國家重點功能區轉移支付對生態系統格局變化的縣域對比分析

李 影,李寶林,,*,祁佳麗,袁燁城,蔣育昊,劉 巖,劉海江

1 中國科學院地理科學與資源研究所 資源與環境信息系統國家重點實驗室, 北京 100101

2 中國科學院大學, 北京 100049

3 中國環境監測總站, 北京 100012

4 國家環境保護青藏高原生態環境監測與評估重點實驗室, 西寧 810007

為保障國家生態安全,2008年7月原環境保護部與中國科學院聯合發布了《全國生態功能區劃》[1],2010年國務院發布了《全國主體功能區規劃》[2],明確了國家重點生態功能區承擔著水源涵養、水土保持、防風固沙和生物多樣性維護等重要生態功能。由于國家重點生態功能區發展受限,中央財政開始以一般性轉移支付的方式對國家重點生態功能區縣級政府進行生態補償[3]。轉移支付政策2008年開始試點,2009年財政部印發了《國家重點生態功能區轉移支付(試點)辦法》,2010年轉移支付政策開始正式實施。截止到2020年,中央財政已累計下達轉移支付資金6035.5億元。評估國家重點功能區財政轉移支付的生態保護成效,對國家生態環境保護與修復決策具有重要意義[4—5]。

當前研究主要從重點生態功能區轉移支付制度入手,通過理論分析對相關制度和政策存在的問題進行定性分析研究,并提出改進設想[6—9]。在實施效果的評估方面,國外對生態轉移支付實施效果的評估主要圍繞實施效率、生態效益、成本效益等方面展開[10—12],我國則主要集中在對生態環境質量改善方面的評估,但著重于區域個案研究,如侯鵬等以海南島熱帶雨林為研究區,以生態系統格局、植被長勢和服務功能為研究內容,探討了該重點生態功能區生態系統變化和保護成效[13]；徐鴻翔和張文彬以陜西省33個國家重點生態功能區為研究對象,研究了生態補償轉移支付與生態環境質量的關系,并發現轉移支付顯著促進了生態環境質量的改善[14]；李國平等以陜西省國家重點生態功能區為例,也發現轉移支付對生態環境質量具有正向促進作用[15]；談曉雯以浙江省為例,通過測算工業污染的生態環境指數,構建了浙江省生態轉移支付環境保護效應模型[16]；繆小林和趙一心利用2006—2016年省級數據發現轉移支付總體上改善了以水質為代表的生態環境質量[17]。除生態環境質量評估外,馬博賽提出在生態轉移支付資金績效審計時應從生態效益、經濟效益和社會效益三個角度進行考慮[18]；郭瑋等選取了生態環境、經濟發展等方面的相關指標,對目前我國各省生態補償的轉移支付效果進行了評價[19]；李國平等通過益本分析,評價了國家重點生態功能區轉移支付的效果[20]。總體而言,目前國家重點功能區財政轉移支付成效評估仍是以生態保護成效評估為主,且多對某一地區生態轉移支付效果評價進行探索。盡管中央層面財政轉移支付實施的基本行政單元為縣域,但目前仍缺少對全國縣域層面的重點功能區中央財政轉移支付對生態環境改善效果的評估。

