水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值評(píng)估體系構(gòu)建與實(shí)證分析

汪 倫 焰，古 向，李 慧 敏

(1.華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，河南 鄭州 450046； 2.河南省水環(huán)境模擬與治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450046； 3.河南水谷創(chuàng)新科技研究院有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引 言

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過(guò)程中所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[1]。20世紀(jì)末，Costanza等[2]將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)劃分為原材料生產(chǎn)、水文氣候調(diào)節(jié)、廢物處理等17類，并首次對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。此后，謝高地等[3]改進(jìn)了以往的生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法，從食物生產(chǎn)、水文氣候調(diào)節(jié)、保護(hù)生物多樣性、美學(xué)景觀等9個(gè)方面建立了符合中國(guó)實(shí)際情況的生態(tài)價(jià)值當(dāng)量因子表。目前，已經(jīng)有較多學(xué)者對(duì)生態(tài)價(jià)值評(píng)估展開研究。例如：臺(tái)輝等[4]采用直接價(jià)值法、影子價(jià)格法等評(píng)價(jià)方法，從物種多樣性保護(hù)、土壤保育、涵養(yǎng)水源、文化娛樂(lè)等8個(gè)方面評(píng)估黃土高原永壽縣蘋果園的生態(tài)價(jià)值，結(jié)果表明永壽縣蘋果園2019年生態(tài)服務(wù)價(jià)值約為4.15億元，為推動(dòng)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)林建設(shè)和可持續(xù)利用提供了參考。昝欣等[5]對(duì)永定河上游流域水資源供給、水產(chǎn)品生產(chǎn)、土壤保持、河流輸沙等生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，結(jié)果表明其價(jià)值總量為55.14億元，其中水源供給、休閑娛樂(lè)和水土保持功能對(duì)該流域水生態(tài)價(jià)值的提升和發(fā)展具有重要意義。2021年4月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于建立健全生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)機(jī)制的意見》，提出以生態(tài)價(jià)值核算促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)，生態(tài)價(jià)值評(píng)估成為廣大學(xué)者的研究熱門。

水環(huán)境治理項(xiàng)目是以河道水體為中心，包括河道周邊特定環(huán)境區(qū)域的系統(tǒng)性工程。涉及到水體治理、景觀綠化、市政工程、城鎮(zhèn)開發(fā)等多個(gè)方面[6]，其生態(tài)價(jià)值包括水源供給、凈化氣體環(huán)境、水文氣候調(diào)節(jié)、土壤保護(hù)、物種多樣性保護(hù)等多個(gè)方面[7]。水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值評(píng)估有助于提高民眾綠色環(huán)保意識(shí)、使國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算體系更加完善，可以為區(qū)域環(huán)境決策和管理提供依據(jù)，對(duì)區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。但目前對(duì)水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值評(píng)估的研究還十分匱乏。

本文利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法，建立水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值體系，從土壤保護(hù)、水源養(yǎng)護(hù)、固碳釋氧、凈化氣體環(huán)境、物種保育5個(gè)角度對(duì)水環(huán)境治理項(xiàng)目的生態(tài)價(jià)值進(jìn)行定量評(píng)估，并選取平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)例分析，為水環(huán)境治理項(xiàng)目的生態(tài)價(jià)值評(píng)估提供參考。

1 評(píng)估體系構(gòu)建

1.1 評(píng)估體系

本文將水環(huán)境治理項(xiàng)目分為河湖生態(tài)系統(tǒng)、綠地生態(tài)系統(tǒng)兩大類。其中河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)主要功能為水源養(yǎng)護(hù)，生態(tài)價(jià)值評(píng)估指標(biāo)選擇調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì)2個(gè)指標(biāo)；綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值選擇土壤保護(hù)、水源養(yǎng)護(hù)、固碳釋氧、凈化氣體環(huán)境、物種保育5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估(見表1)。

表1 水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值評(píng)估體系Tab.1 Ecological value assessment system for water environment treatment PPP projects

1.2 計(jì)算方法

本文在參考GB/T 38582-2020《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》，總結(jié)以前學(xué)者對(duì)生態(tài)價(jià)值研究的基礎(chǔ)上，確定水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值評(píng)估體系中各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的計(jì)算方法。

1.2.1土壤保護(hù)

(1) 固土價(jià)值。

(1)

式中：V1為保護(hù)土壤不受侵蝕的價(jià)值，萬(wàn)元/a；A為綠地面積，hm2；X1為裸地土壤侵蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；X2為實(shí)測(cè)土壤侵蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；C1為挖取單位體積土方費(fèi)用，元/m3；d為土壤容重，g/cm3。

(2) 保肥價(jià)值。

(2)

