我國農業生態系統服務價值時空分布探究

袁 慧

(安徽財經大學經濟學院，安徽蚌埠233000)

十八大以來，“綠水青山就是金山銀山”的理念得到了有效的貫徹落實，十九大報告中進一步明確指出“必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策”，生態文明建設得到越來越大的重視。而農業生態系統作為人類生存發展的基礎，是不可替代的自然資源和自然資產，其不斷地向人們提供生態系統產品和服務，從而形成了人類賴以生存的環境條件和物質基礎。但隨著經濟的不斷發展、城市化進程的加快，工業用地及建設用地的擴張，農業生態系統遭到了不斷地侵占，農業生態系統服務的稀缺性不斷增強，因此，科學評價農業生態系統服務價值成為生態系統資產化管理、生態補償、生態服務有償使用等政策實施的迫切需求。

目前對農業生態系統服務價值的量化存在一定的困難，現有文獻主要從三方面對其進行了討論： Constanza[1]，謝高地等[2]采用單位面積當量因子法對陸地生態系統服務價值進行了動態的評估；劉向華[3]以河南省為例，在修正傳統價值核算方法的基礎上，使用非線性總量模型將核算出的結果匯總得出河南省農業生態系統服務價值；葉延瓊等[4]采用市場價值法、影子價格法、造林成本法、碳稅法與工業制氧法等方法，對廣州市1996年、2000年、2004年與2008年的農業生態系統服務相關價值進行了核算。盡管相關學者已對生態系統服務價值量化進行了一定的研究，然而，現有量化評估方法仍存在不足之處：已有研究大多是以一個地區為例，進行農業生態系統服務價值的評估，不能反映出中國整體的農業生態系統服務的價值，從而不能為相關的政策提供實踐基礎；另外，已有研究所選取的數據范圍較小，僅局限于一個地區一年或幾年的數據，不能真實地反映出該地區的農業生態系統服務價值。為了解決這一問題，本文選取了中國31個省區市2000-2016年的面板數據，從時間和空間的角度分別對中國農業生態系統服務價值進行分析，以求彌補數據不足及地區選取少的缺點。 本文主要采用基于單位面積當量因子的方法，對中國31個省市的農業生態系統服務的價值進行核算，來分析中國現有農業生態系統為社會提供的服務價值，以求能夠為中國自然資產評估和生態補償等提供一定的理論依據與參考。

一、 農業生態系統服務價值評估模型

文章在借鑒已有研究的基礎上，對中國農業生態系統服務價值評估模型進行構建。首先將農業生態系統服務功能劃分為供給、調節、 支持、文化四大類，然后基于當量因子對農業生態系統服務價值進行核算。

(一)農業生態系統服務功能分類

根據Constanza(1997)將生態系統服務功能劃分為調節大氣、調節氣候、干擾調節、水調節、供應水資源、控制侵蝕和保持沉積物、土壤形成、養分循環、廢物處理、傳粉、生物控制、避難所、食物生產、原材料、基因資源、娛樂、文化十七類；MA[5]將生態系統服務分成了四個類別，分別為供給服務、調節服務、支持服務與文化服務，并將其細化為十一種服務功能。結合國內文獻的分類，張貞等[6]依據生態產品和生態服務兩大類將服務功能細化為食物生產、大氣調節、涵養水源、養分循環、土壤保持與調節功能；歐陽志云等[7]將生態系統服務價值分為食物、原材料、能源、調節功能、防護功能、景觀價值、文化價值七類。本文在借鑒已有研究的基礎上，將農業生態系統服務分為供給服務、調節服務、支持服務和文化服務四大類，并進一步細分為食物生產、原材料生產、氣體調節、氣候調節、水文調節、凈化環境、土壤保持、維持生物多樣性和提供美學景觀九種服務功能。

(二)單位面積農業生態服務價值當量核算

單位面積生態服務價值基礎當量表，是指我國各類生態系統單位面積年生態服務價值當量表，反映了各生態系統和各生態服務功能在全年的、全國的平均服務價值。合理確定該當量表，是成功構建能夠反映生態系統服務價值空間差異和年內時間動態變化的動態當量表的前提和依據。

