基于投入產出表京津冀虛擬足跡生態(tài)補償機制研究

苑清敏，張 梟，李 健，2

（1.天津理工大學 循環(huán)經濟與企業(yè)可持續(xù)發(fā)展中心，天津 300384；2.天津大學 管理與經濟學部，天津 300072）

0 引言

京津冀地緣相接、地域一體，完全能夠相互融合、協(xié)同發(fā)展。2017年京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略3周年實地探訪中，生態(tài)環(huán)境保護率先突破取得重要進展，積極推進了京津冀協(xié)同發(fā)展。但是相對長三角和珠三角地區(qū)，京津冀區(qū)域發(fā)展不協(xié)調、不平衡的矛盾仍突出存在。生態(tài)環(huán)境問題持續(xù)嚴重，特別表現(xiàn)為大氣、水資源和耕地減少三個方面。2017年2月印發(fā)《關于劃定并嚴守生態(tài)保護紅線的若干意見》和《全國國土規(guī)劃綱要（2016—2030年）》首次開啟生態(tài)紅線戰(zhàn)略，保證生態(tài)安全，促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。因此，著力擴大環(huán)境容量生態(tài)空間，加強生態(tài)環(huán)境保護合作，在已經啟動大氣污染防治協(xié)作機制的基礎上，完善防護林地建設和草地建設、土地資源等領域合作機制[1]。進一步完善實施生態(tài)補償機制，解決京津冀區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題，使京津冀三地的經濟發(fā)展形式與生態(tài)補償相結合。按照“誰受益、誰補償、生態(tài)共建、資源共享”的原則，加快完善京津冀三地間橫向生態(tài)補償方式，建立跨界跨區(qū)域大氣和固體廢棄物排放監(jiān)測體系和協(xié)調聯(lián)動機制。

本文在已有研究的基礎上[2-10]，基于區(qū)域間投入產出表的模型，研究隨著產業(yè)鏈和產品消費轉移引起的碳足跡和固廢足跡轉移，計算京津冀三地的虛擬碳足跡和虛擬固廢足跡,得到京津冀三省市實際承擔碳足跡和固廢足跡以及三種土地資源補償面積關系，進行區(qū)域補償方式差異性的合作生態(tài)補償研究。在此基礎上，給出京津冀針對大氣、土地資源合作補償機制，為京津冀生態(tài)環(huán)境共建共享提供參考。

1 研究方法和指標的選取

1.1 核算虛擬碳足跡模型

區(qū)域間投入產出模型是利用產品消費流動變化，將各地區(qū)投入產出模型連接而成的跨區(qū)域投入產出模型[11]。相對單地區(qū)的投入產出表，區(qū)域間投入產出表可以系統(tǒng)全面地反映不同地區(qū)之間產品消費使用關系。利用2014年區(qū)域間投入產出表（見下頁表1），核算出京津冀各省市虛擬碳足跡。

1.1.1 不同區(qū)域碳排放強度估算

本文采用聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）提供的方法估算碳排放總量，選取煤炭、焦炭、原油、燃料油、汽油、煤油、柴油和天然氣8種主要化石能源，公式如式（1）所示。最后根據碳排放強度的定義，計算2014年京津冀三省市碳排放強度。

其中，Cij表示i地區(qū)第j種能源的碳排放量；Nij代表i地區(qū)第j種能源的消費量，按標煤計；cj表示第j種能源的碳排放系數，具體系數見表2。

表2 各類能源的碳排放系數

1.1.2 核算虛擬碳足跡

利用得到的京津冀碳排放強度和投入產出表中產值關系，得到京津冀三省市虛擬碳足跡。IPCC報告認為生態(tài)系統(tǒng)碳排放循環(huán)下，森林和草地是最主要的碳匯，二者合計93%；其中，1t碳中0.8772t由森林吸收，0.1728t由草原吸收[12]。基于生態(tài)足跡的概念，將碳足跡定義為吸納人類經濟活動排放的溫室氣體所需要的生物生產性土地面積。計算方法如下：

式中，Ai為i地區(qū)碳足跡；Af為化石能源產生碳排放量歸于森林的生態(tài)足跡；Ag為化石能源產生碳排放量歸于草地的生態(tài)足跡；Ci為i地區(qū)碳排放量；Pf為森林吸收碳的份額，為82.72%；Pg為草地吸收碳的份額，為17.28%；EPf為全球森林平均碳吸收能力，為3.8096t/hm2；EPg為全球草地平均碳吸收能力，為0.9482t/hm2。

表1 2014年京津冀區(qū)域間投入產出表 （單位：億元）

1.2 核算虛擬固廢足跡模型

京津冀區(qū)域土地利用主要以耕地為主，耕地是農業(yè)生產重要資源，對保障糧食安全、生態(tài)安全以及可持續(xù)發(fā)展具有關鍵作用。工業(yè)排放的固體廢棄物占用大量耕地面積，導致耕地資源不斷減少。引用碳排放強度定義，得到京津冀地區(qū)固體廢棄物排放強度（簡稱“固廢強度”），即單位GDP的固廢排放量。利用投入產出表中工業(yè)產值與固廢強度乘積，核算京津冀三地間出固體廢棄物排放量關系。據估計，1萬噸固體廢棄物占用的土地面積為0.075hm2[13]。計算方式如下：

