保护河流生态流量（e-flow）的生态补偿对于维护河流生态系统的健康至关重要；然而，确定生态补偿的资金分担却具有挑战性。为了填补这一科学空白，本研究开发了一个确定生态补偿资金分担主体的具体框架。该框架主要由三部分组成：1）确定从生态流量保护提供的消费和生态产品中受益的主体，并根据其经济效益占总经济效益的比例确定补偿主体的分担系数；2）借助生产函数法评估生态流量保护带来的生态补偿；3）结合生态补偿和补偿分担系数确定补偿主体的资金分担。在渭河宝鸡段和宝鸡峡原上灌区（BYID）成功应用了这一方法。结果表明，补偿主体为宝鸡市和咸阳市，2010 年其对应的资金分担系数依次为 0.71 和 0.29。据预测，2010 年生态流量保护生态补偿金为 2.09 亿元，相应的资金分担值分别为 1.48 亿元和 0.61 亿元。在过去的 23 年中（时间区间为 2000-2022），补偿资金分担比例逐渐下降，表明生态安全水平的提高。文章建议利用这种生态补偿方式，保护河流生态系统，维持生态健康平衡。
河流水资源不仅可以促进经济发展，还可以维护河流的生态健康。目前，由于西北缺水地区水资源的有限性和严重的供需矛盾，大量的经济用水量、环境用水量用于维持河流健康的用水，导致河流决口萎缩。随着对生态用水重要性的认识，人类意识到应该保护生态流（e-flow），但保护e-flow将不可避免地造成其他部门的经济损失，需要补偿经济损失，但赔偿资金的来源或分配是一个充满机遇和挑战的相对复杂的问题，是防止e-flow保护的主要科学难题。为了恢复河流的基本生态健康，需要对河流流量保护补偿主体的资金分担进行更多的研究。
目前已有一些关于河流e流保护补偿主体资金分担的研究报告，包括取水量、最大支付能力、支付意愿、综合分析方法等。如Zhang学者采用水资源利用与水资源利用总量的比例来确定补偿分担，认为政府部门将是补偿主体的主要代表。Chenetal学者通过综合水资源消耗、支付能力和支付意愿等主要因素来确定补偿主体的分担。Shi学者在计算南水北调中线陕西水源区生态补偿分担时，认为水源区大部分区域可以合理划分为涵养功能功能区，并使全社会受益，建议补偿资金总额的60%由国家承担，其余40%根据生态补偿分担比例由受水区和水源地承担。目前，这种确定生态流保护补偿分担的研究方法比较成熟，但仍存在一些问题。首先，没有从保护河川流向对区域部门的经济贡献或减少经济损失的角度定量确定补偿主体。这就造成了补偿主体的错误选择和遗漏现象，从而使补偿主体的份额比例产生偏差；其次，河流生态系统还可以为人类社会提供其他有价值的生态产品，而忽略了消费者需要为这些生态产品承担的补偿资金，这本质上是纳入了受益者多分享、少分享、不分享的现象，缺乏公平公正，难以平衡河流生态保护的利益相关者之间的关系；最后，根据补偿和分担系数确定补偿资金的分摊额，保护河川流量产生的补偿受径流及其保护水平的影响，但上述影响因素对补偿主体分配的影响相对较弱。
考虑到上述问题，本文首先考察了保护河流生态流的补偿主体。用补偿主体获得的经济效益与总经济效益的比值计算。然后利用补偿主体的补偿总额和资金分担系数来确定补偿主体的资金分担量。以渭河宝鸡段和BYID为例，评价了各河流流量保护补偿主体的资金分担额，揭示了补偿资金分担额随河流径流变化的变化特征。确定补偿主体的资金分担，不仅可以促进e-flow保护补偿机制的形成，而且可以为西北缺水地区河流生态修复提供科学理论和技术支持。
1.e-flow保护的农业损失赔偿金额
1.1e-flow保护补偿对象分析
这主要来自林家村段引水工程灌溉BYID的这些作物。然而，由于农业用水和河流e-flow保护的限制，农业用水将减少，将成为受损对象。这意味着生态补偿的对象主要包括以下两类：
为保证渭河宝鸡段生态用水，限制农业灌溉用水，使宝鸡峡灌区管理局（BIDAB）降低农业灌溉用水成本。这样一来，宝鸡峡灌区管理局的经济收入就会减少，也就是说，宝鸡峡灌区管理局才是保护水流生态补偿的第一个对象。
限制农业灌溉用水将不可避免地导致农用地产量的严重下降，进而导致农用地使用者经济收入的减少。这意味着BYID的粮食产量下降，农民的经济收入减少。此时，e-flow保护的受害者是BYID农民，即生态补偿的另一个对象是受影响的农民。
因此，BYID 的农业补偿目标是保护渭河宝鸡段的水流、受影响的农民和BIDAB。
