水生态承载力评估引领流域结构减排

来源：科学杂志1915

随着环境管理制度的不断健全，环境管理技术手段的不断进步，系统化、精细化的管理思路逐步明晰。为了达到污染物减排的目标，确保环境质量达标，减排工作主要体现在工程减排、管理减排和结构减排3个层次。工程减排是通过建设工程治理设施，处理污染物，减少污染物排放环境；管理减排是通过加强管理措施，通过标准管理、污染源监督管理等手段加强污染物减排；结构减排是通过改变区域生产结构，减少污染物的排放，确保环境质量达标。在工程减排和管理减排不能满足减排要求的情况下，结构减排就成为解决流域污染物减排的重要方式。结构减排实施过程中常常需要面对的难点是：如何确定结构减排的方向和规模？采用什么样的手段去落实？如何保障结构减排能够顺利实施？为了解决以上问题，可基于水生态承载力评估确定结构减排的目标，保证减排目标科学；采用产业优化和准入制度实现减排工作落地，保证可操作性；利用流域生态补偿政策来保障结构减排的顺利实施，构建减排目标、减排手段、减排保障一体化的模式。

水生态承载力的约束机制

水生态承载力的概念和内涵

水生态承载力是生态承载力的一个重要分支，实质上表征的是水生态系统对人类社会系统的支持和耐受能力，是水资源、水环境、土地利用等支撑要素承载能力的有机结合 [1]。这个概念形象化地将水生态系统视为能够提供一定支撑能力的承载主体，将社会经济系统比作接受支持同时施加压力的承载客体，即水生态承载力就是指水生态系统对社会生产力的承载能力。由于水生态系统和社会经济系统并非单一结构，在应用层面上需要对这种“承载能力”进一步界定 [1]。根据水生态承载力的实质及内涵，水生态承载力可定义为：在复合水生态系统框架下，在满足水生态健康需求或水生态保护目标的前提下，在预定的发展模式条件下，水生态系统能够承载的社会生产力，在特定情景或约束条件下，其大小可以用可承载的人口数量或经济规模来衡量 [2]。

水生态承载力是水资源、水环境、土地利用等要素综合承载能力的有机结合，综合体现了水的资源属性、环境价值和生态功能，更强调水域生态系统健康需求的满足 [3]。从理论上，水生态承载力涉及承载力理论、流域生态学、可持续发展等多个方面；从实践上，水资源供需、水环境纳污、土地利用格局及水域生态系统健康状况是衡量水生态承载力的重要方面，其中，水资源主要反映水量的支撑和制约作用；水环境主要反映水体纳污能力的支持和限制作用；土地利用主要反映土地利用格局的承载和约束作用。与水资源、水环境承载力的主要区别在于，水生态承载力充分考虑了水生态系统自身的健康需求，是反映复合水生态系统客观存在的一项系统状态。

水生态承载力的基本原则是在维持水域生态系统健康的前提下探讨水生态系统对人类社会经济发展的支撑作用。水生态系统的自然属性和生态极限决定了其所能提供的支持能力和承受压力也是有限度的，这是水生态承载力存在阈值的客观依据。同时，社会经济系统的复杂时变特征决定了水生态承载力是一个动态的概念，随着人口、经济、科技、政策等因素的发展演进而不断变化、不断动态调控，在不同的流域、不同的发展阶段，人类社会对水生态系统的需求和干扰随着时间空间呈现出显著的动态性。水生态承载力的研究对象是由人类社会与水生态系统共同构成、相互作用、具有特定功能的一种复合水生态系统，分为社会经济和水生态两层结构，水生态承载力是衡量社会经济与自然资源协调发展的标尺，是进行产业空间布局优化的有效手段。

水生态承载力评估方法

水生态承载力评估是进行社会产业调控的基本依据，其表征方式可以与货车载货能力的衡量方式类比。水生态系统如同货车，社会经济系统如同货物，水生态支持力相当于货车额定载重能力，水生态压力相当于货物重量，而社会经济规模则相当于货物价值。

