南水北调中线工程水源区生态补偿标准研究——以生态系统服务价值为视角，本文主要内容关键词为：南水北调论文,中线论文,水源论文,视角论文,生态系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
文章编号：1007-7588(2015)04-0792-13 1 引言 生态补偿(Eco-compensation)，在国际上较为通用的概念是PES(Payment for Ecosystem Services，生态系统服务付费)。国内则没有统一的定义，通常认为生态补偿包括两方面的内容：第一，对生态系统提供的生态产品或服务进行付费(补偿)；第二，对污染和破坏生态环境的行为予以控制，实行污染(破坏)者付费(赔偿)[1]。生态补偿标准的确立方法众多，主要包括显示性偏好方法(如旅行成本法、享乐价值法)、陈述性偏好方法(如条件价值法、选择实验法)、基于成本的方法(如避免成本法、替代成本法)和生态系统服务价值评估方法等[2]。其中，基于偏好的方法一般是对公众使用某种生态系统服务的支付意愿或受偿意愿(Willingness to Pay/Accept，WTP/WTA)进行评估，基于成本的方法是通过直接或间接测算生态环境治理费用来确立生态补偿标准。在使用基于偏好或成本的方法时，应首先让公众识别某种生态系统服务的市场价值[3]。生态系统服务价值体现了这种市场价值，它包括使用价值(Use Value)和非使用价值(Non-use Value)，其中使用价值包括间接使用价值、直接使用价值和选择价值，非使用价值包括存在价值和遗产价值[4]。可见，生态系统服务价值评估方法是构建生态补偿机制的重要理论依据，是确立生态补偿标准的价值基础[5]。基于生态系统服务价值来确定生态补偿标准的核心内容，是采用环境经济学方法估算出生态系统服务价值，并利用估算出的价值进一步确定生态补偿标准[1]。在具体的案例研究中，依据生态系统服务价值确立的补偿金额可以作为生态补偿标准的上限标准[6]。 生态系统服务是由生态系统提供的、能直接或间接提升人类福利的产品和服务[7]。流域生态系统能供给诸多提升人类福利的生态产品和服务，如清洁水源、土壤保持、生物多样性、娱乐文化服务等[7]。评估流域生态系统服务价值是为了在生态系统服务价值货币化的基础上，为流域管理、特别是为确立流域生态补偿标准提供理论依据和科学基础。国际上有许多针对流域生态系统服务价值评估的研究。Loomis等和Zedler以流域管理、水资源利用、生态环境政策制定等为目的，评估了流域生态系统水资源供给、水土保持等生态服务的价值[8,9]。Lewan等分类评估生态系统服务价值来提高公众对所在流域生态服务价值的认知和理解[10]。Swallow等和Garrick等在分析区域经济发展和流域上下游生态环境保护之间关系的基础上，探讨了土地利用变化和各种政策措施对流域生态系统服务价值的影响[11,12]。国内学者在借鉴国外生态系统服务价值评估原理的基础上，探讨了我国重要流域生态补偿标准问题。刘桂环等利用生态系统服务价值评估方法和谢高地制定的“中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量”，测算出2000年官厅水库流域生态系统服务总价值为215.8亿元；并在此基础上探讨了生态系统服务价值和生态补偿的关系，认为生态系统服务的跨区域关联特征是实施流域生态补偿的重要依据，生态系统服务价值可作为生态补偿上限标准[6,13]。徐劲草等也利用上述方法评估了晋江上游地区的生态系统服务价值，依据水源涵养、废物处理等生态服务价值计算出生态补偿标准为8327万元/a，并指出应由晋江下游各县(区)按所分配水量比例进行分摊[14]。 南水北调中线工程于2003年12月正式开工，2014年12月正式通水，是我国重要的跨流域调水工程。南水北调中线工程水源区提供了许多重要的生态系统服务，不仅包括水资源、水产品等生态产品，还包括土壤保持、水源涵养、生物多样性维持等生态服务。韩德梁根据丹江口库区1987年、2000年和2008年三期遥感影像，运用生态系统服务价值评估方法，模拟测算出2015年丹江口库区综合发展目标情景下的生态系统服务价值为3372亿元[15]。白景锋根据南水北调中线工程河南水源区土地利用变化情况，运用生态系统服务价值评估方法测算出河南水源区因为生态建设而增加的生态系统服务价值为35.4亿元，按调水比例和GDP比例加权平均的生态补偿标准分摊额度为河南1.56亿元/a、河北1.41亿元/a，北京0.84亿元/a，天津0.51亿元/a[16]。