油氣資源開采期間水土保持生態補償標準估算研究

劉 洋，王甲山，王瑞華，劉緯緯

(東北石油大學經濟管理學院，黑龍江 大慶 163318)

油氣資源開發過程擾動資源開采地區原始的自然環境、地質地貌和水文情況，因占壓土地、落地原油、注水采油、水力壓裂等導致水土保持生態服務功能下降，成為影響油氣產區生態環境的主要因素之一。我國現行油氣資源開發水土保持補償主要依據《水土保持補償費征收使用管理辦法》征收水土保持補償費，分建設期和開采期兩個階段區別計征。油氣資源開發建設期以直接占壓地表、擾動土地、毀壞植被和破壞水土保持設施為主，其破壞性較為明顯，現行的水土保持補償費征收標準依據占地面積一次性計征損失比較科學。但是，油氣開采階段對水土保持生態服務功能的影響僅依據油氣生產井占地面積計算是不夠的，影響與產量和占地面積均有一定關系。現行油氣資源開采期間水土保持補償費的征收標準存在一定局限性，有必要考慮油氣資源開采對水土保持生態服務功能的影響程度，重新確定補償標準。

油氣資源開采期間水土保持生態補償標準的研究是在界定水土保持補償含義的基礎上，運用生態價值評估方法，對油氣資源開發損害的水土保持生態服務功能價值進行科學的貨幣化估算，以此作為水土保持補償標準制定的參考，推進生態補償制度理論研究的完善和實踐工作的發展。估算分兩步，先是以中國典型油氣產區所在省(區)(黑龍江、吉林、山東、陜西、新疆、四川)為例，評估部分省域單位土地面積水土保持生態服務功能價值；然后，以此為基礎數據估算油田永久占地、臨時占地、落地原油等折損的生態服務功能價值，從而計算出油氣資源開采期間單位油氣產量下喪失或降低的水土保持生態服務功能價值，為水土保持生態補償標準的制定提供定量參考。

1 省域單位土地面積水土保持生態服務功能價值估算

1.1 數據來源

中國有耕地、草地、林地、城市、荒漠、濕地和海洋七大類生態系統，林地、草地和耕地是陸地上發揮水土保持生態服務功能作用最主要的生態系統。2017年，中國林地面積為2.528×106km2，牧草地2.193×106km2，耕地面積1.394×106km2，占全國土地面積的88.7%。林地、草地和耕地是中國陸地生態系統的主體，具有保持土壤、保持和涵養水源、固碳制氧、凈化空氣、維持生物多樣性等方面的生態服務功能。濕地同樣具有以上生態服務功能，由于濕地與很多土地利用類型會重合(水域、草地)，國家有關土地利用的分類規定里面沒有濕地這一項，故不予以單獨考慮。評估依據部分油氣田所在省(區)(黑龍江、吉林、山東、陜西、新疆、四川)統計年鑒的2017年林地面積、草地面積和耕地面積進行。

1.2 估算方法

1.2.1 保持土壤價值估算

保持土壤價值的評估包括固持土壤價值、保持土壤肥力價值兩者之和。

1) 固持土壤價值。保持水土的林草等植被可以攔蓄降雨，減弱雨水對土壤的侵蝕，防止徑流產生。采用機會成本法[1-2]以林地、草地固持土壤量估算固持下來土壤帶來的生態價值，見式(1)。

E固土=(A林+A草)×M/(h×ρ)×R

(1)

式中：E固土為固持土壤價值，元/a；A林、A草為林地和草地面積，hm2；M為土壤侵蝕模數，t/hm2/a；h為土壤耕作層厚度，cm；ρ為土壤密度，mg/cm3；R為單位面積農業產值，元/hm2。

2) 保持土壤肥力價值。水土流失過程帶走大量的氮、磷、鉀元素等有機質，運用替代市場法[3]把氮、磷、鉀元素分別折算成市面上能夠購買的土壤肥料碳酸氫銨、過磷酸鈣和氯化鉀的量，再分別乘以相應市場價格計算而得，見式(2)。

E保肥=(A林+A草)×M×

(NC1/N含+PC2/P含+KC3/K含)

(2)

式中：E保肥為林草保肥功能價值，元/a；C1為碳酸氫銨化肥價格，元/t；C2為過磷酸鈣化肥價格，元/t；C3為氯化鉀化肥價格，元/t；N含為碳酸氫銨化肥含氮量；P含為過磷酸鈣化肥含磷量；K含為氯化鉀含鉀量；N、P、K為土壤中氮、磷、鉀所占比例。

