区域耕地生态价值补偿量化研究*<br/>——以新疆为例

区域耕地生态价值补偿量化研究*
——以新疆为例

2018-06-13刘祥鑫蒲春玲刘志有闫志明穆飞翔

中国农业资源与区划 2018年5期

刘祥鑫，蒲春玲，刘志有，闫志明，穆飞翔

(新疆农业大学管理学院，乌鲁木齐 830052)

0 引言

耕地资源是国家粮食安全的重要保障，是地球生命系统中最重要的农业生产资料，具有食物生产、气候调节、空间承载、景观优化、生态服务等多种功能和价值[1-2]。但是工业化和城镇化快速推进对耕地非农化利用往往仅考虑经济价值补偿和部分社会价值补偿，而忽视耕地生态价值补偿。近年来，随着人口压力增大、耕地资源逐年减少及区域生态环境恶化，有关生态价值补偿的研究不断增多。如赖敏等[3]从草地退化方面对青海三江源区生态价值补偿额度的测算方法进行了探讨；马爱慧等[4]基于问卷调查从选择实验法视角研究了耕地生态补偿的相关利益主体对生态补偿政策的接受程度和可能的反应；刘春腊[5]、余光辉[6]、孙能利[7]等基于生态价值当量通过模型构建对耕地生态补偿尺度进行了测算；谢高地等[8]通过模型运算和地理信息空间分析等改进了基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值方法；张锐[9]、吴大放[10]、唐秀美[11]等在界定耕地生态安全内涵的基础上，通过构建评价指标体系模型对我国耕地生态安全进行了评价。以往研究对推动耕地生态价值补偿理论的发展具有积极作用，但对西北干旱区和多民族区域进行耕地生态价值量化的研究甚少。鉴于此，文章以新疆14个地州市为例，将其耕地生态服务价值与社会经济发展水平相结合，分别通过耕地生态服务价值、耕地生态承载力、耕地生态足迹、生态超载指数及耕地生态价值补偿量化等模型的构建，测算各地州市的耕地生态价值补偿量，为新疆各地州市制定耕地生态补偿政策提供参考，并对西北干旱区耕地资源生态价值的量化方法进行了补充和深入。

1 研究区概况与数据来源

新疆维吾尔自治区(简称新疆)位于中国西北边陲、亚欧大陆腹地，地处73°40′E～96°18′E和34°25′N～48°10′N之间，是“一带一路”经济带核心区。辖区总面积为166.31万km2，共包括4个地级市、5个地区、5个自治州，新疆是一个多民族聚居的区域，共有47个民族成分，其中世居民族有汉族、维吾尔族、哈萨克族、回族等13个。地形呈“三山夹二盆”之态，从北往南依次为阿尔泰山、天山、昆仑山，阿尔泰山和天山之间为准噶尔盆地，天山和昆仑山之间为塔里木盆地，天山横贯新疆中部并将其分为南北疆。新疆耕地总面积为394.13万hm2，近年来，耕地面积有从下降到缓慢回升的变化态势，区域间耕地分布不合理，粗放利用现象突出，因此，进行区域耕地生态价值补偿研究有利于耕地保护和区域责任与利益的均衡。

该文选取新疆2016年14个地州市的统计年鉴、2016年14个地州市的国民经济与社会发展统计公报的经济数据和消费数据作为数据源，包括地区生产总值、总人口、农业生产总值、及小麦、玉米、大豆等农作物产量和播种面积等。

2 模型构建

2.1 模型构建思路

耕地生态价值补偿是指以货币的形式对耕地生态消费超出的部分支付补偿或对不足的部分获得补偿。该文通过生态足迹分析法判断区域耕地生态服务价值能否满足其对耕地生态的消费，将生态足迹和生态承载力进行对比，从而确定耕地生态消费是否超载，最后基于耕地生态超载指数测算其理论补偿值[12]。同时为增强理论补偿测算的可行性，该文根据区域社会经济发展程度确定补偿系数，构建综合测算模型。

2.2 耕地生态服务价值測算模型构建

该文首先在查阅新疆各地州市粮食作物的播种面积、单产及其全国均价的条件下，借鉴谢高地等[13]采用参数对照法选取当量因子和当量因子价值量的相关研究，测算生态服务价值总量。模型如下：

