基于土地利用的北京市農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值評估研究*

趙 姜，龔 晶，孟 鶴

(北京市農(nóng)林科學院農(nóng)業(yè)科技信息研究所，北京 100097)

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)除了具有提供農(nóng)產(chǎn)品滿足社會需求的經(jīng)濟功能外，還具有不可忽視的生態(tài)功能，在一定范圍內能夠自我調節(jié)與凈化污染物。在經(jīng)濟社會的加速發(fā)展與快速城市化進程中，盡管農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量與農(nóng)業(yè)增加值呈絕對增長之勢，但是農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟價值在國民經(jīng)濟中的份額卻不斷下降，特別是在北京這樣一個國際化大都市中，傳統(tǒng)意義上的農(nóng)業(yè)功能逐漸被弱化，2014年北京農(nóng)業(yè)的增加值僅占GDP的0．8%，而與此同時農(nóng)業(yè)的生活、生態(tài)等功能正發(fā)揮著越來越重要的作用。

近年來，關于農(nóng)業(yè)生態(tài)服務功能及價值評估的研究逐漸成為學術界關注的熱點。目前世界上還沒有關于生態(tài)價值成熟的定價方法，多是采用一些替代法計算，由于不同學者對參數(shù)選取的差異，所得結果往往差異很大［1］。在眾多生態(tài)服務功能價值評估方法中，Costanza等人對全球陸地生態(tài)服務價值的研究成果使得生態(tài)系統(tǒng)價值評估的原理與方法從科學意義上得以明確［2］，被認為是近年生態(tài)學界最有影響力與權威性的生態(tài)價值測算成果，其確定的價值系數(shù)在生態(tài)服務功能價值評價中被廣泛應用。中國科學院謝高地等參考Costanza可靠的部分成果，修正制定了我國生態(tài)系統(tǒng)服務價值的當量因子表，該系數(shù)表在國內逐步得到引用，根據(jù)土地利用類型評價區(qū)域生態(tài)服務功能價值的研究不斷豐富［3-9］。但是，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)作為一種人類強烈干預的生態(tài)系統(tǒng)，其服務功能的大小主要決定于人類的生產(chǎn)方式、投入水平及管理水平，與經(jīng)濟社會發(fā)展水平及人們的生態(tài)需求也密切相關，因此，用全國生態(tài)系統(tǒng)的平均服務價值來估算北京市的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值是不太恰當?shù)模瑧撚幸罁?jù)地對其框架進行修改比較。

鑒于此，文章試圖基于Costanza的方法，在謝高地修正的全國生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表基礎上，結合北京農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)特點與社會經(jīng)濟發(fā)展狀況，形成適應于北京區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值測算方法，以期進一步豐富北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值的研究，對其他城市區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值評估也具有一定的參考價值。

1 北京市生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務價值當量表測算

生態(tài)服務價值當量因子是指生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的生態(tài)價值相對貢獻大小的潛在能力，即設定農(nóng)田食物生產(chǎn)的生態(tài)服務價值當量為1，那么相對于農(nóng)田生產(chǎn)糧食每年獲得的福利，生態(tài)系統(tǒng)提供的其他生態(tài)服務價值(效用)的大小。

1.1 全國生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值當量表

Costanza等于1997年提出的方法是估算農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值的基礎原理，但是該項研究也受到不少爭議，如某些數(shù)據(jù)存在著較大偏差，對耕地的估計過低，對濕地估計偏高等。謝高地等分別在2002年與2006年對中國700位具有生態(tài)學背景的專業(yè)人員進行問卷調查，制定出中國生態(tài)系統(tǒng)服務價值的當量因子表［1］(表 1)。

表1 中國生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值當量 (謝高地，2007)

從表1中可以看出，生態(tài)服務功能被劃分為食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調節(jié)、氣候調節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護、廢物處理、生物多樣性維護、生態(tài)娛樂9種類型。其中，氣候調節(jié)功能的價值中包括了Costanza體系中的干擾調節(jié)，保持土壤功能包括了Costanza體系中的土壤形成、營養(yǎng)循環(huán)、侵蝕控制3項功能，生物多樣性維持功能中包括了Costanza體系中的授粉、生物控制、棲息地、基因資源4項功能［5］。

