多維占補平衡下的濕地生態(tài)盈余研究

田富強

（1 西安文理學(xué)院經(jīng)濟管理學(xué)院西安國家中心城市建設(shè)研究中心，習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想研究中心，培訓(xùn)中心，陜西 西安 710065；2 江漢大學(xué)武漢研究院，湖北 武漢 430056）

為確保濕地零凈損失，美國較早實施濕地銀行制度（Goldberg et al, 2016），相關(guān)研究涉及零凈損失目標(biāo)（Brown et al, 1999）、濕地緩解銀行理論（Salvesen et al, 1996）、濕地緩解銀行市場（Doyle et al,2010；Todd et al, 2011）、濕地緩解決定因素（Todd et al，2007a）、濕地緩解來源（Palmer et al, 2008）、濕地緩解角色（Ogawa et al, 1986）、濕地緩解過程（Todd, 2009）及其影響（Morgan, 2008）和效果（James, 2006；Todd et al, 2007b）、流域濕地緩解（Todd et al,2011）等。中國1990-2000年濕地減少500萬hm2（國家林業(yè)局濕地保護管理中心, 2014），2003-2013年減少340萬hm2；2003年基建占用濕地13萬hm2，2013年基建占用濕地129萬hm2（國家林業(yè)局,2014）。2012年北京率先實施占補平衡制度（楊瑞等,2013; 田富強等, 2015），2013年中國實施濕地紅線制度（國家林業(yè)局, 2013; 但新球等, 2014; 張艷艷等, 2016; 申兵, 2016）。濕地占補平衡指按照濕地恢復(fù)建設(shè)方案在指定地點補建不少于占用面積并具備相應(yīng)功能的濕地（北京市第十三屆人民代表大會常務(wù)委員會, 2013）。為確保濕地占補不影響生態(tài)平衡（李松梧, 2012），有必要建立多維指標(biāo)體系。除濕地面積與生態(tài)功能占補平衡，還要實現(xiàn)濕地生態(tài)量、生態(tài)效益、生態(tài)影響力與生態(tài)結(jié)構(gòu)的占補平衡（田富強, 2016）。

1　多維濕地生態(tài)占補平衡的理論分析

濕地占補平衡往往占用自然濕地，補償人工濕地（田富強等, 2016）。濕地生態(tài)結(jié)構(gòu)占補平衡是占補平衡的綜合模式，要求占用地生態(tài)水平與占用地所屬流域生態(tài)水平不下降。

1.1　濕地生態(tài)量與生態(tài)功能占補平衡的理論分析

必須“補建不少于占用面積并具備相應(yīng)功能的濕地”，強調(diào)了濕地面積占補平衡與濕地功能占補平衡的重要性。濕地面積（S）占補平衡屬于簡單的占補平衡。濕地生態(tài)占補平衡屬于復(fù)雜的占補平衡，包括濕地生態(tài)量、生態(tài)功能與生態(tài)效益的占補平衡。生態(tài)功能具有生態(tài)功能的方向與強度兩個維度。本文把生態(tài)功能的強度用生態(tài)量概念表示，把生態(tài)功能的方向用生態(tài)功能概念表示。Odum于1984年首先提出生態(tài)能值理論（Odum, 1984），國內(nèi)利用生態(tài)能值研究濕地的文獻(xiàn)很多（李偉等, 2014; 周林飛等, 2014）。本文建立濕地生態(tài)量（L）的概念，說明特定濕地功能的強度指數(shù)，稱為特定功能的濕地生態(tài)量。濕地生態(tài)量取決于濕地的面積、形態(tài)、類型、結(jié)構(gòu)、發(fā)展、環(huán)境與影響等。濕地生態(tài)功能（G）規(guī)定了濕地生態(tài)價值的方向與維度，特定生態(tài)功能表示在該維度上濕地具有物質(zhì)生產(chǎn)、大氣調(diào)節(jié)、蓄水、調(diào)蓄洪水、休閑娛樂、文化科研、養(yǎng)分循環(huán)、生物棲息地（馬占東等, 2014）、生物多樣性和碳循環(huán)（孟煥等, 2016）等價值（圖1）。

1.2　濕地生態(tài)效益占補平衡的理論分析

生態(tài)效益的占補平衡很關(guān)鍵。濕地面積和生態(tài)功能的占補平衡，并不一定可保障生態(tài)效益的占補平衡。濕地生態(tài)效益（Y）是一定生態(tài)量的特定生態(tài)功能的價值。采用能值貨幣轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換為貨幣價值（李麗鋒等, 2013），可完整反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值（秦傳新等, 2015）。濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分為使用價值和非使用價值，使用價值分為直接使用價值和間接使用價值，分別包括直接實物價值、直接服務(wù)價值和生態(tài)功能價值、環(huán)境功能價值（梁晨等, 2015），是具有多重反饋、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的開放系統(tǒng)（臧正等, 2014）。

濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值包括科研價值，Costanza（1997）計算了單位面積近海水域的精神文化服務(wù)價值。以大氣調(diào)節(jié)功能為例，在計算濕地的大氣調(diào)節(jié)功能時，傳統(tǒng)的研究方法是根據(jù)年固定CO2量和釋放O2量，計算固定純C及釋放O2的經(jīng)濟價值（馬占東等, 2014），并認(rèn)為在固定單位質(zhì)量純C或釋放單位質(zhì)量O2的經(jīng)濟價值相等的條件下，固定純C或釋放O2的質(zhì)量相同，則固定純C或釋放O2的經(jīng)濟價值相等。固定純C或釋放O2的經(jīng)濟價值相等，則實現(xiàn)了生態(tài)效益相同。根據(jù)這種方法，如果生態(tài)量（年固定CO2量或釋放O2量）實現(xiàn)了占補平衡，則生態(tài)效益（固定純C或釋放O2的經(jīng)濟價值）也實現(xiàn)了占補平衡。該方法僅實現(xiàn)了生態(tài)經(jīng)濟價值的占補平衡，并沒有實現(xiàn)生態(tài)效益的占補平衡，混淆了生態(tài)經(jīng)濟價值與生態(tài)效益的關(guān)系。生態(tài)效益不是生態(tài)的經(jīng)濟價值，而是特定區(qū)域居民從濕地獲取的利益。生態(tài)經(jīng)濟價值的占補平衡并不意味著占用濕地所在地與補建濕地所在地居民獲得的生態(tài)效益相同。

圖1　濕地生態(tài)量與生態(tài)功能、生態(tài)效益Fig.1　Ecological quantity and ecological functions and ecological benefits of wetland

占用濕地一般位于居民密度較大的區(qū)域，補償濕地一般位于居民密度較小的地區(qū)。在占補濕地大氣調(diào)節(jié)功能平衡的條件下，假定濕地占用區(qū)域與補償區(qū)域面積相等，占用濕地與補償濕地年固定CO2量或釋放O2量相同，濕地占用后占用區(qū)域空氣中CO2增加量或O2減少量，與濕地補償后補償區(qū)域空氣中CO2減少量或O2增加量相同。在濕地占用區(qū)域人口密度較大、補償區(qū)域人口密度較小的條件下，占用區(qū)域人口較多，補償區(qū)域人口較少；較多的居民感受到空氣質(zhì)量下降，較少的居民感到空氣質(zhì)量上升。人口密度較大的區(qū)域，空氣質(zhì)量較差，居民對大氣功能變化更敏感。人口密度較小的區(qū)域，空氣質(zhì)量較好，居民對大氣功能變化不是很敏感。即使CO2或O2的變化量相同，濕地占用區(qū)域空氣質(zhì)量下降量與補償區(qū)域空氣質(zhì)量上升量相等，但對占用區(qū)域居民的效益和對補償區(qū)域居民的效益并不相同。在CO2下降量或O2上升量相等的條件下，占用地居民對單位CO2下降量或O2上升量的評價及居民數(shù)量都高于補償區(qū)域居民，相同的CO2下降量或O2上升量的價值更高，占用地的大氣調(diào)節(jié)效益高于補償?shù)氐拇髿庹{(diào)節(jié)效益。濕地占補位置與居民密度影響了濕地效益。

2　若爾蓋濕地生態(tài)效益占補平衡的案例分析

比較了若爾蓋濕地退化為草原后和退牧還濕后的碳通量，分析了濕地占補平衡對若爾蓋縣和紅原縣居民生態(tài)效益的影響。假定不考慮人口密度對碳通量的影響。

2.1　占用濕地面積和所在區(qū)域人口數(shù)量

若爾蓋縣人口從1956年的幾千人增長到2015年的7.8萬人（若爾蓋縣人民政府, 2016）。紅原縣從1960年的500多人增加到2015年的4.5萬人（紅原縣人民政府, 2015）。20世紀(jì)70年代，為擴大草場面積，若爾蓋縣和紅原縣采用開溝排水方法共減少沼澤20萬hm2（李斌, 2008）。占用濕地往往處于人口密度較大地區(qū)，假定生態(tài)受影響居民數(shù)量為2015年全部人口的30%（3.69萬人）。

