孫曉沛

（河海大學(xué)公共管理學(xué)院，南京 211100）

生態(tài)資產(chǎn)價值是中國生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。生態(tài)資產(chǎn)價值變化的評估是實現(xiàn)土地結(jié)構(gòu)優(yōu)化、判斷土地利用的合理性以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要依據(jù)［1］。生態(tài)資產(chǎn)價值已成為國內(nèi)外研究的熱點，隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們越來越關(guān)注自然資源價值和生態(tài)環(huán)境效益，生態(tài)資產(chǎn)價值的評估已經(jīng)成為備受關(guān)注的焦點問題。對一個地區(qū)的生態(tài)資產(chǎn)結(jié)構(gòu)和狀況深入全面的了解和掌握，并基于此從生態(tài)經(jīng)濟的角度來分析、回應(yīng)和解決生態(tài)環(huán)境中的問題，對區(qū)域社會經(jīng)濟的發(fā)展意義重大。應(yīng)用Arc-GIS 軟件、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣計算山東省2015—2020 年土地利用格局及變化情況，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用Costanza 全球生態(tài)系統(tǒng)價值評估模型，計算山東省生態(tài)資產(chǎn)服務(wù)功能價值，旨在為山東省土地利用政策的制定提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

山東省是華東地區(qū)沿海省份，北緯34°22.9′—38°24.01′，東經(jīng) 114°47.5′—122°42.3′。作為東部沿海經(jīng)濟大省、人口大省，在全國區(qū)域經(jīng)濟格局中占有重要位置。其地處華東沿海、黃河下游、京杭大運河中北段，是華東地區(qū)最北端省份，是中國經(jīng)濟第三大省、人口第二大省。全省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值長期居全國首位，工業(yè)產(chǎn)出占全國的1/8。

1.2 數(shù)據(jù)資料

土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于2015—2020 年《山東省統(tǒng)計年鑒》，土地利用遙感數(shù)據(jù)來源于資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心的“全國土地利用類型遙感監(jiān)測空間分布數(shù)據(jù)”，是基于美國陸地衛(wèi)星Landsat TM影像，通過人工目視解譯生成。這一系列數(shù)據(jù)采用的是一個分層的土地覆蓋分類系統(tǒng)，將全國所有土地利用類型分成6 個一級類（耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用土地）和25 個二級類［2］。本研究所用的2015 年和2020 年山東省土地利用柵格數(shù)據(jù)是由該數(shù)據(jù)經(jīng)過相關(guān)處理后獲得，數(shù)據(jù)分辨率為1 km×1 km。同時，本研究僅使用土地利用分類的一級分類。

1.3 研究方法

應(yīng)用ArcGIS 軟件對山東省土地利用遙感影像進(jìn)行處理，采用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣計算山東省2015—2020 年的土地利用格局及變化情況，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用Costanza 全球生態(tài)系統(tǒng)價值評估模型，計算山東省生態(tài)資產(chǎn)服務(wù)功能價值。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)、政策分析其變化原因及存在問題，提出建議。

1.3.1 土地利用變化分析 使用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣模型進(jìn)行分析，可以得知各種土地利用類型的轉(zhuǎn)出轉(zhuǎn)入面積情況以及各地類之間的的凈轉(zhuǎn)換面積［3］。根據(jù)式（1）、式（2）計算不同土地利用類型在研究期內(nèi)的減少或獲得在凈轉(zhuǎn)換面積中的占比［4］。

式中，Ploss(i),j是轉(zhuǎn)換矩陣中行i土地利用類型轉(zhuǎn)為j土地利用類型在行i土地利用類型凈減少中所占的比例；Pgain(i),j是轉(zhuǎn)換矩陣中行i土地利用類型轉(zhuǎn)為j土地利用類型在行i土地利用類型凈增加中所占的比例；Pi,j和Pj,i是變化矩陣表中的單個數(shù)值。

1.3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算方法 依據(jù)Costanza全球生態(tài)系統(tǒng)價值評估模型，計算山東省區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能價值。其公式如下。

式中，ESV為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值；Ak為研究區(qū)內(nèi)土地利用類型k的分布面積；VCk為土地利用類型k單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)。

參 照 Constanza 等［5，6］的 研 究 成 果 以 及 謝 高 地等［7］得出的中國不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值，結(jié)合山東省實際情況，參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行修正，得到山東省的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)（表1）。

表1 山東省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù) （單位：元/hm2）

此外，為了計算各用地類型對研究區(qū)生態(tài)資產(chǎn)價值總量的貢獻(xiàn)，根據(jù)式（4）計算各類用地的貢獻(xiàn)率［8］。

式中，ESVCk是第k種土地利用類型的生態(tài)資產(chǎn)貢獻(xiàn)率；ESVk是第k種土地利用類型的生態(tài)資產(chǎn)量；ESV為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值。

