摘要：建立设施蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿机制对于提高农田生态系统碳汇的供给水平和推动我国蔬菜产业的可持续发展具有重要作用。在对农田碳汇功能生态补偿的基本内涵和理论依据进行分析的基础上，从补偿主体、补偿标准和补偿方式方面出发构建了我国设施蔬菜碳汇功能的生态补偿机制，运用2011-2013年的数据对我国省域设施蔬菜碳汇功能的补偿标准进行了厘定。通过核算设施蔬菜生产系统农田单位面积产生的净碳汇量，并将其乘以我国碳交易市场的碳汇价格，以此作为设施蔬菜碳汇功能的生态补偿标准。根据测算结果，省域设施蔬菜碳汇功能的生态补偿标准平均为21.37元/亩，相应的净碳汇量平均为356.14千克当量/亩。
关键词：农田碳汇功能；设施蔬菜；生态补偿；补偿标准机制
中图分类号：F325.2 文献标识码：A 文章编号：1009-9107（2016）02-0079-08
农业多功能性是农业及其发展的客观属性，发挥农业多功能性是实现农业可持续发展的客观要求[1]。在建设生态文明的进程中，不仅要关注农业的经济功能和社会功能，更要关注农业的生态功能，这是农业现代化的基本要义之一[2]。在人类耕作管理活动的干预下，通过采用低碳农业生产技术和农作物自身的光合作用，农田生态系统具有巨大的减排增汇潜力，对缓解全球气候变暖具有重要作用[3，4]。但农田生态系统的这种碳汇功能并没有得到相应的经济补偿，以至于人们往往过于关注农业的经济功能，而忽略了农业碳汇所具有的巨大的生态功能。我国于2009年将二氧化碳排放作为硬性约束性指标纳入到国民经济和社会发展的中长期规划，并决定到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。在这种情况下，化肥、农药、农膜等农业生产资料的工业生产部门势必会面临越来越高的二氧化碳减排成本，从而进一步拉高农业生产资料的价格，最终导致农业生产成本也进一步升高。
因此，如果农田生态系统碳汇功能的生态补偿机制缺失，工业生产部门的减排成本也部分转移到农业生产部门，这无疑将对我国农业的可持续发展构成威胁。蔬菜是我国种植面积仅次于粮食的重要农作物。随着日光温室等现代农业设施的推广及应用，我国设施蔬菜种植面积和产量均有较快增长，其在保障我国城乡居民蔬菜需求的同时也具有巨大的潜在生态服务价值。因此，在减排压力日益增加和碳汇资源逐渐稀缺的背景下，构建设施蔬菜碳汇功能的生态补偿机制对于推动我国蔬菜生产的低碳化发展和提高菜农的收入均具有重要作用。
一、文献综述
早在20世纪90年代，费孝通先生就提出：人类对地球竭泽而渔导致的资源枯竭、生态破坏、环境污染、气候异常等问题在后工业时代必将引发人类对自己所创造的文明进行全面反思[5]。近年来，随着全球生态环境的进一步恶化，生态服务的付费问题，也即生态补偿机制作为一个新兴的研究领域成为备受关注的热点。一些学者从宏观视角对生态补偿机制的基本内涵、理论依据、参与主体、主导机制、政策工具、法律基础以及目前存在的问题等方面进行了定性分析[611]。另一些学者基于微观视角对森林、草原、湿地、流域等功能单元的生态补偿机制问题进行了探讨[1216]。上述研究成果为生态补偿机制问题的进一步研究奠定了基础和提供了有益借鉴，但生态补偿机制问题的研究无论是在我国还是发达国家都仍然处于探索阶段，仍存在实证性及应用性的研究欠缺和生态功能单元拓展窄狭等突出问题。
农田生态系统的碳汇功能在缓解全球温室效应方面发挥着重要作用。伯尼（Burney）通过美国农业部门1961年至2005年的数据分析得出，在此期间农作物光合作用所产生的碳汇减少了5.9亿吨的温室气体排放[17]。基于农田生态系统碳汇所具有的巨大生态服务价值，国内外已有一些学者对农业碳汇的生态补偿机制进行了积极探索。目前为止的研究主要集中于以下 两个方面：一是根据国际经验对农业碳汇功能生态补偿的必要性、运行机制及政策措施进行定性分析。理鲍多（Ribaudo）等人对美国温室气体减排、农田碳汇贸易及生态标签等农业生态服务的市场机制进行分析，并提出了该机制有效运行所必须解决的一些问题[13]。张新民依据对我国农业碳减排的必要性和减排增汇潜力的分析，提出建立和完善农业碳汇的生态补偿机制的对策建议[18]。二是基于碳汇功能的生态服务价值及其正外部性对农业生产碳汇功能的生态补偿机制进行实证分析。穆雷（Murray）对美国农业和森林部门能够增加碳汇和减少碳排放的适用性措施进行阐述，并测算了这些措施在不同补偿水平下对减少温室气体排放的贡献率[19]。李颖等人从补偿原则、补偿主体、补偿标准和补偿方式等方面构建了我国粮食作物碳汇功能的生态补偿机制框架，并以山东省小麦――玉米轮作农田生态系统为例对补偿标准进行了设计[20]。但总体而言，我国农田生态系统基于碳汇功能的生态补偿机制问题的研究仍然不够系统和全面，已有研究对我国粮食作物碳汇功能的生态补偿机制进行了探索，但针对蔬菜生产系统碳汇功能生态补偿机制的研究还尚未发现。鉴于此，本文在对相关文献进行梳理的基础上，试图从补偿主体、补偿标准和补偿方式等方面对我国设施蔬菜碳汇功能的生态补偿机制进行系统的设计。
