基本農田生態服務價值測算方法和應用實踐以上海市為例

齊福佳，毛 倩，劉 俊，袁華寶

（1. 上海廣境規劃設計有限公司，上海 201822；2. 上海市土地學會，上海 200086）

基本農田生態服務價值測算方法和應用實踐以上海市為例

齊福佳1，毛 倩1，劉 俊1，袁華寶2

（1. 上海廣境規劃設計有限公司，上海 201822；2. 上海市土地學會，上海 200086）

基本農田是糧食生產和發展過程中最重要的生產要素，而其生態服務價值是基本農田生態服務功能的貨幣化表現形式，量化基本農田生態服務價值不僅是市場經濟等價交換的客觀要求，也是基本農田保護的有力措施。本文通過梳理生態系統服務價值的測算方法，選擇市場價值量估算法對上海市基本農田生態服務價值進行實證測算，測算得出2013年上海市基本農田生態服務價值為39.06億元，同時從空間維度對其進行分析，結果可為上海市構建基本農田生態補償路徑提供參考，同時對構建生態價值補償機制具有指導作用。

基本農田；生態服務價值；測算方法；生態補償；應用實踐

生態服務價值是指人類直接或間接從生態系統得到的利益，主要包括向經濟社會系統輸入有用物質和能量、接受和轉化來自經濟社會系統的廢棄物，以及直接向人類社會成員提供服務，它是生態服務功能的貨幣化表現形式。自1997年Costanza等人首次對生態系統服務功能進行系統闡述以來，有關生態服務價值的研究受到各界學者的廣泛關注，并逐步成為生態學和經濟學的熱點問題。

黨的十八屆三中全會提出要建立生態環境保護的制度體系。土地，特別是基本農田的生態補償制度是不可或缺的基礎性工作。無論是建立環境資源消耗負債表，還是探索基本農田資源生態系統服務價值［1］，都需要量化基本農田生態服務價值，構建綜合測算模型。量化基本農田生態服務價值不僅是市場經濟等價交換的客觀要求，也是基本農田保護的有力措施。因此，深入總結生態系統服務功能價值的評價方法，探討基本農田生態服務價值定量化方法顯得尤為必要。

1　基本農田生態服務價值測算方法

生態系統服務功能價值評價方法一直是生態學領域的熱點，計算方法很多，隨著人們對生態服務價值認識的深入，研究方法也逐步在廣度和深度上擴展，然而目前為止，國際上并未形成統一規范的評估標準。當前常用的評估方法主要包括機會成本法［2］、條件價值法（CVM）［3，4］、影子工程法［5］、恢復/替代成本法、碳稅法［6～8］、市場價值法、當量因子法［9～11］等。

本文通過對生態服務價值測算方法進行梳理，考慮到數據的可獲性，最終選擇市場價值量估算法來對基本農田生態服務價值進行估算。

市場價值量估算法是基于基本農田生態系統服務功能價值的基礎理論，從基本農田生態系統服務功能價值出發，選取基本農田資源的氣體調節功能價值V1、大氣凈化功能價值V2、水源涵養價值V3、土壤保持功能價值V4、土壤營養循環功能價值V5、維持生物多樣性功能價值V6、文化娛樂功能價值V7等7種服務功能價值作為測算因子，運用價值量法估算其生態服務價值。該方法強調的是人類從基本農田資源生態系統的生態維護和調節中獲取的價值。計算公式為：Ve=V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7。

（1）氣體調節功能價值

氣體調節功能價值（V1）主要是植被通過吸收二氧化碳、釋放氧氣實現對氣體的調節所起到的價值，本研究暫以固碳制氧服務價值計算。其中，固碳價值是利用各類糧食作物的經濟產量、含水率、經濟系數等資料分別計算其年凈生物量，再根據光合作用方程估算出固定二氧化碳的物理量，最后采用二氧化碳的市場交換價值進行計算［12，13］；作物釋氧價值按照工業制氧影子價格法計算。

