基于土地優化配置模型的耕地生態補償框架＊

馬愛慧 蔡銀鶯 張安錄

(華中農業大學土地管理學院,湖北武漢430070)

基于土地優化配置模型的耕地生態補償框架＊

馬愛慧 蔡銀鶯 張安錄

(華中農業大學土地管理學院,湖北武漢430070)

耕地資源外部性和公共產品的屬性決定了耕地利用的私人最優決策與社會最優決策存在不一致,難以達到土地資源配置的帕累托最優。通過土地優化配置模型分析,可知目前經濟發展中缺乏考慮難以量化的生態非使用價值,解決外部性問題和保護生態環境的有效手段是建立政府干預的耕地生態補償機制,把生態非使用價值的部分價值補償給農民。耕地生態補償的核心是如何把生態非使用價值進行合理量化和確定合理補償標準,而合理補償標準確定能更好解決生態服務的最優的供給問題,真正使生態補償起到對正外部供給的激勵和對負外部性釋放的約束作用。本文從土地資源優化配置角度探討耕地生態補償必要性和嘗試建立耕地生態補償的核算基本理論框架,認為耕地提供凈生態效益是核算補償的基礎,但同時需要考慮地塊特征、空間特征、個體特征對生態補償影響,不斷修正補償量,根據實際需要,確定切實可行、現實有效的標準,確保補償標準更能揭示個人的偏好和效用,為耕地資源的保護和生態補償機制的建立提供科學保障。

外部性;生態補償;耕地

耕地作為一種稀缺資源,是人類賴以生存和發展的物質基礎,提供糧食、纖維、燃料等市場產品和伴隨而來水的調節、氣候調節、審美和文化服務等非市場產品。然而隨著經濟建設及城市化進程的加快,城鎮規模不斷向外擴張,致使耕地非農化加劇,造成耕地數量不斷減少。另一方面,生產者追逐短期較低經濟利益,農藥、化肥的過度使用,導致地下水污染產生,土壤的重金屬化、農藥等有毒有害物質的殘留問題,致使耕地生態系統的脆弱性和土地退化的可能性表現得日益明顯。所有的這些因素促使耕地資源的數量和質量在逐年降低,生態服務功能的價值在不斷喪失。據聯合國千年生態系統(Millennium Ecosystem Assessment,MA)2005年評估測算顯示,翻了一番的世界人口和增長超過6倍的全球經濟對生態系統產生巨大的需求,但大約全球2/3的生態系統服務能力卻是不斷下降的[1]。在經濟發展與土地利用過程中,凸現環境利益與經濟利益、保護與發展的矛盾沖突,如何矯正這一不協調發展模式成為急需解決的問題。

1 問題的提出

耕地資源具有公共產品的屬性,耕地的這種屬性使得耕地邊際私人收益與邊際社會收益相偏離。運用Pigou的說法,當私人成本與社會成本不相等或者私人收益和社會收益不相等時,就會存在外部性問題[2]。外部性對社會產生益處,經濟活動主體不能因此得到補償,而對社會造成的外部不經濟,經濟活動主體不會為自己的破壞行為負責,外部性是出現市場失靈,生態環境保護難以達到帕累托最優的直接原因。對于農地本身和農作物尺度的影響,農民有直接的管理權力,而且也愿意提高私人成本活動以獲得私人收益。例如,土壤肥力的管理、害蟲控制等。在宏觀尺度上,農民面對古典經濟學上的外部性和公共資源使用問題,例如,害蟲管理策略恢復、景觀復雜性、減少殺蟲劑的污染影響等,大尺度提高資源的服務能力,對一個農民來說成本很高,而且很難排除其他人獲得服務(非排外性)[3]。經濟外部性暗示農民缺少提供服務激勵機制,一個現實的問題是如何能使正外部性的提供者繼續提供正外部性,使負外部性能不斷得到緩解和約束呢?財富最大化的經濟行為主體無法使負外部性內在化,唯一的原因是實際交易成本比期望收益大的多。眾所周知Pigou解決這個問題通過征收庇古稅。科斯解決這個問題通過經濟主體之間的談判,科斯認為如果交易成本為零,財產權明確,經濟主體能通過談判方式得到一個有效地結果。Arrow認為解決外部性的問題需要建立一個外部性的市場[4]。假設一個公司生產污染品,其行為為損害另一公司,污染權競爭的市場可能會得到一個有效的結果。Varian設計所謂的補償機制使外部性內在化,鼓勵公司能正確揭示他對別人造成影響的成本[5]。無論哪種方法,最終的目的是使外部性內部化,通過補償的模式,使外部性生產者的私人成本等于社會成本,從而提高整個社會的福利水平。

