永定河上游生态保护成本核算
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自20世纪90年代以来，中央和地方各级政府先后在张家口市开展了“三北”防护林体系工程、塞北林场建设工程、京津风沙源治理工程和首都水资源可持续利用等一系列生态补偿项目。虽然开展的各项生态补偿项目取得了一定的成效，但缺乏长期性和稳定性[1-2]。本研究对张家口市生态保护投入成本进行核算，充分考虑地区经济发展的成本损失，基于成本的生态补偿标准的实施能更持久、稳定地改善生态环境。核算结果可以为张家口市永定河流域跨区生态补偿标准的制定提供核算依据[3-6]。
生态保护成本的核算内容主要包括直接成本和机会成本的核算[7-10]。段靖等[11]运用边际分析的方法，研究了流域生态补偿供给与需求平衡的条件，得出生态补偿的下限由直接成本、机会成本两部分组成。李文华等[12]将森林分为现有林和新造林两大类，通过核算直接成本和机会成本，计算 森林生态补偿标准，得出新造林年补偿标准为4 300 元·hm–2；现有林的年补偿标准为2 350元·hm–2。从时间角度划分，直接成本有静态核算法与动态核算法两种核算方法[13-14]。机会成本包括实证调查与间接计算两种核算方法。史晓燕等[15]运用静态核算法，核算了东江源区2006–2009年3个县的生态保护投入的直接成本和限制产业发展的机会成本，得出基于静态核算法的年生态补偿标准为 814 123.65万元。李彩虹[16]采用动态核算法，结合财务管理项目投资的有关理论，并引入时间价值因子，对发生在水源地因环境保护建设而产生的各项资本性投入进行核算。李燃等[17]以于桥水库引用水源地为例，采用发展机会成本法对生态补偿标准进行测算，将库区居民年人均可支配收入与全市平均水平做对比，得出基于发展机会成本测算的补偿标准为1.35亿元。考虑到张家口市“十二五”、“十三五”各个年份生态保护的各项投入到基准年之间的时间效应，本研究运用动态核算法对生态保护直接成本进行核算。因实证调查获取的数据对核算结果有很大的误差影响，故本研究采用间接计算法对机会成本进行核算[18]。
1. 研究地区与研究方法
1.1 研究区概况
永定河属海河流域北系，流域面积47 016 km2。张家口境内流域面积11 656 km2。永定河多年平均径流量约1.06亿m3。本研究以永定河上游张家口市作为研究区域(图1)。张家口市面积36 829 km2，市辖桥东、桥西、宣化、下花园、万全和崇礼6个区，张北、康保、沽源、尚义、蔚县、阳原、怀安、怀来、涿鹿和赤城10个县。张家口市地势西北高、东南低。地形地势条件决定了张家口是京津冀城市群水源涵养、防风固沙和水土保持三大功能的交汇地带，是维护京津冀生态安全的重要屏障。张家口地区水资源严重缺乏，可利用的地表水资源有限。目前，张家口地区人均水资源量为399 m3，远低于国际公认的人均500 m3的“极度缺水标准”。张家口洋河盆地全面属于亏水状态，水资源短缺量达8.4亿m3。
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图 1 张家口市地面水监测点位示意图Figure 1. Schematic diagram of surface water monitoring points in Zhangjiakou City1.2 数据来源
本研究中，直接成本数据选用张家口市发改委所提供的张家口市2010–2020年水利项目投资与计划投资数据，包括水资源配置工程、农村水利工程、防洪减灾骨干工程、水资源保护与高效利用、水土保持与水生态修复、基层水利服务站建设。机会成本数据取自《张家口市2011–2017年国民经济和社会发展统计公报》[19]、《河北省2011–2017年国民经济和社会发展统计公报》[20]，《张家口市2017年经济年鉴》[21]包括张家口市城镇居民人口、河北省城镇居民人均可支配收入、张家口市城镇居民人均可支配收入、张家口市农业人口、河北省农民人均可支配收入、张家口市农民人均可支配收入。
1.3 核算方法
1.3.1 直接成本
流域生态保护投入不仅仅是个静态问题，更是一个动态、连续的投入[18]。由于生态建设项目投入都是在一定时期内持续多年的，在此期间发生的效益和成本都要进行估算。动态核算法核算公式为：
${\rm{ }}{C_{{\rm{dc}}}} = \sum\limits_{i = 0}^n {\frac{{{R_i}}}{{{{\left( {1 + r} \right)}^T}}}} {\text{。}}$
(1) 式中：Cdc为折算后的直接成本；Ri为永定河上游直接成本投入量；i为直接成本投入的年份；r为折现率；T为投资年与基准年之差。
1.3.2 机会成本
在计算张家口市发展权受限的损失时，选取河北省平均水平作为参照(表1、表2)，张家口市各区(县)的人均可支配收入与河北省居民的人均可支配收入进行对比，通过估算二者之间的差异反映发展权受限可能给张家口市造成的经济损失[11, 22]。估算公式为：
表 1 张家口市与河北省历年人均可支配收入汇总Table 1. Annual per capita disposable income of Zhangjiakou and Hebei ProvinceCNY 年份