計算公式為：V1=Vc+Vo，式中，V1是氣體調節功能價值（萬元）VC是固碳價值（萬元）VO為制氧價值（萬元）Q=B（1-R）/f，式中，Q為作物生物量（千克）、B為經濟產量（千克）、R為經濟產量含水率、f為經濟系數；VC=Q×EC×FC×PC，式中，VC為固碳價值（萬元）、EC是固碳系數（值為1.63）、FC為純碳折算系數0.279、PC為固碳成本（值為596.2元/噸）；VO=Q×EO×PO，式中，VO為制氧價值（萬元）、EO為固碳系數1.20、PO為制氧成本（值為400元/噸）。

基于以上公式，可計算基本農田生態系統各類型作物調節大氣成分的價值。

（2）大氣凈化功能價值

基本農田對大氣的凈化功能主要包括吸收有害氣體、消解固體廢棄物等，大氣凈化功能價值（V2）主要是指農作物在其抗性范圍內，能夠吸收并且減少空氣中氮化物、硫化物等有害物質的含量和滯塵等所實現的價值。

大氣凈化功能價值一方面表現在消解固體廢物。近些年來，上海市畜禽養殖業生產逐漸由分散經營轉向產業化、規模化和集約化經營，以常見的豬為例，2013年生豬出欄量達242萬頭，由此產生的大量生畜糞便在自然風化、淋濾以及生物碎裂和微生物分解等綜合作用下便得以消納分解，其作為有機肥料不但可以提高土壤中有機質含量，維持耕地養分平衡，同時還減少了處理這些廢物的成本，起到凈化環境的重要功能。若基本農田沒有此功能，則需要對畜禽糞便進行加工處理，產品一般是有機肥料，本研究中用有機肥價格來代替畜禽糞便的處理成本，由此計算基本農田消解固體廢物價值。

另一方面，隨著城市大氣污染問題的日益加劇，植物在降解大氣污染物和清潔環境方面的效應日益顯著。如Yoshida（2001）的研究表明稻田對大氣凈化起到重要作用；馬新輝（2004）運用GIS技術對西安市植被凈化大氣物質量及價值測定結果表明，各種植物在凈化大氣方面價值顯著［14］。本研究運用恢復費用法，間接計算基本農田吸收二氧化硫、氟化氫、氮氧化合物及滯塵能力的價值。結合上海市實際情況，單位面積基本農田資源吸收二氧化硫、氟化氫、氮氧化合物及滯塵能力等污染氣體分別為45千克/公頃、0.38千克/公頃、33.8千克/公頃、0.95千克/公頃。而二氧化硫治理成本P1為3元/千克；氟化氫治理成本P2為0.6元/千克；氮氧化合物凈化成本P3參照目前汽車尾氣脫氮治理的代價，為16元/千克；而消減粉塵的成本P4為0.17元/千克。

V2= B×Ep×（1/N）×P+S×∑ni=1Ui×Pi

式中：B為作物經濟產量（千克）；EP為單位經濟產量需氮量；N為豬糞含氮量；P為有機肥的價格；S為研究區基本農田面積（公頃）；Ui為單位面積基本農田資源吸收污染氣體量（千克/公頃）；Pi為治理凈化污染氣體所需的單位成本（元/千克）；i為二氧化硫、氟化氫、氮氧化合物及滯塵能力，此處n取值為4。

（3）水源涵養價值

農田系統的水循環是自然界水文循環重要的一部分，其涵養水源作為基本農田的一個重要生態功能，主要表現在調節洪水能力和增強供水能力兩個方面［15］，土壤涵養水源的總量取決于降雨量與蒸發量，因此本研究采用水量平衡法來計算基本農田生態系統水源涵養量，然后運用影子工程法來評價為基本農田生態生態系統涵養水源的價值。

V3=S×（R-E）×P/1000式中：V3是水源涵養價值（萬元）；S為研究區基本農田面積（公頃）；R為研究區域年降雨量（毫米）；E為研究區域年蒸發量（毫米）；P為每單位庫容的水庫工程費用（元/立方米）。