根据以上类比分析，能够承载多大的社会经济规模与水生态承载力的计算结果相关联。当水生态压力P与支持力S相等时（超载与不超载的临界点），此时的社会经济规模即为该发展模式下的水生态承载力。如果P<S，经济不超载，社会正常发展；P>S，经济超载，必须调控适应社会发展，P和S分别指首要压力因子及其对应的支持力因子 [4]。

为了更方便地进行评估，可定义水生态压力与水生态支持力之比为承载度，是用于描述承压作用水平的指标 [5]。承载状况具体是指水生态承载力是否超载及其程度，当承载度大于1时，判定为超载；反之，判定为可承载。承载度的大小可以反映超载或可承载的具体程度。

水生态承载力评估准则和要点

（1）人水和谐发展是水生态承载力评估的基本准则。人是社会、经济活动的主体，水是人类生存和发展的基础性资源，人水和谐就是使人和水的关系达到一个协调、和睦的状态，使一定空间内有限的水生态系统为社会经济的永续发展提供长久的支撑。人类对自身需求的追逐模式在一定程度上决定着复合水生态系统处于何种状态，单纯追求物质需求的发展模式，促使人们过于追逐产品产量和经济增长速度，对水资源、水环境无节制地索取、使用和破坏，必然对水生态系统造成严重的干扰。人水和谐的准则要求在水生态承载力评估过程中须坚持生态性原则，按照生态学原理将人类社会经济系统和水生态系统视为统一的有机整体，充分重视对水生态系统健康状况的评估和水生态系统自身健康需求的满足。

（2）承压作用分析是水生态承载力评估的核心内容。根据水生态承载力的概念和内涵，水生态承载力本质上反映的是社会经济系统与水生态系统的承压关系。因此，通过水生态压力与支持力承压作用分析来判断具体的承载状况是水生态承载力评估的重要环节。由于复合水生态系统的复杂性和综合性，水生态压力和支持力不是物体之间简单的作用力，而且比物理学中常见的作用力更加抽象，不能直接通过物理学中的受力分析进行计算和比较。因此，在水生态承载力评估过程中需要将压力和支持力分解、转化成两两对应的、具有相同意义和相同量纲的一系列简单因子，通过这些简单因子对比分析的结果得出压力和支持力的作用状况。

（3）水生态系统健康需求是水生态承载力评估的约束条件。健康的水生态系统应具有物理、化学和生物完整性并且能够实现自我良性循环。水生态系统健康是人水和谐发展的重要体现，是水生态承载力评估的重要前提，只有健康的水生态系统才能为社会经济发展提供长久的、可持续的支撑。因此满足水生态系统的健康需求是水生态承载力评估过程中需要考虑的重要因素，是计算水生态支持力的约束条件，在很大程度上决定着水生态承载力的计算结果和评估结论。

（4）“诊断—评价—模拟—调控”是水生态承载力评估的系统任务。水生态承载力评估应针对明确的问题、围绕具体的目标，遵循一套科学、客观的方法和程序进行系统的评估。水生态承载力评估过程中应对复合水生态系统进行全面系统的诊断与评价，以问题为导向识别承压关系的薄弱环节，围绕薄弱环节进行计算和判定。此外，水生态承载力评估不能单纯局限于现状评价，还需要基于评价结论科学判断发展方向及确定改进措施，促进发展模式的调节和完善。这就需要对水生态承载力的演化趋势进行系统模拟，据此提出合理的发展模式和调控对策，使得整个评估过程形成“诊断—评价—模拟—调控—完善”的系统化解决路线。水生态承载力评估结果是对承载现状和演变趋势的一种系统性的判断，因而能够为决策提供科学、可靠的参考依据。

