貴港市生態系統服務價值與土地生態安全協調性評價

陳雨欣,陸汝成,周興

(南寧師范大學 自然資源與測繪學院，廣西 南寧 530001)

1 引言

生態系統服務價值是人類直接或者間接從生態系統中獲得的各種利益，它是衡量一個區域生態環境和自然環境狀況優劣的重要指標。土地生態系統安全程度反映了社會政治經濟、人類各種活動對土地生態系統的影響程度。土地生態系統的安全直接影響到生態系統服務價值，二者相輔相成，交互影響。生態系統服務價值和土地生態安全之間的協調度反映著該區域的自然環境條件的好壞程度，兩者之間的協調性越高，則該區域的自然環境條件越好，反之越差。貴港市近年來被國家列為智慧城市的試點城市，自國家進入快速發展時期，貴港市的經濟得到快速發展，然而，社會經濟發展可能會對貴港市的土地安全和生態系統造成不利影響。因此，為了解貴港市生態系統和土地安全情況，本文的研究主要從時空上對貴港市進行研究，分析貴港市生態系統服務價值與土地生態安全水平之間的協調性，目的是為貴港市的發展與生態環境的協調發展提供一些可行性依據。

2 研究區概況

2.1 區位特征

貴港市位于廣西的東南部，地處北緯22°39′～24°2′，東經109°11′～110°39′，處于廣西山字形構造帶前弧，地勢為西北高東南低，東北部地處大瑤山山脈西南冀，東南部地處十萬大山山脈西北冀，地形地貌是典型的喀斯特地貌。

2.2 自然生態環境

貴港市行政轄區面積1060234.27 hm2,土地資源種類豐富并且利用結構復雜；所屬亞熱帶季風氣候，四季分明。森林覆蓋率較高，達到46.9%，有“國家森林城市”之美譽；擁有10個AAAA級景區，是廣西重要的旅游勝地和重點發展的桂東南歷史文化宗教名勝旅游中心。

2.3 土地利用現狀

全市土地總面積1060234.27 hm2，其中農用地面積891373.97 hm2，占土地總面積的84.05%；建設用地面積78247.83 hm2，占土地總面積的7.38%；未利用土地面積90921.80 hm2，占土地總面積的8.57%。截至2019年底，耕地面積為319100 hm2，人均耕地面積為0.057 hm2，耕地面積占廣西耕地總面積的7.29%，是廣西重要的商品糧、蔗糖、林業、水果和禽畜水產生產基地，素有廣西“魚米之鄉”的美譽。

2.4 社會經濟

“十三五”期間規模以上工業總產值全區排名從2015年的第十位躍升為2019年的第五位，2019年全市農林牧漁業總產值318.66億元，糧食總產量143.98萬t。建成區面積83.26 km2,人口560萬，城鎮化率50%。貴港市2019年全年實現國內生產總值(GDP)1169.88億元，社會經濟得到快速發展。

3 數據來源與研究方法

3.1 數據來源

文中研究所需數據主要來源于2009～2019年《廣西統計年鑒》《貴港市統計年鑒》《貴港市環境質量狀況公報》《貴港市國民經濟和社會發展統計公報》。

3.2 研究方法

3.2.1 指標體系與權重

從生態系統服務價值與土地生態安全兩個方面構建指標體系。在生態服務價值方面，本文綜合貴港市經濟、生態等各方面狀況，用市場價格法、機會成本法、費用支出法、替代成本法等基本方法求取貴港市生態服務價值，并根據當地發展和環境狀況，分別選取直接經濟價值、間接經濟價值、生態環境價值作為一級指標，選取食物生產、旅游價值等共9個指標作為二級指標，根據二級指標展開選取11個服務價值指標作為三級指標。在土地生態安全方面，因土地生態安全會對社會狀況(人口發展情況、城鎮化進程等)、經濟發展、環境生態的各方面都會造成影響，故本文結合貴港市當地的社會狀況、環境生態、經濟狀況等各方面情況加以選取指標從而嚴謹構建出貴港市土地生態安全水平的16個指標，構成了貴港市土地生態安全水平評價指標體系。

首先，采用極差標準化處理數據。其次，采用熵值法確定權重。熵權法是一種比較客觀的確定權重的方法，可有效避免人為因素的影響，具有較強的客觀性(表1)。

表1 生態系統服務價值與土地生態安全評價指標體系

3.2.2 綜合評分

結合指標標準化值與權重系數，求得貴港市土地生態安全綜合指數，測算采用如下公式：

(1)

