基于生态退杨的洞庭湖自然保护区生态补偿评估

胡文敏，付钰珊

（1.中南林业科技大学林学院，湖南 长沙 410004；2.湖南省自然保护地风景资源大数据工程技术研究中心，湖南 长沙 410004）

生态退杨是中国为保护洞庭湖湿地生态系统而实施的一项重大环保工程。该项目旨在恢复湿地生态系统，保护区域生物多样性，是退耕还林还湖的关键政策之一。截至2018年底，该项目已在2 000km2的面积中砍伐了650万棵黑杨树，成为世界上最大的黑杨树砍伐项目［1］。生态退杨工程的实施，改变了洞庭湖区的传统种植业。该项目不仅需要重点评估区域生态建设成效，同时还需重点关注生态退杨实施中如何对湖区农民进行生态补偿。生态补偿的核心目标是实现生态系统服务的供应，其中生态系统服务包括四大类：供给服务、调节服务、文化服务、支持服务［2］。洞庭湖是生态系统中的特殊湿地保护区，对促进周边地区的经济发展起着不可替代的作用。洞庭湖生态退杨的生态补偿是以保护和可持续利用湖区生态系统服务为目的，对保护湖区生态环境的行为给予补偿，促进湖区生物多样性保护和维持生态系统服务功能。因此，探讨实施生态退杨的背景下如何制定生态补偿措施，如何创新生态补偿机制，具有重要意义。

生态补偿措施实施的关键是生态服务功能的评估和生态补偿标准的确定。近年来，国内外学者围绕补偿标准的计算，采用机会成本法、意愿法、生态系统服务价值法等多种方法对比研究，各种方法的不同理论框架导致核算结果差异很大。（1）机会成本法按生态保护与建设的直接投入和机会成本核算，在实践中应用较广。如李晓光等通过土地权属结合机会成本确定了海南中部山区生态补偿的标准［3］。然而生态效益与投入的经济成本难以等同，生态建设产生的生态效益又高于成本损失，因此机会成本法核算往往达不到补偿标准要求的公平［4］。（2）意愿法通过调查获知消费者的支付意愿或受偿意愿来实现非市场物品的估值［5］。如葛颜祥等对黄河流域居民的问卷调查，利用意愿法分析居民的补偿意愿及支付水平，确定了生态补偿额［6］。该方法受主观因素影响大，调查得出的结论可能会与真实的意愿不相符，且难以协调支付意愿与受偿意愿不对等的问题。（3）生态系统服务价值法将生态系统服务功能本身的价值或修正后的价值作为补偿的测算依据。大多数学者认为通过该方法能够实现生态效益的最大化［7］。然而生态系统服务价值评价指标的筛选与评估方法的运用是其难点。为衡量生态补偿能力，生态当量已被广泛运用于生态标准的量化。生态当量是指其他绿色植被的绿量相对于等量森林面积的比率，进而从土地利用的角度量化生态补偿标准，也具有更直观的比较性［8］。谢高地等于2008年提出的基于专家知识的生态系统服务评估体系可用于已知土地利用面积的生态系统服务价值估算，能在较短时间内获得较为精准的结果［9］。文章以谢高地等估算的中国生态系统服务价值当量为依据，对洞庭湖地区的生态系统服务价值进行评估，并引入调整系数修正，有利于制定合理的生态补偿价格，为研究区域生态补偿提供量化服务，并将其生态服务价值作为生态补偿上限［4］。

关于洞庭湖生态补偿的研究有很多，学者相继以退田还湖、水环境污染、渔政管制等为对象开展了研究［10-12］。然而目前针对生态退杨的生态补偿问题研究较少，洞庭湖生态退杨工程的生态补偿具有特殊性，一是补偿标准不同于传统生态修复工程，二是退杨产生的生态系统功能服务价值测算依据对象与传统生态修复工程有差异。因此，文章以生态退杨工程实施前后的洞庭湖湿地作为研究对象，通过分析洞庭湖湿地分类图，采用价值当量法，推算出生态补偿标准。通过生态补偿，激励当地居民保护洞庭湖自然保护区的生态环境。在符合现行政策的前提下，根据过去类似情况的经验和当前的经济效益，指导退杨后生态补偿措施的实施，对该地区居民的生活和居住地的经济建设也具有非常重要的意义。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

