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Study on Standards of Ecological Compensation in Qinghai Lake Watershed

青海湖流域生态补偿标准研究


以"3S"技术为支撑,利用影子工程法、市场价格法、费用支出法、碳税法、能量替代法和NPP模型,分析了青海湖流域生态系统的功能变化和景观结构,在生态系统服务功能价值和区域景观价值评估的基础上,首次尝试提出了青海湖流域区域生态补偿的上下限标准。初步分析了青海湖地区生态补偿的上限为841.95亿元,生态补偿的下限为250.73亿元,其结果将为青海湖流域区域生态补偿的实施提供科学依据。

Based on the technology of GPS, GIS and RS, the functional changes and landscape structure of Qinghai Lake watershed ecosystem are analyzed by using of shadow project approach, market value approach, travel cost approach, carbon tax approach, energy substitute method and NPP model.On the basis of ecosystem service values and regional landscape values, the upper and lower limits for regional eco-compensation standards in Qinghai Lake watershed are put forward.The results show that upper limit of ecological compensation is 84.195 billion yuan, and the lower one is 25.073 billion yuan in Qinghai Lake watershed.The results of this research will provide a scientific basis for the eco-compensation in Qinghai Lake watershed.


全 文 :第28卷第5期
2009年10月
生态科学
EcologicalS ience
28(5):460—464
Oct2009
青海湖流域生态补偿标准研究
韩艳莉1,陈克龙¨,朵海瑞2,周巧富3,刘宝康4
1.青海师范大学,西宁810008
2.中国林业科学研究院,北京100091
3.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101
4.青海省气象局,西宁810001
【摘要】 以“3S”技术为支撑,利用影子工程法、市场价格法、费用支出法、碳税法、能量替代法和NPP模型,分析了
青海湖流域生态系统的功能变化和景观结构,在生态系统服务功能价值和区域景观价值评估的基础上,首次尝试提出了
青海湖流域区域生态补偿的上下限标准。初步分析了青海湖地区生态补偿的上限为841.95亿元,生态补偿的下限为250.73
亿元,其结果将为青海湖流域区域生态补偿的实施提供科学依据。
关键词:生态价值;景观价值;补偿标准;青海湖区域
doi:10.39690.issn.1008—8873.2009.05.016中图分类号:Q 49 文献标识码:A 文章编号:1008.8873(2009)05.460.05
StudyonStandardsofEcologicalCompensationinQinghaiL keWatershed
HANYan—lil,CHENKe—lon91’,DUOHal.rui2,ZHOUQiao—fu3,LIUBao.kan94
1.QinhaiNormalUniversity,Xining810008
2.ChineseAcademyofForestrySciencesBeijing100091
3.TheInstituteofG ographicSciencesandNaturalResourcesResearch,Beijing100101
4.QinghaiMeteorologicalBureau,Xining810001
Abstract:Basedonthet chnologyofGPS,GISandRS,thefunctionMchangesandlandscapestructureofQinghaiL ke
watershedecosystemareanalyzedbyusingofshadowprojectapproach,marketvalueapproach,travelcostpproach,carbontax
approach,energysubstituteme hodanNPPmodel.Onthebasisofecosystemervicevaluesandregionallandscapev lues.the
upperandlowerlimitsforegionaleco-compensationstandardsinQinghaiL kewatershedareputforward.Theresultsshowthat
upperlimitofecologicalcompensationis84.195billionyuan,andtheloweroneis25.073billionyuaninQinghaiL ke
watershed.Theresultsofthisresearchwillprovideascientificbasisfortheco-compensationinQinghaiL kewatershed.
