盐城珍禽国家级自然保护区湿地恢复的生态补偿额度及其空间格局研究

阳佳伶，宗 影，李玉凤，周 奕，刘红玉①

(1.南京师范大学海洋科学与工程学院，江苏 南京 210046；2.南京师范大学地理科学学院，江苏 南京 210046)

滨海湿地作为陆海过渡地带，具有独特的生态功能，是区域可持续发展的基础[1]。随着经济社会发展，滩涂围垦等沿海开发活动导致滨海湿地面积锐减，生物多样性保护受到严重威胁，湿地生态恢复成为国内外研究重点[2]。近年来，我国湿地生态恢复工作取得重要进展，许多湿地分布区开展了退耕还湿、退养还湿工程[3]，旨在实现经济、社会、生态的协调发展。湿地恢复会在一定程度上触及农户利益，使之放弃持续稳定的经济收益，威胁农户的生存和发展[4]。生态补偿作为保护资源环境的经济手段，由生态保护受益者通过资金、技术和政策等向受损者进行补偿，以弥补其保护成本和损失[5]，有助于调节湿地恢复与经济发展之间的矛盾，促进区域可持续发展。

目前，湿地生态补偿研究重点关注补偿额度及其确定方法[6]，文献分析表明，大多数研究采用生态系统服务价值法和意愿调查法评估湿地生态补偿额度[7]，[8]298-299,[9-10]。其中，生态系统服务价值法是依据人类从湿地生态系统中获得的各种环境条件及效用[11]对其进行货币化评估，以获得理论上的最佳补偿额度。由于目前尚无统一的评估指标和方法，研究结果差异较大且取值普遍过高，现实可行性不强[12]。意愿调查法是以直接询问方式获取人们在生态保护中愿意支付或接受的补偿数额。该方法虽然充分考虑了个体意愿且操作性强，但受主观因素影响较大，调查样本有限，并且最终结果大多为统一数值，难以代表不同群体的期望[13]。鉴于上述方法的不足，该文以盐城自然保护区缓冲区和实验区为例，假定未来这些区域均通过退耕还湿、退养还湿工程恢复成自然湿地，基于2019年市场经济调查数据，利用遥感和GIS技术，充分考虑区域经济社会发展水平和支付能力，计算地块经济产值与生态补偿额度，为保护区即将开展的湿地生态补偿工作提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 区域概况

盐城珍禽国家级自然保护区(简称盐城自然保护区)位于江苏北部盐城市，东临黄海，地跨响水、滨海、射阳、亭湖、大丰和东台6个县(区)，总面积为4 530 km2(图1)。保护区湿地资源丰富，生物类型多样，是丹顶鹤等珍稀鸟类的重要越冬地和迁徙中转站。目前，保护区核心区内禁止人类开发，湿地保护较好，而缓冲区和实验区受区域发展影响，大量湿地被占用，以农业和水产养殖业为主，湿地生态功能下降十分明显。2011年该区被确定为国家生态补偿试点，由地方和国家共同探索其生态修复和生态补偿问题[7]。2017年制定的缓冲区生态修复规划明确了湿地修复方案，未来保护区将全面开展湿地恢复与生态补偿工作。

1.2 数据来源与方法

1.2.1土地利用现状及相关经济数据

利用2019年遥感影像获取土地利用现状空间分布数据，重点识别自然湿地、耕地及养殖塘面积及其分布；响水、滨海、射阳、亭湖、大丰和东台6个县(区)经济数据，以及耕地和养殖塘的产品种类、市场价格和产量数据来源于《盐城市统计年鉴2019》和2019年12月实地市场经济调查。

1.2.2生态补偿额度计算方法

(1)土地经济产值计算

主要计算耕地和养殖塘两类用地的经济产值。耕地单位面积经济产值计算公式为

(1)

式(1)中，Sj为j类耕地单位面积经济产值，万元·hm-2；Pij、Qij和Aij分别为j类耕地上i类产品当年平均市场价格(元·kg-1)、总产量(kg)和播种面积(hm2)。

各类水产品的单位面积产量可通过实地调查获得，因此养殖塘单位面积经济产值直接由各类产品的单位面积产值求和得到，其计算公式为

(2)

