广东省东江流域生态补偿服务价值评估体系构建与测算

秦蓓蕾，王亚雄，赖国友

(广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510635)

1 概述

2017年，联合国发布的《世界水资源发展报告》指出：“地球上的河流、湖泊，以及人类赖以生存的各种淡水资源状况正快速恶化，500多条全球主要的河流中超过一半严重枯竭或遭到污染。”近年来，中国各流域也面临水污染和水资源短缺问题。目前，中国各流域的水资源问题中以下两个方面最为突出：一是水资源总量的衰竭；二是流域水资源质量的减退。随着生态问题日益严峻，生态补偿这一处理世界生态环境问题的“政策工具箱”逐渐受到各国广泛关注与应用。2013年，党的十八届三中全会上明确提出“要健全自然资源资产产权制度和用途管制制度，划定生态保护红线，实行资源有偿使用制度和生态补偿制度，改革生态环境保护管理体制。”2017年，党的十九大指出，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计，必须树立绿水青山就是金山银山的绿色发展观、加大生态系统保护力度、加快推进水污染防治。因此，流域生态补偿机制的有效建立，能够较好缓和生态保护与经济高速发展之间的矛盾，提高水资源的配置效率；同时也是协调流域内各行政单元的利益，推动流域全局生态保护、补偿、开发、利用的有效模式。

2 东江流域概况

广东省经济发展迅速，人口众多，主要水系以珠江流域(东江、西江、北江和珠江三角洲)、韩江流域和粤东沿海、粤西沿海诸河为主。作为珠江流域三大水系之一，东江流域位于珠江三角洲东北部，总面积达31 840 km2，是河源、惠州、广州、东莞、深圳等地市的主要供水水源[1]。东江干流自东北向西南，流域内河流支流分布众多，集雨面积在100 km2以上支流就多达72条，其中包括一级支流25条。其主要支流按自上而下的顺序，有安远水、浰江、新丰江、船塘河、秋香江、公庄河、西枝江、淡水河和石马河等河流，其中新丰江为东江最大支流，西枝江为第二大支流[2]。

3 研究方法与数据来源

东江流域生态系统为广东省社会经济发展提供了粮食、原材料、水资源供给、气体、气候以及水温调节等服务支撑[3]，基于此，将东江流域生态系统服务功能分为4个方面：供给功能、调节功能、文化功能和支持功能，生态系统服务功能的价值评估结果，在一定程度上可以反映其对经济社会发展提供支撑的机制、类型和效用，进而反映该生态系统的协调模式。

目前，学术界对于生态系统服务价值的核算方法主要有两类：基于单位服务功能价格的方法(简称功能价值法)，以及基于单位面积价值当量因子的方法(简称当量因子法)。功能价值法即基于生态系统服务功能量的多少和功能量的单位价格得到总价值，着力构建单一服务功能与局部生态环境变量之间的生产方程，从而模拟小区域的生态系统服务功能。当量因子法是在区分不同种类生态系统服务功能的基础上，基于可量化的标准构建不同类型生态系统各种服务功能的价值当量，进而结合不同生态系统的分布面积差异进行评估[4]。当量因子法适用于流域面积较大时的价值评估，其优势是数据需求量少，计算模型简单，且功能评估较全面。

由于广东省东江流域存在着流域面积大、生态系统服务功能与生态环境问题复杂、基础数据较难获得等问题，借鉴相关学者提出的生态系统服务价值评估体系的优势，收集相关文献资料，采用当量因子法进行价值评估，根据东江流域的特点对中国生态系统服务价值当量因子表进行修正，进而计算得出2009—2017年东江流域生态系统服务价值，科学助力东江流域生态系统和社会经济的健康、协调发展。

本文主要选取了2009—2017年，广东省水利厅珠江流域水资源保护规划、江西省、广东省统计年鉴等数据。

4 东江流域生态系统协调模式分析

按照使用价值和非使用价值，生态系统服务价值可分为两类[5]。Costanza(1997)深入研究了生态系统服务功能的价值核算和分类，定量测算每年的全球生态系统服务价值[6]。