2 結(jié)果與分析

2.1 山東省土地利用變化分析

2.1.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化 土地利用結(jié)構(gòu)是指省內(nèi)所有土地中，各種土地利用類型面積所占的比重。由圖1 可知，山東省土地利用結(jié)構(gòu)以耕地為主，占65%左右，與農(nóng)業(yè)大省“中國溫帶水果之鄉(xiāng)”的地位相對應(yīng)。其次是建設(shè)用地，從2015 年15.09%到2020 年的17.26%，比重排名第二。由于山東省有黃河入?？谇覟檠睾Ｊ》荩蛎娣e比例占1/20 左右，到2020 年占比略超過草地和林地。山東省2015—2020 年的土地利用結(jié)構(gòu)和比例變化不大，建設(shè)用地和水域占比有所上升，耕地、林地、草地、未利用地占比有所下降。

圖1 2015—2020 年山東省各類用地比例變化情況

2.1.2 土地利用變化幅度分析 土地利用變化幅度是指一定的研究期內(nèi)各種土地利用類型的轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出導(dǎo)致的各類土地面積的變化大小狀況。從表2 可以看出，山東省2020 年與2015 年相比，草地、林地和未利用地面積減少，耕地、建設(shè)用地和水域面積增加。

表2 2015—2020 年山東省各地類面積變化情況

其中，耕地面積變化量和變化率都處于最低的位置，這與2018 年新《土地管理法》的頒布有關(guān)。山東省據(jù)此出臺了《中共山東省委山東省人民政府關(guān)于加強耕地保護和改進(jìn)占補平衡的實施意見》（魯發(fā)〔2018〕6 號）和《山東省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)山東省市級政府耕地保護責(zé)任目標(biāo)考核辦法的通知》（魯政辦發(fā)〔2018〕20 號）以及《山東省耕地保護激勵暫行辦法》（魯自然資規(guī)〔2018〕1 號），多次強調(diào)耕地資源保護的重要性，并提出相應(yīng)的保護和激勵措施。

面積減少幅度最大的是未利用地，這與持續(xù)的城鎮(zhèn)化發(fā)展有關(guān)，是不可避免的趨勢。而草地是面積減少量最大的地類，同樣由于城市的擴張，開墾為耕地及開辟為其他用途的荒草地較多，導(dǎo)致草地面積的減少。增加面積最大的是水域，增幅達(dá)57.05%，包括河流湖泊以及部分海洋面積，可能是由于南水北調(diào)以及黃河入?？诮ㄔO(shè)有關(guān)。

2.1.3 土地利用變化分布格局分析 根據(jù)土地轉(zhuǎn)移矩陣分析（圖2）可知，土地利用類型的轉(zhuǎn)換更多集中發(fā)生在山東省中南部的濟南市、淄博市、萊蕪市、臨沂市以及東部的煙臺市和威海市。

圖2 2015—2020 年山東省土地利用變化情況

從轉(zhuǎn)換類型來看耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地的面積最大，達(dá)到15 996 km2，建設(shè)用地轉(zhuǎn)耕地次之，約為12 123 km2，耕地和建設(shè)用地的轉(zhuǎn)換在全省均勻分布。推測可能是由于耕地保護、占一補一的政策影響，各地根據(jù)城鎮(zhèn)化發(fā)展需要占用城市郊區(qū)耕地作為建設(shè)用地擴張后，返還相應(yīng)土地來補償耕地，還包括草地、林地等，也是一種土地利用規(guī)劃格局的調(diào)整，轉(zhuǎn)換的過程中保證了耕地總面積基本不變。

此外，水域面積的增加集中在山東省北部沿海以及黃河入海口附近。由于南水北調(diào)工程的建設(shè)，增加了黃河下游流量，并且為了更好供水，全省范圍內(nèi)也進(jìn)行了河流的開發(fā)建設(shè)和水質(zhì)的凈化保護［9］。

未利用地的轉(zhuǎn)出主要集中在山東省北部沿海地區(qū)，即德州市、濱州市和東營市。從數(shù)據(jù)來看，開荒轉(zhuǎn)為耕地的數(shù)量最多，約920 km2，轉(zhuǎn)為水域和建設(shè)用地的次之。

