基于生態足跡變化的鹽城丹頂鶴自然保護區生態補償定量研究

王亮

(鹽城師范學院城市與資源環境學院，江蘇鹽城224002)

生態補償(Eco-compensation)是一種以保護生態環境，促進人與自然和諧發展為目的，根據生態系統服務價值、生態保護成本、發展機會成本，運用政府和市場手段，調節生態保護利益相關者之間利益關系的公共制度[1-2]。20世紀80年代后期以來，我國有關生態補償方面的政策法規相繼出臺，諸多學者也進行了理論探索和研究。本文以鹽城丹頂鶴自然保護區為例，利用RS、GIS技術分析鹽城丹頂鶴自然保護區及周邊鄉鎮近20 a的土地利用變化情況，計算保護區生態足跡和生態承載力，并在對生態足跡動態分析的基礎上，提出生態補償方案，為丹頂鶴自然保護區的可持續發展和可持續管理提供參考。

1 研究區概況和研究方法

1.1 研究區概況

鹽城國家級珍禽自然保護區，是國家一類珍禽丹頂鶴的第二故鄉，因而又稱鹽城丹頂鶴自然保護區，是中國最大的海涂濕地類型的自然保護區。總面積約4 530 km2，核心區、緩沖區和試驗區的面積分別為174，467，3 889 km2。區內物種豐富，許多都是國家重點保護的一、二類野生動物，如丹頂鶴、白鶴以及白鱘等等。這里是東北亞與澳大利亞涉禽遷徙的重要驛站，也是水禽重要的越冬地，同時也是世界上最大的野生丹頂鶴的越冬地，最多時有1 000多只來此越冬。保護區內已發現有29種野生動物被列入世界自然資源保護聯盟的瀕危物種紅皮書中，在生物多樣性保護中占有十分重要的地位。1992年，被正式列為國家級自然保護區，同年被聯合國教科文組織世界人與生物圈協調理事會納入“世界生物圈保護區網絡”，1999年成為“東亞-澳大利亞涉禽遷徙網絡”成員，2002年被列入國際重要濕地名錄[3]。

1.2 研究方法與分析模型

1.2.1 圖像處理和土地利用分類 以1988年、1998年、2008年的 TM 衛星影像為基礎，利用Erdas 8.7、ArcGIS 9.0軟件對遙感影像進行幾何糾正、投影轉換，并利用目視判讀和實地調查方法檢驗，將每年的遙感數據解譯為耕地、林地、草地、水域、建筑用地、灘涂濕地等6大類，形成丹頂鶴自然保護區的3個時相土地利用類型圖，計算其土地利用結構比。

1.2.2 生態足跡計算模型 生態足跡的計算基于以下兩個基本事實[4]:一是人類可以確定自身消費的絕大多數資源及其所產生廢棄物的數量;二是這些資源和廢棄物能轉換成相應的生態生產性土地面積，它假設所有類型的物質消費、能源消費和廢水處理需要一定數量的土地面積和水域面積。生態足跡的計算公式如下[4]:

式中:i——消費項目的類型;Ci——第 i種消費項目的人均消費量(kg);pi——第i種消費商品的平均生產能力(kg);rj——均衡因子;aai——人均第 i種消費品折算的生態生產性土地面積(hm2);N——人口數;ef——人均生態足跡(hm2);EF——總人口的生態足跡(hm2)。

生態足跡計算主要包括生物資源消費和能源消費兩個部分，生物資源消費主要包括農產品、動物產品、木材、水產品等，能源消費部分可根據資料計算原煤 、焦炭、天然氣 、原油 、汽油、煤油、柴油 、燃料油以及熱力、電力等幾種能源的足跡。其計算公式參照文獻[5]，把以上所計算的生物資源和能源資源的人均生態需求土地面積累加起來，再分別配以適當的權重，即均衡因子，即可得到保護區的生態足跡，數據來源于統計年鑒。

1.2.3 生態承載力計算模型

式中:ec——人均生態承載力(hm2);ai——人均生態生產性土地面積(hm2);yj——產量因子;EC——區域總人口的生態承載力(hm2)。

在生態足跡帳戶計算時，各種物質消費、能源消費等均按相應的換算比例折算成相應的土地面積。生態生產性土地面積主要考慮如下6種類型:耕地、林地、草地、化石燃料土地、建筑用地和水域。由于這6種類型土地單位面積的生態生產能力差異很大，因此在計算生態足跡的需求時，為了使這幾類不同的土地面積和計算結果可以比較和加總，要在這幾類不同的土地面積計算結果前乘上均衡因子，以轉化為可比較的生態生產性土地均衡面積[6]。

將保護區各類用地(耕地、林地、草地、化石燃料土地、建筑用地和水域)的面積乘以相應的均衡因子和保護區的產量因子，即可轉化為按世界平均生態空間計算的保護區2008年人均生態承載力。

