農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價(jià)值量化研究進(jìn)展

李勝男，張建軍，陳　靜，趙亞輝

（1.唐山市地產(chǎn)評(píng)估咨詢中心，河北　唐山　063000；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京　100083）

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價(jià)值量化研究進(jìn)展

李勝男1，2，張建軍2*，陳靜1，趙亞輝1

（1.唐山市地產(chǎn)評(píng)估咨詢中心，河北唐山063000；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100083）

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，不僅為人類提供各種農(nóng)產(chǎn)品，還在維系生命的支持系統(tǒng)和環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡等方面起著不可替代的重要作用，是人類生存和生產(chǎn)的必要基礎(chǔ)。本文綜述了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型及其內(nèi)涵、價(jià)值量化方法，并簡(jiǎn)要地闡述了各方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，高度概括了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在實(shí)踐中的應(yīng)用，充分認(rèn)識(shí)到農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)量化是進(jìn)一步農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和消費(fèi)分析、生態(tài)補(bǔ)償、農(nóng)地市場(chǎng)流轉(zhuǎn)及農(nóng)村綠色GDP核算的基礎(chǔ)和依據(jù)。研究結(jié)論有助于深刻理解農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的量化思路及途徑。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)；內(nèi)涵；分類；功能；價(jià)值

20世紀(jì)30年代生態(tài)系統(tǒng)概念被首次提出［1］，20世紀(jì)90年代“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”一詞的提出開(kāi)啟了人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的研究。Costanza［2］和Daily［3］研究認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過(guò)程所形成及所維持的人類賴以生存的產(chǎn)品和服務(wù)的總稱。隨后生態(tài)學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家對(duì)各種類型生態(tài)系統(tǒng)的功能服務(wù)進(jìn)行了研究［4～7］。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，其功能服務(wù)對(duì)人類生存和發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)每年都以生態(tài)產(chǎn)品和服務(wù)等形式為人類提供著巨大價(jià)值，按其最小估計(jì)，在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式下，自然能夠提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為6 114.3元/（hm2·a）［8］。在城市化高速發(fā)展的今天，工業(yè)體系達(dá)到較高水平，人類文明賴以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)繁榮的自然資本的儲(chǔ)量和生態(tài)服務(wù)供給能力正在急劇下降，而農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)非市場(chǎng)服務(wù)的無(wú)償或低價(jià)消費(fèi)卻帶來(lái)了生態(tài)服務(wù)的消費(fèi)總量急劇攀升，生態(tài)服務(wù)的供給與消費(fèi)出現(xiàn)極不均衡的現(xiàn)象，長(zhǎng)此以往將破壞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本［9，10］。因此，對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)涵及其分類、價(jià)值量化進(jìn)行深入研究，對(duì)于科學(xué)認(rèn)識(shí)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，合理開(kāi)發(fā)利用農(nóng)業(yè)資源，提高農(nóng)戶對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)具有重要意義。

1　農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)涵及其分類

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是人類依靠土地資源，利用農(nóng)田生物與非生物環(huán)境之間以及農(nóng)田生物種群之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行人類所需食物和其他農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的半自然人工生態(tài)系統(tǒng)［11］。該系統(tǒng)是社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合而成，具有高度的目的性、開(kāi)放性、高效性、易變性、脆弱性及依賴性［12，13］，其服務(wù)同時(shí)具有特殊性。

1.1農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)涵

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)過(guò)程向人類所提供的一系列功能與效益和所維持的人類賴以生存的環(huán)境，是在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的自然過(guò)程（自然資源稟賦與農(nóng)業(yè)生物互作）和人工活動(dòng)（人類對(duì)原有農(nóng)田環(huán)境的改良，包括良種、化肥、灌溉、機(jī)械、農(nóng)藥等外部投入以獲得系統(tǒng)生產(chǎn)力的提高）雙重影響下表現(xiàn)出來(lái)的對(duì)人類直接和間接的效應(yīng)［14］。不同學(xué)者從不同角度對(duì)不同農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行了詮釋。

