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2025 , Vol. 40 >Issue 3: 786 - 796

DOI: https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20250313

Regular Articles

Horizontal ecological compensation for ecosystem services in Chishui River Basin

  • SUN Yan-zhi , 1, 2 ,
  • TANG Ze 1, 2 ,
  • WANG Zhi-kai 2 ,
  • MA Guo-xia , 1, 2
Expand
  • 1. Center for Eco-Environmental Accounting, Chinese Academy of Environmental Planning, Beijing 100043, China
  • 2. Chinese Academy of Environmental Planning, Beijing 100043, China

Received date: 2024-06-14

  Revised date: 2024-11-05

  Online published: 2025-02-21

Fold

Abstract

Horizontal ecological compensation serves as a pivotal safeguard for ensuring equitable access to survival, environmental, and developmental rights across diverse regions. It is also a crucial approach for fostering inter-regional harmony, balance, and sustainable progress. This study zeroed in on the Chishui River Basin, aiming to scientifically quantify the ecological compensation amount based on the ecosystem services' value. We further established a horizontal ecological compensation mechanism that encompassed the government, enterprises, and other stakeholders through the identification of both compensated and paying regions. The key findings were: (1) The upstream and western bank areas of the Chishui River Basin constitute the compensated regions, covering 54.8% of the basin's total area. Conversely, the downstream and eastern bank regions, being beneficiaries of ecological protection, represent the paying regions, accounting for 21.3% of the total area. (2) The theoretical compensation amount for the Chishui River Basin in 2021 stood at 7.72 billion yuan. Renhuai city, Huichuan district, Qixingguan district and Bozhou district bored respectively 58.1%, 19.4%, 17.7% and 4.8% of the compensation amount according to the proportion of water consumption. (3) Under the government's guidance, a water fund model tailored to the Chishui River Basin, integrating government and enterprise compensation, had been formulated. This model fostered a collaborative mechanism among multiple stakeholders, promoting the coordinated and equitable development of the watershed through incentives for ecological protection, the development of eco-industries, and the provision of ecological institutions.

Key words： value of ecosystem services; ecological compensation; reimbursed area and payment area; water fund; Chishui River Basin

Cite this article

SUN Yan-zhi , TANG Ze , WANG Zhi-kai , MA Guo-xia . Horizontal ecological compensation for ecosystem services in Chishui River Basin[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2025 , 40(3) : 786 -796 . DOI: 10.31497/zrzyxb.20250313