王一平在测算南水北调中线工程水源区河南淅川县生态系统服务价值变化量的基础上，估算出淅川县的生态补偿标准为44.4亿元/a[17]。还有少数学者从成本收益角度测算了南水北调中线工程水源区的生态补偿标准，如Zhengju Dong等运用成本分析方法，测算湖北省十堰市2003-2050年南水北调中线工程的直接成本和机会成本，分别为2627亿元、2563.3亿元，据此得出十堰市2014-2020年、2021-2030年、2031-2040年和2041-2050年4个时期的生态补偿(受偿)标准分别为21.76亿元/a、5.33亿元/a、4.4亿元/a和4.1亿元/a[18]。王国栋利用直接成本和机会成本法测算出南水北调中线工程水源区生态补偿标准约为240.04亿元/a，根据受偿意愿(WTA)估计最低可接受生态补偿标准为246.41亿元/a[19]。 由此可见，南水北调中线工程生态补偿标准测算方法纷繁芜杂，结果差异也较大，并且，现有研究往往只测算了南水北调中线工程部分水源区的生态系统服务价值或生态补偿标准，未见从全部水源区生态系统服务总价值角度探讨生态补偿标准的研究。另外，对跨多个流域、多个行政区的南水北调中线工程而言，水源区生态系统所提供的大多数生态产品和生态服务的公共物品特征使它们很难在市场中进行交换，调水工程管理机构在规划和决策中往往低估或忽视生态系统自身的价值，无法平衡生态系统服务供需双方特别是水源区的成本收益，从而难以真正形成水源区生态环境保护的激励机制。解决上述问题的基础工作之一是评估水源区生态系统服务价值，并据此确立生态补偿标准。基于此，本文运用生态系统服务价值评估方法，全面评估南水北调中线工程水源区的生态系统服务总价值及工程开工前后的生态系统服务价值动态变化情况，并以此为基础尝试确立水源区生态补偿上限标准和受水区支付标准，为南水北调中线工程确立生态环境保护激励机制和完善生态补偿机制提供理论基础与数据支撑。 2 研究区概况 本文研究区域范围为南水北调中线工程水源区，包括陕西、湖北、河南3省40个县(市、区)①(图1)。水源区界于31°31′-34°25′N，105°31′-112°2′E之间，该区地域广阔，土地总面积为8.81万
。 水源区主要河流以汉江、丹江为主，流域面积在100
以上的河流有215条，1000
以上的河流有21条，水资源总量为388亿
，占全流域的66.7％，全区人均水资源总量3741
/人，高于全国人均水平(2200
/人)近70％，是南水北调中线工程水源供给的强大后盾。2010年，水源区总人口1355.9万人，地区生产总值为2362.5亿元，人均GDP为17424元。研究区域详细数据见表1。
3 研究方法与数据来源 3.1 生态系统服务价值评估方法 1997年，Costanza等首次对全球生态系统服务价值进行了评估，从科学意义上明确了生态系统服务价值评估原理和方法。Costanza将全球陆地生态系统分为9个一级类型，即森林、农田、草地、湿地、荒漠、湖泊(河流)、冰川、冻土和城镇，包括气体调节、气候调节、水调节、水供给、干扰调节、食品供给、原材料、侵蚀控制、废弃物处理、土壤形成、营养循环、授粉、生物控制、基因资源、栖息地、娱乐和文化等17类生态服务功能[3]。某一级类型生态系统的生态系统服务价值计算公式为：
某区域陆地生态系统服务总价值为：
式中V为区域生态系统服务总价值(元)；
为第j种土地类型的总面积(
)；
为第j种土地类型i类生态服务功能的单位价值量(元)。要运用上述方法评估我国陆地生态系统服务价值，首先应制定符合我国现状的生态系统服务价值当量及其单位价值量。谢高地等2003年首次提出了适用于我国陆地生态系统的生态服务价值当量，之后，诸多学者又在此基础上发展出了多种改进方法[13,23,24]。为增加本文研究结果的科学性和可比性，本文利用在我国运用最为广泛，由谢高地等2003年制定、2008年改进的“中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量”[23](如表2)。
生态系统服务的单位价值量
是根据农田生态系统的食物生产生态服务单位价值确定的[3,13]。根据某一研究区的粮食播种面积、粮食单产、粮食全国平均价格，利用以下公式计算单位面积农田食物生产生态服务价值：
