基于生態系統服務價值的隴東黃土高原生態補償研究

妙旭華 趙曉冏

［關鍵詞］ 生態系統；服務價值；生態補償；水土保持；服務功能；隴東黃土高原

［摘 要］ 生態補償對平衡重要生態功能區社會經濟發展與維護生態系統服務功能具有重要作用。隴東黃土高原位于國家重要生態功能區黃土丘陵溝壑區，是黃河上游地區水土流失重點保護和治理區。運用生態系統服務價值當量因子法，計算2000—2020年隴東黃土高原生態系統服務價值，并以此為基礎計算隴東黃土高原9個縣生態補償額度和生態補償優先級。結果表明：①隴東黃土高原生態系統以農田和草原為主，農田生態系統面積在2000—2010年下降顯著；②2020年隴東黃土高原生態系統服務價值達到1 458.72億元，相比于2000年增加了93.82億元，其中局地氣候調節、生物多樣性保護、土壤保持服務價值較高，草地、農田和灌叢的生態服務價值占生態系統服務價值的90%以上；③隴東黃土高原9個縣生態補償額度達86.03億元，生態補償資金分配應優先考慮環縣，其次是華池縣、會寧縣。

［中圖分類號］ X321? ［文獻標識碼］ A? ［文章編號］ 1000－0941（2023）05－0061－05

隨著工業化、城鎮化的發展，區域社會經濟發展和生態環境保護之間的矛盾日益加重，為緩解這種矛盾，國家提出生態補償制度，通過經濟手段調節區域之間的相關利益問題，是區域生態環境治理的重要抓手，也是生態文明制度體系建設不可或缺的內容[1]，對平衡重要生態功能區社會經濟發展與生態系統服務功能維護具有重要作用。近年來，生態補償制度方面的研究不斷增加，研究對象主要針對森林（公益林）[2-3]、草原[4-5]、濕地[6-7]、耕地[8-10]等單一生態系統類型，研究區域集中在流域[4，11]、自然保護地[12-13]等，目前對重要生態功能區的生態補償研究較少，尤其是針對地處西部、經濟落后、資源能源富集的重要生態功能區的生態補償研究數量較少。運用較多的研究方法主要包括市場價值法[11-12]、條件價值法[14-15]、生態足跡法[16-17]等，目前尚未形成一個廣泛認可的系統性方法。

隴東黃土高原位于國家重要生態功能區黃土丘陵溝壑區，具有重要的水土保持功能，是黃河上游地區水土流失重點保護和治理區，也是黃河中游地區泥沙的主要匯入區，對黃河流域生態保護和高質量發展具有重要意義[18]。過去幾十年中，在資源能源開發和自然條件驅動下，隴東黃土高原水土流失和植被破壞嚴重。近年來，雖然國家和甘肅省在該區域推行了生態補償試點工作，但生態補償機制并沒有得到真正建立和廣泛實施，仍存在生態補償利益相關方責任劃分不明確、補償標準均一化等問題。本研究以隴東黃土高原為研究區，采用生態服務價值當量因子法，系統評估2000—2020年的生態系統服務價值，并以此為基礎測算2020年隴東黃土高原不同縣區的生態補償額度，量化縣區生態補償的優先程度，以期為黃土高原及甘肅省生態補償政策制定和補償資金分配提供支撐。

1 研究區概況

隴東黃土高原屬黃河流域上游地區，位于甘肅省東南部，主要涉及白銀市會寧縣，定西市通渭縣，天水市張家川回族自治縣，慶陽市慶城縣、鎮原縣、環縣、華池縣，平涼市莊浪縣、靜寧縣，總面積約3.3萬km2，約占甘肅省國土面積的7.68%。研究區屬溫帶半濕潤半干旱氣候區，降水量偏少且降雨集中，植被覆蓋度低，水土流失極為嚴重，是黃河及其支流中泥沙的主要來源區之一。因自然條件差，農業生產方式粗放，故產出水平不高。

