劉祥鑫，蒲春玲，劉志有，閆志明，穆飛翔

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引言

耕地資源是國家糧食安全的重要保障，是地球生命系統(tǒng)中最重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，具有食物生產(chǎn)、氣候調(diào)節(jié)、空間承載、景觀優(yōu)化、生態(tài)服務(wù)等多種功能和價(jià)值[1-2]。但是工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)對耕地非農(nóng)化利用往往僅考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值補(bǔ)償和部分社會價(jià)值補(bǔ)償，而忽視耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償。近年來，隨著人口壓力增大、耕地資源逐年減少及區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化，有關(guān)生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償?shù)难芯坎粩嘣龆?。如賴敏等[3]從草地退化方面對青海三江源區(qū)生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償額度的測算方法進(jìn)行了探討； 馬愛慧等[4]基于問卷調(diào)查從選擇實(shí)驗(yàn)法視角研究了耕地生態(tài)補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)利益主體對生態(tài)補(bǔ)償政策的接受程度和可能的反應(yīng)； 劉春臘[5]、余光輝[6]、孫能利[7]等基于生態(tài)價(jià)值當(dāng)量通過模型構(gòu)建對耕地生態(tài)補(bǔ)償尺度進(jìn)行了測算； 謝高地等[8]通過模型運(yùn)算和地理信息空間分析等改進(jìn)了基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值方法； 張銳[9]、吳大放[10]、唐秀美[11]等在界定耕地生態(tài)安全內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系模型對我國耕地生態(tài)安全進(jìn)行了評價(jià)。以往研究對推動耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償理論的發(fā)展具有積極作用，但對西北干旱區(qū)和多民族區(qū)域進(jìn)行耕地生態(tài)價(jià)值量化的研究甚少。鑒于此，文章以新疆14個地州市為例，將其耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相結(jié)合，分別通過耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值、耕地生態(tài)承載力、耕地生態(tài)足跡、生態(tài)超載指數(shù)及耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償量化等模型的構(gòu)建，測算各地州市的耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償量，為新疆各地州市制定耕地生態(tài)補(bǔ)償政策提供參考，并對西北干旱區(qū)耕地資源生態(tài)價(jià)值的量化方法進(jìn)行了補(bǔ)充和深入。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

新疆維吾爾自治區(qū)(簡稱新疆)位于中國西北邊陲、亞歐大陸腹地，地處73°40′E～96°18′E和34°25′N～48°10′N之間，是“一帶一路”經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)。轄區(qū)總面積為166.31萬km2，共包括4個地級市、5個地區(qū)、5個自治州，新疆是一個多民族聚居的區(qū)域，共有47個民族成分，其中世居民族有漢族、維吾爾族、哈薩克族、回族等13個。地形呈“三山夾二盆”之態(tài)，從北往南依次為阿爾泰山、天山、昆侖山，阿爾泰山和天山之間為準(zhǔn)噶爾盆地，天山和昆侖山之間為塔里木盆地，天山橫貫新疆中部并將其分為南北疆。新疆耕地總面積為394.13萬hm2，近年來，耕地面積有從下降到緩慢回升的變化態(tài)勢，區(qū)域間耕地分布不合理，粗放利用現(xiàn)象突出，因此，進(jìn)行區(qū)域耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償研究有利于耕地保護(hù)和區(qū)域責(zé)任與利益的均衡。

該文選取新疆2016年14個地州市的統(tǒng)計(jì)年鑒、2016年14個地州市的國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和消費(fèi)數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，包括地區(qū)生產(chǎn)總值、總?cè)丝?、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、及小麥、玉米、大豆等農(nóng)作物產(chǎn)量和播種面積等。

2 模型構(gòu)建

2.1 模型構(gòu)建思路

耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償是指以貨幣的形式對耕地生態(tài)消費(fèi)超出的部分支付補(bǔ)償或?qū)Σ蛔愕牟糠肢@得補(bǔ)償。該文通過生態(tài)足跡分析法判斷區(qū)域耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值能否滿足其對耕地生態(tài)的消費(fèi)，將生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進(jìn)行對比，從而確定耕地生態(tài)消費(fèi)是否超載，最后基于耕地生態(tài)超載指數(shù)測算其理論補(bǔ)償值[12]。同時(shí)為增強(qiáng)理論補(bǔ)償測算的可行性，該文根據(jù)區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度確定補(bǔ)償系數(shù)，構(gòu)建綜合測算模型。

2.2 耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值測算模型構(gòu)建

該文首先在查閱新疆各地州市糧食作物的播種面積、單產(chǎn)及其全國均價(jià)的條件下，借鑒謝高地等[13]采用參數(shù)對照法選取當(dāng)量因子和當(dāng)量因子價(jià)值量的相關(guān)研究，測算生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量。模型如下：