产业优化布局和准入的抓手地位

我国当前的流域水生态问题，归根结底是发展方式问题，不合理的产业布局是流域水生态问题的主要影响因素之一 [6]。近年来，流域水生态问题无论在类型、规模、结构还是性质上都发生了深刻的变化，不仅仅表现为水量不足、水质下降，表现更为突出的是整个流域水生态系统功能退化，进而成为制约流域经济社会发展的瓶颈因素。流域产业优化和布局是我国目前引导产业升级，促进区域统筹协调发展，实现经济与环境协调发展的根本途径，更是落实污染物结构减排的重要抓手 [7]。

产业优化和布局的核心是充分考虑地区资源环境差异、地区发展条件差异，尽量发挥区域资源优势，提升资源利用效率，多发展资源利用率高、污染少的产业，实现产业结构的优化升级 [8]。要实现流域产业结构的优化布局，必须全面考虑产业结构、布局与资源环境承载力之间的关系，通过经济效益和环境效益最优方案的比选，在充分评估资源利用效率和生态环境效应的综合效益最大的基础上提出产业结构优化和布局方案，以调节和缓解人与资源环境的矛盾 [9]。

产业准入是一种行政许可制度，从水生态承载力出发，统筹考虑发展规划、宏观政策、法律法规等，制定相应的环境准入标准，确保人类的生产行为对环境不会带来较大影响，仅当获得准入许可之后，人类生产活动才可进行，以此加强对人类生产活动的约束管理，最终达到经济发展和环境保护协调发展。

因此，产业优化布局和准入是落实基于水生态承载力调控的必要措施。

水资源、水环境与产业结构耦合关系识别

受经济规模和技术水平的影响，不同区域、产业经济活动对水资源的利用效率和污染物排放强度会有很大的不同，在特定的发展阶段，资源的利用效率和污染的排放强度与区域发展模式和产业特征具有一定的内在关联。在资源上线和环境下线确定的情况下，只有不断地调整产业结构和布局优化，才能发挥区域优势，保证社会向前发展。因此，准确识别产业结构与资源环境之间的相互影响—制约关系是进行产业结构调整和优化布局的基础。

产业优化布局

（1）产业优化方法。产业结构优化和布局作为社会经济发展的核心在于产业布局模式产生的经济效益与资源环境的支撑相互协调。在实际的研究过程中，可以通过建立指标体系进行环境评价、评估和优化，实现产业结构优化调整的目标 [10]。产业结构优化调整评估指标体系一般包括调控指标、承载力指标和辅助指标三部分，确保评估动态性、系统性和定量性。

（2）产业优化指标及约束条件。在产业优化指标选择方面，压力指标常采用频率较高的单位GDP水耗、三产比重、人均粮食产量、人均生活用水定额、城市化水平、人口密度、人口自然增长率、COD排放强度、工业废水或生活污水排放量等；承载指标一般选取水资源量、水资源利用率、人均可用水资源量、灌溉率等；辅助指标可以选择城市污水集中处理率、工业废水达标率、工业用水重复率等。

（3）产业布局的水生态适宜性评价。应用产业优化评估模型，对区域的产业结构和布局规划方案进行评估，分析不同产业布局模式对资源的利用情况和对环境的影响情况是否满足功能区的要求：一是当所有功能区均满足水生态承载力要求，产业结构和布局对区域资源和环境不产生影响和风险，方案可行；二是当某一功能区不能满足水生态承载力要求，产业结构和布局对该功能区资源和环境产生重大影响和风险，必须进行产业布局的空间调整或优化；三是当所有功能区均满足水生态承载力要求，但某一功能区的局部环境敏感点受到影响，应针对特定产业提出污染预防和控制措施。

