聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值動態(tài)分析

馬笑丹，劉加珍，張彩云

（聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252059）

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程形成的保障人類生存的自然環(huán)境與效用［1］。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是一種半自然半人工系統(tǒng)，它是以土地資源、生物環(huán)境和非生物環(huán)境之間的關(guān)系以及生物種群之間的關(guān)系為基礎(chǔ)［2］。由于其半自然半人為的特殊性，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不僅直接提供農(nóng)副產(chǎn)品，同時也擔(dān)當(dāng)著生態(tài)服務(wù)［3］、調(diào)節(jié)、文化服務(wù)等間接功能［4］。由于人類活動的強(qiáng)烈干預(yù)和影響，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具備了許多特殊的功能［5］。很長一段時間以來，由于人們越來越多地關(guān)注農(nóng)田生產(chǎn)功能，忽略了其調(diào)節(jié)與文化服務(wù)功能，不僅導(dǎo)致服務(wù)價值的嚴(yán)重扭曲，而且使農(nóng)田經(jīng)營和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的對接路徑變得十分單一［6］。面對日益增加的人口、資源、環(huán)境等問題，農(nóng)田服務(wù)價值評價受到廣泛關(guān)注，在對自然資本和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的基礎(chǔ)上，逐步開展了對農(nóng)田服務(wù)價值的研究［7］，且隨著可持續(xù)發(fā)展理念的迅速發(fā)展，對其服務(wù)功能和價值的研究日益增多。Costanza等將服務(wù)價值劃分為17個類別，并對全球范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)價值進(jìn)行了測算［8］。

我國農(nóng)業(yè)服務(wù)價值的研究始于20世紀(jì)80年代，隨著國外相關(guān)研究理論的引入，其研究得以迅速發(fā)展，并取得了一系列科研成果。馬新輝等以西安市為研究對象，借助GIS技術(shù)，估算了1999年21種植被類型凈化大氣的物質(zhì)量，對后來評估農(nóng)田凈化大氣的服務(wù)價值具有重要參考價值［9］。吳松欽等采用市場價格法、影子工程法等方法，評估了五馬河流域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的7項服務(wù)功能價值［10］。白楊等根據(jù)海河流域的相關(guān)資料，建立了服務(wù)功能的評價指標(biāo)體系，并對該流域2005年農(nóng)田服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)境成本進(jìn)行了定量評價［11］。梁金鳳等調(diào)查了北京125個有代表性的傳統(tǒng)商品有機(jī)肥，發(fā)現(xiàn)有些傳統(tǒng)有機(jī)肥的質(zhì)量高于商品有機(jī)肥，有利于發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、無公害農(nóng)業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)環(huán)境［12］。元媛等選取欒城縣為研究對象，從正負(fù)兩方面對該縣農(nóng)田服務(wù)價值進(jìn)行了綜合評價［13］。李江波等以玉米作為研究對象，利用高光譜成像技術(shù)對玉米水分含量進(jìn)行了科學(xué)預(yù)測，為農(nóng)田服務(wù)價值的評估提供重要依據(jù)［14］。羅海平等運用Costanza模型，測算了我國13個糧食主產(chǎn)省（區(qū)）的服務(wù)價值及空間分異，重點論述了農(nóng)田的生態(tài)服務(wù)價值和作物供給價值［15］。王彥芬以京津冀地區(qū)作為研究對象，采取生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)測算方法，將農(nóng)田服務(wù)功能劃分為供給、調(diào)節(jié)、文化和支持服務(wù)4大類11小類［16］。張艷軍等利用重慶市2000、2005、2010年的土地利用數(shù)據(jù)，基于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值理論和分析方法，對其2000—2010年間4大類17小類的服務(wù)價值進(jìn)行了估算［17］。呂國屏等選取生態(tài)脆弱區(qū)——貴州省普定縣為研究對象，借助“3S”技術(shù)和Landsat遙感影像，根據(jù)CART分類結(jié)果，提取了1999、2003、2009年和2015年4年的土地利用相關(guān)信息，對1999—2015年的生態(tài)服務(wù)價值進(jìn)行了動態(tài)評估［18］。朱印酒通過對我國農(nóng)田服務(wù)價值研究進(jìn)展及問題的探析，認(rèn)為我國生態(tài)系統(tǒng)研究目前仍然存在較大的問題，今后的研究需從內(nèi)容和方法上深入討論，以更好地發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究的社會功能［19］。

聊城市位于山東省西部，地處北緯35°47′～37°02′，東經(jīng)115°16′～116°32′，常住人口5 970 600人，其中，農(nóng)村人口3 215 200人，占總?cè)丝诘?3.85%［20］。地形平坦，地勢起伏和緩，交通便利，利于農(nóng)產(chǎn)品的輸出。土壤由黃河沖積而成，土地質(zhì)量較好，土層深厚，耕作層土壤疏松，有機(jī)質(zhì)含量高，是我國重要的糧食生產(chǎn)區(qū)。近年來聊城市積極調(diào)整農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，建設(shè)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品基地。2015年，聊城市實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值2 663.62億元［20］。對聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)功能進(jìn)行評價有利于保護(hù)該地區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，以使其更好地為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和區(qū)域生態(tài)環(huán)境服務(wù)。