1.1.1農(nóng)產(chǎn)品及原材料生產(chǎn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的供給服務(wù)是指人類從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)獲取的各種農(nóng)產(chǎn)品和原材料生產(chǎn)服務(wù)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為人類提供糧食、蔬菜、瓜果等維持生命的食物以及飼料、藥材等經(jīng)濟(jì)作物，這些是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的首要服務(wù)，是人類生存、繁衍和發(fā)展的基礎(chǔ)［15，16］；同時(shí)還為工業(yè)發(fā)展提供纖維、木材、橡膠等原料，例如秸稈作為可再生資源，其熱值為14.50～15.00 MJ/kg［17］，中國(guó)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，秸稈產(chǎn)量約為7億t/a［18］，可用于燃燒、飼養(yǎng)、直接還田、工業(yè)加工和食用菌栽培等，具有較高的可收集性和經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值［19］。

1.1.2凈化大氣農(nóng)田中的許多作物能夠吸收空氣中的有害氣體并進(jìn)行分解，如稻田生長(zhǎng)期間植株釋放O2、吸收CO2，對(duì)人類有積極貢獻(xiàn)的服務(wù)功能；同時(shí)釋放N2O、CH4將導(dǎo)致溫室效應(yīng)增強(qiáng)，表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)［20］。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的凈化大氣服務(wù)主要包括固定CO2服務(wù)、吸收SO2、NO2、HF及釋放O2服務(wù)［21］，通過(guò)光合作用固定太陽(yáng)能，將CO2等轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)。目前對(duì)農(nóng)田土壤的碳儲(chǔ)存是比較認(rèn)可的，占全球碳存儲(chǔ)總量的8%～10%。

1.1.3廢棄物處理消納分解畜禽糞便廢棄物是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)獨(dú)特而重要的服務(wù)之一。目前對(duì)畜禽廢棄物處理和利用的方式主要是直接還田，這種方式不僅可維持農(nóng)田養(yǎng)分的平衡，而且降低了環(huán)境污染以及處理成本［22］。數(shù)據(jù)顯示，北京城郊農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)每年消納廢棄物的價(jià)值達(dá)16.49億元。

1.1.4水源涵養(yǎng)農(nóng)田具有水源涵養(yǎng)功能，特別是稻田，與其相鄰的溝渠、山塘構(gòu)成隱形的水庫(kù)［23］。農(nóng)田土壤具有滲透水資源和蓄水功能，能夠減少和滯后降水進(jìn)入河流，進(jìn)而減少洪水發(fā)生［24］。土壤的保水能力由其孔隙度大小決定，涵養(yǎng)水源的功能主要是土壤非毛管空隙的作用。農(nóng)作物根系深入土壤，也能截留降水，進(jìn)而減少和推遲地面徑流，地表徑流較緩慢且均勻［25］。涵養(yǎng)水源是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的一個(gè)重要組成部分，而水又維持著農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)行和保持生態(tài)平衡。

1.1.5土壤形成與保護(hù)土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心組成，在全球生物地球化學(xué)循環(huán)中起著重要作用［26］。農(nóng)作物對(duì)地表土覆蓋以及各種水資源涵養(yǎng)具有積極的作用。土壤保持服務(wù)包含減少侵蝕和阻攔泥沙，在預(yù)防土壤侵蝕、維持區(qū)域生態(tài)安全及可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，可以從減少土壤侵蝕、保護(hù)土壤肥力、減少?gòu)U棄地和減輕泥沙淤積災(zāi)害等方面對(duì)農(nóng)田保持服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)［27］。

1.1.6維持養(yǎng)分循環(huán)維持養(yǎng)分循環(huán)是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)中的1項(xiàng)重要服務(wù)，為作物產(chǎn)量提供物質(zhì)保障。生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)主要是在生物庫(kù)、凋落物庫(kù)和土壤庫(kù)之間進(jìn)行，對(duì)于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，因其凋落物量較小，因此從生物和土壤之間的養(yǎng)分交換過(guò)程考慮農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)［28］。

1.1.7維持生物多樣性農(nóng)田生物多樣性是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)功能及其提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是生物多樣性富集的“野生生境島嶼”，有許多邊際土地是珍稀野生生物物種聚集的地點(diǎn)，因此農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生物的多樣性是全球生物多樣性的重要組成部分［29］。

