流域農(nóng)村面源污染生態(tài)補(bǔ)償模型的研究

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1流域農(nóng)村面源污染的生態(tài)補(bǔ)償模型

1.1系統(tǒng)因果關(guān)系分析

將生態(tài)基金用于治理污染的長期措施與短期措施。對(duì)于流域的農(nóng)村而言，長期措施一般主要包括生態(tài)養(yǎng)殖、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)漁業(yè)、生態(tài)濕地建設(shè)以及農(nóng)村自來水改造;短期措施一般主要包括垃圾回收、對(duì)民眾的宣傳教育以及垃圾集中處理。雖然在實(shí)施生態(tài)養(yǎng)殖、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)漁業(yè)、生態(tài)旅游過程中也會(huì)產(chǎn)生污染，但包括生態(tài)養(yǎng)殖、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)漁業(yè)、生態(tài)濕地在內(nèi)的長期措施與作為短期措施的垃圾回收可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，并且政府由此得到的稅收與國家項(xiàng)目補(bǔ)償資金和民間資本等其他資金，可以再投入到生態(tài)基金，形成污染治理與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良性循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)資源利用與經(jīng)濟(jì)效益的可持續(xù)發(fā)展。于是，利用Vensim軟件繪制流域農(nóng)村面源污染的生態(tài)補(bǔ)償模型的系統(tǒng)因果。通過因果關(guān)系圖可以看出，流域農(nóng)村面源污染的生態(tài)補(bǔ)償不僅僅是單一化的政府補(bǔ)償，其生態(tài)補(bǔ)償基金的來源除了國家項(xiàng)目資金，還有生態(tài)基金投入的生態(tài)養(yǎng)殖、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)漁業(yè)、生態(tài)旅游和垃圾回收帶來的收益，以及民間資本等其他資金。這種多元化的補(bǔ)償方式使生態(tài)補(bǔ)償由“輸血型”補(bǔ)償變?yōu)椤霸煅汀毖a(bǔ)償，使流域農(nóng)村面源污染的治理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到可持續(xù)的發(fā)展。

1.2系統(tǒng)流圖繪制與系統(tǒng)方程式

根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，考慮生態(tài)農(nóng)業(yè)方式下，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法分析污染治理量與資金補(bǔ)償量的變化趨勢(shì)及交互影響。為了簡化模型，不妨只考慮化肥造成的污染，其他污染源情形可類似處理，污染的治理方式為減少化肥使用量。基于上述分析，可構(gòu)建污染治理總量、補(bǔ)償資金總量以及相關(guān)變量之間的系統(tǒng)，沒有箭頭指入的變量均為輔助變量，包括最大污染治理量(化肥使用量)、初始污染治理量、化肥單價(jià)、治理污染固定費(fèi)用、普通水稻單價(jià)、普通水稻產(chǎn)量、有機(jī)水稻單價(jià)以及有機(jī)水稻產(chǎn)量，需賦予輔助變量常數(shù)值。模型的實(shí)證分析中，輔助變量的初始值來源于實(shí)地考察調(diào)研。相應(yīng)的輔助方程數(shù)量繁多而且也比較簡單，這里不一一列出。系統(tǒng)流圖中有2個(gè)關(guān)鍵的速率方程:污染治理速率方程與資金補(bǔ)償速率方程。速率方程的建立一般是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中較難部分，筆者用微分方程的方法建立速率方程。

2流域農(nóng)村面源污染生態(tài)補(bǔ)償模型的實(shí)證研究

2.1模型數(shù)據(jù)來源

通過對(duì)湖北省荊州市的實(shí)地考察調(diào)研，獲取了模型基本數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是在正常天氣條件下以荊州市每畝的水稻為例，模擬上述模型獲得。根據(jù)調(diào)研材料《荊州綠色農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展情況》，荊州市有機(jī)稻種植面積為2000畝。

2.2模擬結(jié)果分析

利用本模型模擬了時(shí)間期限100a(1200月)污染治理量以及資金補(bǔ)償總量，基準(zhǔn)年為2010年。最大污染治理量就是化肥使用量，這里取表1中的數(shù)據(jù)50kg/(畝•季);初始污染治理量可視作開始污染治理第一季時(shí)污染治理的數(shù)量，亦即第一季化肥使用的減少量;化肥單價(jià)、普通水稻單價(jià)等數(shù)據(jù)。

2.2.1污染治理總量的模擬結(jié)果及分析

當(dāng)初始污染治理量分別取1，2，3kg時(shí)，利用Vensim軟件可得污染治理總量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。污染治理總量曲線先單調(diào)增加，然后趨于平緩。隨初始污染治理量的上升，污染治理總量急劇上升。初始污染治理量若為1kg，治理時(shí)間為100a(1200月)時(shí)，污染治理量遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到最大污染治理量50kg;初始污染治理量提高2kg，大概在100a(1200月)時(shí)，污染治理總量幾乎達(dá)到了50kg;初始污染治理量進(jìn)一步提高到3kg時(shí)，大概在840月(70a)，污染治理總量幾乎達(dá)到50kg。在污染治理的初始時(shí)刻，污染治理量分別為1，2，3kg，而在60月時(shí)，污染的治理總量分別達(dá)到了1.215689，2.923002，5.198264kg。由此可見，污染的初始治理量決定了治理的效果，在污染治理的后期，初始污染治理量為3kg時(shí)治理的污染幾乎是初始污染治理量為1kg時(shí)的5倍。污染治理的效果隨著時(shí)間的增加更加明顯，所以應(yīng)該在污染治理的初期增加投入，提高污染治理量。