二、农田碳汇功能生态补偿的内涵及理论基础
生态补偿机制是指以保护生态环境和促进人与自然和谐发展为目的，根据生态系统服务价值、生态保护成本和发展机会成本运用政府和市场手段进行调节生态保护利益相关者之间利益关系的公共制度[6]。根据上述生态补偿机制的概念，并结合设施蔬菜生产系统碳汇功能的自身特点，本节对农田碳汇功能生态补偿的基本内涵和理论依据进行分析。
（一）农田碳汇功能生态补偿的基本内涵
生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件和效用[21]。农田生态系统服务大致包括供应服务、调解服务、支撑服务和文化服务，而调解服务则是农田提供的最多样的服务，其中减少温室气体排放和增加生物及土壤固碳就是最为重要的调节服务之一[22]。农田作物及植被通过光合作用合成有机质，吸收大量二氧化碳，进而削弱温室效应，抵制全球气候变暖，具有显著的碳汇功能。目前，针对农田碳汇功能的“生态补偿”已经在美国、澳大利亚和哥斯达黎加等国家得以实施，只是生态补偿在国际上更为通用的叫法是生态服务付费（payment for ecological services，PES），这和我国的生态补偿（ecological compensation）内涵是一致的，均是指根据生态服务功能的价值向生态服务的提供者支付费用，用以弥补创造生态服务所需的成本或者使得生态服务本身所具有的价值得以实现。因此，受益者付费，即生态效益的受益者应该向生态服务功能的供给者支付相应的费用，也就成为生态补偿的基本原则和分配依据。具体到蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿而言，就是要从该项生态服务受益的相关主体向提供该服务的蔬菜生产者进行付费。从经济本质上来看，农田碳汇功能的生态补偿实际上就是将农田生态系统提供的碳汇功能所具有的外部正效应内部化，并将这种正的外部效益在不同主体之间进行让渡，以实现经济利益再分配的过程。但由于碳汇本身具有公共物品的特性，使得这种生态服务的让渡难以在市场上有效实现。因此，外部性与公共物品理论也就构成了农田碳汇功能生态补偿的经济学理论基础。 （二）农田碳汇功能生态补偿的理论基础
农业不仅具有经济价值，而且具有生态价值。农产品作为人类生存和发展最基础的必需品，其经济价值可以在农产品市场上通过交换直接实现。然而，由农田生态系统产生的碳汇所提供的生态服务具有非竞争性和非排他性的特征，是典型的纯公共物品。在农田碳汇功能生态补偿机制缺失的条件下容易引发搭便车行为，从而农田碳汇的生态服务价值是难以充分实现的。这就使得农业生产的社会效益大于农户所能够获得的私人效益，也即是说农业生产的碳汇功能具有显著的正外部性特征（如图1所示）。
根据图1可知，正外部性的存在使得农业生产的边际社会收益MSB大于边际个人收益MPB。在农田碳汇功能的生态补偿机制缺失的条件下，农户仅能够获得农作物的经济价值所实现的个人收益，作为理性经济人的农户就会按照边际个人收益MPB等于边际成本MC的原则进行生产决策，以实现利润最大化，此时达到均衡时的农业产出水平是Q1。而要实现整个社会福利的帕累托最优，则必须遵循边际社会收益MSB等于边际成本MC的条件进行生产，此时达到新的均衡时的农业产出水平是Q2。因此，在农田碳汇功能生态补偿机制缺失的情况下，农业产出水平要小于实现整个社会福利达到帕累托最优时所决定的最优产出水平。农业生产正外部性的存在使得市场机制不能很好地发挥作用，不能通过价格机制来纠正成本与收益的偏差。因此，为了实现资源的最优配置和社会福利的帕累托最优，就必须通过政府的制度手段对农户从事农业生产而创造的碳汇所具有的生态服务价值进行付费或者进行经济补偿，使该公共物品所具有的正外部性内部化，从而纠正由搭便车行为所导致的市场失灵。
三、设施蔬菜碳汇功能的生态补偿机制构建
