基于当量因子法的福建省耕地生态补偿标准研究

刘玲　林佳壕

摘 要： 【目的/意义】以福建省作为国家生态补偿综合试点省份为契机，对耕地生态补偿标准进行研究，建立可行的耕地生态补偿机制，为耕地资源数量、质量和生态三位一体的保护提供政策支持。【方法/过程】基于当量因子法，利用系数修正测算福建省以及各地市的生态系统服务价值，进而确定福建省和各地市的生态补偿标准。【结果/结论】结果显示：2018 年福建省耕地生态系统单位面积服务价值为 3315.29 元/hm2，总价值为 175.02 亿元；生态服务价值的空间聚集较为稳定；2018 年福建省耕地生态补偿总额度为 2.194 亿元；在福建耕地生态补偿制度中应向生态补偿强度较高的南平、三明等市倾斜，而享受耕地生态的城市应支付耕地生态补偿金。研究成果对于福建省耕地生态补偿机制的建立有一定的参考作用，可为区域耕地生态补偿标准测定和确定提供借鉴。

关键词： 当量因子法；空间自相关；生态补偿；耕地；福建省

中图分类号： F323.22 文献标志码： A 文章编号： 1673 5617 （2023） 02 0030 08

耕地是农业生产中最基础的生产资料，是粮食生产的载体，也是国家粮食安全的保障，此外，耕地生态系统还在水土保持、水源涵养、保护生物多样性等方面发挥着重要的生态系统服务功能，对于实现生态的可持续发展有着重要意义。但是随着城镇化的推进，人与耕地、建设用地与耕地之间的矛盾逐渐加深，大量耕地资源被占用，导致耕地生态系统遭受到严峻的挑战。基于此，国家出台了各类的耕地保护政策与措施，坚守耕地红线，划定永久基本农田，实施农村土地整治，以期实现耕地在数量、质量和生态方面的“三位一体”保护；但各类耕地保护政策和措施仅为耕地数量和质量的保护提供了相关的依据，有关于耕地生态保护的方面却被忽视。作为生态系统的重要一环，耕地生态系统的重要性不言而喻，现有的耕地补偿标准和保护政策大多是以土地面积或年产值制定的，忽略了耕地的生态价值和社会价值[1]，因而如何真正实现耕地数量、质量、生态的“三位一体”保护，则需着眼于建立耕地的生态补偿测算方法。

耕地的生态补偿价值主要来源于其生态系统服务功能的价值。在 20 世纪末，国外学者就提出了生态系统服务的相关概念。Costanza 课题组将生态系统服务定位于为生态系统提供的商品和服务；在联合国的千年生态系统评估（MA）中，同样对生态系统进行了定义，指出生态系统既包括自然生态系统，也包括人工生态系统，其服务功能和价值体现于人类能够从生态系统中获得的效用，将生态系统服务分为供给、调节、支持和文化 4 种服务功能，并进一步细分为食物生产、原料生产、水资源供给、气体调节、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性和美学景观等 11 种服务功能，其服务价值则包括市场价值和非市场价值[2]。国外学者对于耕地生态价值付费补偿的研究起步较早，主要通过条件评估法（CVM）、价值整合调查法（Value IntegrationSurvey Approach）、成本法等計算耕地的非市场价值[3]，虽然国外研究起步较早且就生态系统服务价值的评估方法开展了大量的工作，但仍未形成一套统一的评估体系，方法的不同也导致了研究结果之间存在较大的差异，从而使得大众对于生态系统服务功能及其价值的认知有限。国内对于耕地生态补偿的研究随着国家的重视也逐渐受到学界的关注，但尚属于起步阶段，主要的研究重点是耕地生态补偿的量化，主要有能值法、直接市场法、生态足迹法、生态系统服务功能价值法等，能值法是通过建立耕地生态安全与地方财政之间的相关性进行分析，最终计算得到耕地生态补偿额度值的方法[4]；直接市场法则是通过估算耕地在非农过程中损失的生态价值，进而计算得出耕地的各项生态价值[5]；生态足迹法更类似于低碳农业范畴的研究，对一定区域的农业碳排放及吸收额度进行测算，以两者间的差额作为耕地生态补偿的额度，兼顾了耕地生态系统所产生的负面影响[6]；生态系统服务功能价值法则常与当量因子法相结合，是将生态系统的各项服务功能进行价值量化，计算得出生态系统服务总价值，并在此基础上进行生态补偿标准的制定[7]。现有研究虽然探索出了耕地生态补偿额度的核算方法，但仍过于侧重耕地的市场价值、种植面积等，忽略了耕地生态系统在空间上的联动以及聚集效应，在区域的生态补偿上没有实现因地制宜，最终使得耕地生态补偿没有落到实处，政策实施效果低于预期效果。考虑到数据的可获得性，本文运用当量因子法及空间自相关，以福建省为研究区，对福建省 2018 年耕地生态系统服务总价值进行测算，并在此基础上进行空间相关性的分析，进而得到福建省各地区的耕地生态系统补偿额度，为加强耕地生态补偿制度的构建和完善提供思路。