Ae=5.91×Ea×S

(1)

式(1)中，Ae表示区域耕地生态服务价值总量，亿元；Ea表示单位当量因子价值量，元/hm2；S表示区域的耕地面积，hm2； 5.91表示耕地总生态价值相当于5.91个当量因子价值量。

其中单位当量因子价值量Ea的计算公式为：

(2)

式(2)中，n表示粮食作物总数；i表示各粮食作物的具体类型；mi表示第i种粮食作物的播种面积，hm2；pi表示第i种粮食作物全国均价，元/50kg；qi表示第i种粮食作物单产，kg/hm2；M表示各粮食作物播种总面积，hm2；1/7表示未进行人工投入的自然生态系统经济价值是现有耕地单位面积所提能提供的食物生产服务经济价值的1/7。

2.3 区域生态赤字或盈余的判定及补偿比例模型构建

2.3.1 耕地生态承载力测算模型

耕地生态承载力反映的是区域内耕地资源及其环境等对人类活动的保障程度，是指区域内真正拥有的生物生产性耕地面积。模型如下：

EC=N×a×r×y

(3)

式(3)中，EC表示各区域总耕地生态承载力，hm2；N表示区域总人口；a表示人均耕地生物生产性土地面积，hm2/人；r表示耕地均衡因子；y表示区域耕地产量因子，即区域产量与世界平均产量之比，该文采用Wackernagel等在测算中国生态足迹时选用的产量因子1.66。

2.3.2 耕地生态足迹测算模型

耕地生态足迹是指可以持续稳定的提供资源或消纳废弃物、拥有生物生产力的耕地空间。模型如下：

EF=N×ef

(4)

(5)

式(4)(5)中，EF表示区域耕地生态足迹总量；N表示区域人口总量；ef表示区域人均耕地生态足迹，hm2/人；i表示区域各消费项目具体的类型；r表示耕地均衡因子；Ai表示第i种消费项目人均折算的生物生产性耕地面积，hm2/人；Ci表示区域第i种消费项目人均消费量，kg/人；Pi表示全球第i种消费项目平均生产力，kg/hm2。均衡因子采用Wackernagel于2004年修改后的耕地均衡因子2.17。

2.3.3 区域生态赤字或盈余的判定

假定T=EC-EF，当T>0时，则说明区域耕地资源利用在生态承载力范围之内，表现为生态盈余，应获得生态补偿；当T<0时，则说明其已超出生态承载力范围，即表现为生态赤字，应支付生态补偿。

2.3.4 生态超载指数的测算模型

区域生态承载力与生态足迹之差所占生态承载力的比值用生态超载指数表示。生态超载指数作为连接生态足迹与生态服务价值的纽带，该文用以度量耕地生态的利用程度，模型为：

(6)

式(6)中，若I=0，则说明该区域耕地生态环境利用程度较好，为平衡状态，也说明该区域耕地的生态服务价值正好能满足其使用；若I>0且值越大，则说明该区域耕地生态盈余越多，能提供的生态服务价值量也就越多；若I<0且值越小，则说明该区域耕地生态利用超载越严重，能接受其他区域的生态服务价值量也就越大。

2.4 耕地生态补偿系数测算模型

随着人们生活水平的逐年提高，对耕地生态效益的认识过程和支付能力可以用皮尔曲线模型近似模拟，同时对社会经济水平和人们生活质量的量化用恩格尔系数来表示，模型如下：

(7)

f(x)=En=Ea×θ+Eb(1-α)

(8)

式(7)(8)中，t表示社会发展各阶段的耕地生态补偿系数且0

2.5 耕地生态价值综合测算模型构建

确定合理的耕地生态价值补偿标准不仅要对耕地生态效益有深刻的认知和了解，也要综合补偿区域实际的土地资源开发利用状况及实际的补偿能力等因素。

据此，该文将区域耕地生态服务价值、生态足迹、耕地生态补偿系数及各地州市的经济发展水平相关联构建耕地生态价值综合测算模型。

(9)

式(9)中，Aec表示区域支付或获得的耕地生态补偿量，元/年；Ae表示区域耕地生态服务价值量，元/年；EC、EF分别表示区域耕地生态承载力和生态足迹，hm2；t表示耕地生态补偿系数且0