生态补偿是一种对具有外部性或公共物品属性的生态系统服务提供者的激励机制[1]。中国先后发布了《关于健全生态保护补偿机制的意见》《关于深化生态保护补偿制度改革的意见》《生态保护补偿条例》，推动生态补偿政策有力实施。因流域具有生态系统的整体性、水资源的流动性、生态资源要素的综合性以及流经区域社会经济的空间异质性[2]，使得流域横向补偿是生态补偿制度推进的难点和重点。目前，流域生态补偿研究主要聚焦两个方面：一是理论研究，围绕理论基础、概念内涵、补偿标准、补偿方式等理论方法开展研究[3,4]；二是实证分析，通过总结新安江等典型流域生态补偿制度建设现状，从生态补偿科学问题的把握、政策机制建设的框架、法律调控的方式、生态补偿方案的设计等角度对流域生态补偿关键问题进行剖析[5⇓-7]。2000年以来，中国已有31个省（自治区、直辖市）开展省内流域生态补偿，18个省份、13个流域（河段）探索开展了跨省流域上下游横向生态补偿。
构建具有针对性且合理的生态补偿标准和分摊方案是流域生态补偿的难点。目前，生态补偿标准的测算方法主要包括市场价值法、成本费用法、机会成本法等市场交易方法，以及支付意愿法和生态系统服务价值核算法[8,9]。近年来，越来越多学者倾向于对生态系统服务价值法的应用，但相关研究将生态系统服务价值直接作为生态补偿额度的量化依据，或将所有生态系统服务类型均纳入补偿范围，夸大了补偿数额；同时也会忽略流域生态系统服务的自然属性，其并不受行政边界的束缚，各地区之间生态系统服务相互联系，生态补偿供需双方界限难界定，导致补偿方补偿意愿低，由此制定的补偿政策也将难以实施。因此，如何科学合理地进行流域生态补偿标准核算与分摊策略制定，对生态补偿机制的实施具有重要意义。
赤水河是长江重要水源补给河流、珍稀特有鱼类国家级自然保护区，同时也是中国最著名的“美酒河”，流域内以茅台为首的十余种名酒占中国名酒的60%。赤水河流域上游地区为保证下游酿酒企业和工业制造企业的用水需求和水质要求，资源开发与经济发展受较大限制，经济发展水平相对落后，成为中国流域横向生态补偿的重点区域。2018年云南省、贵州省、四川省三省政府建立了长江流域首个跨多省横向生态补偿机制，三省连续三年每年按1∶5∶4的比例共同出资2亿元，以3∶4∶3的比例分配，实施了赤水河流域生态环境综合整治，推动流域水质逐渐好转，但赤水河流域生态补偿机制尚存在诸多不足：（1）生态补偿主体单一。2021年流域生态补偿资金共约28亿元，其中，中央财政是补偿资金主要的来源，占比约达70%[10]，市场化、多元化生态补偿仍处于破题阶段。（2）补偿资金规模有限、标准低。生态补偿以上下游地方政府间确定的省界交接断面水质为补偿依据，未能充分考虑上游地区的生态保护成本、发展机会成本、生态福祉等多种因素[11]，补偿资金不足。（3）生态补偿范围与对象覆盖不全。现有的补偿主要用于水环境整治和污水处理设施建设，对农户、发展受限企业、渔民等关注不足[12]，且横向补偿主要关注了上下游之间的差异，未考虑流域东西两岸经济发展的差异性。
为此，本文以赤水河流域为对象，选择具有空间流动性且给其他地区带来生态福祉的生态系统服务作为横向补偿依据，考虑区域经济发展的差异性和可支配能力，引入生态补偿需求强度系数和生态系统服务折算系数，计算赤水河流域理论的生态补偿额，确定赤水河流域生态补偿主体与分摊方案，研究水基金运行模式，形成赤水河流域横向生态补偿策略，为完善赤水河流域生态补偿机制提供技术支撑。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区概况

赤水河是长江一级支流，地处云贵川三省接壤地带，从上游至下游流经三省共14县（市、区）（图1）。赤水河流域上游、下游的东、西岸社会经济发展区域差异较大，上游镇雄县、威信县处于乌蒙连片特困区的腹地，经济发展水平相对落后，2021年人均GDP分别为1.6万元、2.2万元，远低于全国平均水平；下游的仁怀市、习水县、古蔺县是赤水河流域酱香型白酒产区主要集中分布区，2021—2022年白酒产值分别为897亿元、185亿元、195亿元，2021年仁怀市人均GDP达23.9万元，是上游地区的10倍左右。赤水河流域下游东岸区依赖优质生态环境，白酒产业、生态旅游发展较快，2021年东岸地区人均GDP为6.5万元，是西岸的1.9倍（图2），下游东、西两岸经济发展存在一定差距。
图1 研究区域

Fig. 1 Location of the study area (Chishui River Basin)