式中：V2為保護(hù)土壤肥力的價(jià)值，萬(wàn)元/a；CN、CK分別為化肥磷酸二銨、氯化鉀的市場(chǎng)價(jià)格，元/t；LN、LP為磷酸二銨化肥中氮、磷元素的含量，%；LK為氯化鉀化肥中鉀元素含量，%。

1.2.2水源養(yǎng)護(hù)

(1) 調(diào)節(jié)水量。

V3=AP(1-E-C)Cs

(3)

式中：V3為綠地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水量的價(jià)值，萬(wàn)元/a；P為實(shí)測(cè)降水量，mm/a；E為綠地蒸散量，%；C為地表快速?gòu)搅髁浚?；Cs為單位庫(kù)容造價(jià)，元/m3。

V4=Q1Cs

(4)

式中：V4為河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值，萬(wàn)元/a；Q1為河流與湖泊水資源總量，m3。

(2) 凈化水質(zhì)。

V5=AP(1-E-C)Ks

(5)

式中：V5為綠地生態(tài)系統(tǒng)凈化水質(zhì)的價(jià)值，萬(wàn)元/a；Ks為水治理費(fèi)用，元/m3。

V6=Q1Ks

(6)

式中：V6為河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)凈化水質(zhì)的價(jià)值，萬(wàn)元/a；Ks為水的治理費(fèi)用，元/m3。

1.2.3固碳釋氧

(1) 固碳。

V7=1.63RCABnCC

(7)

式中：V7為吸收二氧化碳價(jià)值，萬(wàn)元/a；RC為二氧化碳中含碳元素量；Bn為單位面積綠地年增加生物量，t/(hm2·a)；CC為碳排放稅，元/t。

(2) 釋氧。

V8=1.19ABnCO

(8)

式中：V8為釋放氧氣價(jià)值，萬(wàn)元/a；CO為氧氣價(jià)格，元/t。

1.2.4凈化氣體環(huán)境

(1) 吸收氣體污染物。

V9=A(QSO2KSO2+QFKF+QNOKNO)

(9)

式中：V9為吸收氣體污染物價(jià)值，萬(wàn)元/a；QSO2為單位面積綠地SO2年吸收能力，kg/(hm2·a)；KSO2為SO2排污征收費(fèi)用，元/kg；QF為單位面積綠地吸收氟化物的能力，kg/(hm2·a)；KF為氟化物排污征收費(fèi)用，元/kg；QNO為單位面積綠地NOx年吸收能力，kg/(hm2·a)；QNO為NOx排污征收費(fèi)用，元/kg。

(2) 滯塵價(jià)值。

V10=AQZKZ

(10)

式中：V10為滯納懸浮顆粒價(jià)值，萬(wàn)元/a；QZ為單位面積綠地懸浮顆粒年吸收能力，kg/(hm2·a)；KZ為粉塵排污征收費(fèi)用，元/kg。

1.2.5物種保育

V11=SRA

(11)

式中：V11為物種多樣性保護(hù)的價(jià)值，萬(wàn)元/a；SR為單位面積物種保育價(jià)值，元/(hm2·a)。

1.2.6價(jià)格參數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)

在評(píng)估過(guò)程中，部分價(jià)格參數(shù)并不是評(píng)估年份所使用的價(jià)格參數(shù)，因此需使用價(jià)格參數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)C將價(jià)格參數(shù)調(diào)整至評(píng)估年份，計(jì)算公式如下：

(12)

式中：c為價(jià)格指數(shù)；n為價(jià)格參數(shù)所在年份；m為評(píng)估年份；Dr為銀行的平均存款利率；Lr為銀行的平均貸款利率。本文所使用的價(jià)格參數(shù)見表2。

表2 生態(tài)價(jià)值評(píng)估推薦使用價(jià)格Tab.2 Recommended use price for ecological value assessment

2 實(shí)例分析

2.1 研究區(qū)域概況

河南省平輿縣水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目是財(cái)政部第四批次國(guó)家級(jí)示范PPP項(xiàng)目。該項(xiàng)目引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，將高新科技與水環(huán)境治理、生態(tài)修復(fù)有機(jī)的結(jié)合在一起，從根本上解決了平輿縣水環(huán)境污染問(wèn)題，為河南省水環(huán)境治理提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。該項(xiàng)目包含湖泊河流、生態(tài)濕地、生態(tài)綠地等多種生態(tài)資源，具有土壤保護(hù)、水源養(yǎng)護(hù)、固碳釋氧、凈化氣體環(huán)境等多種生態(tài)價(jià)值。該項(xiàng)目的生態(tài)價(jià)值評(píng)估可代表河南省以及全國(guó)的水環(huán)境治理項(xiàng)目，具有極大的參考意義。因此本文選擇平輿縣水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)證分析。