1.1.8提供美學(xué)景觀即農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為人們提供的生態(tài)旅游服務(wù)。20世紀(jì)90年代我國(guó)農(nóng)業(yè)旅游發(fā)展迅速，生態(tài)旅游、民俗旅游、農(nóng)節(jié)旅游日趨旺盛，鄉(xiāng)村新鮮的空氣、寂靜的環(huán)境及美麗的風(fēng)景深受城市居民的喜愛(ài)。

1.1.9負(fù)服務(wù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是人類改造自然而形成的，由于人類對(duì)的農(nóng)產(chǎn)品的特殊需求，大量化肥、農(nóng)藥和地膜等農(nóng)資的使用，對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)造成一定的負(fù)面影響［30］。目前農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)服務(wù)主要包括由化肥利用率不高、農(nóng)藥及農(nóng)膜污染、有毒害物質(zhì)殘留、水資源浪費(fèi)以及農(nóng)田生產(chǎn)活動(dòng)所排放的溫室氣體排放等問(wèn)題［31～36］。

綜上所述，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不僅提供各種農(nóng)產(chǎn)品，還在維系生命的支持系統(tǒng)和環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡等方面提供著大量的生態(tài)服務(wù)，具有不可替代的重要作用。因此協(xié)調(diào)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)與其他生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的供給關(guān)系，量化其服務(wù)價(jià)值，有助于人們對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行直觀認(rèn)識(shí)，從而為實(shí)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1.2農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型

關(guān)于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分類標(biāo)準(zhǔn)有很多，且相互交叉重疊。大量文獻(xiàn)將農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)范圍分為2類：（1）生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品（如糧食、蔬菜、水果、纖維、原材料等可以商品化的服務(wù)）；（2）支撐與維持人類賴以生存的服務(wù)（如氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、水土保持、土壤肥力維持、養(yǎng)分循環(huán)等難以商品化的功能），表現(xiàn)為間接價(jià)值［37，38］。作者對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行歸納總結(jié)，將其分為5個(gè)一級(jí)指標(biāo)和10個(gè)二級(jí)指標(biāo)（表1）。

表1　農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的類型及服務(wù)內(nèi)涵［15，39～49］Table 1　Types and connotation of farmland ecosystem services

2　農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量化方法及應(yīng)用

2.1農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法

國(guó)內(nèi)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估，主要通過(guò)2種途徑。（1）基于Costanza［2］、謝高地等［8］研究的基準(zhǔn)值參數(shù)修正法。該方法具有數(shù)據(jù)獲取方便，使用較簡(jiǎn)單，適于較大尺度的宏觀總體評(píng)價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，但不能反映區(qū)域差異性等問(wèn)題。（2）基于影子工程法、替代成本法、意愿調(diào)查法等環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)價(jià)方法。這些方法能針對(duì)具體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行差異性量化，反映不同區(qū)域的特性，更具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義；但是存在評(píng)價(jià)過(guò)程較復(fù)雜，數(shù)據(jù)獲取相對(duì)困難等問(wèn)題。根據(jù)價(jià)值評(píng)估技術(shù)的市場(chǎng)基礎(chǔ)不同，該類環(huán)境經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法又分為實(shí)際市場(chǎng)價(jià)值評(píng)估技術(shù)、替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)和假想市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)。實(shí)際市場(chǎng)價(jià)值評(píng)估技術(shù)是針對(duì)能夠在市場(chǎng)進(jìn)行交易的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)，以其市場(chǎng)價(jià)格作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估；替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)是對(duì)不能直接獲得其價(jià)值貨幣表現(xiàn)（價(jià)格）的產(chǎn)品和服務(wù)，利用替代市場(chǎng)技術(shù)在市場(chǎng)尋找相同價(jià)值物品（等效替代物）進(jìn)行評(píng)估，替代物的市場(chǎng)價(jià)格即為影子價(jià)格；假想市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)是針對(duì)用于不能以任何形式表現(xiàn)價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，在假想的市場(chǎng)中通過(guò)被詢問(wèn)者確定其經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。