式中
为单位面积农田食物生产生态服务价值(元/
)；i为粮食种类；
为第i种粮食平均价格(元/t)；
为第i种粮食单产(t/
)；
为第i种粮食种植面积(
)；M为n种粮食作物种植总面积(
)。谢高地等计算的全国
为884.9元/
[13]。王一平计算的南水北调中线工程核心水源区(河南淅川)
为1114.28元/
[17]。鉴于河南省淅川县是南水北调中线工程的核心水源区，也是丹江口水库水源涵养重要区域，更符合水源区农田生态系统的特征，因此本文不采用全国农田食物生产生态服务价值，而是选用南水北调中线工程核心水源区(河南淅川)的单位面积农田食物生产生态服务价值。根据“中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量”和研究区单位面积农田食物生产生态服务价值，可得研究区各种土地类型的生态系统服务单位价值：
式中
为第j种土地类型第i类生态服务功能的单位价值(元/
)；
为第j种土地类型第i类生态服务功能的当量因子。由此可得南水北调中线工程水源区生态系统单位面积生态服务价值(见表3)。
3.2 生态补偿标准确立方法 生态系统服务价值是确立生态补偿标准的理论依据和价值基础。若要根据生态系统服务价值确立生态补偿标准，首先应做两个界定：第一，应界定生态系统本身的生态服务价值和应予补偿的生态服务价值。应予补偿的生态系统服务价值主要是指生态服务提供方的实际损失，或者生态服务需求方的实际收益；对应予补偿的生态系统服务价值进行界定，主要有两个思路，即生态服务提供方的实际损失或生态服务需求方的实际收益；第二，应区分生态补偿的理论上限标准和具体支付标准。生态系统的部分生态服务属于支持型服务，是其他生态服务的中间投入品，并且，部分生态服务价值每年都能更新或再生。因此，在生态服务具有支持性、可再生性和全流域共享性的前提条件下，生态系统服务价值的评估结果仅能作为生态补偿上限标准，而不能直接作为生态补偿支付标准。部分学者认为根据生态系统服务价值确立的生态补偿标准有偏高之嫌，正是因为未区分生态补偿理论上限标准和具体支付标准。 (1)界定应予补偿的生态系统服务价值。南水北调中线工程是跨多个区域、多个流域的大型系统工程，在现有技术手段下，难以测量工程建设期间和通水后对水源区生态系统服务价值造成的实际损失，因此，本文从生态服务需求方收益的角度，确定受水区应予补偿的生态系统服务价值。界定受水区应予补偿的生态系统服务价值应分为两步： 首先，应界定水源区为受水区提供的生态服务种类。南水北调中线工程渠道设计基本为明渠，相当于构造了一条人工河流，且清洁水源均汇入了受水区的水库中，因此，从生态系统类型看，受水区能获得水体生态系统提供的生态服务价值。从生态服务功能看，受水区获得的实际收益是从水源区调来的以水资源为载体的生态服务，“水源涵养”生态服务的功能主要是淡水过滤、持留和储存以及供给淡水[23]，保证了水源区的水质和水量。森林、草地等覆盖植被的生态系统存在林冠截留和林地蒸散的现象，即水源涵养(主要指降水)过程中林冠层对大气降水进行截留，减少了林内降雨量、延长降雨历时、减少雨水对土壤结构的破坏，进而减少和延迟地表径流[25]，还有部分降水通过土壤、枯枝落叶及植被表面蒸发到大气中，或通过植被吸收后再蒸腾到大气中[26]。可见，只有在扣除林冠截留和林地蒸散后，其他四类生态系统(森林、草地、农田、湿地)提供的“水源涵养”生态服务才形成了水源区的水资源量，从而通过调水工程使受水区获得清洁水源。 其次，应界定受水区的获益比例。水源区和受水区都能从水源区生态服务中获益，受水区仅需对实际获益的生态服务进行补偿(付费)。根据前文分析，受水区获得的实际收益是从水源区调来的以水资源为载体的生态服务，而水体生态系统提供的全部生态服务功能，以及森林、草地、农田、湿地生态系统提供的“水源涵养”生态服务功能(扣除林冠截留量和林地蒸散量)，形成了水源区的水资源量，因此，可以使用受水区总调水量和水源区水资源总量作为衡量指标，来界定受水区应予补偿的生态系统服务价值。基于此，受水区应予补偿的生态系统服务价值为：
式中V′为受水区应予补偿的生态系统服务价值(元)；
为水体生态系统的生态服务价值(元)；
为除水体外其他四类生态系统(森林、草地、农田、湿地)水源涵养的生态服务价值(元)；I为林冠截留率；S为林地蒸散率；
为受水区每年的总调水量(
)；W为水源区水资源总量(
