黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)及影響因素研究

關(guān)鍵詞：水足跡；生態(tài)補(bǔ)償；影響因素；黃河流域

中圖分類號(hào)：TV213. 4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-9235（2024）12-0074-09

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展背景下，黃河流域水資源過(guò)耗、水生態(tài)惡化等問(wèn)題日益嚴(yán)峻，水資源生態(tài)補(bǔ)償成為水資源集約節(jié)約利用的實(shí)踐要求。水資源生態(tài)補(bǔ)償是指在人類活動(dòng)對(duì)水資源生態(tài)系統(tǒng)造成損害后，為恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能做出的經(jīng)濟(jì)、物質(zhì)補(bǔ)償［1］，有助于緩解水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾，促進(jìn)區(qū)域水資源可持續(xù)利用。

流域生態(tài)補(bǔ)償一直是學(xué)者關(guān)注重點(diǎn)［3］。水資源生態(tài)補(bǔ)償測(cè)度方面，以往學(xué)者主要采取條件價(jià)值法［4］、機(jī)會(huì)成本法［5］、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值［6］、水質(zhì)水量分析法［7］、水足跡法［8］等方法確定補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。水足跡法涵蓋實(shí)體水和虛擬水，是近年來(lái)新興的測(cè)度方法。Lv等［9］基于能值分析理論和水足跡理論核算了流域生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，提出了以上游提供的剩余生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為下限、以下游實(shí)際占用價(jià)值為上限的核算方法。劉紅光等［8］則從灰水足跡視角分析了各行政區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和空間差異。焦士興等［10］從水足跡角度分析了黃河流域9省（區(qū)）的水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)及主客體身份變化。

生態(tài)補(bǔ)償影響因素相關(guān)研究主要是從居民支付意愿和受償意愿［11］、生態(tài)補(bǔ)償效率［12］及其影響因素［13］等方面展開(kāi)。如劉春臘等［14］從國(guó)家政策方針導(dǎo)向、面臨的生態(tài)問(wèn)題、生態(tài)資源稟賦及地域分布、公眾生態(tài)環(huán)境覺(jué)悟、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、區(qū)域地理環(huán)境特征分析了其對(duì)中國(guó)省域生態(tài)補(bǔ)償類型、補(bǔ)償形式、確定標(biāo)準(zhǔn)的方法、補(bǔ)償方式與渠道、利益主體等空間差異的影響。杜林遠(yuǎn)等［15］則從生態(tài)資源稟賦、生態(tài)環(huán)境問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生態(tài)環(huán)境問(wèn)題等角度進(jìn)行了闡述。以往研究為本研究影響因素選取提供了理論支撐，但總體來(lái)看，水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)空間差異的影響因素研究尚待豐富，既有研究主要從理論層面進(jìn)行闡述，本研究對(duì)黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)空間差異影響因素的實(shí)證分析是對(duì)相關(guān)研究的進(jìn)一步充實(shí)。

本研究以黃河流域9省（區(qū)）為研究對(duì)象，基于水足跡視角構(gòu)建水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)測(cè)度模型，明確各省份主客體身份和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，并利用地理探測(cè)器分析了黃河流域9省（區(qū)）生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)空間差異影響因素，最后為黃河流域水資源可持續(xù)利用提出建議。

1研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1研究區(qū)概況

黃河全長(zhǎng)5464km，涉及青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南和山東，水資源量?jī)H占全國(guó)的2%，卻承擔(dān)了全國(guó)15%的耕地和12%的人口［16］。流域內(nèi)有多處生態(tài)功能區(qū)且橫跨中國(guó)三大經(jīng)濟(jì)帶，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)安全領(lǐng)域意義重大。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，黃河流域水生態(tài)承受了巨大壓力，引發(fā)了一系列生態(tài)問(wèn)題［17］。黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展上升為重大國(guó)家戰(zhàn)略使得黃河流域水資源生態(tài)保護(hù)重要性更加凸顯［18］。

1.2數(shù)據(jù)來(lái)源

黃河流域9?。▍^(qū)）農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、居民生活用水、生態(tài)用水、農(nóng)林牧漁產(chǎn)值、工業(yè)產(chǎn)值、人口規(guī)模、科技水平等數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、各?。▍^(qū)）統(tǒng)計(jì)年鑒和水資源公報(bào)。水資源壓力指數(shù)為各?。▍^(qū)）的水足跡消耗與可利用水資源量之比?？衫盟Y源量是指當(dāng)?shù)亟邓纬傻牡乇硭偷叵滤偭繙p去地表水和地下水的重復(fù)計(jì)算量。人口規(guī)模選取各省（區(qū)）年末人口數(shù)據(jù)?？萍妓竭x取各?。▍^(qū)）科技支出數(shù)據(jù)。農(nóng)產(chǎn)品包括種植業(yè)（25種）、林業(yè)（2種）、畜牧業(yè)（6種）、漁業(yè)（1種）共34種產(chǎn)品。農(nóng)產(chǎn)品單位水足跡參考Mekonnen等［19］與Hoekstra等［20］的研究，林業(yè)以及水產(chǎn)品的單位水足跡借鑒已有研究成果［21］，農(nóng)產(chǎn)品單位產(chǎn)品水足跡數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