3 研究结果与分析

3.1 耕地生态服务价值测算结果与分析

2015年新疆耕地生态服务价值总量为607.97亿元，其中北疆地区可提供的耕地生态服务价值为383.06亿元，占全疆总量的63.01%，南疆地区可提供的耕地生态服务价值为224.91亿元，占全疆总量的36.99%，南北疆地区可提供耕地生态服务价值比为1： 1.7，呈北高南低态势，可见南北区域间可提供的耕地生态服务价值存在较大差异。2015年新疆各地州市耕地生态服务价值如表1。

表1 2015年新疆各地州市耕地生态服务价值

表2 2015年新疆各地州市耕地生态超载指数

3.2 耕地生态超载指数测算结果与分析

新疆各地州市耕地生态超载指数(表2)总体上表现为南盈北亏的分布态势。北疆多地区耕地生态均处于赤字状态，北疆作为新疆经济最为发达的区域，经济发展占用了大量耕地，同时，大量的外来人口导致当地的耕地生态消费超出了生态承载力的范围，特别是乌鲁木齐市耕地生态超载指数高达-5.52，北疆伊犁州直耕地生态超载指数仅为0.02，耕地生态消费即将超过生态承载力范围；南疆地区各地州市的耕地生态均处于盈余状态，该区域耕地生态良好，生态超载指数多集中在0.4～0.7之间。超载指数区域分布见图1。

南北疆生态足迹总量比为1： 2.2，而其可提供耕地生态服务价值比为1： 1.7，说明南北疆耕地生态足迹和耕地生态服务价值间呈“空间异位”的格局。根据区域生态赤字或盈余的判定方法， 2015年北疆乌鲁木齐市、克拉玛依市、吐鲁番市及哈密市耕地资源利用分别超出了其生态承载力，表现为生态赤字，即应支付生态补偿，而北疆的塔城地区、阿勒泰地区、昌吉回族自治州、博尔塔拉蒙古自治州、伊犁州直及南疆各地州市耕地资源利用分别均在其承载范围之内，表现为生态盈余，即应获得生态补偿。

图1 2015年新疆各地州市耕地生态超载指数分布示意图图2 2015年新疆各地州市耕地生态价值补偿量分布示意图

3.3 耕地生态补偿量分析

2015年新疆耕地可获得耕地生态补偿费103.31亿元(表3)，整体上生态服务价值能满足其生态消费，表现为盈余输出。北疆能获得耕地生态补偿费为40.92亿元，占全疆总获得补偿费用的39.60%，其中获得补偿费最高的区域为塔城地区，达到45.79亿元，支付补偿费最高的区域为乌鲁木齐市，高达49.90亿元；南疆能获得耕地生态补偿费为62.39亿元，占全疆总获得补偿费用60.40%，其中获得补偿费最高的区域为阿克苏地区，为34.02亿元，占南疆获得补偿费用的54.53%，获得补偿费用最低的区域为克孜勒苏柯尔克孜自治州，为2.14亿元。补偿量区域分布见图2。

表3 2015年新疆各地州市耕地生态价值补偿量

4 结论与讨论

(1)2015年新疆北疆乌鲁木齐市、克拉玛依市、吐鲁番市及哈密市共需支付耕地生态补偿费55.67亿元，北疆(乌鲁木齐市、克拉玛依市、吐鲁番市及哈密市外)和南疆地区分别可获得生态补偿费为96.59亿元和62.39亿元。新疆全疆可获得生态补偿费为103.31亿元。可见，经济发展快、城市化水平高的地区和耕地生态输出地区应着力推进耕地生态价值补偿。

(2)研究表明新疆各地州市的经济发展水平和耕地生态保护存在“地域分异”特性及耕地“生态服务”和耕地“生态消费”的不均衡特性，为新疆耕地生态补偿标准的制定和耕地生态补偿机制的建立提供参考和依据。

(3)该文通过结合区域经济和耕地生态系统构建耕地生态价值补偿量化模型，为耕地生态价值的量化提供了方法论的指导。

(4)该研究对耕地生态价值补偿的量化模式可运用于各项规划中耕地保护指标的确定，并为各区域支付或获得耕地生态补偿费的测算提供参考，与各地区耕地保护责任相匹配。

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