基于生態資產價值的環京津地區生態經濟系統協調度研究

劉軍衛, 于水瀟, 王印傳, 陳紅月, 崔 欣

(1.河北農業大學 國土資源學院, 河北 保定 071000; 2.河北農業大學 資源與環境科學學院, 河北 保定 071000)

生態系統為人類提供著眾多的價值與資源，除了有形的物質如糧食、原材料等，還為人類的生活提供著許多無形的財富，如它為人們的生存空間提供了氣體調節、水土保持以及對水源進行涵養等功能[1-2]，這些功能所創造出來的財富雖然無法用肉眼來識別，但是它提供的經濟價值卻遠高于那些肉眼可識別的價值，因此它的意義也非常重大。人們不應該忽視生態系統所創造出來的這些價值，而應該予以重視，為社會的可持續發展奠定基礎[3]。近些年，人類大力發展工業，城市化進程不斷發展導致耕地與生態用地的面積在不斷減小，而在減少的同時，對生態系統的結構和功能也就造成了一系列的破壞，從而對人類的貢獻價值也就大打折扣[4]。生態系統為人類提供的這一系列的功能價值，就是本文要研究的主要內容，即生態資產，它是一種國家資產[5]。宏觀來講，生態資產是以價值為依托來表現生態系統為我們提供資源的重要程度；但從狹義上講，生態資產則有另一個定義，即它是隸屬國家的，關于生態系統為人們帶來較高經濟價值的一種表現形式，它以貨幣的方式來表達，歸屬于國家，它是判別一個國家和地區可持續發展的一項重要因素。因此，對生態資產有較強的把握和測算能力，對以后國民經濟的快速發展和區域生態系統的保護措施均有較大的意義[6]。在十八屆三中全會，黨中央提出了自然資產在不同方面的制度重要性以及該資產必須建立一個較為完善的負債體系。由此我們可以看出，進行生態資產的測算工作，較為科學地實現生態資產負債表的編制，與國家政策相呼應，并符合當今發展需求[7]。生態資產研究目前發展到了資本化階段，因此注重生態資產資本化，對實現生態系統增值，保護生態環境具有重要的意義[8-9]。而將生態資產與一個國家或地區的GDP進行比較，可以較為貼切地體現一個地區地可持續發展狀況[10]。生態和經濟能否持續健康的共同發展，對一個國家或地區的健康狀況評價和可持續發展研究具有決定性作用，也是當今學者研究的一個熱點[11]。

20世紀后期，國外開始研究生態資產價值，20世紀70年代，Holder等[12]、Westaman[13]第一次將生態系統資產評估這一名詞進行概括提出；經濟的不斷發展與增長、生態系統產生的資產價值以及生態赤字是近期研究的主要內容[14-15]。20世紀80年代我國才開始研究環境資產價值評估方面的內容，近年來，從最開始學習國外生態系統所產生的資產價值的內涵、概念以及評價方法[5]，到中期向參數修正以及模型研究等內容的評估方法進行研究[3-6]，最后到現在的生態資產資本化[8-9]和自然資源資產負債表[7]。總體來看，對于生態系統所產生的資產價值的研究還處于初級階段，研究還不夠深入，現在主要存在的問題主要包括以下4個方面：(1) 關于生態系統功能、結構和調節方式以及其過程中與經濟的密切聯系等還缺乏準確的定量認識；(2) 目前關于生態資產價值評估的方法和理論還不具有統一的標準，研究還不夠深入，不同學者在對某些問題的觀點存在不同的結果，如對生態系統的內在服務價值問題、生態系統中的其中一種服務價值的評估方法與程序問題等；(3) 如何將經濟系統和生態系統緊密聯系起來，形成一個區域與全球模型，并準確展示其中的生物過程或者是物理的相關動態，和其中生態系統過程里對人類產生的價值；(4) 用何種方法構建完整的環境—經濟—生態3方面的核實體系。生態資產價值的估算方法基本可以分為以下兩種類型：一種是靜態的，簡單來說就是以單位面積價值為基礎，從而對總量進行估算[16-17]；第二種是將生態系統的面積、質量以及類型等多方面參數的差異匯總分析，通過建立測量模型從而進行生態資產價值核算[3-6]。本文以第二種方法為主，在其上又應用了一些新的方法技術，如遙感和空間分析，使估算的結果可以做到全空間化展示，進而實現在一定的基礎和數量上、全面、客觀、迅速地估算生態資產價值的目標。