式(1)中：L代表土地生態安全綜合指數；n代表指標的總的數量；Wi代表第i項指標的權重；Pi代表第i項指標的標準化值。

3.2.3 耦合協調模型

采用一種協調度模型對土地生態安全水平和生態系統服務價值之間的協調度進行測算和分析。在該計算的方法中，主要利用公式的離差來衡量此協調度的大小，該離差越大，其協調度就會越低[14]，則計算公式如下：

C=[G×E×[(G×E)/2]-2]2

(2)

式(2)中，C為協調度；G為生態系統服務價值標準化后的值；E為土地生態安全水平標準化后的值。

3.2.4 評價標準

3.2.4.1 土地生態安全水平評價

土地生態安全指數能夠客觀地反映一個區域的土地的生態安全的程度高低，按照土地生態安全的權重和標準化值確定好土地生態安全指數后，可對土地生態安全指數進行分類劃定，依據貴港市的生態安全指數的高低，人為設置幾個等級斷點，可以將整個貴港市的區域生態安全劃分為低(0～0.2]、較低(0.2～0.4]、中(0.4～0.6]、較高(0.6～0.8]、高(0.8～1]5個等別來劃分，如表2所示。

表2 貴港市土地生態安全指數評價分級

3.2.4.2 協調度類型劃分

若最終生態系統服務價值與土地生態安全兩者的協調度值在0～1區間，并且協調度的值越接近于1，則表示貴港市的生態系統服務的價值與土地生態安全的水平就會越協調發展，反之就會越不協調。依據此，可以采取等間距法將協調度劃分為嚴重失調等級(0.00～0.20)、中度失調等級[0.20～0.40)、勉強協調等級 [0.40～0.60)、中度協調等級 [0.60～0.80)以及良好協調等級 [0.80～1.00)，為5個協調度等級。

4 結果與分析

4.1 土地生態安全評價

進行土地生態安全綜合指數的計算，因原始數據在單位上仍然存在差異，為使各指標的權重的結果更加精確，本研究采用如下公式對貴港市16項指標的原始數據進行標準化處理。

正向指標：i′ =(1-A)+A× (Xi-Xmin)/(Ximin-Ximax)

(3)

負向指標：i′ =(1-A)+A× (Ximax-Xi)/(Ximax-Ximin)

(4)

式(3)、(4)中：i'為標準化后的結果值；Xi為原始數據；Ximax為第i項指標的最大值，Ximin為第i項指標最小值，為避免0值產生的誤差，引入A，則A取值0.9。

根據各指標的權重與各指標的標準化值，進行指數的計算，最后土地生態安全指數如表3所示。

表3 貴港市土地生態安全指數

計算了貴港市2009、2015、2019年的生態安全指數以后，可看到十年的變化如圖1所示。

圖1 2009～2019年貴港市土地生態安全指數

根據分級表(表2)和土地生態安全指數圖(圖1)，貴港市的土地生態安全總體上這3年都處于中等水平，即處于臨界安全的狀態，貴港市土地生態安全雖可能受到一些人為因素的影響，但生態功能和結構還是相對完整的，同時也會存在一定的生態壓力。

從總體上看，貴港市的土地生態安全發展趨勢比較穩定，其中，社會狀況指數和環境生態指數對貴港市的土地生態安全的指數影響較大，社會經濟的發展和環境生態問題都會影響土地生態的安全。土地生態安全水平的提高，代表著人類對貴港市土地生態環境強度和干擾程度逐漸降低。貴港市是現代農業加快發展的城市，經濟發展也離不開現代農業，加之貴港市森林覆蓋率高，所以在土地生態安全方面仍然屬于一個相對安全的狀態，但是從2015～2019年間貴港市土地生態安全又呈現一個小幅度的下滑，說明要注意提高土地生態安全，預防社會發展帶來的環境污染問題。

4.2 生態服務價值評價

經基本求取生態系統服務價值公式，結合貴港市生態系統的實際狀況，可得貴港市服務價值表(表4)。

表4 2009～2019年貴港市生態系統服務價值

根據相應的統計數據的獲取和上述相應的計算公式，貴港市生態系統服務價值結果如表5所示。

表5 貴港市生態系統服務價值

從該服務價值結果表中可知，貴港市的生態系統服務價值在這10年間呈現上升趨勢，間接經濟價值在10年間的變化從供給占比為中等躍升為供給第一，直接經濟價值的供給也逐年上升。從2015年底，貴港文化藝術中心主體工程開始動工，到2019年貴港榮獲“2019中國(區域)最具投資營商價值城市”，貴港市經濟的發展直接帶動了生態系統服務價值的提高，直接和間接經濟價值呈現逐年升高趨勢，而生態環境價值呈現降低又升高趨勢，貴港市的生態環境狀況需注意穩定和提高。