环境准入制度建设

（1）环境准入的基本特点。环境准入在本质上就是一种政府规制，是政府为了达到合理利用资源、降低对区域生态环境的负面影响等目的，以区域环境容量和资源承载力为约束条件，依据国家和地方法律法规、相关政策和规划等，对新、改、扩建企业（项目）的建设活动提出的一系列限制、约束和规范条件，以及由此引起的政府为督促新、改、扩建企业（项目）符合这些限制、约束、规范而采取的行动和措施 [11]。在生产实践过程中，不同的产业、行业和企业对自然资源能源利用效率和对区域生态环境的影响存在很大的差异，为了确保区域的资源环境安全，政府常常对不同类型的产业、行业，甚至企业提出一定的环境准入要求，环境准入也被称为产业环境准入。

（2）环境准入的基本分类。产业环境准入是一个多层次、多要素的控制体系，可分为准则层和指标层 [12]。准则层主要包括空间准入、总量准入、时序准入、强度准入等，指标层采取定性约束和定量要求两种方式。空间准入主要体现流域、区域功能区本身对产业发展的要求，多为定性约束；总量准入指标主要是从环境质量出发，要求产业、行业污染排放必须满足总量控制要求；时序准入指标主要考虑产业发展前景，符合国家、地方发展规划等要求，多为定性约束；强度准入指标主要是体现产业的资源和能源利用效率以及污染排放水平。在实际的实施层面，根据环境准入应用尺度的不同，可分为区域、行业、企业3个层次，不同尺度准入的研究内容各有差异。在区域层次，需要重点研究符合区域产业政策、符合各项发展规划、符合环境功能区划、环境容量的约束作用等方面；在行业层次，需要重点考虑行业技术水平、生产能力、资源能源消耗强度、污染物排放强度等；在企业层次，需要落实项目环评、企业遴选、选址等。

（3）产业环境准入框架结构。产业环境准入属于命令控制型规制工具，由政府部门根据区域资源环境约束条件，制定符合区域发展特点的产业环境准入方案，产业环境准入主要包括政策准入、空间准入、总量准入、业态准入和技术准入五方面。政策准入是基本条件，符合国家、地方法律法规、产业政策、环境政策和规划等的产业才可以进入；空间和总量准入是约束条件，保证产业符合生态管控和环境功能区达标；业态准入和技术准入是保障条件，从产业生态链角度去保证准入制度的落地实施。

产业环境准入总体框架

流域生态补偿的保障作用

通过水生态承载力评估实施产业布局优化能够达到流域经济和环境综合效益最大化，但是不可避免会影响到局部区域的经济和环境效益，为了消除因流域总体产业优化产生的区域环境和经济效益上的不平衡，务必建立流域生态补偿机制，以确保产业优化布局和准入措施的落实。原国家环保总局发布的《关于开展生态补偿试点工作的指导意见》（环发[2007]130号）给出了“生态补偿”的定义，即以保护生态环境、促进人与自然和谐为目的，根据生态系统服务价值、生态保护成本、发展机会成本，综合运用行政和市场手段，调整生态环境保护和建设相关各方之间利益关系的环境经济政策。国际上，生态补偿通常被称为“生态系统或环境服务付费”（Payments for Ecosystem/Environmental Services, PES），强调通过经济手段反映生态系统服务价值，国际生态补偿标准和方式更趋灵活多样，对保护生态环境起到了积极的作用 [13]。针对当前国家和地方开展流域生态补偿与污染赔偿的政策需求，我国生态补偿理论也不断丰富，界定了流域生态补偿“正补”与“反补”的责任关系，根据上下游出境断面的水质达标状况、水污染治理成本、发展机会成本和水生态价值，强化流域水质目标考核行政和经济“双重”约束机制，建立水质超标“罚款赔偿”和水质达标“奖励补偿”机制 [14]。近年来，生态补偿作为解决流域生态环境保护问题、协调流域上下游利益冲突的重要手段，逐步也在我国得到广泛的关注、研究和实践，生态补偿机制也渐渐成为落实基于水生态承载力的流域环境准入工作，保障结构减排的保障机制。

