湖北省耕地保护生态补偿优先序判别

宋 敏， 曹彬蓉

(中南财经政法大学 工商管理学院，湖北 武汉 430073)

人均耕地量少、耕地质量下降、耕地空间分布差异大以及后备耕地资源不足是我国耕地资源的典型特征。在耕地资源利用过程中存在两个突出问题：一是耕地数量减少的形势依然严峻。从总量上看，保有一定量的耕地面积仍面临多重压力。 “二调”数据显示我国人均耕地面积为0.101 hm2，较1996年“一调”时的0.106 hm2有所下降，不足世界平均水平的40%，耕地资源紧缺加剧。二是耕地减少对环境和生态产生显著的负外部性。耕地所具有的生态系统服务功能随耕地数量下降而减弱，引发水土流失、生物多样性锐减、二氧化碳量增加等一系列生态环境问题[1]。为遏制上述问题，自20世纪80年代开始，我国开始实施严格的耕地保护政策，通过出台“耕地总量动态平衡政策”、“基本农田保护条例”等法令，运用“基本农田保护区制度”、“耕地占补平衡制度”、“土地用途管制制度”、“永久基本农田划定”等措施强化对耕地资源的管理及保护，缓解经济发展与耕地流失的矛盾[2]。耕地保护政策目标也经历了从“数量保护”到“数量、质量并重”再到“数量、质量、生态保护三位一体”的转变。然而，依靠单一的数量或指标控制等政策措施保护稀缺的耕地资源尚未达到预期目标，尤其在耕地质量与生态保护方面的实施绩效有待提升[3]。而耕地保护的动力机制缺失，即缺少健全的耕地保护生态补偿机制是导致这一结果的重要原因。为此，近年来我国政府出台了一系列政策和措施以推进耕地保护生态补偿机制的构建。2008年十七届三中全会明确提出“建立耕地保护补偿机制”的大方向；2013年，党的十八届三中全会强调“坚持和完善最严格的耕地保护制度”“实行资源有偿使用和生态补偿制度”；2017年1月，国务院出台的《关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》要求，通过“加强对耕地保护责任主体的补偿激励”和“实行跨地区补充耕地的利益调节” 健全耕地保护补偿机制；2018年2月，国土资源部在《关于全面实行永久基本农田特殊保护的通知》提出要按照“谁保护、谁受益”原则探索实行耕地保护激励性补偿和跨区域资源性补偿。

当前，我国的耕地资源生态补偿机制尚不健全，考虑到耕地生态补偿资金的有限性以及补偿效率的差异性，如何对耕地资源保护生态补偿实施的优先次序进行安排是一个亟需解决的问题。随着区域生态补偿相关研究的推进和实践的逐渐发展，补偿空间优先选择方面的研究引起了学者们的关注。现有的生态补偿优先序研究所依据的基础理论较为多样化，大致可分为公共物品理论[4]、外部性理论[5]和区划理论[6]三类；确立方法以对生态服务系统服务价值进行测算和比较较为常见[7]，一些学者将生态利益相关者[8]、空间相互关系[9]、成本效益比较[10]、碳排放[6]纳入考虑从而不断拓展相关研究。但现有研究在确定补偿优先序时，对地区差异性和生态系统服务的动态变化尚缺乏充分的考虑，尤其是在此基础上针对耕地资源保护的生态补偿优先序研究更为少见。有鉴于此，本研究试图在充分考虑地区差异性的前提下，对现有生态补偿优先级的判别方法以及标准做出改进，从而构建耕地保护生态补偿优先序的判别模型，在考虑耕地生态系统服务贡献量动态变化的基础上确定耕地生态补偿的优先序，旨在提高耕地生态补偿资金的配置效率，为保护耕地资源进而提供更多的生态系统服务提供依据，并为其他区域耕地生态补偿优先序的确立提供一定借鉴。

一 研究方法

(一)耕地生态系统服务价值量测算及修正

本研究首先运用参数比照法测算出耕地的生态系统服务价值，运用耕地生态足迹模型与生态补偿系数模型测算出耕地可持续利用指数与生态补偿系数，并运用耕地生态承载指数与生态补偿系数对传统的耕地生态系统服务价值测算模型进行修正，由此得到改进后的耕地生态系统服务价值测算模型。

1.耕地生态系统服务价值量测算

参数比照法又称当量因子法，是指对某一特定区域内的生态服务价值的测算结果进行修正，得出待评估的区域的生态系统服务价值，该方法在当前生态系统服务价值测算的应用中较广泛。本研究参照谢高地等[11]的研究结果，采用下式对本研究区域的耕地生态系统服务价值当量因子进行修正：

