基于生態系統服務價值的漓江流域生態補償額度測算

摘要：評估漓江流域典型年份的生態系統服務價值，為流域內各區縣提供合理的補償次序，促進漓江流域生態系統健康有效管理。利用修訂后的“生態系統服務價值系數表”計算2000、2010、2020年3個典型年份的生態系統服務價值，利用生態足跡模型分析生態供需及人地平衡狀態，運用生態補償優先級計算公式對漓江流域各區（縣）做出補償優先排序，最終核算出生態補償標準額度。結果表明：（1）研究區2000、2010、2020年的生態系統服務價值總額分別為386.89億、386.57億、388.01億元，各階段林地及水域用地貢獻度均在90%以上。（2）2020年，研究流域人均生態足跡、人均生態承載力和人均生態赤字分別為1.44、0.43和1.06 hm2，生態供需呈不平衡態勢。（3）2020年，研究區內興安、靈川、陽朔3縣為生態效益輸出空間，應優先獲得生態補償；臨桂區、桂林市中心區為生態效益消費空間，應優先支付生態補償。（4）2020年，漓江流域生態補償總額為26.5億元，各區（縣）的生態補償金額差異較大，此外上下游地段的補償緊迫性要高于中游地段。研究得出的生態補償額度，可在一定程度上為漓江流域生態補償政策的落實提供科學依據。

關鍵詞：生態補償標準；生態系統服務價值（ESV）；生態足跡；漓江流域

中圖分類號：X171.1；X321" " " " 文獻標志碼：A" " " " 文章編號：1674-3075（2024）05-0020-09

自然生態系統是人類文明進化和社會經濟持續發展的基礎（Reid et al，2005）。為了生態系統服務價值得到合理尊重，權益人和受益人得到均衡發展（Westman，1977；Costanza，2007），學術界提出了生態補償（環境服務付費）概念（Zbinden amp; Lee，2005）。現階段，我國政府已憑借生態補償將外部性的生態系統服務資源實現內部化（黃征學，2015），生態補償已成為我國生態文明建設的重要路徑。

實質上，生態補償是一種通過協調多元主體利益從而實現生態系統穩定的經濟手段（Engel et al，2008），其貫徹“破壞者付費、保護者受益”的宗旨。隨著實踐問題的深入，如何確定契合實際的生態補償標準制約著生態補償制度的落實（王懷毅等，2022），也直接決定著生態補償的公平與成效（穆貴玲等，2018）。目前生態補償標準測算包括生態系統服務價值法（賴敏等，2015；顧丹丹等，2021；Zhao et al，2021）、條件估值法（Lovett amp; Bateman，2001；Xiong amp; Kong，2017）和成本法（石薇等，2021），其分別面臨著受主觀因素影響、生態保護投入成本與生態服務產出價值不等價問題，存在一定局限性。生態系統服務價值法基于Westman（1977）對全球生態系統的價值分類及定量評估，相較于單位功能價值法，單位面積當量因子法基于客觀的土地覆被數據，得到的補償額度為最佳理論上限值。為進一步精確補償額度，本文引入生態足跡（盧新海和柯善淦，2016；張雪琪等，2018）這一資源消耗強度指標，構建“資源供給量（生態系統服務價值）-資源消耗量（生態足跡）-資源盈虧量（生態足跡與承載力的差值）-補償排序-補償額度”測算思路，以直觀地反映區域人地供需狀態，得到更加合理的生態補償額度。

漓江流域作為南嶺重點生態功能區，喀斯特世界遺產保護地，開展生態補償工作具有重要現實意義。已有學者（何毅等，2021；Liu et al，2017；Li et al，2017；2021）開展了漓江流域土地利用、生態系統服務價值等研究，鄭密等（2021）從演化博弈的角度討論了漓江流域的“監測-約束-激勵”生態補償機制，但總體上漓江流域的生態補償標準測算處于初期。鑒于此，本研究基于生態系統服務價值和生態足跡評估了漓江流域典型年份的生態系統服務價值，并以此為基礎對研究區2020年資源可持續狀態、區縣補償優先級及具體補償額度做出測算，旨在為流域內各區縣提供合理的補償次序，形成流域發展共同體，以期健全流域生態補償機制，促進漓江流域生態系統的健康有效管理，并為相關流域的生態補償研究提供參考。