本文在現有生態系統服務價值評價研究的基礎上，根據國內以實物量計算方法為主的生態系統服務價值量評價結果，得到中國2002年、2007年與2010年的農業生態系統服務價值當量因子表(見表1)，其中2010年農業生態系統服務價值當量表在參考謝高地等[8]研究的基礎上，對相關數據進行加權平均得到。本文選取的是中國31個省區市2000-2016年的數據，因而，依據2002年、2007年與2010年三種農業生態系統服務價值當量分別核算出2000-2016年中國農業生態系統服務價值和各省市的農業生態系統服務價值。

表1 中國農業生態系統單位面積生態服務價值當量

(三)農業生態系統服務價值當量因子核算

1個標準單位農業生態系統生態服務價值當量因子(以下簡稱標準當量)是指1公頃全國平均產量的農田每年自然糧食產量的經濟價值。以此當量為參照并結合專家知識可以確定其他生態系統服務的當量因子，其作用在于可以量化不同類型生態系統對生態服務功能的潛在貢獻能力。在實際應用中，特別是在區域尺度上，完全消除人為因素的干擾以準確衡量農田生態系統自然條件下能夠提供的糧食產量的經濟價值存在較大難度。本研究參考謝高地等[9]的處理方法，將單位面積農田生態系統糧食生產的凈利潤作為1個標準當量因子的農業生態系統服務價值量。農田生態系統的糧食產量價值主要依據水稻、小麥和玉米三大糧食主產物計算。

為了消除糧食價格周期性波動對當量因子產生的影響，在借鑒已有研究基礎上[10-11]，結合2000-2016年中國水稻、小面、玉米糧食價格走勢圖(如圖1)，選取五年作為糧食價格的波動周期，對糧食價格每五年取平均值進行計算三種主糧的產值及凈利潤，其計算公式如下：

F=Zr×Pr+Zw×Pw+Zc×Pc

(1)

其中：F表示1個標準當量因子的農業生態系統服務價值量(元/hm2)；Zr、Zw和Zc分別表示全國水稻、小麥和玉米的播種面積占三種作物播種總面積的百分比(%)；Pr、Pw和Pc分別表示全國稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤(元/hm2)。

圖1 2000-2016年三種主糧價格變動趨勢

(四)省際農業生態服務價值動態當量核算

由于不同區域農業生態系統的內部結構和外部形態在不同年份是不斷變化的，因而其生態服務功能和價值也在不斷變化。為了使各個省市計算出的農業生態系統服務價值更加準確，文章構建了時空調節因子、降水調節因子和土壤保持因子來對計算方法進行改進，試圖反映出各省市農業生態系統服務價值在時間和空間上的差異。各省市植被面積占全國平均植被面積的比重作為時空調節因子(Aij)，將各省市年均降水量占全國平均降水量比重作為降水調節因子(Jij)，各省市治理水土流失面積占全國平均治理水土流失面積的比重作為土壤保持調節因子(Tij)，與全國年均生態系統服務價值當量因子表結合，按照公式(2)構建生態服務時空動態變化價值當量表。

(2)

(2)式中Wnij指某種生態系統在第i區第j年第n類生態服務功能的單位面積價值當量因子；Aij指該類生態系統第i地區第j年的時空調節因子；Jij指該類生態系統第i地區第j年的降水時空調節因子；Tij指該類生態系統第i地區第j年的土壤保持時空調節因子；Wn1表示該類生態系統的食物生產、原材料生產、氣體調節、氣候調節、凈化環境、維持養分循環、維持生物多樣性、提供美學景觀服務功能的全國年均單位面積價值當量因子；Wn2表示該類生態系統的水文調節服務功能的全國年均單位面積價值當量因子；Wn3指該類生態系統的土壤保持服務功能的全國年均單位面積價值當量因子。

(五)數據來源

數據來源依據中國2001-2017年統計年鑒、2001-2017年全國農產品成本收益資料匯編、中國環境統計年鑒。由于本文研究的是農業生態系統服務價值，將土地利用類型劃分為森林、草地、農田、濕地四類，選取2000-2016年中國31個省區市的這4種土地利用類型的面積，相關數據來源與各省市統計年鑒及中國統計年鑒。此外，考慮到數據的可得性，本文中上海市農業生態系統的土壤保持價值未經過土壤調節因子的調整。