(1)

式中：Y为研究区域的耕地生态系统服务价值当量因子值；x1为研究区域平均自然粮食单产；x2为全国自然粮食单产；Z为中国陆地生态系统中耕地的生态系统服务价值当量因子值。

根据区域的粮食播种面积、粮食单产及全国粮食平均价格，由下式可计算得到1个生态服务价值当量的经济价值量：

(2)

式中：Ea为1当量因子的价值量(元/hm2)；i为粮食作物种类；mi为第i种粮食作物播种面积(hm2)；pi为第i中粮食作物的全国平均价格(元/kg)；qi为第i种粮食作物单产(kg/hm2)。

则区域耕地生态系统服务价值总量Ae为：

Ae=Y×Ea×S

(3)

式中：Y为各区域修正后的耕地生态服务价值当量因子值；S为区域粮食播种总面积。

2.耕地生态系统服务价值量修正

仅依靠当量因子法测算出的耕地生态系统服务价值量无法体现不同区域耕地生态系统服务需求与供给的不平衡性与差异性，因此本研究引入耕地生态可持续指数和生态补偿系数对其进行修正。

(1)耕地生态可持续性指数。耕地生态足迹模型主要是将区域内人口所消费的一系列粮食以及油料作物转换为需要生产这些农作物所需要的面积，从而参照相关的均衡因子以及产量因子来衡量区域的耕地生态系统的平衡状况。

EF=N×ef

(4)

(5)

式中：EF为耕地生态足迹；N为总人口；ef为人均耕地生态足迹；n为消费类型；i为具体消费类型；r为耕地均衡因子，且r=2.17[12]；Ai为人均第i种消费类型所需要的耕地面积；Ci为第i种消费类型的区域人均消费量；Pi为第i种消费类型的全球平均生产力。

生态承载力是指生态系统内部的自我调节、维持以及对人类所需求的资源环境的供容能力[13-14]。对于耕地生态系统而言，就是以区域耕地面积乘以耕地产量因子得到区域耕地生态承载力。

EC=N×ec

(6)

ec=ac×r×y

(7)

式中：EC为耕地总生态承载力(hm2)；ec为人均耕地生态承载力；a为人均耕地面积(hm2)；y为我国耕地作为生态生产性土地的产量因子，且y=1.66[12]。

由上可知，耕地生态足迹和耕地生态承载力反映了人类对区域耕地的生态服务需求水平和耕地生态系统服务的供给能力。鉴于两者均为绝对数字，无法进行比较，故引入耕地生态可持续性指数(ESI)反映一定区域耕地生态可持续供给以满足人类生存需求的程度。

(8)

式中：ESI处于0到1之间。当ESI=0.5时，说明区域耕地生态足迹与生态承载力处于平衡的状态，是区域的耕地生态系统服务可持续与不可持续发展的临界点；当ESI趋于1时，说明区域提供的耕地生态系统服务量超过人类需求，耕地生态可持续利用能力较高；当ESI趋近于0时，说明人类需求超过耕地所能提供的生态系统服务量，耕地的生态利用处于不可持续状态。

(2)补偿能力调整系数。公众对于耕地生态保护的意识以及支付的能力在很大程度上受区域经济发展水平以及居民生活水平影响。各区域的经济发展水平不同，过高的生态补偿标准不仅会对经济相对落后的区域形成压力，也会影响补偿政策的落实；而过低的生态补偿标准又不能对耕地生态保护产生足够激励。因此，合理的补偿标准需要兼顾区域经济发展水平和支付能力。基于此，本研究运用补偿能力调整系数对耕地生态系统服务价值进行修正。

(9)

t=En=Eu·θ+Er·(1-θ)

(10)

式中：r为补偿能力调整系数，且r∈(0,1)；En为综合恩格尔系数；Eu、Er分为城镇和农村的恩格尔系数；θ为城镇化水平，a为常数，取值为1。

以耕地生态系统服务价值量为基础，综合考虑区域耕地生态利用的可持续性与区域补偿能力的差异，可确定区域耕地生态系统服务价值的综合状况Tae。

Tae=Ae×ESI×r

(11)