（4）土壤保持功能價值

土壤保持功能價值（V4）主要表現在減少表土直接損失和減少泥沙淤積的間接經濟價值兩個方面。基本農田生態系統對地表的覆蓋可攔蓄降雨和減緩徑流，降低水滴對表土的沖擊和地表徑流的侵蝕作用，增加土壤入滲強度，防止土壤崩塌瀉溜，減少土壤肥力損失以及改善土壤結構，從而起到了土壤保持作用。本研究通過計算基本農田土壤侵蝕量來推算上海市基本農田每年減少的土壤侵蝕量，運用機會成本法、影子價格法，評價耕地表土層直接損失和減少泥沙淤積兩方面的經濟價值。

V4=V4a+V4b

一方面是減少表土損失價值（V4a）。根據土壤侵蝕量和土壤耕作層的平均厚度來推算基本農田面積的減少量，運用機會成本法來估計由于土地損失導致耕地減少的經濟價值。

Ac=Ap-Ar

V4a=Ac×B/（H×1000×Pc）

式中：V4a是基本農田生態系統減少表土損失價值（萬元）；Ac為研究區土壤保持量（噸/公頃·年）；Ap為研究區潛在土壤侵蝕量（噸/公頃·年）；Ar為研究區現實土壤侵蝕量（噸/公頃·年）；B為研究區基本農田平均收益（元/公頃·年）；H為研究區土壤耕作層厚度（厘米）；Pc為研究區域土壤容重（噸/立方米）。

另一方面是減少泥沙淤積的間接經濟價值（V4b）。國內主要流域的泥沙運動規律，一般土壤侵蝕流失的泥沙有24%淤積于水庫、江河等［16］。此部分泥沙將直接造成水庫、江河蓄水量的下降，并且在一定程度上增加了干旱、洪澇災害發生的機會。另外有33%的泥沙滯留和37%的泥沙入海［17］。本研究僅考慮淤積于水庫、江河、湖泊的24%部分，同時以國內1立方米庫容的水庫工程費用為0.67元，土壤保持功能間接經濟價值計算方式為：

V4b=v×k×P

式中：V4b是土壤保持功能間接經濟價值（萬元）；v為基本農田侵蝕體積（立方米）；k為淤積比例；P為每單位庫容的水庫工程費用（元/立方米）。

（5）土壤營養循環功能價值

基本農田生態系統中的作物成熟后，地上部分被收貨，籽粒用于食用，秸稈可通過還田、飼料或堆肥等方式，最終仍能把養分歸還土地，這動態表示了農田生態系統維持營養物質循環的功能，即通過這種養分循環給人類經濟產量提供了物質保障。另外，人類在進行農業生產的過程中，使用有機肥、疏松土壤等方式在一定程度上增加了土壤的有機物和水分積累，改善了土壤原有結構，提高了土壤的肥力，在一定程度上減少了土壤肥力損失的價值。土壤侵蝕使得大量的土壤營養物質流失，主要是土壤中的氮、磷、鉀和有機質。因此根據基本農田生態系統中各類作物的實際經濟產量、所需營養成分、營養成分市場價格等數據可以評價其維持營養物質循環的價值。

V5= S×U×∑ni=1（Hi× Pi）

式中：V5是土壤營養循環功能價值（萬元）；S為研究區基本農田面積（公頃）；U為基本農田侵蝕模數（噸/公頃）；Hi為分別為土壤中氮、磷、鉀和有機質的含量（毫克/千克）；Pi為分別為土壤中氮、磷、鉀和有機質的市場價格（元/噸）；i為土壤中營養物質的類型（氮、磷、鉀和有機質），n取值4。