1.2.4 基于生態足跡的生態補償定量分析 自然保護區生態補償標準的確定一般依據3個方面:基于生態系統服務價值評估的標準確定;基于保護成本的標準確定;基于保護損失的標準確定。國內外研究一般以生態系統服務價值的評估作為確定補償標準的依據。本文將在研究土地利用變化的基礎上，分析保護區生態足跡的動態變化，并根據生態足跡效率，最終定量分析生態補償標準。計算步驟如下:

(1)計算生態足跡、生態承載力和生態足跡效率。其中生態足跡效率是指單位生態足跡的產出，是定量分析及比較不同地區資源利用效益和能力差異的方法。因為自然保護區生態補償多針對周邊社區的農民，也可以采用農業生態足跡效率分析。計算方法:

(2)以退耕還林、退田還灘涂的直接收益損失補償。以退耕還林、退田灘涂、禁止淡水和海水養殖而造成居民的直接收益損失作為補償依據，是對失去耕地和水面的補償，是保障居民權益的最低的補償標準。計算方法:

式中:ECo0——最低生態補償價值;Eaef——農業生態足跡效率;——退耕還林、退田還灘涂的面積;——耕地補償調節系數。

(3)基于生態承載力的靜態評價補償。比較同一年保護區與所在區域的生態承載力，取其差值作為補償的依據，是對居民配合保護區生態建設，客觀上增加了生態系統的服務功能價值的安置補助。計算方法:

2014年，山東高速接手山東黃金，成為山東男籃新的贊助商。新東家的目標更高，提出了“三年奪冠”的計劃。高速男籃的自信并非沒有理由，首先山東高速的發展蒸蒸日上，開得出更高的價碼，而球隊的新生力量正在快速成長。更重要的是，當時山東高速的董事長孫亮、男籃俱樂部的老總李志科，都對體育有很深刻的了解。

式中:ECos——靜態評價補償價值;ECR——保護區總的生態承載力;ECZ——保護區所在區域總的生態承載力;Ss——保護區的面積;Ks——靜態生態補償調節系數，可參考有關規定并根據區域社會經濟的發展水平進行調整，本文取Ks值為1。

(4)基于生態承載力的動態評價補償。比較不同年份保護區生態承載力的變化，取其差值作為補償的依據，是對社區居民配合保護區生態建設的程度和對保護區管理部門的工作效率的評價，是對社區工作和保護區管理部門工作的生態補償與補助。計算方法:

2 結果與分析

2.1 丹頂鶴自然保護區土地利用變化分析

保護區20 a來的土地利用類型變化的總體趨勢為:耕地面積大量減少，從1988年的70 051 hm2減少到2008年的45 988 hm2，減少了4.3%，草地面積不斷減少，從1988年的20 072 hm2減少到2008年的13 871 hm2，減少了1.3%，林地水域面積略有增加，分別從1988年的10 690 hm2、65 300 hm2增加到2008年的 14 677 hm2、66 000 hm2，增加了0.9%和0.1%，灘涂濕地和建筑面積大幅增加，分別從1988年的286 800 hm2、87 hm2增加到2008年的310 510 hm2、1 954 hm2，增加了 5.2%和 0.4%，這與丹頂鶴保護區近20 a實施的管理政策和人們土地利用觀念的變化相吻合(表1)。

表1 丹頂鶴自然保護區土地利用結構比較

2.2 丹頂鶴自然保護區生態足跡與生態承載力計算

以保護區2008年的數據為例，把生物資源和能源資源的人均生態需求土地面積累加起來，再分別配以適當的權重，即均衡因子，即可得到保護區2008年的生態足跡(表2)。均衡因子目前是全球統一采用的等量化因子，分別為耕地2.8，林地 1.1，草地0.5，化石燃料土地1.1，建筑用地2.8，水域 0.5[8]，計算的人均生態足跡為3.712 7 hm2。

將保護區2008年現有各類用地(耕地、林地、草地等)的面積乘以相應的均衡因子和保護區的產量因子，即可轉化為按世界平均生態空間計算的保護區2008年人均生態承載力(表2)。

表2 保護區2008年人均生態足跡、人均生態承載力計算

表3 保護區不同年份生態足跡和生態承載力

保護區從1988-2008年20 a期間人均生態足跡和人均生態承載力整體呈上升趨勢，人均生態赤字也有擴大趨勢，其主要原因是人口的增加和社會經濟的高速發展以及支持當前能源消費所需要的土地面積的減少。

2.3 丹頂鶴自然保護區生態補償定量分析

依據前文分析，參考《鹽城市統計年鑒 1989、1999和2009年》及其他資料，分別計算出鹽城市各個年份的生態足跡效率、農業生態足跡效率。以此為參照，結合保護區生態足跡動態變化的計算結果，分析不同條件下的生態補償情況。

