區域生態系統服務價值的評估研究
——以湖南省為例

聶國卿，易志華

(湖南商學院，湖南 長沙 410205)

生態環境系統是人類社會生存與發展的物質基礎，與生產活動的可持續性和生活質量的高低息息相關。進入工業社會以來，由于各國對自然資源開發利用的進程空前提速，生態環境系統的平衡功能面臨著越來越嚴峻的來自全球經濟規模迅速擴張的挑戰，生態系統服務價值及其穩定性也開始受到學界越來越多的關注。然而，盡管馬克思與恩格斯的經典理論中對自然生態環境在人類社會文明演進中的重要作用早就做了深刻的闡述，西方主流經濟學理論也從稀缺性的角度對自然資源的價值做了基礎層面的解釋。但是，迄今為止，生態環境系統的功能價值并沒有在人類社會的經濟活動實踐中像“一般商品”那樣能在市場定價機制中得到充分的體現。這樣一個不爭的事實客觀上導致了人類在開發利用自然資源的過程中不可避免地出現“過度和濫用”的傾向，進而使生態環境系統的自我平衡與服務功能遭到日益嚴重的破壞。而要從根本上扭轉這種趨勢，就必須從根本上改變目前這種生態環境資源“無價”可循的模糊狀態，運用更加科學合理的定價方法來“量化還原”其真實價值，使經濟發展與生態環境資源的開發利用能真正有機統一，實現良性與可持續的相互促進與協調統一。基于上述背景，本文在借鑒目前已有的有關生態系統服務價值評估方法文獻的基礎上，選擇湖南省這一特定區域作為實證研究對象，對區域生態系統的服務功能價值進行量化評估探討，并對研究結論的理論與實踐意義進行闡述。

一、文獻回顧

生態系統服務價值是指生態系統服務能滿足人類的需求，為人類帶來效用的價值，生態系統可以分為多種類型，不同類型的服務價值不盡相同。人類進入工業社會以來，隨著經濟發展過程中生態系統服務功能退化的現象越來越突出，學界對生態系統服務價值的關注及其價值評估的研究也越來越多(陳萬旭等，2019；管青春等，2019；趙苗苗等，2017；趙同謙，2014)[1][2][3][4]，扼要闡述如下：

一是關于生態系統服務功能的研究。生態系統服務價值的研究首先是建立在關于生態系統服務功能的研究基礎之上的，較早可以追溯到1949年，Leopold提出了生態系統有人類無法替代的功能觀點。1970年，《人類對全球環境的影響報告》中的第一次提到了與生態系統服務功能相近的環境服務功能的概念，此后經過多位學者的拓展和發展被綜合概括為以下含義：由生態系統提供的、在生態過程中所形成的能夠滿足和維持人類生活所需要的條件和效用[5]。隨后一些學者對全球生態系統服務功能、全球環境功能等展開了學理研究，譬如，霍爾登等人較早分析了生物多樣性的消失對生態系統的服務功能產生直接影響的問題[6][7]。在對生態功能研究的基礎上，20世紀90年代后期開始，越來越多的學者開始研究生態系統服務價值，研究內容主要涉及生態系統服務功能的概念、評估方法、不同類型生態系統的服務功能差異以及區域的生態系統服務價值等[8][9][10]。

二是關于生態系統服務價值分類的研究。國內外關于生態系統服務價值分類的研究有多年的歷史，其中運用最廣泛的是Costanza等人的研究成果，他將生態服務價值分為氣體調節、氣候調節、水調節、土壤形成、營養循環、廢物處理、食物生產、休閑娛樂、文化娛樂等17種類型。但由于Costanza等人的分類主要是基于全球的尺度，直接運用到我國的生態服務價值評估中存在一些不足，有較大的偏差。2003年，國內學者謝高地在結合我國生態系統特征的基礎上，通過對200位具有生態背景的科研學者進行問卷調查后，將生態服務類型主要概括為四種，每種類型又分為九個二級類型。然而，將謝高地的方法直接用于區域生態系統服務價值評價時，容易出現空間異質性以及不能準確反映社會經濟水平差異形成的問題，從而導致結果的失真。