1.2e-flow保护的农业经济损失补偿
利用径流频率分析软件（RFAS）对1954 - 2022年非汛期林家村河段径流数据进行分析，2019年非汛期为干旱年（频率为75%），干旱年水资源矛盾严重。因此，本文以2010年为例，确定生态流保护的共同环境补偿基金，收集了2000 - 2022年天津开发区农业生产投入要素，利用修正道格拉斯生产函数对天津开发区农业灌溉用水产生的经济效益进行了评价。
结合收集到的数据主要来自陕西省统计年鉴和陕西省区域统计年鉴2000-2022年这一时间区间的数据，通过SPSS统计软件得到修正道格拉斯生产函数的计算结果如下：
其中，Y为农业生产总值，亿元；L代表劳动人数，万人；M表示农业机械投入，万千瓦；FC指的是化肥，万吨；FI代表电影，吨；PC为农药，kg；最后，OF表示有机肥，万吨。
由此，可以推导出GDP与农业灌溉用水的关系式，得到农业灌溉用水的经济效益，如式(7)所示：
据2010年《陕西区域统计年鉴》，2010年BYID农业总产值346.7亿元，农业灌溉用水量10.6亿立方米。因此，2010年单次农业用水产生的经济效益为4.63元/m3。此外，还计算了e-flow保护对农业损失的生态补偿。
目前，渭河管理局正在与流域管理部门协商，从2016年开始实施e-flow保护措施，确定e-flow保护目标应为5 m3/s；而2010年非汛期的e-flow保护率相对较低，仅为10.29%。
结合渭河宝鸡段非汛期引水后的剩余水量和e-flow保护目标，定量计算出2010年因e-flow保护导致的农业灌溉用水极限，即农业用水总短缺量为7876万立方米。
预测该区灌溉水利用系数为0.52（实地调查结果）。由式(1)和式(2)可得农业灌溉因流防护造成的经济损失，即补偿资金为1.8962亿元。引水会给BIDAB带来一定的经济效益，但e-flow保护必然会导致农业引水减少，给BIDAB造成经济损失。因此，补偿受试者需要对BIDAB进行补偿。根据《陕西省统计年鉴》，陕西省农业用水市场价格为每立方米0.25元，故预计BIDAB的补偿资金为1969万元。
综上所述，渭河宝鸡段因e-flow保护造成的农业经济损失补偿总额为2.0931亿元。
2.补偿主体的资金分担系数
2.1e-flow保护补偿
Yue et al学者参考河流中的生态系统服务功能，结合e-flow保护的定义和概念，对西北缺水地区e-flow保护产生的生态产品进行了分析和定义。生态产品主要包括维护湿地系统、防止河流中断、保护生物多样性、净化水质、水循环、输沙、景观和改善生活质量。
在对河流e-flow保护产生的生态产品进行分析的基础上，本文选择了能够直接为不同利益群体带来经济效益的生态产品，如表2所示。结合近年来环境产品产生经济价值的方法，选择了河流e-flow量所提供的各种环境产品产生经济价值的定量计算方法（见表2）。
本文主要讨论河流e-flow保护提供的生态产品，包括水循环（包括降温效应和补水效应）、输沙效应、水处理、产品供应和美学景观（见图2）。这些生态产品可以为以下部门带来经济效益（或者降低治理的经济成本也是一种效益）。从图2中可以看出，流域部门、水管理部门、环境保护部门所需资金均来自地方及以上政府部门财政部门。
渭河宝鸡段的行政区划主要包括咸阳市和宝鸡市。一般来说，渭河宝鸡段主要位于宝鸡市境内。此外，e-flow保护提供的生态产品将对下游和其他部门产生积极影响。因此，渭河宝鸡段的政府主管部门主要有陕西省政府、咸阳市和宝鸡市。
因此，渭河宝鸡段的受益部门包括陕西省政府、宝鸡市和咸阳市。根据“谁受益，谁补偿”的原则和中国的行政管理模式，赔偿主体为宝鸡市和咸阳市。
2.2e-flow保护所产生的生态产品的经济价值
（1）提供的产品所产生的经济价值
在本次调查中，基于结果参考法计算了河流e-flow保护提供的水产品的经济价值。Li and Yue学者基于渭河渔业状况对水产品产生的单位经济价值进行了评估，计算结果为2200万元。
（2）水净化产生的经济价值
河流对进入自然水体的污染物具有净化水质的生态功能，主要体现在物理净化和化学净化两种方式，采用回收成本法来评估e-flow保护净水功能产生的经济价值。