平輿縣水環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目共有水系連通、配套橋梁、河湖水體生態(tài)治理、河湖沿岸環(huán)境改善、草河截污及一體化污水處理站、智慧水生態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)、城市地下管線管理系統(tǒng)等工程項(xiàng)目，包含水系連通、水體生態(tài)修復(fù)、中水回用、水源養(yǎng)護(hù)、水土保持、生態(tài)景觀等內(nèi)容，具有多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，創(chuàng)造了巨大的生態(tài)價(jià)值。

平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目中的生態(tài)價(jià)值主要集中在河流湖泊和綠化景觀兩大部分，河道主要包括郭樓港、張路莊港、北環(huán)渠、港灣港、二干退水渠、七里河等，湖泊包括新建天水湖和北郊調(diào)蓄湖，景觀綠化工程約232.3萬(wàn)m2。

2.2 計(jì)算結(jié)果

根據(jù)相關(guān)研究和國(guó)家規(guī)范，本文計(jì)算所用核算因子如表3所列。

表3 生態(tài)價(jià)值評(píng)估核算因子Tab.3 Summary of ecological value assessment accounting factors

2.2.1土壤保護(hù)價(jià)值

裸地土壤侵蝕模數(shù)取河南省近10 a來(lái)土壤侵蝕模數(shù)觀測(cè)均值2.5 t/(hm2·a)[14]；由于平輿縣土壤侵蝕很輕，研究區(qū)內(nèi)實(shí)測(cè)土壤侵蝕模數(shù)借鑒《中國(guó)生物多樣性國(guó)情研究報(bào)告》中各種類型林地的土壤侵蝕模數(shù)；挖取單位體積土方的費(fèi)用為26.16元/m3；土壤容重為1.27 g/cm3；經(jīng)公式(1)計(jì)算得到平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目固土價(jià)值為9 334.65元。平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目綠地肥力含量取河南大學(xué)校園城市綠地土壤肥力含量；磷酸二銨化肥和氯化鉀化肥價(jià)格取2021年4月化肥市場(chǎng)價(jià)格。經(jīng)公式(2)計(jì)算可以得到保肥價(jià)值為1 236.12元。平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目綠地土壤保護(hù)總價(jià)值為10 570.77元。

2.2.2水源養(yǎng)護(hù)價(jià)值

平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目所包含的水系主要有小清河、草河、北環(huán)渠、郭樓港、張路莊港、二干退水渠、七里河、天水湖引退水渠、中央生態(tài)綠谷，合計(jì)水量227.9萬(wàn) m3；湖泊包括北郊調(diào)蓄湖、天水湖、陳蕃公園湖、港灣港湖，合計(jì)水量257.2 萬(wàn) m3；單位庫(kù)容造價(jià)取6.11元/m3，利用價(jià)格參數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)調(diào)整為11.29元/m3，經(jīng)公式(4)計(jì)算得到調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值為5 480.77萬(wàn)元；凈化單位體積水的費(fèi)用為3.90元/m3，經(jīng)公式(6)計(jì)算得到凈化水質(zhì)價(jià)值為1 894.15萬(wàn)元。河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源總價(jià)值為7 374.92萬(wàn)元。降水量取平輿縣多年降水量均值850 mm/a，綠地蒸散量與地表快速?gòu)搅髁堪淳G地類型取值[17]，經(jīng)公式(3)和(5)計(jì)算得出綠地調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值為965.87萬(wàn)元，凈化水質(zhì)價(jià)值為333.80萬(wàn)元。平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目綠地生態(tài)系統(tǒng)水源養(yǎng)護(hù)價(jià)值為1 299.67萬(wàn)元。

2.2.3固碳釋氧價(jià)值

二氧化碳中含碳量為27.27%，單位面積綠地年增加生物量取20.4 t/(hm2·a)[18]，碳稅價(jià)格采用瑞典碳稅價(jià)格為1 200元/t，通過(guò)價(jià)格參數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)調(diào)整為2 010.14元/t，經(jīng)公式(7)計(jì)算得出綠地生態(tài)系統(tǒng)固碳價(jià)值為409.07萬(wàn)元；氧氣價(jià)格采用2007年春季醫(yī)用氧氣價(jià)格1 000元/t，經(jīng)價(jià)格參數(shù)調(diào)整系數(shù)調(diào)整為1 675.12元/t，經(jīng)公式(8)計(jì)算得出綠地生態(tài)系統(tǒng)釋氧價(jià)值為912.61萬(wàn)元。平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目固碳釋氧總價(jià)值為1 321.68萬(wàn)元。