Keywords:ecologicalvalue;landscapevalue;compensationstandards;QinghaiLakewatershed
收稿日期:2009.06-25收稿,2008.09.20接受
基金项目:国家社会科学基金项目(08XJY012):国家科技支撑项目(2007BAC03A08.5子项目)
作者简介:韩艳莉(1984--),女,硕士研究生,从事生物地理学研究。
‘通讯作者,陈克龙(1965一),男,副教授,硕士生导师,主要从事生物地理与可持续发展研究,E-mail:Ckl7813@163.tom
万方数据
5期 韩艳莉,等:青海湖流域生态补偿标准研究 46l
1引言(Introduction)
生态补偿研究和实践最早可以追溯到德国1976年
开始实施的Engriffsregelung政策和美国1986年开始实
施的湿地保护No—net-loss政策⋯。20世纪80年代以来,
国外很多国家和地区进行了大量的生态补偿实践活
动,如美国的土地休耕计划,欧盟的有机农业、生态
农业,哥斯达黎加环境服务支付项目,瑞典、丹麦、
荷兰、德国的环境税转移,以色列、日本采用的“中水
回用”方式【2J。明尼苏达州的罗切斯特,对水质起关键
作用的水体沿岸的农民进行补偿13】。墨西哥政府2003
年建立了一个规模达2000万美元的基金,用于补偿森
林提供的生态服务【4J。我国于20世纪80年代开始生态
补偿的相关研究,其发展大体可划分为从80年代至90
年代中后期的起始阶段和90年代末以来的快速发展阶
段。在起始阶段:主要是针对矿产开发所引起的生态
环境问题及森林的公益性进行探索性补偿;在快速发
展阶段:补偿范围拓展到大型生态建设工程、农村新
能源、农田保护、水资源利用等方面【5{1。
生态补偿依据和标准是生态补偿研究的核心,是
生态效益、社会接受性、经济可行性的协调与统一,
生态补偿标准核算方法直接关系到生态补偿的效果
和可行性。目前国内大多仅仅依据生态系统服务价值
的评估作为划分生态的补偿标准,往往采取机会成本
法、市场价格法、影子价格法、碳税法等对生态系统
服务价值进行评估,并依此简单的确定生态补偿额度
[5-81;而国外生态补偿标准的研究则侧重于补偿时空配
置和补偿意愿的方法研究19。1例。通过对比发现国内现
有的生态补偿研究往往过于简单,缺乏“3S”技术的支
持和生态补偿标准的上下限幅度选择。因此本研究以
此为出发点,以“3S”技术为支撑,在生态系统服务功
能价值和区域景观价值的基础上,尝试提出青海湖流
域区域生态补偿的上下限标准,其结果可为青海湖流
域区域生态补偿的实施提供科学依据,将对高原生态
补偿的理论与实践研究有所贡献。
2研究区域(Researchsite)
青海湖流域位于青海省东北部,介于
36015一38。20,N,9r7050’一101022,E。是一个四周环山封闭
式内陆盆地,面积29660km2,海拔范围3194m"~5174m,
气候属高原大陆性气候,年平均温度在-0.80"C一1.IO。C之
间,年平均降水量在412.80mm一324.50rain之间,年蒸
发量l502lllln,降水的季节变化明显,大多集中在5-9
月份且雨热同期㈣。
3数据来源及研究方法(Datandmethods)
3.1数据来源
在青海湖环湖区2007年5个气象台站的气候资
料、野外实习资料、1:100万《青海省植被图》、2006
年ETM影像图为基础,在GIS和RS等技术的支持下,
完成研究区生态系统服务价值、区域景观价值的估
算,确定青海湖地区生态补偿标准。
3.2研究方法
3.2.1市场价格法㈣
市场价值法是利用市场价格对生态系统服务的
现状及其变化进行直接评价的方法,这种方法把环
境看成是生产要素,环境质量的变化导致生产率和
生产成本的变化,用产品的市场价格来计量由此引
起的产值和利润的变化,估算环境变化所带来的经
济损失或经济效益。
3.2.2影子工程法¨川
影子工程法是恢复费用的一种特殊形式。是指
以人工方法建造一个工程来替代生态功能或原来被
破坏的生态功能,然后用建造工程的费用来估计环