1" "區域概況及數據來源

漓江流域（圖1）位于廣西壯族自治區東北部，主要流經興安縣、靈川縣、陽朔縣、臨桂區、桂林市中心區（后文稱為桂林市區），流域總面積約8 865 km2。2020年漓江流域土地覆被數據如下：耕地1 319.84 km2，森林4 057.71 km2，草地120.33 km2，濕地2.92 km2，水域91.59 km2，建設用地233.34 km2，裸地0.25 km2。其中森林覆蓋面積最大，約占總面積的70%。作為中國旅游開發的先行者，桂林現有A級景區64處，吸引著眾多國內外游客。2020年桂林市接待旅游總人數達1.02億，旅游總收入接近1 350億元，占地區生產總值62%。

研究所需數據主要包括自然地理數據和社會經濟數據。其中30 m分辨率高程數據來自地理空間數據云平臺（https：//www.gscloud.cn/）。土地利用數據來源（圖2）于GlobeLand 30數據集（Chen et al，2014）（http：//www.globallandcover.com/），總體分類精度和Kappa系數在80%以上（Xie et al，2015；Chen et al，2016）。將研究區劃分為耕地、森林、草地、濕地、水域、建設用地。在謝高地等（2015）“當量因子表”的基礎之上進行漓江流域生態系統服務價值系數表的本土化修正。糧食種類、播種面積、糧食產量、能源消費量、農民收入、地區GDP等數據來自《桂林市社會經濟統計年鑒2000-2020》；糧食價格數據來自廣西糧食和物資儲備局（http：//lshwzcbj.gxzf.gov.cn/）；生態足跡模型中各類項目全球平均產量資料來自聯合國糧農組織（FAO）數據庫（https：//www.fao.org/）。

2" "研究方法

2.1" "生態系統服務價值評估

2.1.1" "單位價值當量因子修正" "為消除人為因素，1個單位當量因子價值用1/7個單位面積（hm2）農田年均產量的經濟價值來表示（謝高地等，2003）。在土地利用類型層面，耕地系數按水田和旱地的相應比例進行調整（以2019年桂林市農作物水旱種植比例1：2.23為準）；林地系數取值闊葉林（漓江流域位于亞熱帶季風氣候區）；草地系數取值原有二級類均值；建設用地未產生價值，當量因子值取零。計算公式如下：

[Vd] = [17i=1mni×pi×qiS]" " "①

式中：[Vd]為單位當量因子價值（元/hm2）；[m]為糧食總種類；[i]為第[i]種糧食；[ni]為[i]種糧食種植面積（hm2）；[pi]為第[i]種糧食均價（元/kg）；[qi]為第[i]種糧食單產（kg·/hm2）；[S]為所有糧食總種植面積（hm2）。

[ESV=n=1m（An×Cn）]" " ②

式中：[ESV]為生態系統服務價值；[n]為用地類型；[An]為第[n]類土地面積（hm2）；[Cn]第[n]類土地的單位面積生態系統服務價值系數。

2.1.2" "生態系統服務價值系數表" "為使基準單價更符合當今物價水平，選擇2015、2017、2019年3個時段數據，由式①得到漓江流域1個生態系統服務價值當量因子的價值為2 357.11元/hm2。參考生物量與生態服務強度的線性關系，基于謝高地等（2005）農田生態系統的生物量系數（廣西修正系數為0.98），得出修正后的生態系統服務價值系數表（表1），其中建設用地的服務價值按零統計。

2.2" "生態足跡及生態承載力評估

利用具體的生物面積和物理指標定量分析區域生態、經濟的可持續發展態勢，通過生態足跡與生態承載力的差值考察生態系統服務與人類資源消耗強度的關系，衡量區域生態供需狀態，為地區生態補償標準的確定提供依據。