)。 (2)确定受水区意愿支付水平。由于大部分生态服务不能直接在市场中进行交易，而公众对生态系统服务价值的认知和重视程度，决定了公众最终对生态服务的意愿支付水平，因此，单纯依靠生态系统服务价值评估结果确定的生态补偿标准无法得到人们的普遍认可。本文根据生态环境保护和经济社会发展的阶段性特征，引入生态系统服务价值调节系数，既能避免由于市场缺失无法形成生态服务价格的问题，又能衡量生态服务需求方的支付能力和意愿。公众对生态系统服务价值的认知水平和意愿支付水平是随着经济社会发展水平和生活水平提高而发展的，与S型Pearl生长曲线类似，生态系统服务价值调节系数可以据此计算[27]。Pearl生长曲线模型为：
式中L为生态系统服务价值调节系数；e为自然对数的底；t为社会发展阶段，按照人们的生活水平通常划分为贫困、温饱、小康、富裕、极富5个阶段，它与恩格尔系数有大致的对应关系，即：
将生态系统服务价值调节系数L与应予补偿的生态系统服务价值相乘，即可得到生态服务需求方意愿支付的生态补偿金额。最终的生态补偿上限标准V*为： V*=V′·L (8) 根据意愿支付水平调整后，应予补偿的生态系统服务价值是生态补偿标准区间的理论上限，能有效避免不同测算方法导致的补偿标准不统一问题，可以用来指导实践中的生态补偿，但并不意味着实践中一定会达到该上限。 (3)确立生态补偿标准分摊机制。生态补偿标准的分摊机制应考虑中央政府的生态保护责任、受水区的实际调水量等，因此，可分为两部分来支付，一部分由中央政府以专项基金的形式对水源区进行纵向转移支付，另一部分根据受水区的实际调水量对水源区进行横向转移支付。最终的分摊方式可确定为：
式中
为中央政府应分摊的生态补偿资金(元)；α为中央政府分摊系数；
为每个受水地区应分摊的生态补偿资金(元)，其中i(i=1，2，…，N)代表受水省(市)；
为某个受水省(市)调水量占总调水量的比例。 3.3 数据来源 本文采用2002年和2010年分辨率为30m的Landsat卫星TM影像，成像时间在2002年(±2a)和2010年(±2a)，以获取南水北调中线工程水源区2002年和2010年的土地利用类型现状。利用Envi 4.8遥感图像解译软件和ArcGIS 9.3地理信息分析软件，将研究区土地利用类型划分为森林、草地、农田、湿地、水体(湖泊、河流)和城市建设用地六大类。需要说明的是，在谢高地等制定的生态系统服务价值当量中，还包括荒漠这一土地类型，由于南水北调中线工程水源区地处暖温带或亚热带季风性气候区，年均温高，年平均降雨量大，日照时数长，未被利用的土地多为植被所覆盖，因此本研究不包括荒漠这一土地利用类型。 本文其他数据来源于2011年中国以及河南、河北、天津和北京[22,28～31]等四省(市)的统计年鉴。 4 水源区生态系统服务价值及其动态变化分析 4.1 南水北调中线工程水源区土地利用现状评价 南水北调中线工程水源区土地利用类型主要有森林、草地、农田、湿地、水体和城市建设用地等六大类(如图2所示)。2010年，水源区森林面积为7136946.72
，占研究区总面积的67.32％，是研究区最主要的生态系统类型；森林面积与2002年相比减少了849868.2
，年变化率为-1.01％。草地面积为82229.67
，占0.78％，草地以高山草甸为主；草地面积与2002年相比减少了14701.77
，累计变化率为-0.14％。农田面积为2681278.74
，占25.29％，主要分布在各个县(区)、乡(镇)的城市建设用地周围；农田面积与2002年相比增加了566089.83
，年变化率为0.66％。湿地面积为270475.02
，占总面积的2.54％，主要分布在水源区东北部的丹江口库区附近；湿地面积与2002年相比增加了94658.94
，累计变化率为0.89％。水体面积为151411.95
，占1.43％，主要包括丹江口水库水域，汉江、丹江及其支流和其他河流，以及各种大小湖泊等；水体面积与2002年相比增加了69714.81
，累计变化率为0.66％。城市建设用地面积为279365.13
，占2.64％，主要集中在城市城区、县城和重要的核心乡镇；城市建设用地面积与2002年相比增加了134106.39
，累计变化率为1.26％。
图1 研究区区位
