关于河北省张家口市水资源生态补偿标准的探讨

关于河北省张家口市水资源生态补偿标准的探讨

流域生态补偿机制是中央和下游发达地区以优惠、资金、实物等形式对保护流域水资源、保护中上游地区的影响，通过中央政府的宏观调整来实现流域水资源的公正使用。它的本质是在政府的宏观调控下，促进流域水资源的公平使用的经济政策。通过调整流域下游区域的生态和利益关系，可以确定经济相对发达地区相对贫困的中上游地区的补救措施不是“减贫”，而是社会分配和利益补充。科学地确定生态补偿标准是生态补偿机制建立的核心问题之一,关系到补偿的效果和补偿者的承受能力。本研究通过对研究区上游地区控制农业面源污染的损失、污水处理厂运行费用、林地的建设与维护等方面的投入以及上游林地发挥的生态服务价值的研究,用货币的形式将上游张家口地区为保持官厅水库水资源的质量所做的贡献加以量化,以期为流域生态补偿标准的确定起到一定的借鉴意义。1区域发展现状本研究区域是处于官厅水库上游的河北省张家口市的8县4区(阳原县、蔚县、宣化县、怀安县、崇礼县、万全县、涿鹿县、怀来县,张家口市桥东区、桥西区、宣化区和下花园区)和官厅水库下游的北京市。北京市是世界上严重缺水的大城市之一,人均水资源占有量仅为约300m3,远远低于国际公认的人均1000m3的缺水地区下限,属极度缺水地区,水资源短缺已成为影响首都经济社会发展的主要制约因素之一。不断增大的需水量使北京市迫切需要流域上游地区提供更多的优质水资源,但上游地区的水资源供给能力远远不能满足下游区域的需求。官厅水库作为北京市的第2大水源地,为保证首都的水资源安全起着举足轻重的作用。然而,官厅水库上游的张家口市仍有10个国家级贫困县,85万农民未实现脱贫,发展经济是上游地区的必然要求。由于区域社会经济条件的限制,上游地区发展了一批高耗水、高污染的资源密集型产业,再加上粗放的农业生产方式,消耗大量水资源的同时污染了水环境,1997年官厅水库被迫退出城市生活饮用水体系。近年来,上游地区通过节约用水、治理污染、保持水土、调整农业种植结构等措施,极大地改善了入库水资源的质量,2008年7月,官厅水库的饮用水源地功能得到恢复。2确定生态补偿标准流域生态补偿机制中的资金补偿方式是一种最直接的生态补偿形式,资金补偿实施的前提是科学地确定生态补偿标准。本研究探讨的流域生态补偿标准主要包括了上游地区在控制农业面源污染、林地的建设与维护、污水处理厂运行等方面的投入以及林地发挥的生态服务价值。2.1u3000肥料用量及边际效益的计算农作物种植所带来的面源污染是造成官厅水库富营养化程度较高的原因之一,为了控制农作物种植造成的化肥流失等面源污染,最有效的办法就是减少化肥的施用,并对由此而造成的粮食产量下降所带来的损失进行补偿。对减少施用化肥的农民进行补偿,需要根据化肥施用与粮食产量关系建立肥效关系式,求出不同的化肥施用量下的边际效益,以因减少化肥用量而造成的边际效益损失为依据确定补偿标准。2005年,上游研究区的耕地面积是3.1×105hm2,总的化肥使用量为6.1×107kg,粮食总产量为6.2×108kg,粮食单产平均为2.0×103kg/hm2,单位面积耕地化肥使用量为196kg/hm2。我国每亩耕地增加施肥1kg,平均可增产粮食3.89kg。如果上游广大农村地区停止施用化肥,秋粮的平均单产可能只有1.2×103kg/hm2,粮食减产约763kg/hm2,减少收入约1.1×103yuan/hm2,扣除节省的购买化肥成本,实际减少收入约755yuan/hm2左右;如果上游张家口市研究区的广大农村地区化肥的施用量减少一半,而位于官厅库区的怀来县不施化肥,粮食减产所带来的损失每年约为1.42亿元,控制农业面源污染的补偿费用应以此为标准。