環京津地區是北京與天津的重要生態保障地區，無論是在自然資源的提供、工業生產的排放、廢氣廢物的處理各個方面，都有著其他地區不能比擬的作用。它是京津在生態發展與經濟健康發展過程中的重要基石，因此，實現對環京津地區的生態狀況評價，能夠將該地區經濟與生態狀況協調，并更好地促進京津冀一體化的和諧發展與進步。本文從環京津73個縣入手，對該地區土地中生態系統所產生的資產價值進行計算，隨后將所得數據與該地區的GDP進行對比，構建出以柵格為單元的生態經濟系統評估與發展模型，測算出環京津地區生態經濟系統的協調情況，以期為促進京津冀一體化協同發展和生態環境建設提供參考，實現生態資產價值量化的全空間覆蓋。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

本文以位于河北省中部的環京津地區作為研究對象，具體包含以下6個城市：保定、承德、廊坊、張家口、滄州、唐山，這6個不同地級市管轄73個縣，總面積為1.33×107hm2，總人口約3 854.2萬人[16]。該地區主要包括高原地區、山地地區、丘陵地區、平原地區等。在前人研究[17-19]的基礎上，結合該地區土地的開發利用狀況和當地生態環境特點，將地類劃分為耕地、林地、園地、草地、水域、城鎮村及工礦用地、其他土地7種主要類型，其中大部分是耕地和林地，水域面積最少。

1.2 數據來源與處理

本研究數據主要包括兩大類：一是以地理空間數據云網站下載的河北省2016年LandSat TM/ETM數據為基本數據源，利用ENVI 4.7將所獲取的圖集進行一系列變換，從而可以得到Albers等積投影，提取出相應的遙感影像數據，以解譯獲得研究區2011年、2016年土地利用數據。把環京津地區土地利用類型歸并為6大類，不同地類單位面積生態服務價值參考了謝高地等體系[21]，即林地、草地、耕地、園地、水域和未利用地分別為8 983.24，2 976.60，6 931.69，7 957.47，1 889.31，172.68元/hm2。建設用地對應的的單位面積上生態系統所產生的服務價值取-5 123.04元/hm2。二是通過國家統計局《河北省統計年鑒2011》、《河北省統計年鑒2016》，獲得的2011年、2016年河北省的經濟社會統計數據，從而獲取這兩年的GDP數據。

2 研究方法

2.1 生態資產價值估算

生態資產價值即在特定的時間空間下，以貨幣為單位，自然系統和生態環境為人類發展所創造的福利數量。計算式為[21]：

(1)

式中：V代表生態資產創造的總價值；c指生態系統對應的不同類型；Vc代表第c類生態系統所產生的價值總量，計算公式如下：

(2)

式中：i表示第c類生態系統的第i種生態系統所產生的服務功能；Vci表示第c類生態系統的第i種功能的單位面積對應的價值；j表示的Vci斑塊數；Sij為斑塊面積；Rij表示Vci在不同斑塊的生態參數，通常選取植被覆蓋度這一指標(f)以及植被凈初級生產力(NPP)來表示：

Rij=(NPPj/NPPmean+fj/fmean)/2

(3)

式中：NPPmean和fmean分別為NPP和植被覆蓋度的均值；NPPj和fj為像元j的NPP和植被覆蓋度。對NPP和f的估算分別采用基于光能利用率的CASA[3]和像元二分模型[6]:

NPP=FPAR×SOL×Tε1×Tε2×Wε×ε*×0.5

(4)

(5)