图2 2010年南水北调中线工程水源区土地利用类型 4.2 南水北调中线工程水源区生态系统服务价值评估 南水北调中线工程水源区生态系统主要有五类：即森林、草地、农田、湿地和水体生态系统。结合土地利用类型的面积，利用公式(1)和公式(2)，得出水源区2002年和2010年的生态系统服务总价值分别为2849.94亿元、2724.56亿元。2010年，森林生态系统服务价值为2236.26亿元，占研究区总价值的82.08％，农田生态系统服务价值为236.03亿元，湿地生态系统服务价值为165.07亿元，水体生态系统服务价值为76.51亿元，草地生态系统服务价值为10.69亿元(见表4)。可见，水源区绝大部分的生态系统服务价值来自于森林生态系统的贡献，而湿地和水体生态系统虽然面积体量较小，但其单位价值比较高，对水源区生态系统保护起着至关重要的作用。与现有南水北调中线工程的案例研究相比，本文评估出的水源区2010年生态系统服务总价值为2724.56亿元，低于韩德梁测算的丹江口库区生态系统服务价值3372亿元，这主要是因为韩德梁的结果是预期值，南水北调中线工程水源区可能会因为涵养水源、保护生物多样性等逐年增加生态系统服务价值；另外，该作者还从生态安全角度调高了丹江口库区的单位面积生态系统服务价值，从而大幅提高了生态系统服务总价值[15]。
与南水北调中线工程开工前的2002年相比较，水源区生态系统服务总价值减少了125.38亿元，各类生态系统的生态服务价值变化也较大。森林生态系统服务价值变化量最大，累计减少了266.29亿元，平均每年减少1.33％。水体生态系统服务价值变化速度最快，累计变化85.33％，累计增加达到35.23亿元；其次是湿地，其生态系统服务价值增加了57.77亿元，累计变化53.84％；再次是农田，其生态系统服务价值增加了49.83亿元，累计变化26.76％；草地的生态系统服务价值缓慢下降，累计减少了1.9亿元。森林、草地生态系统服务价值降低，主要有3个原因：一是2002-2010年间，全国城镇化速度明显加快，引致城镇建设用地大幅增加，破坏、占用了城镇附近的森林和草地面积；二是水源区植被破坏和水土流失也较严重；三是与丹江口水库大坝加高引起森林和草地淹没也有一定关联。水体、湿地生态系统服务价值增加，也有两个原因：一是丹江口水库大坝高程从162m加高至176.6m，正常蓄水位由157m提高到170m，正常蓄水位库容由174亿
增加到290亿
，从而大幅增加了水体生态系统服务价值；二是与水源区2006年来实施的“丹江口库区及上游水污染防治和水土保持规划”密切相关，该规划以水土流失治理面积、坡耕地治理面积、径流调控能力、生态自然修复能力和多目标、多功能、高效益的综合防治体系的建立作为控制考核指标，提高水土流失累计治理程度，从而也增加水体、湿地和农田的生态系统服务价值。 从水源区提供的9类生态服务功能看，在2010年，水源区生态服务价值最大的是水源涵养、生物多样性保护和气候调节，其价值分别为421.83亿元、407.76亿元、398.39亿元，共占生态系统服务总价值的45.07％；其次的贡献来自气体调节、土壤形成与保护、原材料、废物处理，其价值分别为374.56亿元、372.35亿元、250.28亿元、247.98亿元，共占比45.7％；娱乐文化和食物生产的贡献较小，二者合计的价值为251.41亿元，仅占比9.23％(见表5)。可见，水源区生态系统提供了极其重要的生态服务功能，特别是水源涵养、生物多样性保护和气候调节的生态服务功能需要被重点保护。
5 基于生态系统服务价值确立生态补偿标准 5.1 生态补偿上限标准与分摊机制 在已得到南水北调中线工程水源区生态系统服务价值的基础上，要确立生态补偿上限标准，首先应界定受水区应予补偿的生态系统服务价值。2010年的水体生态系统服务价值为76.51亿元，森林、草地、农田和湿地水源涵养生态服务价值总和为390.16亿元；由于水源区地形地貌特征复杂，涵盖了亚热带和暖温带等气候带，并且秦岭山地的垂直气候特征明显，进而无法把水源区确定为单一的植被类型，因此，本文把水源区林冠截留率取森林生态系统林冠截留率的平均值24.95％[32]；虽然林地蒸散在陆地生态系统水分平衡中占有重要地位，但由于对林地蒸散准确的计量比较困难，大多数森林水源涵养量的计算方法都忽略了林地蒸散[33]，因此本文林地蒸散率取为0。南水北调中线工程水源区多年平均水资源总量为388亿
，工程通水后，受水区的年调水量为95亿