2 研究數據及方法

2.1 研究數據

（1）生態系統類型數據。隴東黃土高原生態系統類型數據年份分別為2000年、2010年、2020年。其中2000年和2010年生態系統類型數據來源于地理空間數據云。根據實際情況和研究需要，將生態系統類型整合為7個一級類（森林、灌叢、草原、濕地、耕地、城鎮、荒漠），14個二級類（落葉闊葉林、落葉針葉林、針闊混交林、落葉闊葉灌叢、草原、稀疏草地、草本沼澤、水庫/坑塘、河流、旱地、園地、城市綠地、城鎮、裸地）。2020年生態系統類型數據通過人工目視解譯獲得。為保證數據的一致性，以2010年生態系統類型數據為基礎，將2020年夏季Landsat 8遙感影像作為底圖，進行影像拼接、幾何校正、裁剪等數據預處理后，以14個二級類為分類標準，采用目視解譯的方法，識別出2020年生態系統類型相比于2010年發生變化的區域；對于識別中不確定的區域，主要參考2020年GlobeLand 30地表覆蓋數據和高分系列遙感影像，解譯得到2020年生態系統類型數據，其解譯總體精度達到87%，符合研究要求。

（2）統計數據。2000—2020年社會經濟和糧食產量數據主要來源于《中國統計年鑒》《甘肅省統計年鑒》《甘肅省調查年鑒》《全國農產品成本收益資料匯編》《甘肅省第二次全國農業普查資料匯編》《甘肅省農村年鑒》。

2.2 研究方法

2.2.1 生態系統服務價值

基于實際情況，確定了隴東黃土高原主要的生態系統服務功能包括農作物供給、牲畜供給、淡水供給、局地氣候調節、空氣質量調節、地下水補給、土壤保持、防風固沙、水質凈化、生物多樣性保護和娛樂美學價值共11種生態系統服務功能。

3 結果與分析

3.1 隴東黃土高原生態系統類型

隴東黃土高原生態系統類型以農田為主，其面積占比達到50%以上，廣泛分布在西片區以及東片區的西北部一帶；其次為草地生態系統，其面積占比接近40%，主要分布在會寧縣的北部、環縣和華池縣；濕地、城鎮和荒漠生態系統類型的面積較小，其面積占比不到1%；森林和灌叢生態系統集中分布在華池縣東南部、張家川縣和莊浪縣的東部一帶（見圖1）。2000—2020年森林、農田、荒漠生態系統面積均有不同程度減少，其中農田生態系統面積在2000—2010年下降顯著，這與2000年開始隴東黃土高原實施大規模退耕還林還草有關；灌叢、草地、濕地、城鎮生態系統面積有不同程度的增加（見表1）。

3.2 隴東黃土高原生態系統服務價值

隴東黃土高原生態系統服務價值在2000年、2010年、2020年分別為1 364.90、1 443.00、1 458.72億元，呈增加趨勢，20年間增加了93.82億元，且2000—2010年生態系統服務價值增加量高于2010—2020年（見表2）。生態系統服務價值以局地氣候調節、生物多樣性保護、土壤保持、水質凈化、空氣質量調節為主，地下水補給、牲畜供給、淡水供給服務價值相對較少。2000—2020年，農作物供給和防風固沙的服務價值呈減少趨勢，分別減少了6.71億、0.36億元；其他生態系統服務價值均有不同程度的增加，其中生物多樣性保護、局地氣候調節的服務價值增加最多，分別增加了35.44億、25.67億元。淡水供給和防風固沙的服務價值在2000—2010年減少，而在2010—2020年增加。

草原和農田生態系統的服務價值較高，是隴東黃土高原生態系統服務價值的主要貢獻者，而濕地、荒漠、城鎮生態系統類型的服務價值較少（見表3）。2000—2020年雖然隴東黃土高原生態系統服務價值量呈增加趨勢，但是森林、農田、荒漠生態系統類型的服務價值呈減少趨勢，分別減少了27.01億、17.16億和0.66億元；其余生態系統類型的服務價值呈增加趨勢，其中草原、灌叢生態系統的服務價值增加較多，分別為101.71億、30.29億元，濕地和城鎮生態系統的服務價值增加較少，分別為2.91億、3.73億元。森林、灌叢、草原、農田生態系統的服務價值變化主要集中在2000—2010年，在2010—2020年變化較少；而荒漠生態系統的服務價值在2000—2010年增加，在2010—2020年減少。

華池縣、環縣和會寧縣的生態系統服務價值較高，隴東黃土高原重要生態功能區高價值區（＞200萬元）主要分布在華池縣、張家川回族自治縣東部和莊浪縣東部，與森林生態系統的空間分布具有一致性，這些區域分布有林區和自然保護區。2000年高價值區（＞200萬元）的分布面積為1 825.5 km2，到2020年增加至1 956.00 km2，增加區域主要分布在華池縣。低價值區（＜50萬元）主要分布在通渭縣、靜寧縣、會寧縣南部、莊浪縣中西部和張家川回族自治縣中西部，呈連片分布特征，這些區域多為農田生態系統。2000年低價值區（＜50萬元）的分布面積為6 969.50 km2，到2020年減少至4 685.50 km2，減少的區域主要分布在通渭縣、靜寧縣，這些區域近年來實施退耕還林還草工程，有效提升了生態系統服務功能（見圖2）。