2 耕地生態補償必要性

耕地作為稀缺的自然資源和不可替代的生產要素,決定土地資源的配置和相關收益。耕地的重要性主要體現在農產品的重要性和耕地保護中的生態功能。開敞空間、景觀、文化服務等農地非實物性服務決定農地的公共產品屬性和產生外部性問題,造成農地依靠市場機制的作用難以達到土地資源配置的帕累托(Pareto)最優,政府干預是不可避免的。

2.1 土地優化配置模型

土地利用過程中,僅當社會獲得總收益最大時,土地資源配置才認為達到最優狀態。耕地資源的外部性嚴重影響了土地資源的優化配置,土地的私人最優配置與社會最優配置因而存在差異。糾正差異就必須了解在外部性存在下土地最優配置的條件。在此模型中主要考慮兩個因素:土地L和勞動力A。假設所有土地只有農地L1和非農地L2(建設用地),L1+L2=L,且同一類土地是均質的。最優土地配置是對區域一定數量土地在土地利用結構、方向和時空尺度上,進行安排、組合和布局,使所獲得社會總價值最大,社會福利達到最高。在傳統的發展模式下,僅僅考慮經濟價值,對人類生存和發展具有重要意義的生態價值和社會價值等非使用的價值較少考慮。本模型中,考慮農地的非使用價值即農地具有凈化空氣、涵養水源、調節氣候、防止水土流失、維護生物多樣性、提供休閑娛樂等功能,使模型正確反映實際情況。設非實物型生態產品環境質量為 E,農業化肥、農殺蟲劑等使用產生污染為W=W(B),則 E=E(L1,W(B))。

設 Y1,Y2為農地生產的農產品和非農產品(建設用地下的制造業生產的產品);A1,A2為農業人口和非農業人口;B為污染物釋放;C為農業的投入(化肥、農藥、農機具等購買投入)。

假設進口額外農產品為 X1,用來交換制造業的產品X2,農產品和制造業產品價格分別為 P1和 P2,則有 X1P1=X2P2

消費者效用函數:U=U(C1,C2,E,R)

假設社會偏好相同,個體福利之和等于社會福利效用(Utility),R為其他影響福利狀況的因素或資源稟賦,N為社會人口規模。

Social welfare functionSWF=NU(C1,C2,E,R)

土地配置遵循帕累托有效配置目標是使整個社會的福利最大化即

MaxSW=MaxN U(C1,C2,E,R)

為求得使 SWF最大化的條件,構建拉格朗日函數:

拉格朗日乘子λ1,λ2,λA,λL,λE,λB>0;β=1[6]

由目標函數極值問題的條件:一階偏導為0,得到邊際價格即拉格朗日乘子的數值:

LL1E=λ即λ可直接由非農產品邊際價格組成,2L而用農產品邊際價值表示時需要考慮環境質量等非使用價值。λE=所以需要考慮的環境質量間接使用價格是。在土地利用過程中農業用地的經濟利益遠小于建設用地的經濟效益,它們之間的差額就是環境所產生生態效益,但在傳統的農業生產模式中,很少考慮農業利用過程的非市場價值。據估算在我國城鄉生態經濟交錯區工業用地效益是耕地效益的10倍以上,商業用地效益一般為耕地效益的20倍以上[7],較低耕地利用收益使土地利用的私人決策傾向土地配置的非農化。耕地非農化雖然是區域經濟和社會發展在土地資源配置方面的必然表現,但土地資源有限性和稀缺性,對流轉形成一種剛性約束,特別是對于中國人多地少的基本國情,經濟利益的驅使,意味著與人類生活環境密切相關的耕地資源生態服務價值的喪失。土地資源配置并不能自動地實現土地利用的社會帕累托最優,我們就必須對耕地城市流轉加以控制,否則生態及糧食安全將受到威脅。

2.2 耕地生態補償的形成

在現代社會,人們逐漸意識到自然資源和生態環境對人類社會生存和發展的重要性,開始注重生態環境外部性的內部化。外部性可以通過政府制度得到有效糾正,弱化耕地和非耕地經濟利益的差異,防止土地資源配置非農化流轉的可能性。耕地和建設用地之間單位差異為?U?E,?E?L1把這個差異補償給耕地使用者,使私人的個人收益等于社會收益,解決私人土地利用決策與社會土地利用決策不一致的矛盾,繼續保持耕地各種生態系統服務功能的供給。

耕地即存在著為人類提供生態服務功能的正面效應,又存在著因片面追求產量增長,大量化肥、灌溉水和農藥的高投入等不合理利用帶來的資源破壞和環境污染等方面的負效應。負效應的產生主要是由于 B=B(C,Y1)。所有的這些因素促使耕地資源的數量和質量在逐年降低,生態服務功能的價值在不斷喪失。這已成為許多國家環境政策制定的主要的原因。

說明農產品的最優價格必須高于私人的產品邊際成本,這時就需要市場來調節價格以達到平衡價格和邊際成本之間的關系。耕地資源公共產品屬性,不利于土地資源的合理有效的配置,經常出現搭便車(free rider)、市場失靈的現象,必須依靠第三方政府使外部成本內部化,消費者支付額外的價格使總價格等于邊際外部成本或者激勵農民促使農產品外在成本內部化,最終獲得社會效益最大化。解決這個問題有兩個辦法:

提高糧食銷售價格。可能有效調動農民種糧的積極性,但會出現很多社會問題。糧食是人們生活和生存不可缺少的基本的食物,其價格的提升會導致其他有關行業商品和價格上升,包括農民所需的生產資料和生活資料,最終農民實際的購買力可能沒有提高反而下降。

給予農業補貼。農業補貼就是對耕地所提供的生態服務價值,給予補償,從而激勵提供者或受益者主體行為的增加或減少因其行為所帶來的外部經濟問題。生態補償或PES作為一個轉變環境外部性、非市場價值、市場失靈的財政激勵措施,受到普遍關注。環境服務費在美國、法國、澳大利亞、哥斯達黎加、厄瓜多爾、哥倫比亞、墨西哥等國家已經得以實施。

3 耕地生態補償核算理論框架

生態補償是一種保護資源的經濟手段,能有效促進或約束供給者或消費者合理有效供應或消費資源的行為,達到改善、維護和恢復生態系統的正常的服務功能。中國人多地少的國情,稀缺的耕地資源承擔著多重功能,耕地生態補償是為了有效緩解耕地資源的質量和數量不降低的趨勢而實施的一種政府干預經濟激勵手段,能有效矯正環境利益與經濟利益的扭曲、協調保護和發展的矛盾沖突。在生態補償機制與政策研究中,如何把進行合理量化,確定補償標準一直是眾多學者關注的熱點。在很多時候,人類對外部性的認知和評估直接影響公共品的配置效率和相應的制度安排[8]。生態補償核算必須了解所產生的機理,并對其進行分析。耕地的生態補償的關鍵在于其對人類所提供的生態系統服務價值。由于耕地是在人類活動干預下形成的耕地生態系統,不僅具有ecosystem service功能,還具有ecosystem disservice功能,兼具正負雙重環境效應。耕地生態補償核算框架如圖1所示。

