基于土地利用的生態(tài)服務(wù)價值估算及其與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系

賀申泰

(湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北恩施445000)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)通過自身的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或間接為自然界提供產(chǎn)品和服務(wù)的統(tǒng)稱［1］.自然資產(chǎn)其含有多種與其生態(tài)服務(wù)功能相應(yīng)的價值，可采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的生態(tài)服務(wù)價值概念對其進(jìn)行量化.自1997年Costanza等系統(tǒng)估算出了全球生物圈的生態(tài)服務(wù)價值后，引發(fā)了國內(nèi)外學(xué)者對生態(tài)價值估算、應(yīng)用等研究的熱潮.十幾年來，關(guān)于生態(tài)服務(wù)價值的研究取得了豐碩的成果，與此同時我國的生態(tài)服務(wù)研究也得到了較快的發(fā)展.目前，我國學(xué)者從生態(tài)服務(wù)價值估算與評價、生態(tài)服務(wù)價值在綠色GDP核算中的應(yīng)用、土地利用變化對生態(tài)價值損益三個方向?qū)ι鷳B(tài)價值的研究頗多，成果較為顯著.生態(tài)價值估算方面，吳玲玲等［2］利用市場價值法、造林成本法、影子工程法、費(fèi)用替代法以及專家評估法等方法，評估出長江口濕地生態(tài)價值為40億元/a.謝高地等［3］參考Costanza部分研究成果，結(jié)合問卷調(diào)查，建立了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價值表，得到了廣泛的認(rèn)可.在此基礎(chǔ)上，謝高地等［3－5］對青藏高原、中國自然草地、糧食生產(chǎn)的生態(tài)價值進(jìn)行了評估，陳源泉等［6－7］對中國糧食生產(chǎn)區(qū)農(nóng)田生態(tài)價值展開了評價，從微觀層面提出基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的“農(nóng)業(yè)綠色GDP:常規(guī)GDP+生態(tài)GDP”的核算指標(biāo)體系和相應(yīng)的價值計算方法，對綠色GDP的研究具有重要推動意義.土地利用變化對生態(tài)價值損益方面，張正峰［8］以東中西三個典型土地整理估算出了土地整理中生態(tài)價值的損益，蔣晶等［9］以北京為例，探究了土地利用變化對生態(tài)價值的影響，閔捷等［10］從空間尺度出發(fā)，探討了土地利用的時空變化對生態(tài)價值結(jié)構(gòu)變化所產(chǎn)生的影響.土地利用/覆蓋變化必然影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，其變化過程對維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起著決定性的作用，一直以來都是生態(tài)價值研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn).而土地利用作為人與自然交叉最為密切的環(huán)節(jié)，是人類活動體現(xiàn)，可以認(rèn)為，土地利用變化是由人類不斷滿足自身需求的社會活動引起的，在堅持以“經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心”的方針政策下，人類社會活動集中體現(xiàn)在區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.但是，就目前研究現(xiàn)狀而言，仍停留在土地利用變化和生態(tài)服務(wù)價值二者關(guān)系上，關(guān)于進(jìn)一步探究土地利用變化帶來的生態(tài)服務(wù)價值與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展這方面的研究鮮有涉及，而研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)價值的影響對區(qū)域和諧、可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義.基于此，本文將以武漢市為例，估算其土地利用變化下生態(tài)價值并進(jìn)一步探究生態(tài)服價值與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系.

1 生態(tài)服務(wù)價值估算模型

生態(tài)服務(wù)價值的估算的方法大致分為直接市場法和條件價值法.兩種方法各有優(yōu)劣.從理論上講，市場價值法主要從生態(tài)學(xué)理論出發(fā)，注重生態(tài)學(xué)意義，而條件價值法基于支付意愿，反映樣本環(huán)境偏愛，側(cè)重于經(jīng)濟(jì)學(xué).從價值結(jié)構(gòu)上，市場價值法主要評價生態(tài)服務(wù)的使用價值，較少涉及非使用價值，而條件價值法雖然對非使用價值描述有較大優(yōu)勢，但未能進(jìn)行分項評估.從時空尺度上講，市場價值法更能反映區(qū)域可持續(xù)性，適用于區(qū)域連續(xù)動態(tài)評價，而條件價值法對具體工程項目的成本利益分項更具優(yōu)勢.從可比性和適用性講，市場價值法多參考國外研究經(jīng)濟(jì)系數(shù)，而條件價值法評估結(jié)果與支付意愿所選取樣本直接相關(guān)，因而兩種方法都存在一定的可比性問題.由于條件價值法大多需要大范圍的公眾調(diào)查，而我國受訪者對生態(tài)服務(wù)價值的認(rèn)識有限，因而目前國內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估主要以直接市場技術(shù)為主.結(jié)合武漢市的實(shí)情，本文運(yùn)用用Costanza的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值公式來計算武漢市陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，其公式為:

式中:ESV表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值(元);AK表示研究區(qū)k種土地利用類型的面積(hm2);VCk表示生態(tài)價值系數(shù)(元/hm2·a).雖然Costanza等運(yùn)用直接市場法對生態(tài)價值評估作出了重大貢獻(xiàn)，但是由于其某些研究數(shù)據(jù)存在較大偏差，為能很好與中國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)實(shí)相匹配.謝高地等針對以上不足，運(yùn)用其部分研究成果，通過對我國200多位資深生態(tài)學(xué)者進(jìn)行問卷調(diào)查，結(jié)合我國生態(tài)環(huán)境特性，制定出了我國生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子表(見表1)，該研究具有重大參考意義，后續(xù)很多研究成果都是以此為基礎(chǔ)對該估算模型加以利用或修正而得到的.由于本文的研究重點(diǎn)在于討論土地利用變化下生態(tài)服務(wù)價值與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，故對研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價值估算直接采用謝高地等制定的生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子表.

表1 中國不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值元/(hm2·a)Tab.1 Ecological service value of land ecological system in China RMB(hm2·a)

2 生態(tài)服務(wù)價值與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)性

土地利用變化帶來的生態(tài)服務(wù)價值與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有無統(tǒng)計學(xué)意義上的相關(guān)性，可以通過數(shù)學(xué)上相關(guān)統(tǒng)計方法實(shí)現(xiàn).常見相關(guān)分析方法一般分為回歸分析法和相關(guān)系數(shù)檢驗法.相關(guān)系數(shù)法中，皮爾遜(pearson)檢驗、斯皮爾曼(Spearman)檢驗、肯德爾(Kendall)檢驗是統(tǒng)計分析中兩個變量間較常用的相關(guān)分析檢驗.計算積距pearson相關(guān)系數(shù)，連續(xù)性變量才可采用;計算Spearman秩相關(guān)系數(shù)，適合于定序變量或不滿足正態(tài)分布假設(shè)的等間隔數(shù)據(jù);計算Kendall秩相關(guān)系數(shù)，適合于定序變量或不滿足正態(tài)分布假設(shè)的等間隔數(shù)據(jù).

一般地，相關(guān)系數(shù)值值域為(－1，1).若相關(guān)系數(shù)值等于0，則表示兩個變量不相關(guān);若相關(guān)系數(shù)值大于0且小于1，說明變量之間存在正相關(guān)，越靠近1，正相關(guān)越是顯著;若相關(guān)系數(shù)大于－1小于0，則表示兩變量負(fù)相關(guān)，越靠近－1，負(fù)相關(guān)越是顯著.

3 實(shí)證探究

武漢市素有“九省通衢”之稱，其優(yōu)越的區(qū)位條件和其豐富自然資源，使得武漢經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，是中部地區(qū)重要城市.特別是在“中部崛起”戰(zhàn)略頒布以后，武漢經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐不斷加快.2007年國家批準(zhǔn)武漢城市圈成為資源節(jié)約型、環(huán)境友好型綜合配套改革試點(diǎn)，使得武漢面臨經(jīng)濟(jì)發(fā)展向生態(tài)的、和諧的、可持續(xù)的方向轉(zhuǎn)型的巨大挑戰(zhàn).因此，本文以武漢市為研究對象，估算其土地利用變化下生態(tài)價值損益并進(jìn)一步研究其與經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，以期為區(qū)域資源管理和可持續(xù)利用提供決策支持.

3.1 研究區(qū)概況

武漢市地處江漢平原東部，是湖北省省會城市，東經(jīng) 113°41'～115°05'，北緯 29°58'～31°22'之間.土地總面積854908.8hm2，轄江岸、江漢、硚口、漢陽、武昌、青山、洪山、東西湖、漢南、蔡甸、江夏、黃陂、新洲13個區(qū).市域地勢北高南低，中部低平，以丘陵和平原相間的波狀起伏地貌為主.紅壤和黃棕壤分布較廣，土地利用類型多樣.截至2008年，耕地面積336 107.9 hm2，占研究區(qū)總面積的39.58%;園地13 455.4 hm2，占 1.57%;林地 87971.7 hm2，占 10.29%;草地 285 hm2，占 1.30%;居民點(diǎn)及工礦用地 117 120.5 hm2，占13.69%;交通運(yùn)輸用地 15378.5 hm2，占 1.80%;水域及水利設(shè)施用地 241160.4 hm2，占 28.21%;未利用土地 25552.1 hm2，占 2.99%.

3.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文數(shù)據(jù)主要來源于1996－2007年武漢土地利用變更資料及歷年《武漢統(tǒng)計年簽》.本文收集了1996－2008武漢市土地利用變化數(shù)據(jù)，并按生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子表中土地生態(tài)價值核算所用的土地類型將二級地類進(jìn)行了進(jìn)一步整理，劃分為濕地、農(nóng)田、園林、草地、水體、荒漠.其中，濕地包括:沼澤地、灘涂、葦?shù)?、溝?農(nóng)田包括所有耕地;水體包括:河流水面、湖泊水面、水庫水面、坑塘水面、養(yǎng)殖水面;荒漠包括:荒草地、鹽堿地、沙地、裸地、裸巖石礫地以及其他未利用地.具體面積見表2.

