流域生态补偿是指从环境管理和公共政策的角度，根据经济、政策和市场等方面的特征，以流域环境生态系统服务价值、生态保护成本、发展机会成本等为依据，向流域生态环境的保护者和建设者提供相应的货币或实物支持，以调动其环境保护和生态建设的积极性，促进环境保护地区的生态保护和建设活动，改善流域范围内区域间的发展不均衡问题，保证整个流域水环境和保障流域生态安全，促进区域平衡和协调发展的一种生态环境保护的经济手段 ^[1]。

对比国外流域生态补偿实践，无论是基于流域上下游界面水质目标的补偿标准方式，还是基于流域上下游考核界面水污染物通量的补偿标准方式，合理设置不同情形下的补偿和受偿标准并得到相关部门的一致认可是减少甚至避免政策推行中阻力的关键。面对流域生态补偿标准确定所面临的矛盾和困境，本文以大伙房水库上游地区为例，通过对流域生态补偿量进行核算，探索流域生态补偿的具体方式及途径，提出兼顾生态安全与区域公平的可操作方法体系。

Costanza论述的生态系统服务功能的 17个类型，在具体区域存在的差异性较为明显，将生态系统划分为森林生态系统、农田生态系统和水域生态系统三大类，物质生产、大气调节、水源涵养、水分调节、环境净化、土壤保护、生物多样性维持和休闲文化八类，详见表1 ^[2]。本文以环境经济学、资源经济学、生态经济学及福利经济学为基础，分别采取市场价值法、机会成本法、影子价格法、费用分析法、影子工程法、旅行费和替代花费法对生态系统服务功能价值中水分调节、环境净化和土壤保护进行逐项估算。

表 1()

表 1 生态系统服务功能类型

表 1 生态系统服务功能类型

森林生态系统汛期均化洪水功能价值估算采用市场价值法，计算公式为：

式中，V₁为森林生态系统均化洪水功能价值； W_t为森林生态系统在汛期调节洪峰能力 (m³/a)；R为汛期的降水量（ mm）；A_i为各森林类型的面积（ km²）； I_i为各森林类型的林冠截留率； L_i为各森林类型单位面i积凋落物层的持水 (m³/km²)；S_i为各森林类型单位面积土壤的储存水量（ m³/km²）；S₀为单位面积无林地的土壤储存水量（ m³/km²）；P_i为水库单位库容每年需投入成本。

森林生态系统枯水期补水功能价值估算采用市场价值法，计算公式为：

式中，V₂为森林生态系统在枯水期供水功能价值； W_c为森林生态系统在枯水季节补给水量（ m³/a）；A_i为林地面积（ km²）；G_i为各森林类型单位面积的径流量（m³/km²· a）；G₀为无林地单位面积上的径流量（m³/km²·a）；G_i—G₀为单位面积各类型林地枯水季节的补给水量（m³/km²）；P为单位水价。

植被的土壤保护价值主要可从以下四方面考虑：①减少土地侵蚀的价值；②减少土地损失的价值；③减少土壤肥力损失的价值；④减轻泥沙滞留和淤积的价值。本文分别运用机会成本法、市场价值法和影子工程法对其价值进行评估。

（1）减少土壤侵蚀的价值

森林的保土量（潜在土壤侵蚀量）等于无林地的土壤侵蚀量与有林地的土壤侵蚀量之差，即森林减少土壤侵蚀量。计算公式为：

式中，B_c为减少的土壤侵蚀量（ t/a）；B_i为第 i类森林类型的面积（ km²）；M₀为无林地土壤侵蚀模数（t/km² ·a）； M_i为第 i类林地类型的土壤侵蚀模数（t/km²·a）。

（2）减少土地损失的价值

根据减少土壤侵蚀量和土壤表土平均厚度来推算因土壤侵蚀而造成的废弃土地的面积，再用机会成本法计算因土地废弃而失去的年经济价值。计算公式如下：

式中，V₁为减少的土地损失价值（万元 /a）；B_c为减少的土壤侵蚀量（ t/a）；D为林业年均收益（元 /km²）；ρ为土壤容重（ t/m³）；d为土壤表土平均厚度（ m），以 0.6m计算。