2.2.1" "產量因子及均衡因子修正" "將漓江流域作物平均生產力與世界作物平均生產力之比1.20作為本土化修正后的漓江流域耕地產量因子。將1.20與劉某承等（2010）原有耕地產量因子1.39之比作為調整系數，結果為0.86。同比將研究區各地類的產量因子修正為耕地（1.20）、林地（1.03）、草地（1.94）、水域（1.94）、建設用地（1.20）、化石能源用地（0.00），各地類均衡因子為耕地（3.39）、林地（0.82）、草地（0.56）、水域（0.44）、建設用地（3.39）、化石能源用地（0.82）。

2.2.2" "生態足跡及生態承載力核算" "引入均衡、產量因子對生態足跡、生態承載力進行修正。計算公式如下：

[EF=Nei×（Ci/Pi）]" " ③

[EC=Nai×ei×yi]" " ④

式中：[EF]為生態足跡（hm2）；[N]為常住總人口；[ei]為均衡因子；[Ci]為第[i]類指標人均消費量（kg/a）；[Pi]為第[i]類消費項目的全球平均生產量（kg/hm2）。[EC]為生態承載力（hm2）；[ai]為人均生產性土地面積（hm2/a）；[yi]為產量因子。

2.3" "區域生態補償優先級評估

在確定環境補償水平時只需考慮非市場價值。根據相關學者（Sterling et al，2017；Fan amp; Chen，2019）建議，將環境利益相關者納入其中使補償優先權更加有效。補償優先級的計算公式如下：

[ECPS]=[EN] / [GDP×fi]" " ⑤

[fi]=F/[Fi]" " ⑥

式中：[ECPS]為修正后生態補償優先級；[EN]為各區（縣）單位面積生態系統非市場價值（元）；[GDP]為各區（縣）單位面積GDP（元）；[fi]為修正系數；[F]為研究區年平均農民純收入（元）；[Fi]為各區（縣）農民人均年純收入（元）；[i]為各區（縣）。

2.4" "區域生態補償標準值評估

為進一步確保計算結果的準確性，基于已獲得生態系統服務價值、生態足跡、生態承載力，引入修正系數，將生態系統服務價值與生態補償量進行轉化。具體公式如下：

A= [EF?EC×N×Ef×ri+Vi×k×ti2]" " ⑦

[ri] = [EiEd×GiG]" " " " " " " "⑧

[ti]=2[arctanECPS]/[π]" " " "⑨

式中：[A]為生態補償額度/億元；[EF?EC]為生態足跡與生態承載力差額的絕對值；[N]為總人口；[Ef]為單位面積生態系統服務價值；[ri]為生態補償修正系數；[Vi]為計入補償范圍的生態系統服務價值/億元；[k]為生態系統服務價值折算系數；[ti]為生態補償需求強度系數；[Ei]為[i]地的人均生態赤字（hm2/a）；[Ed]為研究區人均生態赤字（hm2/a）；[Gi]和[G]分別為[i]地和研究區的國內生產總值；[i]為各區（縣）；[ECPS]為生態補償優先級。

3" "結果與分析

3.1" "漓江流域生態系統服務價值變化

3.1.1" "全流域生態系統服務價值" "基于上文服務價值系數表，據式②計算漓江流域典型年份的生態系統服務總值（圖3）。服務價值總額呈緩慢下降后增長的趨勢，從2000年的386.89億元減少到2010年的386.57億元，而后增加到2020年的388.01億元，價值增量1.12億元。從不同地類來看，林地的服務價值貢獻率始終最高，各年份占比均在80%以上；水域次之，2020年其服務價值達32.70億元，占服務總值的8.43%；耕地的服務價值占比較小，各期在5%左右徘徊；草地、濕地的服務價值占比最小，各期基本上處于2%以下。從不同地類服務價值的演變看，耕地、森林、草地和濕地的服務價值占比分別從2000年的5.35%、86.25%、1.90%、0.26%減小到2020年5.17%、84.73、1.57%、0.10%；水域的服務價值從2000年的6.24%增長到2020年的8.43%。

