补偿市场机制多元化的特征，基于碳平衡理论、碳交易市场价值法进行综合分析确定碳生态补偿额度，确定碳补偿基准依据碳赤字（C）。

林地、草地的碳吸收测算模型为：

式中，Ck为第k 种生态系统类型的碳吸收量；Sk为第k 种生态系统类型的面积；αk为第k 种生态系统类型的碳吸收系数，参考已有文献［16］，草地碳吸收系数为0.948 t/hm2，森林碳吸收系数为3.81 t/hm2。

耕地的碳吸收测算方法为：

式中，CP为农作物的碳吸收量；CLP为第L 种农作物的碳吸收量；CfL为第L 种农作物的碳吸收率；YwL为第L 种农作物的产量；HL为第L 种农作物的经济系数。

对碳生态补偿额度的核算公式为：

式中，P 为研究区的碳补偿金额；C 为区域碳赤字；Pc为单位碳的价格；r 为碳生态补偿系数。

r 的计算公式为：

式中，r 为区域碳生态补偿系数；t1 为区域恩格尔系数；e 为自然常数；G 为区域人均GDP；GZ为区域整体GDP。

5 结果与分析

5.1 辽东绿色经济区生态系统服务价值

经核算，辽东绿色经济区生态系统生产总值（GEP）为2 657.19 亿元，从不同生态系统服务类型来看，调节服务价值最高，为2 156.01 亿元，物质产品和文化服务分别为326.80 亿元和174.38亿元；从不同区域来看，桓仁县、宽甸县和本溪县生态系统服务价值相对较高，分别为442.31 亿元、369.12亿元和343.34 亿元。具体核算结果见表1。

表1 辽东绿色经济区生态系统服务价值亿元

5.2 辽东绿色经济区生态补偿标准

通过计算得到2019 年辽东绿色经济区生态补偿下限为26.80 亿元，上限为260.69 亿元。从生态补偿优先级来看，排名前3 位的分别为抚顺县、新宾县和桓仁县；生态补偿上限为260.69 亿元，其中，桓仁县、宽甸县和抚顺县补偿较多，分别为41.77 亿元、40.27 亿元和34.85 亿元，占总补偿额度（上限）的44.84%；生态补偿下限为26.80 亿元，岫岩县、凤城市和抚顺县占比较高，分别为5.62 亿元、5.13 亿元和4.74 亿元，占生态补偿额度（下限）的57.80%，计算结果见表2。

表2 辽东绿色经济区9 县（市）生态补偿标准

5.3 基于生态补偿市场化的水权交易

目前，我国生态补偿主要为政府财政投入的“输血式”补偿方式，亟须向市场化、多元化的“造血式”的方向改进［17］。以大伙房水库为例，计算抚顺县、新宾县和清原县2019 年的生态系统服务价值，包括以水产品价值和水力发电价值为代表的物质产品价值；空气净化、水源涵养、土壤保持、洪水调蓄、气候调节和固碳释氧价值为代表的调节服务；休闲娱乐和科研教育价值为代表的文化服务。其中，科研教育价值通过单位面积科研教育效益与水域面积的乘积确定［18］。生态补偿水价根据公式（9），生态补偿意愿取值为0.63［19］，平均补偿系数为0.18，水资源生态系统服务总价值为202.06 亿元，交易水量为11.4 亿m3，计算得出生态补偿水价为2 元/m3，工程水价、环境水价和资源水价分别为2.50，0.65，0.11 元/m3［13］，故水权交易价格为5.26 元/m3。

5.4 辽东绿色经济区碳汇生态补偿

基于2017 年辽东绿色经济区的碳排放量、碳汇量以及碳平衡状况测算，结合我国单位碳价格计算了辽东绿色经济区的9 个县（市）碳生态补偿额度，见表3。从表3 可以看出，除宽甸县外，辽东绿色经济区的碳平衡状况均为碳赤字，即为碳补偿地区。

表3 辽东绿色经济区碳汇生态补偿

6 结果与讨论

6.1 结果

本文通过生态系统服务价值法和机会成本法确定生态补偿的上下限，从而得出辽东绿色经济区生态补偿标准。通过水权交易和碳汇交易明确生态补偿市场化途径，为辽宁完善生态补偿标准和高质量发展提供参考。主要研究结果如下：

第一，辽东绿色经济区2019 年生态系统服务价值较高，为2 657.19 亿元，且南部生态系统服务价值普遍高于北部。桓仁县、宽甸县和本溪县生态系统服务价值相对较高，分别为442.31 亿元、369.12 亿元和343.34 亿元，共占比43.46%；从各生态系统服务类型来看，水源涵养和气候调节价值较高，分别为687.82 亿元和639.10 亿元，共占49.94%。

第二，基于生态系统服务价值计算得到辽东绿色经济区生态补偿上限为260.69 亿元，基于机会成本法计算得到生态补偿下限为26.80 亿元。

第三，在水权交易中，以大伙房水库为例，用水区应向汇水区以水权交易价格5.26 元/m3进行补偿。在碳汇交易中，辽东9 县（市）只有宽甸县作为碳盈余地区应得到碳补偿，其余8 县（市）均为碳赤字地区应进行碳补偿。

6.2 讨论

辽东绿色经济区作为辽宁省的“绿肺”和“水塔”，生态系统服务价值巨大，通过计算发现：第一，整体上，辽东绿色经济区的生态系统服务价值较高，并且在区域内的各县（市）分布存在差异性；第二，在生态补偿标准的核算中，2021 年辽宁筹措省以上生态保护补偿相关资金22.84 亿元［20］，接近生态补偿下限26.80 亿元，但与上限260.69 亿元相差甚远，生态补偿仍无法满足当前生态系统服务价值；第三，在碳汇交易补偿金额的核算中，辽东9 县（市）只有宽甸县碳汇量值比碳排放量值高，实现了碳中和，成为碳受偿地区，其余8 县（市）为碳补偿地区，但补偿额度较低，在7 亿元左右，反映出森林碳汇方面仍需通过林场养护、造林和幼扶等方式增强森林碳汇能力。通过生态系统服务价值和生态补偿标准的科学核算，使辽东绿色经济区生态系统服务价值得以量化，辽东绿色经济区丰富的自然资源可以转化为显著的经济优势，缓解生态与经济不平衡发展之间的关系，同时可为辽东绿色经济区生态补偿机制的建立提供一定的参考。