渭河流域的主要污染物为COD和NH3-N，渭河宝鸡段的处理量分别为6447.33（COD）和333.83 t/a (NH3-N) ，COD和NH3-N的净化成本依次为3.50和1.50元/kg。因此，预测e-flow防护净水产生的经济效益分别为2257万元和500万元，总经济效益为2307万元。
（3）泥沙输运产生的经济价值
渭河位于中国西北黄土高原地区，土壤疏松。这个地区的河流主要依靠降雨。在降水径流过程中，大量泥沙被带入水体。因此，每年清理一些沉积物需要花费很多钱，本文用市场处理成本和泥沙处理总量来确定泥沙运输产生的经济价值。
根据中华人民共和国黄河流域水文资料经洛围区（渭河水系），2010年渭河宝鸡段林家村段含沙量为11.88 kg/m3。基于此，根据渭河管理部门的规定，将渭河宝鸡段e流保护目标设定为5 m3/s；据此，预测输沙量为187万吨/年。目前，陕西省泥沙处理价格大致为40元/吨。据此，2010年我国输沙产生的经济价值估计为7500万元。
（4）水循环产生的经济价值
在水循环过程中，水在各种状态之间的转化能够降低研究区域的温度和湿度，为人类的生存带来舒适，促进健康环境的建设。这一次，e-flow产生的经济价值主要采用替代成本方法。
（5）降温效果产生的经济价值
渭河宝鸡河段长65公里，河道相对较直。渭河宝鸡河段宽度与水面流量的关系如下：
因此，在保证渭河宝鸡段流量为5 m3/s、河段长度为65 km的条件下，林家村段和魏家宝段的水面宽度依次为62.40 m和63.60 m。因此，保证e-flow后渭河宝鸡段的水面面积为409.49 ha。
水的比热容为4.2 j/(g ×◦C)，即1mm / hm2的水面蒸发量为4.2 × 104 KJ。1981 - 2010年渭河流域直径为20 cm的蒸发皿平均蒸发量为607.6 mm，水面蒸发量换算系数为0.7。陕西渭河流域的水面蒸发量估计为425.32 mm/s。考虑到1度电等于3600 KJ，居民电费0.5元/(Kw × a)，预计降温效果产生的经济价值为102万元。
（6）加湿效果产生的经济价值
渭河流域的水位蒸发量约为每天2.84 mm（主要来源于《中华人民共和国水文年鉴（渭河水系）》）。据此，估算渭河宝鸡段随湿度的水面蒸发量为349万立方米，预计每立方米水加湿器耗电量为125千瓦时。据此观点，评价电流防护加湿效果的经济效益为2.18亿元。
由此，通过分析计算，得出2010年渭河宝鸡段河流e-flow保护提供的水循环经济效益为2.1902亿元。
（7）休闲旅游产生的经济价值（审美景观）
渭河宝鸡段e-flow保护能够促进河流早期生态恢复，进而改善生物多样性和水体净化。这样既可以改善河流城市的审美景观和形象，也可以为居民提供休闲娱乐的场所，吸引更多的人来参观，从而获得相应的经济效益。
由于目前湿地系统不现实，本文采用结果参考法对渭河宝鸡段休闲旅游价值进行了计算。结合经济价值计算结果和Xu学者的生态流休闲旅游函数计算方法，估算渭河宝鸡段生态流保护休闲旅游的总经济效益为680万元。
（8）空气净化产生的经济价值
据2010年陕西省环境公报，陕西省平均降尘量为12.39 t/ (km2/m)。据此估算渭河宝鸡段e-flow防护后单位质量净化粉尘量为60.88万kg。此外，行业内单位质量粉尘净化成本为0.15元/kg。
因此，通过分析计算，估算渭河宝鸡段e-flow防护后空气净化产生的总经济价值为9.13万元。
2.3补偿资金分担系数
渭河宝鸡段能够在健康状态下提供多种生态产品，这将对河流本身和河流周围的人类产生深远的影响。目前，居民对e-flow所带来的生态经济价值缺乏足够的认识。为了避免由于缺乏对生态产品的理解、分析和计算而造成的预算分配缺口，生态产品将直接为周边地区带来效益。在此基础上，本文系统地考察了e-flow提供的生态产品对河流本身和周围环境的影响。各种生态产品的定义结果如表3所示。
结合河流生态产品产生的经济价值计算结果，定义河流生态流量函数对自身及周边环境的影响（见表3）和式(5)，利用给定的效益比，可以确定补偿主体所能获得的生态产品经济效益，计算结果如表4所示。
本文计算了每个受益人获得的经济价值与e-flow保护后的总经济价值之比，即每个单一经济价值的资金分担系数。这也被称为农业补偿主体的资金分担系数。资金分担系数的计算结果如表5所示。
Zhang学者采用单因素指数法、综合指数法、偏差法和多指标修正法计算了渭河宝鸡段e-flow保护各补偿主体的资金分担系数，研究成果列于表4，其中也包括了本研究的计算结果。
