基于當量因子法的福建省耕地生態補償標準研究

劉玲　林佳壕

摘 要： 【目的/意義】以福建省作為國家生態補償綜合試點省份為契機，對耕地生態補償標準進行研究，建立可行的耕地生態補償機制，為耕地資源數量、質量和生態三位一體的保護提供政策支持。【方法/過程】基于當量因子法，利用系數修正測算福建省以及各地市的生態系統服務價值，進而確定福建省和各地市的生態補償標準。【結果/結論】結果顯示：2018 年福建省耕地生態系統單位面積服務價值為 3315.29 元/hm2，總價值為 175.02 億元；生態服務價值的空間聚集較為穩定；2018 年福建省耕地生態補償總額度為 2.194 億元；在福建耕地生態補償制度中應向生態補償強度較高的南平、三明等市傾斜，而享受耕地生態的城市應支付耕地生態補償金。研究成果對于福建省耕地生態補償機制的建立有一定的參考作用，可為區域耕地生態補償標準測定和確定提供借鑒。

關鍵詞： 當量因子法；空間自相關；生態補償；耕地；福建省

中圖分類號： F323.22 文獻標志碼： A 文章編號： 1673 5617 （2023） 02 0030 08

耕地是農業生產中最基礎的生產資料，是糧食生產的載體，也是國家糧食安全的保障，此外，耕地生態系統還在水土保持、水源涵養、保護生物多樣性等方面發揮著重要的生態系統服務功能，對于實現生態的可持續發展有著重要意義。但是隨著城鎮化的推進，人與耕地、建設用地與耕地之間的矛盾逐漸加深，大量耕地資源被占用，導致耕地生態系統遭受到嚴峻的挑戰。基于此，國家出臺了各類的耕地保護政策與措施，堅守耕地紅線，劃定永久基本農田，實施農村土地整治，以期實現耕地在數量、質量和生態方面的“三位一體”保護；但各類耕地保護政策和措施僅為耕地數量和質量的保護提供了相關的依據，有關于耕地生態保護的方面卻被忽視。作為生態系統的重要一環，耕地生態系統的重要性不言而喻，現有的耕地補償標準和保護政策大多是以土地面積或年產值制定的，忽略了耕地的生態價值和社會價值[1]，因而如何真正實現耕地數量、質量、生態的“三位一體”保護，則需著眼于建立耕地的生態補償測算方法。

耕地的生態補償價值主要來源于其生態系統服務功能的價值。在 20 世紀末，國外學者就提出了生態系統服務的相關概念。Costanza 課題組將生態系統服務定位于為生態系統提供的商品和服務；在聯合國的千年生態系統評估（MA）中，同樣對生態系統進行了定義，指出生態系統既包括自然生態系統，也包括人工生態系統，其服務功能和價值體現于人類能夠從生態系統中獲得的效用，將生態系統服務分為供給、調節、支持和文化 4 種服務功能，并進一步細分為食物生產、原料生產、水資源供給、氣體調節、氣候調節、凈化環境、水文調節、土壤保持、維持養分循環、生物多樣性和美學景觀等 11 種服務功能，其服務價值則包括市場價值和非市場價值[2]。國外學者對于耕地生態價值付費補償的研究起步較早，主要通過條件評估法（CVM）、價值整合調查法（Value IntegrationSurvey Approach）、成本法等計算耕地的非市場價值[3]，雖然國外研究起步較早且就生態系統服務價值的評估方法開展了大量的工作，但仍未形成一套統一的評估體系，方法的不同也導致了研究結果之間存在較大的差異，從而使得大眾對于生態系統服務功能及其價值的認知有限。國內對于耕地生態補償的研究隨著國家的重視也逐漸受到學界的關注，但尚屬于起步階段，主要的研究重點是耕地生態補償的量化，主要有能值法、直接市場法、生態足跡法、生態系統服務功能價值法等，能值法是通過建立耕地生態安全與地方財政之間的相關性進行分析，最終計算得到耕地生態補償額度值的方法[4]；直接市場法則是通過估算耕地在非農過程中損失的生態價值，進而計算得出耕地的各項生態價值[5]；生態足跡法更類似于低碳農業范疇的研究，對一定區域的農業碳排放及吸收額度進行測算，以兩者間的差額作為耕地生態補償的額度，兼顧了耕地生態系統所產生的負面影響[6]；生態系統服務功能價值法則常與當量因子法相結合，是將生態系統的各項服務功能進行價值量化，計算得出生態系統服務總價值，并在此基礎上進行生態補償標準的制定[7]。現有研究雖然探索出了耕地生態補償額度的核算方法，但仍過于側重耕地的市場價值、種植面積等，忽略了耕地生態系統在空間上的聯動以及聚集效應，在區域的生態補償上沒有實現因地制宜，最終使得耕地生態補償沒有落到實處，政策實施效果低于預期效果。考慮到數據的可獲得性，本文運用當量因子法及空間自相關，以福建省為研究區，對福建省 2018 年耕地生態系統服務總價值進行測算，并在此基礎上進行空間相關性的分析，進而得到福建省各地區的耕地生態系統補償額度，為加強耕地生態補償制度的構建和完善提供思路。