2.2森林生态服务价值补偿研究2.2.1经济效益估算影子工程法可以用来计林地减少水库泥沙淤积的效益。官厅水库上游地区属于国家级水土流失重点治理区,水土流失较为严重,如果不加以治理,泥沙的大量淤积将使水库失去应有的功能。如果要恢复水库所具有的防洪、供水等功能,其中的一种选择就是在该区域再建设一个水库,那么林地减少泥沙淤积的效益,就可以用建设新水库的成本来体现。林地减少泥沙淤积的效益可以通过公式(1)计算。Vt=A(CK-Qt)/ρ(1)其中,Vt指单位面积(1hm2)林龄为t的林地每年减少土壤流失的经济效益;A指每减少1m3的土壤流失所能够产生的经济效益。根据北京市琉璃河生态环境综合治理工程,每年可减少向密云水库流入泥沙20多万t,工程总投资将达到425万元,则减少每立方米泥沙大约需要投资21.25元,同时,参照类似研究中的定值,论文把A值定为17.5yuan/m3;CK指对照荒坡每年每公顷的土壤流失重量;Qt指林地每年每公顷的土壤流失重量;指土壤的比重。土壤比重是指单位体积土壤(不含孔隙)的烘干重量,单位为t/m3。其大小与土壤的化学与矿物组成有关。一般土壤的密度多在2.6~2.8t/m3范围内,有机质含量高的土壤密度比较低。计算时通常采用平均密度值2.65t/m3。用油松林和刺槐林减少泥沙淤积的效益分别代替相同林龄下针、阔叶林减少泥沙淤积的效益,根据每公顷油松和刺槐林在不同林龄段减少水库泥沙淤积的效益以及现有林地的林种和林龄的分布情况,推算出现有林地每年减少水库泥沙淤积的经济效益。具体计算方法见公式(2)。V=∑Vt×St(2)其中,V指林地每年减少水库泥沙淤积的经济效益;Vt指单位面积(每公顷)林龄为t的林地每年减少土壤流失的经济效益;St指林龄为t的针叶林或者阔叶林的面积。以油松林为代表的针叶林的土壤流失量与其树龄的关系曲线如公式(3)所示:y=0.02x2-1.0755x+14.421R2=0.6004(3)以刺槐林为代表的阔叶林的土壤流失量与其树龄的关系曲线如公式(4)所示:y=0.0248x2-1.0984x+12.919R2=0.7216(4)x代表树龄,单位:年(a)y代表产沙量,单位:吨/公顷(t/hm2)2.2.2林、中龄林、成熟林的面积据统计,上游研究区郁闭度大于0.2的林地面积大约为4×105hm2,林地中的幼龄林、中龄林、成熟林的比例大约是6∶3∶1,针叶林与阔叶林的比例大约是1∶4。林地、针叶林、阔叶林、幼龄林、中龄林、成熟林的面积如表1所示。幼龄林指树龄在0~10年的树林,论文在计算时,都作为5年树龄计算,中龄林指树龄在11~20年树林,论文在计算时按15年计算,成熟林指树龄在20年以上已经成熟的树林,论文在计算时按25年计算。根据各种树种的面积,计算得出林地减少水库淤积的经济效益,上游研究区林地中的针叶林减少泥沙流失量为6.3×108kg,所得到的经济效益是每年415.27万元,阔叶林减少泥沙流失量为2.4×109kg,所得到的经济效益是每年1562.19万元,林地总的减少泥沙流失量为3.0×109kg,所带来的经济效益为1977.46万元。2.2.3林地有效水的经济价值的计算林地水源涵养效益的计算采用了直接市场法中的市场价值法来衡量。林地有效蓄洪量是衡量该立地条件防洪抗灾能力的一项重要指标,林地增加蓄洪量就是指林地和荒地相比较,所高出的蓄洪量。但是,并不是所增加的蓄洪量将来都会流入水库。根据研究,只有非毛管水所增加的部分,才能进入水库,成为可以供城市和农业使用的有效水分。