3.1.2" "各區（縣）生態系統服務價值" "據圖3可知，2000、2010、2020年3個年份的區（縣）生態系統服務價值排序均為：靈川縣gt;興安縣gt;臨桂區gt;陽朔縣gt;桂林市區。其中2020年靈川縣生態系統服務總值達109.34億元，占全流域的28.18%。作為生態系統服務價值主產出區，其擁有林地面積168 747.56 hm2，水域面積4 046.78 hm2。在此基礎之上，求得2020年各區（縣）單位面積生態系統服務價值排序：靈川縣（47 641.30）gt;興安縣（45 063.04）gt;陽朔縣（43 740.34）gt;臨桂區（41 321.54）gt;桂林市區（32 384.68），除桂林市區外，漓江流域各區（縣）單位面積生態系統服務價值都在4～5萬元/hm，靈川縣更是達到47 641.30元/hm2。呈現此現象的原因在于，靈川和興安縣經濟欠發達，同時行政區內擁有較大的林地等，受人為因素影響較小。

3.2" "漓江流域2020年生態足跡與生態承載力

3.2.1" "全流域生態足跡及生態承載力" "在扣除12%的生物多樣性保護面積的基礎上（肖建紅等，2015），據式③④量化研究區的生態供需狀態（表2）。2020年漓江流域人均生態足跡、生態承載力、生態赤字分別為1.4352、0.4281、1.0585 hm2。耕地的人均生態足跡和林地的人均生態承載力最大，分別為0.4610 hm2和0.2721 hm2。通過生態足跡與生態承載力的差值可知，耕地、草地表現為生態赤字，主要由于其面積從2000年的221 327.14、25 809.26 hm2分別減少到2020年的214 225.14、21 489.99 hm2。建設用地表現為生態盈余，主要由于其面積從2000年的12 956.33 hm2增加到2020年的31 715.77 hm2。此外，林地較為特殊，雖然其占地面積從2000年的616 852.71 hm2減少到了2020年的607 700.34 hm2，但總占比仍接近70%，因此其表現為生態盈余。

3.2.2" "各區（縣）生態足跡及生態承載力" "據表3可知，2020年各區（縣）生態足跡總量在273 906.03～890 047.26 hm2，人均生態足跡在0.34～2.56 hm2，以1.44 hm2作為平均生態足跡參考值，臨桂、陽朔、靈川和興安縣的資源消耗較高，資源占用相對過度，區域發展不平衡。將生態足跡指數與各地區人口數量對比，總體上趨于正相關。對于興安縣及靈川縣，應關注該地區生態所能支持的居民數量；對于桂林市區，應考慮地區經濟發展，可適度增加資源消費；對陽朔縣及臨桂區，則應兼顧考慮生態適度人口和經濟適度人口。2020年各區（縣）生態承載力總量在59 515.77～261 854.05 hm2，人均生態承載力在0.08～0.75 hm2，以0.43 hm2作為平均生態承載力參考值，陽朔縣、靈川縣和興安縣在全域平均水平線之上。

3.3" "漓江流域生態補償優先級排序

據式⑤⑥得出研究區的修正系數和生態補償優先級（表4）。漓江流域的生態補償優先級為：興安縣（0.63）gt;靈川縣（0.629）gt;陽朔縣（0.50）gt;臨桂區（0.36）gt;桂林市區（0.03），與上文的可持續利用生態承載力排序相吻合。興安縣提供的生態系統服務非市場價值占流域的27.15%，但經濟發展滯后，單位面積GDP僅為6.14萬元，亟需生態補償。靈川縣的生態補償需求次之，其生態系統服務非市場價值占流域的28.20%，但地區GDP僅占流域的12.70％，亦需補償資金以保證生態環保工作。參考相關文獻，將ECPS≥0.30定義為生態效益輸出型空間，ECPSlt;0.30定義為生態效益消費型空間（郭榮中和申海建，2021），興安、靈川、陽朔縣及臨桂區應該優先獲得生態補償，以彌補這些區域做出的生態系統服務價值貢獻；而桂林市區應該優先支付生態補償，以支付區域經濟發展造成的生態環境破壞。