图2 赤水河流域社会经济发展现状

Fig. 2 Current status of socio-economic development in Chishui River Basin

1.2 研究方法

1.2.1 理论生态补偿额测算

流域生态补偿标准的制定不仅要考虑流域生态系统提供的服务功能价值及其空间溢出效应，也要考虑地区补偿主客体的接受能力[13,14]，在综合考虑区域生态系统服务价值和经济发展水平的基础上，不少学者[15]提出生态补偿优先级指数、补偿需求强度的概念，将其作为补偿额度调整的系数，两者将生态系统非市场服务价值与GDP的比值进行函数转换，使生态补偿额处于合理范围。本文基于已有研究方法，引入区域生态补偿需求强度和生态系统服务价值折算系数进行理论生态补偿额测算。
V = k × V e c o × T
式中： V表示研究区理论生态补偿总量（元）；k表示生态系统服务价值折算系数（%），参考与研究区相近地区的研究[16]，取值为15%； V e c o为研究区生态系统服务价值（元）； T表示研究区生态补偿需求强度。
（1）生态系统服务价值 V e c o
生态补偿是对具有公共物品属性或外部性的生态系统服务进行补偿，赤水河流域既是水源涵养区，也是水土流失及土地石漠化地区，为此，本文从水生态系统服务供给角度出发，选择水源涵养、水质净化、土壤保持、洪水调蓄四个与水环境相关、具有流动性且给其他地区带来惠益的公共性生态系统服务指标作为赤水河流域生态补偿依据。
V e c o = V w r + V f s + V s k + V w a
式中： V w r为水源涵养价值（元）； V f s为洪水调蓄价值（元）； V s k为土壤保持价值（元）； V w a为水质净化价值（元）。
① 水源涵养
采用降水储量法进行生态系统的水源涵养价值核算[17]。
V w r = A × J 0 × K × R 0 - R g × 10 3 × P w r
式中： A为研究区生态系统面积（km2）； J 0为多年均降雨总量（mm）； K为产流降雨量占降雨总量的比例（%）； R 0为产流降雨条件下裸地降雨径流率（%）； R g为产流降雨条件下草地降雨径流率（%）； P w r是水库建设单位库容的工程成本（元/m3）。
② 洪水调蓄
选用湖泊洪水调蓄能力、水库防洪库容和沼泽洪水期滞水量进行流域洪水调蓄量计算，根据国家发展和改革委员会、国家统计局印发的《生态产品总值核算规范（试行）》，采用替代成本法，即以水库建设成本进行洪水调蓄价值Vfs核算。
V f s = 3.19 × e 4.904 × A x 0.937 × 10 4 + 0.35 C t + l × S × 10 6 × P w r
式中：Ax为湖泊面积（km2）； C t为核算区域水库的总库容（m3）；l为沼泽地表滞水高度（m）；S为沼泽湿地面积（km2）。
③ 土壤保持
采用RUSLE模型进行赤水河流域土壤保持功能价值评估[18]。
V s k = R U S L E / ρ × β × P s c + ∑ i R U S L E × γ i × P i
R U S L E = R × K × L S × 1 - C × P
式中：R为降雨侵蚀力因子（MJ·mm·hm-2·h-1·a-1）；K为土壤可蚀性因子 [t·h/(MJ·mm·a)]；LS为坡长坡度因子，无量纲；C为植被覆盖因子，无量纲；P为水土保持措施因子，无量纲，本文取值为1.00；ρ为土壤容重（t/m3）；β为淤积系数，无量纲； P s c为清淤成本（元/m3）； γ i为i元素（氮、磷、钾元素）含量，无量纲； P i为i元素化肥折纯价格（元/t）。
④ 水质净化
依据《生态产品总值核算规范（试行）》，采用水体污染净化量（COD、氨氮）作为核算指标，结合赤水河流域水环境功能区特征，以水环境质量Ⅲ类为环境容量，进行流域水质净化价值Vwa核算。
V w a = ∑ i 2 M w a i × S R × 10 - 6 × P w a i
式中： M w a i为第i类水污染物的Ⅲ类水质标准（mg/L）； S R为流域径流量（m3）； P w a i为治理第i类水体污染物的成本（元/t）；i为污染物类别，无量纲。
（2）生态补偿需求强度Tx与生态补偿优先级ECPSx
为明确赤水河流域不同地区的生态补偿供需关系，采用生态补偿优先级指数来确定生态补偿受偿区与支付区。生态补偿优先级指数是度量两个变量之间超前或滞后发展的有效方法，广泛应用于文化资源与旅游经济的对比、生态系统现状与经济综合发展水平的对比等研究中[19]，可以判断不同地区受偿的重要性和主次关系[20]，因此本文用来识别生态补偿的优先区域。
T x = 2 × a r c t a n E C P S x / π
E C P S x = V e c o x G D P x
式中： T x为生态补偿需求强度。 E C P S x为第x个县（市、区）生态补偿优先级指数，表示不同区域对生态补偿资金所需要的迫切程度以及补偿的优先次序，ECPS越大，表示获得生态补偿的迫切程度越高，为避免地区因追求发展而牺牲生态环境的风险，在支付能力有限情况下，应优先考虑对生态补偿需求更迫切地区投入补偿资金，作为生态补偿的受偿区；ECPS越低，表明该地区相对超前发展了经济，需反哺生态保护，是生态补偿的支付区。 G D P x为第x个县（市、区）的国民经济生产总值（元）。根据生态系统服务流原理[21,22]，生态系统服务流主要受供给量和需求度两个因素影响，地区经济决定需求度大小，生态系统服务高值区的供给满足当地需求后，会按特定方向流向生态系统服务需求区，流动方向受供需差异、空间距离等因素的影响。因此，本文以流动的生态系统服务价值量和地区生产总值作为供给和需求的表征指标，构建了生态补偿需求强度。