因此,在衡量林地增加有效水分供应的经济价值时,应该采用非毛管水的增加量。上游研究区针叶林中的优势种是油松(PinustabulaeformisCarr),其非毛管水的增加量为170.7m3/hm2;阔叶林主要树种是栎树(QuercusroburLinnaeus)和山杨树(PopulusdavidianaDode),其非毛管水的增加量分别为296.7m3/hm2和562.7m3/hm2。在确定不同林地增加有效水供给量的标准时,以油松有效水分增加量作为针叶林的标准,以栎树(QuercusroburLinnaeus)和山杨树有效水分增加量的平均值作为阔叶林的标准,以北京市水资源价格1.10yuan/m3作为林地有效水分增加量的经济价值的计算标准,得出针叶林与阔叶林单位面积增加的有效水分的经济价值(见表2)。根据上游研究区的针叶林与阔叶林的面积,计算得出张家口市研究区郁闭度大于0.2的有林地增加的有效水供给量为1.51×109m3,总的经济价值约为1.66亿元。2.3工程投资及管护费用为了更好地发挥林地减少泥沙淤积和水源涵养的生态功能,在增加植被覆盖率的同时应加大对现有林地的管护力度。增加流域上游地区植被覆盖率的造林措施有多种,其中人工植树造林是较常用的方法,其费用的组成包括:苗木费用、整地费用、栽植费用、浇水费用、管理费用等。本研究根据研究区人工植苗造林实际情况,参照国家建设“三北”防护林的标准,人工造林的标准为3000yuan/hm2。根据张家口市京津都市圈林业发展规划,上游研究区今后几年每年植树造林的规模与2005年的相当,每年人工植树造林4×104hm2,每年的植树造林费用为1.2亿元。上游研究区已有林地4×105hm2,国家的公益林管护标准为200hm2/(人·年),补助97.5yuan/hm2,则现存的林地每年需要补助管护费约3900万元,再加上每年新造林地需要增加的管护费用390万元,总计每年需要林地管护费用共4290万元。综合植树造林和林地管护费用,上游研究区林地建设与维护的补偿费用约1.63亿元。2.4污水处理厂正常运转为了恢复官厅水库的水源地功能,中央投资5.3亿元,分别在生活污水排放量大的张家口市主城区、宣化区以及水库所处的怀来县修建了3个大型污水集中处理工程,计划每年处理污水1.02×109m3。污水处理厂在运行的过程中需要大量的资金来实现正常运转,这对当地是一个沉重的负担,因此,下游的北京市需要承担部分污水处理的费用,实现污水处理工程的正常运行,减少直排入河量。根据调查,上游污水处理厂的运营方式不是目前比较省钱的BOT(Build-Operate-Transfer)方式,污水处理费用较高,每立方米污水的处理费大约为0.97元,共需要运营费用9900万元。3补偿标准量化综合上述控制农业面源污染的补偿费用,林地减少泥沙淤积和水源涵养效益的补偿费用,林地建设与维护的费用以及污水处理厂的运行费用,研究区流域水资源生态补偿标准为5.9×109元/年,即官厅水库下游的北京市应每年支付5.9亿元给上游的张家口市,可以增加稳定优质的水资源约1.5×109m3,减少上游地区直接排入河流的污水约1.02×109m3。本研究试图将张家口地区为保持官厅水库水资源的质量所做的贡献用货币的形式加以量化。然而,由于受到数据的可得性以及补偿标准的难以量化等因素的制约,只研究了上游地区控制农业面源污染的损失、污水处理厂运行费用、林地的建设与维护等方面的投入以及上游林地发挥的生态服务价值,得到的结论不足以全面反映上游地区为保持流域水资源的质量所做工作的价值,补偿标准也相应的偏低。本研究在研究控制农业面源污染补偿费用时,考虑上游大量农田的化肥流失是导