三是關于生態系統服務價值評估的研究。生態系統服務價值評估是將生態系統服務功能貨幣化的過程，通常可分為使用價值和非使用價值兩部分[11]。其中，使用價值又包括直接使用價值和間接使用價值，非使用價值包括存在價值等[4]。生態系統服務價值的評價方法大體可以分為兩類：定性評價方法和定量評價方法。定性廉政價方法的核心是設定科學的指標體系，對不同的生態系統的服務價值進行比較。定量方法主要包括，直接市場法、替代市場法和模擬評價市場法等[12]。由于生態系統的復雜性，不同的評價方法存在不同的優缺點，如直接市場法，可以將生態系統的服務價值貨幣化，準確性非常高，但是由于很多生態服務價值不存在完全的、直接的市場表現，因此很難用貨幣進行衡量。而替代市場法和模擬市場法雖然便于操作，但受主觀因素的影響很大，可能導致評價結果的偏差[13][14]。

本文接下來的研究將選擇從省域層面入手，在借鑒Costanza和謝高地[15][16][17]研究方法的基礎上，根據湖南省的具體情況對生態系統服務價值當量進行了修正，更加科學地評估了湖南省的生態系統服務價值，為制定各類生態補償費用標準等研究提供更加合理的依據。同時綜合比較各評估方法的特征，本文擬選取評價方法的原則為：直接市場法優先，直接市場法無法進行時，選擇替代市場法或模擬市場法替代。

二、研究對象的基本概況

湖南省位于我國東南地區，長江的中游南岸，是連接東南和西北的重要橋梁地帶。近年來，湖南省城鎮化進程發展迅速，但生態服務功能出現逐步退化的不良趨勢。在生態文明建設的大背景下，選擇以湖南為例證開展區域生態系統服務價值評價的研究典型意義比較突出。湖南省地處東經108°47′～114°15′、北緯24°38′～30°08′，東西直線距離最寬667千米，南北直線距離最長774千米，總面積21.18萬平方千米，占全國國土面積的2.2%，居全國各省區市第10位、中部第1位。因其大部分區域處于洞庭湖以南而得名“湖南”。湖南屬于大陸性亞熱帶季風濕潤氣候，各地年平均氣溫一般為16℃～19℃，省內河流眾多，河網密布，水系發達，5千米以上的河流有5341條。全域范圍內以山地和丘陵地貌為主，合占總面積的66.62%。截至2016年底，湖南省耕地面積414.88萬公頃，約占全國耕地總面積的3.1%;林地面積1221.03萬公頃，約占全國林地總面積的4.8%;牧草地面積47.48萬公頃，約占全國牧草地總面積的0.22%。土地資源總量豐富，類型齊全，這為湖南因地制宜地發展農業、林業、牧業、漁業等生產，提供了有利條件。下面擬對湖南省的生態服務價值進行總體評估。

三、研究方法

(一)數據來源

本文的數據主要來源于三大部分：①單位面積生態系統服務當量通過文獻查詢獲取；②各價值系數估算所用數據來自《湖南省統計年鑒2018》等；③其他數據來自實地調研。

(二)評價體系

結合湖南省的生態特征，通過參考文獻，根據土地的利用類型，綜合科學性和可操作性，擬將湖南省生態系統分為三類：耕地生態系統、林地生態系統和水域生態系統。

在綜合Costanza(1977)和謝高地(2008，2010，2015)的研究成果的基礎上，根據湖南省生態系統結構及土地利用特點，將生態系統服務類型分為：供給服務、調節服務、支持服務、文化服務、特殊服務5個一級類型；食物及原材料生產、氣體調節、氣候調節、水文調節、廢物處理、 保持土壤、維持生物多樣性、提供美學景觀等8個二級類型。

