基于土地利用規(guī)劃的五寨縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估

邢育剛，薛燕妮，劉 勇

(山西大學(xué)黃土高原研究所，山西 太原 030006)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是指人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的效益，包括生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類可以產(chǎn)生直接影響的供給功能、調(diào)節(jié)功能和文化功能，以及對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)的其它功能具有重要作用的支持功能。1997年，Costanza等人首先對(duì)全球主要類型生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值功能進(jìn)行了評(píng)估。2001年，我國(guó)謝高地等人通過對(duì)200名專家打分的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，歸納出“中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表”，第1次將生態(tài)服務(wù)價(jià)值貨幣化，使生態(tài)服務(wù)價(jià)值在人們的思想中成為一個(gè)量化指標(biāo)。受植被覆蓋率、植株高度、生物量等的影響，不同的土地類型具有不同的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

土地利用規(guī)劃是國(guó)家深入貫徹科學(xué)發(fā)展觀，切實(shí)落實(shí)合理利用土地和切實(shí)保護(hù)耕地的基本國(guó)策，更好地統(tǒng)籌土地資源的開發(fā)、利用和保護(hù)，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要。但是，在傳統(tǒng)資源配置理論的指導(dǎo)下，土地利用規(guī)劃沒有充分考慮對(duì)生態(tài)環(huán)境等方面的影響，從而帶來諸如土地質(zhì)量下降、生態(tài)用地被蠶食、人居環(huán)境惡化等一系列問題，嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的角度出發(fā)，完善土地利用規(guī)劃，調(diào)整和優(yōu)化用地結(jié)構(gòu)和布局，成為現(xiàn)階段實(shí)施土地利用規(guī)劃的重要指導(dǎo)思想。

筆者從五寨縣實(shí)際的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)，運(yùn)用常規(guī)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法，計(jì)算并修正五寨縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，從而得出五寨縣各地類生態(tài)服務(wù)價(jià)值量及其變化趨勢(shì)。同時(shí)引入敏感性分析法，對(duì)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量進(jìn)行合理性驗(yàn)證，對(duì)五寨縣土地利用規(guī)劃合理性程度做出評(píng)價(jià)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

五寨縣位于忻州市西部，轄3鎮(zhèn)9鄉(xiāng)，地跨東經(jīng)111°28'～113°，北緯 38°44'～39°17'，為半濕潤(rùn)地區(qū)向半干旱地區(qū)的過渡地帶，總面積1387.61 km2.地勢(shì)東南高，西部低。東南為石山區(qū)，主峰蘆芽山海拔2 736 m，為縣境最高峰。中部為“丁“字形盆地，三岔海拔最低，為1 300 m.北部與西北部為黃土丘陵。境內(nèi)土地結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，土地功能各不相同，主要河流是朱家川河及其支流清連河。

1.2 數(shù)據(jù)來源

筆者將五寨縣土地利用類型劃分為耕地、園地、林地、牧草地、水域面、建設(shè)用地和其它用地。其中，水域包括河流、湖泊、灘涂等，建設(shè)用地包括城鄉(xiāng)建設(shè)用地、交通水利用地和其它建設(shè)用地。研究所用數(shù)據(jù)是根據(jù)第二次土地調(diào)查結(jié)果，得出2010年土地利用類型面積。根據(jù)用地有關(guān)批文、地籍變更資料和用地臺(tái)賬，在2010年數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上核推出2005年的各地類面積。2020年數(shù)據(jù)是通過結(jié)合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)項(xiàng)目申報(bào)情況和本縣用地發(fā)展趨勢(shì)等資料經(jīng)過行業(yè)鑒定后得出的。

1.3 生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)修正

結(jié)合Costanza的研究，我國(guó)學(xué)者謝高地等人根據(jù)中國(guó)實(shí)際的生態(tài)系統(tǒng)狀況，制訂了中國(guó)不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表。由于五寨縣耕地和林地面積所占比例較大，生態(tài)系統(tǒng)受人為擾動(dòng)較突出。因此，筆者在謝高地等研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合五寨縣當(dāng)?shù)厍闆r，對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)進(jìn)行了修正。