表2 武漢市1996－2008土地利用變化表/hm2Tab.2 Land use change of Wuhan between 1996－2008/hm2

3.3 模擬結(jié)果

3.3.1 武漢市土地利用變化下生態(tài)服務(wù)價值核算 根據(jù)表1中國陸地生態(tài)價值表中不同類型土地生態(tài)價值單價和表2所示的武漢歷年各土地利用類型面積，運(yùn)用公式1，可以核算出1996－2008武漢市土地單項生態(tài)服務(wù)價值和生態(tài)服務(wù)總價值變化，見表3.

表3 武漢市1996－2008生態(tài)服務(wù)價值(108元)Tab.3 Ecological service value of Wuhan between 1996－2008(108RMB)

從表3中可以看出，1996年到2008年武漢市土地利用變化下生態(tài)服務(wù)總價值波動不大，呈相對穩(wěn)定平緩上升的趨勢.單項生態(tài)服務(wù)價值中，農(nóng)田和草地的生態(tài)價值逐年下降，濕地和荒漠生態(tài)價值也在不斷下降，而園林及水體成不斷上升狀態(tài)，其中，水體的上升幅度最為明顯，增幅高達(dá)24.98%.

3.3.2 相關(guān)分析 GDP是衡量一個地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的指標(biāo)之一，故本文選取武漢市歷年GDP的值與生態(tài)服務(wù)總價值做相關(guān)分析.由于以上兩個指標(biāo)都是連續(xù)的定序變量，均滿足皮爾遜、斯皮爾曼、肯德爾相關(guān)分析的適用條件，為使結(jié)果更科學(xué)有效，運(yùn)用SAS編程將1996－2008武漢土地生態(tài)服務(wù)價值與歷年GDP分別作皮爾遜、斯皮爾曼、肯德爾相關(guān)分析，具體結(jié)果見表4.從表4中可以看出，皮爾遜相關(guān)系數(shù)為 0.905 54，斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)為0.95055，肯德爾相關(guān)系數(shù)為0.82051，三種系數(shù)均為正值，且接近于1，同時，三種相關(guān)系數(shù)的T值均通過檢驗且均小于0.0001，三種方法顯示結(jié)果均表示武漢生態(tài)服務(wù)價值與GDP呈現(xiàn)出非常顯著的正相關(guān)關(guān)系.

表4 武漢市1996－2008土地生態(tài)價值與GDP相關(guān)分析結(jié)果Tab.4 Intenelatsonship between ecological service value and GPD of Wuhan between 1996－2008

3.4 結(jié)果分析

相關(guān)分析結(jié)果表明，隨著經(jīng)濟(jì)的增長，武漢土地利用變化下的生態(tài)服務(wù)價值也會隨即增長.從土地利用變化的角度上看，水體和園林面積增多是導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)價值變大的主要動力.由于水體的生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)高達(dá)40676.4元/hm2·a，1996年到2008年間，水體增加的面積較多(其中主要是水庫水面增多)，導(dǎo)致水體單項生態(tài)服務(wù)價值較大，而總體價值構(gòu)成中水體的生態(tài)服務(wù)價值在所占比例最大，超過50%，其變動直接影響生態(tài)總價值走勢.同時，隨著人們生態(tài)意識增強(qiáng)，植樹造林活動得以有效開展，1996年到2008年間，武漢市園林地面積得到擴(kuò)增，使得森林單項生態(tài)服務(wù)價值隨即不斷增加.可以認(rèn)為，水體和園林在武漢市生態(tài)服務(wù)功能中發(fā)揮主要作用.而濕地的生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)最高，即其生態(tài)服務(wù)功能最強(qiáng)，但是濕地面積卻在逐漸減少，其生態(tài)服務(wù)價值變化不容忽視.耕地面積的減少直接威脅糧食生產(chǎn)安全，并由此可能引發(fā)一系列潛在生態(tài)問題，其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用也不能小覷.

4 小結(jié)

通過對結(jié)果進(jìn)行分析，本文主要可以得出以下結(jié)論:

1)武漢生態(tài)服務(wù)價值與GDP呈現(xiàn)出非常顯著的正相關(guān)關(guān)系，說明武漢市經(jīng)濟(jì)發(fā)展是相對持續(xù)和生態(tài)環(huán)保的.隨著近年來GDP的增加，生態(tài)服務(wù)價值也跟著在增加，這與武漢市走可持續(xù)發(fā)展的“兩型社會”戰(zhàn)略目標(biāo)是一致的.

2)水體和園林在武漢生態(tài)環(huán)境中占有重要的地位，武漢市生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮主要依靠水體和園林.

3)濕地、農(nóng)田的生態(tài)服務(wù)功能不容忽視.近年來經(jīng)濟(jì)不斷增長，但是濕地和農(nóng)田的面積卻在不斷減少，因此要實(shí)施有效保護(hù)措施，保證濕地和農(nóng)田的糧食生產(chǎn)安全和生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮.

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