基于碳汇和生态系统服务的国家公园生态补偿机制

《Journal of Environmental Management》：Ecological compensation for national parks based on carbon sink and ecosystem services

黄河三角洲国家级自然保护区通过整合碳汇能力、生态系统服务价值（ESV）和机会成本构建动态生态补偿标准（ECS）框架，结果显示湿地碳汇强度最高，ESV达47.6亿元，碳补偿金额19.11元/ha，ECS阈值2万-4.76万 yuan/ha。

　　

Zekun Yi|Donghe Li|Min Lu

山东建筑大学艺术学院，中国济南250101

摘要

生态补偿（EC）是国家公园可持续管理的关键机制。然而，当前的生态补偿标准（ECS）制定往往依赖于静态的、单一维度的方法。这些方法无法满足不同地区的多样化和动态需求。本研究通过建立动态ECS框架来填补这一空白。我们的模型整合了三个多维度视角：碳汇、生态系统服务价值（ESV）和机会成本。我们将这一框架应用于中国的黄河口国家公园（YRENP）。这一案例研究为平衡生态保护与区域发展提供了科学依据。2000年至2020年的研究结果揭示了三个关键发现。首先，研究区域的净碳汇增加了7.38 × 10^4吨。湿地单位面积的碳封存强度最高。其次，总ESV增加了4.76 × 10^9元，其中湿地贡献最大。在调节服务中，水文调节贡献的ESV最高。第三，研究区域的碳补偿金额为19.11元/公顷。ECS的阈值范围为2.00 × 10^4至4.76 × 10^4元/公顷。这项研究为制定ECS提供了一个稳健的多维度框架，为管理国家公园和其他保护区提供了新的理论和方法基础。

引言

随着全球生态挑战（如气候不稳定、生物多样性丧失和水资源短缺）的加剧，生态系统服务对人类福祉的重要性得到了广泛认可，这使得可持续发展成为全球共识（Ruggerio, 2021）。生态补偿（国际上称为环境服务支付，PES）是一种经济机制，旨在协调生态保护与经济发展。它在维持生态系统服务的可持续供应方面发挥着关键作用（Wu et al., 2024; Zhang et al., 2022b）。其理论框架广泛应用于多个领域，包括流域（Xiao et al., 2024; Zhang et al., 2022b）、森林（Kobayashi et al., 2025）、草原（Hou et al., 2021）和湿地（Canning et al., 2021）。然而，在国家公园等复杂生态系统中实施生态补偿仍面临重大的理论和方法挑战。

第一个挑战源于国家公园生态系统的多样性和空间关联性。然而，现有研究通常只关注对单一生态要素（如森林或湿地）的补偿。这无法满足协调的多要素管理需求（Deng and Cao, 2023; Kobayashi et al., 2025）。其次，建立科学合理的ECS对于国家公园的可持续管理至关重要（Liu et al., 2020）。尽管如此，当前的ECS制定方法往往依赖于单一指标（如ESV、机会成本）和静态方法（如成本效益分析，CVM）（表S1）（Liu et al., 2020; Sheng et al., 2019; Yan et al., 2024; Yang et al., 2020; Zhang et al., 2024）。这导致ECS无法适应差异化的需求，从而限制了生态补偿政策的操作可行性和区域适应性。因此，开发多维度、动态的ECS阈值成为国家公园可持续管理的关键问题。

近年来，随着“碳中和”目标的推进，碳补偿作为一种关键工具受到了关注（Xia et al., 2023; Wu et al., 2024）。作为重要的碳汇，国家公园应在制定ECS时综合考虑区域碳平衡、生态系统服务和社会经济发展。因此，本研究以中国的黄河口国家公园为例，创新性地构建了一个基于“碳汇-ESV-机会成本”的多维度ECS框架（图1）。本研究的核心贡献包括：1）克服单一指标的局限性。我们整合了碳预算核算、ESV评估和机会成本计算，创建了一个动态的多维度评估框架，超越了单一评估标准的限制，提供了时空适应性强的ECS阈值。2）与“双碳”目标保持一致。我们将碳封存能力纳入国家公园ECS框架，直接将“双碳”目标与保护区管理改革联系起来，为推进生态文明和自然资源治理提供了创新的方法路径。3）支持多方利益相关者的决策。所提出的框架为各方利益相关者提供了决策支持工具，为改进生态补偿机制提供了稳健的实践范式，促进了国家公园和其他保护区的保护与区域发展之间的平衡。

研究区域

黄河口国家公园（YRENP）位于山东省东营市，地理坐标为118°13′55.28"～119°30′57.00"E，37°25′02.67"～38°17′53.47"N），地处黄河入海口。它北邻渤海，东接莱州湾，总面积约为3.50 × 10^5公顷。该公园包括黄河三角洲国家自然保护区和其他七个自然保护区，覆盖东营市的三个区（县）——垦利、河口和利津，包含10个乡镇（街道）（图2）。

土地利用的时空变化

图3a-b展示了2000年、2010年和2020年YRENP内的土地利用类型变化。2000年，研究区域的主要土地利用类型是湿地和草地，分别占陆地面积的41.86%和35.58%。2010年和2020年，湿地成为主导土地利用类型，分别占陆地面积的72.39%和66.87%。沿海地区的主要土地利用类型也是湿地。农田主要分布在河流沿岸。

土地利用、碳封存和ESV的变化特征及驱动因素分析

YRENP的生态改善体现了“政策引导–景观重构–生态系统功能增强”的路径。自然演替和政策干预的综合作用推动了土地利用向湿地和水体的转变，显著提升了碳封存能力和生态系统功能，实现了生态系统服务的协同效益。

首先，优化的土地利用模式为这种转变奠定了基础

结论

本研究量化了2000年至2020年YRENP陆地区域的碳汇、ESV、直接投资和机会成本。采用的方法包括碳预算核算、等效因子法和机会成本法。基于这些结果，确定了YRENP的生态补偿标准。主要结论如下：

• (1)
  湿地单位面积的碳封存能力最强。此外，它们是ESV的主要贡献者

作者贡献声明

Zekun Yi：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法论设计，数据整理，概念构建。 Donghe Li：撰写 – 审稿与编辑，监督。 Min Lu：监督，资源管理，项目协调，概念构建。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。