生态补偿的要点

一是明确界定补偿责任主体。依据“谁开发、谁保护，谁破坏、谁恢复，谁受益、谁补偿，谁污染、谁付费”的原则，补偿主体是一切水资源和水环境保护受益群体及影响水质水量的群体，客体是流域生态环境保护者和减少流域生态环境破坏者。

二是准确核算补偿标准。一般基于水质水量、生态保护和污染治理成本、发展机会成本、生态系统服务功能等因素核算补偿或赔偿标准，实现流域生态保护的外部成本内部化，计算的依据分为直接投入、间接投入和延伸投入等。

三是落实补偿方式。根据流域的尺度以及经济发展状况确定不同生态补偿方式的适用范围。资金补偿方式适合于各种尺度流域生态补偿机制，一般包括上级政府或同级政府间转移支付政策、财政补贴政策、政府专项资金、与生态补偿相关的税收等；政策补偿在资金贫乏、经济薄弱的流域上游地区尤为重要；产业补偿政策需要在一个流域框架内考虑产业的布局与资源的配置，在省内相对容易实现，在跨省流域操作相对困难；市场补偿应该是中国流域生态补偿方式的发展趋势，可以借鉴国外逐步探索一对一的补偿方式和基于市场的生态标记模式。

四是建立实施机制。实施机制是确保流域生态补偿有效落实的关键，一般从跨界水质考核、污染在线监测、责任仲裁等方面提出流域生态补偿与污染赔偿实施机制安排。

流域生态补偿标准核算方法体系

生态补偿标准确定涉及生态系统服务价值、生态建设与污染治理成本、跨界水质达标情况、污染物排放通量、流域社会经济发展水平等因素 [15]，根据不同流域生态补偿类型研究制定了流域生态补偿标准核算方法。

对于水源地保护经济补偿，其主要特征是水源区提供丰富优质的水资源，流域上游地区提供的生态系统服务价值是生态补偿的重要依据，基于生态系统服务价值计算生态补偿标准，明确“应该补偿多少”。通过计算流域上游为流域水质水量达标所付出的成本来计算“需要补偿多少”，包括直接成本和间接成本两部分。直接成本即流域生态保护与环境治理的成本，包括上游地区为保护流域环境而付出的成本以及下游地区为恢复生态或者净化水质获得清洁水资源的成本。间接成本可以通过发展机会成本来计算，发展机会是指由于流域生态保护的需要，上游不得不关闭或者限制拒批污染较大的企业，从而影响了流域上游地区经济的发展所付出的成本。

跨界水质生态补偿标准主要基于水资源与水环境保护目标来建立补偿标准或者赔偿标准。基于水质水量保护目标的标准核算方法是在掌握流域水量、水质演变情况的基础上，结合流域综合区划，设定水资源开发利用的总量控制标准和跨界断面水量、水质考核标准，分析流域水资源开发利用与保护活动中存在的赔偿关系，最终确定赔偿量。该方法通常以断面水污染物浓度或者以断面水污染物浓度与断面水量为参考因子。采用水污染经济损失模型计算受偿区由于水污染所造成的经济损失，作为补偿基准量。

流域生态补偿实施的几项建议

尽管生态补偿在我国已经得到了快速发展，发挥了显著的作用，但是目前仍然存在很多困难，需要进一步深入研究，建议以科学发展观和生态文明建设理念为指导，以保护流域生态环境、促进流域上下游社会经济协调发展为目标，以落实生态环境保护责任、理清相关各方利益关系为核心，强化生态补偿的责任主体、标准核算、方式选择、效果评估、保障制度等技术环节的落地，根据增益性和治理性补偿理念在重点流域推动跨界水质生态补偿机制，在水源地保护经济补偿中突出流域的生态服务功能，根据维护性补偿理念以流域不同区域的生态功能状况为考核内容进行补偿，构建具有中国特色的流域生态补偿框架。