4.2.1 貴港市直接經濟價值結果分析

貴港市2009年生態系統直接經濟價值為181.11億元，然而，其中糧食的供給價值是最高的，占比39.47%，其次是油料37.19%，漁業供給價值占比6.99%，水果5.6%，甘蔗3.9%，木材3.89%，覃塘毛尖茶3%。

2015年生態系統直接經濟價值為450.83億元，然而，其中木材的供給價值是最高的，達到了33.18%，其次是油料28.85%，糧食16.98%，漁業8.8%，覃塘毛尖茶6.1%，水果3.7%，甘蔗2.4%。

2019年的生態系統直接經濟價值為1318.57億元，其中漁業的供給價值是最高的，達到了42.89%，其次是木材26.69%，油料的供給為15.69%，水果價值4.07%，稻谷6.78%，覃塘毛尖茶2.92%，甘蔗供給價值是最低的，其占比只有0.96%。

這10年間貴港市直接經濟價值服務供給情況如圖2所示。

圖2 貴港市2009～2019年直接經濟價值各類型服務供給

這十年貴港市的直接經濟服務價值主要來源是油料、漁業、木材以及稻谷糧食所提供的服務價值。這與貴港市獨特的地理優勢有關，貴港市作為廣西的一個重要門戶，它的農業、木材業、水力、礦產、旅游資源十分豐富，且盛產桂圓、菠蘿蜜等水果和覃塘毛尖茶、桂油等油料作物，貴港的香米等稻谷糧食是地方獨有的特產優勢。所以這幾大生產優勢組成了貴港市直接經濟價值服務的主力軍，貴港市農用地占比最高，農林漁業等發展的方面可以繼續保持。

4.2.2 貴港市間接經濟價值結果分析

貴港市2009年生態系統間接經濟價值為721.48億元，其中生物多樣性的供給價值是最高的，達到了76.82%；其次是旅游的供給價值，為17.98%；污水的供給價值最低，為5.2%。

貴港市2015年生態系統間接經濟價值為1096.74億元，其中生物多樣性的供給價值是最高的，達到了74.13%；其次是旅游的供給價值，為22.20%；污水的供給價值最低，為3.66%。

貴港市2019年的生態系統間接經濟價值為2006.25億元，其中生物多樣性的供給價值是最高的，達到了71.47%，其次是旅游的供給價值，為26.28%；污水的供給價值最低，為2.25%。其結果如圖3所示。

圖3 貴港市間接經濟價值服務供給

貴港市的生物多樣性供給價值在10年間呈現均居于首位，旅游價值供給在中等水平，污水處理價值的供給最低。因貴港市森林覆蓋率較高，使得貴港市的生物多樣性供給價值最高，貴港站的通車使得貴港市交通便利，吸引更多投資商，與此同時貴港市擁有10個國家AAAA級景區和旅游景點，吸引外來游客，經濟逐漸向好，但與此同時污水處理方面的價值卻最低，需注意提高污水處理能力，避免因經濟的發展而帶來的生態環境的破壞。

4.2.3 貴港市生態環境價值結果分析

貴港市2009年的生態系統的生態環境價值為943.5億元，其中凈化大氣的供給價值是61.84%；其次是防治病蟲災害價值，為34.47%；保持土壤肥力價值供給為2.58%；防止土壤侵蝕供給為0.68%；農田防護服務價值最低，僅有0.42%。

貴港市2015年的生態系統生態環境價值為722.99億元，其中凈化大氣價值服務的供給是50.66%，其次是防治病蟲災害價值，為44.53%；保持土壤肥力價值供給為3.32%；防止土壤侵蝕供給為0.87%；農田防護服務價值最低，僅有0.59%。

貴港市2019年的生態系統生態環境價值為956.97億元，其中凈化大氣價值服務的供給是61.84%，其次是防治病蟲災害價值，為34.47%；保持土壤肥力價值供給為2.59%；防止土壤侵蝕供給為0.68%；農田防護服務價值最低，僅有0.42%。如圖4所示。

圖4 貴港市生態環境價值服務供給

從圖4中，可見貴港市凈化大氣的供給在首位，且維持在一個穩定的范圍，防治病蟲災害服務也相對較高，但保肥價值和農田防護服務價值卻較低，這與貴港市森林覆蓋率較高和重視農業方面有關，貴港的現代農業得到快速發展，但是在發展過程中可能為了防治病蟲災害而使用過多的農藥化肥所導致，所以要從根本上保護環境和農業的發展，需要減少農田污染，加之貴港市森林覆蓋率高，也為凈化大氣服務價值做了貢獻。