2.2　補償濕地面積和所在區(qū)域的人口數(shù)量

2010年至2012年，若爾蓋花湖濕地生態(tài)恢復(fù)投資較大，湖泊面積擴大（松濤, 2012）。假定數(shù)十年后，通過限牧還濕和退牧還濕，將20萬hm2的草原恢復(fù)為濕地，實現(xiàn)了濕地的面積、生態(tài)功能與生態(tài)量的占補平衡。為了減少濕地生態(tài)恢復(fù)對居民的影響，降低濕地的恢復(fù)難度，補償濕地往往處于人口密度較小的地區(qū)，假定生態(tài)受影響居民數(shù)量為全部人口的10%（1.23萬人）。

2.3　占用地居民的生態(tài)損失量

特定功能濕地的單位生態(tài)量（Lper-unit）與每個居民可以享受的濕地生態(tài)效益（Yper-resident）之間存在關(guān)系，可以用濕地功能-生態(tài)量-效益系數(shù)（IFQB）表示：IFQB=Yper-resident/Lper-unit。假定濕地占用前后，濕地功能-生態(tài)量-效益系數(shù)（IFQB）不變。2003-2005年若爾蓋高原沼澤濕地和草地CO2通量平均值分別為 203.22 mg/（m2?h）和 323.03 mg/（m2?h）（王德宣等, 2008），占用地全部居民的生態(tài)損失量（Ytotal-loss）為：Ytotal-loss=IFQB×4.42×106。

2.4　補償?shù)鼐用竦纳鷳B(tài)效益增量

新建濕地所在地全部居民因CO2降低而享受的生態(tài)效益增量（Ytotal-incremental-quantity）為 ∶Ytotal-incremental-quantity=（323.03-203.22）×IFQB×12 300=IFQB×1.47×106。補償濕地居民生態(tài)效益增量僅相當(dāng)于占用濕地居民生態(tài)損失的33.3%，等于占補兩地受影響居民的數(shù)量比例。

2.5　占補濕地生態(tài)效益影響系數(shù)的分析

本文提出生態(tài)效益影響系數(shù)的概念，用于分析相同生態(tài)量變化值對不同數(shù)量居民的不同生態(tài)效益。當(dāng)生態(tài)量的增加有利于居民健康時，生態(tài)效益影響系數(shù)（IEBCP）是生態(tài)量變化值（Lchange）與變化后的生態(tài)量（Lfinal）的比值：IEBC=|Lchange| /Lfinal=|Lfinal-Lbegin|Lfinal。當(dāng)生態(tài)量的增加不利于居民健康時，生態(tài)效益影響系數(shù)（IEBCN）為：IEBCN= 1/Lfinal-1/Lbegin|/（1/Lfinal）=Lfinal×|1/Lfinal-1/Lbegin|。Lbegin表示變化前的生態(tài)量。濕地CO2通量的增加不利于居民的健康。占用濕地（A）所在地的相關(guān)指標(biāo)為：Lbegin=203.22 mg/（m2?h）；Lfinal=323.03 mg/（m2?h）。補償濕地（B）所在地的相關(guān)指標(biāo)為：Lbegin=323.03 mg/（m2?h）；Lfinal=203.22 mg/（m2?h）。占用濕地所在區(qū)域CO2通量的生態(tài)效益影響系數(shù)為：IEBCNA=0.5 895，補償濕地所在區(qū)域CO2通量的生態(tài)效益影響系數(shù)為：IEBCNB=0.3 709。

2.6　占、補濕地生態(tài)效益的比較

占、 補 濕 地 生 態(tài) 效 益（Ytotal-requisition、Ytotal-compensation）是生態(tài)損失、生態(tài)效益影響系數(shù)與一個常數(shù)項（Nct）的乘積，Ytotal-requisition=Ytotal-loss×IEBCNA×Nct=IFQB×4.42×106×0.5 895×Nct；= IFQB×1.47×106×0.3 709×Nct。 占、 補濕地生態(tài)效益的比值為：Ytotal-requisition/Ytotal-compensation=（IFQB×4.42×106×0.5 895×Nct）/（IFQB×1.47×106×0.3 709×Nct）=4.78，說明生態(tài)量占補平衡與生態(tài)功能占補平衡并沒有實現(xiàn)生態(tài)效益的占補平衡，且占、補濕地生態(tài)效益差距較大。

表1　南四湖濕地物質(zhì)生產(chǎn)功能價值Table1　Value of material production in Nansihu wetland

3　南四湖多維濕地生態(tài)占補平衡生態(tài)盈余案例分析

山東省濟寧市微山縣南四湖（34o27′～ 35o20′N，116o34′～ 117o21′E）為河跡洼地型湖泊，自西北向東南由南陽、獨山、昭陽和微山4個相連的湖泊組成，南北長120 km，東西寬5～25 km，平均水深1.5 m，屬湖泊濕地。隨著人為活動的影響，南四湖生態(tài)環(huán)境變化顯著(于泉洲等,2014)(表1)。

