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《中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)》 2016年
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基于碳汇的县南沟流域退耕生态林补偿标准研究

王正淑  
【摘要】:黄土高原丘陵沟壑区实施退耕还林(草)工程以来成效显著,实践表明,退耕能否顺利实施、成果能否巩固的关键在于退耕还林的生态补偿,而生态补偿的核心与难点是补偿标准的定量表示与核算。退耕生态林是退耕还林(草)工程的重要组成部分,为探讨黄土高原丘陵沟壑区退耕生态林合适的补偿标准,基于目前退耕补偿标准对退耕生态林生态系统服务功能的公共产品性考虑不到位的现实,根据生态功能补偿的生态经济学理论分析,在清洁发展机制的国际背景下,把碳汇价值与退耕农户的机会成本相结合,构建了禁伐政策下退耕生态林生态效益补偿下限的动态模型,并选取黄土高原退耕的代表流域—县南沟进行实证分析,通过实地测量和室内试验测算林地碳汇量,结合课题组积累的农户调研资料计算机会成本,以此确定县南沟流域体现生态功能价值、随退耕年限变化的补偿标准。主要结论有:1、构建了基于碳汇的退耕生态林补偿标准理论模型。运用联合生产、外部性、效用价值论等生态经济学理论,结合碳汇测算和交易市场发展的现实基础,充分考虑补偿主客体的利益和选择倾向,认为现阶段基于碳汇进行退耕生态林生态系统服务功能的生态补偿具有现实性和可操作性,能达到退耕补偿的目的、保障退耕还林工程成果的维持。在此基础上,借鉴前人关于补偿标准的理论探讨,把碳汇价值与退耕农户的机会成本相结合,构建的退耕生态林补偿标准的动态模型为:(式中:5(t)为退耕第t年的补偿标准值;FVst为碳汇价值终值;FVct为机会成本终值;t为退耕年限;n为补偿周期)。其中,(式中:Δb(t)为碳汇年增量,Mg;Pb为碳汇价格,元/Mg;r为利率:t为退耕年限);(式中:m为某坡耕地种植作物的种类;0为作物单产,kg/hm2;P为作物价格,元/kg;C为作物的经济投入,元;j为每种作物经济投入的种类,如化肥、农药、机械等;A为种植面积,hm2;I为复种系数;G为造林成本,元/hm2;r为利率;t为退耕年限)2、测算了县南沟流域退耕生态林生态系统的碳汇量。采用“空间序列代替时间序列”的方法,测定退耕10a、11a、12a、13a、14a、15a、16a、19a、20a、25a、33a、38a、39a刺槐的胸径、树高,将胸径、树高与退耕年限进行拟合,综合拟合优度与树木生长趋势,选取理查德方程拟合的模型,所得刺槐胸径生长模型为:刺槐高生长模型为:(R2=0.988)(式中:t为树龄;D为胸径,cm;H为树高,m)。刺槐胸径、树高生长模型与己有的异速生长方程以及实测的刺槐各组分含碳率相结合得到刺槐单株碳汇量。实测坡耕地、退耕39a的0-100 cm土层厚度的土壤有机碳含量和土壤容重,计算得土壤有机碳密度(SOCD),SOCD与退耕年限进行曲线拟合,指数函数的拟合优度最佳,退耕后逐年变化的土壤有机碳密度可表示为:y=22.513e0.0207t(R2=0.980),实测的林下草和枯落物碳汇占整个林地生态系统碳汇量的比例极低,不超过5%。3、依据流域内退耕刺槐林生长特性确定退耕的一个补偿周期为35a,通过流域内退耕刺槐林年碳汇增量和退耕机会成本的测算,将退耕补偿过程与补偿标准分为2个阶段,具体是:退耕1-13a,机会成本大于碳汇价值,为防止农户复垦,应补偿退耕生态林的机会成本,通过机会成本的计算,补偿的可执行标准为1909.17元/(hm2.a);退耕14-35a,碳汇价值大于机会成本,意味着产业更替己经完成,此时可实现对退耕生态林碳汇价值的补偿,通过碳汇模型进行测算,补偿的可执行标准为3650.65元/(hm2.a)。人工刺槐纯林在补偿周期之后会逐渐出现灌木层和衰败现象,因此,这一补偿期结束后,应根据林地生态群落的变化再行核算并完善其补偿标准。将碳汇价值纳入补偿体系,能促使农民为提高碳汇产量自觉增强林地管护,巩固退耕成果。4、构建了基于碳汇的退耕生态林生态补偿机制,包括基于碳汇生产下退耕补偿的标准、补偿的主体与途径、补偿的资金来源、碳汇监测的技术和组织保障等方面;并分析了该补偿机制的演化,基于碳汇的补偿标准是在考虑退耕生态林生态服务功能价值下的一种最低补偿标准,当退耕林的其他正外部性的公共生态产品足够稀缺,且有国际社会公认的测算方法及交易市场之后,补偿标准会有所提高。当碳汇交易市场足够成熟和完善,农民掌握了碳汇交易运行机制后,补偿途径可实现政府补偿向市场补偿的成功过渡,碳汇购买者(补偿主体)会由政府转变为碳排放者。