式中：FPAR代表植被吸收整體光合作用所占的比例；SOL代表總的太陽輻射能(MJ/m2)；Tε1和Tε2代表兩個極端溫度下，光合利用效率的不同脅迫程度；Wε為水分脅迫影響系數；ε*代表處于理想情況中的光能利用率最大值(g/MJ)；NDVI為歸一化植被指數，NDVImax和NDVImin分別為NDVI的兩個極值(極大、極小值)。

2.2 生態資產價值-經濟協調度

生態系統的資產價值可以作為一項區域可持續發展的綜合指標，據前人研究，生態資產價值高的地區，GDP可能處于高值區，也可能處于低值區[10]。由于環京津地區包含的省市較多，發展水平狀況不均，這種異常情況也容易發生，因此，在借鑒前人的基礎上，我們需要對單位面積下的生態系統產生的生態資產與單位面積下的GDP數值進行相除運算，從而獲取兩者的比值，通過對比值的大小分析，來對該地區的生態經濟狀況做一個具體描述。計算公式為：

(6)

式中：Pi為生態資產價值與GDP比值結果；ESi為單位面積的生態系統所產生的資產價值(元/km2)；GDPi為單位面積的GDP(元/km2)。

為使生態系統的資產價值與GDP的動態關系更直接地表達出來，在借鑒王振波等[11]的研究成果基礎上，本文運用生態與經濟協調這一指數(EEH)，構建了生態系統所產生的資產價值，其與經濟發展的協調度指數，計算公式為：

(7)

(8)

(9)

式中：GDPpr為單位面積國民生產總值的變化率；ESpr為單位面積生態服務價值總量的變化率；GDPpi和GDPpj分別為研究區初始與最終的單位面積GDP(元/km2)；ESpi和ESpj分別表示為研究區初始與最終的單位面積生態資產價值(元/km2)。參考已有研究，結合環京津地區的生態資產價值及GDP變化狀況，將EEH劃分為12個等級(表1)。

3 結果與分析

3.1 環京津地區生態資產價值分布格局

2011—2016年，環京津地區生態資產價值呈現小幅增加趨勢，從7.24×1010元增加到7.32×1010元，增加了7.95億元；單位面積生態資產價值從5 438.68萬元/hm2增加到5 498.43萬元/hm2。分地區來說(表2)，張家口、承德是環京津地區中生態資產價值相對較大的兩個市，2011年、2016年分別占環京津地區總價值的63.23%和62.44%。2011年、2016年生態系統所產生的資產價值對應的最小的地級市為廊坊市；人均生態資產價值占有量廊坊市仍是最后一位，導致這一情況的主要原因是廊坊市是一座有基礎和實力的新型工業城市，近些年大力發展經濟，相比于其他地區，生態用地所占面積較小，生態系統所產生的資產價值較低，且人口相對整個廊坊市面積來說較多，最終導致人均生態系統所產生的資產價值很低。2011—2016年，承德和張家口市的生態資產價值小幅度增長，唐山、保定的生態資產價值大幅提高，其中保定市尤為明顯，5年間增加了8.57%，從94.6億元增加到102.7億元。生態資產價值減少的是廊坊和滄州市，變化率分別為-11.15%和-3.93%。

表1 生態經濟指數等級劃分

環京津地區的生態資產價值空間分布呈現出西南低、東北高的格局特征(圖1—2)，生態資產價值由北向南逐漸減少，這與環京津地區植被的地帶性分布梯度基本一致。生態資產價值的高值地區主要分布在豐寧滿族自治縣、圍場滿族蒙古族自治縣、沽源縣、張北縣康保縣等地，這些區域的水熱條件配置較為合理，在張北和圍場縣擁有高覆蓋的草地及森林等，生物多樣性指數較高，且區域植被覆蓋較為密集，人類對該地區所產生的干預較少，因此生態系統所產生的資產價值較高，每hm2土地生態系統所產生的資產價值一般在6 532元/hm2以上；單位面積生態資產價值低值地區主要分布在保定和唐山等地，這些地區近些年大力發展工業，在發展過程中缺乏對生態的保護，該地區的生態環境處于一個相對脆弱的狀態，雖進行治理，但生態系統產生的資產價值仍較低，每1 hm2所產生的資產價值普遍在4 743.20元/hm2以下。

