區域耕地生態價值補償量化研究*
——以新疆為例

劉祥鑫，蒲春玲，劉志有，閆志明，穆飛翔

(新疆農業大學管理學院，烏魯木齊 830052)

0 引言

耕地資源是國家糧食安全的重要保障，是地球生命系統中最重要的農業生產資料，具有食物生產、氣候調節、空間承載、景觀優化、生態服務等多種功能和價值[1-2]。但是工業化和城鎮化快速推進對耕地非農化利用往往僅考慮經濟價值補償和部分社會價值補償，而忽視耕地生態價值補償。近年來，隨著人口壓力增大、耕地資源逐年減少及區域生態環境惡化，有關生態價值補償的研究不斷增多。如賴敏等[3]從草地退化方面對青海三江源區生態價值補償額度的測算方法進行了探討； 馬愛慧等[4]基于問卷調查從選擇實驗法視角研究了耕地生態補償的相關利益主體對生態補償政策的接受程度和可能的反應； 劉春臘[5]、余光輝[6]、孫能利[7]等基于生態價值當量通過模型構建對耕地生態補償尺度進行了測算； 謝高地等[8]通過模型運算和地理信息空間分析等改進了基于單位面積價值當量因子的生態系統服務價值方法； 張銳[9]、吳大放[10]、唐秀美[11]等在界定耕地生態安全內涵的基礎上，通過構建評價指標體系模型對我國耕地生態安全進行了評價。以往研究對推動耕地生態價值補償理論的發展具有積極作用，但對西北干旱區和多民族區域進行耕地生態價值量化的研究甚少。鑒于此，文章以新疆14個地州市為例，將其耕地生態服務價值與社會經濟發展水平相結合，分別通過耕地生態服務價值、耕地生態承載力、耕地生態足跡、生態超載指數及耕地生態價值補償量化等模型的構建，測算各地州市的耕地生態價值補償量，為新疆各地州市制定耕地生態補償政策提供參考，并對西北干旱區耕地資源生態價值的量化方法進行了補充和深入。

1 研究區概況與數據來源

新疆維吾爾自治區(簡稱新疆)位于中國西北邊陲、亞歐大陸腹地，地處73°40′E～96°18′E和34°25′N～48°10′N之間，是“一帶一路”經濟帶核心區。轄區總面積為166.31萬km2，共包括4個地級市、5個地區、5個自治州，新疆是一個多民族聚居的區域，共有47個民族成分，其中世居民族有漢族、維吾爾族、哈薩克族、回族等13個。地形呈“三山夾二盆”之態，從北往南依次為阿爾泰山、天山、昆侖山，阿爾泰山和天山之間為準噶爾盆地，天山和昆侖山之間為塔里木盆地，天山橫貫新疆中部并將其分為南北疆。新疆耕地總面積為394.13萬hm2，近年來，耕地面積有從下降到緩慢回升的變化態勢，區域間耕地分布不合理，粗放利用現象突出，因此，進行區域耕地生態價值補償研究有利于耕地保護和區域責任與利益的均衡。

該文選取新疆2016年14個地州市的統計年鑒、2016年14個地州市的國民經濟與社會發展統計公報的經濟數據和消費數據作為數據源，包括地區生產總值、總人口、農業生產總值、及小麥、玉米、大豆等農作物產量和播種面積等。

2 模型構建

2.1 模型構建思路

耕地生態價值補償是指以貨幣的形式對耕地生態消費超出的部分支付補償或對不足的部分獲得補償。該文通過生態足跡分析法判斷區域耕地生態服務價值能否滿足其對耕地生態的消費，將生態足跡和生態承載力進行對比，從而確定耕地生態消費是否超載，最后基于耕地生態超載指數測算其理論補償值[12]。同時為增強理論補償測算的可行性，該文根據區域社會經濟發展程度確定補償系數，構建綜合測算模型。

2.2 耕地生態服務價值測算模型構建

該文首先在查閱新疆各地州市糧食作物的播種面積、單產及其全國均價的條件下，借鑒謝高地等[13]采用參數對照法選取當量因子和當量因子價值量的相關研究，測算生態服務價值總量。模型如下：

Ae=5.91×Ea×S

(1)

