通过生态补偿协调流域内经济发展与生态保护的关系、缓解上下游利益相关者之间的矛盾是保障流域经济社会可持续发展的关键措施,而流域生态补偿核定的关键在于两点:一是如何模拟并量化水供需服务流动的流向、流量、流速及路径以明确供需双方及其空间关系;二是如何实现栅格尺度-地理单元-行政单元的尺度推演以实现不同行政单元之间生态系统服务的盈余、占用、外溢核算.整合卫星遥感、经济社会统计、水文气象观测等多源异构数据,集成水量平衡、水供需服务流动、生态价值核算等方法,构建了基于水供需流动及其外溢价值核算的流域横向生态补偿标准核定框架,利用D8 流向法解决了水供需服务流动的流向、流量、流速及路径模拟与量化,实现了"栅格尺度-地形单元-行政单元"空间尺度推演的外溢价值核算,形成了流域内横向水生态补偿资金收取与分配方案.以太湖流域为例,在全面分析水资源外溢、占用及其价值的基础上,解析了县域尺度的水供需时空关系、流动路径及属性特征,辅以水质指标进而明确界定了责任方与补偿对象,形成了补偿资金收取与分配方案.结果表明,太湖流域水供需双方界线清晰、服务流近似于自然汇流过程,供给方以流域西部、西南部、中部县域为主,特别是西部至中部的县域,应受偿资金较多,平均各县应受偿资金比例超过 2%/a,应受偿资金最多的嘉善区,比例超过 19.66%/a;需求方聚集于流域中部、东部,特别是黄浦江自然汇流沿岸县域,应收取补偿资金较多,平均各县应收取资金比例超过5%/a,应收取最多的浦东新区,比例超过 15.48%/a;净补偿资金基本呈现西高东低的分布特征,流域的大部分城市核心区的县域净补偿资金为负值.研究的核定框架、量化核算方法、资金统筹方案可应用到其他流域的横向生态补偿机制构建,实现流域内部与流域之间生态保护和经济发展的整体协调.

西南干热河谷是我国重要生态脆弱区和经济发展落后区,流域大型水电开发是干热河谷重要的人类干扰活动,对生态脆弱区的社会-生态系统造成极大影响.社会-生态系统演变的方向和规律具有复杂性和非线性变化,又涉及到生态保护修复、能源安全、经济发展和乡村振兴等国家重大需求,因此,亟待加强流域社会-生态系统演变和驱动机制方面的研究.通过总结当前研究的进展和不足,提出了加强生态系统演变的长期监测和分析、深入研究流域社会经济演变规律和驱动机制、完善流域生态资产价值评估和生态补偿机制、构建流域社会-生态系统耦合理论与方法等对策建议,从而为脆弱生态区未来可持续发展提供科技支撑.

喀斯特区域水循环过程与其他地区存在显著区别,其水供给服务也具有独特的空间分布特征.然而,目前针对喀斯特地区产水量的时空变化研究较少考虑喀斯特生态系统的特殊性,导致产水量的空间模拟结果存在一定偏差.根据喀斯特地貌形态和地下水补径排泄特征提出了一种产水量分割方法,并基于水量平衡原理建立了地表水与地下水分割校正概念模型.选取喀斯特山区典型区域漓江流域为研究区,通过上述方法校正了 InVEST模型产水量模拟结果,从栅格、地貌分区和子流域3个尺度分析了漓江流域2000-2020年产水量校正前与校正后时空分布格局.研究结果表明:(1)漓江流域2000-2020年InVEST模型产水量呈现先减后增再减的趋势,水供给服务空间分布格局为北高南低.产水深度在岩溶区和非岩溶区几乎没有差异,但在岩溶区内部差异明显:裸露型岩溶区产水深度高于覆盖型和埋藏型,峰林平原产水深度高于峰丛洼地.子流域分区平均产水深度排序为漓江上游区＞漓江中游区＞恭城河区＞荔浦河区＞漓江下游区.(2)利用地表与地下水分割校正后,水供给服务空间分布格局为四周高于中部,西北部高于东南部.非岩溶区产水深度明显高于岩溶区,埋藏型岩溶区产水深度高于覆盖型和裸露型,峰林平原产水深度高于峰丛洼地.子流域分区平均产水深度排序为漓江中游区＞漓江上游区＞恭城河区＞荔浦河区＞漓江下游区.(3)相比InVEST模型,考虑地表水与地下水分割校正的漓江流域产水量与实测径流量之间的偏差更小,其时空分布模拟结果更为准确地评估了喀斯特地区可利用水资源量.本研究可为水资源保护政策制订与生态补偿机制建立提供更合理的科学依据和数据基础.