洞庭湖地区是中国著名的鱼米之地，包括岳阳、常德、益阳等十几个县市区，平均海拔30~50m。湖区地貌大部分是平原，年平均气温16.5~17.0℃，年辐射总量418.7~455.6 kJ·cm-2，年降水量 1 307.6~1 505.2mm。洞庭湖是中国第二大淡水湖，可分为东洞庭湖、西洞庭湖和南洞庭湖三个部分。自20世纪70年代引进以来，欧美黑杨种植面积不断大幅增长。1993—2010年，整个洞庭湖保护区（核心区、缓冲区和实验区）的林滩地面积净增367.88 km²。实施生态退杨政策后，洞庭湖区杨树覆盖面积共减少213.761 6 km2［13］。

1.2 数据来源和处理

研究采用洞庭湖地区2013年、2018年的Landsat-8影像（分辨率30m），结合行政区划图、google卫星图等图件，以研究区植被、土壤、气候等自然地理资料为参考。由于湿地覆盖面积在每年12月份达到最大，为了更好地识别湿地类型，研究选择了12月份的遥感影像。研究采用多尺度分割分类方法对影像进行湿地信息提取，使用ENVI 5.3软件进行图像融合、裁剪等预处理，使用eCognition软件计算最优尺度分割阈值，对图像进行分割。根据归一化差异植被指数、归一化差异水分指数、数字高程模型、形状指数和压实度参数，最终将研究区湿地类型分为林滩地、草滩地、芦苇滩地、水体、滩地5个类型，遥感影像分类规则见图1。经济与社会发展数据来源于湖南统计年鉴，研究主要利用ENVI 5.3、eCognition 8.1及ArcGIS 10.2等软件。

图1 Landsat-8遥感影像洞庭湖湿地多尺度分割分类规则

1.3 生态系统服务价值估算方法

1.3.1 洞庭湖区生态服务价值系数计算

评估生态系统服务价值是基于Costanza et al.关于生态系统服务价值的理论，通过各种评估方法评估生态系统服务价值［14］。而谢高地等为了对ESV（Ecosystem Service Value）计算模型进行改进，对多位生态领域专家进行了问卷调查，得出中国生态系统服务价值当量因子表［15］，并于2015年对基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化法进行了再次改进。文章结合谢高地等的文献资料和区域实际情况，确定洞庭湖单位面积生态系统服务价值当量，如表1所示。

表1 洞庭湖单位面积生态系统服务价值当量

文章以谢高地等估算的中国生态系统单位面积生态系统服务价值当量为依据，对洞庭湖地区的生态系统服务价值进行了计算（见表2）。经测算，2017年洞庭湖区平均粮食单产水平为7 404.46kg·hm-2，2017年全国中晚籼稻最低收购价格为2.72元·kg-1，因此，洞庭湖区生态系统服务价值的当量因子价值为2 877.16元·hm-2。

表2 洞庭湖区各类湿地生态系统服务价值系数

1.3.2 洞庭湖区生态服务价值计算模型

根据表2的洞庭湖区各类湿地生态系统服务价值系数，计算出洞庭湖地区ESV，计算公式如下：

公式中，ESV为生态系统服务价值；VCk是生态系统服务价值系数；ESVf为生态系统第f项服务功能价值；VCfk是湿地利用类型k的第f项服务功能价值系数。

2 结果与分析

2.1 洞庭湖湿地类型变化

文章通过对2013年、2018年两年的遥感影像进行分类，获得湿地类型信息，以此对洞庭湖湿地动态变化进行分析。表3显示了2013—2018年洞庭湖区湿地类型面积变化，表明洞庭湖湿地以水体和草滩地为主，共占总面积的60%以上，2013—2018年期间湿地类型变化表现为林滩地、水体面积减少，草滩地、芦苇滩地和滩地面积增加。其中林滩地面积大量减少，达64.23%，主要是由于洞庭湖的生态退杨工程的实施。而黑杨树被砍伐后，草滩地、芦苇滩地面积大量增加，表明了林滩地向这两种类型转化。其中增加幅度最大的是芦苇滩地，主要是由于洞庭湖湿地芦苇经营历史较长，具有种群优势。

表3 2013—2018年洞庭湖区湿地类型面积变化

2.2 洞庭湖生态系统服务价值分析

研究期内，洞庭湖湿地ESV从2013年的276.64亿元/年上升到2018年的281.28亿元/年，5年内增加了4.64亿元/年（见表4）。研究期内，湿地结构的改变对洞庭湖湿地生态系统总服务价值产生了较大影响，按影响大小排序为水体>芦苇滩地>草滩地>林滩地>滩地，其中水体和芦苇滩地产生的影响较为显著。林滩地ESV减少的原因主要是近年来生态退杨工程的实施。而林滩地面积大量减少后，ESV仍然增加主要是由于芦苇滩地面积大量增加。因此，水体和芦苇滩地在洞庭湖湿地生态系统中占有非常重要的作用。