本研究基于聊城市統(tǒng)計年鑒等相關(guān)數(shù)據(jù)和土地利用資料，采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法，對其功能價值進(jìn)行了動態(tài)分析，以便從經(jīng)濟(jì)價值的視角為推動聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)營轉(zhuǎn)型提供決策依據(jù)，為聊城市合理開發(fā)利用和管理農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)提供科學(xué)支撐，推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，同時也為聊城市的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制提供重要參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源于《聊城市統(tǒng)計年鑒2006》《聊城市統(tǒng)計年鑒2011》《聊城市統(tǒng)計年鑒2016》［21］及《山東統(tǒng)計信息網(wǎng)》和聊城市農(nóng)業(yè)委員會提供的數(shù)據(jù)資料。

1.2 研究方法

聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值分為直接價值和間接價值兩大類。本研究分別采用市場價值法、替代法、旅行費用法等方法測算了聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的各項服務(wù)功能價值（表1）。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算方法

2 結(jié)果與分析

2.1 聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的價值

2.1.1 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的直接價值 （1）糧食作物的生產(chǎn)價值：本文界定的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的糧食作物主要包括谷類作物（小麥、稻谷、玉米）、薯類作物、豆類作物，根據(jù)市場價格確定各種糧食作物的生產(chǎn)價值。由表2可知，2005、2010、2015年糧食作物的生產(chǎn)價值分別為53.2193×108、100.0462×108、140.2842×108元，逐年增加。小麥和玉米在2005、2010、2015年的糧食作物生產(chǎn)價值中所占比重分別為94%、99%、99%，是直接價值的主體。薯類的生產(chǎn)價值下降最快，豆類次之，稻谷在各個年份的生產(chǎn)價值都較低，這與聊城市降水較少有著密切的關(guān)系。

（2）經(jīng)濟(jì)作物的生產(chǎn)價值：根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料，聊城市的經(jīng)濟(jì)作物主要有油料作物（花生、油菜籽）、棉花。由表2可知，2005、2010、2015年經(jīng)濟(jì)作物的生產(chǎn)價值分別為10.9751×108、10.3306×108、9.1528×108元，逐年下降。花生的生產(chǎn)價值在經(jīng)濟(jì)作物中的占比逐年增長，而棉花的生產(chǎn)價值逐年下降，油菜籽的生產(chǎn)價值變化較小。

（3）蔬菜、食用菌的生產(chǎn)價值：2005、2010、2015年蔬菜和食用菌的總價值分別為63.1261×108、142.0706×108、200.1820×108元，其中2005年的食用菌數(shù)據(jù)未獲取到（表2）。可以看出，蔬菜的生產(chǎn)價值所占比重較高，這主要是因為蔬菜的市場需求量大，且溫室大棚技術(shù)快速發(fā)展，反季節(jié)蔬菜的市場價格較高，使得蔬菜的生產(chǎn)價值在作物的直接價值中所占比重逐年上升。

（4）水果與堅果類的生產(chǎn)價值：本研究主要以蘋果、梨、堅果為研究對象，但堅果2005、2010年的數(shù)據(jù)未獲取到，2015年所占比重也較小。如表2所示，2005、2010、2015年聊城市水果與堅果的生產(chǎn)價值在不同年份分別為4.8944×108、12.4798×108、20.8941×108元，增長較快。特別是2010年以后，增長率高達(dá)67%，這與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、人民生活日益改善、人們可支配收入逐年提高、市場需求量增大有關(guān)。

表2 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)直接服務(wù)價值 （×108元）

2.1.2 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的間接價值 （1）調(diào)節(jié)價值：聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)價值主要包括固碳價值、釋氧價值、氣體凈化價值、廢棄物處理價值、涵養(yǎng)水源價值，其結(jié)果見表3。

固碳價值主要與作物種植面積正相關(guān)，2005、2010、2015年聊城市的固碳價值分別為1.9048×108、2.0795×108、1.7791×108元，2010—2015年下降較快，同比減少了0.3004×108元。

釋氧價值與作物產(chǎn)量、作物含水率、經(jīng)濟(jì)系數(shù)密切相關(guān)，其中與作物產(chǎn)量的相關(guān)性最大，作物中玉米與小麥的產(chǎn)量較高，其釋氧價值占主體。2005、2010、2015年聊城市的釋氧價值分別為112.0929×108、120.1720×108、148.8828×108元。

氣體凈化價值與作物種植面積正相關(guān)，2005、2010、2015年聊城市的氣體凈化價值分別為1.2581×108、1.3690×108、1.1714×108元，2010—2015年由于作物種植面積減少其氣體凈化價值也下降。