2.1.1供給服務(wù)價(jià)值評(píng)估技術(shù)

2.1.1.1食物生產(chǎn)。采用市場(chǎng)定價(jià)法［50，51］進(jìn)行測(cè)算農(nóng)產(chǎn)品的服務(wù)價(jià)值，具有數(shù)據(jù)易獲得、計(jì)算簡(jiǎn)單、結(jié)算結(jié)果與社會(huì)經(jīng)濟(jì)整體水平相吻合的特點(diǎn)，借助實(shí)際市場(chǎng)價(jià)值評(píng)估技術(shù)，具體公式為：

V1=∑Si·Ki·Pi（i=1，2，……，n）

式中，V1：作物價(jià)值（104元）；Si：第i類作物種植面積（hm2）；Ki：第i類作物單位面積產(chǎn)量（kg/hm2）；Pi：第i類作物市場(chǎng)價(jià)格（元/kg）。

2.1.1.2原材料生產(chǎn)。由于原材料生產(chǎn)價(jià)值數(shù)據(jù)獲取難度較大，且計(jì)算復(fù)雜，適于區(qū)域小尺度價(jià)值估算。在計(jì)算原材料生產(chǎn)價(jià)值時(shí)，以秸稈為例，具體計(jì)算公式為：

V2=Pc·k·M

Pc=∑ηiλiGi（i=1，2，……，n）

式中，V2：秸稈價(jià)值（104元）；Pc：可用秸稈量（t）；k：秸稈實(shí)際利用比例（%）；M：秸稈價(jià)格（元/kg）；ηi：第i類作物秸稈的收集系數(shù)；λi：第i類作物秸稈的谷草比例（%）；Gi：第i類作物年產(chǎn)量（t）。

2.1.2調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值評(píng)估技術(shù)

2.1.2.1凈化大氣。凈化大氣服務(wù)包括固碳制氧和吸收污染氣體服務(wù)，均采用替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)。評(píng)估固碳制氧服務(wù)價(jià)值，僅從作物光合作用反應(yīng)式考慮固碳量和釋氧量，具有一定的局限性；若考慮每種作物的初生產(chǎn)值，則計(jì)算量巨大；在實(shí)際工作中一般采用碳稅法和工業(yè)制氧法［28，52］進(jìn)行評(píng)估，具體計(jì)算公式為：

VCO2=NPP S1.63 L VO2=NPP S1.20 PO2

式中，VCO2：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)固定CO2的價(jià)值（104元）；VO2：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)釋放O2的價(jià)值（104元）；NPP：農(nóng)田凈初級(jí)生產(chǎn)力（t）；S：作物播種面積（hm2）；L：碳稅率（元/t）；PO2：工業(yè)制氧成本（元/t）。

NPP=∑Yj（1-wi）/fi

式中，Yi：第i類作物的產(chǎn)量（t）；fi：第i類作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)；wi：第i類作物的含水率。

估算農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2、NO2、HF及滯塵的價(jià)值，計(jì)算公式為：

V3=∑qjSpj

式中，V3：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2、NO2、HF及滯塵的價(jià)值；qj：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)各污染氣體的吸收量（j=1，2，3，4分別表示SO2、NO2、HF及滯塵）（kg/hm2）；Pj：削減各污染氣體的單位成本（元/kg）；S：作物播種面積（hm2）。

2.1.2.2廢棄物處理。廢棄物處理價(jià)值通常采用替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)（替代成本法）進(jìn)行測(cè)算。該方法數(shù)據(jù)較易獲取，但只考慮了畜禽糞便廢棄物，價(jià)值量可能偏小，適用于有糞便還田的區(qū)域小尺度價(jià)值測(cè)算。計(jì)算公式如下：

式中，V4：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)處理廢物的價(jià)值（104元），pl：廢棄物處理成本（元/t）；i：牲畜型（大牲畜和小牲畜）；Wi：不同類型的牲畜數(shù)量；r：不同類型牲畜個(gè)體年糞便量（t）。