生態系統格局反映了生態系統自身的空間分布規律和各類生態系統之間的空間關系,也決定著區域生態質量、生態系統服務功能整體狀況和空間差異[21—22],其動態變化過程影響著陸地表層物質循環與生命過程[23],反映了不同生態系統類型的演變趨向和幅度。國家重點功能區中央財政轉移支付屬一般性財政轉移,目的在于補償由于生態環境保護所造成的經濟發展損失,主要用于改善民生而不是直接用于生態環境保護具體項目[20],它通過間接途徑來影響區域經濟發展與生態環境保護政策實施。生態系統類型變化是反映經濟發展與生態保護效果最直接的指標之一,因此可以通過生態系統格局變化來反映國家重點功能區財政轉移支付的生態保護成效[24]。我國現有對陸地生態系統格局的研究工作主要集中在全國尺度與區域尺度,例如在國家尺度,劉紀遠等[23, 25]對1995—2000年土地利用變化特征和空間分布規律、2000—2005年土地利用變化的空間格局與驅動因素等進行了研究；在區域尺度,靳川平等研究了20世紀80年代末期—2015年我國國家級自然保護區土地利用格局及變化[26],諸多學者對70年代中后期—2015年三江源地區生態系統的空間格局及空間結構動態變化規律等進行了研究[27—36],此外部分學者對1980s—2005年內蒙古草原[37—40]、1980s—2008年黃土高原地區[41]及部分小尺度地區[42—45]的土地利用變化特征、過程及驅動力等也進行了系統分析。然而,當前缺少中央財政轉移支付實施后針對國家重點功能區的生態系統格局變化研究,從生態系統格局變化角度評估國家財政轉移支付效果的研究工作更為鮮見。因此,本文以國家重點生態功能區轉移支付縣域為調查和評估對象,基于多期遙感解譯的土地利用/土地覆被數據,對國家正式實施財政轉移支付政策以來,國家重點生態功能區生態系統格局及其變化進行評估,旨在為國家重點生態功能區管理決策提供科學依據。

1 數據和研究方法

1.1 研究區概況

《全國主體功能區劃規劃》在全國劃定了防風固沙、水土保持、水源涵養和生物多樣性維護四種類型和25個生態功能區,包括436個縣域,覆蓋國土面積近386萬km2。2008年中央財政開始設立國家重點生態功能區轉移支付,對位于國家重點生態功能區的縣(市、區)給予一般性轉移支付資金。按照財政部制定的《中央對地方國家重點生態功能區轉移支付辦法》,轉移支付對象包括以下三類:①《全國主體功能區規劃》中限制開發的國家重點生態功能區所屬縣(包括縣級市、市轄區、旗等)；②國務院批準的青海三江源自然保護區等生態功能重要區域所屬縣；③《全國主體功能區規劃》中的禁止開發區域。2009年轉移支付縣域有372個,到2019年轉移支付縣域數量為818個,國家重點生態功能區轉移支付縣個數與轉移支付金額詳見表1[46—47]。因此本文研究區為2019年818個轉移支付縣域,涉及到北京、天津、河北、山西、內蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、浙江、安徽、福建、江西、山東、河南、湖北、湖南、廣東、廣西、海南、重慶、四川、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆29個省份及新疆生產建設兵團(圖1)。

圖1 2019年國家重點生態功能區轉移支付縣域分布Fig.1 Distribution of key ecological function area in 2019

表1 國家重點生態功能區轉移支付縣個數與轉移支付金額Table 1 The number of counties and the amount of transfer payment for the national key ecological function area

1.2 數據及來源

本文的生態類型監測數據來源于國家生態環境監測網絡每年例行開展的土地利用/土地覆被數據集。遙感影像主要使用中巴資源衛星、美國陸地資源衛星Landsat、環境衛星以及高分衛星等中高分遙感數據,通過人工目視解譯獲得每年度覆蓋我國陸域的生態類型數據,每年度數據提取是在上一年矢量數據基礎上,基于當年度統一處理好的全國衛星遙感影像,提取地表生態類型發生變化的圖斑,然后對變化圖斑進行現場核查確定變化類型。土地利用/覆蓋數據主要包括耕地、林地、草地、水域、城鄉工礦居民用地以及未利用地等6大類26小類。本文選用了2011、2016和2019年三期數據進行國家重點功能區生態系統格局變化分析:2011年代表轉移支付政策開始實施時的國家重點生態功能區生態格局狀況；2019年表示政策實施近十年的生態格局狀況。

1.3 評估方法

1.3.1生態系統格局評價

重點生態功能區生態系統格局及其變化評估主要采用生態系統構成及其變化和生態系統結構變化及類型轉換兩類指標。生態系統構成及其變化包括生態系統面積、生態系統構成比例、生態系統類型面積變化率等3個指標；生態系統結構變化及類型轉化主要包括生態系統類型變化方向、生態系統類型綜合動態度和土地覆被轉類指數3個指標,各指標含義與計算方法詳見表2。

