江西省农村土地利用变化及生态系统服务价值研究*

徐胜利

(西安外事学院，陕西西安 710077)

0 引言

土地是农业的根本，土地资源更是人们拥有的宝贵财富，一直以来土地问题是不可忽略的话题。《关于实施乡村振兴战略的意见》①明确提出“统筹山水林田湖草系统治理，严守生态保护红线，以绿色发展引领乡村振兴”。随着城市化进程的不断加快和人口的增长，土地利用的结构急剧变化，建设用地和交通用地增加，农村土地不断被占用，农业生态系统服务功能持续下降，资源环境面临着巨大的压力。因此，如何处理好农村土地利用与生态服务之间的关系是农村当前亟待研究和妥善解决的问题。

生态系统服务指人类通过生态系统获得的收益，包括供给服务(例如食物和水)、调节服务(如控制洪水和疾病)、文化服务(如精神、娱乐和文化)以及支持服务(如各种资源的养分循环)[1]。已有的研究与实践表明，除少数功能(污水净化和土壤修复等)以外，大部分自然生态系统服务功能还未有人工替代的可能。

生态系统服务及其价值的研究始于20世纪70年代。Constanza[2]最先基于17类生态系统服务价值，明确了生态系统服务价值估算的原理和方法，利用生态学和经济学相结合的方法对生态系统服务和价值进行量化。借鉴国外学者的研究基础，我国学者从20世纪80年代以来也对生态系统价值展开了研究。基于Costanza建立的价值化的方法，谢高地等[3-4]对我国200位生态学家进行问卷调查，得出了中国陆地生态系统服务评估单价体系，弥补了Costanza评估法的缺陷。欧阳志云[5]以贵州省为例，探讨了生态系统生产总值核算的方法，评价了其经济价值总和。石垚等[6]利用GIMMS遥感影像的NDVI数据对中国1999～2008年土地利用生态系统服务功能价值的时空变化进行了分析。冉圣宏等[7]计算了1996～2004年我国不同省市土地利用动态引起的生态服务功能的变化。当然，文章研究区也成为众学者的研究对象，如马定国等[8]根据1998年江西省国土资源遥感调查资料，对江西省森林生态系统服务功能价值进行了定量评估。罗小平[9]估算了江西省各类生态系统2001年和2006年的生态资产值，并对江西省生态资产的应用展开了研究。韩林婕[10]构建了基于土地利用结构的生态系统服务分区指标体系，并对江西省土地利用的生态系统服务价值进行了核算。于志强等[11]利用1998～2006年的数据对江西省抚州市生态系统服务价值和土地利用变化进行研究，得到了两者之间的关系并提出改进的建议。尽管许多学者对江西省进行了大量研究，但是在农村土地利用的基础上对生态系统服务价值进行分析的研究尚未见报道。该文利用2009～2016年的农村土地资料，试图找到江西省农村土地利用变化特征，并对其生态系统的价值变化进行估算与分析。

1 研究区概况

江西省简称赣，地处北纬24°29′14″～30°04′41″、东经113°34′36″～118°28′58″之间，位于长江中下游南岸，属于亚热带季风气候，气候宜人，地形三面环山，以山地和丘陵为主，其中山地占全省总面积的36%，丘陵占42%； 岗地和平原占12%，水面占10%。江西省自然资源丰富、环境秀丽、文化悠久、特色产品众多，是著名的红色革命区。江西省是全国的产粮大省，近年来随着人口的增长、城镇化进程的加快和农村的发展建设，农村土地的保护意识尚淡薄，江西省农村土地资源面临着严重短缺，可利用的土地资源越来越少，生态环境遭到破坏，生态功能下降。其中，根据第六次人口普查，江西省乡村人数约2 493万人，全国乡村人数约6.741 4亿人，而2016年度土地变更调查结果显示：江西省耕地面积约308.2万hm2，全国耕地面积为1.349 21亿hm2，江西省农村人均耕地为0.124hm2，仅占全国农村人均耕地量的61%。

