高潜水位煤矿区生态补偿标准评估框架与测算： 以东滩煤矿为例

程琳琳，杨丽铃，刘昙昙

(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083)

0 引 言

煤炭是我国重要的矿产资源，煤矿开采在推动我国经济发展的同时，也造成了严重的生态环境问题。近年来，我国政府十分重视生态补偿机制建设工作，各地区都在积极开展建立和健全生态补偿机制的实践。生态补偿标准的测算是开展生态补偿实践的基础和依据。补偿标准具有空间差异性，地形、地貌、气候等自然条件，区域差异等都是影响补偿标准的主要因素[1]。因此，研究煤矿区生态补偿标准不能照搬已有研究成果，应当结合自身生态环境破坏情况进行测算。

我国现有关于煤炭开采生态补偿标准的研究，更多集中于对山西省和西部地区的应用研究。王金南等[2]根据相关部门的数据，估算山西省煤炭开采环境污染和生态破坏经济损失值，以及煤矿区环境污染治理和生态恢复的投资需求；党晋华等[3]应用环境价值评价法，建立山西省煤炭开采环境污染和生态破坏损失实物量和价值量核算体系，并对其经济损失量进行测算；宋晓强[4]运用生态服务价值评估法和经济损失评估法，对陕西省煤炭、石油、天然气开采水土保持补偿标准进行测算；顾刚等[5]综合运用价值损失法和恢复成本法，核算了十年间重庆市松藻矿区煤炭开采造成的生态环境与居民累计价值损失值；时乐乐等[6]运用使用者成本法、市场价值法和恢复费用法对新疆省煤炭开采造成的使用者成本和生态环境成本进行测算，并探讨了外部成本的补偿程度。

平原高潜水位煤矿区以耕地利用类型为主，是我国重要的粮食生产基地。由于地下水位较高，煤炭开采土地破坏形式主要表现为地表沉陷和积水，造成大量耕地变为沼泽地，农田损毁严重，粮食减产甚至绝产，研究其生态补偿标准具有重要意义。本文从煤炭开采造成的生态破坏损失和环境污染损失两个方面入手，综合运用恢复成本法和价值损失法，构建高潜水位矿区煤炭开采生态补偿标准评估框架，并以山东省东滩煤矿为例进行评估框架的具体应用。

1 高潜水位矿区煤炭开采生态环境影响

1.1 地表沉陷与水土流失

高潜水位矿区煤炭开采常见地质灾害主要表现为地表沉陷和水土流失。煤层采出后，岩体内原有应力平衡状态被打破，产生上覆岩层的移动、变形和破坏，并自下而上发展至地表，引起地表移动、变形、破裂等[7]，引发地表沉陷，造成大面积的耕地损毁，破坏地面道路、房屋建筑等设施。煤炭开采引起地表沉陷，产生地裂缝，在土壤侵蚀力不变的情况下，侵蚀模数将加大，水土流失程度加剧。

1.2 水资源破坏与污染

煤炭开采引起地裂缝，导致地表水和浅层、中层地下水向下渗漏，以矿井废水排出，使地表径流减少，地下水位下降，破坏了地下水资源。采煤漏水造成矿区居民饮水困难，水田因缺水变作旱地，导致农业经济损失。矿井废水若不经处理直接排放，不仅会浪费大量的水资源，还将造成严重的地表水和地下水污染，影响矿区生产、生活用水。

1.3 固体废弃物堆放与污染

煤矸石是主要的固体废弃物。煤矸石露天堆放不仅占用大量土地，破坏矿区自然景观。同时，煤矸石本身可能会发生自燃，严重甚至引发爆炸，造成严重的大气污染。经过雨蚀、风化后，煤矸石表面的风化层物质在雨水、风的作用下进入地表或大气，影响矿区土壤、水体和大气环境。

1.4 大气污染

锅炉燃烧、煤矸石自燃会产生大量的烟尘以及SO2、NOX等有害气体，是煤矿区大气污染的主要来源。同时，煤和煤矸石破碎、运输过程中产生的大量粉尘，以及运输车辆排放的车尾气都会造成严重的大气污染，降低空气环境质量，损害矿区居民的身体健康。

