【文献分享】基于生态系统服务流的横向生态补偿标准

文摘   2024-11-18 08:03   浙江  

摘要




补偿标准的确定是横向生态补偿(HEC)的核心。然而,现有研究在确定补偿标准时,只关注行政区域内生态系统服务的生态价值存量,而忽略了其空间流动性,因此横向生态补偿政策难以达到预期目标。本研究以长江中上游为研究区域,采用重力模型计算该区域八省的生态系统服务流量(ESF),并建立HEC标准核算模型,确定补偿标准。结果表明,2005年至2020年,生态系统服务供给和需求存在不均匀分布。环境服务设施的供应量呈先下降后上升的趋势,而需求量则持续上升。从ESs供给区(ESPAs)到ESs受益区(ESBAs)的ESF总量先增加后减少。2020 年,西藏、青海、重庆和湖南为ESPA,其中青海获得的补偿标准最高,为3.0856亿元人民币,占总量的50%以上。ESBAs包括四川、云南、湖北和江西,其中四川是HEC资金的主要来源地,支付金额为3.7579 亿元人民币。本研究可为提高HEC的合理性提供理论参考,也可为解决大尺度区域环境保护成本与效益外部性之间的矛盾提供理论依据。




研究背景及意义



全球经济的快速发展极大地改善了人类的物质存在,但也伴随着生态系统的失衡和恶化。据统计,荒漠化影响了全球25%的土地面积。世界上一半的河流受到污染,与25年前相比,淡水减少了30% 。中国的经济增长主要依靠制造业和重工业的发展,这在资源利用过程中引发了一系列严重的生态环境问题,如水资源污染加剧、水土流失严重、生物多样性丧失、生态系统功能下降等。据测算,2021年中国水土流失面积达到267万平方公里,占国土面积的27.87%。中国草地退化面积已达10亿英亩,并仍在以每年2000多万英亩的速度扩大。森林的采伐和消耗远远超过树木的生长,大约20%的植物物种处于灭绝的边缘。由于工业废水的排放,超过80%的地表水和地下水受到污染。鉴于人口的持续增长和城市化的加速,生态系统不断受到入侵。

近年来,生态补偿(EC)作为协调生态保护与经济发展之间矛盾的世界性工具。中国已经建立了一系列的电子商务计划,截至2019年,中央政府共支付了1.8万亿元人民币的电子商务支出。虽然生态环境可以成为人们保护环境的经济激励,但中央政府很难仅仅依靠垂直财政转移来继续对生态环境进行大量投资,这并不总是最有效的支付方式。因此,横向生态补偿(HEC)方案对于不同区域之间的环境保护成本分担是必不可少的,而确定补偿标准是保证HEC顺利实施的关键。目前的HEC政策大多是在相邻省市之间制定的,补偿标准的衡量主要基于生态系统服务总量(ESs)。然而,在地理空间上,ESs的供需分布并不均衡。空间溢出效应和影响范围往往跨越行政边界。ESs会在一定范围内转移,然后在不同的地方发挥作用。在HEC中往往存在多个根本没有下属关系的利益相关者和跨区域的利益纠纷,但目前的HEC政策并没有充分考虑到这一点,因此缺乏真实性。此时,迫切需要遵循ESs的受益者补偿提供者(保护者)的原则,建立合理的大规模区域性HEC价值流标准,解决环保成本与效益外部性之间的矛盾。