2.1.2.3水源涵養(yǎng)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估一般采用3種方法進(jìn)行測(cè)算。

（1）土壤非毛管靜態(tài)蓄水量法［21］。該方法借助替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)，以土壤蓄水研究為指導(dǎo)，充分體現(xiàn)土壤保水功能，但數(shù)據(jù)獲取較難，適于區(qū)域小尺度研究；計(jì)算公式為：

V5=104hp0rwA Cw

式中，V5為涵養(yǎng)水源價(jià)值量（104元）；h：土層厚度（cm）；p0：非毛管孔隙度（%）；rw：水容重（kg/m3）；Cw：水庫(kù)蓄水成本（元/t）；A：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積（hm2）。

（2）插值法［22］。此方法計(jì)算簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)易獲取，適合大尺度研究。計(jì)算公式為：

V5=（Wi-W0）PwSi

式中，V5：涵養(yǎng)水源價(jià)值量（104元）；Wi：第i類作物覆被條件下土壤含水量（g）；W0：裸沙地土壤含水量（g）；Pw：水價(jià)（元/t），可用水庫(kù)建設(shè)平均成本費(fèi)替代水價(jià)；Si：第i類作物播種面積（hm2）。

（3）降水儲(chǔ)存量法［53，54］。以相關(guān)水文、氣象研究為指導(dǎo)，能體現(xiàn)作物蓄水能力，數(shù)據(jù)獲取較困難，適于區(qū)域小尺度研究。計(jì)算公式為：

V5=A·（R0-Rg）·J0·θ·Cw

式中，V5：與裸地相比農(nóng)田涵養(yǎng)水源的增加量（104元）；J0：研究區(qū)多年平均降雨總量（mm）；θ：產(chǎn)流降雨量占降雨總量的比例（%）；R0：產(chǎn)流降雨條件下裸地降雨徑流率（%）；Rg：產(chǎn)流降雨條件下農(nóng)田降雨徑流率（%）；A：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積（hm3）；Cw：水庫(kù)蓄水成本（元/m3）。

2.1.3支持服務(wù)評(píng)價(jià)技術(shù)

2.1.3.1土壤形成與保護(hù)。土壤形成與保護(hù)服務(wù)價(jià)值采用替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)（替代成本法）進(jìn)行測(cè)算，該方法需以土壤學(xué)科知識(shí)研究為指導(dǎo)，能體現(xiàn)植物所需必須大量元素N、P、K在土壤中的循環(huán)利用，計(jì)算復(fù)雜，但結(jié)果具有說(shuō)服力，適于區(qū)域小尺度研究。計(jì)算公式為［27，55］：

V6=V7+V8+V9

=（CN+CP+CK）·Acp+B Ac/（h 10 000 ρ）+20%Acc/ρ =（CN+CP+CK）·A（Ep-Er）p+BA（Ep-Er）（h 10 000 ρ）+ 20%·A（Ep-Er）/ρ

式中，V6：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤保持價(jià)值（104元）；V7：保持土壤肥力價(jià)值（104元）；V8：減少?gòu)U棄土地的經(jīng)濟(jì)價(jià)值（104元）；V9：減少泥沙淤積價(jià)值（104元）；CN、CP、CK分別為土壤中N、P、K的含量（%）；p：肥料價(jià)格（元/t）；Ac：土壤保持量（t）；B：研究區(qū)農(nóng)業(yè)年均收益（元/hm2）；ρ：土壤容重（t/m3）；c：水庫(kù)工程費(fèi)用（元/m3）；Ep：潛在的土壤侵蝕模數(shù)（kg/m2）；Er：現(xiàn)實(shí)土壤侵蝕模數(shù)（kg/m2），A：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積（hm2）。

2.1.3.2維持養(yǎng)分循環(huán)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)維持養(yǎng)分循環(huán)的服務(wù)價(jià)值均借助替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)，分別采用影子價(jià)格法和收獲指數(shù)法進(jìn)行評(píng)估。

（1）影子價(jià)格法［21］以作物研究為指導(dǎo)，體現(xiàn)作物的養(yǎng)分積累功能，但數(shù)據(jù)獲取較難，適于任何尺度研究；計(jì)算公式為：