2.2.4凈化氣體環(huán)境價(jià)值

根據(jù)相關(guān)研究[19]，確定單位面積綠地SO2年吸收能力、氟化物年吸收能力、NOx年吸收能力、阻滯降塵能力。依據(jù)《河南省排污許可暫行管理辦法》，排放SO2的費(fèi)用為0.63元/kg，排放氟化物的費(fèi)用為0.69元/kg，排放NOx的費(fèi)用為0.63元/kg、排放懸浮顆粒的費(fèi)用為0.15元/kg，經(jīng)公式(9)～(10)計(jì)算得到綠地生態(tài)系統(tǒng)吸收氣體污染物價(jià)值為1.41萬(wàn)元，滯塵價(jià)值為34.06萬(wàn)元。平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目綠地生態(tài)系統(tǒng)凈化氣體環(huán)境總價(jià)值為35.47萬(wàn)元。

2.2.5物種保育價(jià)值

依據(jù)Shannon物種多樣性指數(shù)S計(jì)算得出單位面積物種資源保育價(jià)值：當(dāng)S小于1時(shí)，取3 000元/hm2；當(dāng)S處于1～2時(shí)，取5 000元/hm2；當(dāng)S處于2～3時(shí)，取10 000元/hm2；當(dāng)S處于3～4時(shí)，取20 000元/hm2；當(dāng)S處于4～5時(shí)，取30 000元/hm2；當(dāng)S處于5～6時(shí)，取40 000元/hm2；當(dāng)S大于6時(shí)，取50 000元/hm2。根據(jù)實(shí)際情況，平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目綠地?zé)o瀕危物種、特有物種、古樹，故綠地單位面積物種資源保育價(jià)值取3 000元/hm2，經(jīng)公式(11)計(jì)算得出平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目物種保育總價(jià)值為67.33萬(wàn)元。

2.2.6生態(tài)總價(jià)值

通過(guò)計(jì)算，2020年平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)總價(jià)值為10 100.12萬(wàn)元，河湖生態(tài)價(jià)值為7 374.92萬(wàn)元，綠地生態(tài)價(jià)值為2 725.20萬(wàn)元。綠地生態(tài)系統(tǒng)中土壤保護(hù)價(jià)值為1.06萬(wàn)元，水源養(yǎng)護(hù)價(jià)值為1 299.67萬(wàn)元，固碳釋氧價(jià)值為1 321.68萬(wàn)元，凈化氣體環(huán)境價(jià)值為35.47萬(wàn)元，物種保育價(jià)值為67.33萬(wàn)元(見表4)。

表4 水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值Tab.4 Ecological value of water environment management PPP projects

由上可以看出河湖生態(tài)價(jià)值占總價(jià)值的73.02%。綠地生態(tài)價(jià)值占總價(jià)值的26.98%，其中固碳釋氧價(jià)值(48.50%)>涵養(yǎng)水源價(jià)值(47.69%)>保護(hù)生物多樣性價(jià)值(2.47%)>凈化氣體環(huán)境價(jià)值(1.30%)>保育土壤價(jià)值(0.04%)。

3 結(jié)論與建議

本文從土壤保護(hù)、水源養(yǎng)護(hù)、固碳釋氧、凈化氣休環(huán)境、物種保育5個(gè)角度出發(fā)，建立了水環(huán)境冶理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值評(píng)估體系，并用其評(píng)估了平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目的生態(tài)價(jià)值。結(jié)果表明：2020年,平輿縣水環(huán)境治理項(xiàng)目總生態(tài)價(jià)值為1.01億元。

當(dāng)前，全國(guó)水環(huán)境治理形勢(shì)仍然較為嚴(yán)峻，本文結(jié)合水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值評(píng)估為日后水環(huán)境治理項(xiàng)目提出以下幾點(diǎn)建議：① 由計(jì)算結(jié)果得出平輿縣水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值以水源養(yǎng)護(hù)價(jià)值為主，因此水環(huán)境治理項(xiàng)目建設(shè)時(shí)應(yīng)以調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì)為主要目標(biāo)，通過(guò)羽狀水系連通，水質(zhì)生態(tài)修復(fù)等技術(shù)手段提高項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域調(diào)蓄洪水和凈化水質(zhì)的能力，防止水質(zhì)再次污染。② 固碳釋氧價(jià)值在水環(huán)境治理項(xiàng)目生態(tài)價(jià)值中占據(jù)重要地位，說(shuō)明濱水環(huán)境改善，建設(shè)綠地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水環(huán)境治理也至關(guān)重要，日后水環(huán)境治理項(xiàng)目可以與國(guó)家雙碳政策緊密結(jié)合，同時(shí)促進(jìn)區(qū)域碳中和與水環(huán)境改善。③ 凈化氣體環(huán)境價(jià)值與物種保育價(jià)值占比較低，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇適合吸收當(dāng)?shù)貧怏w污染物的植物種植，來(lái)提高凈化氣體環(huán)境價(jià)值；進(jìn)行濱水環(huán)境改善時(shí)，盡量維持區(qū)域生物多樣性，提高物種保育價(jià)值。