Ae=5.91×Ea×S

(1)

式(1)中，Ae表示區(qū)域耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量，億元；Ea表示單位當(dāng)量因子價(jià)值量，元/hm2；S表示區(qū)域的耕地面積，hm2； 5.91表示耕地總生態(tài)價(jià)值相當(dāng)于5.91個當(dāng)量因子價(jià)值量。

其中單位當(dāng)量因子價(jià)值量Ea的計(jì)算公式為：

(2)

式(2)中，n表示糧食作物總數(shù)；i表示各糧食作物的具體類型；mi表示第i種糧食作物的播種面積，hm2；pi表示第i種糧食作物全國均價(jià)，元/50kg；qi表示第i種糧食作物單產(chǎn)，kg/hm2；M表示各糧食作物播種總面積，hm2；1/7表示未進(jìn)行人工投入的自然生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值是現(xiàn)有耕地單位面積所提能提供的食物生產(chǎn)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的1/7。

2.3 區(qū)域生態(tài)赤字或盈余的判定及補(bǔ)償比例模型構(gòu)建

2.3.1 耕地生態(tài)承載力測算模型

耕地生態(tài)承載力反映的是區(qū)域內(nèi)耕地資源及其環(huán)境等對人類活動的保障程度，是指區(qū)域內(nèi)真正擁有的生物生產(chǎn)性耕地面積。模型如下：

EC=N×a×r×y

(3)

式(3)中，EC表示各區(qū)域總耕地生態(tài)承載力，hm2；N表示區(qū)域總?cè)丝?；a表示人均耕地生物生產(chǎn)性土地面積，hm2/人；r表示耕地均衡因子；y表示區(qū)域耕地產(chǎn)量因子，即區(qū)域產(chǎn)量與世界平均產(chǎn)量之比，該文采用Wackernagel等在測算中國生態(tài)足跡時(shí)選用的產(chǎn)量因子1.66。

2.3.2 耕地生態(tài)足跡測算模型

耕地生態(tài)足跡是指可以持續(xù)穩(wěn)定的提供資源或消納廢棄物、擁有生物生產(chǎn)力的耕地空間。模型如下：

EF=N×ef

(4)

(5)

式(4)(5)中，EF表示區(qū)域耕地生態(tài)足跡總量；N表示區(qū)域人口總量；ef表示區(qū)域人均耕地生態(tài)足跡，hm2/人；i表示區(qū)域各消費(fèi)項(xiàng)目具體的類型；r表示耕地均衡因子；Ai表示第i種消費(fèi)項(xiàng)目人均折算的生物生產(chǎn)性耕地面積，hm2/人；Ci表示區(qū)域第i種消費(fèi)項(xiàng)目人均消費(fèi)量，kg/人；Pi表示全球第i種消費(fèi)項(xiàng)目平均生產(chǎn)力，kg/hm2。均衡因子采用Wackernagel于2004年修改后的耕地均衡因子2.17。

2.3.3 區(qū)域生態(tài)赤字或盈余的判定

假定T=EC-EF，當(dāng)T>0時(shí)，則說明區(qū)域耕地資源利用在生態(tài)承載力范圍之內(nèi)，表現(xiàn)為生態(tài)盈余，應(yīng)獲得生態(tài)補(bǔ)償； 當(dāng)T<0時(shí)，則說明其已超出生態(tài)承載力范圍，即表現(xiàn)為生態(tài)赤字，應(yīng)支付生態(tài)補(bǔ)償。

2.3.4 生態(tài)超載指數(shù)的測算模型

區(qū)域生態(tài)承載力與生態(tài)足跡之差所占生態(tài)承載力的比值用生態(tài)超載指數(shù)表示。生態(tài)超載指數(shù)作為連接生態(tài)足跡與生態(tài)服務(wù)價(jià)值的紐帶，該文用以度量耕地生態(tài)的利用程度，模型為：

(6)

式(6)中，若I=0，則說明該區(qū)域耕地生態(tài)環(huán)境利用程度較好，為平衡狀態(tài)，也說明該區(qū)域耕地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值正好能滿足其使用； 若I>0且值越大，則說明該區(qū)域耕地生態(tài)盈余越多，能提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值量也就越多； 若I<0且值越小，則說明該區(qū)域耕地生態(tài)利用超載越嚴(yán)重，能接受其他區(qū)域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值量也就越大。