1? 研究區概況、數據來源及研究方法

1.1 研究區概況福建省地處中國東南沿海，陸地面積約為 12.4 萬 km2，屬于亞熱帶季風氣候，年平均氣溫 17～21℃，平均降雨量 1400～2000 mm，氣候條件優越，為農業生產提供了良好基礎。但福建省內多山地丘陵，形成了“八山一水一分田”的地理分布，復雜的地形地勢導致福建省耕地資源數量少、質量不高，加之城鎮化的快速擴張使得全省的耕地資源尤為緊張。根據福建省 2018 年度土地利用變更調查成果（圖 1），2018 年末全省共有農用地 1085.52 萬 hm2，其中耕地 133.65 萬 hm2，林地 832.40 萬 hm2，園地 76.43 萬 hm2，耕地僅占 12.3%。

2018 年末，全省因建設占用、災毀、生態退耕、農業結構調整等原因減少耕地面積 4366.79 hm2，通過土地整治、農業結構調整等增加耕地面積 3987.59 hm2，年內凈減少耕地面積 379.20 hm2。耕地的減少會影響到福建省的糧食生產以及社會經濟發展，因而對耕地生態補償機制展開研究，是對耕地進行有效保護的重要手段。

1.2? 數據來源

本研究數據來源如下：（1）福建省各市耕地面積、糧食播種面積、產量、生產總值等數據均由《福建省統計年鑒 2019》及各地市 2019 年統計年鑒整理獲得： （2）土地利用類型面積數據由地理監測云平臺（http：//www.dsac.cn/）相關資料整理獲得；（3）全國農作物平均出售價格由《中國農村統計年鑒 2019》整理獲得。

1.3? 研究方法

1.3.1 當量因子法 （1）生態系統服務單位當量因子價值計算。為了進一步對福建省耕地生態系統服務功能及其服務價值進行評估，本研究擬采用當量因子法對福建省耕地生態系統的服務價值進行核算。當量因子法是在 1997 年由 Costanza 等 13 位生態學家綜合了國際上關于生態系統服務價值評估的各類研究成果，通過整理合并，最終將全球的生態系統劃分為 5 類，并細分了 17 個生態系統服務功能，但其估算數值結果較為簡單粗放[8]。2015 年謝高地對生態系統單位面積價值當量因子靜態評估方法進行了改進和發展，針對我國 6 種生態系統、11 種生態系統服務的當量因子進行了調整，并且提供了省域基礎當量表（表 1）[9]。此外，謝高地定義生態系統服務價值的經濟價值等于區域當年糧食作物市場價值的 1/7（在沒有人力投入的情況下），其具體計算公式為：

式中，Ea 指單位面積農田生態系統提供食物生產服務的經濟價值（元/hm2 ）；mi 指的是 i 種糧食作物的播種面積（hm2）；pi 指 i 種糧食作物當年的全國平均價格（元/t）；qi 指 i 種糧食作物單產（t/hm2）；M指糧食作物播種的總面積（hm2）；n 代表糧食種類。

（2）生態系統服務總價值計算。生態系統服務總價值的具體的計算方法為，根據當量因子（eij）和單位面積農田糧食作物生產的經濟價值（Ea），求出各類生態系統的服務單價（Eij），然后結合所占的覆蓋面積再進行水平加總之后得到研究區的生態系統服務總價值。其具體計算公式如下：

式中，i 為生態系統服務類型；j 為生態系統類型；Eij 為某類生態系統服務的單位經濟價值（元/hm2）； Eij 是第 j 種生態系統的第 i 種的生態系統服務類型相對于農田糧食生產潛力的當量因子；ESV 是生態系統服務總價值；Aj 是某類生態系統所占的土地利用面積。