4.3 耦合協調分析

根據上述協調度模型公式，綜合貴港市生態服務價值標準化后的值與土地生態安全綜合分值可以計算出兩者的協調度，2009年的協調度為0.60，2015年的協調度為0.42，2019年的協調度為0.43，且該協調度發展趨勢如圖5所示。

圖5 2009～2019年貴港市生態系統服務價值與土地生態安全協調度

根據2009～2019年貴港市生態系統服務價值與土地生態安全協調度，貴港市生態系統服務價值與土地生態安全協調度呈現下降的趨勢，且2009年的協調度在中度協調等級 [0.60～0.80)，而2015年和2019年的協調度均在勉強協調等級 [0.40～0.60)。總體上隨著社會經濟的發展，貴港市的土地生態安全與生態系統服務價值之間的協調度呈現下滑趨勢，該區域的生態狀況并不那么理想。

建成貴港站后，經濟發展得以提高，使貴港市加大投入在公共設施和房地產業以吸引外資，旅游業的發展相對忽略了污水處理能力，從而相對忽略了生態環境問題，貴港市的土地生態安全與生態系統服務價值之間的協調度日益下降，土地生態問題使得生態系統服務價值隨之降低。

5 結論與建議

5.1 結論

2009～2019年間，根據貴港市的發展歷程來看，在土地環境和生態環境方面的治理重視程度呈現下降趨勢，而2015年為貴港市的一個轉折年份，文化體育中心也開始投入和使用，與此同時，經濟的快速發展讓貴港市的房地產業也快速發展起來，2019年就進入了提速發展的階段，所以可能有大量的優質農用地被建設用地占用，生態安全問題也日益突出。

從貴港的生態系統服務價值和土地生態安全水平之間的協調度來看，貴港市的一些地方存在重污水處理廠建設、輕截污管網建設問題進度嚴重滯后，政府解決“一些工業園區污水處理配套基礎設施建設進度慢，工業集中區污水管網及廢水集中處理設施建設緩慢”問題，未按要求推進；縣級生活垃圾填埋場滲濾液治理不到位，存在超標排放甚至偷排至外環境的情況，問題未按要求推進。

5.2 建議

5.2.1 發揮木材、水果和油料及糧食制品優勢，在發展旅游業同時進行污染整治，重視農業發展

發展貴港當地的木材優勢和獨特的水果、油料及糧食制品來推動當地的經濟發展，同時也要充分考慮資源環境承載力和生態系統健康問題，開發強度不宜過高。再者因貴港市交通便利，旅游服務價值逐年上升，而處理污水服務價值相對于旅游的供給卻比較低，這是環境和經濟發展不協調的表現，貴港市處于上升的發展階段，更要重視對土地生態問題的解決，在發展旅游業的同時也要守著貴港市的綠水青山，加大污染治理力度，同時調整產業結構，對有污染的企業進行整治。

5.2.2 貫徹落實環境保護的各種相關法律法規，強化節能環保意識，繼續保持“國家森林城市”美譽

社會經濟因素是影響土地生態安全水平和生態系統服務價值的重要因素，實行最嚴格的基本農田保護制度，緩解土地承載力的壓力，進一步貫徹落實環境保護的各種相關法律法規，強化節能環保意識，讓公眾一起參與到節能減排的行動中來，減少環境和大氣的污染，保持森林覆蓋率不降低，同時還要降低破壞耕地和土地安全環境的農藥化肥等化學用品在農用地的使用，可以通過施用有機肥來代替傳統肥料，更好地防止土地污染。

5.2.3 對有污染的產業結構進行調整，堅定地守護貴港市的耕地紅線

貴港市應當對有污染的產業進行調整，排放有害污水的企業應進一步加大執法監察力度，盡快完成企業轉型，發展可持續的污水排放處理，建設生態宜居的貴港市，可同時吸引外資。貴港市人多地少，應該首先保證糧食安全，繼續保持貴港的耕地量不減少，堅定地守護貴港市的耕地紅線，堅持基本農田保護政策。

5.2.4 保護生態環境和土地不被濫占濫用，提高土地利用效率

中等協調和勉強協調是貴港市土地生態安全和生態系統服務價值之間協調度的主要類型。2019年和2015年以勉強協調為主，2009年以中度協調為主。隨著時間的增加，兩者之間協調度也有所下降，因此貴港市應貫徹落實“綠水青山就是金山銀山”理念，在經濟快速發展的同時也要保護好生態環境，防止土地亂占濫用現象，提高土地利用效率。