Year张家口 Zhangjiakou 河北省 Hebei Province 城镇居民 Urban residents 农民 Farmers 城镇居民 Urban residents 农民 Farmers 2011 16 401 4 854 18 292 7 119 2012 18 441 5 564 20 543 8 081 2013 19 641 6 583 22 226 9 188 2014 21 651 7 462 24 141 10 186 2015 23 841 8 341 26 152 11 050 2016 26 069 9 241 28 249 11 919 2017 28 512 10 293 22 358 9 749 均值 Mean 22 079 7 477 23 137 9 613 数据取自《张家口市2011–2017年国民经济和社会发展统计公报》[19]，《河北省2011–2017年国民经济和社会发展统计公报》[20]。
The data is taken from the Statistical Communiqué of National Economic and Social Development of Zhangjiakou City from 2011 to 2017, and from the Statistical Communiqué of National Economic and Social Development of Hebei Province from 2011 to 2017.表 2 2017年张家口市洋河流域各区(县)农村与城镇人口调查Table 2. 2017 rural and urban population survey of Yanghe river valley districts and counties in Zhangjiakou City县 (区)
County (District)农村人口数
Rural population number城镇人口数
Urban population number怀安县
Huaian County12 204 95 022 怀来县 Huailai County 27 634 342 216 尚义县 Shangyi County 5 257 15 0902 万全区 Wanquan District 22 448 200 248 下花园 Xiahuayuan District 6 972 7 441 桥东区 Qiaodong District 9 283 9 283 涿鹿县 Zhuolu County 50 599 286 781 宣化区 Xuanhua District 10 152 639 963 桥西区 Qiaoxi District 3 598 252 124 崇礼区 Chongli District 72 783 30 522 阳原县 Yangyuan County 18 350 261 650 蔚县 Yu County 35 877 424 123 总人数 Total people 275 157 2 700 275 数据来自《2017年张家口经济年鉴》[21]。
The data come from the 2017 Zhangjiakou Economic Yearbook.$\mathop C\nolimits_{{\rm{it}}} = \mathop N\nolimits_{{\rm{e}}} \left( {\mathop T\nolimits_{{\rm{0}}} - \mathop {{T}} } \right) + \mathop N\nolimits_{{\rm{f}}} \left( {\mathop S\nolimits_{{\rm{0}}} - \mathop {{S}} } \right){\text{。}}$
(2) 式中：Cit为机会成本投入量；Ne为张家口市城镇居民人口；T0为河北省城镇居民人均可支配收入；T为张家口市城镇居民人均可支配收入；Nf为张家口市农业人口；S0为河北省农民人均可支配收入；S为张家口市农民人均可支配收入。
2. 结果与分析
2.1 直接成本结果与讨论
以自2011年由省级财政及地方政府共同投资的张家口市水利发展重点项目为核算依据，筛选并计算地方政府[市(县)政府、环保局、住建局等]单独出资的部分。将张家口市各县区投入代入公式(1)，计算得出直接成本(表3)。
表 3 张家口市各县(区)生态保护直接成本动态核算结果Table 3. Dynamic calculation results of direct cost of ecological protection in 12 counties (districts) of Zhangjiakou City× 104 CNY 县(区)
County (District)年份 Year 合计
Total年成本