表1 2009～2016年江西省农村各土地利用类型面积变化

万hm2

通过对江西省8年来的土地利用变化数据进行整理分析(表1)，可以归纳出：江西省农村的林地面积所占比重最大，耕地次之，未利用土地与草地所占比重最小说明土地的利用程度较高。这是由江西省的地理地貌和人文因素所致，江西省地形三面环山，多山地丘陵，植被覆盖率高，以农业生产为主，该研究结果表明该区域的土地利用结构符合该地自然状况。在研究期内，江西省农村的土地利用发生了变化，其中，耕地、园地、林地、草地和水域面积呈减少趋势，林地的减少面积最大，耕地减少最少； 居住及建设用地和未利用土地面积则呈增加趋势，尤其是居住建设用地。同时，江西省农村的土地利用总面积也在减少，由2009年的大约1 627.9万hm2减少到了1 613.4万hm2左右。这是江西省经济发展，城镇化不断扩张，城镇用地占用农村用地的结果。其中， 8年间，耕地面积从308.9万hm2减少到308.2万hm2，面积减少了近0.7hm2，减幅达0.23%，年平均减少面积为875hm2。2013年，耕地面积突增，这是由江西省实施耕地保护、保障粮食安全的措施造成的。但是，在加快经济发展的背景下，后几年江西省农村耕地的面积又开始逐年下降。

2 研究方法和数据来源

2.1 研究方法

2.1.1 多样性指数模型

多样性指数是一个评判种类多少、结构合理性的指标，对研究区进行土地利用的多样性分析，可以了解研究区的土地利用生态系统服务功能和服务价值的多元化程度。一般情况下，土地利用结构越多元，该地环境气候就越适宜，生态服务价值就越高。在此，该研究应用Gibbs-Martin[12]的多样性指数公式进行分析，其计算方法见公式：

(1)

式(1)中，Gm为多样性指数；Xi代表研究区内第i类土地利用类型的面积;n代表研究区内的土地利用类型总数。若研究地区只有一种土地利用类型，则i=1，此时Gm=0，土地利用结构单一，多样性指数最小； 如果研究地区土地利用类型多样，则n→+∞，多样性指数Gm→1。所以，某一地区的n越大，则越大，越接近1，某地区的土地利用类型的多样性指数越大。

2.1.2 土地利用动态度模型

对于土地利用变化速度的测量，普遍使用的是单一土地利用动态度来进行描述。土地利用动态度能够很好地表示各种土地类型在测试时间段内的变化数量、速度等，这对于预测未来土地利用变化的趋势具有十分明显的作用[13]。单一土地利用类型动态度表述的是在一定的研究时段内所研究地区各种土地类型的变化情况，见式(2)：

表2 不同生态系统单位面积生态服务价值当量因子[14]

服务功能类型耕地林地园地草地水域未利用土地气候调节0.892.701.80 0.900.460.00气体调节0.503.502.00 0.800.000.00土壤形成和保护1.463.902.68 1.950.010.02水源涵养0.603.201.90 0.8020.380.03生物多样性保护0.713.261.99 1.092.490.34废物处理1.641.311.48 1.3118.180.01食物生产1.000.100.55 0.300.100.01娱乐文化0.011.280.65 0.044.340.01原材料0.102.601.35 0.050.010.00

(2)

式(2)中，K表述的是研究时段内某一土地利用类型动态度；Ua、Ub则分别表示为研究初期及末期某一土地利用类型的数量情况；T为研究时段长。

2.1.3 生态系统服务价值模型

为准确计算出生态系统服务功能的价值，当量因子表和单位面积生态服务价值表引用谢高地等[14]的部分研究结果，该结果是谢高地等对我国200位生态学者进行问卷调查得到的结果。既吸取了Costanza的生态系统服务价值估算法的精华，又完善了其不足。为了表述的准确性，该文将生态系统中的农田、森林、草地、水体和荒漠依次对应于土地利用类型中的耕地、林地、草地、水域和未利用土地，并在此基础上加上园地和居住及建设用地。以2014～2016年江西省平均粮食产量5 798.73kg/hm2为该区基准粮食单产，粮食单价按2016年江西省粮食价格1.38元/kg(江西省物价局)计，根据式(3)和式(4)按2016年不变价格，得到江西省单位面积农田生态系统粮食生产功能价值为1 143.17元/hm2。园地的当量因子则取耕地与林地的平均值，居住及建设用地娱乐文化功能价值则由该地每年人文旅游门票收入(不包括自然景观旅游门票)作为参考依据，为3 245.7元/hm2。利用表2和式(3)(4)依次可得到研究区农村土地利用单位面积生态服务价值表(表3)。

(3)