因此，根据表5中补偿主体分担系数的结果，估计宝鸡市的分担系数范围为[0.50,0.78]，咸阳市的分担系数范围为[0.22,0.50]。Zhang等学者揭示了多指标校正方法的结果是比较合理的。因此，本研究的计算结果是适度合理的。
3.e-flow保护补偿主体分担的资金
3.1 2010年e-flow保护补偿主体分担的资金
结合表5中补偿的资金分担系数与河流e-flow保护后的补偿资金，利用式(4)对渭河宝鸡段e-flow保护后生态补偿主体的资金分担量进行评价，结果如表6所示。
当然，地方政府部门也可以与当地渔业部门或其他经营个人合作，通过招商引资，通过个人合同和鼓励合作，如生产水产品，改善景观提高房价，其他利用泥沙的收入，以促进渭河宝鸡段e-flow保护的顺利进行。
3.2径流变化下不同保护等级补偿主体的资金分担
Xuetal学者结合水文、水力学等方法对渭河林家村河段的e-flow进行了适宜的评价，并通过合理性分析，认为6 m3/s为长期保护目标。一些研究人员将湿循环法和R2CROSS方法结合起来，以确定以保护鱼类为目标的生态流，估计为12 m3/s。2018年，陕西省政府和流域管理部门的一个专家组讨论了在中国西安使用8和10m3/s作为生态流保护目标的可能性。因此，选择6、8、10、12 m3/s作为渭河宝鸡段未来的e-flow保护目标。
结合式(2)、式(3)以及上述各e-flow保护目标，计算了2000 - 2022年渭河林家村段农业经济损失（见图3），并结合渭河宝鸡段e-flow保护提供的生态产品价值研究成果，适当建立了生态产品经济价值及其变化系数与径流变化之间的非线性响应关系（见图4）。
以2010年为确定河流生态产品价值的基准年，基于生态产品价值与径流变化的非线性响应关系，确定了2000-2022年期间河流e-flow提供的生态产品价值。然后，根据表2中各受益人的收益分成方式、不同河段e-flow保护等级的农业经济损失以及资金分成系数，适当计算补偿主体的资金分成，如图5和图6所示。
由图5和图6可以理解，宝鸡市和咸阳市的赔偿资金在过去的23年里呈下降趋势，尤其是在2018年之后。这一问题本质上是由于2016年以后渭河林家村河段实施了e-flow保护政策。此外，河道管理部门还对灌区的用水结构、节水设施和作物种植结构进行了优化，减少了引水，以满足径流的用水需求。
在某一年中，补偿主体分担的补偿资金随着水流保护水平的提高而增长，在水流保护目标为12 m3/ s时达到最大值。此外，本文可以利用图6的两条拟合曲线来评估未来渭河宝鸡段水流保护的补偿分担额。
基于“谁受益谁补偿”的原则，建立了e-flow保护引起的农业补偿主体的资金分担模型，确定了各补偿主体的补偿资金。与以往的方法相比，本文提出的模型有以下改进：(1)从e-flow保护对各个生产部门的贡献或减少经济损失的角度，定量分析了补偿主体和补偿对象。该程序能够避免错误选择和遗漏现象，减少补偿分担比例偏差的可能性；(2)综合考虑供水和其他生态产品给人类社会带来的效益，确定河川流量保护补偿分配。这能够消除部分e-flow消费者打着地区支付意愿或能力获取资金分成的幌子搭便车的不公平缺陷。此外，该程序能够严格遵循“谁受益谁补偿”的原则，使补偿分享更加公平公正；（3）定量分析了径流及其防护水平对补偿分担贡献的影响。这表明本研究能够弥补现有研究中影响因子对补偿分担的影响及其时间变化特征的不足。
初审：严 露
审核：徐彩瑶
排版编辑：王永成
文献推荐人：王永成
参考文献：Bo Cheng, Huaien Li, Wenjuan Cheng, Jiake Li, Fund allocation modeling of compensation subjects for various protection levels of the ecological flow in rivers under runoff variations, Journal of Environmental Management, Volume 370, 2024, 122690,ISSN 0301-4797.
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