3.1 耕地正外部效益

耕地的正外部效益來自于耕地生態系統所提供正外部性。國外一些專家認為耕地生態功能包括所提供氣候、空氣的調節作用,水資源涵養,土壤保護,授粉,害蟲的調節,遺傳多樣和提供景觀娛樂及傳統文化功能等方面[9-10]。陳明健、吳佩瑛將歷年來專家學者對農地資源外部效益的研究,加以匯總整理如下:資源、環境與生態保育的功能、作物殘余物利用、文化、教育與游憩休閑[11]。錢忠好對農地農用的外部效益進行了概括,認為農地具有生態保育、清潔空氣、涵養水源、美化景觀等外部收益。綜上所述,耕地生態功能包括涵養水源、凈化空氣、土壤保護、保護生物多樣性、美化景觀等[12]。

正外部效益用數學表達式表示如下:

PE=F(PE1,PE2,PE3...PEN)

PE1,PE2,PE3...PEN分別代表耕地的正生態功能。

3.2 耕地負外部效益

耕地生態系統附加了人類勞動和智慧的人工系統,現代農業發展,人們取得前所未有的成績時,也給社會帶來了消極外部性影響。化肥、農藥、殺蟲劑等長期過量使用和施用方法不當,已引起土壤板結、鹽堿化,導致河流、湖泊、地下水等水體的富營養化或污染,也造成了有害物質積累、生物多樣性喪失、農產品品質下降。據報道每年農藥使用量已超過180萬噸,且其中只有10%農藥附著在農作物上,液劑也只有20%附著在農作物上,其余大多數被擴散到非靶標作物及其環境中,其結果是造成了大量的外部性影響[13]。

負外部效益用數學表達式表示如下:

NE=F(NE1,NE2,NE3…NEN)

NE1,NE2,NE3…NEN分別代表耕地的負生態功能

3.3 耕地凈生態效益

耕地提供正生態效益扣除所產生的不利的影響因素,就是耕地所提供人類的凈社會效益。這也符合外部性內部化的基本原理和國家提倡保護者受益、污染者承擔責任的思想。對于耕地的生產主體農民能正確認識耕地產生的負外部性的影響,來承擔成本,能為進一步減少成本,傳統農業向現代農業轉變奠定堅實的基礎。

耕地凈效益用數學公式表示如下:

Q=PE-NE

對于耕地的正負的生態效益,研究者粗略的嘗試量化其生態服務價值。Constanza按20種不同生物群區將生態系統服務功能用貨幣形式進行測算,從而推算出每一類子系統的服務價值[14]。中國研究學者謝高地、魯春霞等人應用CostanzaR的估算方法,參考其可靠的部分成果,同時對200位生態方面的學者進行問卷調查的基礎上,制定出中國生態系統生態服務價值當量因子表,建立了中國陸地生態系統單位面積服務價值表[15],許多學者利用這些成果對生態系統價值進行估算[16-17]。不同的經濟評價方法可能產生不同的結果,最后研究者發現對評價方法努力的結果有助于確定一個人必須支付多少能讓主體維持土地自然覆蓋,而不是生態服務價值。如Bohm提出條件評估法(contigent valuation method,CVM),該方法以抽樣方式,詢問受訪者為不確定財產所額外支付(willingness to pay,WTP)和愿意接受補償(willingness to accept,WTA)[18]。然而該方法同樣存在著缺陷,土地利用決策復雜性和空間差異性,導致結果不能正確揭示生態的真正價值。無論用直接市場法、替代市場法,還是假想市場法等技術工具,都要對結果進行驗證檢驗和有效性檢驗,使結果更能符合實際,將誤差控制在合理范圍之內。

