西北土地生態系統服務價值評價

劉明 郭曉星

摘要：生態系統服務價值評估是自然資源資產核算和生態補償的依據，近年來生態系統服務價值研究已引起了人們的廣泛重視。西北地區是全國土地生態服務功能脆弱區，同時也是我國土地后備資源的富集區，研究其土地生態系統價值有一定的現實意義。目前還沒有一致認可的土地生態價值評估方法，文章對土地生態價值評價方法進行了梳理，綜合生態價值系數法以及生態價值當量因子法對西北地區土地生態系統價值進行評估。根據評估結果得出西北五省區的生態服務價值都有所上升，且西北五省區整體的人均生態服務價值高于全國水平，但值得注意的是，西北五省區存在耕地生態系統服務萎縮、草地退化等生態問題。應從以下幾個方面對土地進行整治：出臺相關法律法規；引導多渠道資金流向土地整治；依托技術創新土地整治；鼓勵公眾參與土地整治。

關鍵詞：生態系統服務價值；生態價值系數法；生態價值當量因子法；西北地區

中圖分類號：F205 文獻標識碼：A 文章編號：1004-1494（2018）04-0082-09

聯合國千年生態評估報告（MA）的分類中生態系統服務包括有形的物質產品供給和無形的服務提供兩方面，主要分為供給服務、調節服務和文化服務，以及維持其他服務所必須的支持服務。土地利用是人類從自然界獲取惠益，得到生命支持產品和服務的主要來源。與此同時，土地利用也意味著人類根據土地的自然特點，按照一定的經濟與社會目的，采取生物、技術等手段對土地開展長期性和周期性的經營管理與治理。人類在土地上的長期經營活動對土地覆蓋狀況產生較大影響，同時推動土地生態系統服務的提供能力發生重要變化。

西北地區總體占我國國土面積比例及其人均土地面積較高，但由于自然條件以及長期生產生活活動對土地生態系統的干預，土地生態系統服務密度低，是全國土地生態系統服務脆弱區。客觀評價西北地區土地生態系統服務價值，是揭示土地生態系統服務功能下降的推動因子的重要環節和基礎。本文參照聯合國千年生態系統評估報告的概念框架，借鑒國內外學者對陸地生態系統的研究成果，對西北地區土地生態系統服務價值依據全國2008年土地普查材料等公開數據進行評估。由于西北地區內部各區域土地資源的差異化特點，對西北五省區分別評估，在必要時分五省區、西北地區總體和全國做比較分析。

一、土地生態價值評價方法

（一）內涵范圍

按照對生態系統服務的定義，土地生態系統服務是指土地生態系統通過其結構過程和功能直接或間接提供生命支持產品和服務。從狹義看，土地生態系統似乎僅包括人類以土地（生態系統）得到或生產出支持生命所必須的產品，否則若包括“服務”，即有同義反復之嫌。也有觀點認為生態系統服務一般是指生命支持功能，而不包括生態系統功能及其提供的產品。但最終，“產品”“服務”均由生態系統發揮功能而產生，產品、服務與功能密切相關。Costanza等將生態系統提供的產品和服務統稱為生態系統服務。首次使用生態系統服務功能的“Service”一詞著者所羅列自然生態系統對人類的環境服務功能包括害蟲控制、昆蟲授粉、漁業、土壤形成、水土保持、氣候調節、洪水控制、物質循環與大氣組成等。

（二）土地生態系統服務是一種動態變化過程

土地生態系統過程由于自然內部規律以及人類活動的干擾，其結構過程由自然條件內在決定的生態系統部分與人為控制生態系統部分的此消彼長。生產的技術變化與人類生活方式變化，這些均影響土地生態系統提供生命支持產品與服務的功能。

1.土地類型變化的影響。土地利用類型變化將影響生態系統的能量交換、水分循環、土壤侵蝕與堆積、生物地球化學循環等生態過程，從而改變生態系統提供的服務。在西北干旱地區，由于糧食作物、牧草等產品的服務供給受到土地營養、水分不足而經常不能滿足人們生活需要，引起人們砍伐森林，對草地等植被過度攝取而獲得食物、燃料與建材等，導致土壤過度流失、植被組成變化、植被覆蓋下降和區域氣候變化等，在長期歷史中形成大規模的土地荒漠化，極大弱化了土地生態系統的服務功能。

2.土地利用格局變化對生態系統服務的影響。根據Fu對陜北黃土高原丘陵和山區地區土地利用格局變化與土壤條件關系的調查，發現不同土地利用格局對應相應生態過程，進而影響生態系統服務的研究，從坡頂到坡底將土地利用格局分為三種：一是林地一草地一坡耕地；二是林地一坡耕地一草地；三是草地一林地一坡耕地。第一種格局具有較好的土壤養分和水分保持能力。