式(2)中，Fk为k类养殖塘单位面积经济产值，万元·hm-2；Ptk、Qtk为k类养殖塘中t类水产品当年市场价格(元·kg-1)和单位面积产量(kg·hm-2)。

(2)生态补偿调整系数及补偿额度计算

以耕地和养殖塘的经济产值直接作为湿地恢复的生态补偿额度有可能超过补偿方经济承受能力，因此需要综合考虑区域经济社会发展水平和支付能力[14]。该研究引入生态补偿调整系数作为补偿额度的调整依据，相关计算公式为

Rs=ws×hs，

(3)

ws=PGD，s/PGD，全国，

(4)

hs=1/(1+ae-bf)，

(5)

f=Es，城镇×α+Es，农村×(1-α)。

(6)

式(3)～(6)中，Rs为s县(区)功能区的生态补偿调整系数；ws为s县(区)支付能力；PGD，s为2018年s县(区)人均GDP，元；PGD，全国为2018年全国人均GDP，元；随着经济社会发展阶段的变化，人们对于湿地生态价值的认识水平、支付能力和支付意愿均会有所提高， 用hs表示s县(区)经济社会发展阶段水平，其取值区间为(0，1)，该值越大，表明地区富裕程度越高，生态补偿支付能力越强；a、b为常数，一般取1；f为经济社会发展阶段水平的调节系数；Es，城镇和Es,农村为城镇和农村恩格尔系数；α为城镇化率。变量Rs、ws、hs均为无量纲数值。

单位面积生态补偿额度由耕地和养殖塘单位面积产值乘以对应的生态补偿调整系数得到：

Vj=Sj×Rs，

(7)

Vk=Fk×Rs。

(8)

式(7)～(8)中，Vj、Vk分别为j类耕地和k类养殖塘单位面积生态补偿额度，万元·hm-2；其余变量含义同上。

1.2.3生态补偿额度空间格局分析

(1)空间等级划分

生态补偿额度空间差异是合理安排区域湿地恢复和生态补偿优先次序的基础[15]，采用arcgis自然断点法，依据各地块补偿额度取值高低划分不同等级补偿区域，并对其进行可视化制图，分析区域生态补偿资金空间差异，揭示生态补偿额度的空间等级分异特征。

(2)空间自相关分析

空间自相关能够检验某一要素属性值与相邻空间点上同一属性值的关联程度，可识别相邻地块生态补偿额度的空间关联特征。采用Global Moran′I(IG)和Local Moran′I(IL)指数分析整体和局部的空间关联性：

(9)

(10)

式(9)～(10)中，di为i地块生态补偿总额度，万元；wij为i与j之间的空间权重矩阵，无量纲；n为地块数量；IG指数和IL指数均为无量纲值，取值区间为[-1,1]，取值为正(负)，则表示生态补偿额度具有空间正(负)向关联性，取值高(或低)的地块呈聚集(分散)分布，取值越大，表明聚集(分散)度就越高，取值等于0，表明无空间关联性；sd2为标准差。

不同地块生态补偿额度包括高-高、高-低、低-低和低-高4种局部空间关联类型，分析结果通过LISA集聚图进行可视化表达。

2 结果与分析

2.1 土地利用现状

研究区2019年土地利用构成见表1～2。整体来看，研究区42.92%的土地为耕地和养殖塘，而自然湿地面积仅占21.08%。从各功能区用地结构来看，中实验区以芦苇为主，其他功能区以养殖塘为主；北缓冲区养殖塘面积占比最高，达44.33%；自然湿地分布零散，碱蓬主要位于南二实验区，芦苇主要位于北三实验区和中实验区，光滩大部分位于南二实验区。由表2可知，除北三实验区、中实验区和南二实验区外，其余功能区养殖塘与耕地面积总比例显著高于自然湿地。

表1 盐城自然保护区缓冲区和实验区土地利用类型及面积

表2 盐城自然保护区缓冲区和实验区自然湿地、耕地和养殖塘面积占比

2.2 生态补偿额度计算

2.2.1土地单位面积补偿额度

市场调查显示，保护区耕地主要农作物水稻、小麦、大豆、玉米和油菜籽2019年市场价格分别为2.2、2.2、4.0、1.8和4.4元·kg-1。由于保护区具体耕地地块生产数据不易获取，直接计算其单位经济产值较为困难，该文以各功能区所属县(区)域耕地单位面积经济产值近似代替：首先通过盐城市2019年统计年鉴收集各县(区)上述农作物产量和播种面积；然后依据式(1)计算各县(区)耕地单位面积经济产值并将其与保护区具体地块相对应。由于养殖塘养殖类型差异较大，通过实地调查划分为8种养殖类型区，参照式(2)计算养殖塘单位面积经济产值。不同养殖类型养殖塘空间分布见图2，各类型具体对应的养殖种类、价格和产量见表3。

