【小水电代燃料工程可持续性探究9100字（论文）】

小水电代燃料工程可持续性研究目录目录 I第一章绪论 11.1研究目的和选题意义 11.2小水电发展现状与前景 21.2.1小水电代燃料工程可持续性的含义 21.2.2小水电代燃料工程可持续性的研究现状 31.3本文的主要研究内容 4第二章研究方法 52.1森林生物量和碳储量测定方法 52.2入户问卷调查 62.3政策效果评估方法——倍差法（DID） 7第三章研究结果 93.1小水电代燃料工程的生态可持续性研究 93.1.1小水电代燃料工程对林木生长状况的影响 93.1.2小水电代燃料工程对森林生物量的影响 93.1.3小水电代燃料工程对森林系统碳储量的影响 93.2小水电代燃料工程的社会经济可持续性研究 103.2.1模型设定 103.2.2模型估计结果与分析 11第四章结论 13参考文献 14第一章绪论1.1研究目的和选题意义随着小水电代燃料工程规模的不断扩大，国家投入的增加，其能否取得预期目标，国家和地方又应如何保证成果不被破坏，是当前形势下研究的重点。自工程实施以来，国家、政府和学术界对其带来的各项效益和存在的一些问题都给予了极大关注。目前国内对代燃料工程的各项效益研究较多，但核算其最主要的生态效益时，多采用发电量、代柴量和户均保护森林面积系数进行估算，忽略了林分的动态增长，导致其生态效益可能被低估。此外，小水电代燃料的实施主体是农村农户，可视为一项农民政策，农户是否能持续地参加与支持是确保其生态保护目标的实现与保持的关键。目前关于工程直接影响的农民对工程的看法及态度的研究较少。因此，本文在对贵州省麻江县富江小水电代燃料工程项目区森林植被和农村居民的实地调查的基础上，定量评估了该工程保护森林植被的生态效益和改善农村居民生产生活条件的社会经济效益，为小水电代燃料工程的可持续性研究提供思路与借鉴。（1）小水电代燃料工程的生态可持续性。自2003年工程实施来，减少我国农村对传统能源尤其是薪柴的依赖，保护和巩固退耕还林等生态保护工程的成果，一直是该工程的首要目标。那么，作为主要目标，工程保护了多少森林资源是一个值得讨论的问题。本文通过固定样地调查和实验分析，定量研究了该工程对当地森林生物量和碳储量的保护作用，为客观评价该工程的生态效益提供依据。（2）小水电代燃料工程的社会经济可持续性。小水电代燃料工程的实施主体是农民，农民能否从代燃料工程中获得一定经济收益、代燃料电价是否在其可承受范围之内是决定农民是否积极参与工程的关键，也是评价工程可持续性的重要内容之一。本文采用入户问卷调查的形式，运用倍差法模型研究小水电代燃料工程对农村居民收入及其结构的影响；同时根据问卷收集数据，从农民视角分析工程的实施效果和社会影响，并分析农民对工程的理解及态度，为代燃料工程的社会经济可持续性评价提供依据。1.2小水电发展现状与前景1.2.1小水电代燃料工程可持续性的含义任何一项公共政策的实施必然考虑收益和成本，制定政策者必定付出一定的代价，最终予以执行的公共政策其收益必将大于（或等于）成本。小水电代燃料工程是一项由国家补助投资建设小水电站以保护环境的公共政策，其首要目标是改善生态环境，次要目标是促进农村经济发展。然而，小水电代燃料工程多分布在经济比较落后的山区农村，政策的实施需要农民放弃无经济成本的薪柴而有偿地使用电能，在短期内其生态可持续性和经济可持续性存在一定的冲突。如果代燃料电价制定不合理，或农民的经济水平没有得到提高，必将无法减少农民对薪柴的使用，导致生态环境恶化。因此，协调小水电代燃料工程的生态效益和经济效益是保证该政策可持续性的关键。研究小水电代燃料工程可持续性的前提是如何界定小水电代燃料工程可持续性的含义。目前国内鲜有关于小水电代燃料工程可持续性理论的研究，然而关于其他生态保护工程如退耕还林、天然林保护等可持续性研究较多，其中以退耕还林工程实施时间较长、规模较大、范围较广，其可持续性理论研究比较成熟。