3.4" "漓江流域2020年生態補償標準測算

據式⑦⑧⑨計算漓江流域各區（縣）生態補償標準值（表5），其中選擇15%作為研究區生態服務價值折算系數（許麗麗等，2016）。生態補償額度依次為興安縣8.30億元，臨桂區7.96億元，靈川縣6.50億元，陽朔縣3.04億元，桂林市區0.70億元，共計26.5億元。漓江流域的生態補償主要分布在上游的興安、靈川縣及臨桂區等地，共計補償22.76億元，占全流域的85.89%，這主要是由于上游地區提供了更多的生態系統服務價值量。此外，陽朔縣也有較高的生態補償額度。作為漓江流域的山水精華所在，陽朔縣政府近些年更加注重生態保護工作，為地區生態服務價值的穩定供給提供了保障。桂林市區的生態補償額度最低，僅占總額度的2.64%，這與其經濟發展程度相關。總的來說，各區（縣）的生態補償額度一般僅為地區GDP的5%左右，各地政府應該加大對自然生態保護的資金投入。

4" "討論

4.1" "生態系統服務價值的影響因素

生態系統服務價值是確定生態補償額度的前提條件，快速城市化進程中，人類活動如集約農業、城市規劃等干涉了自然生態系統，追根溯源，漓江流域土地利用形式的快速改變已經影響到其生態系統服務價值的總量變動。2000-2020年，社會經濟不斷發展，在城市化進程和鄉村振興的背景下，流域內城市和農村建設用地需求不斷增加，林地和耕地是其主要侵占類型，甚至局部地區出現了無地可用的現象，這導致流域耕地、林地面積總體呈減少趨勢，建設用地呈持續增加趨勢；2000-2020年，在《漓江流域生態環境保護條例》的實施作用下，水域面積增加了2 887.74 hm2，而水域用地單位面積生態服務價值量最高，因此全流域仍能在耕地、林地等用地減少的情況下，保持生態服務價值一定量的增加。研究得到的漓江流域2000-2020年生態系統服務價值量的變化結果（386.89億元增長到388.01億元）與胡金龍等（2020）對該區域1986-2016年服務價值量的變化結果（200.81億元增長到208.31億元）相似，這說明本文對生態系統服務價值的測算合理。目前，廣西自治區已開展了《桂林漓江生態保護和修復提升方案》等，2022年漓江流域更是入圍了國家第二批山水林田湖草沙一體化保護和修復工程項目，未來漓江流域的生態系統服務價值將繼續呈現增長趨勢。

4.2" "生態補償額度測算的方法技術

生態補償額度的條件估值法、機會成本法、服務價值法等都有著適用性和局限性，在如今信息化時代的浪潮中，研究的定量化、精確性、直觀性等被放在首位，在實際操作中應綜合多種測算方式，使補償結果誤差更小以符合現實狀況，這是未來生態補償額度的客觀方向。相對于常規的當量因子法計算補償額度而言，本文引入生態足跡理論，作為一種資源消耗強度指標，其在當今生態補償中運用相對較少，通過計算流域各區（縣）的生態足跡和生態承載力，可以量化該地區的生態盈虧狀態，從資源供給消耗視角完善優化生態補償標準額度，通過優化后的測算公式得到的研究區生態補償額度為26.5億元。劉春芳等（2021）采用功能價值法測算石羊河流域的生態補償額度流為9.89億元，嚴有龍等（2021）運用Invest模型、影子工程法等計算閩江流域的生態補償額度為8.48～105.56億元，與本文生態補償額度處于同一量級，這說明漓江流域生態補償額度具備合理性。此外，在實際生態補償進程中，自治區生態環境廳已明確了流域上下游生態補償資金，可以參考生態補償優先級及地區生態赤字，對受償區域按照等級排序，給予不同的關注度。

在流域生態補償額度測算中，研究仍存在一定局限性。首先，當量因子表修正不夠徹底，生態服務類型的籠統羅列并不適用于各類環境，不同地域的生態服務類型及權重不盡相同，此外生態系統服務的供給價值與市場需求價值并不等價，部分生態系統服務價值還會在自身循環中消耗。其次，文章僅局限于當下補償量的測算，缺乏對未來情況的模擬，可以通過設置不同情景類型（自然發展、生態優先、旅游影響等）預測土地利用演變，對未來的生態服務價值及補償額度做出宏觀把握。