三、 農業生態系統服務價值結果分析

公式(1)(2)，對中國31個省區市2000-2016年各省市的農業生態系統服務價值進行核算，得出各省市的農業生態系統服務價值，對其變動趨勢進行分析。

(一)全國農業生態系統服務價值的變動

利用公式(1)(2)，結合搜集到的數據，計算出2000-2016年各個年份的F值及中國農業生態系統服務價值，見表2。

從表2可以看出，F值在2002-2003年下降幅度較大，這主要與三種主糧的收益下降、成本上升有關；在2005-2006年，F值增加較大，這主要是由三種主糧的收益增加造成的。此外，無論采用哪一年份的農業生態系統服務價值當量所計算出來的中國農業生態系統服務價值變動趨勢幾乎一致，以2002年的農業生態系統服務價值當量所計算出來的中國農業生態系統服務價值相對于依據2007年和2010年農業生態系統服務價值當量所計算出的中國農業生態系統服務價值來說變動趨勢較平穩。2006-2010年的中國農業生態系統服務價值較高，這主要受三種主糧價格、產量等因素的影響。

表2 2000-2016年F值及中國農業生態系統服務價值(單位：億元)

注：A、B、C分別為以2002年、2007年、2010年農業生態系統服務價值當量計算出中國農業生態系統服務價值

表4 中國人均農業生態系統服務價值(單位：元)

注：A、B、C分別為以2002年、2007年、2010年農業生態系統服務價值當量計算出中國人均農業生態系統服務價值

表3反映了按照三種不同基準口徑計算出的人均農業生態系統服務價值，為了更加直觀地看出人均農業生態系統服務價值的變動趨勢，采用折線圖表示，從圖2可以很直觀地看出中國人均農業生態系統服務價值的變動趨勢，其中2006年與2008年的人均農業生態系統服務價值以2002年為基準和2007年為基準計算的結果一致，表明價值當量變化較小及中國各種土地利用類型也無較大變化。2000-2002年，中國人均農業生態系統服務價值呈緩慢上升趨勢，2002-2004年以2002年為基準計算出的中國農業人均生態系統服務價值呈下降趨勢，而以2007年和2010年為基準計算的人均農業生態系統服務價值呈上升趨勢，這與價值當量變動有關。2004-2006年，以2002年為基準計算的中國人均農業生態系統服務價值幾乎呈直線型上升，這與糧食價格的變動息息相關。以三個標準計算出的中國人均農業生態系統服務價值均于2008年達到最高值，這主要是由當年的三種主糧產量及價格上升造成的。2010年之后，人均農業生態系統服務價值雖在2012年與2014年呈現出增加的態勢，但總體上呈下降趨勢，主要受到三種主糧生產成本增加的影響。

圖2 2000-2016年人均農業生態系統服務價值變動(三種基準口徑)

(二)省際農業生態系統服務價值的時空分布

根據上文中依據三種不同年份的農業生態系統單位面積生態服務價值當量計算出來的中國農業生態系統服務價值，可以看出依據2002年與2010年單位面積服務價值當量計算出來的中國農業生態系統服務價值變化較平穩，且2010年單位面積服務價值當量是在不斷完善之前研究的基礎上得出的，因而，本文選取2010年單位面積生態服務價值當量為基準，對省際農業生態系統服務價值進行計算。