近些年，受到氣候與各個不同條件的共同作用與營銷，生態系統產生的資產價值量，也隨著時間的變化發生變化。環京津地區生態資產價值呈現小幅度上升趨勢，生態資產價值之所以上升，和氣候因素宜于植被生長有關。此外，國家提出了退耕還林還草、對天然林應加以重視和保護的政策，由此大家生態的觀念得到提升，重視程度也逐漸增強，對該地區的生態發展產生了較好的影響。2011—2016年，單位積生態資產價值最大值區域和最小值區域雖未發生明顯改變，但一些原來較低的工業發展區近些年有了明顯的提高，值得一提的是保定市的總價值由原來的94.6億元增加到了102.7億元，生態資產價值增加的趨勢非常明顯。

3.2 生態資產價值與國內生產總值(GDP)的比較結果

依據指數Pi計算可知，2011—2016年，環京津地區的不同地級市的Pi指數均不同程度地有所減小。有4個地市的Pi值小于1，也就是說超過了2/3的地市的生態價值小于GDP(圖3)。全省各市生態系統所產生的資產價值，它們的增長速度與國民經濟相比，處于較低狀態。如果各市的國民經濟增長幅度與資產價值的關系一直保持在這種狀態下，那么該市的生態狀況應予以注意，且該地區的生態壓力也將持續增高。假若有些市生態系統遭到破壞，生態資產價值不增反降，這就會對這些市的可持續發展造成影響，甚至會使該市的經濟社會發展造成整體的下滑。廊坊市的生態資產價值減少了11.19%，GDP的增幅為53.52%；滄州市的生態資產價值減少了3.93%，GDP的增幅為28.45%；這表明這兩市的經濟與生態資產價值的關系并不和諧，出現不協調狀態，應當予以重視。

圖1 環京津地區單位面積生態資產價值空間分布

圖2 環京津地區生態資產價值縣域空間分布

地級市2011年生態資產價值/109元單位面積生態資產價值/(104元·hm-2)人均生態資產價值/(元/人)2016年生態資產價值/109元單位面積生態資產價值/(104元·hm-2)人均生態資產價值/(元/人)保定9.464261.7098581.2210.274624.37107038.68滄州7.165003.94105141.976.884708.90101004.40承德26.456719.05766703.8626.616718.39771303.27廊坊3.285102.3375300.252.914510.1666867.48唐山6.574743.2090856.406.704691.5592612.15張家口19.485269.36482476.1019.675327.31487342.49總計72.395438.68204073.6473.185458.59206315.80

圖32011年、2016年生態資產價值與GDP比值

從全省來看，2011—2016年生態資產價值的增幅為1.09%，同期GDP的增幅為25.21%，生態資產價值與GDP增幅相差約25倍。承德和張家口的這一比值相比較于全省來說，處于較高狀態。上述數據表明，達到生態系統所產生的資產價值與GDP水平相協調，構建兩者之間的參數比，使該地區進一步的協調工作更為有效，同時也為可持續發展工作提供了很好的依據。生態系統產生的資產價值作為GDP增長的基礎，人類不斷開發利用該地區的自然資源，雖然在一定程度上可以提高GDP，但是不合理的開發會破壞生態環境，從而導致生態資產價值降低。由此可以得出，環京津地區在今后的發展過程中，應該更加重視自然資源的利用效率，從而使得生態系統的資產價值得到一定的提升，最終可構成整個地區的可持續發展。