2 高潜水位矿区煤炭开采生态补偿标准评估框架

煤炭开采生态补偿标准的制定主要依据生态环境的恢复成本或基于生态系统服务价值损失。生态恢复成本确定的补偿标准通常作为下限，补偿标准过低，不能完全体现生态补偿的价值。基于生态系统服务价值损失确定的补偿标准通常作为上限，补偿标准过高，企业无法承受，缺乏可操作性。有学者提出，生态补偿标准应介于补偿的上限和下限之间，但其范围往往较大，难以确定具体的补偿数额。

合理的生态补偿标准不仅要体现生态恢复成本，还要在一定程度上体现生态系统服务价值损失[8]。煤炭开采对生态环境的影响主要包括生态破坏损失和环境污染损失。在此，结合高潜水位矿区煤炭开采对生态环境的影响，综合运用恢复成本法和价值损失法，从目标层、约束层、准则层和指标层四个层次构建高潜水位矿区煤炭开采生态补偿标准评估框架，包括1个目标层、2个约束层、7个准则层和17个指标层。补偿标准为各项指标层的价值量之和，见表1。

表1 高潜水位矿区煤炭开采生态补偿标准评估框架Table 1 Evaluation framework of the eco-compensation standard in coal mining area with high ground-water level

高潜水位矿区采煤塌陷形成无积水、季节性积水或常年积水区域，通常将煤炭开采形成的无积水、季节性积水塌陷地优先复垦为耕地，同时以恢复原地类为主。对于常年积水塌陷地，通常保留水面，发展水产养殖业。因此，高潜水位矿区的地表沉陷损失核算可以根据未来土地复垦利用方向进行区分，包括进行回填复垦的无积水、季节性积水塌陷地，以及保留水面的常年积水塌陷地的土地复垦费用。

耕地具有多功能性，粮食生产功能是耕地最基本的功能，随着经济的发展，耕地的生态功能也越来越受到重视。我国坚持最严格的耕地保护制度，坚持耕地生产功能与生态功能并重。平原高潜水位矿区以耕地为主，煤炭开采破坏和占用大量耕地，鉴于耕地数量有限和粮食安全问题，必须维持耕地面积的动态平衡，以确保煤炭开采不会减少耕地总量。因此，高潜水位矿区不仅要对耕地损毁造成的生产功能和生态功能损失进行补偿，还应当对因煤炭开采造成的耕地面积净减少进行补偿，即“占补平衡”。其中，耕地生产功能损失指耕地损毁期间造成的农业经济损失；耕地生态功能损失指耕地损毁期间造成的耕地生态系统服务价值损失；耕地净减少补偿费用指因煤炭开采减少的耕地面积减去因复垦新增加耕地面积的费用。

实际上，煤炭开采对生态系统服务功能的影响应当是开采活动导致生态服务价值开始发生变化直至土地复垦结束后生态服务价值再次恢复稳定的整个动态变化过程。由于数据有限，本文只考虑了静态的耕地生态功能损失。采空积水塌陷地属于人工湿地[7]，包括季节性积水和常年积水区域。在此，以未利用地生态服务价值作为无积水塌陷地生态服务价值，以水域生态服务价值作为积水塌陷地生态服务价值，则无积水区域耕地生态功能损失价值为耕地生态服务价值与未利用地生态服务价值的差值，积水区域耕地生态功能损失价值为耕地生态服务价值与水域生态服务价值的差值。正值表现为生态功能降低，负值表现为生态功能增加。

我国实施环境保护税法，环保税取代排污费。实施环保税的目的之一是为了促进企业积极采取末端治理或前端防治等措施，实现污染物减排的目标。《环境保护税法》第二十六条规定，直接向环境排放应税污染物的企事业单位和其他生产经营者，除依照本法规定缴纳环境保护税外，应当对所造成的损害依法承担责任。因此，除了缴纳应税污染物的环保税外，煤矿企业还要对因大气污染、水污染、固体废弃物污染造成的生态环境损失进行补偿和恢复治理。当企业采取积极措施减少应税污染物排放时，企业环保投入成本增加，相应的，缴纳的环保税减少，生态环境损失减少。

3 东滩煤矿生态补偿标准评估指标与测算

3.1 东滩煤矿概况

东滩煤矿地处山东省邹城市境内，井田位于邹城市、兖州市、曲阜市接壤地带，地理位置东经116°50′49″～116°56′56″，北纬35°24′11″～35°31′25″。井田面积5 996.06 hm2，东西宽约4.8 km，南北长约12.5 km，开采深度+49.85～-1 350 m。井田范围内地形平坦，坡度平缓，地面标高+42.46～+54.58 m。