由于生態(tài)服務(wù)價(jià)值的直觀影響因素為植物的生物量大小和植株的健康程度。一般為生物量越大，植株的生長(zhǎng)狀況越好，則該地類的生態(tài)服務(wù)價(jià)值就越高。但是，在研究過程中發(fā)現(xiàn)植株的健康狀況較難衡量。因此，筆者在研究中僅考慮生物量大小對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響，且假設(shè)其呈線性相關(guān):

式(1)中:Pij——校正后的單位面積j類生態(tài)系統(tǒng)第i種生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量;

bj——研究區(qū)第j類生態(tài)系統(tǒng)的生物量;

Bj——全國(guó)第j類生態(tài)系統(tǒng)類型單位面積平均生物量;

pij——單位面積第j類生態(tài)系統(tǒng)第i種生態(tài)服務(wù)功能的全國(guó)平均價(jià)值量。

現(xiàn)將全國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物量因子設(shè)為1，查得五寨縣農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物量因子為0.46，即Pij=(0.46/1)pij=0.46pij.由于水域和其它用地不存在生物量大小的區(qū)別，所以水域和其它用地直接參照“中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表”中的水體和荒漠的單位面積生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值;林地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)合趙同謙、陳仲新等的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果結(jié)合公式(1)進(jìn)行修正;草地生態(tài)服務(wù)價(jià)值參照“中國(guó)不同區(qū)域草地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值表”中華北暖溫帶、半濕潤(rùn)半干旱區(qū)草地生態(tài)服務(wù)價(jià)值，并結(jié)合當(dāng)年美元兌人民幣(1∶6.51)進(jìn)行修正;園地生態(tài)服務(wù)價(jià)值取林地和草地的平均值;建設(shè)用地由于其表面植物生物量基本為零，從生態(tài)學(xué)角度出發(fā)不具有服務(wù)價(jià)值，參考Costanza的思路，其生態(tài)服務(wù)功能不進(jìn)行估算。

1.4 生態(tài)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法

在修正后的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)五寨縣各地類生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行估算，公式為:

式中:ESV——研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值，元;

VCi——第i類土地利用類型單位面積的生態(tài)服務(wù)功能總服務(wù)價(jià)值系數(shù)，元/hm2;

Ai——研究區(qū)內(nèi)第i類土地利用類型的面積，hm2;

n ——土地利用類型個(gè)數(shù)。

為驗(yàn)證生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指數(shù)在規(guī)劃期內(nèi)隨時(shí)間的變化對(duì)于生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值的影響程度，筆者選取經(jīng)濟(jì)學(xué)中的彈性系數(shù)概念來計(jì)算價(jià)值系數(shù)的敏感性指數(shù)(CS)，見公式(3).當(dāng)CS＜1，表明生態(tài)服務(wù)價(jià)值對(duì)價(jià)值指數(shù)缺乏彈性，當(dāng)CS＞1，表明生態(tài)服務(wù)價(jià)值對(duì)價(jià)值指數(shù)富有彈性。CS越大表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)價(jià)值指數(shù)越富有彈性，說明生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指數(shù)依賴程度越大。

式中:ESV，VC ——同(2)式;

i，j——生態(tài)服務(wù)價(jià)值指數(shù)調(diào)整前后的狀態(tài)值;

k——第k類土地利用類型。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用變化

為了能夠清楚地反映土地利用類型的階段性變化，筆者在研究中采用建立變化模型:

式中: K——土地利用類型年變化率;

Ua，Ub——研究初期和研究末期某種土地利用類型的面積;

T——研究時(shí)間段(一般單位為a)。

2.2 規(guī)劃期內(nèi)各地類面積與生態(tài)服務(wù)價(jià)值關(guān)系

五寨縣2005年，2010年，2020年的各地類面積及占總面積的百分?jǐn)?shù)見表1.