(二)耕地生态系统服务价值量预测

本研究基于通过改进后的耕地生态系统服务价值模型测算出来的一定时间序列的耕地生态系统服务价值量，预测未来2025年区域内各地区的耕地生态系统服务价值量，为后文的耕地保护生态补偿优先序判别模型的构建提供依据。由于生态系统服务价值具有时间序列且无规律的特点，因此选用灰色预测模型来进行预测，步骤如下：

x(0)(t)=[x(0)(1),x(0)(2),…,x(0)(n)]

(12)

对其做一次累加生成得到：

(13)

则GM(1，1)预测模型的微分方程为：

(14)

其中，a和u为常数，t为时间序列。

(15)

(16)

从而推导出GM(1,1)模型为：

(17)

[x(1)(1)⊃x(0)(1)]

(18)

(三)耕地保护生态补偿优先序判别

已有研究对农田生态保护的优先选择进行了相关研究，如Machado通过建立增长模型来预测至2050年没有受到保护干预的农田所导致的景观价值净损失，由此揭示资源保护行为的社会价值[15]。本文借鉴已有文献，在分析区域2007—2016年10年间耕地生态系统服务价值综合状况的基础上，以2016年为基期预测目标期(2025年)区域的耕地生态系统服务价值状况，并将两者进行比较，由区域耕地生态系统综合价值变化量Vi判定耕地保护生态补偿的优先序列。当Vi>0时，说明区域耕地生态系统服务呈上升趋势，该地区为耕地保护做出了贡献，且Vi越大，越需优先获得补偿；当Vi<0时，说明区域耕地生态系统服务呈下降趋势，需要消费其他区域的生态系统服务，且Vi越小，获得补偿越滞后，甚至需要对其他区域进行补偿。

Vi=Tae2025-Tae2016

(19)

式中：Vi指区域耕地生态系统服务价值变化量；Tae2025指2025年(目标期)区域耕地生态系统服务综合状况；Tae2016指2016年(基期)区域耕地生态系统服务综合状况，i表示研究区域下辖的各市(州)。

二 实证分析

(一)研究区域与数据来源

湖北省农业自然资源十分丰富，光、热、水资源充足，农作物物品丰富，是我国主要的粮棉油生产基地之一，素有“千湖之省、鱼米之乡”的美称。本文将湖北省除神农架林区外的16个地市州作为研究区域。2017年湖北省统计年鉴数据显示，截止2016年底，襄阳市耕地面积最多，达0.057 5×104hm2，其次是荆州市，耕地面积为0.056 7×104hm2，而耕地面积最少的是鄂州市，耕地面积仅为0.004 3×104hm2，各城市间耕地资源禀赋差异明显。本研究所使用的2007—2016年间湖北省16个市的耕地生产与社会发展的相关数据以及居民的消费水平数据均来自2008—2017年各城市统计年鉴，具体包括农作物播种面积、总产量、稻谷、小麦、玉米粮食作物的产量、面积、消费量以及平均价格、地区总人口、城镇化发展水平、城镇、农村居民消费水平等；全球农作物的单产数据来源于联合国粮农组织官方网站。

(二)结果与分析

1.耕地生态系统服务价值

由公式(1)～(3)，结合湖北省耕地利用实际选取该省16个城市3种主要农作物稻谷、小麦以及玉米为测算对象，以这三种作物的总产量、总面积、单产和平均价格以及全国的粮食总产量等数据为基础，测算出2007—2016年间各城市的耕地生态系统服务价值(表1)。

表1 2007—2016年湖北省16个城市耕地生态系统服务价值

注：表中数据单位均为108元。

由表1可知，湖北省的耕地生态系统总价值量在2007—2016年这十年间呈现先快速上升后缓慢下降的趋势，其峰值(408.33×108元)出现在2014年。16个城市的耕地生态系统服务价值量差距较大，其中襄阳市2007—2016年间的耕地生态系统服务价值始终位于全省之首，且远超于其他各市，十年均值为81.11×108元，峰值出现在2013年(100.54×108元)；而鄂州市近10年来的耕地生态系统服务价值都是全省最小的，10年均值仅为2.48×108元，其峰值(2.81×108元)出现于2013年。