表4 2013—2018年洞庭湖区各地类生态系统服务价值变化

2.3 洞庭湖生态系统服务单项价值分析

2013—2018年，气候调节、生物多样性保护、原材料和娱乐文化功能的价值略有增加，变化率分别为5.15%、5.97%、6.46%和4.48%，水源涵养功能的价值几乎无变化，其他单项ESV增加幅度类似，主要有气体调节、土壤形成与保护、废物处理、食物生产功能，变化率都在7.70%~7.88%之间。

从洞庭湖地区的ESV的构成来看，各单项功能价值所占比例的大小依次为：水源涵养>气候调节>生物多样性保护>土壤形成与保护>气体调节>娱乐文化>食物生产>原材料>废物处理。洞庭湖地区的水源涵养的功能价值最为突出，占总功能价值的74%左右；气候调节、生物多样性保护、土壤形成与保护的功能价值次之，三者共占总功能的18%左右；废物处理功能占总功能价值的比例最低，不足1%。洞庭湖保护区单项生态系统服务价值变化如表5所示。

表5 2013—2018年洞庭湖区单项生态系统服务价值变化

续表

3 讨论与建议

3.1 基于ESV的生态补偿标准

比较生态系统服务价值的计算方法（见表6），发现我国对于ESV计算的方法大致可以分为两类，即基于单位服务功能价格的方法和基于单位面积价值当量因子的方法。服务功能价格法计算复杂，参数较多，评价方法和参数标准难以统一，不利于比较。当量因子法数据要求少，较为直观易用，适于进行时间和空间动态变化过程的分析和比较。

表6 生态系统服务价值的计算方法

此外，比较生态补偿标准的确定（见表7），发现文章的生态补偿标准与其他研究结果处于同一数量级，说明研究结果具有一定的准确性和科学性。

表7 生态补偿标准的比较

3.2 洞庭湖区生态补偿的利益主体

“谁保护，谁受益；谁受益，谁补偿；谁受害，谁受偿”是生态补偿的重要原则［23］。生态退杨中种杨户为保护与恢复生态而失去了部分利益，属于利益受损的一方，拥有享受补偿的权利。而生态退杨中受益的一方需要因生态退杨所带来的生态系统服务价值增加而作出补偿。

洞庭湖区生态补偿主体包括四类。（1）旅游部门。生态退杨使湿地面积增大，生态系统服务功能增强，生态环境进一步改善，生态旅游资源增加，例如洞庭湖湿地生态转好，栖息候鸟物种数量增加，游客数量增长，为湖区旅游部门增加了经济收益。（2）企业。生态退杨后，洞庭湖芦苇滩地面积的大量增加，推动了造纸企业的发展，使相应企业获得收益。此外，生态退杨增加了湿地的环境容量，向洞庭湖排放污水的企业减少了排污成本。（3）政府。洞庭湖作为中国最大的湿地生态系统之一，其水源涵养、净化空气、调节气候功能与保护生物多样性等生态价值对整个社会都有益，因此，各级政府可作为受益群体代表对种杨户作出补偿。（4）社会公众。洞庭湖湿地生态环境转好对整个社会都具有积极影响，生态环境的优化可以提供优美的环境，满足公众精神美的享受，除了政府作为补偿代表对种杨户进行补偿外，社会公众可以以上缴生态税的形式筹集资金来进行补偿。

3.3 洞庭湖区生态补偿的建议

3.3.1 洞庭湖保护区生态退杨补偿标准计算

通过解译遥感数据，得到2013—2018年洞庭湖林滩地面积减少量为23 689.102 5hm2，而退杨后洞庭湖湿地ESV增加了4.64亿元，因此洞庭湖湿地生态退杨补偿标准上限为19 587.07元·hm-2·a-1。

3.3.2 洞庭湖保护区生态退杨补偿期限

在实际情况中，政府将土地承包给农户，农户在此基础上进行杨树的种植，且农户享有承包土地使用权30年不变的基本法权。我国政策规定，土地是保障农户基本生存权的生产资料，任何单位和个人都无权任意剥夺、占用土地。因此，政府给予农户生态补偿的期限应至农户的土地承包权限到期为止，上限为30年。