5" "結論

環境與經濟并駕齊驅的新時代下，全國多數流域的管理仍存在一刀切的亂象。研究聚焦于流域尺度的生態補償標準測算，以漓江流域生態系統服務價值及生態足跡指數作為確定漓江流域生態補償資金及分配次序的依據，得出以下主要結論：（1）2000、2010、2020年漓江流域生態系統服務總值呈先降后升的趨勢，總增量1.12億元，林地始終為貢獻度最高的用地類型。由于不同地類生態服務價值供給量的差異性，用地類型的改變在很大程度上影響著生態系統服務總價值。（2）2020年漓江流域人均生態赤字為1.06 hm2，整體呈現生態需求大于生態供給的局面。此外，各區（縣）生態補償優先級與生態赤字排序較契合，靈川、興安縣的補償優先級較高，在實際補償中可按照流域現有的“成本共擔、效益共享、合作共治、雙向補償”機制進行地區間的資金協調。（3）2020年漓江流域生態補償總額度為26.5億元，位于流域中上游地區的區（縣）如靈川、興安等提供了較高的生態系統服務價值，一般認定其為生態效益輸出型空間，其應優先享受生態補償資金，是流域重點關注對象。

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（責任編輯" "鄭金秀）

Calculation of Ecological Compensation in the Lijiang River Basin Based

on Ecosystem Service Values

YANG Shuai‐qi1，WANG Jin‐ye1，2，LI He‐ying1

（1. College of Tourism amp; Landscape Architecture，Guilin University of Technology，Guilin" "541006，P.R. China；

2. Nanning College of Technology，Nanning" "541000，P.R. China）

Abstract：Ecological compensation has become an important means of ensuring the health of regional ecosystems and for building an ecological civilization in China. The Lijiang River basin， located in Guilin City， Guangxi Province，is a key ecological function area and protected as a Karst World Heritage site. Lijiang River mainly flows through Xing'an County， Lingchuan County， Yangshuo County， Lingui District， and the central area of Guilin City， covering a total area of about 8 865 km2. Therefore， it is of practical importance to implement ecological compensation in the Lijiang River basin. In this study， we analyzed the value of ecosystem services in the basin in three years （2000， 2010 and 2020）. The analysis was based on land use data and the revised \"ecosystem service value coefficient table\". We characterized the resource consumption intensity and environmental carrying capacity of the study area in 2020， analyzed the ecological supply and demand， and the balance of humans and land using the ecological footprint method. Next， based on the available ecological carrying capacity， an ecological compensation priority calculation formula was introduced to prioritize the compensation for each district （county） in the study area， and finally ecological compensation amount was calculated. Results show that： （1） The total value of ecosystem service values in the study area was 38.689 billion yuan in 2000， declined to 38.657 billion yuan in 2010 and then rose to 38.801 billion yuan in 2020， and the total contribution of forest land and watershed services in each stage was above 90%. （2） In 2020， the per capita ecological footprint， per capita ecological carrying capacity and per capita ecological deficit in the study area were 1.44 hm2， 0.43 hm2 and 1.06 hm2， respectively， with an imbalance between ecological supply and demand. （3） In 2020， Xing’an， Lingchuan and Yangshuo counties were providing a surplus of ecological benefits and should receive ecological compensation， while in Lingui District and the central area of Guilin" ecological benefits exceeded the services provided and should pay ecological compensation. （4） In 2020， the total amount of ecological compensation in the study area was 2.65 billion yuan， the amount of ecological compensation varied largely among counties， and the urgency of compensation in the upstream and downstream sections was higher than that in the midstream section. The results of this study provide a scientific reference for developing ecological compensation policies in the Lijiang River basin and will promote effective management of ecosystem health.

Key words：ecological compensation standard; ecosystem service value; ecological footprint; Lijiang River basin