。结合上述数据，根据公式(5)得到受水区应予补偿的生态系统服务价值为90.43亿元。 南水北调中线工程受水区为河南、河北、天津和北京四省(市)，供水用途以城镇居民生活用水和工业用水为主，因此，Pearl生长曲线中的恩格尔系数采用受水区城镇家庭的恩格尔系数，分别为0.33、0.32、0.36、0.32[22,29～31]。根据四省(市)城镇人口占总城镇人口的比例，加权得出受水区的平均恩格尔系数为0.33。然后结合公式(6)得出生态系统服务价值调节系数为0.51。最后，根据公式(8)，得到南水北调中线工程受水区2010年生态补偿上限标准为46.12亿元/a。水源区每年生态系统服务价值是动态变化的，在具体的生态补偿实践中，生态补偿标准应根据当期生态系统服务价值的实际值确定，若水源区当期生态系统服务价值上升，则补偿标准随之上升；若水源区当期生态系统服务价值下降，补偿标准也会下降。可见，运用生态系统服务价值确立的生态补偿标准能提升水源区政府和公众保护生态系统、保护水源的积极性，有利于形成南水北调中线工程生态环境保护的激励机制。 我国至今仍未形成全国性的生态补偿机制，中央与地方在具体的生态补偿实践中往往会相互推诿，中央与地方的财政资金分摊比例没有统一的分配公式，一直是建立和完善生态补偿机制的重点和难点工作之一。通常，我国中央财政转移支付资金都要求地方政府按照1∶1进行配套，如近年来我国的水利建设投资项目，国家要求地方资金必须与中央一比一匹配。王国栋曾建议南水北调中线工程中央与地方生态补偿资金分摊比例确定为4∶6(即α=0.4)[19]。1994年分税制改革以后，我国中央、地方财政长期存在事权和财权不统一的现象，逐步形成了地方财政依赖中央财政转移支付的体制，到2010年，我国地方财政支出对中央财政转移支付的依赖比重为43.95％，地方财政收支的自给率在55％左右[34]。 具体到本研究案例，生态补偿资金分摊比例的确定既要体现南水北调中线工程受水区享用清洁水源后的付费义务，又要体现中央政府从全国角度管理、保护水源区生态环境的责任，同时也不能脱离我国当前财政管理体制的实际情况。因此，在综合考虑受水区补偿责任、中央政府保护责任和我国财政管理体制现状的背景下，以及为增加本文研究结果与已有研究的可比性，本文把中央与地方生态补偿资金分摊比例确定为4∶6(即α=0.4)。根据公式(9)计算出中央政府生态补偿上限标准的分摊额度为18.45亿元/a，河南、河北、天津和北京四省(市)共同承担的生态补偿上限标准的分摊额度为27.67亿元/a。根据《南水北调中线工程规划(2001年修订)》，中线工程一期工程调水总量为95亿
，其中河南、河北、天津和北京分别为38亿
、35亿
、10亿
、12亿
，利用公式(10)计算出河南、河北、天津和北京四省(市)生态补偿上限标准的分摊额度分别为11.07亿元/a、10.21亿元/a、2.91亿元/a和3.49亿元/a(见表6)。
在南水北调中线工程受水区的地级市中，除掉水渠沿线蒸发和漏损水量后，水量分配最多的城市是河北省石家庄市、保定市和河南省郑州市、南阳市(含南阳引丹灌区)，分别为7.82亿
、5.5亿
和5.02亿
、10.91亿
，分水最少的城市主要集中在河南省，如漯河市和周口市，仅为1.06亿
和1.03亿
。利用公式(10)可得出受水区生态补偿上限标准分摊额度的城市空间分布情况，地级市中分摊额度最多的是河北省石家庄市、保定市和河南省南阳市、郑州市，分别为2.28亿元/a、1.6亿元/a和3.18亿元/a、1.46亿元/a，分摊额度最低的是河南省周口市，仅为0.3亿元/a(见图3和图4)。
图3 河南省受水城市调水量和补偿标准
图4 河北省受水城市调水量和补偿标准 5.2 生态补偿支付标准 生态服务具有动态性、可再生性和全流域共享性，根据生态系统服务价值确立的生态补偿标准应作为理论上限，具体支付标准还应根据水源区生态系统服务价值的动态变化情况和生态服务功能等其他方式确定。由于我国迄今尚未出台全国性的生态补偿条例，而对于跨越多个行政区、多个流域的南水北调工程而言，涉及诸多利益相关方，如水源区、受水区和汉江下游地区等的政府、企业和居民，因此，建立南水北调中线工程生态补偿机制的阻碍因素更多、实施难度更大。在南水北调中线工程生态补偿的现实操作中，可以先界定该区域生态系统的生态服务功能范围，以便有选择性的扣除一些生态服务价值，然后根据生态服务价值的动态变化情况确立具体支付标准。 (1)全球和全国性生态服务，主要包括气体调节、气候调节、生物多样性保护和娱乐文化等。这四类生态服务的外部性范围较广，其外溢是全球性或全国性的，受益区域并不局限于流域下游地区，而是包括研究区周边甚至全国、全球范围。