耕地非農(nóng)化過程中生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償量化研究
——以陜西省為例

李 朦

(陜西地建土地勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，陜西西安 710075)

耕地不僅對(duì)國(guó)家的糧食安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生活具有基本的保障作用，還具有氣候調(diào)節(jié)、景觀優(yōu)化、生態(tài)服務(wù)等功能[1]。然而，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求越來越大，造成大量的農(nóng)用地轉(zhuǎn)為非農(nóng)用地，在此過程中，農(nóng)地被非農(nóng)建設(shè)占用，不僅喪失了其原有的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和保障糧食安全的社會(huì)價(jià)值，而且其凈化空氣、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境等生態(tài)價(jià)值也隨之喪失[2]。因此，在農(nóng)用地轉(zhuǎn)用過程中土地生態(tài)價(jià)值如何補(bǔ)償成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題之一[3]。比如，崔寧波等[4]從公平視角出發(fā)，采用當(dāng)量因子法對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行測(cè)算，并構(gòu)建水足跡模型，對(duì)耕地生態(tài)服務(wù)非市場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行量化評(píng)估；李玉恒等[5]構(gòu)建了非農(nóng)化配制效益評(píng)價(jià)模型，對(duì)我國(guó)沿海省市的邊際經(jīng)濟(jì)收益、邊際生態(tài)價(jià)值和邊際社會(huì)保障價(jià)值進(jìn)行了量化評(píng)估；賀曉英等[6]運(yùn)用直接市場(chǎng)法構(gòu)建了農(nóng)地非農(nóng)過程中損失農(nóng)地的生態(tài)價(jià)值評(píng)估模型，分別計(jì)算農(nóng)地的各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值。國(guó)外對(duì)土地生態(tài)價(jià)值的研究始于20世紀(jì)80年代，重點(diǎn)研究耕地的生態(tài)價(jià)值；隨后，涌現(xiàn)了大量不同土地生態(tài)功能價(jià)值評(píng)估的研究[7-9]，比如，Clark Archer等[8]采用方差分析測(cè)試法，比較大城市和非大城市3種主要環(huán)境對(duì)耕地價(jià)值的影響，以及主要農(nóng)業(yè)區(qū)之間主要環(huán)境對(duì)耕地價(jià)值的影響；Rega[9]從空間規(guī)劃決策層面對(duì)意大利空間規(guī)劃或土地利用過程中的生態(tài)補(bǔ)償要求進(jìn)行了探索；Vaissière等[10]認(rèn)為科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳鷳B(tài)補(bǔ)償政策應(yīng)該兼顧生物多樣性的分析性和規(guī)范性2個(gè)方面，并提出了雙層生態(tài)補(bǔ)償政策的組織構(gòu)建模塊。

通過分析現(xiàn)有文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于耕地轉(zhuǎn)用中土地生態(tài)補(bǔ)償價(jià)值的研究成果相對(duì)較少。現(xiàn)有研究主要集中于農(nóng)地非農(nóng)化過程中的土地生態(tài)評(píng)估，但并未建立相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制[3]。因此，該研究以陜西省為研究對(duì)象，在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，嘗試構(gòu)建耕地非農(nóng)化過程中土地生態(tài)補(bǔ)償價(jià)值測(cè)算模型，將耕地非農(nóng)化過程中的土地生態(tài)損失進(jìn)行量化，并提出相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制，為陜西省耕地非農(nóng)化過程中的土地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償政策提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況陜西省處于我國(guó)西北部，全省設(shè)10個(gè)省轄市和1個(gè)示范區(qū)。地域南北最長(zhǎng)為878 km，東西最寬為517 km。全省平均海拔 1 127 m，境內(nèi)氣候存在南北差異，由北向南逐漸過渡為溫帶、暖溫帶和北亞熱帶。年降雨量576.9 mm，年均氣溫13.0 ℃，無霜期218 d。截至2019年末，全省總?cè)丝? 876.21萬，耕地面積301.052萬hm2，種植作物主要為小麥、玉米。2019年糧食作物播種面積299.892萬hm2，比2018年縮減0.2%；其中，夏糧110.435萬hm2，下降0.4%；秋糧189.457萬hm2，下降0.2%；全年GDP為25 793.17億元，人均GDP為66 649元，比2018年增長(zhǎng)5.4%。