2.4 耕地生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)測算模型

隨著人們生活水平的逐年提高，對耕地生態(tài)效益的認(rèn)識過程和支付能力可以用皮爾曲線模型近似模擬，同時(shí)對社會經(jīng)濟(jì)水平和人們生活質(zhì)量的量化用恩格爾系數(shù)來表示，模型如下：

(7)

f(x)=En=Ea×θ+Eb(1-α)

(8)

式(7)(8)中，t表示社會發(fā)展各階段的耕地生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)且0

2.5 耕地生態(tài)價(jià)值綜合測算模型構(gòu)建

確定合理的耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)不僅要對耕地生態(tài)效益有深刻的認(rèn)知和了解，也要綜合補(bǔ)償區(qū)域?qū)嶋H的土地資源開發(fā)利用狀況及實(shí)際的補(bǔ)償能力等因素。

據(jù)此，該文將區(qū)域耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)足跡、耕地生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)及各地州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)聯(lián)構(gòu)建耕地生態(tài)價(jià)值綜合測算模型。

(9)

式(9)中，Aec表示區(qū)域支付或獲得的耕地生態(tài)補(bǔ)償量，元/年；Ae表示區(qū)域耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值量，元/年；EC、EF分別表示區(qū)域耕地生態(tài)承載力和生態(tài)足跡，hm2；t表示耕地生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)且0

3 研究結(jié)果與分析

3.1 耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值測算結(jié)果與分析

2015年新疆耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量為607.97億元，其中北疆地區(qū)可提供的耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值為383.06億元，占全疆總量的63.01%，南疆地區(qū)可提供的耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值為224.91億元，占全疆總量的36.99%，南北疆地區(qū)可提供耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值比為1： 1.7，呈北高南低態(tài)勢，可見南北區(qū)域間可提供的耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值存在較大差異。2015年新疆各地州市耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值如表1。

表1 2015年新疆各地州市耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值

表2 2015年新疆各地州市耕地生態(tài)超載指數(shù)

3.2 耕地生態(tài)超載指數(shù)測算結(jié)果與分析

新疆各地州市耕地生態(tài)超載指數(shù)(表2)總體上表現(xiàn)為南盈北虧的分布態(tài)勢。北疆多地區(qū)耕地生態(tài)均處于赤字狀態(tài)，北疆作為新疆經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的區(qū)域，經(jīng)濟(jì)發(fā)展占用了大量耕地，同時(shí)，大量的外來人口導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐母厣鷳B(tài)消費(fèi)超出了生態(tài)承載力的范圍，特別是烏魯木齊市耕地生態(tài)超載指數(shù)高達(dá)-5.52，北疆伊犁州直耕地生態(tài)超載指數(shù)僅為0.02，耕地生態(tài)消費(fèi)即將超過生態(tài)承載力范圍； 南疆地區(qū)各地州市的耕地生態(tài)均處于盈余狀態(tài)，該區(qū)域耕地生態(tài)良好，生態(tài)超載指數(shù)多集中在0.4～0.7之間。超載指數(shù)區(qū)域分布見圖1。

南北疆生態(tài)足跡總量比為1： 2.2，而其可提供耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值比為1： 1.7，說明南北疆耕地生態(tài)足跡和耕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值間呈“空間異位”的格局。根據(jù)區(qū)域生態(tài)赤字或盈余的判定方法， 2015年北疆烏魯木齊市、克拉瑪依市、吐魯番市及哈密市耕地資源利用分別超出了其生態(tài)承載力，表現(xiàn)為生態(tài)赤字，即應(yīng)支付生態(tài)補(bǔ)償，而北疆的塔城地區(qū)、阿勒泰地區(qū)、昌吉回族自治州、博爾塔拉蒙古自治州、伊犁州直及南疆各地州市耕地資源利用分別均在其承載范圍之內(nèi)，表現(xiàn)為生態(tài)盈余，即應(yīng)獲得生態(tài)補(bǔ)償。

圖1 2015年新疆各地州市耕地生態(tài)超載指數(shù)分布示意圖 圖2 2015年新疆各地州市耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償量分布示意圖

3.3 耕地生態(tài)補(bǔ)償量分析

2015年新疆耕地可獲得耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)103.31億元(表3)，整體上生態(tài)服務(wù)價(jià)值能滿足其生態(tài)消費(fèi)，表現(xiàn)為盈余輸出。北疆能獲得耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)為40.92億元，占全疆總獲得補(bǔ)償費(fèi)用的39.60%，其中獲得補(bǔ)償費(fèi)最高的區(qū)域?yàn)樗堑貐^(qū)，達(dá)到45.79億元，支付補(bǔ)償費(fèi)最高的區(qū)域?yàn)闉豸斈君R市，高達(dá)49.90億元； 南疆能獲得耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)為62.39億元，占全疆總獲得補(bǔ)償費(fèi)用60.40%，其中獲得補(bǔ)償費(fèi)最高的區(qū)域?yàn)榘⒖颂K地區(qū)，為34.02億元，占南疆獲得補(bǔ)償費(fèi)用的54.53%，獲得補(bǔ)償費(fèi)用最低的區(qū)域?yàn)榭俗卫仗K柯爾克孜自治州，為2.14億元。補(bǔ)償量區(qū)域分布見圖2。