生态补偿机制的主体框架一般包括补偿主体与补偿客体的明晰、补偿标准的厘定和补偿方式的设计三个方面。其中，补偿主体与补偿客体是基础，补偿标准是关键，而补偿方式则是生态补偿机制有效运行的保障。本节在前文对农田碳汇功能生态补偿的基本内涵和理论依据进行分析的基础上，从补偿主体、补偿标准和补偿方式等方面构建我国设施蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿机制。
（一）补偿主体
补偿主体的明晰是构建蔬菜生产系统碳汇功能生态补偿机制的基础。蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿主体主要是与蔬菜生产行为有着直接、密切利益关系的群体，包括权利主体和义务主体。生态补偿机制的权利主体是指由于对生态系统服务的利用而受益的组织或个人，又称受偿者；生态补偿机制的义务主体则是指生态系统服务的提供者，又称补偿者。根据“受益者付费”原则，生态补偿的权利主体补偿者理应向生态补偿的义务主体受偿者支付一定的费用，以使得生态服务的正外部性内部化。蔬菜生产系统所具有的碳汇功能属于农业生态服务的一种，因此基于碳汇功能的蔬菜生产系统的生态补偿义务主体应该是所有碳汇功能生态服务的受益者。由于碳汇功能主要是减少温室气体排放，从而有效抵制温室效应所导致的全球变暖，因此所有人都应该是该项生态服务的受益者。所以，中央政府作为全体公民的代表应该成为最主要的碳汇功能生态补偿的义务主体。另外，工业企业的生产活动产生了绝大多数的碳排放，是农业碳汇的最大受益者，因此也应成为该项生态服务重要的生态补偿义务主体。蔬菜生产系统的碳汇来自于蔬菜生产过程，碳汇的形成凝结了蔬菜生产者无差别的人类劳动，因此基于碳汇功能的蔬菜生产系统的生态补偿权利主体是蔬菜种植户。
（二）补偿标准
补偿标准的厘定是构建生态补偿机制的核心和难点，也是决定生态补偿机制可行性和有效性的关键。合理的补偿标准能够充分调动生态服务提供者参与生态保护的积极性，以获得足够的动力和能力来改变原来落后的生产方式，达到调整产业结构的目的。生态补偿标准的厘定是以内部化外部效益为原则的。借鉴粮食作物碳汇功能外部效益的计算方法[20]，设施蔬菜生产系统碳汇功能的外部效益可表示为该系统所产生的净碳汇量与碳交易市场碳汇价格的乘积，计算公式为：
由于不同蔬菜作物在生产过程中的投入产出结构存在较大差异，且不同省份蔬菜作物的种植结构也不相同，基于地区可比性和年际稳定性的考虑，本研究采用我国种植最为广泛的设施番茄和设施黄瓜2011-2013年三年平均的投入产出数据对我国省域设施蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿标准进行厘定。本文核算设施蔬菜生产系统净碳汇量的相关数据均来源于历年《全国农产品成本收益资料汇编》和《中国统计年鉴》，其中各价值型指标数据均已通过以2011年为基期的相应的价格指数进行了调整。另外，根据中国碳排放交易网（www.tanpaifang.com）的碳交易数据：截至2013年12月31日，我国深圳、上海、北京、广东和天津五个碳交易试点二级市场的总成交量为44.55万吨，总成交额为2 491万元，平均碳汇价格为每吨碳55.91元（约合0.06元/kgCE）。则根据上述数据和计量方法可以得出我国21个省、自治区、直辖市设施蔬菜生产系统碳汇功能的外部效益，也即补偿标准的厘定结果如表2所示。
由表2可知，我国21个设施蔬菜主产省区的碳汇功能生态补偿标准平均为21.37元/亩，相应的净碳汇量平均为356.14 kgCE/亩。其中，各省域设施蔬菜生产系统的碳汇功能生态补偿标准最高的是新疆为29.14元/亩，相应的净碳汇量为485.72 kgCE/亩；其次是甘肃，碳汇功能生态补偿标准和净碳汇量分别为26.67元/亩和444.50 kgCE/亩。农田生态系统碳汇主要来源于农作物的光合作用固碳，新疆和甘肃是我国平均日照时间最长和积温最高的地区，在设施生产系统良好灌溉条件的基础上尤其适合果类蔬菜作物的生长，进而产生的光合作用固碳量也最高。黑龙江省也是我国设施蔬菜生产系统亩均净固碳量较高的地区，为433.37 kgCE/亩，相应的碳汇功能生态补偿标准为26.00元/亩。黑龙江省位于我国的最东北部，虽然受低温气候影响设施蔬菜生产系统光合作用固碳量仅略高于全国平均水平，但其土壤净固碳量却是我国最高的地区，且其设施蔬菜生产过程中由要素投入产生的碳排放量也比全国平均水平低15.33%，综合以上因素使得黑龙江省设施蔬菜生产系统产生了较多的净碳汇量。设施蔬菜生产系统单位面积净碳汇量最低的是浙江省，仅为236.07 kgCE/亩。浙江省地处我国东南沿海，气候湿热，平均日照时间偏低，在一定程度上不利于果类蔬菜的生长，从而导致设施蔬菜生产系统光合作用固碳量很低和农田土壤的净固碳量也偏低；而其设施蔬菜生产过程中由要素投入产生的碳排放量却显著高于全国平均水平；综合以上因素使得浙江省设施蔬菜生产系统产生的净碳汇量处于全国最低水平，其相应的碳汇功能生态补偿标准也最低，为14.16元/亩。 （三）补偿方式