V10=p∑（CNi+CPi+CKi）Qi

式中，V10：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)維持營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價(jià)值（104元），CNi、CPi、CKi分別為作物中N、P、K的含量〔用形成50 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量吸收的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量（kg）表示〕，Qi；各種作物產(chǎn)量（t）；p：肥料價(jià)格（元/t）。

（2）收獲指數(shù)法［56］需考慮收獲能力以及作物本身的養(yǎng)分固有能力，體現(xiàn)土壤的養(yǎng)分循環(huán)功能，但只考慮留在土壤中的服務(wù)價(jià)值，且數(shù)據(jù)獲取較難，適于區(qū)域小尺度研究。具體公式為：

V10=∑piCi（1-ri）

式中，V10：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)維持營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價(jià)值（104元）；Ci：代表各類作物N、P、K養(yǎng)分積累量（kg）；pi：N、P、K肥的市場(chǎng)價(jià)格（元/t）。

2.1.3.3維持生物多樣性。維持生物多樣性服務(wù)價(jià)值運(yùn)用意愿價(jià)值評(píng)估法進(jìn)行測(cè)算，即借助假想市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)，以大量的問(wèn)卷調(diào)查為基礎(chǔ)，獲取最高支付意愿。運(yùn)用該方法時(shí)要注意問(wèn)卷設(shè)計(jì)的合理性，檢驗(yàn)結(jié)果的有效性和可靠性，其適于任何尺度。

2.1.4文化服務(wù)評(píng)價(jià)技術(shù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的提供美學(xué)景觀價(jià)值可采用旅行費(fèi)用法、意愿價(jià)值法、觀光農(nóng)業(yè)收益法［57］等方法進(jìn)行測(cè)算，其原理是借助替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)或假想市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)，以大量調(diào)查為基礎(chǔ)。該方法數(shù)據(jù)獲取較難，計(jì)算簡(jiǎn)單，適于有觀光農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)發(fā)展的區(qū)域小尺度研究。

2.1.5負(fù)服務(wù)評(píng)估技術(shù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)服務(wù)包括溫室氣體排放、水資源消耗、化肥流失、農(nóng)藥污染和地膜污染。負(fù)服務(wù)的價(jià)值量均是借助替代市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)，采用替代成本法進(jìn)行測(cè)算。

2.1.5.1溫室氣體排放。以增溫趨勢(shì)研究為基礎(chǔ)，考慮不同類型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放類型，數(shù)據(jù)獲取較難，適于任何尺度研究。計(jì)算公式為：

V11=P∑ZiWPi

式中，V11：溫室氣體排放成本（104元）；P：碳交易成本（元/t）；Zi：第i類溫室氣體的排放量（t）；WPi：第i類溫室氣體的增溫潛勢(shì)。

2.1.5.2水資源消耗。以農(nóng)業(yè)灌溉研究為指導(dǎo)，只考慮農(nóng)業(yè)灌溉用水，計(jì)算簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)易獲取，適于干旱、半干旱地區(qū)的區(qū)域大、小尺度研究，不適合全球、國(guó)家大尺度研究。計(jì)算公式為：

V12=A W Pw

式中，V12：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水資源消耗價(jià)值（104元）；A：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積（hm2）；Pw：水價(jià)（元/t）；W：?jiǎn)挝晦r(nóng)田的灌溉水量（t/hm2）。

2.1.5.3化肥流失。區(qū)分化肥用量區(qū)，以農(nóng)田化肥利用研究為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)獲取容易，適于區(qū)域大尺度研究。計(jì)算公式為：

V13=MP（1-α）P

式中，V13：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)化肥流失成本（104元），MP：化肥用量（t）；α：化肥利用率（%）；P：碳交易成本（元/t）。

2.1.5.4農(nóng)藥污染評(píng)估技術(shù)。以農(nóng)田農(nóng)藥利用研究為基礎(chǔ)，分農(nóng)藥施用引起的成本價(jià)值流失和作物減產(chǎn)損失兩部分，計(jì)算較復(fù)雜，數(shù)據(jù)較難獲取，適于區(qū)域大、小尺度研究。計(jì)算公式如下：