1.2 北京市生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值當量表

由于生態(tài)系統(tǒng)服務價值不能基于可觀察到的或間接的市場行為確定，文章參考謝高地等 (2008)基于專家知識的生態(tài)系統(tǒng)服務價值化方法，采用意愿調查價值評估法，通過問卷調查與基于調查對象的回答來確定［1］。具體步驟如下:

(1)問卷設計:選定林地、草地、農(nóng)田、濕地及水體5類生態(tài)系統(tǒng)的9項生態(tài)服務功能。

(2)調查樣本挑選:問卷調查范圍為位于北京市的科研機構與大學，包括北京市農(nóng)林科學院，中國農(nóng)業(yè)科學院、中國農(nóng)業(yè)大學、北京大學等，接受問卷調查者選擇受過高等教育，具有農(nóng)學、生態(tài)學、經(jīng)濟學等相關專業(yè)背景的人，以保證對生態(tài)服務的質量、數(shù)量、可得性、替代性的有效性及發(fā)生變化的可能性有一定的了解。

(3)調查過程:問卷同時提供謝高地的生態(tài)服務價值當量表 (表1)作為參考，并通過面對面訪談或電子郵件告知被采訪者謝高地的生態(tài)服務價格表不一定完全符合北京的生態(tài)系統(tǒng)服務狀況，要求被調查者按照自己對不同生態(tài)系統(tǒng)不同生態(tài)服務效用相對大小與學術經(jīng)驗進行判斷及選擇。

圖1 被調查者研究領域分布

(4)調查結果:2014年，項目組共發(fā)放問卷350份，收回問卷315份，有效問卷301份，問卷有效率為86%。根據(jù)教育部2011年修訂的《學位授予和人才培養(yǎng)學科目錄》，按照一級學科分類，被調查者的研究領域涉及農(nóng)林經(jīng)濟管理、生態(tài)學、環(huán)境科學與工程、農(nóng)業(yè)資源利用等多個方面，其中環(huán)境科學院與工程95人，農(nóng)林經(jīng)濟管理82人，農(nóng)業(yè)資源利用59人，生態(tài)學45人，剩余不足10人的專業(yè)歸為其他，包括植物保護、生物學等 (圖1)。

被調查者中，52．2%具有碩士學歷，34．6%具有博士學歷，較高的教育水平在一定程度上保障了調研結果的可靠性與有效性。將被調查者填寫的生態(tài)服務價值取算術平均值，得到結果如下:

1.3 比較分析

生態(tài)系統(tǒng)服務在不同的社會地理環(huán)境下給予人們的主觀滿意度不同，會導致邊際效用單位價值量不同［1］。調查結果顯示，北京市的相關學者給出的各項生態(tài)服務單價均要高于謝高地測算的全國水平，其中單位面積林地的生態(tài)服務價值當量高出11．7%，單位面積草地的生態(tài)服務價值當量高出31．4%，單位面積農(nóng)田的生態(tài)服務價值當量高出55．7%，濕地與水體的變化不大，略有提高。造成這種結果的可能原因是:(1)調查基于謝高地 (2007)的結果，謝高地的結果起到了誘導作用，被調查對象給出選擇時是以謝高地的結果為基礎的;(2)被調查對象大多是具有良好教育背景的專家學者，并且從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、環(huán)境科學、生態(tài)學等方面的研究，他們對生態(tài)服務的效用有較為深刻的理解;(3)對于北京這種生態(tài)環(huán)境問題特別突出的特大城市來說，由于人均生態(tài)服務資源特別稀缺，也會影響被調查者對生態(tài)服務價值單價的評估偏高;(4)隨著社會發(fā)展與經(jīng)濟水平的提高，人們愿意為生態(tài)服務支付的意愿也愈發(fā)強烈，例如對農(nóng)田生態(tài)娛樂價值當量的評價從0．17提高到3．71，這與北京大力開展休閑旅游觀光農(nóng)業(yè)是密切相關的。

表2 北京市生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值當量

總體上看，修正后的生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表更符合北京市的生態(tài)系統(tǒng)狀況和經(jīng)濟發(fā)展水平，也能更為準確地反映出北京地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務的生產(chǎn)、消費及價值實現(xiàn)過程，是科學合理的。