式中，Bi為i地區(qū)固廢足跡，Di為i地區(qū)工業(yè)固體廢棄物排放量，EPr為固廢占用土地能力，為13.33萬t/hm2。

1.3 核算基于虛擬足跡的生態(tài)補償額度

為了獲得京津冀地區(qū)間基于虛擬碳足跡和虛擬固廢足跡的生態(tài)補償量，應當核算出生態(tài)服務當量因子的經濟價值，根據當量因子價值量與虛擬足跡的乘積，得到京津冀間生態(tài)補償額度。

生態(tài)服務當量因子是指生態(tài)系統(tǒng)產生的生態(tài)服務的相對貢獻大小的潛在能力。根據謝高地等[14]的研究，1個標準單位生態(tài)服務價值當量因子是指1hm2農田每年自然糧食產量的經濟價值。在區(qū)域實際研究中，完全消除人為因素的干擾以準確衡量農田生態(tài)系統(tǒng)自然條件下能夠提供的糧食產量的經濟價值存在較大難度。本文參考謝高地的處理方法，將單位面積農田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產的凈利潤作為1個標準當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務價值量[15]。由于京津冀區(qū)域中河北省是三省市主要的糧食供應地，則農田生態(tài)系統(tǒng)的糧食產量價值依據河北省的稻谷、小麥和玉米三大糧食主產物計算。其計算公式如下：

式中，En為生態(tài)服務價值當量因子的經濟價值量(元/hm2)；Sr、Sw和分別Sc表示2014年稻谷、小麥和玉米的播種面積占三種作物播種總面積的百分比（%）；Fr、Fw和Fc分別表示2014年河北省稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤（元/hm2）。依據《河北統(tǒng)計年鑒2015》、《河北農村統(tǒng)計年鑒2015》和公式（4），得到En值為4206.27元/hm2。

1.4 數據來源

2014年區(qū)域間投入產出表則是在2010年區(qū)域間投入產出表的基礎上，根據分省市統(tǒng)計年鑒中總產出比例關系推算而得[16]。能源消費數據來源于2015年《中國能源統(tǒng)計年鑒》中各省市能源平衡表，其他數據通過各地統(tǒng)計年鑒、《中國農業(yè)統(tǒng)計年鑒》獲得。

2 結果分析

2.1 土地資源生態(tài)補償

林地和草地是作為碳匯的主要土地類型，耕地是京津冀地區(qū)發(fā)展的重要土地資源，這三種土地面積之和已經超過地區(qū)土地總面積的50%。緩解大氣污染中碳排放量降低和耕地面積不斷減少的問題，進行跨區(qū)域的土地資源類型合作生態(tài)補償。

表3 土地資源生態(tài)補償關系 （單位：hm2）

按照三種土地資源林地和草地補償面積關系（見表3），進行合作生態(tài)林和草地建設，減少大氣污染，降低碳排放引起的生態(tài)環(huán)境問題；并明確京津冀三省市的補償責任主體和受益方，合作補償耕地面積，保護耕地資源。

2.2 基于虛擬碳足跡的生態(tài)補償量

2.2.1 虛擬碳足跡的核算

碳足跡作為衡量生產產品所直接或間接產生的碳排放量，其能夠反應人類某項活動或某種產品對生態(tài)環(huán)境的壓力程度。根據推算得到的2014年區(qū)域間投入產出表和公式（1），林地、草地吸收碳排放量的土地面積可得京津冀地區(qū)虛擬碳足跡，如表4所示。

表4 2014年京津冀虛擬碳足跡 （單位：hm2）

（1）北京市虛擬碳足跡是2708940hm2，其中本地區(qū)占98.47%，供天津市和河北省產品消費占0.73%、0.80%；天津市的虛擬碳足跡總和為19644806hm2，其中用于天津市本地區(qū)碳足跡，占虛擬碳足跡總量的94.04%，用于北京市、河北省碳足跡分別占3.45%、2.53%；河北省虛擬碳足跡總和低于天津市，為10184207hm2，其中用于河北省本地區(qū)碳足跡占92.64%，用于北京市占4.47%，用于天津市占2.89%。

（2）京津冀三省市經濟發(fā)展不平衡，隨著產品消費流動變化，碳足跡發(fā)生變化。北京對天津需要承擔碳足跡658856.66hm2，對河北省承擔碳足跡433204.34hm2；由于河北省的工業(yè)規(guī)模大，主要發(fā)展方式以粗排放為主，需要承擔天津碳足跡202410.32hm2。