V14=Vp（1-β）Pp+ε∑PiKiSi

式中，V14：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)施用農(nóng)藥的負(fù)面經(jīng)濟(jì)價(jià)值（104元）；Vp：農(nóng)藥使用量（t）；β：農(nóng)藥利用率（%）；Pp：農(nóng)藥當(dāng)前價(jià)格（元/kg）；ε：農(nóng)藥污染造成的糧食減產(chǎn)率（%）；Si：第i類作物種植面積（hm2）；Ki：第i類作物單位面積產(chǎn)量（kg/hm2）；Pi：第i類作物市場(chǎng)價(jià)格（元/kg）。

2.1.5.5地膜污染。以地膜殘留研究為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)較難獲得，計(jì)算簡(jiǎn)單且易于理解，適于使用地膜的小尺度地區(qū)。計(jì)算公式為：

V15=σ∑PiKiSi

式中：V15：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)地膜污染損失價(jià)值（104元）；σ：地膜污染造成的作物減產(chǎn)率（%）；Si：第產(chǎn)量（kg/hm2）；Pi：第i類作物市場(chǎng)價(jià)格（元/kg）。

圖1　農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值應(yīng)用方向Fig.1　Application direction of farmland ecosystem service value

2.2農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值應(yīng)用方向

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值應(yīng)用范圍主要包括農(nóng)村綠色GDP核算與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給需求2個(gè)方面的內(nèi)容，其中，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給需求又包括農(nóng)田生態(tài)補(bǔ)償和農(nóng)地市場(chǎng)流轉(zhuǎn)決策2方面的內(nèi)容（圖1）。

2.2.1農(nóng)村綠色GDP核算農(nóng)業(yè)綠色GDP需要考慮自然和人工“雙重”投入所產(chǎn)出的產(chǎn)品和生態(tài)服務(wù)價(jià)值［58］。將農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值理論及其核算方法用于農(nóng)業(yè)綠色GDP的核算，納入農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價(jià)值，同時(shí)扣減生態(tài)環(huán)境代價(jià)，清楚農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來(lái)的環(huán)境代價(jià)，以及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)補(bǔ)償這些代價(jià)的服務(wù)功能，可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和政府決策以及農(nóng)田生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供較為詳實(shí)的指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展［59］。2.2.2農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給需求分析供給和需求這個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型被應(yīng)用作決定市場(chǎng)均衡價(jià)格和均衡產(chǎn)量。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值是一個(gè)效用價(jià)值，有需求即有供給，應(yīng)用生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法量化其供給量和需求量，探討兩者之間的相互關(guān)系，有助于我們充分認(rèn)識(shí)當(dāng)前農(nóng)業(yè)區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀，從而為農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行科學(xué)的生態(tài)管理、實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展提供理論依據(jù)［60］。2.2.2.1農(nóng)地市場(chǎng)流轉(zhuǎn)。農(nóng)地和城市用地之間巨大的經(jīng)濟(jì)收益差異是加劇農(nóng)地城市流轉(zhuǎn)的1個(gè)重要原因。長(zhǎng)期以來(lái)，正是由于人們對(duì)農(nóng)地資源的認(rèn)識(shí)僅限于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出價(jià)值，忽視社會(huì)和生態(tài)效益在內(nèi)的非市場(chǎng)價(jià)值，從而大大降低了農(nóng)地的真實(shí)價(jià)值，促使農(nóng)地流轉(zhuǎn)，難以實(shí)現(xiàn)土地資源優(yōu)化配置，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)缺乏依據(jù)［61］。對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行價(jià)值量化，并應(yīng)用于農(nóng)地市場(chǎng)流轉(zhuǎn)決策，有助于減少和防止破壞性的經(jīng)濟(jì)作為，同時(shí)彌補(bǔ)市場(chǎng)機(jī)制作用不足給農(nóng)地流轉(zhuǎn)決策帶來(lái)的影響，緩解農(nóng)地流失，有助于保障糧食安全。