1.2.2 生态补偿资金空间分配计算

大量研究将用水量、水质等作为流域生态补偿资金支付分配的主要依据[6,13]。王健等[23]在研究中根据流域内县域水需求量与需求总量的比例，确定了各县域需要支出的生态补偿资金量；杨开忠等[24]指出应根据水资源利用量配置变化，动态调整上下游间生态补偿决策方式和环保投入分担比例。参考已有研究成果，从水生态系统服务需求看，赤水河流域支付区高水平的经济发展得益于丰富优质的水资源，考虑到各地区干支流地表水水质基本上保持在III类以上，因此本文重点以支付区用水量比例作为对受偿区补偿资金的分担比例。
C y = V x × r w y
式中： C y为支付区第y个县（市、区）应提供给第x个县（市、区）的生态补偿资金额（元）； r w y为支付区第y个县（市、区）的用水量比例（%）。

1.3 数据来源

（1）遥感产品数据：土地利用数据来自中国科学院资源科学数据中心（https://www.resdc.cn）250 m分辨率全国土地利用数据集；土壤属性数据来自中国科学院资源科学数据中心（https://www.resdc.cn）全国矢量数据集；NDVI数据采用MOD13Q1 V061数据集，利用最大值合成法合成年度NDVI数据；NPP数据采用MOD16A3GF V061数据集。（2）气象数据：流域及周边国家气象站点日降水、气温、风速等数据，运用Anusplin插值软件使用薄板平滑样条函数插值得到250 m分辨率气象数据集。（3）水文水资源数据：水量、水质等指标数据来源于水资源公报、水环境质量公报。（4）社会经济数据：人口、GDP等数据来自流域各县（市、区）的统计年鉴、社会经济发展统计公报。

2 结果分析

2.1 生态补偿受偿区与支付区划分

赤水河流域生态补偿优先级指数ECPS呈现西高东低的空间格局（图3），ECPS高值区主要位于赤水河上游和下游西岸地区，桐梓县、叙永县、威信县、古蔺县、赤水市、大方县和镇雄县是流域生态系统服务的主要贡献区域，7个县市的ECPS分别为1.3、1.3、1.3、1.1、1.1、1.1和1，占流域总面积的54.8%，属于生态补偿受偿区，该地区为整个流域提供了良好的生态系统服务，但社会经济发展相对落后，是近期重点生态补偿对象。习水县、金沙县和合江县为ECPS中值区，分别为0.9、0.7和0.6，这些地区喀斯特地貌发育，生态环境脆弱，加之该地区石漠化严重，是潜在的受偿区。下游东岸地区的仁怀市、汇川区、七星关区和播州区为ECPS低值区，分别为0.1、0.2、0.4和0.5，属于生态补偿支付区，该地区是主要的生态系统服务消费区，其用水量占流域用水总量的39%，四个市区的单位面积用水量分别为1584.1 m3/hm2、1182.9 m3/hm2、635.9 m3/hm2和1627.9 m3/hm2，远高于赤水市（469.8 m³/hm2）等地区，是水资源利用高需求区。同时，本文具有流动性的生态系统服务流的载体是水，传递方向依照水流方向，但水流经过仁怀市等水资源高需求与高消耗地区，通过人为干预水流被大量拦截使用，占用了周边下游赤水市等区域的水资源使用权，使得仁怀市与赤水市等地区建立了供需关系，生态系统服务由赤水市等供给区传递到仁怀市等需求区，使需求区受益。该地区以21.3%的面积占比创造了流域65.9%的GDP价值，依托丰富的水资源与优质的生态系统服务大力发展酱香白酒产业，取得较高的经济发展水平，是流域生态系统服务功能的主要受益区，理应率先进行生态补偿金额支付。
图3 生态补偿优先级与用水量分级