（3）京津冀地區(qū)生產過程中碳足跡不僅由本地產生，而且由于產業(yè)結構調整和地區(qū)間貿易進行，伴隨產業(yè)鏈發(fā)生轉移，津冀兩地的碳足跡凈轉移量為負值，北京市的轉移量為正值，說明北京市對河北省和天津市承擔相應的碳足跡措施，分別占比78.87%、21.13%。

2.2.2 基于虛擬碳足跡的生態(tài)補償量分析

通過公式（2）得到吸收碳排放量的生物生產性土地面積，即碳足跡。公式（4）計算出1個生態(tài)服務價值當量因子的經濟價值為4206.27元/hm2，可得到基于虛擬碳足跡和虛擬固廢足跡京津冀地區(qū)以及三地間生態(tài)補償量（見表5）。

北京市給天津市和河北省兩地支付生態(tài)補償，分別為27.72億元、18.22億元；而且在基于碳足跡關系中生態(tài)補償河北省應支付補償天津市8.51億元。最終天津市獲得補償總額36.23億元，河北省獲得補償總額9.71億元。

表5 2014年京津冀地區(qū)間虛擬碳足跡的生態(tài)補償 （單位：億元）

2.3 基于虛擬固廢足跡的生態(tài)補償量分析

2.3.1 虛擬固廢足跡的核算

京津冀三地間由于產業(yè)結構調整隨產業(yè)鏈導致固體廢棄物排放的污染轉移，根據公式（3）核算三省市間固廢的污染轉移量，得到虛擬固廢足跡，如表6所示。

表6 2014年京津冀虛擬固廢足跡 （單位：hm2）

（1）根據京津冀三地之間工業(yè)貿易中排放的固體廢棄物轉移，北京虛擬固廢總足跡為6645.06hm2，其中本地足跡占虛擬固廢足跡總量33.77%；13.31%是由于京津兩地間產業(yè)轉移關系，北京市對天津市應該承擔的固廢排放比重；北京市需要對河北省承擔的48.92%固廢排放比例。

（2）天津市虛擬固廢足跡總量是24133.5hm2，其中99.23%的固廢排放由本地產生，天津市需要承擔河北省固廢足跡1070.15hm2。

（3）河北省的虛擬固廢足跡總和低于河北省本地固廢足跡，主要是由于河北省承接了京津兩地固廢足跡高的工業(yè)，導致河北省當地固廢足跡增加，則北京市和天津市需要按照比例進行相應的承擔。

2.3.2 核算基于虛擬固廢足跡的生態(tài)補償量分析

估算得到固體廢棄物占用土地面積能力及固廢足跡間轉移關系，可得到固廢足跡的生態(tài)補償量關系，如下頁表7所示。

表7 2014年京津冀地區(qū)間虛擬固廢足跡生態(tài)補償量 （單位：億元）

通過投入產出表計算得到的三地固廢足跡及相互之間承擔狀況，并核算出基于虛擬固廢足跡京津冀地區(qū)的生態(tài)補償量。北京市和天津市兩地是主要支付補償方，北京市需要支付補償河北省0.137億元，天津市需要支付0.045億元補償金額給河北省。從經濟發(fā)展水平來說，北京市發(fā)展水平高于天津市，而且京津兩地處于臨近距離，天津市對北京市工業(yè)的轉移承擔發(fā)揮一定貢獻，北京市需要支付天津市0.037億元。

3 結論

（1）生態(tài)共建共享過程中，生態(tài)補償涉及的利益主體眾多，合作補償方式多樣化。京津冀區(qū)域按照土地資源類型進行生態(tài)合作，明確生態(tài)責任分攤，建設生態(tài)防護林地和草地，加強生態(tài)林建設，減少耕地資源占用，并重視后期管護工作。通過跨行政區(qū)域的資源整合和空間優(yōu)化，最終實現(xiàn)區(qū)域的經濟發(fā)展水平提升，實現(xiàn)京津冀協(xié)同發(fā)展。

（2）基于虛擬碳足跡的生態(tài)補償量時，北京是生態(tài)補償支付方，津冀兩省市獲得生態(tài)補償。其中，天津市獲得河北省支付8.51億元生態(tài)補償量。天津市作為京津冀區(qū)域主要生態(tài)補償獲得方，在大氣污染碳排放治理下，加強完善京津冀生態(tài)友好型產業(yè)分工合作，在京津冀合作碳減排過程中需要重點關注天津市的產業(yè)結構，減少碳排放量。

（3）基于虛擬固廢足跡的生態(tài)補償量核算中，京津兩地向河北省的固廢排放支付生態(tài)補償，分別支付0.137億元、0.045億元；北京市支付給天津市生態(tài)補償額0.037億元。固廢排放增加會導致耕地地資源的減少，為了保證京津冀地區(qū)可持續(xù)發(fā)展，三省市在生態(tài)補償基礎上合作集中處理和處置工業(yè)固體廢物，減少污染物排放，為區(qū)域協(xié)同發(fā)展騰出更多耕地資源容量。