依据式(3)～(8)进一步求得生态补偿调整系数和单位面积生态补偿额度，各类地块单位面积产值和补偿额度见表3。

表3 盐城自然保护区缓冲区和实验区耕地和养殖塘2019年单位面积产值和单位面积补偿额度

由表3可知，保护区内耕地单位面积经济产值在1.48万～1.62万元·hm-2·a-1之间，单位面积生态补偿额度在0.74万～1.32万元·hm-2·a-1之间，平均单位面积补偿额度为1.09万元·hm-2·a-1。保护区位于响水、滨海和射阳的耕地单位面积补偿额度相对较低，分别为0.95万、0.74万、0.89万元·hm-2·a-1，其余区域均高于平均值。各类养殖塘单位面积经济产值在8.25万～126.67万元·hm-2·a-1之间，差距明显；单位面积补偿额度在6.68万～112.74万元·hm-2·a-1之间，平均单位面积补偿额度为35.81万元·hm-2·a-1。分别位于大丰和东台的虾和鱼种养殖区单位面积补偿额度分别为112.74万和102.60万元·hm-2·a-1，平均值为107.67万元·hm-2·a-1，显著高于其他区域；螃蟹养殖区和蟹苗养殖区也相对较高，分别为53.57万和44.55万元·hm-2·a-1；鱼苗、成品鱼和螃蟹养殖区、四大家鱼养殖区以及梭子蟹和小白虾养殖区单位面积补偿额度相对较低，均不超过10万元·hm-2·a-1；位于东台的梭子蟹和小白虾养殖区最低，仅为6.68万元·hm-2·a-1，单位面积补偿额度空间布局见图3。

2.2.2生态补偿总额度

由表4可知，不同功能区生态补偿总额度差距较大，南缓冲区最高，可达87.87亿元·a-1，其后依次为南二实验区、南一实验区，分别为60.41亿和45.08亿元·a-1，中实验区最低，仅为0.04亿元·a-1，各类养殖塘补偿总额度整体高于耕地。不同功能区湿地恢复面积、地区经济社会发展水平、耕地和养殖塘的规模和生产效益存在差异是产生上述结果的主要原因。

表4 盐城自然保护区缓冲区和实验区生态补偿总额度

2.3 生态补偿额度空间分布格局

2.3.1空间等级分布

各功能区具体地块的生态补偿总额度根据取值高低划分为5级(图4)。具体地块生态补偿总额度的空间等级分异明显，各功能区处于最高补偿额度区间的主要为养殖塘，地块数量较少且集中分布；处于最低补偿额度区间的主要为耕地。具体来看，北一实验区各地块生态补偿总额度空间等级差异相对较小，这是因为该功能区基本为同一类型养殖区且规模接近；南二实验区绝大部分地块处于最低补偿额度区间，这是因为该功能区除耕地外基本为梭子蟹和小白虾养殖区，养殖塘规模小且单位面积产值低。

2.3.2空间关联性分析

由表5可知，各功能区生态补偿额度的全局空间自相关指数均大于0，P<0.01，说明各功能区内相邻地块生态补偿额度空间正向关联显著，补偿额度高(低)的地块呈聚集分布，南缓冲区和南一实验区聚集程度最高，北一实验区最低。

表5 盐城自然保护区缓冲区和实验区生态补偿总额度Global Moran′ I

图5显示，各功能区不同地块生态补偿额度高-高热点聚集区和低-低冷点聚集区地块数量较多。这说明生态补偿额度的局部空间聚集特征也较为显著，这与一定空间范围内的生产结构及生产规模具有大体一致性有关。图5中北一实验区、北三实验区、北缓冲区、中实验区、南缓冲区和南一实验区高-高热点集聚区范围较广，低-低冷点集聚区分布较为分散。对局部空间聚集区的识别表明各功能区局部相邻地块间生态补偿额度并非完全随机布局，具有一定的内在关联，这有助于为因地制宜合理划定补偿分区提供参考。