2.1.4 土地利用變化強度分析 土地利用強度是指對土地進(jìn)行開發(fā)利用的效率，由于不同土地利用效率的差異，其產(chǎn)生的生態(tài)效益也會有差異。指標(biāo)越大，說明該土地開發(fā)利用程度越大，達(dá)到上限最大值就不能再繼續(xù)開發(fā)利用該土地；指標(biāo)越小，說明該土地開發(fā)利用的程度越小，其下限就是沒有受到人類影響的土地［10］。按照這一概念，可以根據(jù)土地開發(fā)利用程度高低將各類用地分等定級，按照等級由小到大表示開發(fā)利用程度逐漸增加。本研究所涉及的6 類土地中，未利用地為一級，林地、草地為二級，水域為三級，耕地為四級，建設(shè)用地為五級，并對各等級分別賦值 1、2、3、4、5 的分值。在實際操作中，研究區(qū)域是由多種土地利用類型構(gòu)成，應(yīng)該按照每種地類在區(qū)域總面積中所占的比例來測算該區(qū)域的土地利用強度，計算公式如下。

式中，L代表區(qū)域內(nèi)土地利用強度綜合指數(shù)；Gi代表第i種土地利用強度分級指數(shù)；Ri代表第i種土地利用類型面積占區(qū)域土地總面積的比例。

根據(jù)表3 可以得出，研究期內(nèi)山東省土地利用強度總體呈下降趨勢，且變化幅度較小，為0.09，變動速率為2.6%，說明這5 年內(nèi)對土地進(jìn)行開發(fā)利用的強度和速度都有所收斂。綜合對比其他省份，山東省土地利用強度綜合指數(shù)總體適中，未來為了保持經(jīng)濟社會持續(xù)的正向發(fā)展，可堅持高質(zhì)量原則繼續(xù)開發(fā)。

表3 2015—2020 年山東省土地利用強度綜合指數(shù)

綜合上述指標(biāo)變化分析，山東省2015—2020 年的土地利用有以下特點。①由于山東省是農(nóng)業(yè)大省，種植業(yè)占比大，耕地面積占總面積的2/3 左右，而未利用地的儲量較少，草地、林地的占比小且近5年減少較快，山東省的土地利用結(jié)構(gòu)還有待進(jìn)一步優(yōu)化；②耕地與非耕地的面積轉(zhuǎn)化較多，調(diào)整范圍廣，要注意在合理土地利用規(guī)劃的指導(dǎo)下進(jìn)行土地利用類型的置換，保證新開墾的耕地質(zhì)量；③由于南水北調(diào)工程的實施，以及沿海黃河入?？诘膮^(qū)位條件，山東省水系建設(shè)得到一定提升，要注意保證建設(shè)質(zhì)量，凈化水質(zhì)，充分發(fā)揮水域水系作用。④近年來土地利用強度下降，更注重發(fā)展質(zhì)量，生態(tài)發(fā)展、綠色發(fā)展。

2.2 生態(tài)資產(chǎn)變化分析

根據(jù)式（3）、式（4）計算得出山東省 2015 年和2020 年生態(tài)資產(chǎn)價值構(gòu)成、總量和各類用地在生態(tài)資產(chǎn)價值總量中所占的貢獻(xiàn)率（表4）。

表4 2015—2020 年山東省生態(tài)資產(chǎn)價值構(gòu)成

從總量上來看，山東省的生態(tài)資產(chǎn)價值2015—2020 年呈增長趨勢，這與生態(tài)文明和生態(tài)保護意識逐漸增強密切相關(guān)，增加了11.49%，山東省的經(jīng)濟發(fā)展更加綠色環(huán)保。

從變化幅度來看，草地和林地這兩種重要的生態(tài)資產(chǎn)價值呈現(xiàn)負(fù)增長，且減少幅度較大，分別達(dá)到34.90%和7.76%，說明對草地和林地的開發(fā)利用速度已經(jīng)超過生態(tài)恢復(fù)和保護的速度，值得注意。建設(shè)用地生態(tài)資產(chǎn)增加、未利用地大幅減少，說明山東省城鎮(zhèn)化速度以及社會經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)速度較快，水域生態(tài)資產(chǎn)量增加說明山東省在水環(huán)境方面的生態(tài)建設(shè)和保護工作成效顯著。

從貢獻(xiàn)率來看，耕地始終大于50%，對生態(tài)資產(chǎn)價值總量的貢獻(xiàn)最大，主要原因是山東省以農(nóng)業(yè)為主，耕地面積較大且本身需求大，難以開發(fā)轉(zhuǎn)用于其他用途。此外，水域的貢獻(xiàn)率也比較大，而未利用地、建設(shè)用地和草地、林地的貢獻(xiàn)率一直較低。