各土地單位面積的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值見表2.

表1 五寨縣規(guī)劃期各土地利用類型面積

表2 五寨縣各土地利用生態(tài)系統(tǒng)單位面積的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值 元/hm2

由表1和表2可以看出，五寨縣全境范圍內(nèi)，耕地和林地面積占土地利用總面積的70%以上。但由于單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值較低，生態(tài)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率約為12.96%;而與之相反的是占總面積0.65%的水域卻承擔(dān)著全縣單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值的74.17%;園地和草地在全縣境內(nèi)面積較小，分別占總面積的0.02%和4.63%，其單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率分別為7.04%和5.15%;其它用地生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值基數(shù)較低，但其面積從規(guī)劃初期的21.25%減小到末期的6.68%，對(duì)全縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值總數(shù)變化的影響也是很大的。

2.3 規(guī)劃期內(nèi)生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化

五寨縣2005年至2010年，2010年至2020年，2005年至2020年的各地類土地利用類型面積變動(dòng)情況見第7頁表3，生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化情況見第7頁表4.

由表3和表4可以看出，從規(guī)劃基期2005年到規(guī)劃末期2020年間，五寨縣的總生態(tài)服務(wù)價(jià)值呈上升趨勢(shì)，2020年比2005年共計(jì)增加了21.48%.雖然水域、草地、其它用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值呈減少狀，其中其它用地減少較為明顯，但耕地、林地、園地均有增加，尤以林地增幅最為明顯，增加了40.52%，對(duì)全局影響較大;園地增幅雖然高達(dá)219.32%，但是由于其基數(shù)較小，對(duì)整體變化形勢(shì)影響不是很明顯，大致與增幅在0.28%的耕地貢獻(xiàn)值相等。可以看出，全縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值功能總數(shù)的變化，主要是由林地面積的大幅增加所決定的。

表3 規(guī)劃期內(nèi)五寨縣各土地利用類型面積變動(dòng)情況

表4 五寨縣各土地利用類型生態(tài)服務(wù)價(jià)值及價(jià)值變動(dòng)

筆者將規(guī)劃劃分為兩個(gè)階段，規(guī)劃初期2005年至2010年，規(guī)劃期2010年至2020年。數(shù)據(jù)顯示，在規(guī)劃初期由于各土地利用類型面積變化不大，以致前5 a中生態(tài)服務(wù)價(jià)值總數(shù)變化也不明顯，總價(jià)值變化率僅為0.05%，年變化率為0.01%.其中園地、林地、草地、建設(shè)用地幾乎沒變化;耕地和水域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值略有升高，其它用地僅減少約0.55%.規(guī)劃期的10 a中，林地和其它用地面積變化較大，林地面積增加19 428.82 hm2，其它用地減少20 051.99 hm2.由于林地的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值約為其它用地的13倍，使得這兩項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值之和變幅約為8768.58萬元。雖然草地和水域合計(jì)減少8.16萬元，但園地和耕地均有增加，使得五寨縣生態(tài)服務(wù)總價(jià)值從2010年的41 058.24萬元增加到了2020年的49 851.22萬元，增幅約為21.42%，年變化率也達(dá)到了2.14%.表明本輪土地利用規(guī)劃不僅充分考慮了當(dāng)?shù)氐膶?shí)際縣情，也從生態(tài)角度充分考慮了生態(tài)服務(wù)價(jià)值功能的價(jià)值，使全縣生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值呈穩(wěn)步提升的趨勢(shì)。

2.4 敏感性分析

根據(jù)前文敘述的方法，為了便于更好地反映影響情況，將各土地利用地類的生態(tài)服務(wù)價(jià)值指數(shù)分別上下調(diào)整50%，用調(diào)整好的系數(shù)計(jì)算規(guī)劃區(qū)2005年和2020年生態(tài)服務(wù)價(jià)值，進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果見第8頁表5.