式(1)中，Ae表示區域耕地生態服務價值總量，億元；Ea表示單位當量因子價值量，元/hm2；S表示區域的耕地面積，hm2； 5.91表示耕地總生態價值相當于5.91個當量因子價值量。

其中單位當量因子價值量Ea的計算公式為：

(2)

式(2)中，n表示糧食作物總數；i表示各糧食作物的具體類型；mi表示第i種糧食作物的播種面積，hm2；pi表示第i種糧食作物全國均價，元/50kg；qi表示第i種糧食作物單產，kg/hm2；M表示各糧食作物播種總面積，hm2；1/7表示未進行人工投入的自然生態系統經濟價值是現有耕地單位面積所提能提供的食物生產服務經濟價值的1/7。

2.3 區域生態赤字或盈余的判定及補償比例模型構建

2.3.1 耕地生態承載力測算模型

耕地生態承載力反映的是區域內耕地資源及其環境等對人類活動的保障程度，是指區域內真正擁有的生物生產性耕地面積。模型如下：

EC=N×a×r×y

(3)

式(3)中，EC表示各區域總耕地生態承載力，hm2；N表示區域總人口；a表示人均耕地生物生產性土地面積，hm2/人；r表示耕地均衡因子；y表示區域耕地產量因子，即區域產量與世界平均產量之比，該文采用Wackernagel等在測算中國生態足跡時選用的產量因子1.66。

2.3.2 耕地生態足跡測算模型

耕地生態足跡是指可以持續穩定的提供資源或消納廢棄物、擁有生物生產力的耕地空間。模型如下：

EF=N×ef

(4)

(5)

式(4)(5)中，EF表示區域耕地生態足跡總量；N表示區域人口總量；ef表示區域人均耕地生態足跡，hm2/人；i表示區域各消費項目具體的類型；r表示耕地均衡因子；Ai表示第i種消費項目人均折算的生物生產性耕地面積，hm2/人；Ci表示區域第i種消費項目人均消費量，kg/人；Pi表示全球第i種消費項目平均生產力，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 區域生態赤字或盈余的判定

假定T=EC-EF，當T>0時，則說明區域耕地資源利用在生態承載力范圍之內，表現為生態盈余，應獲得生態補償； 當T<0時，則說明其已超出生態承載力范圍，即表現為生態赤字，應支付生態補償。

2.3.4 生態超載指數的測算模型

區域生態承載力與生態足跡之差所占生態承載力的比值用生態超載指數表示。生態超載指數作為連接生態足跡與生態服務價值的紐帶，該文用以度量耕地生態的利用程度，模型為：

(6)

式(6)中，若I=0，則說明該區域耕地生態環境利用程度較好，為平衡狀態，也說明該區域耕地的生態服務價值正好能滿足其使用； 若I>0且值越大，則說明該區域耕地生態盈余越多，能提供的生態服務價值量也就越多； 若I<0且值越小，則說明該區域耕地生態利用超載越嚴重，能接受其他區域的生態服務價值量也就越大。

2.4 耕地生態補償系數測算模型

隨著人們生活水平的逐年提高，對耕地生態效益的認識過程和支付能力可以用皮爾曲線模型近似模擬，同時對社會經濟水平和人們生活質量的量化用恩格爾系數來表示，模型如下：

(7)

f(x)=En=Ea×θ+Eb(1-α)

(8)

式(7)(8)中，t表示社會發展各階段的耕地生態補償系數且0

2.5 耕地生態價值綜合測算模型構建

確定合理的耕地生態價值補償標準不僅要對耕地生態效益有深刻的認知和了解，也要綜合補償區域實際的土地資源開發利用狀況及實際的補償能力等因素。

據此，該文將區域耕地生態服務價值、生態足跡、耕地生態補償系數及各地州市的經濟發展水平相關聯構建耕地生態價值綜合測算模型。

(9)

式(9)中，Aec表示區域支付或獲得的耕地生態補償量，元/年；Ae表示區域耕地生態服務價值量，元/年；EC、EF分別表示區域耕地生態承載力和生態足跡，hm2；t表示耕地生態補償系數且0