（3）减少土壤肥力损失的价值

土壤侵蚀使大量的土壤营养物质流失主要是土壤中的 N、P、K，森林减少土壤养分损失的价值等于森林减少土壤有机质损失的价值与减少土壤 N、P、K损失的价值之和。计算公式如下：

式中，V₂为减少土壤肥力损失的1价值2（万元/a）；B_c为减少的土壤侵蚀量（ t/a）；C_i为土壤中 N、P、K的含量（ kg/t）；P_i为 N、P、K化肥的价格（元 /t）； R₁为土壤中有机质平均含量（ %）；R₂为薪柴转化成有机质的比例；P_j为薪柴的机会成本价。

（4）减轻泥沙滞留和淤积的价值

按照我国主要流域的泥沙运动规律，全国土壤侵蚀流失的泥沙有 24%淤积于水库、江河、湖泊，本文采用影子工程法来计算植被减轻泥沙滞留和淤积的价值。计算公式如下：

式中，V₃为减轻泥沙滞留和淤积的价值（万元 /a）；B_c为减少的土壤侵蚀量（ t/a）；P为水库单位库容每年需投入的成本（元 /m³）；ρ为土壤容重（t/m³）。

根据资料统计，对污染具有较为显著净化能力的生态系统有森林生态系统和水库生态系统，水田生态系统因面积较小、净化能力有限暂不考虑。

（1）森林生态系统

森林净化环境污染的功能主要表现在四个方面，即吸收污染物、阻滞粉尘、杀灭病菌和降低噪声。受限于资料的可获性，本文仅对森林生态系统（不包括灌木林）吸收 SO₂和滞尘净化功能价值进行估算。计算公式为：

式中，V为森林净化环境功能价值（万元 /a）；V₁为 森林吸收 SO₂功能价值（万元 /a）；V₂为森林滞尘功能价值（万元 /a）；A_i为第 i类林地的面2积（ km²）； M_i为第 i类林地对 SO₂的净化能力（ t/km²·a）；N_i为第 i类林地的滞尘能力（ t/ km²·a）；P₁为削减 SO₂的成本（元 /t）；P₂为削减粉尘的成本（元 / t）。

（2）水库生态系统

本文采用替代花费法，通过研究水体的氮、磷去除效能和氮、磷污染物的污染负荷比的算术平均值来代替水库生态系统环境净化功能价值，试图在一定程度上反映水库生态系统的水质净化功能价值。计算公式如下：

式中，V为水库净化环境功能价值（万元 /a）；V_N为水库除氮功能价值（万元 /a）；V_P为水库除磷功能价值（万元 /a）；A为水库水域面积（km²）；R_N为单位面积水域氮的平均去除率（t/ km²·a）；R_P为单位面积水域磷的平均去除率（t/km²·a）；PN为污水除氮处理成本（元 / t）；P_P为污水除磷处理成本（元 /t）； Q_N为水库总氮污染物污染负荷比；Q_P为水库总磷污染物污染负荷比。

对于流域水环境生态补偿来说，机会成本多是指把一定的环境资源用于达到某种生态目的时放弃的一些用作其他用途的最大收益，以此为基础的机会成本生态补偿标准已经成为核算流域上游地区生态保护和建设成本的理论基础 ^[3]。通过比较补偿地区与周围地区的经济发展差距计算出补偿地区的发展权损失，利用相邻县市居民的人均可支配收入与上游地区人均可支配收入对比，估算出相对于相邻县市居民收入水平的差异，从而反映发展权的限制可能给上游地区造成的经济损失，作为补偿的参考依据。测算公式为：

生态补偿金在补偿主体之间的合理分担直接关系参与者投资生态环境建设的驱动力，是决定流域生态补偿机制能否良性和持久运行的重要因素。能否建立公平、合理的成本分担模型，不仅关系到补偿金额分担中各成员的合法权益能否得到保障，而且直接决定着各成员参与补偿、保护水源区生态环境的积极性和创造性的发挥程度。