3.3 生態經濟協調發展空間格局

通過利用公式(2)，計算出環京津地區73個縣(市)生態—經濟協調(EEH)(圖4)。結合計算結果和圖可以看出：EEH處于潛在危機區的面積占據了環京津總面積的26.31%，主要分布在環京津地區的東北部地區，分別為豐寧滿族自治縣(0.126 3)、圍場滿族蒙古族自治縣(0.169 7)、沽源縣(0.137 8)、康保縣(0.145 9)，這4個縣均處于壩上地區，作為京津地區的第一道生態屏障，這兩個縣的草地退化嚴重，說明雖然在一定程度上重視了對生態環境的保護，但是區域生態資產價值增長速度落后于GDP的增長速度，這就應該予以高度關注，因為該區域在生態方面存在較大的壓力與威脅，若忽視其存在，EEH值將逐漸降低，最終出現負值的可能性，且該地區的生態狀況和經濟的發展水平也將面臨嚴峻的考驗，可能出現高度不協調狀態。因此，必須將生態環境加以重視與保護。關系惡化區占環京津的13.56%，主要分布在廊坊市、永清縣、香河縣、滄縣、孟村回族自治區等，分別占低度沖突區的8.36%，7.68%，8.26%，處于區域的縣市生態系統所產生的資產價值近幾年一直處于下降狀態，生態指數持續降低，環境持續惡化，近些年的經濟發展以破壞環境為代價，二者出現了不協調狀況，可持續發展水平也受到嚴重的約束。EEH處于低度協調區的面積占據了環京津總面積的13.68%，分別為位于西北部的隆化縣、尚義縣、張北縣、崇禮縣，EEH分別為0.213 5，0.359 7，0.269 7，0.387 4。這一區域雖然生態系統產生的資產價值在提升，但是與GDP的增幅相比，則相差較大，因此可以解釋為經濟的發展對生態環境所產生的影響存在，但不是特別明顯，因此應加大對該地區環境的保護宣傳和力度，從而預防對環境造成進一步的破壞。較低沖突區、中度沖突區、較高沖突區和高度沖突區分別占環京津地區的2.38%，1.58%，3.45%，0.73%，該區域所占比重較小，生態資產價值增加為負，社會經濟發展已經對生態環境產生負面影響。較低度協調區、中度協調區和較高度協調區和高度沖突區分別占研究區的4.35%，2.39%，0.69%，0.89%，主要分布在位于中部的定州市、安國市和位于東部地區的灤南、樂亭等縣。處于該階段的區域生態系統所產生的價值增速盡管低于GDP增速，但是整體來看經濟發展并沒有嚴重制約生態狀況的保護，二者表面處于較為和諧的狀態，實質卻存在著潛在危害。環京津全地區不存在高度協調地區，位于該區域，就證明研究期內生態資產價值的增長速度高于經濟增長速度。即當該地區的生態環境與該地區的經濟發展水平在同等層面，且能夠較好協調時，該區域就處于這個高級協調的等級；河北省應加強經濟生態協調建設，做到經濟與生態共同發展。

注：A：關系惡化區，B：高度沖突區，C：較高沖突區，D：中度沖突區，E：較低沖突區，F：低度沖突區，G：潛在危機區，H：低度協調區，I：較低協調區，J：中度協調區，K：較高協調區，L：高度協調區。

圖42011-2016年環京津地區縣域生態經濟系統協調度

4 結 論

近些年，隨著經濟發展、資源不斷開發利用，生態環境發生一定的變化。生態資產價值整體呈現小幅上升趨勢，總量從7.24×1010元增加到7.32×1010元。單位面積生態系統產生的資產價值從5 438.68萬元/hm2增加到5 498.43萬元/hm2。張家口、承德占整個地區的三分之二，是重要的組成部分，廊坊市的資產價值總量最低。環京津地區生態資產價值空間分布呈現出西南低、東北高的格局特征，生態資產價值呈現由東向西遞減、由南向北遞減的趨勢，與該地區的地形、梯度有一定的聯系。

從全省來看，2011—2016年生態資產價值的增幅為1.09%，同期GDP的增幅為25.21%，生態資產價值與GDP增幅相差約25倍。生態資產與GDP的比值Pi指數在不同地級市均有不同程度的減小，其中有4個地市的Pi值小于1。環京津地區在協調度方面有一定的規律可尋：潛在危機區所占比重最大，占到26.31%。沖突區所占的面積達到了10%左右；協調發展區域所占比例不足20%，由此可得，環京津地區生態經濟并未達到協調發展狀態。

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