同样作为涉及政府、农村、农民和生态保护的公共政策，退耕还林的可持续性研究经验可为小水电代燃料工程的可持续性理论研究提供借鉴。杨新华（2003）认为退耕还林工程的可持续性是指：在开始阶段，政府能够投入资金保证工程建设按计划完成；在巩固阶段，政府和地方执行部口能确保工程质量；在发展阶段，不但能够获得稳定的经济效益，同时能提高农民收入水平。总体来说即工程的各个阶段都能实现预期目标。于江龙等（2009）和史中美（2009）在此基础上指出，工程的可持续性不仅包括各阶段的目标能够实现，同时其成果在可预见的将来能够得到保持，是一种稳定的持续状态。杨先斌（2007）、危丽等（2006）也认为退耕还林的可持续应兼有总体目标的完成和效益的保持。喻永红（2014）在结合前人研究的基础上，将退耕还林的可持续性分为政策本身的可持续性和实施的可持续性，即政策实施的收益应大于成本，农户能够积极地参加和保持。作为一项统筹国家、地方、个人利益的公共政策，小水电代燃料工程的目标不仅在于减少农民对传统能源的依赖，保护森林植被和生态环境，同时兼有拉动农村经济发展、提高农民生活水平。因此，研究小水电代燃料工程的可持续性应当兼顾环境、经济和社会三个层次，综合考虑工程保护森林植被的生态效益以及对农户的积极影响，在项目运行过程中这三个层面应协调发展。基于小水电代燃料研究的资料和文献，本文认为小水电代燃料工程的可持续性内涵应包括：（1）收益、成本效率高，即政府可以用比较小的投入换取比较大的效益；（2）风险小，社会、政府、农民群众能够支持和认同，最终可以取得预期效果，或与预期效果无较大偏差；（3）适应调整力强，包括小水电代燃料工程对不同区域的调整能力和发展的过程中对新政策、新计划的适应能为；（4）透明度高，各参与部口均明确各自的责任和义务，全面了解政策精神，合作推行政策发展。在结合己有研究的基础上，借鉴类似生态保护工程可持续性的理论研究，本文将小水电代燃料工程的可持续性定义为：工程可以顺利实施，减少至消除农民对传统能源的依赖，在可预见的未来农民能够持续参与，取得的成果能够长期的保持。因此，小水电代燃料工程的可持续性的本质即为目标的实现和成果的长期保持。1.2.2小水电代燃料工程可持续性的研究现状小水电代燃料工程是基于我国国情提出的一项保护生态环境的非营利性公益项目，目前国外并没有这种政策。国外有关研究多关注的是小水电站本身，包括水电资源、开发技术、实施政策和投资决策等，生态环境的研究多为小水电站对鱼类和流域的影响。目前国内关于小水电代燃料工程的研究，几乎都是从工程效果的某个或某些方面对目标的顺利实现和成果的长期保持进行的分析和论证。比如，定性或定量地对小水电代燃料工程的生态效果和效益的评价可归类为对工程生态可持续性的论证。对小水电代燃料工程的经济效益研究，包括工程经济拉动作用的评估、对就业的影响、增加农民收入的效果等评价皆可归类为对政策经济可持续性的论证。对代燃料电价问题的研究可归类为保证成果巩固和政策长期可行的可持续性论证。生态效益是实施小水电代燃料工程的最主要目标。经学者张现武研究发现，工程显著地减少了由于烧煤、烧柴引起的污染物的排放，保护了数千公顷的防护林、提高了森林生态系统服务功能。项目区在工程实施后生态占用指数的增长速度是10%，生态经济协调指数也不断增长，表明工程有利于改善生态环境。孙廷容等对山西省陵川县马巧当小水电代燃料试点工程的水土保持效益进行了研究，采用水土保持效益计算模型和数学模型评价了代燃料工程的森林涵养水源价值和减少主壤侵蚀价值。杜蕴慧等构建了小水电代燃料工程生态效益测算模型，为评估工程生态效益提供了依据。刘海锋等基于机会成本法和防护支出法测算出陵川县小水电代燃料项目的生态效益为1439.30万元/a。王伊琨（2014）构建了小水电代燃料CDM碳计量方法学，通过实例研究，对比了AMS-I-D方法学、小水电代燃料生态效益计算导则和碳计量方法学核算的代燃料减排效益。