3.3.3 洞庭湖保护区生态退杨补偿方式

综合参考大量文献及政策，结合以往生态补偿经验，文章认为洞庭湖湿地生态补偿应采取以政府为主、市场为辅的方式。

（1）政府。可采取以下5种补偿方式。

第一，资金补偿。因具有直接、快捷、使用灵活方便、受偿方可自由再支配等特点，其成了生态补偿中最主要、最普遍也最容易接受的补偿方式。文章依据2013年及2018年洞庭湖地区湿地分类面积变化计算出的生态服务价值变化，确定了基于生态退杨的洞庭湖保护区生态补偿标准上限为19 587.07元·hm-2·a-1，补偿标准下限可参考《退耕还林条例》的补偿标准。

第二，政策补偿。政策补偿是指在法律允许的范围内，依据具体的政策而采取自上至下的补偿方式。在制定适当的政策的时候，应该充分考虑受偿领域的实际状况，给予优惠奖励措施。具体补偿措施可参考表8。

表8 政策补偿措施

第三，项目补偿。农户因生态退杨而失去土地失业时，政府作为生态补偿主体应以移民安置为前提，引进一些对受偿区有产业替代作用、污染小、劳动密集型的项目来进行补偿，如开发旅游业，引进集休闲、娱乐、生态旅游为一体的休闲农庄等。

第四，实物补偿。作为保证基本生活供应的方法，实物补偿可通过物资供应和劳动援助来进行，应首先保障农户的基本生活，因此在进行实物补偿时应优先进行粮食补偿，其次是资金补偿。

第五，智力补偿。智力补偿就是对受偿区农户的生产技术、生态环境知识和就业技能进行培训。文章依据实际情况，列出了以下智力补偿的具体措施，以供参考（见表9）。

表9 智力补偿措施

（2）企业与个人。实行生态税费政策，生态税费是内化外部成本和激励主体改变行为的经济手段，可以从以下几个方面开展：按照湿地水和生物资源使用量征收资源使用费，按照渔业捕捞量征收渔业增殖保护费，按照污染排放量和生态破坏面积征收生态恢复费［24］。

3.4 研究的不足

从补偿标准的计算上来看，本研究存在以下不足：（1）我国目前对生态补偿标准的研究，一般以生态系统服务价值作为补偿标准上限，以机会成本或条件调查的结果作为补偿标准下限，但由于现实因素的限制，文章未能对受偿方进行问卷调查，缺乏补偿标准下限的制定；（2）文章对ESV评估采用基于专家知识的评估模型，此模型虽具有能从湿地类型转变过程来直接揭示ESV变化规律的优点，但也存在缺陷，即影响最终评估结果的直接因素为各生态用地的面积及其价值参数，而未能考虑景观结构的其他变化对ESV的影响。

4 结论

文章依据2013年、2018年的遥感影像，结合多尺度分割分类方法进行湿地信息提取，结果表明：洞庭湖湿地以水体和草滩地为主共，共占总面积的60%以上，湿地类型变化表现为林滩地、水体面积减少，草滩地、芦苇滩地和滩地面积增加。其中林滩地面积大量减少，研究期间减少23 689.10 hm2，减少率为64.23%。

洞庭湖湿地ESV的总量从2013年的276.64亿元上升到2018年的281.28亿元，5年内增加了4.64亿元，增加的主要原因是芦苇滩地面积大量增加。生态系统单项ESV的变化缓慢，2013—2018年洞庭湖湿地气候调节、生物多样性保护、原材料和娱乐文化功能的价值变化率分别为5.15%、5.97%、6.46%和4.48%。按照各单项ESV所占比例的大小排序为：水源涵养>气候调节>生物多样性保护>土壤形成与保护>气体调节>娱乐文化>食物生产>原材料>废物处理。因此，水源涵养的功能价值最为突出。

通过生态退杨后林地生态服务价值的减少量来确定补偿标准。按照林滩地服务价值的减少量作为生态补偿标准上限的原则，洞庭湖保护区生态补偿标准的上限为19 587.07元·hm-2·a-1。下限可参考我国《退耕还林条例》的标准。除资金补偿外，文章还提出了多类补偿方式可供政府或相关部门参考，如政策补偿、项目补偿、实物补偿和智力补偿等。实际实施时，当地政府或相关部门可根据财政情况进行调整。