生态经济协调[3]又被称为“生态经济平衡”和“生态经济协同”。其概念从“生态平衡”[7]中引申而来，主要理念是：实现生态经济系统中生态结构、社会结构与经济结构功能的统一，促使系统内各种生态、经济、社会要素通过协调作用，达成结构有序与功能有效的动态均衡[8]。生态系统为经济系统和社会系统发展提供了自然和生态基础，在此基础上人类才能生产出各类产品以满足自身需求。由此可见，协调有序的生态系统是其达成自身整体协调的前提。经济与社会系统要维持一定水平的有序稳定性，就必须合理地同生态系统进行能量、物质、信息等交换活动，需要在尊重生态系统运行规律的基础上构建其自身的运行规则[9]。

4.1 东江流域生态系统价值的构成

东江流域横跨江西、广东两省，包含广东省内16个县市。由于近年土地利用类型变化较小，以2015年为例对土地利用类型进行观测，发现林地和耕地是东江流域内土地的主要利用类型。其中以林地占比最高且分布地主要位于东江中上游；耕地为第二大利用类型且分布较广泛；建设用地为第三大利用类型且集中分布于流域下游；水域、草地和未利用地的面积占比最小。

以东江流域生态系统提供服务的机制、类型和效用为划分依据，将该流域的服务功能分为以下四大类：供给功能：食物和原材料的生产以及水资源的供给；调节功能：气体、气候和水文的调节以及对环境的净化；支持功能：土壤保持和生物多样性的维持；文化功能：提供美学景观。

1) 供给功能

食物生产：指生态系统产品所产生的粮食、蔬菜、肉类等产品，这类资源可以拿到市场上交易来获得交换价值，或者供自己消费来获得使用价值。东江生态系统的食物产品主要是水稻、玉米、薯类等农、副产品，以及鱼类、虾、蟹等水产品。

原材料生产：由生态系统自发生产可以进入市场交换的物质产品的过程。生产出的原材料包括全部的植物产品和矿产资源。东江流域生态系统除提供具有一般经济价值的产品外，还生产许多具有更高经济价值的产品。

水资源供给：水供应是流域生态系统最基本的服务功能。地表径流形成的地表水资源量以及水库上游来水被河流、湖泊、水库、沼泽、坑塘等拦蓄后可加以利用。不同水体按其水质的不同状况分别被用于生活饮用、工业用水，农业灌溉等方面。

2) 调节功能

气体调节：调节大气化学组成。流域中的植被为保证CO2在大气中含量的稳定性做出了重要贡献，可将此过程看作绿色植物在自然界参与氧元素循环的重要环节，森林也是氧气体的“天然制造厂”。

气候调节：覆盖面积较广的流域以其优异的气候调节作用有“天然空调”的美誉。水域与陆地之间比热容的差异导致流域能对气候进行调节，在同一太阳高度角的照射下，水域由于其比陆地更大的比热容从而导致气温变化幅度更小，表现出温度相对稳定的优良性状。

水文调节：流域的生态系统通过对水的利用、滤过等影响参与自然界水循环过程。森林和湿地在水源涵养存储方面发挥蓄水防洪作用，像一个天然“海绵”，干旱时放水、洪涝时吸水，调节河流、地下水等水量，帮助改善水资源的时空分配不均，维持区域水平衡。

净化环境：对环境的净化能力来自于生态系统中生物类群的代谢、异化和同化等作用，促使或加快污染物在自然环境中的分解。具有生物群落地表水与地下水都有一定的自净能力，通过稀释、沉积、分解或转化水体污染物，可以净化水环境。

3) 支持功能

土壤保持：地表的有力保护层主要是流域内的森林植被，通过固土防崩、阻挡块体运动等作用能够有效防止土壤侵蚀和泥沙灾害，从而保持土壤。进而使得水库、河流中的淤积沙土大量减少，对水利工程的维护起到间接作用。

生物多样性维护：流域生物多样性是其本身固有的一项特征，包括生态系统、物种和基因组成的多样性。作为野生动植物重要的栖息地，流域能为水生生物提供生存和繁育的地点，具有一定的生态经济价值。