因此，在探讨某一特定流域的生态补偿时，不应把其生态服务价值纳入补偿范围[35]，而应重点体现全国乃至全球的补偿责任。水源区2002-2010年气体调节、气候调节、生物多样性保护和娱乐文化四类生态服务价值都大幅下降，分别为33.68、16.79、30.03和10.37亿元。可见，近年来水源区的生态环境保护工作面临严峻考验。 (2)流域上下游地区共享的生态服务，主要包括水源涵养、土壤形成与保护和废物处理。这三类生态服务既能让流域上游(水源区)受益，也能让流域下游(受水区)受益，且受益范围一般不会超过流域辐射地区。水源区2002年到2010年水源涵养、土壤形成与保护和废物处理三类生态服务价值的变化值分别为-5.37亿元、-26.75亿元和18.99亿元。其中，水源涵养和废物处理的生态服务价值相对增加，全部流域地区都会因此受益，应作为正外部性进行补偿(付费)。而土壤形成与保护的生态服务价值相对减少，主要是由水源区植被破坏和水土流失引起的，也与丹江口水库大坝加高引起土地淹没、移民搬迁等有一定关联，因此，应作为负外部性进行补偿(赔偿)。上述三项生态服务的受益(损)区覆盖了全部流域，在具体的流域生态补偿实践中，应确定受水区应予承担的生态补偿资金比例。根据公式(5)，受水区应承担这三类生态服务受益或受损价值分别为1.31亿元、6.55亿元和4.65亿元。 (3)流域上游(水源区)生态服务，主要是指食物生产和原材料提供生态服务。这两类生态服务的受益者主要是水源区。如果此类生态服务价值增加，说明水源区的私人收益大于全部流域的外部收益，在具体的生态补偿实践中，应对这部分价值进行扣除。反之，若此类生态服务价值降低，说明水源区的私人成本大于全部流域的外部成本，在具体的生态补偿实践中，应对这部分价值进行补偿。南水北调中线工程水源区2002-2010年食物生产和原材料提供生态服务价值分别增加3.9亿元和减少25.29亿元，在具体生态补偿支付标准中，可根据公式(5)界定受水区应承担的生态补偿资金比例，再扣除食物生产生态服务增加的价值，并对原材料提供生态服务减少的价值进行补偿。(详见表7)
根据上述方法确立的南水北调中线工程生态补偿支付标准为17.75亿元/a。利用公式(9)和公式(10)，中央政府的具体支付标准为7.1亿元/a，河南、河北、天津和北京的具体支付标准分别为4.26亿元/a、3.93亿元/a、1.12亿元/a和1.34亿元/a，合计为10.65亿元/a。 6 结论与讨论 6.1 结论 (1)本文基于南水北调中线工程水源区土地利用现状评价，通过改良生态系统服务价值评估方法，得到水源区2002年和2010年生态系统服务总价值分别为2849.94亿元和2724.56亿元。从生态系统类型看，2010年水源区各类生态系统的生态服务价值依次为森林＞农田＞湿地＞水体＞草地，其中，森林生态系统服务价值占比为82.08％，草地仅为0.39％；从生态服务功能看，生态服务价值最大的是水源涵养、生物多样性保护和气候调节，分别为421.83亿元、407.76亿元、398.39亿元，共占总价值的45.07％，气体调节、土壤形成与保护、原材料和废物处理功能次之，娱乐文化和食物生产功能的生态服务价值最小。从与2002年相比较的情况看，水源区生态系统服务总价值减少了125.38亿元，各类生态系统的生态服务价值变化均较大。其中，森林生态系统服务价值变化量最大，累计降低266.29亿元；水体生态系统服务价值变化率最大，累计变化85.33％。 (2)以水源区生态系统服务总价值为基础尝试确立的生态补偿上限标准为46.12亿元/a。按中央与地方政府的分担责任和受水区支付能力，中央政府、河南、河北、天津和北京四省市地方政府的生态补偿分摊额度为18.45亿元/a、11.07亿元/a、10.21亿元/a、2.91亿元/a和3.49元/a。从城市空间分布看，地级市中分摊额度最多的是河北省石家庄市、保定市和河南省南阳市、郑州市，分别为2.28亿元/a、1.6亿元/a和3.18亿元/a、1.46亿元/a，分摊额度最低的是河南省周口市，仅为0.30亿元/a。按生态服务功能和生态系统服务价值动态变化确立的生态补偿支付标准，中央政府为7.10亿元/a，河南、河北、天津和北京的具体支付标准分别为4.26亿元/a、3.93亿元/a、1.12亿元/a和1.34亿元/a，合计为10.65亿元/a。 