境破坏(或污染)造成经济损失的一种计量方法。
3.2.3费用支出法114J
常用来评估那些未明码标价的自然景点或者环
境资源的一种方法。其依据是虽然某些自然景观可
能并不需要旅游者支付门票,但旅游者为消费这类
环境商品需要承担交通费用,要花费他们的时间,
旅游者为此付出的代价可以看做是对这些环境商品
和服务的实际支付。
3.2.4碳税法Il纠
根据植物的生物学特性,其具有吸收C02和释
放02的能力。利用光合作用方程式,计算出单位干
物质生产量所吸收的C02和释放02,并根据国际和
国内对C02排放收费标准及02生产工业成本将生
态指标换算成经济指标,得出固定C02及释放02
的经济价值。
3.2.5 能量替代法【161
植被生产的有机物折合成能量以后可进行相应
的替代,如煤炭、石油、天然气等皆是自然界中存
在的能量,具有一定的市场价格,因此,可以通过
万方数据
这个桥梁将两者联系起来,即:植被生产的有机物
的价值,可以通过能源的价值加以体现。
4结果与分析(ResultsandAnalysis)
4.1青海湖流域生态系统服务价值估算
4.1.1涵养水源价值
青海湖流域蓄水量主要由青海湖湖水储量、流
域内主要的河流径流量和冰川的年消融量三大部分
组成。①青海湖蓄水量6.91x1010m3f"J;②青海湖流
域主要河流径流量【I9J依次为:布哈河平均径流量
7.89×108m3.a"1;伊克乌兰河平均径流量
2.46×108m3.a-1;哈尔盖河平均径流量为
2.42×108m3.a-1;泉吉河平均径流量为×108m3.a-1;
黑马河平均径流量为0.109×108m3.a-1;③青海湖流
域冰储量约5.9x1081113,年消融量O.1x108m3【"1。所
以青海湖流域的蓄水总量为7.04x1010m3,采用影子
工程法,依1988年~1991年全国水库库容需年投入
成本0.67元.m-31181计算,计算出青海湖流域涵养水
源价值为4.72x101u元。
4.1.2大气调节价值
生态系统通过植物的光合作用和呼吸作用与大气进行
c02和02交换,固定大气中的C02同时释放02,根据光合
作用方程式可知:植物每生产1.009植物干物质能同定
1.639C02,释放1.zo902,以此为基础,可推算出青海湖地
区各县植被固碳量、释氧鼍,再依据碳税法、影子:I:程法
可估算出青海湖地区同碳释氧价值。本文采用中国造林成
本为260.9元.f1和瑞典碳税率每吨150美元(一股取值为
1245元.f1)的平均值752.95元.f2估算固碳价值,工业制氧
影子价格400元/t估算释氧价甜捌(计算结果见表1)。由
此,计算出青海湖流域大气调节中固碳厶乏释氧的总价值为
2.65x1010元。
4.1.3生物多样性价值
青海湖流域其独特的高原水文、土壤、气候等
环境条件,为众多珍稀和濒危动植物提供了栖息和
生长的特殊环境。研究区单位面积生物多样性价值
的计算,采用生物多样性价值的国际水平(304美
元.(hm2.a-1))1221和国内水平(2203.3元.(hm~.a1))
‘221的平均值2302.45元.(hm-2.a’1),采用影子工程
法计算得出青海湖流域生物多样性价值为
6.83x1010元。
4.1.4旅游观光价值
2007年,全省国际、国内旅游总人数为l001.6
万人次。其中接待海外游客5万人次,接待国内旅
游总人数为996.6万人次,其中过夜人数为337.77
万人次(省外游客为173.54万人次,省内游客164.23
万人次。[231。殷生宝t241等调查问卷研究结果显示来
青海湖流域旅游的游客占全省各景点的81.8%。采
用费用支出法计算出研究区旅游观光的价值为
2.63x1010元。
表1青海湖流域各县固碳释氧价值
Table1 ThevaluesofC02fixationand02releaseineach
countyofQinghaiL keWatershed
N龇a—NA⋯FCC。是融ROQme 04tax104a .a-J雾×1.1 t.1 “.:”一1 ×1叶. “:”.1
J愫.873.021423.0229.22 1047.6241.90