3.1　濕地生態(tài)量不達(dá)標(biāo)時的生態(tài)盈余

假定占用南四湖濕地10 hm2，補償濕地10 hm2，假定蘆葦、菰、蓮、菱、水稻的占用面積分別為1.2 hm2、1.3 hm2、2.4 hm2、1.6 hm2與 3.5 hm2。假定雖然實現(xiàn)濕地面積占補平衡，但除蘆葦與水稻實現(xiàn)生態(tài)量占補平衡外，菰、蓮、菱的生態(tài)量分別減少8%、10%和7%。為了實現(xiàn)菰、蓮、菱的生態(tài)量占補平衡，需要增加補償濕地面積，分別產(chǎn)生0.093 hm2、0.242 hm2與0.109 hm2的生態(tài)盈余，生態(tài)盈余面積總量為0.444 hm2（表1）。

3.2　濕地生態(tài)功能不達(dá)標(biāo)時的生態(tài)盈余

假定占用南四湖濕地面積10 hm2，補償濕地面積10 hm2。假定補償濕地除不能生產(chǎn)蓮?fù)?，可以生產(chǎn)等量的蘆葦、菰、菱與水稻，雖然實現(xiàn)了濕地面積的占補平衡，但補償濕地的生態(tài)功能減少了。假定占用濕地中的蓮的種植面積為2.4 hm2，且為了實現(xiàn)生態(tài)功能占補平衡，需要在適宜的立地條件下新增補償濕地2.4 hm2，用于蓮的生產(chǎn)；生態(tài)盈余面積為2.4 hm2（表1）。

3.3　濕地生態(tài)效益不達(dá)標(biāo)時的生態(tài)盈余

南四湖沼澤濕地的單位面積生態(tài)功能價值最高，為27.13萬元/hm2，水稻田的生態(tài)服務(wù)功能價值最低，為2.82萬元/hm2（馬占東等, 2014）。假定占用南四湖沼澤濕地面積10 hm2，補償形式為新建水稻田面積10 hm2，雖然實現(xiàn)了濕地面積的占補平衡，但生態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化：占用的是自然濕地，補償?shù)氖侨斯竦?，由此減少的生態(tài)效益為243.1萬元。為了實現(xiàn)濕地生態(tài)效益的占補平衡，需要增加水稻田的補償面積。與10 hm2占用沼澤濕地的生態(tài)效益相當(dāng)?shù)男陆ㄋ咎锩娣e必須達(dá)到96.21 hm2，具體計算過程為：27.13萬元/hm2×10 hm2÷2.82萬元/hm2=96.21 hm2。實現(xiàn)生態(tài)效益占補平衡產(chǎn)生的生態(tài)盈余為86.21 hm2。各項指標(biāo)中生態(tài)效益達(dá)標(biāo)率較低的條件下，生態(tài)效益占補平衡產(chǎn)生了生態(tài)盈余(表1)。

3.4　濕地面積不達(dá)標(biāo)時的生態(tài)盈余

假定占用南四湖濕地10 hm2，補償濕地9 hm2，假定雖然未能實現(xiàn)濕地面積的占補平衡，但濕地的生態(tài)功能、生態(tài)量與生態(tài)效益實現(xiàn)了占補平衡或者產(chǎn)生了生態(tài)盈余。假定生態(tài)功能與生態(tài)量實現(xiàn)了占補平衡，補償濕地的生態(tài)效益比占用濕地高6%。為了實現(xiàn)濕地面積的占補平衡，需要增加補償濕地的面積。假定增加的1 hm2補償濕地與已經(jīng)補償?shù)? hm2濕地的生態(tài)功能相同，單位面積生態(tài)量與生態(tài)效益相同。與占用濕地相比，新增的1 hm2補償濕地可新增11.1%的面積盈余、11.1%的生態(tài)量盈余、11.1%的生態(tài)效益盈余，生態(tài)盈余面積總量為1 hm2(表1)。

4　結(jié)論

濕地生態(tài)占補平衡分為簡單模式、復(fù)雜模式與綜合模式，簡單模式即濕地面積占補平衡，復(fù)雜模式包括濕地生態(tài)量、功能與效益占補平衡，綜合模式包括地域內(nèi)、流域內(nèi)、人工濕地與自然濕地之間生態(tài)占補平衡。濕地生態(tài)占補平衡需要嚴(yán)格執(zhí)行生態(tài)占補平衡制度。山東省南四湖濕地的占補平衡案例表明，各項濕地指標(biāo)都實現(xiàn)占補平衡的條件下，占補平衡會產(chǎn)生濕地生態(tài)盈余。