4) 文化功能

提供美学景观：社会文化功能中的休闲娱乐，主要内涵是人类凭借认知发展、主观映象、消遣娱乐和美学体验等手段从生态系统获取非物质利益。我国自古就有“智者乐水”之说，东江流域水系发达，风景优美，极具发展特色休闲旅游与观光产业的优势。

4.2 东江流域生态系统价值的测算

本文借鉴谢高地等(2015)[4]学者提出的生态系统服务价值评估体系优势，以及文章中所构建的当量因子表，收集相关文献资料，将服务功能分为4种一类服务和10种二类服务，结合东江流域土地利用实际情况，将东江流域生态系统内的土地利用情况划分为农田、森林、草地、水域、建设用地以及未利用地6种类型，并确定流域主要的生态服务功能。根据东江流域的特点，借鉴薛明皋等(2018)[10]采用的当量因子空间修正模型，构建生态系统服务价值当量因子表进行评估[11-12]。公式如下：

(1)

东江流域生态系统服务价值当量因子见表1所示。

表1 东江流域生态系统服务价值当量因子

谢高地等(2015)[4]学者将一个标准单位生态系统服务价值当量因子(以下简称标准当量)，定义为1 hm2全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值。1个标准当量因子的生态系统服务价值量可参考单位面积农田生态系统粮食生产的净利润。单位农田生态系统的粮食产量价值的计算公式为：

D=Sr×Fr+Sw×Fw+Sc×Fc

(2)

式中D为1个标准当量因子的生态系统服务价值量，元/hm2;Sr，Sw，Sc分别为2010年稻谷、小麦和玉米的播种面积占3种作物播种总面积的百分比，%；Fr，Fw，Fc分别为2010年全国稻谷、小麦和玉米的单位面积平均净利润，元/hm2。

依据《中国统计年鉴2011》《全国农产品成本收益资料汇编2011》，结合公式(1)，可以得到D值为3 406.5元/hm2[13]。选取东江流域主要粮食作物(水稻、大豆和薯类等)作为其生态系统服务总价值的计算指标，通过计算其不同年份中1个生态系统服务价值当量因子的经济价值，间接得出2010—2017年广东省内东江流域生态系统服务总价值(见表2所示)。

表2 2009—2017年广东省东江流域生态系统服务价值 亿元

总体来看，东江流域生态系统服务价值总体呈下降趋势，2009年生态系统服务总价值为1 912.865 1亿元，2017年则降为1 864.349 7亿元；分类型来看，“食物生产”、“原材料生产”、“维护生物多样性”三类生态服务价值变化不大，发展趋势较为平稳；除“提供美学景观”生类态系统服务价值在2009—2017年随时间不断增加，其余六类生态系统服务价值均呈现随时间不断下降的发展趋势。

1) 2009—2017年广东省东江流域生态系统服务价值的时间变化分析

① 总价值变化趋势

由图1可知，2009—2017年间，东江流域生态系统服务总价值整体变化趋势表现为减少，具体价值自2009年的1 912.865 1亿元减少至2017年的1 864.349 7亿元，年均减少率为2.57%。

图1 2009—2017年广东省东江流域总价值的变化趋势

② 不同土地利用类型价值变化趋势

由图2可知，2009—2017年间，东江流域不同土地利用类型价值变化情况为：农田、森林、草地和水域呈逐年减少趋势；建设用地生态系统价值为负，其绝对值逐年递增；未利用地2000—2014年增加，2014—2017年减少。

图2 2009—2017年不同土地利用类型价值的变化趋势

城市发展、农业发展、工矿建设及交通运输等用地越来越受到人们重视，用地类型直接影响人们的经济利益，近几年其开发面积不断增加，但其生态价值较低，甚至对生态系统造成破坏，导致水资源供需矛盾加剧[14]。具体表现为：一是对生态系统价值的贡献为负；二是建设用地增加对农田、森林、草地和水域等输出生态价值系统造成挤出效应，使它们对生态价值的贡献降低。