6.2 讨论 需要指出的是，生态系统服务价值的评估过程仍存在一些局限性和不确定性，流域生态补偿标准的确立依据和方法也具有多样性，因此本文的研究方法属于尝试性工作。不过，在生态系统服务价值评估方法纷繁芜杂和中国生态补偿机制仍不完善的现实背景下，本文基于生态系统服务价值确立的南水北调中线工程生态补偿上限标准和支付标准，避免了指标选取不确定性和数据可获得性等条件限制，从理论上来说考虑更加全面，现实中也便于推广应用，具备一定科学性和可靠性，为构建和完善我国流域生态补偿机制提供了新的思路和方法。 本文研究方法仍有一些重要科学问题亟须解决，表现在本文表2所提供的中国陆地生态系统服务价值当量是一个全国范围的平均状态值。虽然国内学者在不同的研究案例中，多是直接运用表2评估研究区域生态系统服务价值[6,13,16,17]。但是，这一方法未考虑生态系统服务价值评估对象存在的空间异质性问题，即由生态多样性和环境差异性决定的生态服务功能和价值的空间异质性。因此，部分学者指出应对生态系统服务价值评估对象空间异质性和评估结果精确性等进行不同空间层次、不同尺度的实证分析[13,17]。其中有少数学者基于各自不同的研究目的或评估对象，改进这一方法并进行了相关案例分析，如韩德梁根据生物量修订了丹江口库区生态系统服务的单位价值[15]，该作者将森林、草地、农田、湿地和水体生态系统服务价值的修订系数分别确定为1.04、1.18、1、1和1，若运用这一系数修订南水北调中线工程水源区生态系统单位面积生态服务价值，得到水源区2002年和2010年生态系统服务总价值分别为2952.3亿元和2815.94亿元，生态系统服务价值动态变化量为-136.37亿元，与本文结果相比扩大了近11亿元。Wanjing Wang等[36]根据中国西南地区(包含本文研究区域)农田生态系统的实际情况，把单位面积农田食物生产生态服务价值调整为1237.45元/
，若利用这一数值重新评估水源区的生态系统服务价值，2002年和2010年分别增加到3164.96亿元和3025.73亿元，生态系统服务价值动态变化量为-139.23亿元。可见，修订后的生态系统服务价值及其动态变化量均高于修订前，原因可能是南水北调中线工程水源区的生物量高于全国平均水平，也较直观地反映出近年来水源区退耕还林(草)、天然林防护工程等对提高生态系统服务价值的贡献。另外，郑德凤等基于突变理论对中国陆地生态系统的单位面积生态服务价值进行了调整[24]，限于篇幅限制，本文不再一一讨论。 根据国务院2014年发布的《南水北调工程供用水管理条例》并参考南水北调东线工程的初期供水价格政策，南水北调中线工程供水服务将实行由基本水价和计量水价构成的两部制水价，这一定价方法仅考虑了南水北调工程的部分建设成本、基本运行维护费用及其他计入规定的税费。在既没有全国性的环境或生态税费制度，也没有建立关于南水北调工程的区域性生态补偿机制的背景下，现有调水制度和水价体系未能完全体现水源区为受水区提供的生态系统服务价值。因此，应积极探索南水北调中线工程生态补偿的市场化模式，建立有利于水源区生态环境保护的水资源价格体系。另外，南水北调中线工程水源区属于水源涵养型国家重点生态功能区，国家从2008年开始通过一般性中央财政转移支付对国家重点生态功能区实施了生态补偿。2008年中央财政转移支付给水源区40个县14.46亿元，2009年增加到17.88亿元。但是，至今仍然没有受水区与水源区之间的生态补偿横向转移支付机制或计划，也就是说，每年南水北调中线工程水源区的生态补偿资金缺口为27.67亿元。因此，在改革现有南水北调工程水价机制的基础上，继续加大国家对重点生态功能区(南水北调中线工程水源区)生态补偿中央纵向转移支付，并逐步建立受水区(河南、河北、天津和北京)与水源区(陕西、河南、湖北)之间的生态补偿横向转移支付机制，以此保证水源区的水质和水量，真正实现“一江清水北上”。 致谢：感谢匿名审稿人和终审老师的详细意见，感谢王立新老师提供的宝贵建议，同时感谢“2013年全国博士生学术论坛——我国生态文明战略的基本框架与实现形式”相关与会专家提出的宝贵建议，但文责自负。 收稿日期：2014-07-27；修订日期：2015-01-05 注释： ①根据《国务院关于丹江口库区及上游水污染防治和水土保持规划的批复》(国函[2006]10号)确定范围。
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