式(3)中，Va是单位面积农田生态系统食物生产功能的经济价值，m是作物种类(m=1，…，n)，Pm是m种粮食作物平均价格，qm是m种粮食作物单产，am是m种粮食作物面积，A是粮食作物总面积。

Vij=eijVa

(4)

式(4)中，Vij是单位面积j生态系统i项生态服务价值(i=1， 2，…，n；j=1， 2，…，n)，eij是j生态系统i项生态服务价值当量因子，i是生态系统服务类型，j是生态系统的种类。

利用表3的数据和农村土地利用的基础数据，按照式(5)和式(6)估算江西省农村土地生态系统服务价值。

ESV=∑Bk×VCk

(5)

ESVf=∑Bk×VCkf

(6)

式(5)(6)中，ESV表示生态系统服务价值；Bk表示研究区第k种土地利用类型分布面积；VCk表示第k种土地利用类型的单位面积生态系统服务价值；ESVf表示生态系统单项服务功能价值；VCkf表示生态系统单项服务功能价值系数；k为土地利用类型；f为生态系统单项服务功能类型。

2.2 数据来源

该研究所使用的基础数据来源于江西省国土资源厅关于2009～2016年的农村土地利用类型、面积与分布的统计数据(http：//www.jxgtt.gov.cn)，以及中华人民共和国国土资源部(http：//www.mlr.gov.cn)的2009～2016年中国国土资源公报。

3 结果与分析

3.1 多样性指数分析

把江西省农村各土地利用类型的面积(表1)代入式(1)分别计算出研究区不同时期的农村土地利用类型多样性指数，由于各年份之间多样性指数差异较小，为了便于分析，统一保留5位小数，详见表4。

表3 江西省农村土地利用单位面积生态服务价值[14]

元/hm2

表4 2009～2016年江西省农村土地利用类型多样性指数

年份20092010201120122013201420152016多样性指数0.545 320.545 510.545 820.546 330.545 960.545 700.545 440.545 27

由表4可知，从2009～2016年江西省农村土地利用的多样性指数较适中，说明该地区的土地利用结构较平衡，多元化程度中等，生态较好。但多样性指数呈先上升后下降的变化趋势，上升是因为退耕还林还草政策的实行，使得土地利用的多样性上升； 但后期考虑经济效益的增长，农民还是选择易获取且经济效益高的行为方式，造成农村耕地撂荒严重，未利用土地增加，从而多样性指数下降。同时，该研究期内江西省农村土地利用的多样性指数差异较小，说明近8年来，该区域内土地利用结构的变化较小，这可能是所选取的研究期时长较短所导致的。

3.2 土地利用动态度分析

据表1中的有关数据和式(2)可以计算出2009～2016年江西省土地利用动态度，如表5所示。由表5可知，首先， 2009～2016年间，江西省土地利用面积出现减少的有：耕地、林地、园地、草地和水域等，草地的单一动态度变化最大，紧接着是园地、水域、林地和耕地。从总体趋势来看，除水域和园地外，其他3种地类面积的动态度数值呈减小走向。当然，在某些特殊时期，由于受到人文、政策与自然等因素的影响，会发生一些波动状况。例如，分别在2010～2012年和2012～2014年期间，耕地和草地面积的单一动态度出现正值，加上林地在2012年后的单一动态度，相比于2009～2012年期间的增加，数值的绝对值减小，林地减少的面积变小，这些与开垦荒地或退耕还林、还草政策有关。其次， 2009～2016年土地利用类型中出现增长的是居住及建设用地和未利用土地，其中，居住及建设用地的动态度越来越小，面积增加的幅度越来越慢，未利用土地的单一动态度也呈下降趋势，甚至在2010～2012年期间出现负值，难利用土地面积一度减少，这是政府有力保护土地资源的必然趋势，农村建房面积的限制、划出耕地保护红线、引导科学规范绿色生产种植等措施将促使这些数值在未来更加合理、更加规范。

根据表中数据的走向，可以预测未来江西省土地利用类型的变化。未来在没有外来因素的干扰下，整体而言，人用设施用地会出现一定程度的增长，但增长幅度会受到一定遏制，同时，自然用地会因此而出现一定的下滑。当然，在满足经济发展的情况下适度征用自然用地是十分必要的，但同时，也应看到，很多用地的大幅减少更多的是由于土地的不集约利用以及审批政策的不严格，从长远而言，这样的不可持续发展对于经济而言是具有一定的风险性的。