(1)直接損失收益生態補償。依據2008年生態足跡效率計算，生態補償總額為34 718.88萬元，年戶均補償16 821.56元，年人均補償4 806.16元。依據2008年農業生態足跡效率計算，生態補償總額為7 376.34萬元，年戶均補償 3 573.98元，年人均補償1 021.13元。

(2)基于生態承載力的靜態評價補償。2008年保護區人均生態承載力比全省的高出0.157 4 hm2，結合相應農業生態足跡效率計算，生態補償總額為7 422.37萬元，年戶均補償 3 596.28元，年人均補償1 027.51元。

(3)基于生態承載力的動態評價補償。分析保護區成立后，從1988-2008年生態承載力提高了0.190 8 hm2，依據公式計算可知:生態補償總額為2 267.72萬元，年戶均補償1 098.75元，年人均補償313.92元。

3 結論與討論

生態補償是一個新興的研究領域，它的3個基本問題尚未得到根本解決，即:誰補償誰，即補償支付者和接受者的問題;補償多少，即補償強度的問題;如何補償，即補償渠道的問題。從我國目前的生態補償機制來看，有不少問題未得到解決，盡管如此，仍應從改善補償的社會環境、政策空間、補償途徑，以及改善補償的社會氛圍和補償的心理狀態方面為補償活動的進行創造條件。

生態補償急需以法律形式將補償范圍、對象、方式、補償標準等的制定和實施確立下來，并結合中國實際，生態補償的融資方式應該向國家、集體、非政府組織和個人共同參與的多元化投融資機制轉變，拓寬生態環境保護與建設投入渠道。

本文先計算了保護區三期的土地利用變化，以2008年數據為基準再分別算出生態足跡和生態承載力，計算出鹽城市各個年份的生態足跡效率、農業生態足跡效率。以此為參照，結合保護區生態足跡動態變化的計算結果，分析直接收益損失補償為年戶均補償3 573.98元，年人均補償1 021.13元，再加上靜態評價補償和動態評價補償，最高標準為戶均補償8 268.37元/a，人均補償 2 362.39元/a。取生態承載力靜態評價補償和動態評價補償平均值，保護區補償標準為戶均補償2 347.47元/a、人均補償670.71元/a比較合適。自然保護區作為特殊用地，在保持野生珍稀動植物資源和生物多樣性，維護國土生態安全中發揮著關鍵作用。但是，隨著人口的不斷增加和地方經濟的發展，資源開發利用活動日益加劇，保護與發展的矛盾日益尖銳，自然保護區的生存和發展面臨著極大的考驗。

本文在分析生態足跡動態分析的基礎上，討論保護區生態補償問題，為生態補償定量分析提供了一種新的嘗試。通過應用分析，該方法具有以下特點:(1)該方法將自然保護區放在所處社區中進行整體分析，以社區為主體討論保護區建設對社區經濟發展的影響，從而討論生態補償問題;(2)該方法以土地利用變化為基礎，通過分析保護區生態承載力的變化和生態盈虧情況，實現生態補償的量化分析，使生態補償更加合理;(3)該方法建立在對自然保護區土地利用和生態承載力的綜合動態評價的基礎上，在評價的同時有利于對自然保護區建設的現狀和潛力分析，可以進一步為生態安全預警、可持續發展評價提供宏觀決策信息。

但該方法仍有一些缺陷:(1)計算公式中產量因子和均衡因子的確定，受產出、物價等經濟因素影響，因為不同年份、不同區域的變化難以把握，容易帶來計算方面的誤差;(2)方法應用受到空間尺度的限制，小尺寸很難完成有關社會經濟數據的統計工作，影響計算結果的科學性。

[1] Cuperus R，Canters K J，Udo De Hase H A，et al.Guidelines for ecological compensation associated with high-ways[J].Biological Conservation ，1999 ，90(1):41-51.

[2] 蔡邦成，溫林泉，陸根法.生態補償機制建立的理論思考[J].生態經濟，2005(2):47-51.

[3] 董科，呂士成.江蘇鹽城國家級珍禽自然保護區丹頂鶴的承載力[J].生態學報，2005，25(10):2608-2615.

[4] Hardi P，Barg S，Hodge T，et al.Measuring sustainable development:Review of current practice[R].Occasional paper number 17，1997(IISD):1-2.

[5] 張令，項學敏，周集體.遼寧省可持續發展定量研究:生態足跡應用[J].大連理工大學學報:社會科學版，2004，25(2):10-15.

[6] 徐中民，張志強，程國棟.生態足跡的概念及計算模型[J].生態經濟，2000(10):8-10.

[7] 蔡海生，肖復明，張學玲.基于生態足跡變化的鄱陽湖自然保護區生態補償定量分析[J].長江流域資源與環境，2010，19(6):623-627.

[8] 楊開忠，楊詠，陳潔.生態足跡分析理論與方法[J].地球科學進展，2000，12(6):6330-6336.