参照水利工程投资分担的原则，综合考虑支付水平、水量以及排放污水量情况，构建如下补偿资金分担模型：

其中，TC为生态补偿金总额；B_i为第 i个地区的补偿分担系数；E_i为第 _i个地区的生态补偿金额度。补偿分担系数计算公式如下：

其中，Q_i为取水比例；W_i为污水排放比例系数；L_i为发展阶段系数。

根据经济发展水平利用皮尔生长曲线，其中，En_i为恩格尔系数，得出发展阶段系数计算公式为：

将 代入式 2.3得到：

为了使补偿资金的分配更加科学、合理，综合考虑人口和功能等级作为测算指标，对补偿资金的分配进行初略估算，设定其权重均为 0.5，则补偿资金分配率计算公式为：

式中，_Ci为第 i个区域的生态补偿资金额度（万元）； TC为生态补偿资金总额（万元）；Q_i为第 i个区域水量（亿 m³）；COD_i为第 i个区域河流 COD平均浓度（mg/L）；P_i为第 i个区域人口数量；0.428为 III类水标准下的 COD治理成本（元 /mg·L）；S_i为第 i个区域面积；AN_i为第 i个区域河流平均浓度（mg/L）； 2.435为 III类水标准下的治理成本（元 /mg·L）。

大伙房水库流域系辽河支流浑河中上游，由上游清原县浑河、新宾县苏子河和抚顺县社河三条主要河流汇入库区，流域长度分别为 169km、148km和 53km，流域面积分别为 2752km²、2147km2和 516km²，其中浑河为主要入库支流，平均年来水量占总量的 49%；其次为苏子河，平均年来水量占总量的 45%。随着国家重点水利工程“大伙房输水工程”项目的实施，大伙房水库每年通过输水隧洞从桓仁水库引水 18亿 m³，作为辽宁中部七市生活饮用水源地，服务人口将达到 2300 万，大伙房水库在兼有防洪、供水、灌溉、发电、养鱼等综合功能的大型水利枢纽的基础上，其饮用水功能日益突出，在辽宁省中部城市建设及人民生活中具有举足轻重的战略的地位。

我国单位面积林地在枯水季节补给的水量为 128 800m3/km²·a，灌木林的补给水量为林地的 30%，即 38 640m3/km²·a。根据公式（1.1）和公式（1.2），单位水价按 0.5元 /m³计（以辽政发〔2002〕19号文件的水费为准），可得森林生态系统的补水功能价值为 73 214.7万元，森林生态系统均化洪水的总价值为 49 144.2万元，水田生态系统的水分调节总价值为 3575.7万元，水库生态系统的供水功能价值为 14 467.98万元。

根据《中国生物多样性国情研究报告》编写的研究成果、国家统计局和农业部的统计资料，根据式 （1.3）～式（1.6），可得森林生态系统一年减少土壤侵蚀总量为 36 988.6万 t，减少土地损失为 14.7万元，森林减少的土壤有机质损失的价值为 91 083万元，减少土壤肥力损失的价值为 163 659万元，减轻泥沙滞留和淤积的价值为 9653.3 万元。

根据《中国生物多样性国情研究报告》，各种类型林地对 SO₂净化能力值和削减成本，将其代入式 （1.7），可得森林生态系统的净化环境功能价值为 371 698.9万元。由已有的研究成果可知，污水除氮、除磷处理成本选用生活污水处理成本（氮为 1500元 /t，磷为 2500元 /t），根据式（ 1.8），可得水库生态系统的除氮、除磷功能价值分别为 3980.2万元和 3100.2万元，总价值 12 957.8万元。

综上，大伙房水库上游地区清源、新宾、抚顺和桓仁四县生态服务系统功能价值如表2所示。

表 2()

表 2 生态系统服务功能价值汇总

表 2 生态系统服务功能价值汇总

就目前的实际情况来看，上述 7类服务功能价值中，物质生产功能价值、大气调节功能价值、环境净化功能价值、森林生态系统对土壤保护功能价值、生物多样性维持功能价值和休闲文化功能价值分别因为主要受益者为上游地区自身或全体人民群众，而不列入补偿范围。综上所述，将基于研究区生态系统服务功能价值的补偿标准应为水分调节功能价值、土壤保护功能价值和环境净化功能价值的总和，根据表2，则 2013年大伙房水库流域上游地区基于生态系统服务功能价值的生态补偿标准为 487 311.1万元。

大伙房水库流域上游四县采取封山育林、禁伐天然林、减少林木加工、限制矿产开发、杜绝污染型企业投资等措施进行水源涵养及生态保护，鉴于大伙房水库流域上游四县目前的经济发展水平在全省各县区的排名中相对落后，对于参照标准的选取，本文选取 2013年辽宁省平均经济发展水平作为参照标准，进行基于机会成本的生态补偿标准估算，见表3。