综合已有文献可看出，小水电代燃料工程的生态效益主要分为两个方面，即受保护的森林带来的生态效益和使用清洁能源代替传统生物质能源带来的碳减排效益，多数研究都是围绕这两个方面展开的。1.3本文的主要研究内容本文主要研究贵州省黔东南州麻江县——富江小水电代燃料工程对当地生态和社会经济的影响，进而分析并研究其可持续性。主要研究内容包括以下两个方面：（1）小水电代燃料工程的生态可持续性分析。2013—2015年，通过网上收集的已有的固定样地调查数据和实验分析，研究代燃料项目区林分和对照林分的生物量和碳储量差异，分析工程保护森林植被带来的林分碳汇效益，评价小水电代燃料工程改善区域生态环境的作用，在此基础上研究代燃料工程的生态可持续性。（2）小水电代燃料工程的社会经济可持续性分析。本文基于网上已有的入户问卷调查数据定性和定量地分析受访农户对代燃料工程的具体看法，采用倍差法模型分析代燃料工程对农民收入的影响。通过调查农户家庭能源使用情况，分析农户电费支出给家庭造成的影响，在此基础上研究代燃料工程的社会经济可持续性。第二章研究方法2.1森林生物量和碳储量测定方法固定样方布设由于调查地区林分在过去长期受人为砍伐、采薪行为的破坏，已经很难找到成片的、保存完好的天然林或次生林。森林植被主要为2005年左右营造的马尾松人工林和柏木人工林，本文主要研究代燃料工程对马尾松和柏木人工林生物量与碳储量的影响。根据代表性原则，固定样地布设采用对比样方法，每对由项目区人工林（马尾松、柏木）和对照人工林（马尾松、柏木）固定样地各一个组成，样方大小为20×20m固定样方调查和采样（1）固定样方基本信息记录调查并记录固定样方的林分类型、立地条件、气候特征、土壤特点、经纬度等信息。（2）乔木层调查和取样对固定样方中的乔木进行每木检尺，调查并记录胸径含≥4cm或树高≥3m的乔木的胸径、树高、冠幅等信息。根据调查结果，采用径阶标准法，在每个固定样地中选择3株标准木，对选中的标准样木进行采样，分别采取干、枝、叶、根四个部分的样品。（3）灌木层调查和取样在每个固定样方内，按“S”形布设5个2×2m（4）草本层和掉落物层取样参照灌木样方布设方法，每个固定样地内布设3个1×1m（5）土壤剖面调查和取样在每个固定样方中挖取3个土壤剖面，调查并记录土壤物理性质。研究区域土层较薄，采样过程中30cm左右即出现母质层，因此按照0-10cm，10-20cm，20-30cm分3层用环刀采集环刀样，用以测量土壤容重。在土壤剖面每一层采集分析样，用以测量土壤有机质含量。记录每一个样品采集点的具体位置，避免下一年重复取样。实验室测定将植物样品和调落物样品用烘箱85°C烘干至恒质量，灌木、草本和调落物各部分烘干后的恒质量即为其生物量。植物样品和调落物样品经过粉碎、过筛(200目)处理，采用重铬酸钾——外加热法测定其含碳率，每次测3组平行样，结果取平均值。土壤样品经风干、去杂质和过筛（2mm）等处理，测定土壤有机碳含量（方法同植物样品）。土壤密度采用环刀法进行测量。植被生物量和碳储量测算基于异速生长方程估算林木生物量的方法已在许多研究中采用。马尾松和柏木生物量参照王伊琨在该区域已经运用的异速生长方程进行估算。本研究通过异速生长方程估算乔木生物量，收获法测量灌木、草本和调落物生物量，实测各植物样品的含碳率，最终测算植被碳储量。土壤碳储量测定如果某一土壤剖面由n层组成，那么该剖面的有机碳密度(SOCD，kg/mSOCD=（2-1）式中，Ci表示土壤有机碳含量，单位为g∙kg−1；Di表示土壤密度，单位为g∙cm2.2入户问卷调查通过对国内外相关文献的研读，掌握调查问卷的基本理论，同时走访麻江县水利局了解代燃料工程的实施情况、农业和农村的发展情况，结合国内外有关研究成果，设计了调查问卷初稿。最终，在对初稿的内容和提问方式的修改和改进的基础上，调查问卷的终稿由以下几个部分组成：第一部分为受访者的基本信息调查和问卷介绍。受访者的基本信息包括其所在地理位置（镇、村或乡）、姓名和联系方式（手机）。