磐譬 199.63325.396.68 239.559.58
蚕哆 1622—2644.1454.30 1946.6177.86
=1”, 563.0917.8318.85 675.7027.03
NA:(netprimaryproductivityannual):FCC:|古l碳总冒(fixedcarbon
content);FCV:同碳价值(_fixedcarbonvalue):ROQ:释氰总量(release
oxygenquantity):ROV:释氧价值(releaseoxyg nvalue)
4.1.5物质牛产价值
青海湖流域物质生产主要由农牧业产值和渔业
产值二部分组成。①据多年调查,青海湖裸鱼
(Gymnocyprisprzewalskiipmewalskii)是青海省特有的
大型经济鱼类,分布数量约占湖内鱼类资源总量的
95%[251左右。2007年,青海湖裸鲤救护中心会l一中【目
水产科学研究院等科研单位,监测数据显示青海湖湟
鱼资源量20176t【26|。青海湖裸鱼巾.场平均价格为21
元.kg~,依市场价格法计算青海湖地区水产品价值为
4.24x108元。②利用2006年遥感影像数据解译出的研
究区各县不同景观斑块面积,采用影子价格法计算青
海湖流域各县农牧业的经济产值(见表2)。町见,耕
地和草地的农牧业经济总价值约为5.82x108元。由此,
青海湖流域的物质生产总价值为1.01x109元。
4.1.6青海湖流域生态系统服务总价值
通过以上计算,可知青海湖流域涵养水源价值
4.72x1010元、大气调节价值2.65x1010元、生物多样
性价值6.83x1010元、旅游观光价值2.63x1010元、物
质生产价值1.01x109元,其生态系统服务功能价值总
和为8.42x1010元。
万方数据
5期 韩艳莉,等:青海湖流域生态补偿标准研究463
表2青海湖流域各县农牧业的经济价值
Table2 Thevaluesofagricultureandhusbandryineach
countyofQinghaiL keWatershed
点名 1×10]溅1unare:a 农嚣值№me1两五;赢丁1甄丽磊面x108:元
共和
Gonghe
大俊
Tianjun
海晏
Haiyan
1.65
0.09
32.6l
108.22
11.69
1.0l
2.87
O.32
鱼鉴垒 竺 竺 竺
VAH:valuesofagricultureandhusbandry
4.2青海湖流域区域景观价值估算
维系生态系统运行的基本能量来源于绿色植物
在光合作用中固定的太阳能,从生物量来说,地球上
的有机物质大约99%是植物生产的。植物的初级生产
是地球生物圈所有物质生产的源泉,是区域景观的物
质和能量基础。因此提出以NPP(netprimary
productivity)为基础的区域景观价值估算,将植被NPP
的能值折算成标准煤的能值,并以标煤的市场价格来
换算,得出研究区的区域景观价值。
利用水热平衡方程【27】计算青海湖流域各县的
NPP(计算结果见表1):
NPP:RDl2.—r(1+RD—I+RDl2).exp(一x/—0.98+6—.25RDI)
(1+RDI)(1+RDI2)
式中:NPP为植被的净初级生产力(t.(hm-2.a-1));
RDI为辐射干燥度;r为年降水量(mm);PER为可能
蒸散率;PET为年可能蒸散量(mm);BT为年平均生
物温度(℃);T为小于30℃与大于0"C的月均温度。
根据上述公式得到青海湖流域植被的NPP总量
为3.26x107t.a1(表1)。有研究结果显示,高寒地
区植被干重生物量的热值为16.54~21.94kJ.g。1【2引,
本文取其平均值t9.24kJ.g~:而标准煤的热值为
10l【J.g~,其市场价格取400元.f1,依照上述标准,
利用能量替代法,将青海湖流域植被的NPP进行市
场价格估算,得出青海湖流域区域景观价值为
2.513x1010元。
4.3青海湖流域生态补偿标准确定
生态环境是人类赖以生存和发展的家园,区域
生态系统为区域内部和外部的人们提供生产生活所