③ 不同生态功能价值的变化趋势

由图3可见，单项生态系统服务价值中，除提供美学景观的功能外，其他功能价值呈现逐年减少的趋势。其中，食物生产、原材料生产、气体调节、气候调节、保持土壤、维持生物多样性6类功能变化较小，统计年份内总计变化在1%左右；水文调节和净化环境两类功能次之，在4%左右；变化幅度最大的是水资源供给功能，达11%。

图3 2009—2017年单项生态功能价值的变化趋势

近年来，东江流域覆盖地区经历了以人口密度上升、建设用地面积不断增加为代表的高速发展时期，人类活动严重破坏了流域生态系统的平衡，直接造成了各县市的生态价值的下降。其中，增城区、深圳市、惠城区、惠阳区、源城区、东莞市6市的生态价值在统计年份内总计变化在4%以上，深圳市、东莞市更是达到10%以上；而其他12个县市的变化在0.5%～2.6%之间，变化较小。在经济发展的过程中，环境往往成为牺牲品，因此,生态保护和生态补偿成为必要的课题。

2) 2009—2017年广东省东江流域生态系统服务价值的空间变化分析

根据数据样本，选取2009年、2013年、2017年作为时间节点，得到广东省东江流域各地单位面积生态系统功能价值。东江流域生态系统服务价值的空间分布规律大致可归纳为：中部以6万元/hm2的价值位列第1，北部以5万元/hm2的价值位列第2，南部的价值最低，低于3万元/hm2。广东省东江流域的单位面积生态价值平均约为5万元/hm2，其中东源县、增城区、新丰县、连平县、紫金县、惠东县、和平县、龙川县、龙门县、博罗县、惠城区(2017年低于平均值，但相差很小)高于广东省均值；兴宁市、源城区、惠阳区、东莞市、深圳市低于广东省均值，特别是惠阳区、东莞市和深圳市，未达3万元/hm2。

5 结语

流域生态系统结构功能复杂多样，本文将广东省东江流域划分为林地、耕地、建设用地、水域、草地和未利用地面积六种土地利用类型，并基于广东省自然资源厅历年发布的《广东省土地利用现状汇总表》相关数据，利用修正后的生态当量因子表，开展东江流域生态系统的重要服务功能及其价值评估，主要结论如下：

流域不同土地利用类型价值从高到低依次为：森林、水域、农田和草地。生态服务类型可分为一类和二类服务，在一类服务中按价值高低排序依次为：调节服务、支持服务、供给服务和文化服务；在二类服务中为：水文调节、保持土壤、气体调节和原材料生产等。

从时间变化特征来看，2009—2017年间，流域生态系统服务总价值整体变化趋于减少，自2009年1 912.865 1亿元减少至2017年的1 864.349 7亿元，年均减少率2.57%。说明流域生态系统质量呈下降趋势。不同土地利用类型、不同生态功能的服务价值也呈下降趋势，与总体变化一致。

从空间变化特征来看，2009—2017年东江流域生态系统服务价值的空间分布大致为中部>北部>南部，各行政区生态系统服务价值由高到低依次为：东源县、增城区、新丰县、连平县、紫金县、惠东县、和平县、龙川县、龙门县、博罗县、惠城区、兴宁市、源城区、惠阳区、东莞市和深圳市，其中惠阳区、东莞和深圳的生态价值较低，不足3万元/hm2。2009、2013和2017年流域生态系统服务价值均高于5万元/hm2的面积在全流域面积中的占比分别为77.22%、77.13%、77.09%，呈下降趋势，其中以南部区域的价值下降最为显著。

综上所述，本文对广东省东江流域生态系统服务价值进行了定量计算，并就流域服务价值的时间、空间动态变化作了详细分析。研究显示，2009—2017年间，广东省东江流域内生态服务价值变化趋势以下降为主，主要原因是为满足人类频繁的经济社会活动，大量耕地、草地和未利用地等转变为建设用地，对生态系统造成了一定破坏，同时不利于流域生态系统价值。生态补偿的政策体系和操作机制需及时建立健全，与经济、社会发展相协调，以调整相关主体利益的分配关系，协调生态文明建设与经济高质量发展的矛盾，推动流域生态系统服务价值不断增加，实现可持续发展。