论文国家重点生态功能区生态补偿额度测算和仿真一以新疆阿勒泰地区为例，本文是关于生态补偿方面论文写作资料范文跟阿勒泰地区和仿真研究和功能区相关专升本毕业论文范文.
内容提要：本文构建了基于生态系统服务价值的生态补偿标准核算模型,对阿勒泰地区的生态系统服务价值和生态补偿额度进行测算.本文引入系统动力学方法建立仿真模型,以2015年为基准年份,对2015年-2035年阿勒泰地区生态系统服务价值的发展设定基准情景、加强保护情景、理想保护情景和轻度开发情景四种情景,测算了在不同情景下的生态补偿额度,结果显示：阿勒泰地区获得的生态补偿金额与其提供的生态服务相比,差距甚远,新疆地方政府与政府应加大对阿勒泰地区的生态补偿力度,以维护其生态系统的稳定发展.
关键词：生态补偿额度；仿真；系统动力学；情景模拟；阿勒泰地区
中图分类号：F205文献标识码：A文章编号：1007-8576(2018)06-0051-14
DOI：10.16716/j.cnki.65-1030/f.2018.06.006[HJ66x]
一、引言
生态环境是人类社会发展的基础,随着经济社会的快速发展,环境污染、生态破坏问题日益严重.人们迫切需要探索一条绿色、可持续的发展道路.十九大报告提出要加强生态保护力度,建立市场化、多元化的生态补偿机制.生态补偿机制的核心问题是生态补偿标准的制定,国内外对此做了大量研究.
国外对于区域生态补偿标准的研究大多从两个角度进行分析：一是从生态系统服务功能价值的角度测算生态补偿额度.Loomis等（2000）用条件价值法对受损的河流域种生态系统恢复其生态服务的经济价值进行评估.LandellMills等（2002）指出森林环境服务市场主要体现在生物多样性、碳汇、森林水文服务、景观美化、综合服务等5个方面,应当据此对生态系统服务付费；VanBeukering(2004)等运用动态模拟模型对印尼Leuser国家公园2000年到2030年的生态经济价值进行评价；Pagiola（2008）研究了哥斯达黎加的环境服务支付项目,分析其生态补偿项目的补偿主体、补偿措施以及项目的影响（如对森林覆盖率、生物多样性、水、碳汇及穷人的影响）.二是从环境服务提供的机会成本的角度测算生态补偿额度.Pham（2009）等认为,最有效率的确定生态补偿标准的方法应是依据提供服务的实际机会成本；Newton（2012）等则认为生态补偿标准应根据生态服务的机会成本,有选择地使用随人口特征调整的支付结构和随谋生方式调整的支付结构；Kosoy（2007）从三个方面来计算环境服务的机会成本,分别是放弃非农活动的净收益、提供者愿意接受的"公平"和土地出租的期望租金.
国内关于生态补偿标准的测算方法有很多研究成果,大体可以归为两类方法：一类是从生态保护成本的角度计算生态补偿额度,主要包括机会成本法和费用分析法.前者是通过计算生态系统服务提供者为保护生态环境而放弃的经济收入和发展机会来确定生态补偿的标准.后者是以生态保护区为维护和恢复生态环境而付出的费用为基础来确定生态补偿的标准.刘玉龙等（2006）、蔡邦成等（2008）、钟华等（2008）、张自英等（2011）、李芬等（2017）分别对新安江流域、南水北调东线水源地、甘肃渭源县、陕西汉江流域、三江源流域生态建设的直接成本和间接成本进行研究,以此对流域生态补偿标准进行核算；代明等（2013）通过建立生态补偿与机会成本的数量关系模型,对珠江流域佛冈县生态补偿标准进行研究；高辉等（2014）对三江源地区生态补偿标准进行研究,提出生态补偿标准应包含直接成本、机会成本和生态服务受益的社会消费者费用三部分；刘菊等（2015）对生态补偿当中的保护成本进行系统分析,强调要明确生态保护成本的计算时间,并且要根据不同地区自然条件和经济条件差异进行分析.另一类是从生态服务价值的角度进行生态补偿标准的研究,主要包括生态系统服务价值法和条件价值评估法.