表 3()

表 3 社会经济基本情况数据

表 3 社会经济基本情况数据

通过式 (1.9)计算得出：

C间 =（23 223-15 000）× 90 130 +（23 223-22 600）×74 683+（23 223×16 510）×199 593+（23 223-20 960）×213 797+（9384-9399）×209 040+（9384-10 408）×41 419+（9384-9262）×10 083+（9384-9405）× 121 136=257 557

鉴于 GDP作为一个流量指标，实际反映的是一定时期内某一地区的收益 (部分服务的价值 )、成本 (流量的价值 )和存量变化 (净积累 )的总和 ^[5]。根据 2006—2012年辽宁省第一产业与第二产业平均增长速度分别为 16.2%和 12.4%，参照以往的研究资料，本文将机会成本分为工业发展机会成本效益分摊系数 （0.4）和农业发展机会成本效益分摊系数（ 0.6）进行计算，则 2013年大伙房水库上游地区基于发展机会成本的生态补偿金额为 164 836.48 万元。

鉴于指标选取和价值估算等方面尚缺乏统一标准，基于生态服务功能价值的补偿标准只能作为大伙房水库流域上游地区的参考和理论上限值，本文在确保流域上下游地区植被、河湖湿地等的生态用水的情况下，引入水量修正系数 KV_t和水质修正系数 KQ_t对其进行修正 ^[4]，其一般计算公式为：

式中，KV_t为水量分摊系数； W_d为下游地区利用上游地区的水量（亿 m³/a）；W _t为上游地区的总水量（亿 m³/a）。

式中，KQ_t为水质修正系数； P_t为某污染物高（或低）于标准的排放量（ t）；M_t为削减单位某污染物排放量的投资（万元 /t）；V为补偿金总量（万元）。补偿金计算公式变形为：

为简化计算，我们取水质修正系数为 1，根据公式就可计算出水量分摊系数 KV_t为 0.547，则大伙房水库流域上游地区生态补偿额度修正为介于 164 836.48万元至 266 656.64万元的补偿区间。

将下游 7个取水城市恩格尔系数代入式 (2.2)，以沈阳市和营口市为例，2012年大伙房输水工程一期竣工后向沈阳市输水 1.689亿 m³/a和 0.418亿 m³/a，沈阳市补偿金分担比例系数为 10.98%和 3.23%，沈阳市和营口市应分担的补偿金额 1.81亿～ 2.93亿元和 0.53亿～ 0.86亿元，沈阳和营口取水生态补偿单价为介于 1.07～ 1.74元 /t和 1.27～ 2.06元 /t 。

抚顺县、清原县、新宾县和桓仁县的区域面积、人口和入库水量分别为 1754km²、11.9万人和 0.84亿 m³，3924km²、33.7万人和 6.94亿 m³，4288km²、32万人和 6.43亿 m³，3547km²、30万人和 17.83亿 m³；生态补偿分配系数分别为 0.079、0.270、0.268和 0.362。

根据式（ 2.5），以基于机会成本的生态补偿金额为基数，抚顺县、清原县、新宾县和桓仁县的生态补偿金的分配额度分别为 1.317亿元、4.462亿元、4.432亿元和 5.972亿元；以基于生态服务价值功能的生态补偿金额为基数，抚顺县、清原县、新宾县和桓仁县的生态补偿金的分配额度分别为 3.895亿元、 13.158亿元、13.099亿元和 17.656亿元。

（1）综合比较生态服务功能标准核算法、发展机会成本标准核算法、水资源价格标准核算法、跨界污染物通量的标准核算法、水环境目标标准核算法等 ^[5]，针对集中式饮用水源地，合理的生态补偿标准应该不低于上游地区生态保护及下游地区污染治理成本的投入。

（2）相对于公共性政府资金和市场资金的筹集情况，采用水资源价值法从工业用水和居民生活用水两方面对比分析用户承受能力，则基于生态系统服务价值估算的生态补偿标准仅仅作为理论上限，不具备现实操作性。

（3）水资源保护的环境影响都是多种污染物指标综合作用的结果，而流域生态补偿经济评估方法都存在各自的优点和不足 ^[6]，如何反映多种污染物的综合影响尚需要开展进一步的研究。