表5 2009～2016年江西省不同地类土地利用面积动态变化情况

地类指标2009～20102010～20122012～20142014～2016耕地净变化量(万hm2)-0.40-0.200.20-0.30单一动态度(%)-0.13-0.030.03-0.05林地净变化量(万hm2)-1.40-4.20-2.00-2.20单一动态度(%)-0.13-0.20-0.09-0.11园地净变化量(万hm2)0.00-0.30-0.30-0.50单一动态度(%)0.00-0.45-0.45-0.76草地净变化量(万hm2)-0.600.20-1.60-0.80单一动态度(%)-1.980.34-2.68-1.41水域净变化量(万hm2)-0.20-0.60-0.70-0.40单一动态度(%)-0.16-0.24-0.28-0.16居住及建设用地净变化量0.600.600.300.10单一动态度(%)0.870.430.210.07未利用土地净变化量(万hm2)0.20-0.100.100.00单一动态度(%)1.21-0.290.300.00

3.3 生态系统价值分析

3.3.1 各土地类型的生态系统服务价值分析

根据表1和表3的数据，利用式(5)得到江西省农村土地生态系统服务价值，详见表6。从表6可以看出：林地的生态系统服务价值所占比重最大，高达71.59%多。究其原因，一方面是因为林地的占地面积最大，有1 033.45万hm2； 另一方面是由于森林的生态服务价值系数高。由此可见，林地在江西省农村的生产活动中具着重要作用，这就需要我们在农村建设发展中，不仅要保护耕地，也要维护好林地这一宝贵的自然资源，加大退耕还林力度。其次，水域所占面积较小，占比12%左右，但其生态系统服务价值也较高，约占总价值的18.40%，仅次于林地，是耕地和园地的近3倍，草地的近30倍，未利用土地的800多倍。从各土地类型生态服务价值的变化率来看， 2009～2016年期间，江西省农村土地利用的总生态系统服务功能价值下降，其中，居住及建设用地和未利用土地面积呈增长趋势，服务价值也相应地增加，变化率分别为增加了2.31%和1.21%。其他用地的面积则有不同程度地减少，其服务价值也相应减少，变化率分别为耕地0.23%、园地3.29%、林地0.94%、草地9.24%和水域1.49%。这说明土地利用类型的面积与该土地利用类型的生态系统服务价值呈同向变化的趋势，即土地利用结构决定了生态系统服务价值的大小。

表6 2009年和2016年的江西省农村土地ESV值及变化

土地类型20092016ESV变化值ESV变化率(%)ESV值(亿元)比例(%)ESV值(亿元)比例(%)耕地196.856.99196.407.05-0.45-0.23林地2 014.9971.591 996.0471.67-18.95-0.94园地42.501.5141.101.48-1.40-3.29草地19.410.6917.620.63-1.79-9.24水域517.8118.40510.0818.32-7.73-1.49居住及建设用地22.490.8023.010.830.522.31未利用土地0.610.020.620.020.011.21总计2 814.672 784.88-29.79-1.06

3.3.2 单项生态系统服务价值分析

利用式(6)和表1、表3中的数据，分别计算2009年和2016年江西省农村土地利用生态系统的单项服务功能价值(ESVf)。为了便于直观地分析数据，将各项生态系统服务价值绘制成柱形图，如图1所示。从图中可看出，除食物生产这项服务功能类型外，其他8项服务功能类型的价值都比较高，表明这8项生态功能发挥着主要的价值作用。从图中还可以看出水源涵养的生态价值非常高，占有绝对优势，说明水源涵养在江西省农村土地生态系统服务中占有最重要的地位。通过对比发现，从2009年到2016年，这9项服务功能类型的价值都发生了变化，且呈下降趋势。其中废物处理价值变化率最大，减少了1.26%，说明随着土地结构的变化，对生态系统环境废物处理能力有较大的影响。

图1 2009年和2016年江西省农村土地的各项生态系统服务价值

4 结论与建议

4.1 结论

(1)江西省农村土地利用程度较高，多样性指数中等，且呈先上升后下降的趋势。2009～2016年，江西省农村土地利用发生了较大变化，尤其是林地面积减少较多。同时，耕地面积减少，居住及建设用地和未利用土地增加。这是近年来江西省农村经济发展，生活方式转变和城市化不断推进促使的。