1  研究区概况、数据来源及研究方法

1.1 研究区概况福建省地处中国东南沿海，陆地面积约为 12.4 万 km2，属于亚热带季风气候，年平均气温 17～21℃，平均降雨量 1400～2000 mm，气候条件优越，为农业生产提供了良好基础。但福建省内多山地丘陵，形成了“八山一水一分田”的地理分布，复杂的地形地势导致福建省耕地资源数量少、质量不高，加之城镇化的快速扩张使得全省的耕地资源尤为紧张。根据福建省 2018 年度土地利用变更调查成果（图 1），2018 年末全省共有农用地 1085.52 万 hm2，其中耕地 133.65 万 hm2，林地 832.40 万 hm2，园地 76.43 万 hm2，耕地仅占 12.3%。

2018 年末，全省因建设占用、灾毁、生态退耕、农业结构调整等原因减少耕地面积 4366.79 hm2，通过土地整治、农业结构调整等增加耕地面积 3987.59 hm2，年内净减少耕地面积 379.20 hm2。耕地的减少会影响到福建省的粮食生产以及社会经济发展，因而对耕地生态补偿机制展开研究，是对耕地进行有效保护的重要手段。

1.2  数据来源

本研究数据来源如下：（1）福建省各市耕地面积、粮食播种面积、产量、生产总值等数据均由《福建省统计年鉴 2019》及各地市 2019 年统计年鉴整理获得： （2）土地利用类型面积数据由地理监测云平台（http：//www.dsac.cn/）相关资料整理获得；（3）全国农作物平均出售价格由《中国农村统计年鉴 2019》整理获得。

1.3  研究方法

1.3.1 当量因子法 （1）生态系统服务单位当量因子价值计算。为了进一步对福建省耕地生态系统服务功能及其服务价值进行评估，本研究拟采用当量因子法对福建省耕地生态系统的服务价值进行核算。当量因子法是在 1997 年由 Costanza 等 13 位生态学家综合了国际上关于生态系统服务价值评估的各类研究成果，通过整理合并，最终将全球的生态系统划分为 5 类，并细分了 17 个生态系统服务功能，但其估算数值结果较为简单粗放[8]。2015 年谢高地对生态系统单位面积价值当量因子静态评估方法进行了改进和发展，针对我国 6 种生态系统、11 种生态系统服务的当量因子进行了调整，并且提供了省域基础当量表（表 1）[9]。此外，谢高地定义生态系统服务价值的经济价值等于区域当年粮食作物市场价值的 1/7（在没有人力投入的情况下），其具体计算公式为：

式中，Ea 指单位面积农田生态系统提供食物生产服务的经济价值（元/hm2 ）；mi 指的是 i 种粮食作物的播种面积（hm2）；pi 指 i 种粮食作物当年的全国平均价格（元/t）；qi 指 i 种粮食作物单产（t/hm2）；M指粮食作物播种的总面积（hm2）；n 代表粮食种类。

（2）生态系统服务总价值计算。生态系统服务总价值的具体的计算方法为，根据当量因子（eij）和单位面积农田粮食作物生产的经济价值（Ea），求出各类生态系统的服务单价（Eij），然后结合所占的覆盖面积再进行水平加总之后得到研究区的生态系统服务总价值。其具体计算公式如下：

式中，i 为生态系统服务类型；j 为生态系统类型；Eij 为某类生态系统服务的单位经济价值（元/hm2）； Eij 是第 j 种生态系统的第 i 种的生态系统服务类型相对于农田粮食生产潜力的当量因子；ESV 是生态系统服务总价值；Aj 是某类生态系统所占的土地利用面积。