前者是运用市场价值法、生产成本法等方法计算生态系统服务功能价值,进而确定生态补偿额度.后者通过模拟市场环境,以调查问卷等形式了解被调查者愿意为某项生态服务支付的,以此作为生态补偿的标准；例如,张皓玮等（2015）、曹牧等（2016）分别对江苏省、崇明东滩湿地的生态系统服务价值进行计算,以此作为生态补偿的标准；耿涌等（2009）、邵帅（2013）等以"水足迹"理论为出发点,计算水资源的生态服务功能,以此计算流域生态补偿标准；巩芳等（2011）利用条件价值评估法（CVM）研究内蒙古草原补偿者的支付意愿和受偿者的受偿意愿,运用皮尔逊相关分析法测算出生态补偿的支付意愿和受偿意愿的具体数据,并且对影响支付意愿和受偿意愿的相关因素进行分析；徐大伟等（2012）通过对辽河干流的源头盘锦市进行实地调研,运用条件价值评估法对当地居民的受偿意愿和支付意愿进行分析,进而通过非参数估计法和参数估计法计算出辽河流域生态补偿标准.
综上,国内外学者都较少对区域生态补偿额度做动态分析和趋势预测研究.本文的主要研究特色是以阿勒泰重点生态功能区为例,对以生态系统服务价值方法确定的生态补偿标准进行计算,运用系统仿真和情景模拟方法,对阿勒泰地区生态系统服务价值和生态补偿额度做前瞻性研究,计算在不同情景下维持生态系统发展需要的生态补偿金额,以期为该地区生态补偿标准的制定提供参考.
二、生态补偿标准的测算
（一）测算方法介绍与数据来源
1.测算方法.建立生态补偿机制的难点是确定生态补偿标准,生态系统服务价值是制定生态补偿标准的基础,本部分参考谢高地等关于生态服务价值当量因子的研究成果,谢高地等（2003）参考costanza对全球生态系统服务价值的估算,根据对我国200位生态学家的问卷调查结果,制定出我国陆地生态系统服务价值当量因子表,并且在2015年又对估算生态系统服务价值的方法做出改进,如表1所示：
在对生态补偿标准的衡量中,由于生态系统供给功能的价值可以通过市场价值计算,故本文对这部分不予计算,主要对无法通过市场价值估算的生态系统调节功能、支持功能和文化服务功能的间接使用价值进行计算,包括计算生态系统净化环境、维持养分循环、气候调节、土壤保持、水源涵养和文化娱乐等方面的价值.而生态系统气体调节功能和维持生物多样性功能具有外溢性,外溢的范围为全球,不易进行补偿责任的划分.本文参考王重玲（2014）和谢高地（2015）的研究成果,仅将生态系统服务于当地省份和全国的部分纳入到补偿依据当中,本文对生态系统服务于不同区域范围的界定见表2：
参考谢高地等（2015）关于单位生态系统服务价值当量因子的计算方法,结合阿勒泰地区粮食产量进行地区调整.1当量因子的经济价值量定义为1hm2阿勒泰地区农田自然粮食产量的经济价值,由于阿勒泰地区粮食数据缺失,本文用全国粮食平均替代,这样处理可以更准确地体现出单位面积农田自然粮食产量的经济价值.按照2015年当年计算的阿勒泰地区标准生态系统生态服务价值当量因子经济价值量为16953元/hm2.
目前我国财力资金有限,为了使有限的资金达到公平合理的补偿效果,考虑地方经济发展情况,不同地区的经济发展水平和居民收入对生态补偿标准也会产生影响,本文借鉴李晓赛等（2015）的研究成果,提出生态补偿动态调整系数,引入社会支付能力和支付意愿指标,对生态补偿额度进行经济性调整,建立生态补偿标准的评估模型.具体公式如下：
其中,Xt代表生态补偿额度,Vij代表第i类生态系统的第j类服务价值,K代表标准当量因子值,也就是1hm2阿勒泰地区农田自然粮食产量的经济价值,f
ij代表第i类生态系统的第j类服务价值当量值,Si代表第i类生态系统面积,qt代表生态系统经济性调整系数,bt代表支付能力系数,rt代表支付意愿系数,且bt等于新疆人均GDP/全国人均GDP,rt等于1/［1+EXP(2.5-1/新疆恩格尔系数)］.