3 讨论

生态补偿工作能否顺利开展，在很大程度上取决于利益相关者的参与态度[16]。目前，学界普遍认为应以生态系统服务价值作为生态补偿理论上限，实践中仍广泛依据环境保护者的经济损失制定补偿额度[17];这是因为湿地周边大部分农户虽有一定的生态保护意识，但对于湿地生态功能缺乏了解，比起湿地恢复能够增加的生态效益，他们更加关注自身的生存问题。这些农户基本依靠土地生产获得收入，湿地恢复造成的经济损失与农户保护环境牺牲的利益直接关联。如果不能合理补偿农户因湿地恢复放弃的生产收益和经济投入，生态保护项目实施将会面临较多阻碍。因此笔者最终选择通过计算待恢复土地的经济产值衡量农户经济损失，从现实可行性角度出发制定补偿额度，更易于被农户理解和认同。实地调查发现，保护区大部分农户愿意接受该文的核算方法，因而从当前来看，依此制定的补偿额度有一定可行性，有助于湿地恢复与补偿工作的顺利推进。与表6列举的其他研究结果相比，笔者进一步针对具体地块制定了差别化的补偿标准，这是由于目前生态补偿研究较少关注空间异质性，采取统一的补偿额度常常对特定区域补偿不足或补偿多余[18]，实现补偿额度具体化能够避免“一刀切”的补偿模式，提高生态补偿效率。

表6 该研究与其他同类研究关于生态补偿额度结果的比较

生态补偿是对经济利益的重新分配，涉及到众多利益相关方，必须综合考虑各方诉求[19]。笔者构建了以地区经济社会发展阶段水平和支付能力构成的生态补偿调整系数，对土地经济产值进行适当调整。这是因为仅仅考虑农户损失还不足以兼顾补偿方的意愿，由政府等主体对退耕还湿、退养还湿土地的经济产值进行全额支付显然负担过重，从长远看并不利于区域经济社会的公平稳定发展，进行适当调整得出的补偿额度更符合区域发展实际。但笔者研究中的调整系数还缺乏对不同区域生态区位条件和潜在生态价值等生态因素的考虑。此外，农业和水产养殖也具有环境负效应，如化肥、农药和饵料等对湿地水质和栖息地的污染，农户在一定程度上也是环境破坏者，补偿额度理论上应当扣除其对环境污染的付费。但由于实地调研时间有限，相关数据不完整，笔者对这一方面没有展开研究。上述不足仍有待今后进一步完善。

为了便于比较，对部分研究结果进行数量级转换。

依据土地经济产值计算生态补偿额度需考虑土地产出水平的变化。农业受自然、科技、社会经济及生产条件等多种因素的影响，不同年份的生产存在波动。笔者以2019年市场经济数据进行计算，最终结果作为一年的补偿数额较为合适。其他年份补偿额度应随土地产品的市场价格和产量变化、地区经济社会发展状况等进行合理调整，同时还应考虑特殊年份自然环境和经济政策变化等客观因素对生产经营造成的影响，建立合理的生态补偿资金动态调整机制。

4 结论

(1)研究区土地利用类型以养殖塘和耕地为主，其面积占区域总面积的42.92%；自然湿地面积仅占21.08%；大规模农业生产和水产养殖导致自然湿地分布零散。保护区内耕地和养殖塘退耕还湿、退养还湿的单位面积生态补偿额度在0.74万～1.32万元·hm-2·a-1和6.68万～112.74万元·hm-2·a-1之间，平均单位面积生态补偿额度分别为1.09万和35.81万元·hm-2·a-1；各类养殖塘中，虾和鱼种、螃蟹、蟹苗3大养殖区单位面积补偿额度相对较高，四大家鱼、梭子蟹和小白虾养殖区单位面积补偿额度相对较低，各功能区生态补偿总额度在0.04亿～87.87亿元·a-1之间，南缓冲区最高，中实验区最低。

(2)各功能区内不同地块生态补偿总额取值高低空间等级差异明显，具有显著的全局和局部空间集聚性，局部地块的补偿额度存在明显的“高-高”热点集聚区和“低-低”冷点集聚区。