表1生態系統類型

生態系統類型生態系統類型一級類型二級類型耕地生態系統林地生態系統供給服務調節服務支持服務文化服務食物及原材料生產、氣候調節、氣體調節、水文調節、廢物處理、保持土壤、維持生物多樣性、提供美學景觀水域生態系統供給服務調節服務支持服務文化服務食物及原材料生產、氣候調節、水文調節、廢物處理、保持土壤、維持生物多樣性、提供美學景觀

(三)評價方法

生態服務價值評估的最大困難在于生態服務價值不存在完全、直接的市場表現，難以用貨幣直接計量來表示其內在價值。而對于替代市場法和模擬市場法，由于人為主觀因素的影響較大，評估的結果與實際難免有一定程度的偏差。本文在評估方法的選擇上，遵循以下原則：直接市場法優先，替代市場法次之，模擬市場法最后。具體而言，有直接市場價值的生態服務用平均單位面積產值來計算其價值系數，即單位面積生態服務價值;有替代市場價值的生態服務用其替代的單位面積價值來計算其價值系數；沒有直接市場價值與替代市場價值的生態服務用模擬市場法來計算其價值系數。

(四)價值系數估算

按照前文表中確定的湖南省生態服務價值評估方法體系，分別對食物及原材料生產、氣體調節、氣候調節、水文調節、廢物處理、保持土壤、維持生物多樣性、提供美學景觀等生態服務類型的價值系數進行估算。

1.食物及原材料生產價值系數

食物及原材料生產價值系數的計算公式為：

其中，1/7為在沒有人力投入的情況下，自然生態系統提供的服務價值占經濟價值的比重。

根據《湖南省統計年鑒2018》，2017年湖南省農業、林業、漁業總產值分別為：2381.0億元、241.2億元和285.7億元。湖南省耕地、林地、水域生態系統的面積分別為：414.87萬公頃、1221.03萬公頃、167.04萬公頃。可計算得出湖南省耕地、林地和水域生態系統的價值系數分別為：8198.78元/公頃、282.20元/公頃和2443.38元/公頃。

2.氣候調節價值系數

氣候調節價值系數借鑒謝高地(2008)的當量因子表，湖南省一個當量因子的價格利用模擬市場法進行計算。

本研究將生態系統生產的凈利潤看作該生態系統所提供的生態價值，將單位面積農田生態系統糧食生產的凈利潤當作1個標準當量因子的生態系統服務價值量。具體到湖南省，根據湖南省2017年糧食平均產量為6136.9萬噸，2017年全國的糧食平均收購價格為2.76元/千克，假設在沒有人力投入的自然生態系統提供的經濟價值是現有單位面積農田提供的食物生產服務經濟價值的1/7，可算出湖南一個當量因子的價格為5831.55元/公頃。

根據謝高地等的生態服務價值當量表，耕地生態系統、林地生態系統、水域生態系統氣候調節的當量分別為：0.57、5.7、2.29，可估算得出湖南耕地生態系統、林地生態系統、水域生態系統氣候調節價值系數分別為：3323.98元/公頃、33239.84元/公頃、13354.25元/公頃。

3.氣體調節價值系數

使用替代市場法估算氣體調節系數，公式為：

V氣候調節=V釋氧+V固碳=1.63×NPP×Pa+1.19×NPP×Pb

其中，1.63為1克干物質可固定的二氧化碳的量，1.19為1克干物質可釋放氧氣的量，NPP為自然植被的凈初級生產力，Pa為固碳成本，Pb為制氧成本。

(1)耕地系統。NPP的取值參考何勇等(2005)[18]的研究，作物NPP值為541.00克/(米2·年),Pa采用造林成本法，湖南取值為1744.00元/tC,Pb取值為400.00元/噸。經核算得，湖南省耕地生態系統氣體調節的價值系數為1795.43元/公頃。