1.2 數(shù)據(jù)來源該研究的相關(guān)數(shù)據(jù)來源于《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒(2019年)》、陜西省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)(2019年)、陜西省自然資源廳統(tǒng)計(jì)資料。

1.3 模型構(gòu)建

1.3.1耕地生態(tài)服務(wù)功能測(cè)算模型構(gòu)建。該研究借鑒謝高地等[11]關(guān)于生態(tài)服務(wù)價(jià)值量化的研究，采用當(dāng)量因子法對(duì)農(nóng)地的生態(tài)價(jià)值進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算模型如下：

Ae=Ea×S

(1)

(2)

式中，Ae為生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量(億元)；Ea為單位當(dāng)量因子價(jià)值量(元/hm2)；S為耕地面積(hm2)。n為農(nóng)作物總數(shù)；i為農(nóng)作物的具體類型；pi為第i種農(nóng)作物的全國(guó)平均價(jià)格(元/kg)；qi為第i種農(nóng)作物的單產(chǎn)(kg/hm2)；mi為第i種農(nóng)作物的種植面積(hm2)；M為n種農(nóng)作物的種植總面積(hm2)；j為生態(tài)服務(wù)功能類型；γj為第j種生態(tài)服務(wù)功能的當(dāng)量值。

1.3.2區(qū)域獲得或支付補(bǔ)償?shù)呐卸把a(bǔ)償比例測(cè)算模型。

1.3.2.1耕地生態(tài)承載力測(cè)算模型。耕地生態(tài)承載力是指具有生物生產(chǎn)力的耕地面積，反映了耕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類活動(dòng)的供給和安全程度[12]。具體模型如下：

EC=N×a×r×y

(3)

式中，EC為區(qū)域耕地生態(tài)承載力(hm2)；N為區(qū)域總?cè)丝冢籥為人均生產(chǎn)性耕地面積(hm2)；r為耕地均衡因子；y為區(qū)域耕地產(chǎn)量因子。

關(guān)于耕地均衡因子和產(chǎn)量因子的取值，大部分研究選取Wackernagel等[13]的測(cè)算成果，即耕地均衡因子2.17、產(chǎn)量因子1.66。但此數(shù)值的測(cè)算是基于全球?qū)用?，不能真?shí)反映我國(guó)不同省份耕地的實(shí)際生產(chǎn)能力，因此該研究引用劉某承等[14-15]關(guān)于我國(guó)各地生態(tài)足跡均衡因子和產(chǎn)量因子的測(cè)算結(jié)果，具體數(shù)值見表1。

1.3.2.2耕地生態(tài)足跡測(cè)算模型。耕地生態(tài)足跡指能夠持續(xù)地提供資源或消納廢物的且具有生物生產(chǎn)力的耕地空間[12]。模型如下：

EF=N×ef

(4)

(5)

式中，EF為區(qū)域耕地生態(tài)足跡總量(hm2)；N為區(qū)域人口總量；ef為區(qū)域人均耕地生態(tài)足跡(hm2)；i為區(qū)域各消費(fèi)項(xiàng)目具體類型；r為耕地均衡因子，依據(jù)表1取值0.72；Ci為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量(kg)；Pi為全球第i種消費(fèi)項(xiàng)目的平均生產(chǎn)力(kg/hm2)。

表1 我國(guó)各省市耕地均衡因子和產(chǎn)量因子Table 1 Equilibrium factor and yield factors of cultivated land in different provinces and cities of China

1.3.2.3耕地生態(tài)超載指數(shù)測(cè)算模型。區(qū)域耕地生態(tài)超載指數(shù)用于表征區(qū)域耕地生態(tài)的利用水平。具體模型如下：