2.2.2資金補(bǔ)償總量的模擬結(jié)果及分析

當(dāng)初始污染治理量分別取值1，2，3kg時(shí)，利用Vensim軟件得到資金補(bǔ)償總量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，初始污染治理量大時(shí)，補(bǔ)償?shù)馁Y金較多。這意味著污染治理需要專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)做保障，生態(tài)基金的建立將有效地治理污染。另外，初始污染治理量為3kg時(shí)，資金補(bǔ)償總量的曲線在治理的前期上升較快，后期逐漸平緩，而隨著時(shí)間的增加，三者的資金補(bǔ)償量將趨于一致。這說明在污染治理的后期，不管初始污染治理量為多少，補(bǔ)償?shù)馁Y金都趨于穩(wěn)定且一致。表3給出了初始污染治理量分別為1，2，3kg時(shí)，從污染治理的初始時(shí)刻到60月，每隔12月的補(bǔ)償資金的模擬結(jié)果。從表3可以看到，在初始時(shí)刻，污染的治理量由1kg提高到2kg時(shí)，補(bǔ)償資金由37.34元提高到49.68元，增加了33.05%;污染治理量提高到3kg時(shí)，補(bǔ)償資金為62.02元，相對(duì)于污染治理量1kg時(shí)增加了66。09%。

2.2.3資金補(bǔ)償總量與污染治理總量的關(guān)系

當(dāng)初始污染治理量分別為1，2，3kg時(shí)，利用Vensim軟件得到資金補(bǔ)償總量與污染治理總量的關(guān)系，代表初始污染治理量為1kg時(shí)的曲線在最上方，說明初始污染治理量低的資金補(bǔ)償總量反而高。導(dǎo)致該結(jié)果的原因是:初始污染治理量較小時(shí)，治理的速率低，花費(fèi)的時(shí)間多，增加了時(shí)間成本，如果治理同樣多的污染，初始污染治理量較小時(shí)所需資金補(bǔ)償總量較多。

3結(jié)論

綜上可知，加大污染治理初期的投入，提高污染初期的治理量是提高污染治理效果的關(guān)鍵。初始投入少，初始污染治理量少，在后期看來，不但效率低下而且也不能節(jié)省資金。另外，污染的治理需要有專項(xiàng)資金如生態(tài)基金作為保障，增加污染初期治理的投入，治理污染將事半功倍。生態(tài)基金的來源不僅僅是政府為主導(dǎo)的一元化投入，還有生態(tài)基金投入的生態(tài)養(yǎng)殖、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)漁業(yè)、生態(tài)旅游和垃圾回收帶來的收益，從而實(shí)現(xiàn)“四湖”流域農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展與污染治理的良性循環(huán)與可持續(xù)發(fā)展。值得說明的是，該模型還可以用于分析其他的輔助變量取值變化所產(chǎn)生的影響，譬如有機(jī)稻價(jià)格的增加對(duì)污染治理的影響等，而且不必改變模型結(jié)構(gòu)，只需改變相應(yīng)輔助變量的取值，利用Vensim軟件即可獲得相應(yīng)結(jié)果，這也是利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法分析生態(tài)補(bǔ)償問題的優(yōu)勢(shì)所在。由于數(shù)據(jù)缺乏，該模型的建立是在一定的假設(shè)下進(jìn)行的，但是利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法是研究流域農(nóng)村面源污染的多元生態(tài)補(bǔ)償問題的一個(gè)新思路。事實(shí)上，所有變量的數(shù)據(jù)均可獲得，圖1可以作為系統(tǒng)流圖，相關(guān)的方程均可建立，也可以利用Vensim軟件進(jìn)行模擬分析，模擬結(jié)果將更接近現(xiàn)實(shí)。不足之處在于實(shí)證分析只模擬了單純的化肥造成的污染，而現(xiàn)實(shí)情況則比較復(fù)雜。

4政策建議

保護(hù)水資源，任重而道遠(yuǎn)，需要近期手段和遠(yuǎn)期措施并重，常抓不懈。通過模擬分析可以看出，流域農(nóng)村面源污染的管理重在公共治理機(jī)制的建設(shè)和發(fā)揮。面源污染防治資金的短缺，單靠政府、企業(yè)、居民任何一方都難以完全解決，建議流域所在地的政府引入多元的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制:財(cái)政補(bǔ)貼一部分，生產(chǎn)者承擔(dān)一部分，消費(fèi)者補(bǔ)償一部分，長期措施與短期措施并重，具體措施如下。1)政府利用財(cái)政與金融手段提高環(huán)保投資的回報(bào)率，譬如提供低息貸款。2)培育市場(chǎng)機(jī)制，譬如有機(jī)農(nóng)藥和化肥的規(guī)模使用以降低成本。3)生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化，完善綠色農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證和標(biāo)識(shí)工作，譬如普及綠色農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證。4)成立專項(xiàng)基金———生態(tài)基金，從而保證多元補(bǔ)償措施的實(shí)施。5)數(shù)據(jù)的缺乏使相關(guān)研究難以展開，應(yīng)在生態(tài)補(bǔ)償措施實(shí)施過程中注意收集數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫。

作者：曾霞 侯兵 單位：中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué) 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院