2.数据来源.本文使用的数据包括土壤数据和植被类型数据,全国1：100万土壤类型分布图和植被类型图均来源于中国科学院资源与环境科学数据中心（http://www.resdc.cn）.其他数据来源主要包括《中国物价年鉴》、《中国统计年鉴》、《全国农产品成本收益资料汇编》、《阿勒泰地区统计年鉴》、《新疆调查年鉴》.
由于森林和草地的结构变化不大,而年度不同种类的森林和草地面积数据极少,2015年针叶林和阔叶林等面积数据根据植被面积比例乘以森林总面积近似求出,草原、草甸和灌草丛面积数据根据植被面积比例乘以草地总面积近似求出.
（二）生态系统服务价值计算
K代表标准当量因子,Vij代表生态系统服务价值,Si代表不同类型生态系统面积,Aij代表生态系统当量值.其中,i从1~3,分别代表森林、草地和湿地,j从1~6,分别代表六类生态系统服务价值：维持养分循环价值、土壤保持价值、气候调节价值、水文调节价值、净化环境价值和文化娱乐价值.则生态系统服务价值总值公式为：
其中,i等于1代表针叶林,i等于2代表阔叶林.
森林生态系统服务价值汇总如表3所示：
从表3可以看出,阿勒泰地区森林生态系统中针叶林产生的服务价值普遍高于阔叶林,而且森林系统气候调节的价值又高于其他类型生态系统服务的价值.
2.草地生态系统服务价值计算.计算公式为：
其中,m等于1代表草原,m等于2代表灌草丛,m等于3代表草甸.
草地生态系统服务价值汇总结果如表4所示：
从表4中可以看出,阿勒泰地区草地生态系统中,草甸产生的服务价值普遍高于草原和灌草丛,而且草地系统气候调节的价值和水文调节的价值普遍高于其他类型生态系统服务的价值.
3.湿地生态系统服务价值计算.计算公式为：
湿地生态系统服务价值汇总结果如表5所示：
从表5可以看出,阿勒泰地区湿地生态系统中,水文调节的价值要远高于其他各类生态系统服务的价值.
（三）结果与分析
根据2015年阿勒泰地区森林、草地和湿地生态系统面积数据,对各类生态系统服务价值进行汇总比较,结果如表6所示.
从表6可以看出,在森林、草地和湿地生态系统中,草地的生态系统服务价值量最高,湿地生态系统服务价值量最低.阿勒泰地区森林、草地和湿地为新疆创造的间接生态系统服务价值（不计直接供给价值和服务于全球的生物多样性等价值）约为137.3亿元,占阿勒泰地区2015年GDP的59.23%,说明阿勒泰地区每年提供大量生态服务价值,对于生态安全具有重要意义.
依据2015年的相关数据,由公式（1）、（2）和（3）计算出的阿勒泰地区生态补偿额度为59.96亿元,约为当年阿勒泰地区GDP的25.87%（2015年阿勒泰地区GDP为231.81亿元）.