3 研究結果與分析

3.1 耕地生態服務價值測算結果與分析

2015年新疆耕地生態服務價值總量為607.97億元，其中北疆地區可提供的耕地生態服務價值為383.06億元，占全疆總量的63.01%，南疆地區可提供的耕地生態服務價值為224.91億元，占全疆總量的36.99%，南北疆地區可提供耕地生態服務價值比為1： 1.7，呈北高南低態勢，可見南北區域間可提供的耕地生態服務價值存在較大差異。2015年新疆各地州市耕地生態服務價值如表1。

表1 2015年新疆各地州市耕地生態服務價值

表2 2015年新疆各地州市耕地生態超載指數

3.2 耕地生態超載指數測算結果與分析

新疆各地州市耕地生態超載指數(表2)總體上表現為南盈北虧的分布態勢。北疆多地區耕地生態均處于赤字狀態，北疆作為新疆經濟最為發達的區域，經濟發展占用了大量耕地，同時，大量的外來人口導致當地的耕地生態消費超出了生態承載力的范圍，特別是烏魯木齊市耕地生態超載指數高達-5.52，北疆伊犁州直耕地生態超載指數僅為0.02，耕地生態消費即將超過生態承載力范圍； 南疆地區各地州市的耕地生態均處于盈余狀態，該區域耕地生態良好，生態超載指數多集中在0.4～0.7之間。超載指數區域分布見圖1。

南北疆生態足跡總量比為1： 2.2，而其可提供耕地生態服務價值比為1： 1.7，說明南北疆耕地生態足跡和耕地生態服務價值間呈“空間異位”的格局。根據區域生態赤字或盈余的判定方法， 2015年北疆烏魯木齊市、克拉瑪依市、吐魯番市及哈密市耕地資源利用分別超出了其生態承載力，表現為生態赤字，即應支付生態補償，而北疆的塔城地區、阿勒泰地區、昌吉回族自治州、博爾塔拉蒙古自治州、伊犁州直及南疆各地州市耕地資源利用分別均在其承載范圍之內，表現為生態盈余，即應獲得生態補償。

圖1 2015年新疆各地州市耕地生態超載指數分布示意圖 圖2 2015年新疆各地州市耕地生態價值補償量分布示意圖

3.3 耕地生態補償量分析

2015年新疆耕地可獲得耕地生態補償費103.31億元(表3)，整體上生態服務價值能滿足其生態消費，表現為盈余輸出。北疆能獲得耕地生態補償費為40.92億元，占全疆總獲得補償費用的39.60%，其中獲得補償費最高的區域為塔城地區，達到45.79億元，支付補償費最高的區域為烏魯木齊市，高達49.90億元； 南疆能獲得耕地生態補償費為62.39億元，占全疆總獲得補償費用60.40%，其中獲得補償費最高的區域為阿克蘇地區，為34.02億元，占南疆獲得補償費用的54.53%，獲得補償費用最低的區域為克孜勒蘇柯爾克孜自治州，為2.14億元。補償量區域分布見圖2。

表3 2015年新疆各地州市耕地生態價值補償量

4 結論與討論

(1)2015年新疆北疆烏魯木齊市、克拉瑪依市、吐魯番市及哈密市共需支付耕地生態補償費55.67億元，北疆(烏魯木齊市、克拉瑪依市、吐魯番市及哈密市外)和南疆地區分別可獲得生態補償費為96.59億元和62.39億元。新疆全疆可獲得生態補償費為103.31億元。可見，經濟發展快、城市化水平高的地區和耕地生態輸出地區應著力推進耕地生態價值補償。

(2)研究表明新疆各地州市的經濟發展水平和耕地生態保護存在“地域分異”特性及耕地“生態服務”和耕地“生態消費”的不均衡特性，為新疆耕地生態補償標準的制定和耕地生態補償機制的建立提供參考和依據。

(3)該文通過結合區域經濟和耕地生態系統構建耕地生態價值補償量化模型，為耕地生態價值的量化提供了方法論的指導。

(4)該研究對耕地生態價值補償的量化模式可運用于各項規劃中耕地保護指標的確定，并為各區域支付或獲得耕地生態補償費的測算提供參考，與各地區耕地保護責任相匹配。

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