Annual cost2011 2012 2013 2014 2015 2016 2018 2019 2020 尚义县 Shangyi 1 528.1 134.1 6 685.4 0.0 0.0 38.7 14 836.0 773.3 722.6 28 400.0 2 840.0 万全区 Wanquan 1 113.0 509.1 8 086.3 0.0 0.0 3 731.2 2 727.5 1 049.8 981.0 21 061.5 2 106.2 怀安县 Huai'an 290.0 904.8 8 125.6 0.0 0.0 1 823.1 2 531.9 1 475.3 1 378.6 19 239.8 1 923.9 桥西区 Qiaoxi 290.0 134.1 2 499.8 0.0 0.0 1 297.3 1 124.1 1 049.8 981.0 8 579.4 857.9 宣化区 Xuanhua 290.0 509.1 2 499.8 0.0 0.0 7 532.2 1 579.7 1 475.3 1 378.6 16 955.9 1 695.6 下花园区 Xiahuayuan 290.0 509.1 4 894.5 0.0 0.0 1 297.3 1 124.1 1 049.8 981.0 11 349.2 1 134.9 涿鹿县 Zhuolu 290.0 76 382.6 8 200.7 0.0 0.0 1 633.2 1 124.1 1 049.8 981.0 90 864.8 9 086.5 怀来县 Huailai 1 200.0 134.1 7 394.3 0.0 0.0 1 297.3 1 124.1 1 049.8 981.0 14 383.9 1 438.4 崇礼区 Chongli 21 076.0 511.0 2 137.8 0.0 0.0 10 394.7 2 775.5 8 006.3 7 481.6 66 250.4 6 625.0 阳原县 Yangyuan 915.0 408.0 0.0 0.0 0.0 1 288.0 1 288.0 1 288.0 1 288.0 7 763.0 776.3 蔚县 Yu County 1 747.0 8 144.0 22 099.0 0.0 0.0 1288.0 1 288.0 1288.0 1 288.0 38 430.0 3 843.0 桥东区 Qiaodong 1 076.0 134.1 0.0 0.0 0.0 1 297.3 1 124.1 1 049.8 981.0 6 865.7 686.5 合计 Total 30 105.1 88 414.1 72 623.1 0.0 0.0 32 918.2 32 647.5 20605.6 19 423.8 330 143.9 33 014.4 数据来自张家口市水利发展“十二五”、“十三五”规划重点项目。
The data comes from the key projects of the "Twelfth Five-Year Plan" and "Thirteenth Five-Year Plan" of Zhangjiakou City.张家口市各区(县)年均直接成本投入量为33 014.4万元(表3)。张家口境内流域面积为11 656 km2，年均成本28 323.9元·km–2。与参考的贵州省赤水河相比，张家口市单位面积年均成本相对较高。主要在于张家口为半干旱地区，亟需水资源工程对水的高效调配，这不仅关系到张家口自身用水，而且关系到下游北京市的用水质量，为了满足当地的水资源需求以及为下游北京市提供良好水源，张家口市政府对水利项目投入了大量资金。水利项目投入主要集中在水资源含量相对丰富的区域，其中2011–2020年投入涿鹿县与崇礼区年均成本为15 711.5万元，占全投入的47.6%；较其他年份，2011–2013年投入成本相对较高，共投资191 142.4万元，占2011–2020年10年投入总成本的57.8%，主要是由于2011年为水利项目投入开始年，水利开展项目数量相比较多。
2.2 机会成本结果与讨论
将表1和表2数据代入公式(2)，计算结果如图2所示。将表3直接成本和图2机会成本数据汇总得出生态保护成本，计算结果如表4所列。
表 4 张家口市生态保护总成本汇总Table 4. Summary of total cost of ecological protection in Zhangjiakou City× 104 CNY 县(区)
County (District)年均直接成本 Annual direct cost 年均机会成本 Opportunity cost per year 合计
Total尚义县 Sahngyi 2 840.0 17 088.3 19 928.3 万全县 Wanquan 2 106.2 26 521.8 28 627.9 怀安县 Huaian 1 923.9 23 240.1 25 164.1 桥西区 Qiaoxi 857.9 8 123.9 8 981.9 宣化区 Xuanhua 1 695.6 1 604.4 3 300.0 下花园区 Xiahuayuan 1 134.9 7 721.5 8 856.1 涿鹿县 Zhuolu 9 086.5 41 923.7 51 010.1 怀来县 Huailai 1 438.4 37 329.3 38 767.7 崇礼区 Chongli 6 625.0 8 858.1 15 483.1 桥东区 Qiaodong 686.6 2 990.0 3 676.6 阳原县 Yangyuan 776.3 31 602.1 32 378.4 蔚县 Yu County 3 843.0 52 535.5 56 378.5 合计 Total 33 014.4 259 539.1 292 553.5 根据人口分布差别和经济发展水平等差异，分区域估算张家口市机会成本投入情况，由图2可见，机会成本主要集中在经济发展水平较低的地区，其中，蔚县、阳原县、涿鹿县和怀来县的年均机会成本占张家口市机会成本总量62.9%。由于张家口市既要为下游提供足够的水量，还要保证水质不受污染，使得当地高污染、高耗能的工业产业被严格限制，蔚县、阳原县与怀来县矿山企业与钢铁企业被强制关停，涿鹿县酿酒业发展也受到了限制。