1.2.2 保持和涵養水源價值估算

森林、草地等生態系統通過攔蓄降水、調節徑流和凈化水質發揮涵養水源的功能，林草措施對水源保持和涵養作用機理較為復雜，采用影子工程法[4]估算各項水土保持措施的攔蓄價值，利用市場價值法估算水土保持措施節約的水量如用于工農業生產所收取的費用，以此為依據計算涵養水源價值。

1) 防洪攔蓄價值。采用影子工程法，根據水庫的單位修建工程投資計算建立相同蓄水能力水庫的費用，以此估算防洪攔蓄價值，見式(3)。

E防洪=Tw×Rw

(3)

式中：E防洪為防洪攔蓄價值，元/a；Tw為截流降雨總量，m3，計算見式(4)；Rw為修建1 m3容水量的水庫工程投資費用，元。

Tw=(A林+A草)×θ×J

(4)

式中：θ為截流系數；J為全年平均降雨量，mm。

2) 涵養水源價值。采用市場價值法[5]，林草措施節約的降雨量如果用在工農業生產和居民生活，則需要收取一定費用，以此作為衡量此部分的價值，見式(5)。

E涵水=Tw×(μgPg+μnPn+μsPs)

(5)

式中：E涵水為涵養水源價值，元/a；μg為工業用水比例；Pg為工業用水價，元/m3；μn為農業用水比例；Pn為農業用水價，元/m3；μs為居民生活用水比例；Ps為居民生活用水價，元/m3。

1.2.3 固碳制氧價值估算

固碳制氧功能的評價指標為固碳、制氧物質量，包括固定的碳和釋放氧氣的價值。運用市場替代法評估水土保持林地、草地固碳制氧價值，具體計算公式見式(6)～式(9)。

E林碳=1.63×A林×θ碳×B×P碳

(6)

式中：E林碳為林地生態系統固定碳物質量價值，元/a；A林為林地面積，hm2；θ碳為CO2中C的含量；B是林地單位面積干物質生產量，t/hm2；P碳為固定碳的價格，元/t。

E草碳=A林×θ碳×C×P碳

(7)

式中：E草碳為草地生態系統固定碳物質量價值，元/a；A草為草地面積，hm2；θ碳為CO2中C的含量；C為單位草地單位面積固定CO2物質量，t/hm2；P碳為固定碳的價格，元/t。

E林氧=1.19×A林×θ氧×B×P氧

(8)

式中：E林氧為林地生態系統釋放O2物質量價值，元/a；θ氧為CO2中O2的含量；P氧為固定O2的價格，元/t。

E草氧=A草×θ氧×C×P氧

(9)

式中：E草氧為草地生態系統釋放O2物質量價值，元/a；A草為草地面積，hm2。

1.2.4 凈化空氣價值估算

除固碳制氧外，水土保持植被還可以吸附空氣中的SO2等有害氣體及粉塵。

1) 吸收SO2效益價值。硫存在于植物葉片中，可以通過實驗測定葉片代謝轉移和表面吸附的含硫量。根據單位面積林草吸收的平均值與林草面積乘積計算吸收SO2物質量，從而核算其價值，見式(10)。

E二氧化硫=(A林+A草)×ρs×Rs

(10)

式中：E二氧化硫為林、草地吸收SO2效益價值，元/a；ρs為林、草地單位面積吸收SO2量，t/hm2；Rs為治理SO2單位成本，元/t。

2) 阻滯粉塵價值。阻滯粉塵價值物質量通常以生態系統平均滯塵能力與面積乘積，結合單位滯塵價值計算而，見式(11)。

E滯塵=(A林+A草)×ρz×Rz

(11)

式中：E滯塵為滯塵價值，元/a；ρz為林、草地生態系統單位面積滯塵量，t/hm2；Rz為單位滯塵費用，元/t。

1.2.5 維持生物多樣性價值估算

森林是物種棲息之所，對于維持動植物多樣性具有重要意義，據此估算生態系統維持生物多樣性價值，計算公式見式(12)。

E生物=(A林+A草)×γ

(12)

式中：E生物為維持生物多樣性價值，元/a；γ為林、草地生態系統單位面積生物多樣性保護效益，元/hm2。

1.2.6 作物供給價值估算

農田生態系統對人類最重要的貢獻是供給農作物，據此估算農田生態系統服務功能[7]，計算公式見式(13)。

E作物=A耕×γn×Rn

(13)

式中：E作物為維持生物多樣性價值，元/a；A耕為耕地面積，hm2；γn為單位面積糧食產量，kg/hm2；Rn為農作物價格，元/kg。

根據以上價值指標估算地區水土保持生態服務功能價值，計算公式見式(14)。

E總價值=E固土+E保肥+E防洪+E涵水+

E林碳+E草碳+E林氧+E草氧+E二氧化硫+

E滯塵+E生物+E作物

(14)