2.耕地生态系统服务价值修正

(1)耕地生态可持续性指数。由公式(4)～(8)可计算出2007—2016年湖北省各市的耕地生态可持续指数(表2)。2007—2016年湖北省各市的耕地生态承载力指数大致处于0.45～0.65之间，各市之间差异不明显，且各市的耕地生态承载力指数大体呈上升趋势。其中，黄石市、十堰市和恩施州的耕地生态承载力指数在10年间均处于较高水平，其指数值在0.60左右且稳步上升，说明这三个城市的耕地资源提供了大量的生态系统服务且可持续性较好；鄂州市、咸宁市、黄冈市、天门市的耕地生态承载力指数处于次高水平，保持在0.50～0.60区间；宜昌市和孝感市的耕地生态承载力指数自2008年后超过0.50，且逐年上升；而襄阳市近10年来的耕地生态承载力指数均为最小，且均处于0.50以下；荆门市2016年外，其耕地生态承载力指数也均小于0.50，这表明襄阳市与荆门市近十年来的耕地生态服务多处于不能自给的状态。

表2 2007—2016年湖北省16个城市耕地生态可持续指数

(2)补偿能力调整系数。由公式(9)～(10)计算得到如表3所示的湖北省各市耕地保护生态补偿调整系数。2016年，耕地保护生态补偿系数最高和最低的城市分别为天门市(0.61)和宜昌市(0.57)。2007—2016年湖北省16个城市的耕地保护生态补偿调整系数处于0.57～0.63之间，且总体呈逐年下降趋势，下降幅度最大和最小的城市分别为荆州市(0.04)和天门市(0.00)，反映出各地市间生态补偿支付能力及其变化差异较大。

(3)修正后的耕地生态系统服务价值。由式(11)得到修正后的2007—2016年湖北省各市综合耕地生态系统服务价值量(表4)。2007—2016年间湖北省全省综合生态系统服务价值量总体变化趋势为先增加后减少，其峰值出现在2013年(121.35×108元)；2007—2016年间，襄阳市、黄冈市和荆门市的生态系统服务价值量始终处于领先地位，其中尤以襄阳市的耕地生态系统服务价值为最高，究其原因，襄阳市是湖北省第一粮食生产大市，也是全国十大夏季粮食生产区和商品粮基地之一，其中小麦、稻谷以及玉米的单产均居湖北首位；而鄂州市、潜江市、黄石市耕地提供的生态系统服务价值量最少，其中鄂州市提供的耕地生态系统服务价值最低，历年均小于1×108元。

表3 2007—2016年湖北省16个城市耕地保护生态补偿系数

表4 2007—2016年湖北省16个城市综合耕地生态系统服务价值

注：表中数据单位均为108元。

3.耕地保护生态补偿优先序判别

基于2007—2016年湖北省各市的综合耕地生态系统服务价值量，运用灰色预测模型对湖北省各市的2025年的综合耕地生态系统服务价值量进行预测，预测模型及结果分别见表5～表6。

表5 湖北省16个城市综合耕地生态系统服务价值量预测模型

注：表格中的E表示Eligible，说明预测模型合适；BE表示Basic eligible，说明预测模型基本合适。

如表5所示，湖北省各市2017—2025年的耕地综合生态系统服务价值量的预测模型的精确度在0.36～0.64之间，表明预测结果较为准确。由式(19)可得到湖北省耕地保护生态补偿优先序测算结果(表6)。2025年湖北省的耕地综合生态系统服务价值为179.28×108元，湖北省各城市的耕地综合生态系统服务价值均高于较2016年，由此可见耕地生态系统服务处于良好发展状态。 2025年全省综合耕地生态系统服务价值相较于2016年预计增加77.59×108元。从各市来看，区域生态系统服务供给能力差异显著：至2025年，仅襄阳市、荆州市、黄冈市、荆门市四市就提供了占全省60.80%的耕地生态系统服务价值，且上述城市的生态系统服务价值在2016—2025年间的增速也是最快的，平均增长量为11.91×108元，平均增幅84.40%，故需对其进行优先补偿；而鄂州市、黄石市、咸宁市、十堰市和恩施州五市仅提供了占全省9.61%的耕地生态系统服务价值，且2016—2025年间平均增长量仅为1.21×108元，平均增幅54.73%，故相较而言，应对其进行滞后补偿。

表6 湖北省耕地保护生态补偿优先序

在此基础上，运用自然断裂法[16]可按照优先序由高至低依次将湖北省16个城市划分为耕地保护生态补偿Ⅰ级受偿区、Ⅱ级受偿区、Ⅲ级受偿区、Ⅳ级受偿区和Ⅴ级受偿区，划分结果如表7表示。