表2 評價指標計算方法及參數說明Table 2 Calculation methods of indicators and description of parameters

由于2019年使用了空間分辨率較高的高分遙感數據(其他年份為中分遙感數據),解譯時圖斑較其他年份更為詳細,因此在進行生態系統類型變化評估時,得到的結果有些可能是由于數據空間分辨率不同造成的偽變化。本文假定這種偽變化導致的包容性錯誤與忽略性錯誤存在概率大體一致,在生態系統格局變化分析時側重分析生態系統構成及其變化,在分析生態系統結構變化及類型轉化時,重點討論與分析扣除相互轉化類型后的凈變化結果。

1.3.2是否接受轉移支付縣域對比分析

轉移支付效果評估主要采用對比分析納入和未納入轉移支付范圍縣域的生態格局變化,從空間和時間兩個維度進行對比分析,評價指標詳見表2。空間對比法通過比較已納入轉移支付的典型縣域與其周邊自然條件相似但未納入轉移支付縣域的生態系統格局主要指標,從而判斷享受財政轉移支付政策縣域是否生態質量改善更為明顯；時間對比法是從重點功能區縣域中選擇部分后享受國家重點生態功能區財政轉移支付的縣域,比較享受轉移支付前后生態系統格局變化,以確定獲得財政轉移支付是否有利于這些縣域生態質量的改善。在進行享受轉移支付前后縣域生態格局狀況對比分析時,需要有盡可能多的縣域樣本,同時接受轉移支付前后時間段都要盡量長以保證能夠體現生態格局的變化。由于2017年新納入轉移支付縣域較多,時間也大體處在總時段的中間位置,時間對比法主要對這些縣域進行對比分析,未享受到財政轉移支付時段設定為2011—2016年,2016—2019年設定為享受財政轉移支付時段。由于國家重點功能區轉移支付在各縣域的實施年份不一致,為避免實施年份差異對生態格局變化分析結果產生影響,在進行空間差異對比分析時,選取的獲得轉移支付縣域均從2011年開始獲得支持；在進行時間差異比較時,選取的縣域均從2017年開始接受轉移支付。

2 研究結果

2.1 生態系統格局變化

2019年國家重點生態功能區林地、草地、耕地、水域、建設用地和未利用地面積分別為1.35×106、1.53×106、5.16×105、1.37×105、4.37×104km2和1.27×106km2(表3)。占所有轉移支付縣域總面積比例最大的三種生態系統類型為草地(31.6%)、林地(27.8%)和未利用地(26.2%),可以看出國家重點生態功能區主要以自然生態系統為主。人為活動影響相對較小,耕地和建設用地分別占總面積的10.6%和0.9%,大大低于全國平均水平(2019年全國耕地、建設用地占比約為18.92%和3.14%),反映了國家重點生態功能區作為國家生態屏障區的重要地位。

在生態空間中,2011—2019年林地和草地面積減少,而水域面積增加。林地和草地分別減少了1417.2 km2和2549.0 km2,各減少了0.11%和0.17%；水域面積則增加了1444.5 km2,增加了1.07%；未利用土地面積減少了3374.1 km2,減少了0.26%。在人工和半人工生態系統中,建設用地增加最為突出,2019年比2011年面積增加了5424.4 km2,增加了14.18%,超過了林地和草地減少的總量；耕地增加也較為明顯,增加了459.4 km2,增加了0.09%(表3)。

表3 2011—2019年重點生態功能區生態系統類型總體狀況Table 3 The overall status of ecosystem types for key ecological function area from 2011 to 2019

從生態系統類型變化來看,耕地主要轉出為林地、草地和建設用地,主要轉入來源為林地、草地和未利用地；林地主要轉出為耕地和草地,林地主要轉入來源也為耕地、草地；草地主要轉入來源為林地、未利用地和耕地,草地主要轉出為林地、未利用地與耕地；水域主要轉出為草地、林地,水域主要轉入來源為草地、未利用地和林地；建設用地主要轉入來源為耕地、林地和草地(表4)。