表3 2015年新疆各地州市耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償量

4 結(jié)論與討論

(1)2015年新疆北疆烏魯木齊市、克拉瑪依市、吐魯番市及哈密市共需支付耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)55.67億元，北疆(烏魯木齊市、克拉瑪依市、吐魯番市及哈密市外)和南疆地區(qū)分別可獲得生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)為96.59億元和62.39億元。新疆全疆可獲得生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)為103.31億元?？梢?，經(jīng)濟(jì)發(fā)展快、城市化水平高的地區(qū)和耕地生態(tài)輸出地區(qū)應(yīng)著力推進(jìn)耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償。

(2)研究表明新疆各地州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和耕地生態(tài)保護(hù)存在“地域分異”特性及耕地“生態(tài)服務(wù)”和耕地“生態(tài)消費(fèi)”的不均衡特性，為新疆耕地生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的制定和耕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立提供參考和依據(jù)。

(3)該文通過結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)和耕地生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償量化模型，為耕地生態(tài)價(jià)值的量化提供了方法論的指導(dǎo)。

(4)該研究對耕地生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償?shù)牧炕Ｊ娇蛇\(yùn)用于各項(xiàng)規(guī)劃中耕地保護(hù)指標(biāo)的確定，并為各區(qū)域支付或獲得耕地生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)的測算提供參考，與各地區(qū)耕地保護(hù)責(zé)任相匹配。

[1] 程子良，孔祥斌，張蕾娜，等.基于質(zhì)量、數(shù)量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的耕地占用稅征收標(biāo)準(zhǔn)研究.資源科學(xué), 2017，39(1)： 61～73

[2] 陳百明， 王秀芬.耕地質(zhì)量建設(shè)的生態(tài)與環(huán)境理念.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃, 2013，34(1)： 1～4

[3] 賴敏， 吳紹洪，尹云鶴，等.三江源區(qū)基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的生態(tài)補(bǔ)償額度.生態(tài)學(xué)報(bào)， 2015， 35(2)： 227～236

[4] 馬愛慧， 張安錄.選擇實(shí)驗(yàn)法視角的耕地生態(tài)補(bǔ)償意愿實(shí)證研究——基于湖北武漢市問卷調(diào)查.資源科學(xué), 2013，35(10)： 2061～2066

[5] 劉春臘， 劉衛(wèi)東，徐美.基于生態(tài)價(jià)值當(dāng)量的中國省域生態(tài)補(bǔ)償額度研究.資源科學(xué)， 2014， 36(1)： 148～155

[6] 余光輝， 耿軍軍，周佩純，等.基于碳平衡的區(qū)域生態(tài)補(bǔ)償量化研究—以長株潭綠心昭山示范區(qū)為例.長江流域資源與環(huán)境， 2012， 21(4)： 454～458

[7] 孫能利， 鞏前文，張俊飚.山東省農(nóng)業(yè)生態(tài)價(jià)值測算及其貢獻(xiàn).中國人口·資源與環(huán)境， 2011， 21(7)： 128～132

[8] 謝高地， 張彩霞，張雷明，等.基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值化方法改進(jìn).自然資源學(xué)報(bào), 2015，30(8)： 1243～1254

[9] 張銳， 鄭華偉，劉友兆.基于PSR模型的耕地生態(tài)安全物元分析評價(jià).生態(tài)學(xué)報(bào), 2013，33(16)： 5090～5100

[10]吳大放， 劉艷艷，劉毅華，等.耕地生態(tài)安全評價(jià)研究展望.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2015，23(3)： 257～267

[11]唐秀美， 陳百明，路慶斌，等.基于生態(tài)適宜性評價(jià)的耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化研究——以山東省章丘市為例.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃, 2011，32(6)： 39～42

[12]蔡邦成， 溫林泉，陸根法.生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制建立的理論思考.生態(tài)經(jīng)濟(jì)， 2005 (1)： 47～50

[13]謝高地， 魯春霞，冷允法，等.青藏高原生態(tài)資產(chǎn)的價(jià)值評估.自然資源學(xué)報(bào)， 2003(2)： 189～196