2.3 生態(tài)資產(chǎn)變化影響因素分析

2.3.1 人文因素 人文因素對生態(tài)資產(chǎn)的影響主要體現(xiàn)在政策變化、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)狀況、人類活動、城鎮(zhèn)化擴張和社會需求等方面。從經(jīng)濟結(jié)構(gòu)來講，山東省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大省地位決定了耕地占比大且有著基礎(chǔ)性地位。山東省的人口結(jié)構(gòu)中，農(nóng)業(yè)人口占到近半數(shù)，許多農(nóng)民還是依靠耕地維持生計，對耕地的社會需求不減。政策方面，根據(jù)新《土地管理法》的要求出臺的《中共山東省委山東省人民政府關(guān)于加強耕地保護和改進(jìn)占補平衡的實施意見》（魯發(fā)〔2018〕6號）和《山東省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)山東省市級政府耕地保護責(zé)任目標(biāo)考核辦法的通知》（魯政辦發(fā)〔2018〕20 號）等，都對生態(tài)資產(chǎn)的調(diào)節(jié)有一定的限制和影響作用。城鎮(zhèn)化和城市擴張的趨勢不減，人口不斷增加，從2015 年的9.87 千萬人增長到2020 年10.2 千萬人，對土地利用類型的轉(zhuǎn)變有著很大的影響。

2.3.2 自然因素 氣候變化對自然和生態(tài)環(huán)境起到很大的影響。在2015—2020 年間，山東省的年平均氣溫呈持續(xù)上升趨勢，極端天氣如臺風(fēng)“溫比亞”“利奇馬”等頻發(fā)，與此同時山東半島由于水資源不足，每年都會出現(xiàn)干旱困境。這些無疑會對草地、森林等植被和相應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，甚至可能造成土地退化等災(zāi)害，導(dǎo)致生態(tài)資產(chǎn)價值的降低。

3 結(jié)論

本研究對山東省2015—2020 年的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究山東省在研究初期和末期土地利用結(jié)構(gòu)的特點和變化情況，統(tǒng)計分析山東省6 種地類的比重、格局、變化特征和規(guī)律性，并依據(jù)Costanza 全球生態(tài)系統(tǒng)價值評估模型，計算山東省區(qū)域生態(tài)資產(chǎn)價值，主要得到如下結(jié)論。

2015 年和2020 年山東省的生態(tài)資產(chǎn)價值總量分別為1 180.74 億元和1 316.44 億元，研究末期比初期增加了135.71 億元，其增加幅度為11.49%。總的來說，山東省的生態(tài)資產(chǎn)總量在這5 年間呈增加趨勢，說明山東省有效地保護了自然生態(tài)環(huán)境，使得經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境趨向協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

從生態(tài)資產(chǎn)分類變化幅度來說，未利用地減少幅度最大，為66.31%，草地減少量最大，為24.04 億元。耕地變化幅度最小，為0.09%。水域的生態(tài)資產(chǎn)量增長量和幅度都居于首位，為169.93 億元和57.05%。

耕地在山東省各土地利用類型中對生態(tài)資產(chǎn)價值總量的貢獻(xiàn)率最高，是全省最主要的土地利用類型，占比超過50%。且隨著政策對耕地紅線的規(guī)定以及對耕地保護的強調(diào)，加之農(nóng)業(yè)在山東省經(jīng)濟發(fā)展中的基礎(chǔ)地位，這一地類在未來一段時間內(nèi)不會有太大變化，甚至可能繼續(xù)增長，因此其生態(tài)資產(chǎn)價值量也將繼續(xù)增長。

生態(tài)資產(chǎn)的增加主要依賴水域面積的增加，而排除水域再看作為生態(tài)資產(chǎn)重要組成部分的草地和林地，發(fā)現(xiàn)其都有向耕地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)變的趨勢，其面積和生態(tài)資產(chǎn)價值都有所下降。山東省土地生態(tài)資產(chǎn)價值的增長質(zhì)量不高，還需要進(jìn)一步注意對草地、林地等地類及生態(tài)的保護和占用后補償。

4 展望

本研究的數(shù)據(jù)為2015 年和2020 年2 期數(shù)據(jù)，僅分析比較了末期與初期2 期的變化，中間4 年的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行具體分析，其中可能會發(fā)生生態(tài)資產(chǎn)價值的不同變化，有待進(jìn)一步補充分析。

山東省的土地利用結(jié)構(gòu)及生態(tài)資產(chǎn)結(jié)構(gòu)中，耕地占比偏高。應(yīng)繼續(xù)大力發(fā)展集約農(nóng)業(yè)，努力提高農(nóng)業(yè)機械化水平，通過科學(xué)化、機械化種植提高耕地的利用率和生產(chǎn)率。在保證滿足永久基本農(nóng)田面積和質(zhì)量的同時，有效地調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，增加有效植被，通過增加草地、林地等地類提高生態(tài)資產(chǎn)價值。

城市發(fā)展所需建設(shè)用地不足的情況可通過舊城改造、土地整治等方式補充，探索集體建設(shè)用地入市等新途徑和新機制來解決，緩解經(jīng)濟發(fā)展和保持生態(tài)資產(chǎn)價值之間的矛盾。