3.土地利用強度對生態系統服務產生影響。耕地的利用強度大于林地和草地，耕地所能提供的直接產品與服務也大于林地和草地，但林地、草地所提供的氣候調節與水分調節服務大于耕地。一般而論，人類干擾程度較小的自然生態系統的供給服務提供能力較弱，調節和支持服務能力較強；而人類適度干擾的生態系統供給服務能力較強，但調節與支持服務能力較弱。當人類過度干擾土地生態系統而導致土地退化時，其各種生態系統服務類型提供能力均嚴重下降。

（三）對生態系統服務評價方法的討論

對生態系統服務價值進行靜態、動態化評估可以對生態系統過程、結構及其功能變化進行實際驗證，對國民經濟綠色核算與生態補償提供依據。自1997年Costanza發表《全球生態系統服務和自然資本的價值》一文后國內外學者均做了不懈探索，但對相關評價方法仍很難形成共識，分歧很大。

對生態系統服務價值評價方法的討論觀點主要有：

1.關于生態系統支持服務是否進入價值量評估。在MA對生態系統服務的分類體系中，供給服務、調節服務和文化服務通常對人類有較為直接的短期影響，相應地，這些服務的價值也相對較容易觀察，并對其量化評價。支持服務主要在較長時期內對人類提供惠益，而且更多的是間接地提供服務，更為重要的是，支持服務是服務于“生產出”其他生態系統服務，其土壤形成、養分循環、初級生產和水分循環服務已經反映在供給、調節、文化三種生態服務中。在評價計算其他三種服務基礎上，若再納入對支持服務的計算，即存在重復計算問題。鑒于上述，MA項目組不主張對支持服務進行估價。

2.生態系統服務價值評估的“量綱”應取價值量還是物質量？生態系統服務價值量評估方法受到質疑，例如，存在指標選取隨意性，賦值的機械性，重復計算導致評價結果的不確定性，價值量測度存在困難等。傅伯杰等指出生態系統服務的物質量評價基于生態功能，反映生態系統服務的形成機理，如果是針對生態系統服務的可持續性，應選擇物質量評價方法。通過揭示生態系統服務所產生物質量的動態變化水平，能夠反映生態系統過程的特點，從而有益于對生態系統服務可持續性的分析。筆者認為，對于較大區域生態系統在一定時期的變化做出評價，由于涉及諸多自然的生態子系統以及一系列為改善生態系統所規劃、建設的生態工程項目，即需要對生態系統總體的服務價值作量化評估，并可同時對不同物質量變化做分類比較，從價值量與物質量（分類）兩個方面予以評價、判斷。申言之，以價值量估計、判斷生態總系統進程，以物質量評估、判斷生態系統結構化進展。

3.對Costanza—謝高地當量因子使用中須注意問題。目前，國內學者對不同尺度范圍的生態系統服務的價值評估主要參照Costanza和謝高地的價值系數與當量因子法，但在實踐中仍需進一步探索。例如，生態系統服務價值的當量因子指生態系統產生的生態服務的相對貢獻大小的潛在能力，定義為1hm²全國平均產量的農田每年自然糧食產量的經濟價值。參照Costanza并對國內200位生態學者進行問卷調查，在此基礎上將1個當量因子的經濟價值量具體確定為當年全國平均糧食單產市場價值的1/7。無疑，上述進展對我國自然資源以及生態產品價值的量化評估、科研工作起到了很好的引導。但作為下一步探索的問題導向，筆者提出以下討論：

其一，計算1個當量因子首先遇到的問題是計算全國平均單產，涉及全國各地區糧食作物權重選擇，但這種權重組合在不同年份可能變化顯著。進而論之，糧食價格變動有各種復雜原因，有國內外供需變動影響，也有種植成本影響。按照經濟學分析，可以選擇某一基期價格推算所評價年份的不變價格。但有些情況下糧食市場價格變化可能恰好反映了一定數量糧食產品提供給人們的生態服務的相對價值變化，若同時考慮上述因素，那么，究竟是采用當年名義市場價格還是按基期調整的不變價格？

其二，專家調查過程可能面臨問題：無論專家調查還是消費者調查，是基于效用理論的支付意愿，其中的主觀性很強。尤其中國地域遼闊，不同地區群體會因受到習慣、民族以及自然條件背景影響，對同一生態產品和服務具有不同偏好，對產品與服務的邊際收益感知差別明顯。在植被條件以及空氣質量“常態”良好地區的居民對植被、空氣質量生態產品、服務的價值量的邊際感知可能顯著地低于植被遭到嚴重破壞、空氣質量“常態”很差地區居民的感知。這時若根據在不同地區所獲取的調查問卷做加總平均，從而確定生態系統服務價值，會同時出現高估和低估的結果。