研究亮点




因此,本研究以长江中上游地区为研究对象,采用重力模型评价ESs流量的时空变化。在此基础上,结合区域发展差异,构建了大型HEC标准核算模型,计算了内蒙古自治区8个省份的补偿支付金额。本研究的主要贡献有:(1)考虑了社会服务的流动性和空间溢出性,刻画了社会服务提供者和社会服务受益者之间的多向转移路径和实际社会服务产出。(2)本研究从大尺度的区域视角考察了跨区域的ESs空间流动,为建立HEC标准提供了基础。它可以实现多对多的HEC互动,包括保护区域和受益区域,同时有多个区域参与。(3)在自然因素的基础上,引入社会经济变量,调整补偿系数,增强基于esf的高配模式,从而缓解过去高配补偿过高或过低的问题,最终提高高配政策的公平性和实用性。这项研究将有助于各国政府解决以往HEC计划中补偿标准过高、客体和主体界定不清等问题。此外,该研究可为尚未实施大规模区域HEC计划的国家提供参考。





研究结果




一、ESS和ESD的时空变化

总体而言,研究区ESS总量缓慢下降(-3.48%),然后急剧上升(5.96%),从2005年的1628.3亿元增至2020年的1665.2亿元,增幅为2.27%,如图3所示。2020年的ESS最高,而2015年的ESS最低,仅为1571.5亿元,这是一个转折点。

研究期间,长江流域8个省份的生态环境质量空间分布存在明显的等级差异(图4)。2005-2020年,生态环境质量总体上呈现自西向东下降的趋势。具体而言,西藏的ESS一直是最高的,2020年达到7470亿元人民币,而重庆最低,不到40亿元人民币。从变化趋势看,云南ESS经历了波折;总体来看,从2005年的137.4亿元下降到2020年的118.1亿元。江西也有类似的发展趋势,但波动相对较小。西藏、重庆、湖南的ESS从2005年的706亿元、29.7亿元、76.1亿元稳步增长到2020年的7470亿元、38.2亿元、85亿元,分别增长5.81%、28.70%、11.70%。2005 - 2020年,青海、四川、湖北三省人均人均收入先小幅下降,后持续增长,分别达到332.4亿元、210.6亿元、71.3亿元,湖北变化相对较小。

从不同ESs的角度来看,2005年至2020年,YRUMR中四个ESs的供给呈现先缓慢下降后急剧上升的趋势(图A1)。然而,仅2020年的支持服务(326.1亿元)没有超过2005年(336.8亿元)。在研究期间,监管类服务在所有ESs中始终是供应量最高的,2020年达到1157.6亿元,增幅最大(3.87%),其次是支持服务、供应服务和文化服务。2005 - 2015年,供给服务和文化服务供给量减少率分别为- 3.33%和- 4.33%;到2020年,这两个数字分别增加到100.8亿元和73.5亿元。

在空间上,4个省份的ESs分布与总ESs分布一致,在研究期间呈现西高东低的格局。其中,供给服务(49.9亿元)、调控服务(524.9亿元)、支持服务(149.1亿元)、文化服务(33亿元)规模最大,重庆规模最小,分别为2.7亿元、25.9亿元、7.2亿元、1.5亿元。从时间上看,2005 - 2020年,四川和云南的四种ESS波动最大。四川经历了先缓慢下降后急剧上升的过程,特别是在2010-2015年和2015-2020年两个阶段。后期,四川四家ESS的增速达到42%左右,2020年分别达到13.6亿元、139.7亿元、47.6亿元、9.6亿元。在研究期间,云南的供给服务和调控服务减少了约13%,支持服务和文化服务减少了约16%。

8省2005-2020年的可持续发展指数如图5所示。从时间变化上看,2005-2020年各省ESD呈上升趋势,年际变化较为显著。西藏的ESD增长最快(2020年是2005年的18倍),其次是重庆和云南,分别从2005年的5.72和2.31增长到2020年的26.26和7.31。长江三角洲ESD总体空间分布不显著。高需求地区主要集中在湖北、江西、湖南等中东部地区,增长相对缓慢。西北地区,青海、西藏等地ESD较低,持续在0.5以下。然而,YRUMR的ESD变化是由东向西扩散的增长。