三、阿勒泰地区生态系统服务价值与补偿额度的情景模拟
（一）系统动力学模型构建
系统动力学（SystemDynamics）由美国MIT的J.W.Forrester教授于1958年创立,运用计算机模拟对复杂系统的发展变化进行运算,通过反复实施现实性实验,从而从复杂系统的运行中寻找规律.它是从系统整体的角度,把研究问题流态化,从而对复杂系统进行描述,是在反馈控制理论的基础上,运用数字计算仿真技术,对复杂社会经济系统进行研究的方法.近年来,系统动力学在诸如生态经济、城市发展、经济规划、能源规划、工程系统、企业管理、生物、医学等很多领域都有广泛的应用.[ZW(B,7；X]赵桂平.森林资源结构调整的动态分析及预测研究［D］.南京：中南林业科技大学,2009.[ZW)]
1.系统存量流量图.本文运用Vensim软件实现系统仿真模型的构建,草地、森林和湿地等生态系统受人类活动以及自然因素的影响,面积会增加或减少,将草地、森林和湿地分别作为一个子系统,其生态系统面积受多种因素的影响,为简化模型需要,直接以生态系统面积增长率体现综合效果,即净增长情况.本文草地子系统面积增长率是指面积净增长率.第一年草地面积为X,草地面积增长率为a,第n年草地面积为Yn等于X（1+a）n-1.森林子系统和湿地子系统也具有类似的变量关系.运用系统动力学Vensim软件绘出各类生态系统面积存量流量图,阿勒泰地区草地、森林和湿地面积存量流量图分别如图2,图3和图4所示.
构建阿勒泰地区生态系统的系统动力学(SD)模型如图5所示：
2.主要变量及方程.本文SD模型共包括3个状态变量,3个速率变量,68个辅助变量和47个常量.具体变量名称如表7所示：
本文SD模型的状态方程有三个,分别是：
S林等于INTEG（S林增量,S林初值）；S草等于INTEG（S草增量,S草初值）；S湿等于INTEG（S湿增量,S湿初值）
其中,S林增量代表森林面积年增加量,S林初值代表森林面积仿真基年初始值；S草增量代表草地面积年增加量,S草初值代表草地面积仿真基年初始值.S湿增量代表湿地面积年增加量,S湿初值代表湿地面积仿真基年初始值（本文以2015年为初始基年）.INTEG为求积分函数,具体用法可参照Vensim软件使用说明.此外,森林、草地和湿地的各项生态系统服务价值计算公式已在本文第二部分生态补偿标准的测算中列出.
（二）情景设定概述
生态系统会受自然和人为因素的影响,其状态处于不断变化中.草地、森林和湿地生态系统功能价值动态变化的评价结果主要受以下几个方面的影响：第一,对某一特定区域而言,在各类生态系统结构变化不大的情况下,各类生态系统服务功能主要是由其面积的多少决定.当各类生态系统面积相对稳定或变化不大时,各项服务功能主要取决于生态系统结构.按照植被类型不同,阿勒泰地区草地分为草甸、灌草丛和草原,森林分为针叶林和阔叶林.其各项生态服务功能的大小,主导服务功能的因素各不相同.第二,生态系统的服务功能不仅与生态系统自身密切相关,还受到人类的保护与开发模式以及保护的力度和开发的程度影响.随着时间的推移,不同保护开发模式下阿勒泰地区各类生态系统服务功能及其价值将呈现不同的变化趋势.
本仿真模型以2015年为仿真模型的基年,对2015年-2035年阿勒泰地区生态系统服务功能及其价值变化趋势进行仿真模拟,仿真步长为一年,假设20年仿真时间内,森林、草地的结构类型相对平稳,进而依据生态系统服务功能价值的数据测算生态补偿额度的变化趋势.具体采用以下四种假设方案：
1.基准情景.根据《阿勒泰地区--国家主体功能区建设试点示范方案》（以下简称"方案"）,假设2015年-2035年,森林年均增长1.15%,草地年均增长2.91%,但是"方案"中对湿地的总面积规划无明显变化,本文的情景假设参考"方案"中对湿地的面积变化率的设定,即假设2015年-2035年的湿地面积变化率为0.
2.加强保护情景.假设2015年-2035年森林、草地等面积变化率在"方案"基础上,增加10%.
3.理想保护情景.假设2015年-2035年森林、草地等面积变化率在"方案"基础上,增加20%.
4.轻度开发情景.假设2015年-2035年森林、草地等面积变化率在"方案"基础上,降低10%.
（三）仿真模型的参数设定
考虑到中国经济增长进入新常态,GDP增长率呈现下降趋势,根据2013年-2016年以来的年均增长率推算2017年-2035年的新疆人均GDP和全国人均GDP增长情况,更加符合中国经济的阶段性发展特点.具体参数设置如表8所示.]