3結(jié)果與分析

3.1黃河流域生態(tài)補(bǔ)償總體特征和區(qū)域差異

3.1.1黃河流域水足跡時(shí)空特征

2010—2021年黃河流域水足跡呈波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)（表3），年均增長(zhǎng)156.04億m3。從核算賬戶看，農(nóng)業(yè)＞工業(yè)＞生活＞生態(tài)。黃河流域水足跡空間分布不均，主要集中于黃河中下游地區(qū)，尤其是下游的山東和河南（圖1）。兩省位于黃河灌區(qū)，水熱充足，適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，貢獻(xiàn)了約53%的水足跡，年均水足跡均在2100億m3以上。而上游青海的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人口密度相對(duì)較低，工業(yè)和生活水足跡消耗較少，且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較苛刻，農(nóng)業(yè)水足跡低于其他省區(qū)［25］，所以總體水資源消耗量較少，2010—2021年水足跡總量?jī)H為777.88億m3。

3.1.2黃河流域9省（區(qū)）水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)

黃河流域長(zhǎng)期處于水資源赤字狀態(tài)（表4），為水資源生態(tài)補(bǔ)償主體。2010—2021年，黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)支付范圍為1599.79億～3384.38億元，年均2432.94億元。從年際變化角度看，2010—2021年黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)先升后降。從空間角度看（圖2），黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償主體集中在黃河下游，補(bǔ)償客體集中在黃河上游。

2010—2021年黃河流域年支付金額占GDP比重為0.56%～1.74%，總體來(lái)說(shuō)較為合理。具體來(lái)說(shuō)，各支付主體的年支付額度占GDP比重為0.06%～5.61%，各?。▍^(qū)）的年占比差距較大，其中年均占比最高的是河南，為4.25%，陜西年占比最小，為0.87%。總體來(lái)看，支付金額對(duì)支付主體本身經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響較小，進(jìn)行水資源的生態(tài)補(bǔ)償具有一定現(xiàn)實(shí)性和可操作性。

3.1.3黃河流域9?。▍^(qū)）水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和主客體身份的年際變化

借鑒前人研究，將黃河流域9?。▍^(qū)）分為單純支付區(qū)、單純受償區(qū)和既是支付區(qū)又是受償區(qū)［26］（表5）。

山東、河南、山西和寧夏為單純支付區(qū)，始終為補(bǔ)償主體，補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)呈先上升后下降的趨勢(shì)。青海、四川為單純受償區(qū)，始終為補(bǔ)償客體，年際變化基本一致，但補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)差異較大。青海和四川總受償額分別為12420.77億、7571.64億元。內(nèi)蒙古、陜西和甘肅既是支付區(qū)又是受償區(qū)。內(nèi)蒙古、陜西和甘肅主客體身份并存，大部分年份屬于水資源生態(tài)補(bǔ)償主體，但部分年份受降水較多的影響下成為補(bǔ)償客體。內(nèi)蒙古在2013、2021年為補(bǔ)償客體，甘肅省2020年為補(bǔ)償客體，陜西省2011、2021年成為補(bǔ)償客體。

3.2影響因素分析

3.2.1因子探測(cè)器

運(yùn)用ArcGIS自然斷點(diǎn)法將指標(biāo)劃分為5個(gè)等級(jí)，然后采用地理探測(cè)器因子探測(cè)部分計(jì)算指標(biāo)q值（表6）。各因子解釋力排序?yàn)樗Y源壓力指數(shù)（X2）＞水足跡（X1）＞生活用水量（X3）＞人口規(guī)模（X5）＞農(nóng)林牧漁產(chǎn)值（X7）＞工業(yè)產(chǎn)值（X6）＞科技水平（X8）＞生態(tài)用水量（X4）。

水資源壓力指數(shù)反映了各?。▍^(qū)）的水足跡消耗對(duì)可利用水資源的占用情況，體現(xiàn)了人類生產(chǎn)生活過(guò)程對(duì)水資源所產(chǎn)生的負(fù)荷及區(qū)域水資源的相對(duì)稀缺程度。水資源條件差的地區(qū)，難以滿足本地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需水資源，進(jìn)而更多占用流域內(nèi)其他省區(qū)水資源，從而需要對(duì)被占用省份提供較多生態(tài)補(bǔ)償。