從表5可以看出，五寨縣所有土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值對(duì)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值指數(shù)的敏感性指數(shù)均小于1，表現(xiàn)為林地＞耕地＞草地＞水域＞其它用地 ＞園地。園地敏感性指數(shù)最低為0.000 3～0.000 8，即當(dāng)園地生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)增加1%，總價(jià)值只增加0.000 3% ～0.000 8%;最高值為林地約0.57～0.66，即當(dāng)林地生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)增加1%，總價(jià)值增加0.57% ～0.66%.因此可知，研究區(qū)生態(tài)服務(wù)總價(jià)值相對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)是缺乏彈性的，生態(tài)服務(wù)總價(jià)值不會(huì)隨各地類生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的變化發(fā)生較大變化，即生態(tài)服務(wù)總價(jià)值受各地類生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的影響不明顯，研究結(jié)果是合理的。

表5 調(diào)整系數(shù)后五寨縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化及敏感性指數(shù)

3 結(jié)論

筆者通過對(duì)五寨縣土地利用總體規(guī)劃中規(guī)劃初期和規(guī)劃期各土地利用類型面積的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)劃期內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化。耕地、林地、園地和建設(shè)用地面積呈增加趨勢(shì)，其中以林地增長(zhǎng)最為明顯，從規(guī)劃基期的47 954 hm2增加到了目標(biāo)年的67 382.79 hm2，漲幅約40.52%;建設(shè)用地在規(guī)劃期內(nèi)也增加了592.79 hm2，漲幅近14%;園地由于其規(guī)劃基期面積較小，僅增長(zhǎng)了67.55 hm2，但增長(zhǎng)了近220個(gè)百分點(diǎn);耕地面積增幅不明顯;除此之外，其它各地類均有所下降，下降幅度最大的為其它用地，減少了20 213.95 hm2，下降幅度近70%;草地和水域面積雖有下降，但下降趨勢(shì)均不明顯。從各地類面積變化態(tài)勢(shì)來看，五寨縣不僅注重加大經(jīng)濟(jì)建設(shè)的腳步，提升建設(shè)用地的面積，而且還發(fā)揮自身特色大幅植樹造林，使很大面積的未利用地轉(zhuǎn)化為林地，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展樹立了榜樣。

依據(jù)五寨縣規(guī)劃期基期數(shù)據(jù)和規(guī)劃期數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合全國(guó)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值當(dāng)量表，根據(jù)五寨縣實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算和修正得出了五寨縣土地利用單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，引入生態(tài)服務(wù)價(jià)值理論對(duì)規(guī)劃區(qū)規(guī)劃前后生態(tài)服務(wù)總價(jià)值進(jìn)行對(duì)比。雖然未考慮建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)功能損益評(píng)估，但也從客觀上充分地反映了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的變化趨勢(shì)。

在本文的最后引入敏感性分析理論對(duì)單位面積生態(tài)服務(wù)功能指數(shù)和生態(tài)服務(wù)總價(jià)值進(jìn)行分析，得出本次用生態(tài)服務(wù)價(jià)值理論對(duì)全縣生態(tài)環(huán)境的評(píng)估方法中單位面積生態(tài)服務(wù)功能指數(shù)選取是比較合理的。2005年到2020年的規(guī)劃期中，生態(tài)服務(wù)總價(jià)值增加了8 815.16萬元，增長(zhǎng)幅度約21.48%，年增長(zhǎng)率約1.43%.在階段分析中，規(guī)劃初期總生態(tài)服務(wù)價(jià)值年增長(zhǎng)率僅為0.01%，而在規(guī)劃期年增長(zhǎng)率為2.14%，漲幅明顯。表明，本次規(guī)劃不僅充分考慮了加快經(jīng)濟(jì)建設(shè)的用地指標(biāo)分配，而且能夠切實(shí)考慮到生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的提升，為當(dāng)?shù)貭I(yíng)造和諧良好的生態(tài)宜居型城市發(fā)揮了很好的指導(dǎo)性作用。

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