Fig. 3 Ecological compensation priority and water consumption classification

2.2 理论生态补偿额空间分配

2021年赤水河流域受偿区理论生态补偿额 V x为77.2亿元，其中，古蔺县、赤水市、叙永县、桐梓县、镇雄县、大方县和威信县的理论补偿额分别为23.9亿元、12.1亿元、11.8亿元、11亿元、8.1亿元、6.2亿元和4.2亿元，占各地GDP的比值在10%~15%之间。这些地区植被茂盛，生态系统服务突出，水源涵养、土壤保持和水质净化服务价值占流域各类服务价值的比例均超过50%，是赤水河流域生态服务的主要提供者，应该首先得到生态补偿金额。仁怀市、汇川区、七星关区和播州区作为赤水河流域下游东岸地区，是上游和下游西岸地区生态系统服务溢出的主要受益区，根据其生态服务消费量支付生态补偿金额，四个地区生态补偿资金支付额 C y的承担比例分别为58.1%、19.4%、17.7%和4.8%，应支付的金额分别为44.9亿元、15亿元、13.7亿元和3.7亿元（图4a）。
图4 生态补偿受益区与主体资金分配矩阵

Fig. 4 Funds distribution matrix of ecological compensation benefit areas and entities

2.3 理论生态补偿额承担主体确定

借鉴中华人民共和国自然资源部发布的长江流域典型生态产品价值实现案例经验，参考湖北省鄂州市生态补偿资金“由鄂州市财政给予70%的补贴，剩余30%由接受生态服务的区向供给区支付”，再结合赤水河流域上下游、东西岸地区财政收入、企业收入及不同主体的分担能力，综合进行赤水河流域生态补偿资金分配。赤水河下游东岸地区政府和企业作为补偿主体，建议按照70%（54.1亿元）和30%（23.1亿元）的比例进行理论补偿额分担（图4b）。在政府层面，仁怀市政府需支付的补偿资金最高，约为31.4亿元，占总金额的40.7%；播州区政府支付最低为2.6亿元，占比3.4%。在企业层面，仁怀市企业支付的补偿资金最高为13.5亿元，占比17.5%，播州区企业支付最低为1.1亿元，占比1.8%。仁怀市酱香型白酒产业是中国具有特色的产业集群之一，酱酒产能占全国酱香型白酒产能的85%，该地区政府和酱香白酒产业是赤水河流域水源地、沿岸水质保护的最大受益主体，应带头为流域的生态保护提供补偿支付。目前，茅台集团自2014年每年出资5000万元，累计出资4亿元作为赤水河流域生态环保专项资金，其他企业多以一次性捐赠的形式出资，缺乏持续性和稳定性，直接向政府捐资存在合法合规性风险，亟需创新市场化、可持续的补偿机制，进一步发挥企业在赤水河流域生态补偿中的积极作用。

2.4 生态补偿运行模式构建

为实现赤水河流域支付区补偿资金的筹集与受偿区补偿资金的有效使用，利用水基金模式（图5），由赤水河流域省级政府与基金会倡导发起，设立赤水河水基金公共平台，组建基金管理委员会—专家委员会—监察委员会的多层治理结构，通过建立规范的管理机制、科学的评估体系，合理补偿上游、下游西岸地区保护者因生态保护和绿色发展而损失的发展机会以及增加的机会成本，形成以赤水河流域酱香白酒企业为主力，政府机关、社会企业、科研院所、公益组织、社区居民等主体共同参与的市场化、多元化、可持续的流域生态补偿机制，从单纯的“输血式”补偿向综合的“造血式”补偿转变，解决流域补偿资金不足、内生发展动力不足等问题，提升生态产品供给能力，推动生态产品价值实现，实现利益相关者互利共赢。
图5 水基金运行模式