(2)林地生態系統。NPP的取值參考何勇等(2005)的研究，各類植被NPP取值如下：

Pa、Pb取值同耕地系統。經核算得：湖南省林地生態系統氣體調節的價值系數為19891.81元/公頃。

4.水文調節價值系數

利用替代市場法進行估算，公式為：

V水文調節=Qc×Pc

其中，Qc為涵養水源的量，Pc為水庫蓄水成本。

(1)耕地生態系統。

Qc的取值參考陳曉燕(2004)[19]，取值為250.00mm，Pc的取值為0.67元/噸(水庫蓄水成本)，估算得到耕地生態系統價值系數為418.75元/公頃。

(2)林地生態系統。Qc的取值參考余新曉等(2002)的研究，按照湖南省多年平均降水量1554.55毫米減去林區蒸散量得到，林區蒸散量取年降水量的60%，Pc的取值同耕地生態系統，估算得到其價值系數為4166.19元/公頃。

(3)水域生態系統。根據謝高地等(2008)的生態服務價值當量表，水域生態系統水文調節的當量為102.24，湖南省一個當量因子的價格為5831.55元/公頃(前文已計算)，估算得到其價值系數為596217.67元/公頃。

5.廢物處理價值系數

廢物處理包括吸收二氧化碳、凈化氮氧化物和消除粉塵。各價值系數利用替代市場法和模擬市場法進行估算，公式為：

Vi=Qi×Pi

其中，i取值1、2、3，分別代表吸收二氧化碳、凈化氮氧化物和消除粉塵，Qi為i的量，Pi為i的成本。

(1)耕地生態系統。Q1、Q2、Q3的取值分別為：45千克/(公頃·年)、33千克/(公頃·年)和1500千克/(公頃·年)，P1、P2、P3的取值為1.20元/千克、0.63元/千克和0.15元/千克①。最終，湖南省耕地生態系統廢物處理的價值系數為299.79元/公頃。

(2)林地生態系統。其中，關于Q1的取值，針葉林年吸收二氧化硫215.6千克/(公頃·年)，闊葉林年吸收二氧化 硫88.65千克/(公頃·年)，針闊混交林按兩者平均值計算；Q2取值12000千克/(公頃·年)②；Pi的取值同耕地生態系統。得到湖南省耕地、林地生態系統廢物處理的價值系數分別為：299.79元/公頃、1898.90元/公頃。

(3)水域生態系統。根據謝高地等(2008)的生態服務價值當量表，水域生態系統廢物處理的當量為5.55，湖南省一個當量因子的價格為5831.55元/公頃，估算得到其價值系數分別為32365.10元/公頃。

表2湖南省各類植被凈初級生產力

植被類型NPP[克/(米2·年)]面積比重(%)常綠闊葉林688.0057.14常綠闊葉混交林599.0019.06落葉闊葉林530.009.52竹林354.009.52針闊葉混交林434.004.76

6.保持土壤價值系數

根據謝高地等(2008)的生態服務價值當量表，耕地、林地、水域生態系統保持土壤的當量分別取1.03、3.74、0.93，湖南省一個當量因子的價格為5831.55元/公頃，估算得到湖南省耕地、林地、水域生態系統保持土壤的價值系數分別為6006.50元/公頃、21809.99元/公頃、5423.34元/公頃。

7.維持生物多樣性價值系數

根據謝高地等(2008)的生態服務價值當量表，耕地、林地、水域生態系統維持生物多樣性的當量分別為0.21、2.12、2.55，湖南省一個當量因子的價格為5831.55元/公頃。估算得到湖南省耕地、林地、水域生態系統維持生物多樣性的價值系數分別為1224.63元/公頃、12362.89元/公頃、14870.45元/公頃。