圖1 耕地生態補償核算框架Fig.1 Accounting framework for cultivatedland eco-compensation

3.4 耕地生態補償標準

耕地的理論生態服務價值量非常大,按照此標準進行補償不合理也不現實。因此必須對核算出的耕地生態服務價值量進行修正,使其能更符合人類發展的需求。生態補償具有社會性,是在一定經濟發展水平下,人類的生態環境意識水平達到一定高度之下產生的經濟補償機制,因此補償標準的確定和人類的認知、需求層次、經濟發展水平和地塊的自然特征等有密切的關系。總之,生態補償標準的確定既要考慮生態系統所提供的服務,也要考慮補償主體的支付意愿;既要體現生態保護的效益和保護成本,又要考慮不同地區的發展水平、經濟承受能力和支付能力;既要體現區域之間的公平,也要考慮資源配置效率。

生態補償標準數學表達式:Q=g(Q,A,B,C)

Q代表凈耕地生態效益;A、B、C分別代表異質地塊、空間差異、個體特征對生態服務價值量的影響。

(1)地塊異質。土地質量差異性很大,這和土地自然資源稟賦和人工投入有很大關系。土壤肥力影響動植物生長的光、熱、水、土、地貌等自然因素,可見耕地土壤肥力狀況直接關系到耕地綜合生產能力,也關系到所提供的生物量。肥力既受自然條件的影響,也受栽培模式、耕作管理方法、灌溉施肥方法人工條件和投入的影響。對于土地質量較好,投入化肥農藥等較少的土地,所產生的正外部效益和負外部成本是不同,所獲得補償額度應有所區別。有機農業花費成本較高,但對人類社會的整體社會收益高于私人收益,應給予這部分成本補償,所以補償應該和參與者的成本結合,具有彈性。這對于鼓勵耕地精心細作,較少使用化肥、農藥等對環境造成污染有很大幫助,對于回歸有機農業、改良土壤、培肥地力的良好功效。

(2)空間異質。生態系統功能與服務在時空上存在動態異質性。不同土地利用模式和農業空間組織導致地塊和農場社會環境外部性。如,農場之間水、土壤、植物、害蟲、花粉和污染物等之間流動和轉移,相互之間產生影響和效應。在小尺度上,現代有機農業和傳統農業之間空間區位相互影響,大尺度區域之間耕地資源保護責任和義務履行較少區域和履行耕地保護責任和義務較多地區之間空間的生態流動。耕地是經過人類的管理的生態系統,特定的農地生態系統服務供給者受土地管理實踐的影響,受本地土地利用政策和附近土地利用情況影響,某一區域土地生態系統所提供生態服務被另一區域無償享用,經常出現免費搭便車行為,導致社會分配不公平和社會發展無效率。空間外部性是距離函數,土地利用邊界外部性影響最強,距土地利用越遠,土地利用影響越弱,它的形成和生態邊緣效應之間是一致,也可稱為“edge-effect”[19]。空間影響范圍劃定,能準確確定生態受益者,依據受益多少,補償支付多少,能更合理確定補償支付。

(3)個體異質。生態補償的參與者是生態環境的保護者和生態環境的受益者。補償遵循的原則是受益者付費,而保護者得到補償。補償經濟價值的體現是由有效需求決定的,需求來源于個人偏好。經濟發展水平較高地區,居民對生態服務和資源環境有更多、更高需求,對保護者提供的生態服務產品有更多認知。生態意識較強的保護者,通過補償的激勵作用,能更好的保護資源,刺激正外部效益繼續釋放,負外部性得以制約和限制。生態補償主體雙方博弈結果應與收入水平、教育水平、性別、年齡很大關系。Franz Hackl通過對農地外部性進行分析,認為補償多少與教育成正相關,有良好教育的人往往更有遠見,在一定程度上這對環境更加關注;年輕人比老年人有較強的保護意識[20]。因此應充分考慮生態服務的供給者和需求者的支付意愿和受償意愿,需求方補償意識不足,生態補償主要是由政府推動,加大政府的財政壓力,供給方生態意識不強,不能從根本上達到土地資源合理利用,保護生態環境的目的,僅僅緩解了貧困,增加了農民收入。