廢棄物處理價值與禽畜的飼養(yǎng)量密切相關(guān)，2005、2010、2015年聊城市的廢棄物處理價值分別為3.2088×108、2.7058×108、1.4912×108元，由于排泄量較大的役使牛、馬、騾子的飼養(yǎng)量減少，2015年較2005年廢棄物處理價值減少了1.7176×108元。

農(nóng)田土壤中的水并不能完全被植物吸收利用，多余水分會被儲存起來供植物再利用。涵養(yǎng)水源的價值與降水量和農(nóng)田面積呈正相關(guān)，2005、2010、2015年聊城市涵養(yǎng)水源的價值分別為1.3471×108、16.6344×108、0.9569×108元。由于聊城為溫帶季風(fēng)氣候，降水的季節(jié)分配不均，農(nóng)田涵養(yǎng)水源的價值在作物生產(chǎn)中作出了重要貢獻(xiàn)。

（2）文化服務(wù)價值：隨著休閑旅游業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)觀光旅游在聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中的地位越來越大，但由于觀光農(nóng)業(yè)類型繁多，部分?jǐn)?shù)據(jù)難以獲取，本研究僅以聊城市草莓采摘園的門票收入累加測算聊城市休閑旅游的服務(wù)價值。由表3可知，2005、2010、2015年聊城市的休閑旅游價值分別為0.7048×108、2.6161×108、6.6288×108元，逐年上升，2015年較2005年增長超過840%。

2005、2010、2015年聊城市的社會保障價值分別為0.9860×108、1.6778×108、38.9112×108元，大幅上升，這與聊城市農(nóng)村人口比重大密不可分，對于減緩農(nóng)村剩余勞動力減少有利。

表3 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)間接服務(wù)價值 （×108元）

2.2 2005—2015年聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的動態(tài)變化

2.2.1 直接服務(wù)價值的動態(tài)變化 如圖1所示，2005—2015年聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的直接價值呈上升趨勢，2010年的直接服務(wù)價值與2005年同比增長100%，2015年與2010年同比增長40%；糧食作物和蔬菜、食用菌的生產(chǎn)價值在直接價值中占有較大比重，2005—2015年占比在87% ～92%，且增長較其他作物類型快；經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)價值呈下降狀態(tài)，主要是由于棉花的種植面積減少，產(chǎn)值下降所致。2010—2015年間的增長率與2005—2010的增長率相比較下降了61個百分點，主要是占比較大的糧食作物、蔬菜與食用菌的生產(chǎn)價值增長有所放緩所致。

圖1 2005—2015年聊城市農(nóng)田系統(tǒng) 直接服務(wù)價值的動態(tài)變化

2.2.2 間接價值的動態(tài)變化 如圖2所示，在2005—2015年，其間接價值也呈現(xiàn)上升趨勢，2010—2015年間增長較快，2015年較2005年同比增長64%。其中休閑旅游價值的增長率最快，其收入在聊城市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的間接價值中所占比例由0.58%增至3.32%。社會保障價值和固碳、釋氧價值所占比重較高。固碳價值在2005—2010年呈現(xiàn)增長趨勢，但在2010—2015年卻下降，主要是由于農(nóng)田的種植面積在減少。釋氧價值與作物產(chǎn)量呈現(xiàn)正相關(guān)，作物產(chǎn)量尤其是小麥產(chǎn)量逐年增加，因此釋氧價值逐年上升。廢棄物處理價值呈現(xiàn)下降趨勢，主要是由于農(nóng)村人口減少以及糞便排放量較大的役使牛的數(shù)量減少。

圖2 2005—2015年聊城市農(nóng)田系統(tǒng) 間接服務(wù)價值的動態(tài)變化

3 討論與結(jié)論

2005、2010、2015年聊城市農(nóng)田服務(wù)價值總量分別為253.7174×108、412.1818×108、570.3325×108元，其中，直接價值分別為132.2149×108、264.9272×108、370.5131×108元，占總服務(wù)價值的52%、64%、65%，高于間接價值。糧食作物以及蔬菜和食用菌的生產(chǎn)價值占比較高且逐年遞增，是直接價值中的重要組成部分。間接價值中各組成項目的年際變化差別較大，主要受當(dāng)?shù)貧夂驐l件、技術(shù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化影響。

從聊城市農(nóng)田服務(wù)價值來看，產(chǎn)品供給價值占據(jù)絕對主體，但農(nóng)田的間接服務(wù)價值也不可忽略，可為整個生態(tài)環(huán)境帶來有利影響。作物在整個生長周期內(nèi)都可以釋放氧氣，并參與氣體凈化，在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時也帶來了環(huán)境效益。因此，在關(guān)注農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)直接服務(wù)價值的同時也要注重間接服務(wù)價值的合理利用，以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。