(6)

式中，I為區(qū)域耕地生態(tài)超載指數(shù)；EC為區(qū)域內(nèi)總耕地生態(tài)承載力(hm2)；EF為區(qū)域內(nèi)耕地生態(tài)足跡總量(hm2)。當(dāng)I=0時(shí)，說明該地區(qū)耕地生態(tài)平衡；當(dāng)I>0時(shí)，說明該地區(qū)耕地生態(tài)盈余，I值越大，則盈余越多；當(dāng)I<0時(shí)，說明該地區(qū)耕地生態(tài)利用超載，I值越小，則超載越嚴(yán)重。

1.3.3耕地生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)測(cè)算模型。該研究借鑒李金昌[16]提出的用皮爾曲線模型近似模擬耕地生態(tài)補(bǔ)償價(jià)值，并用恩格爾系數(shù)衡量社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平和人們生活質(zhì)量，模型如下：

(7)

En=Eb×β+Ec×(1-β)

(8)

式中,t為耕地生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)；En為區(qū)域綜合恩格爾系數(shù)；Eb為城鎮(zhèn)恩格爾系數(shù)；Ec為農(nóng)村恩格爾系數(shù)；β為城鎮(zhèn)化水平。

1.3.4耕地生態(tài)補(bǔ)償量測(cè)算模型。科學(xué)合理的耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)基于對(duì)區(qū)域內(nèi)耕地生態(tài)效益較為完善的認(rèn)識(shí)，綜合考慮補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)資源利用情況和實(shí)際補(bǔ)償能力等因素。因此，該研究將耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值、耕地生態(tài)承載力、耕地生態(tài)足跡、耕地生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)聯(lián)，計(jì)算出區(qū)域耕地生態(tài)補(bǔ)償金額。具體模型如下：

(9)

式中，Aec為區(qū)域支付或獲得的耕地生態(tài)補(bǔ)償總量(元/a)；Ae為區(qū)域耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量(元/a)；EC為區(qū)域耕地生態(tài)承載力(hm2)；EF為區(qū)域耕地生態(tài)足跡(hm2)；t為耕地生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)，0

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值分析從表2可以看出，2019年陜西省耕地生態(tài)服務(wù)總價(jià)值為665.49×108元，其中關(guān)中地區(qū)可提供的耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值為291.44×108元，占全省總量的43.79%；陜北地區(qū)可提供的耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值為252.78×108元，占全省總量的37.99%；陜南地區(qū)可提供的耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值為121.27×108元，占全省總量的18.22%?？傮w上陜西省耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值量呈北高南低的態(tài)勢(shì)(圖1)。

表2 2019年陜西省各市區(qū)耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值量Table 2 Ecological service value of cultivated land in Shaanxi Province in 2019

圖1 2019年陜西省各市區(qū)耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值量空間分布Fig.1 Spatial distribution of cultivated land ecological service value in different urban areas of Shaanxi Province in 2019

2.2 耕地生態(tài)超載指數(shù)分析由表3可知，關(guān)中地區(qū)的西安市和楊凌示范區(qū)耕地生態(tài)處于赤字狀態(tài)，這是因?yàn)槲靼彩泻蜅盍枋痉秴^(qū)的經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，城市經(jīng)濟(jì)和人口的發(fā)展占用了大量耕地，致使2個(gè)市區(qū)的耕地生態(tài)消費(fèi)超出了其生態(tài)承載范圍。陜北和陜南地區(qū)耕地生態(tài)超載指數(shù)集中在0.10～0.67，說明該地區(qū)耕地生態(tài)處于盈余狀態(tài)，耕地生態(tài)狀況良好。從各市區(qū)耕地生態(tài)超載指數(shù)空間分布(圖2)可以看出，陜西省耕地生態(tài)超載指數(shù)分布總體上呈北高南低的態(tài)勢(shì)。

表3 2019年陜西省各市區(qū)耕地生態(tài)超載指數(shù)Table 3 Ecological overload index of cultivated land in Shaanxi Province in 2019