式中：E總價值為評估地區水土保持生態服務功能總價值，元/a；A為評估地區土地面積；E單位價值為評估地區單位土地面積水土保持生態服務功能價值，元/(hm2/a)。

1.3 結果與分析

根據上述生態價值評價方法，匯總得到6省域單位土地面積水土保持生態服務功能價值，見表1。

表1 6省域水土保持生態服務功能價值匯總表Table 1 Summary of ecological service value of soil and water conservation in six provinces

由于各省域林地面積、草地面積和耕地面積的占比不同，導致不同地區水土保持生態服務功能價值評估的結果有一定差異。如黑龍江省為中國的農業大省，其耕地面積較為豐富，該省域內有中國著名的小興安嶺林區，林地占比也較高，進而單位土地面積水土保持生態服務功能價值較高;四川省林地資源和草地資源都極為豐富，占該省土地面積的70.68%，故評估結果較高；而新疆維吾爾自治區林地資源匱乏，僅占全省土地面積的4.06%，耕地面積也很有限，導致該地區評估價值較低。以此評估結果作為下一步油氣資源開發生產期水土保持生態服務價值損失估算的基礎數據。

2 油氣資源開采期水土保持生態補償標準估算

2.1 數據來源

從評估的6個省域范圍內，隨機選擇13個油氣田區塊進行評估，基本數據來源于各區塊(項目)環境影響評價報告，見表2。

表2 樣本項目產能建設基本情況Table 2 Basic information on capacity construction of sample projects

2.2 估算方法

基于油氣田所在省域水土保持生態服務功能價值評估數據，考慮占地面積和落地原油污染問題，結合樣本油田產能區塊，估算油氣資源開采階段油氣產品單位產量所損耗的水土保持生態服務功能價值[8]。盡管注水采油、水力壓裂等油氣資源開發工藝影響水土保持生態服務功能，但因時發性、難監測、難衡量等特點，難以獲得較為系統的數據，本次評估暫不考慮。

1) 永久占地折損水土保持生態服務功能價值，計算見式(15)。

(15)

式中：A永為永久占地面積，hm2；n1為永久占地計算期，a；?永為永久占地對水土保持生態服務功能的損害系數；PV為該油田所在省域單位土地面積水土保持生態服務功能價值，萬元/(hm2/a)。

2) 臨時占地折損水土保持生態服務功能價值，計算見式(16)。

VL臨=A臨×?臨×n2×PV

(16)

式中：A臨為臨時占地面積，hm2；n2為臨時占地計算期，a；?臨為臨時占地對水土保持生態服務功能的損害系數。

3) 落地原油損失水土保持生態服務功能價值，計算見式(17)。

(17)

式中：A落為單井影響面積，m2；n3為落地原油計算期，a；W為油井數，口；?落為落地原油對水土保持生態服務功能的損害系數。

4) 單位油氣產量折損水土保持生態服務功能價值，計算見式(18)和式(19)。

VL總=VL永+VL臨+VL落

(18)

(19)

式中：PVL為單位油氣產量折損的水土保持生態服務功能價值，元/(t/a)；VL總為油氣資源開采期間折損水土保持生態服務功能價值總量，元；N為服務期，a；E為年產能量，t/a。

匯總得到樣本區塊單位油氣產量平均折損水土保持生態服務功能價值，計算見式(20)和式(21)。

VL總=VL永+VL臨+VL落

(20)

(21)

式中：PVL均為樣本區塊單位油氣產量平均折損的水土保持生態服務功能價值，元/(t/a)；∑VL總為樣本區塊油氣資源開采期間折損水土保持生態服務功能價值總量的和，元；N為服務期，a；∑E為樣本區塊年產能量的和，t/a。

2.3 數據說明

1) 計算期。根據油氣開采水土保持生態服務功能影響評價研究課題組(2013)分析，永久占地的影響在開采期最為突出，開采結束后部分地面占壓設施無法短時間內徹底拆除，需要大致經過10 a左右時間逐步恢復到原有水土保持功能水平，故永久占地計算期按照服務期+10 a計算；油氣資源開采周期較長，一般性臨時占地3～10 a，故臨時占地計算期按服務期的1/3計算；落地原油污染的影響隱蔽且漫長，油田報廢后10 a以上才能通過生態系統的自愈降解恢復到原有水土保持功能，落地原油影響計算期按服務期+10 a計算。各油田區塊的油藏儲量差別很大，設計開采服務期一般為10～50 a不等，本次評估以木頭油田木128等5個區塊的設計開采服務年限15 a為油田產能服務期。