必需的各种物质条件和生态服务功能,从20世纪60
年代生态系统效用在决策中的作用逐步得到人们的
重视。生态补偿是生态效益、社会接受性、经济可
行性的协调与统一,生态补偿标准核算方法直接关
系到生态补偿的效果和可行性,是生态补偿机制研
究的核心,其研究一般应该包括补偿的等级划分、
补偿空间的分配、补偿期限的选择、标准的上下限
选择等方面。目前国内大多仅仅依据生态系统服务
价值的评估作为划分生态的补偿标准,简单的确定
生态补偿额度,补偿标准往往过大,在实际工作中
很难操作;而国外生态补偿标准的研究则往往更加
侧重于补偿时空配置和补偿意愿的方法研究。从国
内外对比研究看,国内生态补偿标准研究主要存在
以下方面不足:(1)现有补偿标准过于简单,缺乏
上下限幅度的选择;(2)缺乏“3S”技术的支持,空
间补偿尺度不够细致;(3)缺乏区域生态健康评价
和补偿等级的研究;(4)静态研究较多,缺乏动态
补偿和贴现研究。本文从生态补偿实际出发,在当
前经济实力和实际补偿能力的前提下,以生态系统
服务功能价值和区域景观价值为基础,将生态补偿
标准额度由过去具体单一补偿金额转向区域补偿幅
度范围研究,尝试提出以生态服务功能价值作为补
偿上限、以区域景观价值作为补偿下限的区域生态
补偿幅度标准,确定青海湖流域区域生态补偿的上
限为8.42x1010元,生态补偿的下限为2.5lxl0Ⅲ元,
其结果将有利于青海湖生态补偿项目的实施。
4讨论(Discussion)
3.1研究结果显示,青海湖流域生态系统服务功能总
价值为841.95x108元。其中涵养水源价值4.72x1010
元、大气调节价值2.65x1010元、生物多样性价值
6.83xi09元、旅游观光价值2.63x109元、物质生产价
值1.01x109元,其生态系统服务功能价值总和为
8.42x10 0元,研究结果与陈克龙111】、唐仲霞㈤等学者
的前期研究结果基本一致。
3.2 维系生态系统运行的基本能量来源于绿色植物在光
合作用中固定的太阳能,地球上的有机物质大约99%是植
物生产的,植物的初级生产是地球生物圈所有物质生产的
基础,是区域景观的物质和能量基础,将青海湖地区植被
NPP的能值折算成标准煤的能值,利用能量替代法计算出
万方数据
青海湖流域的区域景观价值为2.51x1010元。
3.3从国内外对比看,国内生态补偿研究过于简单,
往往缺乏补偿的上下限幅度选择。本文首次提出以青
海湖流域生态服务功能价值作为补偿上限、以青海湖
流域区域景观价值作为补偿下限,来综合定量青海湖
流域的生态补偿标准。研究结果表明青海湖流域生态
补偿的上限值为8.42x1010元,下限值为2.51×1010元。
3.4在研究的过程中也发现一些值得思考的问题,关
于生态补偿标准研究目前存在静态研究较多而动态研
究较少,大尺度的研究较多而小尺度的研究还很少,
其结果往往不够细致深入。青海湖流域生态补偿的标
准的研究,不仅可为青海湖生态补偿的实施提供科学
依据,而且其实证分析过程将有利于推动区域生态补
偿研究的深入开展。
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青海湖流域生态补偿标准研究
作者: 韩艳莉, 陈克龙, 朵海瑞, 周巧富, 刘宝康, HAN Yan-li, CHEN Ke-long, DUO
Hai-rui, ZHOU Qiao-fu, LIU Bao-kang
作者单位: 韩艳莉,陈克龙,HAN Yan-li,CHEN Ke-long(青海师范大学,西宁,810008), 朵海瑞,DUO
Hai-rui(中国林业科学研究院,北京,100091), 周巧富,ZHOU Qiao-fu(中国科学院地理科学
与资源研究所,北京,100101), 刘宝康,LIU Bao-kang(青海省气象局,西宁,810001)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2009,28(5)

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