8.提供美學景觀價值系數

借鑒謝高地的當量因子表(謝高地，2008)和湖南省一個當量因子的價格，利用模擬市場法進行計算。

根據謝高地等(2008)的生態服務價值當量表，耕地、林地、水域生態系統提供美學景觀的當量分別為0.09、0.93、1.89，湖南省一個當量因子的價格為5831.55元/公頃，估算得到湖南省耕地、林地、水域生態系統維持生物多樣性的價值系數分別為524.84元/公頃、5423.34元/公頃、11021.63元/公頃。

四、研究結果及其應用價值

根據湖南省不同土地利用類型生態服務價值系數表，結合2017年湖南省土地利用面積，計算出了湖南省各類生態系統的服務價值和各項生態服務的服務價值。最終結果如表3所示。

表3湖南省生態系統單位面積生態服務價值

元/公頃·年

研究結果表明：湖南省各種生態系統2017年提供總服務價值量為2.43萬億元。就生態系統而言，林地生態系統提供的總服務價值最高，為1.21萬億元，占總價值的49.79%；其次是水域生態系統提供的服務價值，為1.13萬億元，占總價值的46.5%；耕地系統提供的總服務價值最低，為0.09萬億元，占比3.71%。就生態系統服務類別而言，水文調節服務價值最高，占75.42%，氣候調節服務占6.27%，廢物處理服務占4.34%。經對湖南省人均生態服務價值和人均GDP進行對比發現，2017年中國人均生態價值量為3.54萬元，人均GDP為5.06萬元。總體而言，湖南省人均 GDP 和人均生態服務價值接近1∶1.5，這表明湖南省生態系統服務價值相對全省社會經濟總價值而言，具有高度的稀缺性，尤其在經濟和人口密集的區域，這種相對稀缺性更為突出。

本文以湖南省為例對區域生態環境功能服務價值的量化評估研究在以下方面具有重要的應用價值：一是給各地經濟發展過程中所付出的生態環境代價提供了一個操作性強的統計判斷依據，有利于從根本上遏制不符合經濟高質量發展要求的粗放式增長方式的延續。譬如，每隔若干年對當地生態環境系統服務功能價值的變化進行統計分析，就可以基本判斷出該段時期內該地經濟發展方式是否對生態環境系統造成了重大損害。二是可以給各地在經濟發展過程中的環境治理提供更精準的指導和支持，從根本上提升生態環境治理的效率與實際效果。譬如，通過對某地區生態建設工程的生態效益進行合理評估，并與治理投入的總成本相比較，就能更加精準的判斷出該地區的環境治理成效大小的問題。三是對推進全國范圍內的生態環境協調治理具有重要的實踐價值。由于生態環境系統的整體性和各地行政區劃分割性之間的矛盾，跨區域生態環境問題頻繁發生，那么如何在解決跨區域生態環境治理方面的利益矛盾沖突，就必須對不同地區在經濟發展與生態環境建設等方面的利益得失進行比較客觀合理的統計計算，在此基礎上才可以制定相應的符合公平與效率原則的區域間生態補償機制[20]，避免生態補償實踐中的盲目和無序現象，實現多贏。四是對推進湖南的生態環境治理具有較強的現實指導意義。本文綜合運用各種方法對湖南生態服務價值進行了科學的評估，將為湖南省制定各類生態補償費用標準提供合理依據，有利于推進湖南省生態環境治理過程中的生態補償機制的盡快建立與完善。最后，雖然本文只是選擇了一個特定的時間階段對一個特定的研究對象對區域生態環境系統服務價值進行量化評價，但基本研究方法與范式還可以在更大區域和更廣范圍與更深深度上做進一步的拓展。

注 釋：

①Qi參考《北京地區不同農田類型及種植模式的生態系統服務價值評估》；Pi參考《森林生態系統服務功能評估規范》。

②Q1Q2參考《中國可持續發展林業戰略研究總論》(2002年)。