2) 損害系數。考慮到永久占地上留有部分綠化設施，經調研保守計算，永久占地在服務期對水土保持生態服務功能的損害系數為70%，開采服務期結束后10 a逐年遞減至影響期末為0；基于臨時占地的性質，臨時占地在服務期按照30%估算折損的水土保持生態服務功能；考慮近年來石油企業針對落地原油回收取得的成效，經調研，落地原油服務期對水土保持生態服務功能的損害系數為10%，開采服務期結束后10 a逐年遞減至影響期末為0。

3) 單井落地原油影響面積。落地原油影響問題一直存在，本次評估考慮綜合多位學者的估算結果[9]，單井周圍落地原油單口油井污染面積按油井周圍輻射10 m范圍，影響面積折合0.03 hm2計算，暫不考慮原油運輸、集輸和事故等可能泄漏的偶然性概率情況。

2.4 結果與分析

2.4.1 估算結果

根據樣本油田數據估算，油氣資源開采期單位油氣產量折損水土保持生態服務功能價值在0.68～10.88元/(t/a)之間，平均2.08元/(t/a)，見表3。

表3 樣本油田單位油氣產量損耗水土保持生態服務功能價值Table 3 The value of soil and water conservation ecological service is lost by unit oil and gas production in sample oilfields

2.4.2 結果分析

從評估結果看，各樣本油氣田單位噸油產量下水土保持生態服務功能價值存在一定差異，其主要原因：一方面，油氣田所在東北地區、中部地區、西北地區和西南地區水土流失具有不同區域特征，其土地構成差異很大，導致計算參照的油氣田所在省域單位土地面積水土保持生態服務功能價值評估結果不同，從而使不同地區樣本油田的估算結果存在差異。另一方面，單位油氣產量下區塊占地面積不同。由于各油田的地理環境、油藏的儲量、品質、開采難易程度，水源及道路等條件有很大不同，導致需要建設的地面工程數量不同，相應的油田設施占地面積差異較大。因此，估算的單位油氣產品水土保持生態服務功能價值不可能完全相同。

中國陸上油氣田廣泛分布于東北部、中部、西北部、西南部等，各地區水土流失成因、面積、強度、防治措施等各有不同，水土保持的方式方法、途徑、任務、工作重點也不盡相同。因此，制定油氣資源開發水土保持生態補償標準要因地制宜，國家統一設定一個標準范圍，考慮不同地區單位土地面積水土保持生態服務功能價值差別，地方具體標準的制定允許根據實際情況確定，實事求是。

3 討論與建議

3.1 討論

油氣開采期間水土保持補償費征收標準是政府和企業關注的焦點所在，其標準設置應當“輕重適度”。過低的水土補償費可能導致對環境的破壞遠高于繳納的補償費所能恢復的程度，而如果繳納的水土保持費用過高，可能會很大程度地影響經濟建設，加重油氣企業繳費負擔。現行水土保持補償費僅按照油氣生產井占地面積計征，計費依據過窄，油氣資源開發項目中的油區道路、計量間、聯合站、水井、勘探井等占地面積不容小覷。大慶油田2018年實際上繳水土保持補償費6 700萬元，如果依據文中評估均值2.08元/(t/a)計算，大慶油田2018年完成油氣當量4 166.85萬t，開采期間應征收水土保持補償費8 667.05萬元。估算結果雖然略高于目前征收標準，但計量標準涵蓋油田永久占地、臨時占地面積，全面反映油氣資源開采造成水土保持生態服務功能損失，補償標準在合理范圍內。

3.2 建議

1) 《水土保持法》規定生產建設項目應針對其損壞水土保持設施和地貌植被，致使水土保持功能喪失或者降低且不能恢復原有水土保持功能的，繳納水土保持補償費。 所以，水土保持補償費征收標準的制定應參考水土保持生態服務功能價值的評估。

2) 油氣資源開發項目僅依據油氣生產井占地面積(每口井2 000 m2以內)征收補償費標準偏低。油氣生產井占地面積只是油田產能用地的一部分，油區道路、管線用地、計量間、聯合站等長期占壓土地，面積不容小覷，應予以考慮。建議依據油田永久占地和臨時占地面積折損計算補償標準。

3) 開采期間除地面占壓、擾動土地外，落地原油、注水采油、水力壓裂帶來的潛在地質危害和污染等生態損害，在計算水土保持補償費時也應一并考慮，且損害程度與產量有關，建議油氣開采階段水土保持補償費的征收以占地面積為依據調整為以油氣產量為補償標準征收依據。