2 北京市農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值評估

2.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)單位當量因子價值量的測算

為了測算農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值，首先需要測算出農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)單位當量因子的價值量。由于北京的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值在經(jīng)濟總量中的比重較小，城市發(fā)展對農(nóng)業(yè)的生態(tài)需求更為強烈，經(jīng)過綜合比較分析，該文確定北京農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)1個生態(tài)服務價值當量因子的經(jīng)濟價值量等于1hm2全國平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟價值，以此可將權重因子表轉換成當年生態(tài)系統(tǒng)服務單價表，計算公式為:

表3 2013年北京農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值單位當量因子的價值量

式中，Ea為單位當量因子的價值量 (元/hm2);i為糧食作物種類;pi為第i種糧食作物全國平均價格 (元/kg);qi為第i種糧食作物播種面積單產(chǎn) (kg/hm2);mi為第i種糧食作物播種面積 (hm2);M為n種糧食作物總播種面積 (hm2)。糧食作物主要包括稻谷、小麥、玉米、大豆及薯類。根據(jù)公式 (1)得出2013年北京農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務價值單位當量因子的價值量為1．414 819萬元/hm2，詳見表3。

2.2 基于土地利用的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值理論值

在獲取農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)單位當量因子價值量的基礎上，結合北京生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值當量表即可測算出北京生態(tài)系統(tǒng)單位面積的生態(tài)價值量，結果如表4。

表4 北京農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)價值 萬元/hm2

通過相關官方公布數(shù)據(jù)，2013年北京市林地面積為108．226 485萬hm2，草地面積為8．549 129萬hm2，漁業(yè)水域面積為2．127 6萬hm2，濕地面積為5．143 41萬hm2，耕地面積為22．115 73萬hm2，園地面積取2012年數(shù)值，為13．711 772萬hm2。根據(jù)北京農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地面積結合表4即可得出2013年北京農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務價值的理論值，具體計算結果見表5。

表5 2013年北京農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務價值理論值 億元

從表5可以看出，2013年北京農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務總價值的理論值為5 949．38億元。

2.3 基于土地利用的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值的現(xiàn)實值

農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值理論值的測算并沒有考慮人們的心理承受能力與經(jīng)濟承受能力，即支付意愿大小，其測算結果僅為理論值，或者說是潛力值，并不能準確地反映出不同經(jīng)濟水平農(nóng)業(yè)生態(tài)價值的現(xiàn)實值。經(jīng)濟發(fā)展水平不同，居民對農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值的支付意愿也會存在顯著的差別，用市場經(jīng)濟的眼光分析農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值必須考慮到城鄉(xiāng)居民的實際支付意愿。因此，需要采用表征支付意愿相對水平的發(fā)展階段系數(shù)對農(nóng)業(yè)生態(tài)價值理論值進行修正。

發(fā)展階段系數(shù)通過皮爾 (Pearl)生長曲線與恩格爾系數(shù)求取，計算公式為:

式中，l為社會對生態(tài)社會效益的支付意愿，l∈ (0，1);t=T-3，T=1/En，En為恩格爾系數(shù);e為自然對數(shù)的底。

以表征支付意愿和能力的發(fā)展階段系數(shù)作為調整系數(shù)l(t)，則可以修正農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的理論價值，獲得農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務的現(xiàn)實價值。計算公式為:

式中，Eareal(t)為考慮支付意愿情況下的單位當量因子的現(xiàn)實價值量 (元/hm2)，在此基礎上就可以測算出農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值的現(xiàn)實值。

由《北京市2013年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》中得出2013年，北京城鎮(zhèn)居民人均消費性支出2．627 5萬元，恩格爾系數(shù)為31．1%;農(nóng)村居民人均消費性支出1．355 3萬元，恩格爾系數(shù)為34．6%。加權計算得出2013年北京綜合恩格爾系數(shù)為32．3%，進一步由公式 (2)計算出2013年北京社會發(fā)展階段系數(shù)為 0．48。

通過公式 (3)得出在考慮支付意愿情況下，北京農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值單位當量因子的現(xiàn)實價值為14 148．19×0．48=6 791．13元/hm2，進而計算出2013年北京農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值的現(xiàn)實值 (表6)。

表6 北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務價值現(xiàn)實值 億元

綜上所述，2013年北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務價值的現(xiàn)實值為2 855．91億元。