Fig. 5 Water fund operation mode

赤水河水基金主要以项目形式运行，项目的实施可包括立项、决策和评估三个阶段，通过灵活、多元、高效的投资方式，实现保护流域生态环境、培育发展生态产业、带动就业及提高居民收入等目标。首先，建立科学的筛选标准和评估体系，遴选资金需要资助的保护行为和项目。支持项目可分为生态保护、生态产业、生态制度三大类，其中，生态保护类可包括流域水资源管理、水环境治理、水生态保护、城乡环境基础设施提升，森林、湿地等生态系统保护和可持续管理、农业农村面源污染防治、环境监测及科技支撑等；生态产业类主要包括生态农业、林业碳汇开发经营、秸秆综合利用、林下经济、乡村旅游等生态产品第四产业，产业经营获取的部分收益也可注入水基金，形成良性循环和长效机制；生态制度类包括生态社区、基层治理、农村集体经济组织建设、自然教育、环保培训、环保行为激励等。其次，由专家委员会把关，决策委员会批准，通过目的公益性、技术可行性、预期成效性分析等，确定水基金资助对象和资助项目，实施划款。最后，由监察委员会实施资金使用管理与成效评估，分别从生态、经济、社会等方面开展效益综合评价，并对评估结果实施奖惩机制，形成制度化、规范化、流程化、高效化的运作管理体系。

3 结论与讨论

本文以赤水河流域为对象，以具有空间流动性且给其他地区带来生态福祉的生态系统服务为补偿依据，综合考虑区域的经济发展水平，计算赤水河流域理论的生态补偿额，明确生态补偿范围和责任主体，构建赤水河流域横向生态补偿政策，得出主要结论如下：
（1）赤水河流域地区经济发展参差不齐，上下游以及东西岸社会经济发展区域差异较大，各县区对流域生态保护贡献率不均衡，根据生态补偿优先级指数，赤水河上游与下游的西岸地区是赤水河流域主要的受偿区，下游东岸地区的仁怀市、汇川区、七星关区和播州区作为经济发展的重要区域，是生态补偿的支付区。
（2）2021年赤水河流域横向生态补偿理论额为77.2亿元，其中，古蔺县、赤水市、叙永县、桐梓县、镇雄县、大方县和威信县的受偿额分别为23.9亿元、12.1亿元、 11.8亿元、11亿元、8.1亿元、6.2亿元和4.2亿元，占各地GDP的比值在10%~15%之间。仁怀市、汇川区、七星关区和播州区是补偿资金的提供区域，分别承担58.1%、19.4%、17.7%和4.8%的补偿额度。
（3）构建以茅台为引领，以赤水河流域酱香白酒企业为主力，政府机关、社会企业、科研院所、社会组织、社区居民等主体参与的市场化、多元化、可持续的赤水河水基金架构，从保护、利用、管理等不同角度谋划水基金项目，培育生态产业化和产业生态化的生态经济体系，激发流域内生发展动力，推动赤水河生态补偿方案落地运行，协同推进流域生态环境高水平保护和经济社会高质量发展。
流域作为空间整体性强、地区关联度高的生态系统和经济地域系统，包含的要素复杂多样，在生态补偿区域范围界定、生态补偿标准制定等方面都面临一定挑战。（1）生态系统提供的生态服务是生态补偿制度设计的重要科学基础，但基于生态系统服务流的生态补偿政策制定还处于探索阶段，本文只是参考已有研究，采用生态系统服务折算系数，没有量化计算生态系统服务价值的溢出量和占用量。（2）生态补偿的支付区与受偿区、补偿主体与补偿客体、补偿方式与补偿标准，需要综合权衡地区生存利益与发展利益、经济利益和环境利益、短期利益与长远利益，本文基于生态系统服务的生态补偿策略研究还停留在理论补偿层面，实际的生态补偿机制构建是一个动态博弈过程，还需要进一步结合区域实际情况深入研究。

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