（3）生态补偿标准计算。耕地生态服务价值作为单位面积补偿量，由于研究年限内的研究区经济保持在了一个较高的经济发展水平，因此研究选择 15%作为区域生态补偿折算系数[10]。

式中，Ri 为某县市生态补偿总量（亿元）；i 为区域各县市；Vi 为某县市计入补偿范围的生态系统服务功能价值（亿元）；k 为生态补偿折算系数；pi 为某县市生态补偿需求强度系数；ECPS 为生态补偿优先级；П为圆周率。

1.3.2 空间自相关 在对区域内各市的耕地生态系统服务价值上进行时空分异的探讨，主要是通过空间上的聚类表现和相关性来探寻城市间的生态服务系统是否在空间上具有相互影响，此外空间自相关结果也能够在一定程度上反映生态补偿支付者和被补偿者的区域范围。本研究采用 Geoda 软件分析空间权重与空间自相关性，以单变量莫兰指数分析福建省耕地生态系统服务价值的全局空间自相关。在空间自相关分析中，生态系统显著性地理单元会被分布于 4 个象限，分为高 高、低 低、低 高、高 低和不显著 5 种空间相关类别，5 种空间相关类别会反映研究区生态系统服务价值的数量以及空间上的分异程度。

2 研究结果及分析

2.1 福建省单位面积服务价值及总价值计算在生态系统单位面积服务价值的当量研究中所运用的是全国的尺度和粮食作物品种，由于各地区的地理环境和主要粮食作物品种的差异，需要进行一定的调整修正。根据福建省的主要粮食作物，本研究采用2018 年福建省主要粮食作物播种面积（稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类）、单产产量、粮食全国平均价格作为计算数据，具体数据如表 2 所示。

研究以谢高地等[9] 所改进和发展的中国生态系统服务价值当量因子表为基础，选取其中农田生态服务系统的相关当量因子进行相关调整，取旱田和水田的平均值作为研究福建省耕地生态服务系统的当量因子表。根据公式（1）得出 2018 年福建省耕地生态服务系统单位面积粮食产量的经济价值为 2125.19 元/hm2，同时以福建省的耕地生态生物量因子 1.56 作为修正系数，得到修正后的经济价值为 3315.29 元/hm2，最后根据式（2）、式（3）得到 2018 年福建省耕地生态系统单位面积服务价值及生态系统服务总价值。如表 3所示，福建省 2018 年耕地生态系统服务总价值为175.02 亿元。

2.2 福建省耕地生态系统服务价值空间相关性分析

为了证明通过生态系统服务价值对于生态补偿进行核算的意义，同时还需证明各市间的耕地生态系统服务价值是否存在空间上的相关性，如果存在相关性，则说明 ESV 在空间上具有联动效应，能够进一步证明使用当量因子法对耕地生态系统服务价值进行计算，对于耕地生态补偿标准的确定是有帮助的。通过式（2）、式（3）计算得出福建省各市生态服务总价值，如表 4 所示。

在计算得到各地市的耕地生态系统服务总价值后，以其为变量，使用 Geoda 软件进行空间自相关分析，分析得出的 2018 年福建省耕地生态系统服务价值的Morans I 指数散点图，如图 2 所示。据散点图可知，2018 年福建省耕地生态系统服务价值的莫兰值为0.407，表明福建省耕地生态系统服务价值呈现出正的空间相关性。

不显著的区域表示该区域的耕地生态系统服务价值指数空间自相关性不显著，高 高类别表示该区域与周围地区都具有较高的生态系统服务价值，低 低类别表示该区域与周围地区的生态系统服务价值都较低，低 高类别为该区域生态系统服务价值低、周围地区生态系统服务价值高，高 低类别为该区域生态系统服务價值高、周围地区生态系统服务价值低。高 高与低 低类别反映的是生态系统服务价值空间的聚集，而低 高与高 低类别反映生态系统服务价值在空间上的分异。据图 3 可知，三明市、龙岩市具有较高的生态系统服务价值，而泉州、厦门、莆田的耕地生态系统服务价值都较低。