补偿标准是生态补偿项目研究的核心内容.为提高补偿标准的可操作性,以渭河干流甘肃段为研究区,基于流域生态补偿标准范围界定,在考虑耕地向多种林地转化情况下采用InVEST模型和加权法核算流域新增生态服务量,并以新增生态服务价值为补偿上限,农户机会成本为补偿下限,先从国家新一轮退耕还林政策导向视角,探讨15°-25°和25°以上坡耕地退耕还林的差异化补偿标准.再从利益公平分配视角,耦合机会成本投入与生态系统服务产出,探讨生态补偿净收益不同地区的差异化补偿标准.结果表明:①渭河干流甘肃段退耕还林,生态补偿标准范围为146.39-481.98万元km-2 a-1.②重要水源地一级保护区和保留区迎水面15°-25°坡耕地全部退耕还林需补偿金额13.95-33.55亿元.25°以上坡耕地全部退耕还林需要补偿金额12.96-28.35亿元.③各县/区比较,退耕还林净收益麦积区最大,陇西县最小.其生态补偿范围分别为202.23-727.92,96.99-136.53万元km-2 a-1.

全面认识和理解流域尺度生态系统服务供给与需求的耦合机制,是协调流域不同尺度利益相关方水资源开发利用和保护之间矛盾,推进生态大保护和生态文明顶层设计的重要手段.本文重点阐述了生态系统服务供给需求内涵及其尺度关系特征、生态系统服务供给与需求耦合途径、生态系统服务供需耦合机制的主要驱动因素及生态系统服务供需耦合研究方法对生态系统管理的启示三个问题.科技支撑、资金机制和监测平台是维护重点流域水生生态系统的完整性和自然性,改善流域水生态系统服务供给,协调流域水生态系统服务供给与需求空间耦合关系,促进流域内社会经济与生态系统和谐发展的重要支撑.今后,应进一步加强一手数据积累,构建生态生产函数,提高生态系统服务供给和需求预测的科学性和合理性,为制定流域水生态补偿等政策管理措施提供科学依据.

赣江是中国最大淡水湖鄱阳湖水系的第一大河流,为流域内两千多万常住人口提供着重要的生态系统服务.研究赣江生态系统服务价值及其支付意愿可为建立和实施流域生态补偿机制提供决策依据.在随机效用理论框架下采用Tobit模型和实际调查数据,分析了居民对赣江生态系统服务的支付意愿及其影响因素,并运用条件价值评估法测算了赣江生态系统服务价值.可能的亮点在于,第一,将心理距离、心理所有权等微观因素纳入生态系统服务支付意愿模型中,通过测算心理变量对支付意愿影响的偏效应,探讨了提升生态系统服务支付意愿的可行路径;第二,比较分析了河流上、中、下游居民生态系统服务支付意愿的差异,并探讨了支付意愿异质性产生的原因.结果表明:(1)除居民收入和年龄外,对赣江环境治理满意度、支付偏好、对环保部门的信任度、与河流的心理距离、对河流的心理所有权也是影响其支付意愿的主要因素.(2)赣江生态系统服务支付意愿的区域异质性是由上、中、下游居民支付偏好、对环保部门信任度和收入的差异造成的.(3)满意度、信任度、心理距离和心理所有权的平均偏效应分别为7.22、3.84、2.7、1.85元/户.(4)赣江流域WTP预测值的中位数为19.57元/户,其中,南昌、吉安和赣州每户居民每月愿意支付的金额分别为23.24、19.70、16.86元,赣江为流域居民创造的生态系统服务价值为13.60亿元/a,其中,南昌段、吉安段和赣州段的生态系统服务价值分别为4.31亿元/a、3.21亿元/a和4.65亿元/a.最后,基于研究结论提出了相应的政策建议.

跨较大空间范围流域内的城市群因地理区位、自然资源禀赋和社会经济结构等要素相似而使城市群内流域生态补偿机制的设计具有相似性,但不同城市群的流域生态补偿机制设计却因上述要素的不同而存在较大差异.而且,仅研究单个城市生态系统及其协作管理不能从根本上解决区域(包括城市群中流域、流域中城市群)生态环境问题.从城市群视角出发,研究区域协调发展能够提高城市间合作程度和政策制定的协调度,并为流域生态环境治理和生态系统服务供求平衡研究提供了一条新思路.以长江流域为例,研究典型城市群的流域生态补偿机制,对比不同城市群与城市群之间生态补偿机制设计的异同,形成基于城市群的长江流域生态补偿机制设计创新.为创新基于城市群的流域生态补偿长效机制和协调流域城市群生态环境保护体制提供政策建议.