（3）生態補償標準計算。耕地生態服務價值作為單位面積補償量，由于研究年限內的研究區經濟保持在了一個較高的經濟發展水平，因此研究選擇 15%作為區域生態補償折算系數[10]。

式中，Ri 為某縣市生態補償總量（億元）；i 為區域各縣市；Vi 為某縣市計入補償范圍的生態系統服務功能價值（億元）；k 為生態補償折算系數；pi 為某縣市生態補償需求強度系數；ECPS 為生態補償優先級；П為圓周率。

1.3.2 空間自相關 在對區域內各市的耕地生態系統服務價值上進行時空分異的探討，主要是通過空間上的聚類表現和相關性來探尋城市間的生態服務系統是否在空間上具有相互影響，此外空間自相關結果也能夠在一定程度上反映生態補償支付者和被補償者的區域范圍。本研究采用 Geoda 軟件分析空間權重與空間自相關性，以單變量莫蘭指數分析福建省耕地生態系統服務價值的全局空間自相關。在空間自相關分析中，生態系統顯著性地理單元會被分布于 4 個象限，分為高 高、低 低、低 高、高 低和不顯著 5 種空間相關類別，5 種空間相關類別會反映研究區生態系統服務價值的數量以及空間上的分異程度。

2 研究結果及分析

2.1 福建省單位面積服務價值及總價值計算在生態系統單位面積服務價值的當量研究中所運用的是全國的尺度和糧食作物品種，由于各地區的地理環境和主要糧食作物品種的差異，需要進行一定的調整修正。根據福建省的主要糧食作物，本研究采用2018 年福建省主要糧食作物播種面積（稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類）、單產產量、糧食全國平均價格作為計算數據，具體數據如表 2 所示。

研究以謝高地等[9] 所改進和發展的中國生態系統服務價值當量因子表為基礎，選取其中農田生態服務系統的相關當量因子進行相關調整，取旱田和水田的平均值作為研究福建省耕地生態服務系統的當量因子表。根據公式（1）得出 2018 年福建省耕地生態服務系統單位面積糧食產量的經濟價值為 2125.19 元/hm2，同時以福建省的耕地生態生物量因子 1.56 作為修正系數，得到修正后的經濟價值為 3315.29 元/hm2，最后根據式（2）、式（3）得到 2018 年福建省耕地生態系統單位面積服務價值及生態系統服務總價值。如表 3所示，福建省 2018 年耕地生態系統服務總價值為175.02 億元。

2.2 福建省耕地生態系統服務價值空間相關性分析

為了證明通過生態系統服務價值對于生態補償進行核算的意義，同時還需證明各市間的耕地生態系統服務價值是否存在空間上的相關性，如果存在相關性，則說明 ESV 在空間上具有聯動效應，能夠進一步證明使用當量因子法對耕地生態系統服務價值進行計算，對于耕地生態補償標準的確定是有幫助的。通過式（2）、式（3）計算得出福建省各市生態服務總價值，如表 4 所示。

在計算得到各地市的耕地生態系統服務總價值后，以其為變量，使用 Geoda 軟件進行空間自相關分析，分析得出的 2018 年福建省耕地生態系統服務價值的Morans I 指數散點圖，如圖 2 所示。據散點圖可知，2018 年福建省耕地生態系統服務價值的莫蘭值為0.407，表明福建省耕地生態系統服務價值呈現出正的空間相關性。

不顯著的區域表示該區域的耕地生態系統服務價值指數空間自相關性不顯著，高 高類別表示該區域與周圍地區都具有較高的生態系統服務價值，低 低類別表示該區域與周圍地區的生態系統服務價值都較低，低 高類別為該區域生態系統服務價值低、周圍地區生態系統服務價值高，高 低類別為該區域生態系統服務價值高、周圍地區生態系統服務價值低。高 高與低 低類別反映的是生態系統服務價值空間的聚集，而低 高與高 低類別反映生態系統服務價值在空間上的分異。據圖 3 可知，三明市、龍巖市具有較高的生態系統服務價值，而泉州、廈門、莆田的耕地生態系統服務價值都較低。