2.3 福建省耕地生态补偿标准的确定

通过对生态系统服务分类中的生态系统各项服务功能的收益对象进行梳理，从而更好地界定服务于本省的生态系统功能，从而确定福建省耕地生态系统的生态补偿理论额度，供给服务功能本身就可以产生经济价值，而气体调节通常从全球范围进行探讨与责任划分，因而这 4 类生态系统服务功能不纳入生态补偿理论总额度的计算中。福建省耕地生态系统的生态补偿理论总额度围绕其余 7 项生态系统服务分类进行，具体如表 5 所示。

根据表 3 所计算的福建省耕地生态系统服务总价值为基础，可以得到福建省耕地生态系统的生态补偿理论总额度。根据式（5）、式（6）计算得出福建省生态补偿优先级为 0.172，福建省生态补偿需求强度系数为 0.109，生态补偿折算系数取 0.15；根据公式（4）、表 6，求得福建省耕地生态系统纳入补偿理论总额度为 134.660 亿元，生态补偿标准系数为 2.194。

2.4 福建省各地市耕地生态补偿标准的计算

在计算各地市的 生态补偿需求系数、耕地生态服务系统价值的基础上，通过生态补偿折算系数调整后，进一步根据公式（4）计算得到福建 9 个地级市的耕地生态补偿值（表 7）。结果表明，2018 年耕地生态补偿总量最大的是南平市为 1.767 亿元。进一步研究发现，九地市的耕地实际生态补偿总额为 3.925 亿元，超过福建省耕地实际生态系统补偿总额 1.731 亿元，根据区域受偿或者支付补偿的判定方法，以及空间自相关的分析结果，判定龙岩市、三明市、南平市为生态受偿区。相反的，福州市、莆田市、泉州市、厦门市是福建省内社会经济发展较为领先的地市，同样也是生态享益区，且其实际生态补偿值占补偿总比例均低于 3%。而漳州市、宁德市的生态理论补偿值较高，但是生态补偿需求系数却较低，证明这两个城市的耕地生态补偿需求强度不高，在一定程度上能实现自给自足，对生态补偿的需求不大。故而在福建省生态耕地系统的实际补偿中，可以认为龙岩市、三明市、南平市由于保护耕地生态环境牺牲掉了经济发展，在享受生态补偿的顺序上南平市＞三明市＞龙岩市，而其余城市的耕地生态补偿可以取消，并且在区域生态补偿资金不足的情况下，可以考虑其向生态受偿区支付补偿金额。

3 结论与讨论

3.1 结论

（1）基于修正后的福建省耕地生态系统服务价值当量因子表评估 2018 年福建省的耕地生态系统的生态服务总价值为 175.02 亿元，通过耕地生态系统服务价值进行进一步的生态补偿标准测算。（2）根据空间自相关性分析，福建省的耕地生态系统服务价值呈现较为稳定的聚集性，其中三明市和南平市的生态服务价值呈现高 高分布，而泉州市、厦门市和莆田市则呈现低 低聚集，分析其原因可能是三明市和南平市拥有的耕地面积较多，单位面积的生态系统服务价值较高，产生了较高的生态系统服务总值。而泉州市、厦门市和莆田市等地的社会经济发展水平较高，城市发展过程中占据了较多的耕地，导致其耕地生态系统服务总价值较低。（3）根据计算结果，2018 年福建省的耕地生态补偿优先级为南平市＞三明市＞龙岩市＞宁德市＞漳州市＞福州市＞莆田市＞泉州市＞厦门市。在考虑生态补偿预算的时候应优先考虑排名靠前的地市；而生态补偿优先级较为靠后的区域基本是社会经济发展较好的区域，对耕地生态补偿的需求较低，且基本为生态受益区，因此必要的时候，可以取消这几个城市的耕地生态补偿金额乃至向其他城市支付耕地生态补偿金。

3.2 讨论

本研究以当量因子法和空间自相关性分析对福建省生态系统服务价值、理论生态补偿值、生态补偿需求强度、实际生态补偿标准和生态补偿优先级进行了计算，并在此基础上对福建省以及各地市的耕地生态补偿额度进行估算分析，为福建省耕地生态补偿机制的构建提供了一定的参考。但是本文对于耕地生态补偿的额度核算采用的是全国的当量因子进行修正核算，应用于福建省会导致有一定的误差，同时用区域的粮食产量代替生态资源消费量，未考虑到耕地生产中的资源消耗和生态消费，仍会有结果偏差；因此如何进一步提高生态系统价值计算方法的精度仍是未来的重要研究方向。

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