表4 2011—2019年重點生態功能區生態系統類型變化轉移矩陣Table 4 The ecosystem type transfer matrix of key ecological function area from 2011 to 2019

2011—2019年間,國家重點生態功能區生態系統人為活動仍然較為強烈,共有1.1×105km2生態系統類型發生了變化(一級分類),占轉移支付縣域總面積的2.33%。在四種功能類型中,水土保持區人為擾動最強,生態系統綜合變化率為5.36%；其次為生物多樣性保護區和水源涵養區,綜合變化率分別為3.15%和2.34%；防風固沙區擾動相對較小,綜合變化率為1.13%(表5)。

2011—2019年國家重點生態功能區生態質量狀況總體好轉,生態系統功能向好的方向發展,土地覆被轉類指數為3.85%。其中防風固沙區轉好最為明顯,生態系統轉類指數為5.77%；其次為水源涵養區和水土保持區,轉類指數分別為4.23%和1.15%；生物多樣性保護區則有所變差,轉類指數為-0.77%(表5)。

表5 2011—2019生態系統動態度與生態系統動態類型相互轉化強度Table 5 The ecosystem change and transformation intensity from 2011 to 2019

2.2 是否接受轉移支付縣域對比分析

從2011—2016年的空間橫向比較來看,轉移支付縣域生態質量總體好轉,非轉移支付縣域生態質量總體變差,轉移支付縣域土地覆被轉類指數為2.28%,而后者為-3.36%。2011—2016年轉移支付縣域耕地減少0.01%,非轉移支付縣域耕地則增加了0.03%；林地雖然都有所減少,但轉移支付縣域減少了0.23%,非財政轉移支付縣域減少0.41%,減少速率后者為前者的近2倍；建設用地雖然都有明顯增加,但轉移支付區域增加了10.01%,非轉移支付區域則增加14.51%,增加速率后者為前者的1.5倍(表6)。

從2011—2019年的時間縱向比較來看,接受財政轉移支付前各縣域生態質量總體變差,在接受財政轉移支付后縣域生態質量總體變好。享受財政轉移支付前土地覆被轉類指數為-3.35%,而獲得后為1.70%。林地在獲得財政轉移支付前每年減少0.08%,獲得后則每年減少0.04%,前者是后者的2倍；水域在獲得財政轉移支付前每年減少0.30%,獲得后則每年增加0.08%；建設用地在獲得財政轉移支付前每年增加2.90%,獲得后每年只增加了1.23%,前者是后者的2.4倍(表6)。

表6 轉移支付對典型縣域生態系統類型變化率影響的空間橫向和時間縱向比較Table 6 The effects of transfer payment on the change rate of ecosystem types in typical county area were compared in space and time

3 討論

3.1 管控目標并未得到切實落實

2011—2019年國家重點功能區轉移支付政策取得了積極的生態保護成效,相關研究成果也表明,在海南島中部山區[13]、陜西省秦巴山區[14—15, 44]、福建省南嶺山地[48]等地的國家重點功能區,國家財政轉移支付對國家重點生態功能區縣域生態環境質量改善具有促進作用。但同時也需注意,重點功能區土地開發強度未得到有效控制,建設用地占比雖然很低,但是增幅顯著,擠占了大量生態空間。與《全國主體功能區規劃》對國家重點生態功能區提出的“要限制大規模高強度工業化和城鎮化開發,形成點狀開發、面上保護的空間格局,有效控制區域開發強度,保持有大片開敞生態空間”的管控要求、保護目標仍有較大差距。黨的十八大以來,黨中央高度重視生態文明建設,加強生態環境保護,構建了生態文明制度體系的四梁八柱,諸如中共中央辦公廳、國務院辦公廳于2017年2月7日印發了《關于劃定并嚴守生態保護紅線的若干意見》[49],明確指出在2020年年底前全面完成全國生態保護紅線劃定,勘界定標,基本建立生態保護紅線制度,國土生態空間得到優化和有效保護。在國務院2017年02月04日印發的《全國國土規劃綱要(2016—2030年)》國發〔2017〕3號[50]中,明確嚴格“三線”管控,劃定城鎮、農業、生態空間,嚴格落實用途管制。因此,迫切需要貫徹落實國土空間管控政策,建立國家重點生態功能區空間開發保護格局,不斷擴大生態空間,嚴格控制開發強度,實現國家重點功能區的各項管控目標。