（四）計算方法

Costanza等提出的估計生態系統服務價值的方法（生態價值系數法）對國內外學者的研究均產生重要影響。謝高地等人在Costanza等的基礎上結合中國的資源狀況提出當量因子法。我們對西北五省區土地生態系統服務價值的評價是基于Costanza和謝高地，所以，有必要對兩種方法予以討論。

1.Costanza等提出的生態價值系數法。Costanza等將全球生物圈劃分為兩個生態系統和17種生態系統功能，借鑒商品的供給需求曲線，刻畫出生態系統服務的供給和需求曲線，嘗試估計生態服務總價值。圖1是指人造的可替代商品。許多生態系統服務只能在一定程度上被替代，相應的需求曲線可能看起來更像圖2中的有斜率的曲線。當某些生態服務系統可用數量接近零，需求亦或消費者意愿支付趨于無窮大，消費者剩余接近無窮大。如果生態系統服務不能隨經濟體系的運行增加或減少，其供給曲線更接近垂直，如圖2所示。假設生態系統服務的需求曲線如圖2所示，而非圖1，則圖2中的區域pbqc是圖1中的區域abc的保守低估。

Costanza的基本思路是估計每個生態系統類型所對應生態系統服務的單位面積價值，以單位值乘以表面積得到總體價值。算式如下：

式（1）中，ESV為生態系統服務總價值（元）；VC_i為第i類土地利用類型的生態價值系數（元/hm²）；A_i為第i類土地利用類型的面積（hm²），n為土地利用類型數目。

2.生態價值當量因子法。Costanza等的方法是基于全球尺度，所得出某些估計數據被認為存在較大偏差，例如，對耕地的生態服務價值量估計過低，對濕地的估計偏高，謝高地等針對上述不足，同時參考其部分可置信成果，在對我國200位生態學者進行問卷調查的基礎上，制定出我國生態系統服務價值當量因子表。謝高地等所用“生態系統生態服務當量因子”是指生態系統產生的生態服務的相對貢獻大小的潛在能力，并將其定義為1hm²全國平均產量的耕地每年自然糧食產量的經濟價值。以此可將權重因子表轉換成當年生態系統服務單價表，確定1個生態服務價值當量因子的經濟價值量等于當年全國平均糧食單產市場價值的1/7。生態系統生態服務當量因子乘以其經濟價值量就得到中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量表。

二、西北五省區土地生態價值評估

西北地區的植被覆蓋低，是全國水資源較為稀缺地區，全國陸地生態系統中單位面積的生態系統服務價值自東南向西北地區依次遞減。正因如此，對西北五省區生態系統服務價值進行客觀評估就顯得尤為重要。但是也須注意，一方面對生態系統服務價值的量化評估存在很大困難，目前國內外還沒有成熟的人們一致認可的定價方法；另一方面，由于生態系統建設、國民經濟綠色核算的迫切需要，即使對生態系統服務價值評估方法存有爭議，在沒有研究出更為科學的方法之前，借鑒Costanza以及國內學者已經提出的方法，研究西北五省區生態系統服務價值，仍很有必要。

（一）數據來源與評價方法

本文所涉及的全國和西北五省區土地利用基礎數據來源于2003—2014各省的統計年鑒、《中國統計年鑒》《中國環境統計年鑒》、國家統計局及其他公開出版物。本文主要參考中國統計年鑒對土地的分類并兼顧其他標準，將土地利用分為耕地、園地、林地、牧草地、濕地和未利用地等6種類型。因各省統計年鑒對水體的數據統計存在較大差異，所以本文暫未將水體包括在土地生態系統服務價值的核算中。

本文將采用Costanza提出的生態價值系數法和謝高地提出的生態價值當量因子法計算西北五省區生態系統服務價值。中國陸地生態系統單位生態價.值表僅提供了一個全國平均狀態的生態系統生態服務價值的單價，但生態系統的生態服務功能大小與該生態系統的生物量有密切關系，一般來說，生物量越大，生態服務功能越強，為此，謝高地等提出生態系統服務價值單價訂正方法。西北五省區生態服務價值修正系數陜西（0.51）、甘肅（0.42）、青海（0.4）、寧夏（0.61）、新疆（0.58）。將中國不同陸地生態系統單位面積生態服務價值與西北五省區的生態服務價值修正系數相乘，園地取森林和草地的平均值，就得到西北五省區不同陸地生態系統單位面積生態服務價值。