（四）系统动态仿真结果与分析
1.基准情景下的仿真预测分析.运用Vensim软件进行仿真模拟,在基准情景下（依据"方案"的发展速度）,阿勒泰地区草地生态系统服务价值在2025年和2035年分别为117.3亿元和156.3亿元,较2015年分别增长33.17%和77.45%.阿勒泰地区森林生态系统服务价值在2025年和2035年分别为41.17亿元和46.16亿元,较2015年增长12.12%和25.71%.生态系统总价值在2025年和2035年分别达到171亿元和215亿元,比2015年分别增长24.54%和56.59%.
阿勒泰地区生态系统服务功能价值量仿真结果见表9.
2.加强保护情景下的仿真预测分析.在加强保护情景下,阿勒泰地区草地生态系统服务价值在2025年和2035年分别为120.7亿元和165.4亿元,较2015年分别增长37.03%和87.8%.阿勒泰地区森林生态系统服务价值2025年、2035年分别是41.66亿元和47.26亿元,较2015年增长13.45%和28.69%.生态系统总价值2025年、2035年分别达到174.8亿元和225.4亿元,比2015年分别增长27.31%和63.98%.
加强保护情景下,阿勒泰地区生态系统服务功能价值量仿真结果见表10.
3.理想保护情景下的仿真预测分析.在理想保护情景下,阿勒泰地区草地生态系统服务价值在2025年和2035年分别为124.1亿元和174.9亿元,较2015年分别增长40.89%和98.57%.阿勒泰地区森林生态系统服务价值2025年、2035年分别是42.11亿元和48.3亿元,较2015年增长14.68%和31.54%.生态系统总价值2025年、2035年分别达到178.7亿元和235.7亿元,比2015年分别增长30.15%和71.67%.
理想保护情景下阿勒泰地区生态系统服务功能价值量仿真结果见表11.]
4.轻度开发情景下的仿真预测分析.在轻度开发情景下,阿勒泰地区草地生态系统服务价值在2025年和2035年分别为114.1亿元和147.7亿元,较2015年分别增长29.54%和67.69%.阿勒泰地区森林生态系统服务价值2025年、2035年分别是40.72亿元和45.16亿元,较2015年增长10.89%和22.98%.生态系统总价值2025年、2035年分别达到167.3亿元和205.4亿元,比2015年分别增长21.85%和49.60%.
轻度开发情景下,阿勒泰地区生态系统服务功能价值量仿真结果见表12.
四、结论与建议
使用Vensim软件建立的仿真模型得出的阿勒泰地区无法通过货币衡量的间接生态系统服务价值和生态补偿客度,在四种情景模拟下呈现不同的发展情况,在基准情景下,阿勒泰地区生态补偿额度2015年应为59.96亿元,2025年应增加到79.05亿元,应比2015年提高19.28%,2035年增加到98.01亿元,应比2015年提高43.58%.
加强保护情景下,阿勒泰地区生态保护的条件要优于基准情景下,需要多于基准情景下的生态补偿资金来支持此发展情景下的生态环境建设.2025年生态补偿额度应增加到83.24亿元,应比2015年提高21.95%,2035年生态补偿额度应增加到102.6亿元,应比2015年提高50.31%.
理想保护情景下,由于草地、森林等面积增长率高于加强保护情景,对阿勒泰地区生态环境的保护程度也优于加强保护情景,需要更多的补偿资金来支持该情景下的生态建设.2025年生态补偿额度应增加到85.1亿元,应比2015年提高24.67%,2035年生态补偿额度应增加到107.9亿元,应比2015年提高57.49%.
轻度开发情景下,草地和森林的面积增长率低于基准情景下的增长率,阿勒泰地区生态环境的保护标准也相对较低,生态系统服务价值的增速会受到一定的影响,生态补偿额度也会受到影响.2025年生态补偿额度增加到79.65亿元,应比2015年提高16.69%,2035年生态补偿额度增加到93.65亿元,应比2015年提高37.2%.