圖2 2019年陜西省各市區(qū)耕地生態(tài)超載指數(shù)空間分布Fig.2 Spatial distribution of ecological overload index of cultivated land in each city of Shaanxi Province in 2019

關(guān)中、陜北、陜南3個(gè)片區(qū)生態(tài)足跡總量比為1∶0.26∶0.28，其可提供的耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值比為1∶0.87∶0.42，說明關(guān)中、陜北和陜南耕地生態(tài)足跡和耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值之間呈現(xiàn)“空間異位”的格局。根據(jù)區(qū)域生態(tài)超載或盈余的判定方法，2019年關(guān)中的西安市和楊凌示范區(qū)耕地資源利用超出了其生態(tài)承載力，表現(xiàn)為生態(tài)超載，應(yīng)支付生態(tài)補(bǔ)償；陜北和陜南的各市耕地資源利用均未超過其承載范圍，表現(xiàn)為生態(tài)盈余，應(yīng)獲得生態(tài)補(bǔ)償。

2.3 耕地生態(tài)補(bǔ)償量分析從表4可以看出，2019年陜西省耕地可獲得耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)2.10×108元，生態(tài)服務(wù)價(jià)值總體上能滿足生態(tài)消費(fèi)，且有少量盈余。省內(nèi)關(guān)中地區(qū)需支付48.36×108元的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)，其中付費(fèi)最高的西安市，應(yīng)支付61.39×108元；陜北和陜南地區(qū)分別可獲得44.31×108和6.15×108元的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)，其中榆林市可獲得的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)最高，為30.30×108元；其次是延安市，可獲得14.01×108元的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)；其余各市可獲得的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)多集中于0～5×108元。從各市區(qū)耕地生態(tài)補(bǔ)償量空間分布(圖3)可以看出，陜西省耕地生態(tài)補(bǔ)償量總體上呈環(huán)形分布，即中心地區(qū)最低，中心往外越來越高。

3 結(jié)論

該研究通過引入生態(tài)超載指數(shù)，構(gòu)建了區(qū)域內(nèi)的生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償量化模型，并以陜西省為例，對(duì)省內(nèi)各市區(qū)的生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償量進(jìn)行測(cè)算。結(jié)果表明，2019年陜西省耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值整體上有少量盈余，全省可獲得生態(tài)補(bǔ)償量2.10×108元；關(guān)中地區(qū)的西安市和楊凌示范區(qū)耕地生態(tài)處于赤字狀態(tài)，尤其是西安市耕地生態(tài)超載指數(shù)達(dá)-2.15；陜北和陜南地區(qū)耕地生態(tài)處于盈余狀態(tài)，該區(qū)域耕地生態(tài)狀況良好。陜西省總體上可獲得耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)，其中關(guān)中地區(qū)需支付48.36×108元的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)，西安市需支付的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)最高(61.39×108元)，陜南和陜北地區(qū)分別可獲得6.15×108和44.31×108元的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)，說明經(jīng)濟(jì)水平和城鎮(zhèn)化水平相對(duì)較高的地區(qū)應(yīng)著力推進(jìn)耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償。該研究的測(cè)算結(jié)果與各市區(qū)的現(xiàn)實(shí)情況基本相符，可為陜西省耕地生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的制定和耕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立提供依據(jù)，該測(cè)算方法可為陜西省各地區(qū)的耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)測(cè)算提供參考。值得說明的是，該研究基于前人的研究成果，將生態(tài)服務(wù)價(jià)值量的測(cè)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，但耕地非農(nóng)化過程中的生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償測(cè)算模型還存在一定的不足，有待進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新。

表4 2019年陜西省各市區(qū)耕地生態(tài)補(bǔ)償量Table 4 Ecological compensation of cultivated land in Shaanxi Province in 2019

圖3 2019年陜西省各市區(qū)耕地生態(tài)補(bǔ)償量空間分布Fig.3 Spatial distribution of cultivated land ecological compensation in each urban area of Shaanxi Province in 2019