选择交易成本低、兼顾公平与效率又易于操作的补偿方式是生态补偿机制能够有效运行的保障。从生态补偿机制的运作主体上看，生态补偿方式可分为以政府为主导的补偿方式和以市场为主导的补偿方式。出于公平性和执行操作的便利性，我国现行的生态补偿实践中多采用以政府为主导的补偿方式。两种生态补偿方式的运行机制如图2所示。
以政府为主导的补偿方式是一种具有强制性和行政命令式的生态补偿方式，根据补偿途径不同又可以分为资金补偿、实物补偿、技术补偿和政策补偿。资金补偿是政府向蔬菜种植户实施的一种直接财政转移支付，其实质是政府作为全体公民的代表购买碳汇生态服务并无偿提供给所有使用者。由于资金补偿对受偿对象具有直接受益性的特点，该补偿方式是农户最为乐意接受的生态补偿方式。但资金补偿作为一种“补血式”的间接性的生态补偿方式，并不能对生态环境的改善起到直接作用，且单个农户得到的补偿金额一般较少，对于农民家庭的增收效果往往也不明显。因此，具有“造血功能”的实物补偿、技术补偿和政策补偿应该得到足够重视。如通过向蔬菜种植户发放防虫板、配方肥等实际物品可以减少农药、化肥的使用，直接帮助菜农减排增汇；通过向农户无偿提供低碳生产技术培训可以提高蔬菜种植户的低碳生产意识和低碳生产水平；通过对蔬菜主产区进行适当的政策倾斜可以为当地蔬菜产业的发展提供持续动力。“造血式”的补偿方式虽然在一定程度上克服了资金补偿所具有的增汇效果不佳和补偿资金过于分散的缺陷，但也面临实物质量难以保障，技术培训形式化和优惠政策不够灵活等问题。采取多种补偿方式相结合的方式能够克服单一补偿方式的缺陷，但往往需要更为复杂的配套机制和高昂的管理运营成本。
以市场为主导的生态补偿方式是指在各类生态环境标准、法律法规和政策规范的调控范围内，利用经济手段参与环境市场的产权交易。这种补偿方式可以随时发现有价值的市场信息，发挥市场反应灵敏的优势，及时做出理性决策，可以有效避免政府主导下的机会主义和有限理性等缺陷。因此，创新生态补偿方式的设计理念，加强市场方式在农田生态补偿机制中的作用，能够使得多种补偿方式的供给与差异化、个性化的补偿需求在更高水平上保持动态平衡。目前，我国已经建立了深圳、上海、北京、广东、天津、湖北和重庆7个碳交易试点的二级市场，并计划于2017年启动全国碳排放交易体系[27]。相关部门只需建立设施蔬菜生产系统碳汇的计量、监测和评估体系，并允许此部分碳汇以碳排放权的形式进入我国的碳交易市场进行自由交易，即可完成设施蔬菜生产系统碳汇功能生态补偿机制的市场化。另外，由于我国蔬菜种植户的生产规模一般较小，单个农户参与碳交易市场面临交易成本过高和信息租金的问题，因此以区域为单位或委托第三方农业经营组织参与碳交易市场是比较可行和值得探索方法。
综上所述，针对设施蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿方式而言，以政府为主导的补偿方式与以市场为主导的补偿方式相比，其优势在于相对公平、操作简单和补偿方法多样；但其主要缺陷是不能够充分发挥市场价格机制对碳汇资源的优化配置作用。另外，以政府为主导的补偿方式也往往受制于政府的财政预算和面临较高的管理运营成本。因此，我国在逐步完善和构建全国碳排放交易体系的进程中，要更加重视以市场为主导的碳汇功能的生态补偿方式，使碳汇的市场价格成为调节设施蔬菜生产系统减排增汇的有效手段。
四、结论与讨论