根据表4可知，张家口市生态保护年均直接成本33 014.4万元，占总成本的11.3%，年均机会成本259 539.1万元，占总成本的88.7%。张家口市为了保护当地的生态环境以及为下游提供良好的水源造成了巨大的产业损失，亟需得到有效可持续性补偿，否则难以维持当地经济发展以及为下游提供连续性水源支持。
3. 结论
以2011年为核算基准年，采用动态核算法对永定河上游张家口段内水资源配置工程、农村水利工程、防洪减灾骨干工程、水资源保护与高效利用、水土保持与水生态修复和基层水利服务站建设等费用予以统计，计算得到年均直接成本为33 014.4万元，占总成本的11.3%；以河北省为参考地区，运用间接计算法，得到年均机会成本为259 539.1万元，占总成本的88.7%；表明张家口地区为下游北京市提供良好的水资源造成的产业损失很大。影响机会成本的主要因素是张家口市对高能耗企业的限制与关停，这一因素无法得到再生或补偿。机会成本的损失是连续，且无法在当地得到补偿，因此跨流域的长效生态补偿机制的建立非常重要和必要。
张家口市生态保护总成本核算结果科学合理，可作为永定河跨界生态补偿标准制定的重要依据，为京津冀的协调发展提供有效保障。
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图 1 张家口市地面水监测点位示意图
Figure 1. Schematic diagram of surface water monitoring points in Zhangjiakou City
表 1 张家口市与河北省历年人均可支配收入汇总
Table 1 Annual per capita disposable income of Zhangjiakou and Hebei Province
CNY 年份
Year张家口 Zhangjiakou 河北省 Hebei Province 城镇居民 Urban residents 农民 Farmers 城镇居民 Urban residents 农民 Farmers 2011 16 401 4 854 18 292 7 119 2012 18 441 5 564 20 543 8 081 2013 19 641 6 583 22 226 9 188 2014 21 651 7 462 24 141 10 186 2015 23 841 8 341 26 152 11 050 2016 26 069 9 241 28 249 11 919 2017 28 512 10 293 22 358 9 749 均值 Mean 22 079 7 477 23 137 9 613 数据取自《张家口市2011–2017年国民经济和社会发展统计公报》[19]，《河北省2011–2017年国民经济和社会发展统计公报》[20]。
The data is taken from the Statistical Communiqué of National Economic and Social Development of Zhangjiakou City from 2011 to 2017, and from the Statistical Communiqué of National Economic and Social Development of Hebei Province from 2011 to 2017.
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表 2 2017年张家口市洋河流域各区(县)农村与城镇人口调查
Table 2 2017 rural and urban population survey of Yanghe river valley districts and counties in Zhangjiakou City
县 (区)
County (District)农村人口数
Rural population number城镇人口数
Urban population number怀安县
Huaian County12 204 95 022 怀来县 Huailai County 27 634 342 216 尚义县 Shangyi County 5 257 15 0902 万全区 Wanquan District 22 448 200 248 下花园 Xiahuayuan District 6 972 7 441 桥东区 Qiaodong District 9 283 9 283 涿鹿县 Zhuolu County 50 599 286 781 宣化区 Xuanhua District 10 152 639 963 桥西区 Qiaoxi District 3 598 252 124 崇礼区 Chongli District 72 783 30 522 阳原县 Yangyuan County 18 350 261 650 蔚县 Yu County 35 877 424 123 总人数 Total people 275 157 2 700 275 数据来自《2017年张家口经济年鉴》[21]。
The data come from the 2017 Zhangjiakou Economic Yearbook.