人口密度、经济密度和土地利用程度的变化见图。A2-A4。三者空间分异显著,总体上西低东高。由于自然条件和经济发展的异质性,长江中上游人口密度空间分布不均匀(图A2),总体上呈现西低东高的格局。在研究期内,重庆的人口密度最高,2020年达到389人/km2,其次是湖北、湖南和江西。人口密度最低的是西藏,不到3人/km2。在经济密度上,研究区经济发展水平的空间分异显著(图A3)。经济密度高值区集中在重庆、湖北和湖南,2020年分别达到3034万元/km2、2337万元/km2和1973万元/km2,低值区主要在青海和西藏,2020年分别达到42万元/km2和15万元/km2。2005 - 2020年,西藏经济密度的增长速度大于重庆。此外,研究区土地利用程度呈现明显的东西极化(图A4),湖北、湖南、江西等东部地区的土地利用程度远高于青海和西藏。然而,随着城市化进程的加快,各省的土地开发利用都得到了不同程度的加强。

二、区域间ESF的测量

2.1确定提供和受益环境服务的地区

8省标准化ESSI和ESDI如表A2所示。采用象限分析图描述ESS和ESD的变化(图6),x轴和y轴分别代表标准化的ESSI和ESDI。结果表明,ESS与需求在地理空间上的分布不均衡,这与Wang et al(2021)的观点一致。在研究期间,没有省份处于高ESS和高ESD状态(象限一)。2005年,所有省份都处于低ESD状态(象限三、四)和高ESS省份(象限四),包括四川、青海和西藏。到2020年,重庆、江西、湖北、湖南跃升至高ESD状态,ESS(象限II)变化不明显,而云南仍处于低ESS和低ESD(象限III)状态。四川、青海、西藏仍处于高ESS和低ESD状态。

ESDR如表A2所示。图7将8个省划分为espa和esba。2005 - 2015年,ESDR存在不同程度的波动。ESDR > 0的地区占多数,但espa和ESBAs的省份分布没有变化。ESPAs包括青海、西藏、重庆、湖北和江西。四川、云南、湖南三省的esdr均小于0,说明其esdr供需不足,属于esba。2020年,青海、重庆和湖南的ESDR大幅增长,但江西的ESDR却跌至零以下。此时,湖北、江西向ESBAs转变,而湖南则出现了ESBAs过剩,并向ESPA转变。

2.2ESF的空间特征

根据第4.2节描述的ESF评估模型,2005 - 2020年各ESPA到ESBA的ESF范围和强度分布分别绘制于图8和图9。研究区ESPAs的ESF范围主要集中在四川。总体而言,平均ESF强度先从2005年的21336.37 CNY/km2下降到2015年的20930.30 CNY/km2,然后在2020年急剧上升至23998.67 CNY/km2,比2005年增长12.48%。对于ESPAs,青海和湖北的平均流动强度分别下降了18.76%和14.41%。西藏和重庆的平均ESF强度先增大后减小,分别在2010年和2015年达到峰值。因此,它们是平均流强度最大和最小的省份。江西平均流量强度从2005年的16209.35 CNY/km2缓慢下降至2010年的16014.93 CNY/km2, 2015年急剧上升至17266.65 CNY/km2。2020年,湖南平均ESF强度超过西藏,达到最高水平36345.37 CNY/km2

各ESPA到ESBA的ESF体积空间分布如图10所示。总体来看,从2005年到2020年,从espa到esba的ESF总量先上升(27.43%)后下降(-25.09%),2015年达到峰值172895万元,到2020年较2005年减少6164万元。

在研究期内,青海是贡献ESs最多的ESPA,约占总流出量的60%。其中,2005年流入四川的资金为9.1243亿元,2010年为8.8977亿元,2015年为9.5181亿元,2020年为8.0441亿元,其余部分流入云南。2005 - 2015年,各单一ESF的供给方和受益方没有变化,但流量发生了不同程度的变化。西藏是第二大外资区,外资额约占外资额的20%。其受惠者与青海相同,最大受惠者也是四川。重庆的受益者是四川和湖南。湖北和江西的受益者都是湖南。江西贡献的ESF量最少,不足总量的1%。2020年,中东部地区发生了身份交换,湖北成为重庆ESF总额(1.6906亿元)的唯一受益者。从湖南流入江西和四川的资金分别为2522万元和4365万元。