【关键词】:补偿标准 碳汇价值 机会成本 退耕生态林 县南沟流域
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S718.5
【目录】:
  • 致谢4-5
  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-14
  • 第一章 绪论14-25
  • 1.1 研究背景14-15
  • 1.2 国内外研究概况15-21
  • 1.2.1 生态补偿15-16
  • 1.2.2 生态系统服务功能价值16-18
  • 1.2.3 退耕还林补偿18-19
  • 1.2.4 碳汇与碳汇计算19-20
  • 1.2.5 评述20-21
  • 1.3 研究目的与意义21
  • 1.3.1 研究目的21
  • 1.3.2 研究意义21
  • 1.4 研究内容21-22
  • 1.4.1 基于碳汇的退耕生态林补偿的理论模型构建21-22
  • 1.4.2 县南沟流域实证22
  • 1.4.3 退耕生态林生态补偿机制分析22
  • 1.5 研究方法22-23
  • 1.6 技术路线23-24
  • 1.7 研究中可能的创新点24
  • 1.8 数据来源与分析24-25
  • 1.8.1 数据来源24
  • 1.8.2 数据处理与分析24-25
  • 第二章 研究区概况25-28
  • 2.1 自然概况25-26
  • 2.2 社会经济概况26
  • 2.3 退耕还林概况26-27
  • 2.4 小结27-28
  • 第三章 基于碳汇的退耕生态林补偿的理论模型28-39
  • 3.1 基于碳汇补偿的生态经济学基础28-33
  • 3.1.1 理论补偿范围28-30
  • 3.1.2 可实现(可操作)的补偿范围30-32
  • 3.1.3 补偿范围的确定32-33
  • 3.2 补偿标准模型33-34
  • 3.3 退耕补偿周期34
  • 3.4 黄土高原退耕生态林碳汇量动态变化34-37
  • 3.5 小结与讨论37-39
  • 第四章 基于碳汇的县南沟流域退耕生态林补偿的实证分析39-53
  • 4.1 野外采样与室内试验39-40
  • 4.2 碳汇量测算方法40-41
  • 4.3 退耕生态林生态系统碳汇量41-48
  • 4.3.1 乔木碳汇量42-44
  • 4.3.2 土壤碳汇量44-46
  • 4.3.3 林下草和枯落物碳汇量46-48
  • 4.4 退耕生态林补偿周期48-49
  • 4.5 退耕生态林补偿标准49-51
  • 4.5.1 碳汇价值49
  • 4.5.2 机会成本49-50
  • 4.5.3 补偿标准值50-51
  • 4.6 小结与讨论51-53
  • 4.6.1 小结51
  • 4.6.2 讨论51-53
  • 第五章 退耕生态林生态补偿机制分析53-58
  • 5.1 退耕生态林补偿机制的构建53-56
  • 5.2 退耕生态林补偿机制的演化56-57
  • 5.2.1 补偿范围和标准的演化56
  • 5.2.2 补偿途径的演化56-57
  • 5.2.3 补偿主体的演化57
  • 5.3 小结与讨论57-58
  • 第六章 结论与展望58-60
  • 6.1 主要结论58-59
  • 6.2 研究展望59-60
  • 参考文献60-66
  • 作者简介66

【参考文献】
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