3.2 东滩煤矿生态补偿标准评估指标

煤炭开采生态补偿标准没必要对生态破坏和环境污染导致的所有损失和指标一一核算[9-10]，实际操作中应当结合研究区域的生态环境破坏情况，有重点的选择关键评估指标进行测算。根据上文已构建的高潜水位矿区煤炭开采生态补偿标准评估框架，结合东滩煤矿特点筛选关键评估指标，见表2。

表2 东滩煤矿生态补偿标准评估指标Table 2 Evaluation index of the eco-compensation standard in Dongtan coal mine

1) 东滩煤矿开采引起的地面倾斜值很小，开采过程中地表一般不会产生裂缝等非连续变形，地表沉陷对水土流失和土地侵蚀的影响很小，故不考虑水土流失损失。井田范围内地面设施损失以房屋建筑为主，在此只计算房屋建筑破坏损失。

2) 东滩煤矿井田内有白马河、支流泥河，两河流与第四系含水层有水力联系，第四系松散层中砂质黏土为较好的隔水层，使地表水基本不会向下渗漏。因此，不考虑漏水造成的饮水困难损失和水田变旱地损失。

3) 东滩煤矿安装井下水处理系统，矿井水利用率达100%。煤矿区外排污、废水水质达《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类要求，符合地方环保部门要求。因此，不考虑因水质污染导致的缺水人口饮水困难损失。

4) 固体废弃物主要指煤矸石，煤矸石处置费用已计入生产成本中。东滩煤矿生产期间不设永久矸石堆场，井下矸石和洗矸石通过排矸系统充填到沉陷区，吨煤成本增加0.6元。产出的矸石作为临时周转堆存在工业广场内，不久便销售。采煤占地指永久性建设用地的工业广场占地。在此不考虑固体废弃物污染损失。

3.3 数据来源

以下涉及东滩煤矿生态补偿标准测算的数据主要来源于《东滩煤矿土地复垦方案》《2011～2015年度济宁市环境质量报告书》以及各类统计年鉴等。通货膨胀率以国家统计局公布的居民消费价格指数衡量。

3.4 东滩煤矿生态补偿标准测算

2014年东滩煤矿原煤产量744.7万t。采用静态核算法，测算2014年东滩煤矿生态补偿标准，结果见表3。通过计算得出，2014年东滩煤矿生态补偿标准为16 497.02万元，其中，生态破坏损失10 351.59万元，环境污染损失6 145.43万元。各指标层核算情况具体如下所述。

表3 2014年东滩煤矿生态补偿标准Table 3 The eco-compensation standard of Dongtan coal mine in 2014

1) 地表沉陷损失C1。根据土地复垦方案除交通运输用地、河流水面外，2014年东滩煤矿回填复垦塌陷地面积约192.95 hm2,单位面积土方工程费用10.29万元/hm2；约34.7 hm2的塌陷地保留水面，发展水产养殖业，单位面积土方工程费用16.45万元/hm2。其他费用包括工程监理费、复垦监测费、管理费等，取施工费用的12.5%[11]。故2014年东滩煤矿煤炭开采地表沉陷损失为2 875.80万元。

2) 耕地生产功能损失C2。截至2014年底，东滩煤矿已形成的采煤塌陷积水耕地面积407.23 hm2，无积水耕地面积490.58 hm2。工业广场占用耕地面积很小，忽略不计。按小麦和玉米的收益计算，同年山东省耕地粮食生产年收益0.32万元/ hm2。积水耕地按农作物绝产取全值计算，无积水耕地按农作物减产取一半计算。故2014年东滩煤矿耕地生产功能损失为208.81万元。

3) 耕地生态功能损失C3。根据杨璐等[12]的研究成果，邹城市耕地、水域、未利用地生态服务价值当量因子分别为8 437.73元/(hm2·a)、56 133.43元/(hm2·a)、512.52元/(hm2·a)。故2014年东滩煤矿耕地生态功能损失为-1 553.52万元。