3.2.2交互探測(cè)器

交互探測(cè)器用于識(shí)別不同因子之間的交互作用，即評(píng)估2個(gè)因子共同作用時(shí)對(duì)因變量的解釋力是增加還是減弱，或這些因子對(duì)Y的影響是相互獨(dú)立的［27］。結(jié)合因子分析結(jié)果，黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的空間差異是多個(gè)因子共同作用的結(jié)果。對(duì)8個(gè)因子進(jìn)行兩兩交互探測(cè)結(jié)果可知（圖3），各因子交互后q值為0.9486～0.9999，平均值0.9766。與其他影響因子交互之后解釋力較強(qiáng)的為生態(tài)用水量（X4）和水資源壓力指數(shù)（X2）。其中交互作用最高的是農(nóng)林牧漁產(chǎn)值（X7）和生態(tài)用水量（X4）、生活用水量（X3）和生態(tài)用水量（X4），均為雙因子增強(qiáng)，即交互作用之后比因子本身的影響力更強(qiáng)。根據(jù)交互探測(cè)器的判斷條件可得出各因子交互后均為雙因子增強(qiáng)，說(shuō)明各交互因子組成的21組均對(duì)黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償?shù)慕换ビ绊憺樵鰪?qiáng)關(guān)系，即雙因子的交互作用均大于單因子的影響。

4討論

4.1黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和主客體身份存在動(dòng)態(tài)變化

總體來(lái)看，黃河流域處于水資源赤字狀態(tài)，始終為補(bǔ)償主體，水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)表現(xiàn)為先升后降。這與前人研究基本一致［10］。2016年補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)最高，達(dá)3384.38億元。原因在于該年份黃河流域水足跡較高，而可利用水資源量較低，僅高于2015年，為4521.30億m3，水資源赤字較大，加劇了水資源壓力。2021年補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)最低，僅為1599.79億元。2010—2021年黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)年均為2432.94億元。與前人計(jì)算的2011—2020年年均補(bǔ)償額（1772.51億元）差距較大［10］，主要原因在于所采用的單位水資源價(jià)格不同，且本研究涵蓋農(nóng)產(chǎn)品種類較多，且本研究未涉及虛擬水貿(mào)易。

黃河流域始終為水資源生態(tài)補(bǔ)償主體，但部分?。▍^(qū)）在個(gè)別年份存在著主客體身份變化。這與前人研究一致［26］，即各?。▍^(qū)）可分為單純支付區(qū)、單純受償區(qū)和既是支付區(qū)又是受償區(qū)。山東、河南、山西和寧夏為單純支付區(qū)，青海、四川為單純受償區(qū)，內(nèi)蒙古、陜西和甘肅既是支付區(qū)又是受償區(qū)。山東和河南同處缺水黃河下游，且為農(nóng)業(yè)大省、經(jīng)濟(jì)和人口大省，總體水足跡高。山西位于黃河中游，為嚴(yán)重缺水省份，人均水資源量?jī)H597.41m3。而寧夏干燥少雨，本底水資源少，水資源匱乏，難以滿足自身社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，故極大依賴黃河水供給［10］。青海作為三江源地區(qū)，淡水資源較多，為黃河提供49%徑流量［28］。四川水資源豐富，能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域內(nèi)水資源的自循環(huán)［29］。甘肅2020年可利用水資源量較多，約408億m3，高于水足跡消耗，成為補(bǔ)償客體。內(nèi)蒙古水資源短缺且空間分配不均，為補(bǔ)償主體，但2013、2021年可利用水資源豐富，為補(bǔ)償客體。陜西深處內(nèi)陸腹地，降水較少，但在2011、2021年極端降水較多，補(bǔ)給了地表水資源，可利用水資源量大幅增加，足以供給本地水消耗，減少了對(duì)流域內(nèi)其他地區(qū)水資源的占用，成為補(bǔ)償客體。

4.2黃河流域生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)空間差異較大

黃河流域各?。▍^(qū)）水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)空間差異較大。其中黃河流域生態(tài)補(bǔ)償支付省份（區(qū)）集中在黃河中下游地區(qū)，尤其是下游的山東和河南，受償省份（區(qū)）則為上游的青海和四川。黃河流域中下游大多經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，人口眾多且水資源供需矛盾嚴(yán)重［30］。黃河上游地區(qū)可以實(shí)現(xiàn)水資源的自循環(huán)［29］，且工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)消耗水足跡相對(duì)較少，所以為生態(tài)補(bǔ)償客體。進(jìn)行水資源生態(tài)補(bǔ)償不僅可以促進(jìn)保護(hù)上游水源，保障下游水資源的穩(wěn)定供應(yīng)，還有利于保障黃河流域的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。