使用Vensim软件建立的仿真模型,得出的阿勒泰地区无法通过货币交易衡量的间接生态系统服务价值在四种情景模拟下的曲线对比图（见图6~图8）,图中1-代表基准情景下,2-代表加强保护基准下,3-代表理想保护情景下,4-代表轻度开发情景下,比较四种情景下阿勒泰地区的生态系统价值和生态补偿额度的发展趋势,草地、森林和生态系统总价值变化趋势分别如下图6、图7和图8所示.
使用Vensim软件建立的仿真模型得出的生态补偿额度在四种不同情景下的发展趋势如表13和图9所示.
根据2015年的生态系统服务价值计算出的生态补偿额度应为当年阿勒泰地区GDP的29.45%,达到59.96亿元,若按照森林、草地和湿地提供的生态系统服务价值比例进行分配,森林生态系统应获得补偿资金为16.04亿元,平均每平方公里补偿10.3万元,草地生态系统应获得补偿资金为38.47亿元,平均每平方公里补偿4.57万元,湿地生态系统应获得补偿资金为5.45亿元,平均每平方公里补偿28.61万元.而实际上,根据统计数据,阿勒泰地区2011年至2013年的全地区各县得到的补偿资金仅有7.23亿元[ZW(B,7；C]数据来源：阿勒泰地区行署网站.[ZW)],与生态系统提供的服务价值水平相差甚大,新疆地方政府及政府应加大对阿勒泰地区重点生态功能区的补偿力度,加速阿勒泰地区的生态补偿机制建设,以确保生态资源的良性发展.并且要使生态系统的发展符合"方案"要求,生态补偿额度至少要以每年增长2.47%的速率增长.
本文在生态补偿理论基础上,运用系统动力学方法对阿勒泰地区生态系统服务价值和生态补偿额度的未来发展情况进行模拟仿真,有助于研究该地区生态保护可持续发展.系统动力学的方法和传统的统计学方法相比,增加了对系统变量之间的非线性关系的因素进行研究,增加了模拟的真实程度,使模型和研究的问题有更好的一致性.
然而从仿真结果来看,论文要完成的预期结果基本实现,但是这一研究还有待进一步完善,主要是一些参数的设置略有主观性,生态系统的发展和运行是一个动态过程,应当根据现实情况与政策变化情况不断调整模型的变量系数,才能使模型实现持久有效性.
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2、 秦巴国家重点生态功能区居民环保意识现状与解决 【摘要】近年来,我国仍存在着推进城镇化进程与实施生态环境保护政策之间的矛盾 人们在追求高质量生活的同时,更加关注居住地生态环境的优劣 秦巴山区作为国家重点生态功能区之一,该地区的环境保护问题对国家生态.
3、 京津冀协同治理下生态补偿法律问题 摘要京津冀协同发展已经上升到国家战略层面,京津冀区域的生态环境状况也备受关注 长久以来河北为京津两地提供大量资源,在经济发展中做出了巨大的牺牲,如今河北省面临生态环境恶化、经济发展滞后、资源短缺……多.
4、 新源县限制开发区草原生态补偿的相关问题 王萍（新疆维吾尔自治区党校法学教研部新疆乌鲁木齐830002）内容提要为了深入贯彻落实国家草原生态保护补助奖励机制政策,切实落实草原资源开发可持续和生态环境可持续,维护新源县草原生态安全,促进畜牧业可.
5、 发挥农业水利工程正向影响作用构建生态补偿机制 在当前农业发展的过程中,农田水利工程是重要的基础条件,也是影响其整体发展的重要因素 除此之外,农田水利工程由于其自身的独特属性,对所处地区实际环境影响和制约也是非常直接的 促进农田水利工程对生态环境的.
6、 农业生态补偿政策的国际经验与其对中国 摘要中国农业生产与生态环境保护之间的矛盾日益突出,亟需建立一套行之有效的农业生态补偿政策体系,来激励农业生态服务供给、降低农业生产对生态环境的负外部性 国际上针对农业生态补偿进行了大量有益实践,值得中.