4) 耕地净减少补偿费用C4。2014年东滩煤矿煤炭开采塌陷耕地面积184.62 hm2，回填复垦为耕地的塌陷地面积约172.13 hm2，故耕地净减少面积为12.49 hm2。济宁市耕地开垦费为7万元/亩，则2014年东滩煤矿煤炭开采耕地净减少补偿费用为1 311.45万元。

5) 房屋建筑破坏损失C5。东滩煤矿平均每年搬迁人口约300户1 100人。房屋补偿费取490元/m2，附属物补偿费取每户房屋补偿费的15%。按人均补偿建筑面积40 m2计算，则2014年东滩煤矿房屋建筑破坏损失为2 479.40万元。

6) 地下水资源破坏损失C6。根据李丽英[13]的研究成果，2005年我国北部每开采1 t煤地下水资源破坏损失5.16元。考虑通货膨胀影响，以2014年采煤量计算，东滩煤矿地下水资源破坏损失为5 029.65万元。

7) 废气排放治理费用C7。2014年东滩煤矿煤炭开采工业SO2、NOX、烟尘排放量分别为68.32 t、38.16 t和197.01 t。根据曹东等[14]的研究成果，2015年，SO2治理投资系数919元/t，运行费用701元/t；NOX治理投资系数21 240元/t，运行费用3 030元/t；烟尘治理投资系数658元/t，运行费用499元/t。故2014年东滩煤矿废气排放治理费用为126.52万元。

8) 大气污染人体健康损失C8。根据亚洲开发银行[15]的研究成果，大气中SO2、NOX、PM10造成人体健康损失价值分别为563～975美元/t、750～1 500美元/t、2 250～3 750美元/t。东滩煤矿地处矿集区，人口密度大，取最高值。根据1996年美元兑人民币汇率，考虑通货膨胀影响，故2014年东滩煤矿大气污染人体健康损失为1 011.61万元。

9) 废水排放治理费用C9。2014年东滩煤矿煤炭开采工业废水排放量608.42万t。同年济宁市特种行业污水处理费1.35元/m3，以此作为工业废水处理成本。根据曹东等[14]的研究成果，煤炭行业废水治理投资系数6.88元/(t·a)。故2014年东滩煤矿废水排放治理费用为5 007.30万元。

3.5 合理性检验

煤矿区生态补偿应依据“破坏者负担”原则，向煤矿企业征收生态补偿费用，并纳入企业成本核算体系中[16]。法国征收标准按1.25%，美国征收标准按1.74%，我国以销售收入的0.5%～4%征收生态补偿费用。2014年东滩煤矿生态补偿标准占该年煤炭销售收入的2.75%，补偿标准在合理区间内，符合当前条件下煤矿企业经济承受能力，具有一定的合理性。

4 结 论

1) 本文针对煤炭开采造成的生态破坏损失和环境污染损失，综合运用恢复成本法和价值损失法，构建高潜水位矿区煤炭开采生态补偿标准评估框架，使得损失核算具有可操作性。实际操作中应当结合研究区域生态环境破坏情况，有重点地选择关键评估指标，不必要对所有损失和指标进行一一核算。

2) 以山东省东滩煤矿为例，结合东滩煤矿特点筛选关键评估指标，计算2014年东滩煤矿生态补偿标准为16 497.02万元，占该年煤炭销售收入的2.75%。从计算结果可以看出，耕地生态功能损失结果为负值，主要原因是水域当量值太高，约等于耕地当量值的7倍，故核算结果呈现负值，表现为整体的生态功能增加。矿区是一个特殊的自然-人工复合生态系统，高潜水位地区煤炭开采导致矿区耕地生态功能增加，但这并不能作为进行矿产开发活动的理由，煤矿区生态补偿只是为减少生态环境破坏行为而采取的事后赔偿措施。

3) 煤炭开采对生态系统服务功能的影响是一个动态过程，核算生态功能损失应当考虑时间维度，体现生态服务价值的动态变化。由于数据有限，在此只核算了静态的耕地生态功能损失，简单把无积水塌陷地生态服务价值等同于未利用地生态服务价值，把积水塌陷地生态服务价值等同于水域生态服务价值。事实上，在未进行土地复垦的前提下，采煤积水塌陷地生态服务价值比水域生态服务价值小。

由于缺乏部分数据，本文研究在已有相关数据的基础上进行修正和调整，这在一定程度上影响结果的准确性，有待进一步完善。