1流域農村面源污染的生態補償模型

1.1系統因果關系分析

將生態基金用于治理污染的長期措施與短期措施。對于流域的農村而言，長期措施一般主要包括生態養殖、生態農業、生態漁業、生態濕地建設以及農村自來水改造;短期措施一般主要包括垃圾回收、對民眾的宣傳教育以及垃圾集中處理。雖然在實施生態養殖、生態農業、生態漁業、生態旅游過程中也會產生污染，但包括生態養殖、生態農業、生態漁業、生態濕地在內的長期措施與作為短期措施的垃圾回收可以產生經濟效益，并且政府由此得到的稅收與國家項目補償資金和民間資本等其他資金，可以再投入到生態基金，形成污染治理與經濟發展的良性循環，從而實現資源利用與經濟效益的可持續發展。于是，利用Vensim軟件繪制流域農村面源污染的生態補償模型的系統因果。通過因果關系圖可以看出，流域農村面源污染的生態補償不僅僅是單一化的政府補償，其生態補償基金的來源除了國家項目資金，還有生態基金投入的生態養殖、生態農業、生態漁業、生態旅游和垃圾回收帶來的收益，以及民間資本等其他資金。這種多元化的補償方式使生態補償由“輸血型”補償變為“造血型”補償，使流域農村面源污染的治理和社會經濟得到可持續的發展。

1.2系統流圖繪制與系統方程式

根據收集到的數據，考慮生態農業方式下，運用系統動力學的方法分析污染治理量與資金補償量的變化趨勢及交互影響。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，可構建污染治理總量、補償資金總量以及相關變量之間的系統，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、治理污染固定費用、普通水稻單價、普通水稻產量、有機水稻單價以及有機水稻產量，需賦予輔助變量常數值。模型的實證分析中，輔助變量的初始值來源于實地考察調研。相應的輔助方程數量繁多而且也比較簡單，這里不一一列出。系統流圖中有2個關鍵的速率方程:污染治理速率方程與資金補償速率方程。速率方程的建立一般是系統動力學模型中較難部分，筆者用微分方程的方法建立速率方程。

2流域農村面源污染生態補償模型的實證研究

2.1模型數據來源

通過對湖北省荊州市的實地考察調研，獲取了模型基本數據。數據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。根據調研材料《荊州綠色農產品發展情況》，荊州市有機稻種植面積為2000畝。

2.2模擬結果分析

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

2.2.1污染治理總量的模擬結果及分析

當初始污染治理量分別取1，2，3kg時，利用Vensim軟件可得污染治理總量隨時間變化的趨勢。污染治理總量曲線先單調增加，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，治理時間為100a(1200月)時，污染治理量遠遠未達到最大污染治理量50kg;初始污染治理量提高2kg，大概在100a(1200月)時，污染治理總量幾乎達到了50kg;初始污染治理量進一步提高到3kg時，大概在840月(70a)，污染治理總量幾乎達到50kg。在污染治理的初始時刻，污染治理量分別為1，2，3kg，而在60月時，污染的治理總量分別達到了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時治理的污染幾乎是初始污染治理量為1kg時的5倍。污染治理的效果隨著時間的增加更加明顯，所以應該在污染治理的初期增加投入，提高污染治理量。

2.2.2資金補償總量的模擬結果及分析

當初始污染治理量分別取值1，2，3kg時，利用Vensim軟件得到資金補償總量隨時間變化的趨勢，初始污染治理量大時，補償的資金較多。這意味著污染治理需要專項經費做保障，生態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，資金補償總量的曲線在治理的前期上升較快，后期逐漸平緩，而隨著時間的增加，三者的資金補償量將趨于一致。這說明在污染治理的后期，不管初始污染治理量為多少，補償的資金都趨于穩定且一致。表3給出了初始污染治理量分別為1，2，3kg時，從污染治理的初始時刻到60月，每隔12月的補償資金的模擬結果。從表3可以看到，在初始時刻，污染的治理量由1kg提高到2kg時，補償資金由37.34元提高到49.68元，增加了33.05%;污染治理量提高到3kg時，補償資金為62.02元，相對于污染治理量1kg時增加了66。09%。

2.2.3資金補償總量與污染治理總量的關系

當初始污染治理量分別為1，2，3kg時，利用Vensim軟件得到資金補償總量與污染治理總量的關系，代表初始污染治理量為1kg時的曲線在最上方，說明初始污染治理量低的資金補償總量反而高。導致該結果的原因是:初始污染治理量較小時，治理的速率低，花費的時間多，增加了時間成本，如果治理同樣多的污染，初始污染治理量較小時所需資金補償總量較多。

3結論

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省資金。另外，污染的治理需要有專項資金如生態基金作為保障，增加污染初期治理的投入，治理污染將事半功倍。生態基金的來源不僅僅是政府為主導的一元化投入，還有生態基金投入的生態養殖、生態農業、生態漁業、生態旅游和垃圾回收帶來的收益，從而實現“四湖”流域農村經濟發展與污染治理的良性循環與可持續發展。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生的影響，譬如有機稻價格的增加對污染治理的影響等，而且不必改變模型結構，只需改變相應輔助變量的取值，利用Vensim軟件即可獲得相應結果，這也是利用系統動力學方法分析生態補償問題的優勢所在。由于數據缺乏，該模型的建立是在一定的假設下進行的，但是利用系統動力學方法是研究流域農村面源污染的多元生態補償問題的一個新思路。事實上，所有變量的數據均可獲得，圖1可以作為系統流圖，相關的方程均可建立，也可以利用Vensim軟件進行模擬分析，模擬結果將更接近現實。不足之處在于實證分析只模擬了單純的化肥造成的污染，而現實情況則比較復雜。

4政策建議

保護水資源，任重而道遠，需要近期手段和遠期措施并重，常抓不懈。通過模擬分析可以看出，流域農村面源污染的管理重在公共治理機制的建設和發揮。面源污染防治資金的短缺，單靠政府、企業、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補償機制:財政補貼一部分，生產者承擔一部分，消費者補償一部分，長期措施與短期措施并重，具體措施如下。1)政府利用財政與金融手段提高環保投資的回報率，譬如提供低息貸款。2)培育市場機制，譬如有機農藥和化肥的規模使用以降低成本。3)生態農業產業化，完善綠色農產品認證和標識工作，譬如普及綠色農產品質量認證。4)成立專項基金———生態基金，從而保證多元補償措施的實施。5)數據的缺乏使相關研究難以展開，應在生態補償措施實施過程中注意收集數據，建立數據庫。

作者：曾霞 侯兵 單位：中南財經政法大學 湖北經濟學院