第一，合理界定流域生态补偿主客体。按照责权一致、权利与责任对等的原则，界定流域内不同主体的责任。从统筹流域内环境保护、公平分享流域生态环境效益、促进流域内协调发展的角度，建立流域利益相关者在生态补偿中的责任基线，流域生态补偿主体包括开发活动中利用资源、造成资源耗损的使用者，造成环境污染和生态功能下降的破坏者以及生态保护的受益者等，是生态补偿提供者；流域生态补偿客体包括开发活动中利用资源、造成资源耗损过程和治理环境污染过程中的直接受害者以及生态建设过程中的生态效益创造者等特定的资源所有者、承担具体补偿任务的单位和个人、生态补偿的监督管理主体，是生态补偿的接受者。

第二，科学核定流域生态补偿标准。从恢复流域生态系统功能和治理不达标水质所付出的投入等方面确定补偿标准。主要有二种计算思路，一是以断面水污染物浓度为参考因子，根据受偿区污染治理成本和赔偿区的取水量计算；二是主要以断面水污染物浓度与断面水量为参考因子计算，即按照流域的污染物通量确定赔偿量。通过核算上游地区为保护流域生态系统服务所付出的直接投入、所丧失的发展机会以及为进一步维护流域生态系统服务的发挥或改善流域水质和水量而新建生态保护或者污染防治工程的延伸投入三方面成本，并考虑成本所带来的流域生态服务效益来确定补偿标准。建议增加梯度累进式补偿系数，生态服务功能状况改善程度越大的地区奖励资金越高，水质污染程度越严重的地区惩罚资金越高，以此提高流域生态补偿利益相关方生态保护与水质改善的意识。

第三，积极探索多元化补偿方式。建立以政府投入为主，全社会支持的多元化生态补偿方式。除最为直接的资金补偿方式以外，探索政府主导、市场共同参与的可持续生态补偿方式。一方面，通过财政转移支付、生态补偿税费制度、政策倾斜、产业扶持等手段充分发挥政府在生态补偿机制建立过程中的引导作用，结合国家相关政策和当地实际情况研究改进公共财政与政策对生态保护的投入机制。在上游生态服务功能重要、外部作用的空间尺度较大、补偿主体分散、上下游利益关系错综复杂等需要政府行政权利保障的流域开展政府补偿。另一方面，借鉴国际成功经验并结合中国国情，研究探索生态补偿基金、水权交易、排污权交易、责任保险、环境标志等市场化手段在生态补偿机制中的运作方式，并研究制订完善调节、规范市场经济主体的政策法规，增强其珍惜环境和资源的压力与动力。

第四，切实加强组织实施。流域水质监测是流域跨界水质生态补偿机制落实的基础。监测断面的布局要确保能分清上下游的水质保护责任，监测机构要得到上下游政府的认可。水质监测指标建议采用环保部印发的《重点流域水污染防治规划（2011—2015年）》中的考核因子，即《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中除水温、粪大肠菌群以外的22项指标。为保证流域跨界水质生态补偿的公正公平和透明度，跨行政区河流断面水质监测状况由相关部门定期向社会公布，引导公众参与，接受公众监督。国家应重点推进重点流域的跨省水质考核断面的自动监测系统建设，相应地，省级环保部门应重点加强省内跨市县断面的水质自动监测系统建设。建立省、市、县政府联席会议制度，完善流域生态补偿管理体系，保障流域生态补偿的有效实施。

第五，科学评估实施效果。建立明确的责任考核、归责与监测机制，跟踪评估流域生态补偿政策的实施效果。

结  论

通过全面阐述水生态承载力的基本概念、评估准则、技术要点，明确基于产业优化布局和准入对流域结构减排的核心地位，介绍产业优化布局和准入的基本路径，流域生态补偿在结构减排中的保障作用和关键环节；建立了以水生态承载力评估为标准依据，以流域产业优化布局和准入为具体措施，以流域生态补偿为保障机制的流域结构减排技术框架，提出“目标核定—实施手段—保障机制”为一体的、系统的流域结构减排实施模式，以支撑流域环境管理工作。