(2)研究期内，江西省农村土地利用的生态系统服务功能价值总体减少，其中由于居住及建设用地的面积增加，其ESV值也相应增加，其他土地利用类型的ESV值则随着它们面积的减少而减少。这说明土地利用结构对生态系统功能价值具有决定作用。

(3)随着对江西省农村土地资源的不合理利用，其各项生态系统服务功能价值呈下降趋势。这要求我们保护生态系统，维护生物多样性，协调环境与经济发展的关系，使土地的经济效益与生态效益双收。

4.2 建议

根据该研究结果可以发现江西省农村土地利用结构不够合理，其生态系统服务价值呈现明显的下降趋势，土地利用对生态系统服务价值具有决定性，因此，为了实现江西省生态系统服务价值的可持续利用，必须加强对土地的管理，规范利用土地，对此提出以下建议。

(1)因地制宜发展，经济生态效益兼收

由分析可知，江西省林地与水域的生态系统服务价值较高，江西省农村实现又好又快发展可牢牢抓住这两大奠基石。江西省林地面积大，比重高，森林覆盖率高达60%以上，且自然条件优越，区位优势明显，森林资源丰富。随着经济发展和社会进步，人们对森林资源和林产品的需求不断增长，江西省可依靠“绿水青山就是金山银山”的理念，利用好林地这一得天独厚的资源，不断发展壮大该省林业产业，优化产业结构，把该地的毛竹、油茶等突出特色推销出去，这是促进农业和农村经济发展，增加就业和提高农民收入的良方。但需要遵循生态优先、科学合理开发利用、集约化经营等原则，做到保护与利用并重。此外，江西省水网稠密，拥有中国第一大淡水湖——鄱阳湖，江西省可发展航运、建设水库、生态养殖等为民造福。

(2)加强农村土地保护，提高农村土地耕种质量

以上种种土地利用类型面积的逐年减少，大多为农民受经济利益的驱动和建设用地增加导致的，这就需要加强农村土地保护，加强土地利用引导，坚守不占或少占耕地的原则，确保达到耕地保有量任务指标，保质保量地补充耕地。对于农村建设用地，则应科学规划农村建设用地，集中建设，控制总量，严格占用农用地。同时也可适度开发省内的适宜开发的未利用土地，来增加耕地、园地和林地面积。加大资金和技术投入，扩大灌溉耕种区域，提高农村土地耕种质量。总之，要合理调整农用地和农村建设用地的结构与布局，最优化利用江西省农村土地资源，使其效益得到最大发挥。

(3)整合规范农村建设用地，促进新农村建设

推进社会主义新农村建设和统筹城乡发展的政策，要把农村建设成增添新元素同时也不失本身特色的高水平农村。合理安排农村宅基地建设，严格规范一户一宅的基本形式，治理空心村问题，加强宅基地政策执行，把居民点住房集中建设，并先考虑旧宅原地建设，少占用良田耕地。同时加强农村的基础设施建设，包括生活与农用。合理规划农村整体布局，加强马路、水利、健身器材、绿化等基础设施的建设，创造一个宜居的舒适生活环境。

(4)协调土地利用和生态环境保护，创建环境友好型利用模式

首先，要重视对省内农村森林、湿地、湖泊等天然生态区的保护，如鄱阳湖生态区。在进行土地开发生产利用时，应在保护原始生态环境的前提下，统筹安排，尽量避免破坏生态环境。其次，对在土地开发利用中已破坏的土地或其他自然资源，应尽快采取措施，停止破坏，并综合整治。最后，在农村生活区也应推进生态文明建设，建设污水处理厂，安排垃圾集中处理地，倡导村民绿色生活，垃圾分类，保护环境。

(5)政府扮演重要角色，引导规范土地利用行为

地方政府应在土地利用中扮演着重要角色，转变政府职能，规范政府行为。第一，创新农村土地制度。随着新问题的出现和形势的不断变化，各地政府应具体问题具体分析，创新农村土地制度，以有针对性、更有效地处理问题。例如，征地的程序有待完善，土地规划的实施需进一步加强。第二，加强农村土地管理。针对农村土地管理懒散的问题，首先应加强相关法制建设，使有法可依，并做到执法必严。其次，完善管理组织建设，采取垂直领导体制，相互督促，解决非法的农村土地使用问题。第三，借助先进技术引导规范土地利用行为，实时监控农村土地利用变化情况，及时发现并改正问题。第四，实施农村土地保护激励制度。通过实施一系列奖惩措施，调动农民保护农用地的积极性。