问卷介绍包括此次调查的目的和意义、保密级以及将会需要的时间。第二部分为家庭基本情况。包括受访者和户主的姓名、性别、年龄、受教育年限、是否党员、是否乡镇（村）干部、家庭人口组成、未成年和老年人数。第三部分为家庭经济特征。这一部分主要为2005年和2013年关于家庭经济的面板数据。由于缺乏前期对农户的跟踪调查，本文2005年的数据以农户回忆的方式获得。尽管回忆获得的数据与真实数据存在一定的偏差，但经过严格的调查员培训、合理的问卷设计和前期预调查，这种偏差不会太大。第四部分为对小水电代燃料工程的看法。这一部分主要涉及受访者对代燃料政策和环境效果的认知情况。包括受访者对代燃料工程的参与情况、认知程度、生态环境的变化及原因、生活条件的变化及体现、对环境保护的认知和态度等信息。第五部分为家庭燃料调查。这一部分主要调查农户在2005年和2013年的家庭能源结构和各种能源的使用情况，最后研究了农户家庭电费支出。2.3政策效果评估方法——倍差法（DID）本文通过对代燃料户和非代燃料户入户问卷调查收集数据，采用倍差法分析小水电代燃料工程对农民经济效益的影响。倍差法的工作原理是将项目实施或工程运行看作是自然试验中的一种“处理”，基于预先设定的多项指标，对比研究试验组（受工程或项目影响）和参照组（不受工程或项目影响）的特征，进而分析某个项目或工程可能对作用群体产生的效果或影响。步骤可分为：①预设研究的某一或多个指标（经济收入，资产情况等）；②随机抽取试验组（受工程或项目影响）和参照组（不受工程或项目影响）的样本；③收集试验组和参照组在项目或工程实施前后预设指标的变化情况，计算试验组某一指标的变化量和参照组同一指标的变化量（经济收入增减量等）；④计算两组关于同一指标变化量的差值，通常也称为倍差值，基于这种差值反应项目或工程对试验姐的效果或影响。在本次研究中，小水电代燃料工程不存在“自选择问题”，因为和其他生态保护工程类似，小水电代燃料工程是自上而下实施的，某种程度上是一种强制性工程。同样，在调查过程中也没有发现某些农户和企业是因为巧燃料工程而迁入或迁出的，这与我国的传统相似。因此，运用倍差法分析小水电代燃料工程对农户收入的影响是比较合适的。第三章研究结果3.1小水电代燃料工程的生态可持续性研究3.1.1小水电代燃料工程对林木生长状况的影响调查各固定样地基本信息和林分乔木层生长状况。由调查结果可知，固定样地坡度均在30°以下，海拔在纪624-772m之间，项目区林分与对照林分乔木层生长状况有一定的差异。项目区林分与对照林分的乔木层平均胸径和平均树高差异均不显著（p<0.05），这是由于项目区林分与对照林分林龄相同且地理位置接近，生长环境和气候条件相似。对固定样地林分郁闭度和单位面积株树而言，对照林分均小于项目区林分，在株树上差异达到0.01显著水平，这一结果可能是因为对照林分乔木层受人为砍伐的影响。小水电代燃料工程能够减少人为砍伐、采薪等行为，有利于保护森林群落，提高林分郁闭度与密度，促进林分生物量与碳储量的积累。3.1.2小水电代燃料工程对森林生物量的影响森林生物量由乔木层、灌木层、草本层、调落物层和地下根系组成，不同层次生物量占林分总生物量的比例也不相同。乔木层生物量占林分生物量的比例最大，在马尾松人工林中占95%以上，在柏木人工林中占80%以上；灌木层和草本层生物量占林分总、生物量的比例受林分生长状况的影响。项目区林分总生物量随林龄的增加而增加，其中，马尾松人工林在2013-2015年间林分总生物量分别为59.08，63.12和67.55t∙hm−2，年均增长4.24t∙hm−2；柏木人工林在2013-2015年间林分总生物量分别为14.67，17.63和21.70t∙hm−2，年均增长3.51t∙hm3.1.3小水电代燃料工程对森林系统碳储量的影响森林生态系统有机碳库主要由生物量碳库和土壤碳库组成，项目区林分和对照林分森林生态系统碳储量由调查结果可知，森林生态系统碳储量的分配格局中，土壤碳储量所占比例最大在马尾松人工林中占759.53%—68.21%，在柏木人王林中占74.82%—82.17%，可见土壤是森林生态系统中主要的碳胆存库；其次是乔木层碳储量，在马尾松和柏木人工林中各占35%和20%左右；林下层（灌木层、草本层、调落物层）所占比例最小。