表7 湖北省16个城市耕地保护生态补偿优先序级别划分

湖北省耕地保护生态补偿的优先区域(I～III级)主要分布在该省中部和东部，其中中部主要包括襄阳市、荆州市、荆门市、随州市、宜昌市、天门市、潜江市和仙桃市，东部主要是孝感市和黄冈市，这十个城市的共同特点是的耕地资源较为丰富，农产品产量高，农业收入所占的比重较大，保有耕地资源提供了较高的生态外部效益，因此需要优先得到补偿。而处于Ⅳ级、Ⅴ级区的城市主要分布在该省西部及东南部，包括十堰市、恩施州、武汉市、黄石市、咸宁市和鄂州市，其中湖北省西部城市恩施州和十堰市多为丘陵或山地地貌，耕地资源匮乏，而位于东南部的武汉市、黄石市、咸宁市和鄂州市因城市化和工业化进程较快而导致耕地保有量小，所能提供的耕地综合生态系统服务价值量偏低，因而位于补偿优先序末位。

三 结论与讨论

当前，我国耕地保护生态补偿机制尚不健全，考虑到生态补偿资金有限性以及补偿效益的差异性，如何有序的安排耕地资源保护生态补偿，即如何对耕地资源保护生态补偿实施的优先次序进行安排是一个亟需解决的问题。为此，本文以湖北省为研究区域，在对2007—2016年该省16个城市耕地生态系统服务价值进行测算和修正的基础上，对目标期(2025年)耕地生态系统服务价值进行预测，继而通过比较目标期(2025年)与基期(2016年)的耕地综合生态系统服务价值，得到各城市的生态系统服务贡献量并以此为基础确立生态补偿优先序。研究发现：(1)2007—2016年间，湖北省全省耕地综合生态系统服务价值量以2013年为峰值年呈现先增后降趋势；下辖16个城市间价值量差距明显，其中襄阳市、黄冈市和荆门市始终提供了大量的生态系统服务，而鄂州市、潜江市、黄石市的综合耕地生态系统服务价值量最小，尤以鄂州市的综合耕地生态系统服务价值最低。(2)2016—2025年，湖北省总体及各市生态系统服务价值将均有所增加，其中襄阳市、荆州市、黄冈市、荆门市四市耕地综合生态系统服务价值预测增速位列全省前列；至目标期(2025年)，仅襄阳市、荆州市、黄冈市、荆门市四市提供的耕地综合生态系统服务价值就占到全省总量的60.80%，而鄂州市、黄石市、咸宁市、十堰市和恩施州五市占比不足10%，城市间生态系统服务供给能力差异显著。(3)按照补偿优先序由高至低可依次将湖北省16个城市划分为耕地保护生态补偿Ⅰ级区(襄阳市、荆州市)、Ⅱ级区(荆门市、孝感市、黄冈市)、Ⅲ级区(随州市、宜昌市、天门市、潜江市、仙桃市)、Ⅳ级区(十堰市、恩施州、武汉市、黄石市、咸宁市)和Ⅴ级区(鄂州市)。

耕地资源提供的生态系统服务量不仅具有空间差异性，也在时间尺度上表现为不同的变化幅度，将其作为耕地资源保护生态补偿优先序的确立依据，对于提高耕地保护生态补偿资金的配置效率和补偿效益有重要意义。而根据耕地保护生态补偿的优先序，针对位于不同序别的区域确定合理的补偿资金分配时序以及分配比例，是未来研究值得深入的方向。

基于以上研究，提出如下政策建议：第一，建立动态的耕地生态监测体系，适时调整耕地保护生态补偿优先序。耕地资源的利用和管理是一个动态过程，应根据耕地利用状态的变化、社会经济发展的阶段性特征、生态保护的阶段性目标等适时评估其生态系统服务功能及变化趋势，及时调整相应的补偿次序和补偿标准，实现对生态补偿资金的高效配置。第二，对位于不同优先级别的区域采用差别化的耕地保护生态补偿政策。在资金有限的情况下，对于优先度较高的城市可采取纵向转移支付(上下级财政按一定比例分担)为主、横向转移支付(同级财政按生态补偿责任支付)为辅的方式最大限度满足耕地生态补偿的要求，以达到维持省域内总体耕地生态系统服务的目的；对于优先度低的城市，可采取横向转移支付补偿为主、上级政府给予适当扶持的形式实现耕地保护的生态补偿。第三，提高决策者与公众对耕地保护生态补偿的认知。生态补偿机制的建立和落实为耕地资源生态价值的实现提供了有效路径，进一步普及为生态系统服务付费的观念有利于调动耕地资源富集地政府和农民主动参与耕地资源保护的积极性，也有利于促进生态保护与经济发展相协调。