3 研究結論與啟示

(1)文章首次構建一個基于專家知識的適用于北京區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表，經(jīng)過嚴格的計算過程，最終確定2013年北京農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值的現(xiàn)實值為2 855．91億元，是當年北京市農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值421．78億元的6．77倍，農(nóng)業(yè)的生態(tài)價值巨大。2013年北京農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值僅占全市GDP的2．17%，如果把農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值納入到農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值中，保守估計農(nóng)業(yè)總價值將達到3 277．69億元，占到全市GDP的16．55%。如此大的生態(tài)服務價值除去占12．87%的農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值以有形的產(chǎn)品表現(xiàn)外，其它都表現(xiàn)為無形的生態(tài)與社會效益，為維持生態(tài)平衡、促進社會發(fā)展做出了積極的貢獻。因此，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的價值評價不能僅僅考慮農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟價值，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為整體經(jīng)濟發(fā)展的生態(tài)貢獻要遠遠超過農(nóng)業(yè)體現(xiàn)出的產(chǎn)品生產(chǎn)價值。

(2)北京市統(tǒng)計局、國家統(tǒng)計局北京調查總隊公布的最新數(shù)據(jù)顯示2013年北京農(nóng)業(yè)生態(tài)與環(huán)境服務價值 (包括景觀增值價值)為2 404．96億元。本文測算的結果要高于該測算結果，一方面是由于北京市統(tǒng)計局建立的都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值評價指標體系僅包括森林、農(nóng)田、草地、濕地四大生態(tài)系統(tǒng)，而該文在其基礎上增加了漁業(yè)水面生態(tài)系統(tǒng);另一方面這與北京經(jīng)濟快速發(fā)展，自然資產(chǎn)與生態(tài)服務變得越來越稀缺的趨勢是一致的。市統(tǒng)計局的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值監(jiān)測工作涉及了諸多統(tǒng)計部門與科研機構，工作量巨大繁瑣，成本也較高，該文計算得出的生態(tài)服務價值雖然與其存在一定的差距，但仍具有較好的可比性，可以在較短時間內獲得較為精確的結果。

(3)研究方法可以根據(jù)土地利用的變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行動態(tài)評價，能夠為決策者提供更為有用的信息。土地利用是人與自然交叉最為密切的環(huán)節(jié)，土地也是各種陸地生態(tài)系統(tǒng)的載體，土地利用結構的變化引起各類生態(tài)系統(tǒng)類型、面積及空間分布格局的變化，直接影響生態(tài)系統(tǒng)所提供服務的種類與強度，從而影響人類的經(jīng)濟生活，所以土地利用的變化對維持生態(tài)系統(tǒng)服務功能起著決定性的作用［3］。在現(xiàn)實中，生態(tài)環(huán)境因素是土地利用評價需要考慮的重要因素之一，土地利用規(guī)劃應促進區(qū)域環(huán)境質量的改善，維持良好的生態(tài)系統(tǒng)服務功能。研究不同土地利用類型的生態(tài)服務價值的變化，可為土地利用規(guī)劃的定量評價提供一定的思路與借鑒，從而促進區(qū)域土地資源的合理開發(fā)與可持續(xù)利用，保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境，推動區(qū)域自然社會經(jīng)濟系統(tǒng)長期協(xié)調發(fā)展［11］。

(4)由于生態(tài)系統(tǒng)自身的復雜性，農(nóng)業(yè)生態(tài)服務功能與價值評估研究仍在不斷完善中。生態(tài)系統(tǒng)本身的多樣性與環(huán)境條件的多樣性決定了生態(tài)系統(tǒng)服務的類型與強度的空間差異性。該文借鑒Costanza和謝高地的研究成果，對中國平均狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)服務價值單價進行修正，嘗試提供了一種更為精確的適合不同區(qū)域進行生態(tài)服務價值評估的方法，能夠得到更適合研究區(qū)域實際情況的生態(tài)服務價值單價。同時引入社會發(fā)展階段系數(shù)，反映社會經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高所帶來的動態(tài)影響，這使得價值評估結果更符合當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)狀況與經(jīng)濟發(fā)展水平，為重新全面認識其他區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)服務價值提供了有益的借鑒。

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