在调查的3年内，项目区人工林碳储量随林龄的增加而增加，其中马尾松人工林年均増加2.60t∙hm−2，年均增长率为2.97%；柏木人工林年均增加2.24对比项目区林分和对照林分发现，代燃料工程实施至2013年增加的马尾松和柏木人工林生态系统碳储量分别为26.62和10.32t∙hm−2；至2014年增加的碳储量分别为28.70和12.89至2015年增加的碳储量分别为33.17和15.50图3-1项目区林分与对照林分森林生态系统总碳储量3.2小水电代燃料工程的社会经济可持续性研究3.2.1模型设定在研究政策或项目的效应中，常用的方法有适用于跨时独立混合横截面数据的倍差法和利用综列数据的DID模型。独立混合横截面数据来自于不同时点从研究总体内部进行随机抽样，特点是观测点都是随机且独立分布的，多用于涉及不同时间点且范围较大的政策研究。综列数据则是收集不同时点相同研究对象的资料，虽然也具各时间序列数据的特点，但其观测点并无独立同分布的要求。本文通过查阅文献资料收集了2005年和2013年代燃料户和非代燃料户的各类信息，包括农户家庭情况、户主特征、各项收入等，构成了综列数据集，因此选用非观测效应的综列数据模型研究小水电代燃料工程对农户收入的影响。此方法的优势在于能够较好地控制遗漏变量和系统差异。3.2.2模型估计结果与分析从模型估计结果可得出，小水电代燃料工程对人均种植业纯收入的影响为负，但效果并不显著。2005—2013年代燃料户和非代燃料户人均种植业纯收入均有所减少，代燃料户由2005年的813元下降到2013年的668元，减少了17.84%；非代燃料户由606元下降到563元，减少了7.10%，下降幅度小于代燃料户。表明代燃料工程在一定程度上减少了种植业收入，但减少程度很低，原因可能是农户参与代燃料工程后，同时从事砍柴劳动和种植劳作的劳动力数有所减少。小水电代燃料工程对人均畜牧业纯收入的影响为正，但效果也不显著。无论是代燃料户还是非代燃料户，人均畜牧业收入都有了明显的上升，代燃料户2005—2013年人均畜牧业收入增加了819元，增幅为368.92%；非代燃料户增加了601元，增幅为65.27%。由此可见小水电代燃料工程对畜牧业收入有比较明显的提高作用，这主要的原因是农户参与代燃料工程后将有更多的时间从事畜牧业生产。代燃料工程对人均非农就业收入的影响为正，并且效果达到5%的显著性水平。与畜牧业收入的变化相似，代燃料户和非代燃料户的人均非农就业收入均有明显的增加，代燃料户提高了3308元，增加了3.17倍；非代燃料户提高了2523元，增加了1.52。2005年代燃料户的非农收入比非代燃料户低614元，但至2013年代燃料户比非代燃料户高出171元，主要原因是代燃料工程的实施减少了农民砍柴采薪的负担，解放了被日常砍柴烧柴束缚的劳动力，增加了农户参与非农生产经营活动的机会，提高了农户从事非农生产的收入。就人均总收入而言，小水电代燃料工程的净效应为912.68，在统计上达到了5%的显著性水平。对比代燃料户和非代燃料户的人均总收入不难发现，2005年非代燃料户比代燃料户多1163元，2013年非代燃料户人均总收入增加了89.66%，而代燃料户增加了182.00%，两者的差距减少到155元。农民的非农就业收入是总收入的主要来源，由于小水电代燃料工程显著的增加了参与农户的人均非农就业收入，因此不难理解代燃料工程对农户人均非农就业收入和总收入都有比较显著地正效应。小水电代燃料工程的实施将农村劳动力从繁重的砍柴、烧柴的束缚中解放出来，显著地提高了农村居民的总、收入，在某种程度上促进了劳动力向非农经营和畜