1.省際總量農業生態系統服務價值的時空分布

將所求出的省際2000年、2005年、2010年及2016年農業生態系統服務價值，利用地圖慧2.0軟件進行處理，如圖3。

圖3 分年份農業生態系統服務價值時空分布

依據計算出的各省市農業生態系統服務價值，可將各省市農業生態系統服務價值分為四個等級，其中農業生態系統服務價值大于46 998 660.574萬元的為第一等級，表示農業生態系統服務價值最高；農業生態系統服務價值在14 186 049.760 3～46 998 660.574萬元之間的為第二等級，表示農業生態系統服務價值較高；農業生態系統服務價值在4 179 779.053 5～14 186 049.760 3萬元之間的為第三等級，表示農業生態系統服務價值一般；農業生態系統服務價值低于4 179 779.053 5萬元的為第四等級，表示農業生態系統服務價值較低。從圖a中可以看出2000年農業生態系統服務價值較高的地區有西藏、四川、內蒙古、黑龍江，農業生態系統服務價值較低的地區有北京、天津、中部六省、上海、海南、寧夏、重慶等；2005年農業生態系統服務價值較高的地區有新疆、西藏、青海、四川、云南、內蒙古、黑龍江等，農業生態系統服務價值較低的地區有北京、天津、寧夏、重慶、江蘇、上海、海南等；2010年農業生態系統服務價值較高的地區有新疆、西藏、青海、四川、云南、甘肅、陜西、湖南、江西、廣西、廣東、內蒙古、黑龍江、吉林等，農業生態系統服務價值較低的地區有北京、天津、寧夏、上海、海南等；2016年農業生態系統服務價值較高的有新疆、西藏、四川、云南、內蒙古、黑龍江等，農業生態系統服務價值較低的有北京、天津、寧夏、山西、江蘇、上海、重慶、海南等。2005年各省市農業生態系統服務價值均有所增加，農業生態系統服務價值高于46 998 660.574萬元的地區較2000年增加了新疆、青海、云南3個地區，農業生態系統服務價值低于4 179 779.053 5萬元的地區較2000年減少了山西、河南、山東、安徽4個地區；2010年各省市農業生態系統服務價值均有所增加，農業生態系統服務價值處于第一等級、第二等級的地區均有所增加，同時處于第四等級的地區數量由2005年的7個下降到5個。2016年與2010年相比，處于第一、第二等級的省市數量有所下降，而處于第三、第四等級的省份數量呈增加態勢。

2.省際人均農業生態系統服務價值的時空分布

根據各省份農業生態系統服務價值比上各省份的常住人口數，得出各省市人均農業生態系統服務價值，為了直觀地體現出各省市農業生態系統服務價值在各個年份的變化狀況，本文選取2000年、2005年、2010年及2016年人均農業生態系統服務價值，得出：各省市在2000年時的人均農業生態系統服務價值均較低；到2005年，各省市人均農業生態系統服務價值有所增加；2010年時，各省市人均農業生態系統服務價值有很大的增加；但到了2016年，各省市人均農業生態系統服務價值呈下降趨勢，且下降幅度較大。

(三)農業生態系統服務價值與經濟增長的比較

依據2010年的單位面積農業生態系統服務價值量計算結果與經濟增長進行比較分析。

1.總量指標對比

將中國農業生態系統服務價值與當年GDP進行對比可知(如圖4所示)：在2000-2003年、2005年、2010-2016年，中國農業生態系統服務價值均低于當年GDP，且在2011-2016年間，中國農業生態系統服務價值占當年GDP比重逐年下降，到2016年時，中國農業生態系統服務價值僅為當年GDP的23%。

圖4 中國農業生態系統服務價值占當年GDP比重折線圖

2.人均指標對比

人均農業生態系統服務價值與人均GDP相比較，從表4可以看出中國人均GDP一直呈穩健的上升趨勢，而中國人均農業生態系統服務價值增減幅度較大。在2006-2009年間的人均農業生態系統服務價值較高且高于人均GDP，此時的農業生態系統與經濟發展之間是基本平衡的。然而從2010年開始，中國人均農業生態系統服務價值呈下降趨勢，并且低于人均GDP，2016年人均農業生態系統服務價值僅為人均GDP的23%，表明農業生態系統相對于經濟增長來說具有很大的稀缺性，此時亟須實施保護農業生態系統的策略，提高農業生態系統服務價值。

表4 人均農業生態系統服務價值與人均GDP(單位：元)

四、 討論與政策建議

通過上文對中國農業生態系統服務總價值的核算及分省份農業生態系統服務價值的核算，得出近年來我國農業生態系統服務價值總體上呈上升的趨勢，但仍有部分地區部分年份呈現出下降的態勢，以下通過分析這些存在的問題，提出相應的政策建議。