（6）維持生物多樣性功能價值

生物多樣性功能價值（V6）與生態系統的生物量有密切關系，生物量越大，生物多樣性功能價值越大。基本農田屬于自然資源的一部分，它與周圍的自然環境不斷地進行著物質循環和能量流動，創造了適宜生物生存的環境和繁衍棲息的場所。同時基本農田資源保留了豐富的遺傳基因，為糧食作物品種改良提供了基因庫。本研究采用系數修正法估算上海市基本農田生態系統維持生物多樣性功能價值。

V6=S×（Bj/B）×W式中：V6是維持生物多樣性功能價值（萬元）；S為研究區基本農田面積（公頃）；Bj為被評價地區耕地潛在經濟產量（噸/公頃）；B為全國耕地平均潛在經濟產量（噸/公頃）；W為全國平均耕地生物多樣性價值（元/公頃）

（7）文化娛樂功能價值

目前對基本農田文化價值的評估大部分采用意愿調查法，限于資料的獲取性，本研究根據Costanza、謝高地、魯春霞等人對全國文化娛樂價值的研究的成果，采用修正系數法估算基本農田文化娛樂價值，修正系數同生物量修正系數，由此可估算出上海市基本農田生態系統的文化娛樂價值（V7）。

2　基本農田生態服務價值測算實例研究

2.1數據來源

研究選取2013年上海市9郊區縣的經濟社會發展數據、糧食生產與消費數據，數據主要來源于上海市各區縣2013年統計年鑒以及《中國統計年鑒》（2013年）；糧食價格來源于《中國糧食年鑒》，以年均糧食收購價格為準，部分價格來源于國家發改委價格監測中心統計數據。

2.2測算結果分析

本研究參考已有相關研究成果，結合上海市實際情況，估算其基本農田生態服務價值，結果如表1、圖1。

表1　2013年上海市各區縣基本農田生態服務價值構成Table 1　The composition table of ecosystem services value in different districts　（單位：萬元）

圖1　2013年上海市基本農田生態服務價值分布示意（市場價值量估算法）Fig.1　The distribution of ecosystem service value（market value estimation method）

2013年上海市基本農田生態服務價值總量達到39億元，通過對比不同區縣關于基本農田生態服務價值研究成果發現，不同區縣單位基本農田生態服務價值不盡相同，產生差異的原因有區域間自然條件不同也有經濟發展不均衡等方面的因素。從空間變異來看，各區縣基本農田生態服務價值差異較大。按照當年價格計算，崇明縣基本農田生態服務價值最大，2013年達到11.39億元；其次為金山區、浦東新區、奉賢區、松江區和青浦區，生態服務價值分別為6.47億元、5.68億元、4.62億元、3.84億元和3.70億元；寶山區、閔行區和嘉定區基本農田生態系統服務價值較小，均不超過3億元，2013年分別為0.55億元、0.62億元和2.20億元。

3　結論與建議

3.1主要結論

通過從空間維度上對上海市基本農田生態服務價值進行定量測算，得知上海市各區縣基本農田生態服務價值呈現明顯的空間差異性，其影響因素是多種多樣的，如由于耕作水平、氣候、土壤肥力等因素影響使得不同地區的基本農田肥力存在差異，從而直接影響了農作物的產出量，而農作物的產出量差異又會直接對基本農田生態系統的氣體調節價值、營養循環價值、凈化環境價值、維持生物多樣性功能等產生不同影響。總體來看，上海市基本農田生態服務價值呈現遠高近低的規律。在上海市9大郊區縣中，處于遠郊的崇明縣、金山區等區縣的基本農田服務價值較高，這使得它們承擔了較多的基本農田保護責任，同時在一定意義上喪失了部分發展機會；而處于近郊的寶山區、閔行區、嘉定區等區域，由于它們為上海市未來城市發展的重點區域，伴隨著城市化進程的推進，將從城市的郊區逐步轉變成中心城區，近郊區承擔了較少的基本農田保護責任，能更好地進行經濟建設和發展［18］。因此，要解決區域矛盾、減少區域摩擦、促進區域可持續發展，實施區域間的基本農田生態補償是一種重要路徑。