4.3水資源壓力指數(shù)是水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)空間分布的主導(dǎo)因素

對(duì)水資源生態(tài)補(bǔ)償解釋力最高的為水資源壓力指數(shù)，q值為0.9826，是所有因子中解釋力最強(qiáng)的，且通過(guò)0.01顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明可供給水資源量對(duì)地區(qū)生產(chǎn)生活具有極大影響力，是影響水資源生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹匾蛩?。水資源豐富省份，水資源能夠保障自身消耗，所以生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)一般較低，而水資源缺乏省份，水資源供需矛盾大，對(duì)其他省份水資源占用大，需要支付較高生態(tài)補(bǔ)償金額［8］。研究結(jié)果與前人研究一致［10］，山東、河南等缺水省份對(duì)其他地區(qū)水資源的占用責(zé)任較大，需要向其他省份支付更多補(bǔ)償金額。以往學(xué)者也從生態(tài)資源稟賦角度［15］探討了區(qū)域自身自然條件對(duì)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的重要性，所以黃河流域中下游地區(qū)亟需采取措施緩解水資源供需矛盾以達(dá)到高質(zhì)量和綠色發(fā)展。

5結(jié)論與建議

5.1結(jié)論

本研究基于水足跡視角計(jì)算了黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)地理探測(cè)器分析了影響補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)空間差異的影響因素。從時(shí)間角度看，2010—2021年黃河流域生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)先上升后下降，始終保持生態(tài)補(bǔ)償主體身份，山東、河南、山西和寧夏始終為補(bǔ)償主體，四川和青海始終為補(bǔ)償客體，而內(nèi)蒙古、陜西和甘肅存在著主客體身份變化；從空間角度看，黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)集中在黃河流域中下游地區(qū)。黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)空間差異的影響因素分析方面，因子探測(cè)表明，水資源壓力指數(shù)是解釋力最強(qiáng)的影響因子。交互探測(cè)表明，黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的空間差異是多個(gè)因子共同作用的結(jié)果，各因子之間的交互作用均大于單因子的影響，生態(tài)用水量和水資源壓力指數(shù)與其他因素的交互作用影響最大。

5.2建議

從水足跡角度看，應(yīng)致力于提高水資源利用效率，降低水足跡消耗。尤其是黃河中下游缺水省份，應(yīng)積極發(fā)展新型節(jié)水農(nóng)業(yè)，推進(jìn)高耗水工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高污水處理技術(shù)，提高水資源利用效率，降低水足跡消耗。另外，黃河流域應(yīng)積極實(shí)施虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略，增加工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易進(jìn)口，以緩解產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)本地水資源的壓力。

從生態(tài)補(bǔ)償角度看，應(yīng)逐步完善黃河流域水資源生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，規(guī)范流域中下游地區(qū)的補(bǔ)償行為，保障上游生態(tài)補(bǔ)償資金落實(shí)到位。一是根據(jù)“誰(shuí)受益，誰(shuí)補(bǔ)償”原則，考慮補(bǔ)償主體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和耗水情況，設(shè)置符合流域補(bǔ)償實(shí)際情況的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合補(bǔ)償客體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來(lái)說(shuō)，青海經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較低，且屬于黃河發(fā)源地，亟需生態(tài)保護(hù)，應(yīng)優(yōu)先考慮青海的生態(tài)補(bǔ)償，如設(shè)立針對(duì)三江源等重要水源涵養(yǎng)區(qū)的補(bǔ)償專項(xiàng)資金。二是政府應(yīng)積極支持低消耗低污染產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代科技服務(wù)業(yè)發(fā)展，擴(kuò)大對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、退耕還林、節(jié)水減排等方面的補(bǔ)償，讓其切身感受到保護(hù)水資源生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的益處。三是要加強(qiáng)全過(guò)程監(jiān)管和定期評(píng)估，保障生態(tài)補(bǔ)償順利實(shí)施，強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)環(huán)境治理補(bǔ)償力度，使居民能切實(shí)體會(huì)到生態(tài)保護(hù)帶來(lái)的補(bǔ)償，進(jìn)而調(diào)動(dòng)公眾對(duì)保護(hù)流域水生態(tài)環(huán)境的積極性，吸引社會(huì)各界的力量對(duì)政府與企業(yè)等補(bǔ)償主體形成有效監(jiān)督。