在esba方面,研究期间高ESF的分布没有变化。四川的ESF一直很高,2005年的ESF量为112604万元,2010年为119349万元,2015年为146686万元,2020年为99593万元。2005 - 2015年,中、低ESF区分别为湖南和云南。然而,两省的流量存在不同程度的波动和相反的趋势。湖南ESF金额从2005年的2.1031亿元下降到2010年的1.6955亿元,2015年上升到2.4279亿元。在云南,2015年从2042万元增加到12441万元,然后下降到1930万元。到2020年,云南ESF继续增加8561万元,其中湖北(16906万元)为中值区,江西为低值区,为2522万元。

三、HEC标准的确定

一个地区的生态环境盈余或赤字可以反映其生态可持续性的程度。生态剩余是指生态资源的消耗仍然在一个地区自身的承载能力范围内,即可以满足一个地区的生态资源需求,而剩余的资源甚至可以提供给其他地区。相反,生态赤字意味着生态资源的过度消耗。为了维持区域经济发展,ESBAs可以选择过度开发本地区的生态资源,也可以选择从其他地区购买ESs。因此,考虑到以受益人支付补偿原则为基础的区域可持续发展,从espa到esba的ESF,以及各地区在支付意愿和支付能力上的差异,可以衡量HEC标准,制定更容易被利益相关者接受的HEC方案。

根据章节4.3所示的HEC标准核算模型,计算不同年份、不同地区的补偿或支付金额,如图11和表1所示。总体而言,研究区HEC总标准2005年为5.026亿元,2010年为5.632亿元,2015年为6.4513亿元,2020年为5.0369亿元。其变化趋势与ESF量的变化趋势一致。

在所有HEC对象中,青海获得的补偿标准最高,2005年为33349万元,2010年为34949万元,2015年为34827万元,2020年为30856万元,占总标准的50%以上。相反,2005年至2015年,江西的薪酬标准最低,不到总薪酬的0.6%。2020年,湖南获得的补偿最少,仅为2581万元。在所有HEC科目中,四川2005年支付金额最高,为40832万元,2010年为45508万元,2015年为53532万元,2020年为37579万元,占比均超过70%;因此,它是现代建设资金的主要来源。随后,湖南2005年支付8762万元,2010年支付7103万元,2015年支付10368万元,湖北2020年支付8299万元。此外,2005年至2015年,云南的赔付比例最低,不足7%,而江西的赔付比例不足2%,并在2020年全额补偿了湖南。




研究展望




本研究有以下局限性。(1)根据各区域的发展中心,计算ESPAs与ESBAs之间的距离。可能与实际的生态影响有一些偏差。在未来的研究中,应通过GIS技术提高参数的准确性,以制定更实用的HEC标准。(2)场强模型中影响因子m对ESF的取值来源于前人对YRUMR的研究,因此有一定的经验成分。未来的研究应进一步探索各生态要素的空间流动特征,提高参数和结果的准确性。(3)本研究中的ESD是基于三个指标计算的相对值。未来的研究应尝试从不同ESs类型的角度探讨ESD的变化。




初审:王朝勇

审核:徐彩瑶

排版编辑:王永成

文献推荐人:王永成


参考文献Chen Chi, Juqin Shen, Xin Gao, Pei Hu, Ping Yi, Horizontal ecological compensation standards based on ecosystem services flow, Ecological Indicators, Volume 163, 2024, 112081, ISSN 1470-160X.

以上内容仅代表个人对文章的理解,详情请点击阅读原文。

【数字经济与绿色发展学术团队】Horizontal ecological compensation standards based on ecosystem services flow.pdf


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