引入人均生態服務價值占有量Ave（ESV），其變化可顯示生態系統服務功能與人口的相互關系。計算公式為：

（2）式中，Ave（ESV）為人均生態服務價值占有量，N為人口總數。

與此同時，以貢獻率表示某一種生態類型服務價值的變化量（正或負）占所有類型生態服務價值變化量（所有類型服務價值量絕對值加總）的比例。

（二）西北五省區生態系統服務價值變化

1.由表1可以看出，2003—2014年間陜西省的生態服務價值增長了104.4864億元。2003—2008年生態服務價值增長了17.6680億元，2008—2014年的生態服務價值增長了86.7593億元。主因是林地面積不斷增加，且林地的生態系統服務價值系數也較高，其為總體生態系統服務價值提供了增長動力。2003—2014年，貢獻率最高的是林地，達到76.2663%，園地、草地、耕地次之。未利用地貢獻率不足0.2%。耕地的貢獻率不斷減少，由16.5997%降低為1.6739%，主因是耕地面積變動幅度減少所致。

2.由表2可以看出，2003—2014年甘肅省的生態服務價值處于增長趨勢，這11年間甘肅省的生態服務價值增長了202.7593億元。2003—2008年生態服務價值增長了8.0592億元，主因是林地面積不斷增加，同時其生態系統服務價值系數高，從而使得總體生態系統服務價值增加。2008—2014年的生態服務價值增長了194.7001億元，主因是濕地及林地面積增加導致。從貢獻率上看，2003—2014年，貢獻率最高的是濕地，達到47.4327%，其次為林地、耕地等，草地的貢獻率相對較少。

3.由表3可以看出，2003—2014年青海省的生態服務價值處于增長趨勢，這11年間青海省的生態服務價值增長了1016.8683億元，2003—2008年生態服務價值增長了5.9394億元，2008—2014年的生態服務價值增長了1010.9289億元，這主要是因為濕地面積不斷增加，且其生態系統服務價值系數最高，從而使得總體生態系統服務價值增加。從貢獻率上看，2003—2014年，貢獻率最高的是濕地，達到87.6807%，林地、草地等次之。園地貢獻率相對很少，不足0.01%。耕地、園地、林地、草地以及荒漠的貢獻率都在不斷減少，其中林地的貢獻率減少的最多，由84.0726%降低為6.7673%，耕地由3.5051%降低為0.1 1%。

4.由表4可以看出，2003—2014年間寧夏的生態服務價值增加9.2419億元，2003—2008年生態服務價值增加4.706億元，2008—2014年的生態服務價值增加2.9036億元（因2014年寧夏未利用土地面積缺省，所以生態服務價值的增加可能被低估），這主要是因為貢獻率較高的林地面積增加造成的。從對生態系統服務價值貢獻率方面分析，2003—2014年，貢獻率最高的是林地，達到46.5145%，林地、濕地、草地等次之。

5.由表5可以看出，2003—2014年新疆的生態服務價值處于增長趨勢，這11年間新疆的生態服務價值增長了826.1973億元，主因是濕地面積不斷增加。2003--2008年生態服務價值增長了9.3627億元，這主要是林地面積增加導致的。2008—2014年的生態服務價值增長了816.8344億元，這主要因為濕地面積增加引起的。從貢獻率上看，2003—2014年，貢獻率最高的是濕地，達到了97.0556%，林地、草地、園地等次之。荒漠貢獻率相對較少，不足0.03%，且耕地、園地、林地、草地、荒漠的貢獻率都在不斷減少，只有濕地的貢獻率在上升。

（三）西北與全國土地生態系統服務價值比較

青海和新疆的人均生態系統服務價值高于全國和西北五省區整體的人均生態系統服務價值水平，且青海的人均生態系統服務價值最高。主因是青海和新疆地廣人稀。青海的人均生態服務價值高于新疆，原因是青海的人均土地面積大于新疆，而且青海的土地利用結構相比于新疆更為合理。青海的草地資源豐富，且耕地、林地、草地、濕地的生態服務價值都有所上升，但新疆卻存在著較多的未利用地。

西北五省區總體的人均生態服務價值高于全國水平，同時也高于陜西、甘肅及寧夏的人均生態服務價值，主因是青海和新疆的人均生態服務價值大。

甘肅的人均生態服務價值大于寧夏，主因是甘肅人均土地面積大于寧夏，且寧夏草地和濕地的生態服務價值在減少，而甘肅各種土地類型（除未利用地外）的生態服務價值基本都在增長。

陜西省的人均生態服務價值最低，主要是因為陜西人口多，人均土地少，且陜西省耕地和草地的生態服務價值在減少造成的。