3.2 生態保護與經濟發展的矛盾依然突出

重點生態功能區作為限制開發區,修復生態和保護環境為其首要任務,提供生態產品為其主要目標。然而目前生態保護工程給予的補貼數額偏低,且缺乏連續性。即使中央財政每年以財政轉移支付形式對國家重點功能區縣域進行生態補償,與實施生態保護工程帶來的地方財政收入減少、后續地方投入增加以及經濟發展機會的喪失等問題相比,國家給予的補貼與財政轉移支付數量仍然偏少[51]。如果不從根本上解決區域經濟發展問題,重點生態功能區的生態保護工作很難持續。

目前國家重點生態功能區生態環境保護資金主要來源于中央縱向資金支持,無法有效地反映省際間由生態效益或成本外溢形成的橫向生態補償關系,因此可以考慮建立以生態補償為導向的省際間橫向轉移支付制度,由中央政府相關職能部門牽頭或組織進行,具體方式可以采取對口支援等形式[51—52]。依據各生態功能區資源稟賦的差異,積極發展生態農業、生態林業、生態旅游業；積極開發生態標志產品,從自身產業發展中得到一定的經濟發展機會。充分重視生態旅游,將其作為生態服務價值實現的一種重要產業和途徑,甚至在一些地區可將其作為支柱產業。對于生態環境極度脆弱、基本不適合人類生存的地方,可采取生態移民措施,將這些地區居民遷入到基礎設施、生產生活條件、市場、產業培訓等條件優越的地區,從而保證國家重點生態功能區生態保護與恢復的可持續性[52—53]。

3.3 生態保護與恢復科學決策亟待加強

國家重點生態功能區分布范圍廣,生態功能類型多樣,地區自然與人文條件千差萬別,然而目前還尚未形成統一的、針對不同區域、不同類型、不同退化程度的生態修復基本理論方法與技術體系,且生態保護只能分散林業、農業、國土、環保等多個部門,部門間條塊分割問題突出,在生態保護與修復工作中常出現片面強調某種生態恢復措施的情況,有些甚至違背了基本的生態規律,出現了不該出現的過度保護現象[54—56]。因此,需要建立較為詳細的重點功能區生態系統區劃與規劃方案,并基于不同生態區對自然生態系統結構和功能時空變化的生態學機制進行研究,認知全球變化和強烈人類活動影響背景下的自然生態系統的動態演化過程、空間格局形成和變化機制,從而掌握生態系統及其結構和功能的時間變化動力學機制和空間格局形成的生物地理學機制[52, 57]。依據生態系統退化特征及其恢復機理,建立國家跨部門統一實施的不同生態區人為因素定向調控生態系統技術方法體系。

4 結論

本文基于多期遙感解譯的土地利用/土地覆被數據,對國家重點生態功能區轉移支付政策實施以來區域生態系統格局及其變化進行了評估。研究結果表明,國家重點生態功能區生態質量狀況整體好轉,2011—2019年土地覆被轉類指數為3.85%。享受轉移支付政策后各縣域生態質量改善明顯,從2011—2016年的空間橫向比較來看,轉移支付縣域土地覆被轉類指數為2.28%,非轉移支付縣域為-3.36%；從2011—2019時間上縱向比較來看,各縣域享受轉移支付前土地覆被轉類指數為-3.35%,而享受后為1.70%。與此同時,近十年國家重點生態功能區人為活動仍然較為強烈,研究時段內(2011—2019)建設用地增加了14.2%,林草等生態空間還有所減少,國家重點生態功能區的管控目標并未得到切實落實。今后要加強國家重點生態功能區空間格局管控,有效處理生態保護與經濟發展矛盾,制訂科學生態保護與修復政策,嚴格控制開發強度,解決不斷擴大的生態空間等國家重點功能區生態保護亟待解決的問題。