2.3 福建省耕地生態補償標準的確定

通過對生態系統服務分類中的生態系統各項服務功能的收益對象進行梳理，從而更好地界定服務于本省的生態系統功能，從而確定福建省耕地生態系統的生態補償理論額度，供給服務功能本身就可以產生經濟價值，而氣體調節通常從全球范圍進行探討與責任劃分，因而這 4 類生態系統服務功能不納入生態補償理論總額度的計算中。福建省耕地生態系統的生態補償理論總額度圍繞其余 7 項生態系統服務分類進行，具體如表 5 所示。

根據表 3 所計算的福建省耕地生態系統服務總價值為基礎，可以得到福建省耕地生態系統的生態補償理論總額度。根據式（5）、式（6）計算得出福建省生態補償優先級為 0.172，福建省生態補償需求強度系數為 0.109，生態補償折算系數取 0.15；根據公式（4）、表 6，求得福建省耕地生態系統納入補償理論總額度為 134.660 億元，生態補償標準系數為 2.194。

2.4 福建省各地市耕地生態補償標準的計算

在計算各地市的 生態補償需求系數、耕地生態服務系統價值的基礎上，通過生態補償折算系數調整后，進一步根據公式（4）計算得到福建 9 個地級市的耕地生態補償值（表 7）。結果表明，2018 年耕地生態補償總量最大的是南平市為 1.767 億元。進一步研究發現，九地市的耕地實際生態補償總額為 3.925 億元，超過福建省耕地實際生態系統補償總額 1.731 億元，根據區域受償或者支付補償的判定方法，以及空間自相關的分析結果，判定龍巖市、三明市、南平市為生態受償區。相反的，福州市、莆田市、泉州市、廈門市是福建省內社會經濟發展較為領先的地市，同樣也是生態享益區，且其實際生態補償值占補償總比例均低于 3%。而漳州市、寧德市的生態理論補償值較高，但是生態補償需求系數卻較低，證明這兩個城市的耕地生態補償需求強度不高，在一定程度上能實現自給自足，對生態補償的需求不大。故而在福建省生態耕地系統的實際補償中，可以認為龍巖市、三明市、南平市由于保護耕地生態環境犧牲掉了經濟發展，在享受生態補償的順序上南平市＞三明市＞龍巖市，而其余城市的耕地生態補償可以取消，并且在區域生態補償資金不足的情況下，可以考慮其向生態受償區支付補償金額。

3 結論與討論

3.1 結論

（1）基于修正后的福建省耕地生態系統服務價值當量因子表評估 2018 年福建省的耕地生態系統的生態服務總價值為 175.02 億元，通過耕地生態系統服務價值進行進一步的生態補償標準測算。（2）根據空間自相關性分析，福建省的耕地生態系統服務價值呈現較為穩定的聚集性，其中三明市和南平市的生態服務價值呈現高 高分布，而泉州市、廈門市和莆田市則呈現低 低聚集，分析其原因可能是三明市和南平市擁有的耕地面積較多，單位面積的生態系統服務價值較高，產生了較高的生態系統服務總值。而泉州市、廈門市和莆田市等地的社會經濟發展水平較高，城市發展過程中占據了較多的耕地，導致其耕地生態系統服務總價值較低。（3）根據計算結果，2018 年福建省的耕地生態補償優先級為南平市＞三明市＞龍巖市＞寧德市＞漳州市＞福州市＞莆田市＞泉州市＞廈門市。在考慮生態補償預算的時候應優先考慮排名靠前的地市；而生態補償優先級較為靠后的區域基本是社會經濟發展較好的區域，對耕地生態補償的需求較低，且基本為生態受益區，因此必要的時候，可以取消這幾個城市的耕地生態補償金額乃至向其他城市支付耕地生態補償金。

3.2 討論

本研究以當量因子法和空間自相關性分析對福建省生態系統服務價值、理論生態補償值、生態補償需求強度、實際生態補償標準和生態補償優先級進行了計算，并在此基礎上對福建省以及各地市的耕地生態補償額度進行估算分析，為福建省耕地生態補償機制的構建提供了一定的參考。但是本文對于耕地生態補償的額度核算采用的是全國的當量因子進行修正核算，應用于福建省會導致有一定的誤差，同時用區域的糧食產量代替生態資源消費量，未考慮到耕地生產中的資源消耗和生態消費，仍會有結果偏差；因此如何進一步提高生態系統價值計算方法的精度仍是未來的重要研究方向。

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