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表 3 张家口市各县(区)生态保护直接成本动态核算结果
Table 3 Dynamic calculation results of direct cost of ecological protection in 12 counties (districts) of Zhangjiakou City
× 104 CNY 县(区)
County (District)年份 Year 合计
Total年成本
Annual cost2011 2012 2013 2014 2015 2016 2018 2019 2020 尚义县 Shangyi 1 528.1 134.1 6 685.4 0.0 0.0 38.7 14 836.0 773.3 722.6 28 400.0 2 840.0 万全区 Wanquan 1 113.0 509.1 8 086.3 0.0 0.0 3 731.2 2 727.5 1 049.8 981.0 21 061.5 2 106.2 怀安县 Huai'an 290.0 904.8 8 125.6 0.0 0.0 1 823.1 2 531.9 1 475.3 1 378.6 19 239.8 1 923.9 桥西区 Qiaoxi 290.0 134.1 2 499.8 0.0 0.0 1 297.3 1 124.1 1 049.8 981.0 8 579.4 857.9 宣化区 Xuanhua 290.0 509.1 2 499.8 0.0 0.0 7 532.2 1 579.7 1 475.3 1 378.6 16 955.9 1 695.6 下花园区 Xiahuayuan 290.0 509.1 4 894.5 0.0 0.0 1 297.3 1 124.1 1 049.8 981.0 11 349.2 1 134.9 涿鹿县 Zhuolu 290.0 76 382.6 8 200.7 0.0 0.0 1 633.2 1 124.1 1 049.8 981.0 90 864.8 9 086.5 怀来县 Huailai 1 200.0 134.1 7 394.3 0.0 0.0 1 297.3 1 124.1 1 049.8 981.0 14 383.9 1 438.4 崇礼区 Chongli 21 076.0 511.0 2 137.8 0.0 0.0 10 394.7 2 775.5 8 006.3 7 481.6 66 250.4 6 625.0 阳原县 Yangyuan 915.0 408.0 0.0 0.0 0.0 1 288.0 1 288.0 1 288.0 1 288.0 7 763.0 776.3 蔚县 Yu County 1 747.0 8 144.0 22 099.0 0.0 0.0 1288.0 1 288.0 1288.0 1 288.0 38 430.0 3 843.0 桥东区 Qiaodong 1 076.0 134.1 0.0 0.0 0.0 1 297.3 1 124.1 1 049.8 981.0 6 865.7 686.5 合计 Total 30 105.1 88 414.1 72 623.1 0.0 0.0 32 918.2 32 647.5 20605.6 19 423.8 330 143.9 33 014.4 数据来自张家口市水利发展“十二五”、“十三五”规划重点项目。
The data comes from the key projects of the "Twelfth Five-Year Plan" and "Thirteenth Five-Year Plan" of Zhangjiakou City.
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表 4 张家口市生态保护总成本汇总
Table 4 Summary of total cost of ecological protection in Zhangjiakou City
× 104 CNY 县(区)
County (District)年均直接成本 Annual direct cost 年均机会成本 Opportunity cost per year 合计
Total尚义县 Sahngyi 2 840.0 17 088.3 19 928.3 万全县 Wanquan 2 106.2 26 521.8 28 627.9 怀安县 Huaian 1 923.9 23 240.1 25 164.1 桥西区 Qiaoxi 857.9 8 123.9 8 981.9 宣化区 Xuanhua 1 695.6 1 604.4 3 300.0 下花园区 Xiahuayuan 1 134.9 7 721.5 8 856.1 涿鹿县 Zhuolu 9 086.5 41 923.7 51 010.1 怀来县 Huailai 1 438.4 37 329.3 38 767.7 崇礼区 Chongli 6 625.0 8 858.1 15 483.1 桥东区 Qiaodong 686.6 2 990.0 3 676.6 阳原县 Yangyuan 776.3 31 602.1 32 378.4 蔚县 Yu County 3 843.0 52 535.5 56 378.5 合计 Total 33 014.4 259 539.1 292 553.5
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期刊类型引用(1)
1. 张瑞琛，林镇江，杨思崟，王海艳. 系数调整法在森林资源生态服务价值评估中的运用. 林业科学. 2022(12): 104-113 . 
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