3.3 隴東黃土高原各縣區生態補償

2020年隴東黃土高原納入生態補償的生態系統服務價值為1 216.86億元，以草地和農田生態系統為主，這兩類生態系統是研究區進行生態補償的核心。2020年隴東黃土高原9個縣生態補償額度和生態補償優先級見表4。隴東黃土高原生態補償實際額度達到86.03億元，其中：環縣補償額度最高，達到29.79億元，占總補償額度的34.63%；其次為華池縣，補償額度為20.56億元，占總補償額度的23.90%；靜寧縣補償額度最低，為1.44億元，占總補償額度的1.67%。從生態補償額度占當年GDP的比例來看，總體上占比均較低，均未超過30%。其中，環縣補償額度占GDP的比例最大，達到27.17%，而靜寧縣補償額度占GDP比例最小，僅為1.87%。9個縣生態補償優先級為：環縣（3.34）＞華池縣（2.73）＞會寧縣（2.38）＞張家川回族自治縣（1.98）＞鎮原縣（1.39）＞慶城縣（1.34）＞通渭縣（0.88）＞莊浪縣（0.73）＞靜寧縣（0.57）。9個縣生態補償優先級平均值為1.70，只有環縣、華池縣、會寧縣、張家川回族自治縣超過了平均值，而通渭縣、莊浪縣、靜寧縣的生態補償優先級低于1，當生態補償資金不足時，生態補償資金分配應優先考慮環縣，其次是華池縣、會寧縣，最后是張家川回族自治縣、鎮原縣和慶城縣。

4 結 論

（1）隴東黃土高原生態系統類型以農田為主，其面積占隴東黃土高原總面積的50%以上；其次為草地生態系統，其面積占比接近40%；濕地、城鎮和荒漠生態系統類型的面積較小，其面積占比不到1%。2000—2020年森林、農田、荒漠生態系統面積均有不同程度減少，其中農田生態系統面積在2000—2010年下降顯著，灌叢、草地、濕地、城鎮生態系統面積有不同程度的增加。

（2）2020年隴東黃土高原生態系統服務價值達到1 458.72億元，相比于2000年增加了93.82億元，且2000—2010年生態系統服務價值增加量高于2010—2020年。其中，局地氣候調節、生物多樣性保護、土壤保持、水質凈化、空氣質量調節服務價值較高，地下水補給、牲畜供給、淡水供給服務價值較少。2000—2020年，農作物供給和防風固沙的服務價值減少，其他生態系統服務價值均有不同程度的增加，其中生物多樣性保護、局地氣候調節的服務價值增加最多。

（3）草原、農田和灌叢的生態服務價值占生態系統服務價值的90%以上。草原和農田生態系統的服務價值量較高，是隴東黃土高原生態系統服務價值的主要貢獻者，而濕地、荒漠、城鎮生態系統類型的服務價值量較少。2000—2020年森林、農田、荒漠生態系統的服務價值減少，其余生態系統的服務價值增加，其中草原、灌叢生態系統的服務價值增加較多。

（4）華池縣、環縣和會寧縣的生態系統服務價值較高，生態系統服務高價值區主要分布在華池縣、張家川回族自治縣東部和莊浪縣東部，與森林生態系統分布具有一致性；通渭縣和靜寧縣的生態系統服務價值較低，生態系統服務低價值區主要分布在會寧縣南部和莊浪縣中西部。

（5）隴東黃土高原9個縣生態補償實際額度達86.03億元，其中，環縣補償額度最高，其次是華池縣，靜寧縣補償額度最低；依照計算得到的9個縣生態補償優先級，當生態補償資金不足時資金分配應優先考慮環縣，其次是華池縣、會寧縣，最后是張家川回族自治縣、鎮原縣和慶城縣，通渭縣、莊浪縣、靜寧縣的生態補償優先級低于1，可暫緩考慮。

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［作者簡介］ 妙旭華（1971—），女，甘肅蘭州人，正高級工程師，學士，主要從事環境規劃管理工作；通信作者趙曉冏（1986—），男，甘肅武威人，正高級工程師，博士，主要從事生態環境遙感工作。

［收稿日期］ 2022-06-06

（責任編輯 李佳星）