(一)對中國農業生態系統服務價值變動的討論

農業生態系統服務與人類福祉密切相關，具有很高的潛在價值。雖然很難確定、量化和貨幣化生態系統服務的價值，但在實施生態系統資產化管理、生態補償、生態服務有償使用等政策和措施時，迫切需要充分評價農業生態系統服務價值。文章主要采用單位面積生態系統價值當量因子的方法，利用3個調節因子對省際農業生態系統服務價值進行調節，對中國31個省區市農業生態系統提供的9種生態服務類型價值進行核算，得出相關結果，結合計算出的農業生態系統服務價值進行討論。

北京、天津、上海、海南等地的農業生態系統服務價值較低，處于全國落后水平，這主要與其經濟發展水平有關，北京市作為中國首都，經濟發展水平與城市化率均較高，在發展經濟與推進城市化進程的過程中，占用了大量的土地來進行擴建工廠與建造住房，從而對農業生態系統進行了一些破壞；上海市作為我國首批對外開放的城市，其經濟發展水平遠高于內陸其他省份，加上其耕地面積、森林面積、草地面積較少，而經濟活動較多，這些都影響著上海市農業生態系統服務的價值。西藏、四川、內蒙古、黑龍江等地的農業生態系統服務價值較高，處于全國前列。西藏、內蒙古地區經濟發展水平相對較落后，經濟活動較少，再加上其土地面積較大，人口稀少，又擁有廣袤的草原與森林，這些都有利于農業生態系統服務價值的提高；黑龍江擁有大量的耕地，森林面積也比較大，加上人類對農業生態系統的破壞行為較少，所以其擁有較高的農業生態系統服務價值；四川省處于中國西南部，多丘陵、盆地，地勢起伏較大，加上其森林面積大、耕地面積廣，因而其農業生態系統服務價值較高。

2003年的農業生態系統服務價值忽然下降，且下降趨勢較大，主要是由2003年三種主糧產量下降引起收益下降，同時種植成本上升造成的；在2004年農業生態系統服務價值突然有大幅度的上升，這主要是由于三種主糧的產量有了較大幅度的提高，帶來了收益的增加，同時收益增加趨勢大于成本增加的趨勢；2006-2010年間的農業生態系統服務價值較高，主要由于三種主糧的產量及收益較高，同時生產成本較低造成的；2016年農業生態系統服務價值較低，主要受糧食供給服務價值下降的影響，此外也反映了我國在經濟發展的過程中對生態文明的重視程度還不夠。

(二)提高我國農業生態系統服務價值的政策建議

近年來我國農業生態系統服務價值呈下降趨勢，且其相對于社會經濟價值來說具有很大的稀缺性，這就需要引起政府和社會公眾的重視。

從政府層面來說，針對近年來農業生態系統服務價值持續降低的趨勢，應當積極主動的采取措施，適當減緩城市化進程，降低城區面積擴張的速度，提高將農業用地轉化為工業用地及建設用地的標準，以此來降低農業生態系統在城市化進程中遭到的損害。同時，鼓勵農民發展健康綠色農業，清潔生產，減少化肥農藥等有毒化學產品的使用，可以對實施農業綠色生產的農戶給予一定的補貼，以此來調動農戶進行綠色生產的積極性，達到保護農業生態系統的目的。

從個人層面來說，公民個人應該積極主動地承擔起保護農業生態系統的責任，要清楚地認識到農業生態系統所提供的服務及產品是有限的，不是取之不盡用之不竭的。因而，個人在日常生活中要減少不必要的浪費，在農業生產中要注重綠色健康。

針對區域間農業生態系統服務價值相差較大的問題，各地政府應結合自身實際，制定符合本地區提高農業生態系統服務價值的措施。農業生態系統服務價值低的地區可向農業生態系統服務價值高的地區學習經驗，力求做到除了自然因素造成的農業生態系統服務價值低無法改變之外，其他一切阻礙農業生態系統服務價值提高的因素都得到有效解決。力爭降低區域之間農業生態系統服務的差距，使我國農業生態系統服務價值得到提高。