3.5 補償績效分析

耕地生態補償標準初步確定后,必須考慮所確定的標準能否真正起到激勵保護作用,能否達到預期政策目標。因此,補償政策建立前后宏觀層面事前和事后對比分析顯得尤為重要。事前分析評價在沒有進行保護或者可持續利用時,潛在的社會收益的損失;事后是在假定生態服務功能自由在市場交換與流動時所能阻止或者恢復衰退、破壞的生態系統服務獲得潛在價值,比較潛在價值與政策執行過程中花費成本的大小,確定補償的實施效率。從微觀層面分析與耕地生態補償密切相關的保護者——農民對補償標準的滿意度,確保耕地生態補償政策得到有效的貫徹執行。

4 小 結

土地資源的優化配置模型可知耕地資源與非耕地資源之間價格存在剪刀差,較低的耕地比較利益以及較高的土地非農化回報使土地利用私人決策傾向于土地資源配置的非農化,耕地的城市流轉趨勢較為嚴重,而耕地的社會收益和流轉后建設用地社會成本高,因此國家政府必須采取積極有效經濟保護措施—耕地生態補償。耕地生態補償在合理保護土地資源,實現土地資源的優化配置,降低耕地資源流轉可能性,維護、改善區域生態系統的服務功能中發揮重要作用。耕地生態補償核心內容是外部性內部化,合理確定補償標準。耕地提供的正負外部性之和是耕地所提供人類的凈生態效益,這是補償的基礎,但同時需要考慮地塊特征、空間特征、個體特征對生態補償影響。如何準確核算耕地外部性和建立耕地的生態補償標準,這將對耕地生態補償機制的構建提供科學的基礎。

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Eco-compensation of Cultivated Land and Accounting Framework Based on the Optimal Allocation Model of Land

MA Ai-hui CAI Yin-ying ZHANG An-lu
(College of Land Management,Huazhong Agricultural University,Wuhan Hubei 430070,China)

The externalities of cultivated land resources and public goods attribute determine discordance between private and social optimal decision,which make it difficult to reach Pareto optimal allocation of land resources.By analyzing the optimal allocation model of land,we can see ecological non-market valuewhich is hard to quantify in the current economic development has not been fully considered.T o solve the external problems and protect the ecological environment,farmland eco-compensation mechanism of government intervention is established,and the compensationof ecological value of farmland should be given to farmers.The core of eco-compensationof cultivated land is to quantize theand determine a reasonable compensation standard.The reasonable compensation can better address the optimal supply of ecosystem services,and can really play the incentive role of the eco-compensation on the supply of positive externalities and restrain negative externalities.The paper discusses the necessity of eco-compensation of cultivated land from the aspect of optimal allocation of land resources and tries to establish a theoretical framework of the accounting of compensation.In this paper net ecological benefits of cultivated land are considered as the basis of compensation.But we need to consider the impact of land characteristics,spatial characteristics and individual characteristics.According to actual needs,we can identify practical,realistic and effective standards and ensure that compensation can reveal personal preferences and utility,which can provide scientific assurance for protecting cultivated land resources and establishing eco-compensation mechanism.

externalities;eco-compensation;cultivated land

F301.21

A

1002-2104(2010)10-0097-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.017

2010-04-21

馬愛慧,博士,主要研究方向為土地資源經濟。

張安錄,博士,教授,博導,主要研究方向為土地資源經濟。

＊國家自然科學基金項目“主體功能區空間規劃管制下群體福利均衡與農田生態補償研究”(編號:40901288);國家自然科學基金項目:“農地城市流轉中不同利益集團福利變化測度與福利均衡研究”(編號:70773047);國土資源部“耕地和基本農田保護的經濟補償機制和實施措施研究”(編號:08-01)。

(編輯:溫武軍)