3.2政策建議

（1）探索構建基本農田生態補償機制思路

通過財政轉移支付實現基本農田生態服務價值由生態盈余區向赤字區的轉移（圖2）。具體思路為：基于由A區（赤字區）的基本農田破壞和利用的企業、單位和個人等微觀主體作為實際上的生態補償支付主體，A區政府代表本區微觀主體向由各類主體代表組成的基金委員會支付資金、實物等形式的補償，基金委員會作為“中間人”將收繳的基本農田生態補償基金向B區（盈余區）政府轉移，B區政府作為本地區的代表要確保生態補償基金真正落實到本區的基本農田生產者和保護者身上，而上級政府對整個地區的生態補償進行宏觀監督和管理。

圖2　區域基本農田生態價值補償思路Fig.2　The idea of ecological value compensation between regions

（2）推進基本農田生態補償市場化運作

單靠政府主導的生態補償遠不能解決經濟發展與環境發展日益尖銳的矛盾，并且現行以政府模式為主導的生態補償，其體系化、層次化和組織化的優勢在補償運行的初期階段效果顯著，但若缺乏市場運營機制和對農戶的激勵，再加之財政目標隨時轉移的可能性，項目運行的成效和持續性就會受到質疑。加快構建農田生態服務的交易平臺，市場機制也同時需要經濟、市場、法律等資源的配套作為運作條件，還應建立農田生態環境服務市場必需的交易標準、生態服務監測和評估系統。

（3）完善生態補償的相關法律法規

生態補償機制的不斷完善，需要借助法律法規得以實現。上海要使生態補償工作的各個環節做到有章可循、有法可依，就必須建立有效的生態補償法律保障機制。雖然上海把生態補償確立為一項政策，但政策不具有法律約束力。首先，上海市在制定的生態補償的相關法律法規時，應以法律制度的形式把生態補償的原則、補償主體和對象的確認、補償范圍、補償標準、補償方式以及生態補償的保障制度確立下來，從而使生態補償政策的實施有法可依。再次，在生態補償的相關法律法規中，應該增加有關生態補償的行政責任、民事責任以及刑事責任。最后，在生態補償相關的法律法規中應明確規定生態環境受益者需要付費及付費的標準。

（4）建立有效的生態補償社會化監管與評估機制

長期以來，我國在生態環境建設方面缺乏獨立的第三方監管和評估機構，僅通過實行本部門上級監督和評估本部門下級的工作。上海市可考慮建立一支社會化的生態補償政策監管和評估機構隊伍，從而保證耕地生態補償政策的公平合理。隊伍的組建上，要求是由多學科專門人才組成，可以以一些非盈利的環保組織為基礎，也可以由一些科研院所改制建立，以實現對生態環境效益、經濟效益、社會效益進行全方位的評估。

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Calculation method for ecosystem services value of prime farmland: A case study of Shanghai

QI Fu-Jia1, MAO Qian1, LIU Jun1, YUAN Hua-Bao2
（1. Shanghai Grand Planning & Design Co.， Ltd.， Shanghai 201822， China；
2. Shanghai Land Society， Shanghai 200086， China ）

Farmland provides key ecosystemservices by supporting food production and development processes. The quantification of ecosystem services is designed to value not only the objective requirements of market exchange， but also effective measures for protecting prime farmland. This paper summarizes calculation methods for valuing ecosystem services and applies the method to a case study of prime farmland in Shanghai. The results not only provide a reference for establishing an ecological compensation path， but also provide new directions into building ecological compensation mechanisms.

prime farmland； ecosystem services value； calculation method； ecological compensation； application practice

F301.2

A

2095-1329（2016）03-0044-05

10.3969/j.issn.2095-1329.2016.03.011

2016-05-05

2016-06-23

齊福佳（1988-），女，碩士，助理工程師，主要從事土地規劃與農業規劃等研究.

電子郵箱: fujiaqi88@hotmail.com

聯系電話: 021-59920896

上海市規劃和國土資源管理局科研項目“基本農田生態服務價值研究”