生态资产是自然资源资产的重要组成部分,保护和恢复生态系统的目的就是增加生态资产,增强生态资产提供生态系统服务的能力.青海省生态资产丰富,生态区位重要,各级政府高度重视青海省的生态文明建设,评估青海省生态保护与恢复成效对于合理保护青海省生态资产具有重要意义.通过核算生态资产面积、质量,建立生态资产指数指标,综合评估了青海全省以及重点生态功能区和非重点生态功能区各类生态资产实物量现状和过去15年的变化.青海省生态资产以草地生态资产为主,同时拥有丰富的野生动植物资源.草地生态资产质量分布较为均匀,优良以上级别占草地总面积的32.1％;森林生态资产质量呈两极分化状态,灌丛生态资产质量较差,自然湿地生态资产质量整体较好.十五年间,青海省生态资产面积变化幅度不大,但是自然生态资产质量显著提升,生态资产指数稳步增长.全省自然生态资产面积增加3239.3 km2,其中自然湿地面积增加15.1％.全省优良质量以上自然生态资产面积增加61920.1 km2,增幅高达55.5％;其中,重点生态功能区优良级别以上生态资产面积增加48621.9 km2,非重点生态功能区优良以上生态资产面积增加13298.3 km2.青海省生态资产综合指数从240.37增长到278.22,提高了15.7％.退耕还林还草、湿地生态补偿、三江源自然保护区生态保护和建设工程、青海湖流域生态环境保护与综合治理工程等一系列生态保护与恢复工程对青海省自然生态资产面积增加和质量提升起到积极作用.青海省生态资产变化亦受气候因素影响,气候变化导致自然湿地生态资产面积增加、草地生态资产面积减少同时热量增加在一定程度上促进了森林、灌丛、草地生态资产质量的提升.

十九大报告明确提出,健全河流湖泊休养生息制度,建立多元化的生态补偿机制,而准确核算流域生态服务价值供给的补偿标准是建立科学的流域生态补偿机制的关键要素.对于补偿标准的核算,鲜有学者从公平的视角出发,考虑补偿标准应在生态服务价值供给的基础上剔除本地区的自身消费.首先对流域生态服务供给方的供给行为与流域生态补偿标准的评估依据进行理论探讨,提出流域生态补偿标准应以生态环境价值为依据,对生态保护行为的生态外溢环境价值进行补偿;其次,在理论分析的基础上以渭河流域为例,构建当量因子模型测算渭河上游2006-2015年供给的生态服务价值,并结合水足迹法测算并剔除2006-2015年渭河上游自身消费的生态服务价值;最后,测得渭河上游应获得的补偿标准由2006年的12.82亿元上升至2015年的44.09亿元,总体呈增长趋势,说明上游为保护流域生态环境不断付出努力,不断增加对下游的剩余生态服务价值供给.

流域水资源生态补偿是促进流域生态环境保护、区域经济可持续发展的必要举措.本文以海南中部生态核心区的琼中黎族苗族自治县为例,综合应用遥感、GIS和SWAT水文模型等技术手段,探讨了流域水资源横向生态补偿所涉及的相关问题和解决方法.利用GIS的流域结构分析和空间叠加分析方法分别勾画、确定了琼中下游万泉河流域、昌化江流域和南渡江流域的范围及下游的相关市县,明确了生态补偿实施的主体构成.利用SWAT水文模型计算得出琼中县多年下游输水量为43.73×108 m3·a-1,万泉河流域、南渡江流域、昌化江流域输水量分别占总水量的74％、14％和12％.通过对琼中县施行的植树造林、农村环境综合整治、水源地保护等多项水环境生态保护项目投入的核算以及“两个暂停”政策下的机会成本计算,构建了基于成本核算法的琼中县水资源横向生态补偿总量计算模型,按照先流域、后市县的办法,根据下游输水量和生产用水指标构建了下游市县补偿份额分配模型并计算了下游各市县分担的横向生态补偿量.本研究可为水源地型流域水资源横向补偿的实施提供参考.