2.2.2.2農(nóng)田生態(tài)補(bǔ)償。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)服務(wù)生產(chǎn)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，要解決這一問(wèn)題，必須采取一定的手段對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行人為調(diào)控，而政府通過(guò)財(cái)政手段采取生態(tài)補(bǔ)償是諸多措施中較為有效的一種?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能本身的價(jià)值或修正后的價(jià)值來(lái)確定生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)［62］，運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法、替代成本法、機(jī)會(huì)成本法、影子工程法等使用價(jià)值估算方法和意愿價(jià)值調(diào)查法等非使用價(jià)值估價(jià)法測(cè)算出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值，并進(jìn)一步確定生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)［63，64］。

3　結(jié)論與討論

作者對(duì)目前國(guó)內(nèi)外農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型進(jìn)行了歸納與總結(jié)，將農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)劃分為5個(gè)一級(jí)服務(wù)類型和10個(gè)二級(jí)服務(wù)類型，并闡述了各農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)的內(nèi)涵，并對(duì)各個(gè)類型指標(biāo)的計(jì)算方法進(jìn)行了梳理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的指標(biāo)在實(shí)際操作過(guò)程用要使用不同的市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)，評(píng)估結(jié)果才更具客觀性與科學(xué)性，對(duì)人們直觀地了解農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)巨大的服務(wù)功能，對(duì)農(nóng)田生態(tài)補(bǔ)償、農(nóng)地市場(chǎng)流轉(zhuǎn)、研究生態(tài)服務(wù)供給-消費(fèi)以及未來(lái)農(nóng)村綠色GDP計(jì)算提供數(shù)據(jù)參考和決策依據(jù)，推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域研究。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為人類生存和發(fā)展提供多種農(nóng)產(chǎn)品和其他重要的非市場(chǎng)服務(wù)。盡管在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，農(nóng)產(chǎn)品的供給仍然是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的主體，但是追求生態(tài)服務(wù)最大化的多功能農(nóng)業(yè)將會(huì)逐步發(fā)展，未來(lái)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)區(qū)域尺度上協(xié)調(diào)發(fā)展，加強(qiáng)政府管理職能，建立積極地鼓勵(lì)性農(nóng)業(yè)政策，由商品補(bǔ)貼政策和貿(mào)易保護(hù)政策轉(zhuǎn)為保護(hù)農(nóng)業(yè)環(huán)境和刺激農(nóng)民從事增產(chǎn)生態(tài)服務(wù)活動(dòng)的政策，農(nóng)民將收獲的不僅僅是經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)還獲得生態(tài)效益和社會(huì)效益，最終使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

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Review on Farmland Ecosystem Services and Its Valuation

LI Sheng-nan1，2，ZHANG Jian-jun2*，CHEN Jing1，ZHAO Ya-hui1
（1.Real Estate Assessment and Advisory Center of Tangshan City，Tangshan 063000，China；2.College of Land Science and Technology of China University of Geosciences，Beijing 100083，China）

Farmland ecosystem is an important part of terrestrial ecosystems，it not only offers a variety of agricultural products for humans，but still plays an irreplaceable role in maintaining life support systems and dynamic balance of environment，which are necessary base for human survival and production.This paper reviews the farmland ecosystem service types and their content，evaluating methods，then briefly describes the advantages and disadvantages，sustainable scope of each method.We highly summarize the use of farmland ecosystem service value in practice，and fully realize that evaluating farmland ecosystem services is the base and foundation to further quantify farmland ecosystem service supply and consumption analysis，ecological compensation，farmland market circulation，rural green GDP accounting，and supplyconsumer research is to further the basis of ecological compensation and farmland market circulation.The findings would contribute to a deep understanding of ideas and ways to quantify farmland ecosystem service functions.

Farmland ecosystem；Connotation；Classification；Function；Valuation

S181

A

1008-1631（2016）03-0087-08

2015-11-19

李勝男（1989-），女，河北張北人，碩士，從事農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及土地評(píng)估工作。E-mail：lsn_huihui@sina.com。

張建軍（1982-），男，山西太原人，副教授，博士，主要從事土地持續(xù)利用與生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究。E-mail：zhangjj_cugb@163.com。