建立设施蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿机制对于提高我国农田生态系统碳汇的供给水平和推动我国蔬菜产业的可持续发展具有重要作用。本研究在对农田碳汇功能生态补偿的内涵进行界定和对补偿依据进行理论分析的基础上，从补偿主体、补偿标准和补偿方式等方面出发构建了我国设施蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿机制，并对2013年我国省域设施蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿标准进行了厘定。通过核算设施蔬菜生产系统农田单位面积产生的光合作用固碳量、生产要素投入碳排放量和土壤净固碳量，从而得到净碳汇量，并将其乘以我国碳交易市场的碳汇价格，以此作为设施蔬菜生产系统碳汇功能的生态补偿标准。根据测算结果，我国省域碳汇功能的生态补偿标准平均为21.37元/亩，相应的净碳汇量平均为356.14kgCE/亩。但需要注意的是，我国碳交易市场的发展很不完善，存在着交易价格过低、开发项目领域过窄等问题。目前，我国碳交易市场的参与主体仍然以工业企业为主。由于工业行业之间的碳排放边际减排成本差异并不大，使得碳交易量和碳交易额均比较小，导致碳汇的市场价格持续低迷且波动较大。因此，根据目前我国碳交易市场碳汇价格厘定的补偿标准偏低。1980-2008年我国工业全行业碳排放的边际减排成本为每吨3.27万元[28]，而2011年我国农业碳排放的边际减排成本则为1.91万元[29]。由此推算，我国工业和农业碳排放的边际减排成本存在着约每吨1.36万元的显著差异；但2013年我国碳交易试点二级市场上的平均碳汇价格却仅为每吨55.91元。因此，将农业碳汇纳入碳交易市场不仅能够使得碳汇的市场价格更好地反应供需状况，而且能够使我国农田碳汇功能的生态补偿标准更趋合理和补偿方式更为多样。
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Abstract：It is of significance for building an agricultural ecological compensation mechanism of facility vegetable production system’ carbon sink on enhancing the carbon sink level of farmland and promoting the sustainable development of Chinese vegetable industry. Based on analysis of the basic connotation and theoretical basis of farmland carbon sink， this paper built an agricultural ecological compensation mechanism of facility vegetable carbon sink in terms of compensation subject， compensation standard as well as compensation mode， then it measured the compensation standard of carbon sink from facility vegetable production at province level in China using the data from 2011 to 2013. Through measuring the net carbon sink from the unit area farmland of facility vegetable production system， then multiplying it by carbon price of carbon trading market in China we can get the ecological compensation standard of carbon sink from facility vegetable production system. According to the measuring result， the average ecological compensation standard of carbon sink from facility vegetable production at province level in China is 21.37 Yuan/Mu， and the corresponding average net carbon sinks is 356.14 kgCE/Mu.
Key words： carbon sink； facility vegetable； ecological compensation； compensation mechanism
