基于土地优化配置模型的耕地生态补偿框架＊

马爱慧 蔡银莺 张安录

(华中农业大学土地管理学院,湖北武汉430070)

基于土地优化配置模型的耕地生态补偿框架＊

马爱慧 蔡银莺 张安录

(华中农业大学土地管理学院,湖北武汉430070)

耕地资源外部性和公共产品的属性决定了耕地利用的私人最优决策与社会最优决策存在不一致,难以达到土地资源配置的帕累托最优。通过土地优化配置模型分析,可知目前经济发展中缺乏考虑难以量化的生态非使用价值,解决外部性问题和保护生态环境的有效手段是建立政府干预的耕地生态补偿机制,把生态非使用价值的部分价值补偿给农民。耕地生态补偿的核心是如何把生态非使用价值进行合理量化和确定合理补偿标准,而合理补偿标准确定能更好解决生态服务的最优的供给问题,真正使生态补偿起到对正外部供给的激励和对负外部性释放的约束作用。本文从土地资源优化配置角度探讨耕地生态补偿必要性和尝试建立耕地生态补偿的核算基本理论框架,认为耕地提供净生态效益是核算补偿的基础,但同时需要考虑地块特征、空间特征、个体特征对生态补偿影响,不断修正补偿量,根据实际需要,确定切实可行、现实有效的标准,确保补偿标准更能揭示个人的偏好和效用,为耕地资源的保护和生态补偿机制的建立提供科学保障。

外部性;生态补偿;耕地

耕地作为一种稀缺资源,是人类赖以生存和发展的物质基础,提供粮食、纤维、燃料等市场产品和伴随而来水的调节、气候调节、审美和文化服务等非市场产品。然而随着经济建设及城市化进程的加快,城镇规模不断向外扩张,致使耕地非农化加剧,造成耕地数量不断减少。另一方面,生产者追逐短期较低经济利益,农药、化肥的过度使用,导致地下水污染产生,土壤的重金属化、农药等有毒有害物质的残留问题,致使耕地生态系统的脆弱性和土地退化的可能性表现得日益明显。所有的这些因素促使耕地资源的数量和质量在逐年降低,生态服务功能的价值在不断丧失。据联合国千年生态系统(Millennium Ecosystem Assessment,MA)2005年评估测算显示,翻了一番的世界人口和增长超过6倍的全球经济对生态系统产生巨大的需求,但大约全球2/3的生态系统服务能力却是不断下降的[1]。在经济发展与土地利用过程中,凸现环境利益与经济利益、保护与发展的矛盾冲突,如何矫正这一不协调发展模式成为急需解决的问题。

1 问题的提出

耕地资源具有公共产品的属性,耕地的这种属性使得耕地边际私人收益与边际社会收益相偏离。运用Pigou的说法,当私人成本与社会成本不相等或者私人收益和社会收益不相等时,就会存在外部性问题[2]。外部性对社会产生益处,经济活动主体不能因此得到补偿,而对社会造成的外部不经济,经济活动主体不会为自己的破坏行为负责,外部性是出现市场失灵,生态环境保护难以达到帕累托最优的直接原因。对于农地本身和农作物尺度的影响,农民有直接的管理权力,而且也愿意提高私人成本活动以获得私人收益。例如,土壤肥力的管理、害虫控制等。在宏观尺度上,农民面对古典经济学上的外部性和公共资源使用问题,例如,害虫管理策略恢复、景观复杂性、减少杀虫剂的污染影响等,大尺度提高资源的服务能力,对一个农民来说成本很高,而且很难排除其他人获得服务(非排外性)[3]。经济外部性暗示农民缺少提供服务激励机制,一个现实的问题是如何能使正外部性的提供者继续提供正外部性,使负外部性能不断得到缓解和约束呢?财富最大化的经济行为主体无法使负外部性内在化,唯一的原因是实际交易成本比期望收益大的多。众所周知Pigou解决这个问题通过征收庇古税。科斯解决这个问题通过经济主体之间的谈判,科斯认为如果交易成本为零,财产权明确,经济主体能通过谈判方式得到一个有效地结果。Arrow认为解决外部性的问题需要建立一个外部性的市场[4]。假设一个公司生产污染品,其行为为损害另一公司,污染权竞争的市场可能会得到一个有效的结果。Varian设计所谓的补偿机制使外部性内在化,鼓励公司能正确揭示他对别人造成影响的成本[5]。无论哪种方法,最终的目的是使外部性内部化,通过补偿的模式,使外部性生产者的私人成本等于社会成本,从而提高整个社会的福利水平。

2 耕地生态补偿必要性

耕地作为稀缺的自然资源和不可替代的生产要素,决定土地资源的配置和相关收益。耕地的重要性主要体现在农产品的重要性和耕地保护中的生态功能。开敞空间、景观、文化服务等农地非实物性服务决定农地的公共产品属性和产生外部性问题,造成农地依靠市场机制的作用难以达到土地资源配置的帕累托(Pareto)最优,政府干预是不可避免的。

2.1 土地优化配置模型

土地利用过程中,仅当社会获得总收益最大时,土地资源配置才认为达到最优状态。耕地资源的外部性严重影响了土地资源的优化配置,土地的私人最优配置与社会最优配置因而存在差异。纠正差异就必须了解在外部性存在下土地最优配置的条件。在此模型中主要考虑两个因素:土地L和劳动力A。假设所有土地只有农地L1和非农地L2(建设用地),L1+L2=L,且同一类土地是均质的。最优土地配置是对区域一定数量土地在土地利用结构、方向和时空尺度上,进行安排、组合和布局,使所获得社会总价值最大,社会福利达到最高。在传统的发展模式下,仅仅考虑经济价值,对人类生存和发展具有重要意义的生态价值和社会价值等非使用的价值较少考虑。本模型中,考虑农地的非使用价值即农地具有净化空气、涵养水源、调节气候、防止水土流失、维护生物多样性、提供休闲娱乐等功能,使模型正确反映实际情况。设非实物型生态产品环境质量为 E,农业化肥、农杀虫剂等使用产生污染为W=W(B),则 E=E(L1,W(B))。

设 Y1,Y2为农地生产的农产品和非农产品(建设用地下的制造业生产的产品);A1,A2为农业人口和非农业人口;B为污染物释放;C为农业的投入(化肥、农药、农机具等购买投入)。

假设进口额外农产品为 X1,用来交换制造业的产品X2,农产品和制造业产品价格分别为 P1和 P2,则有 X1P1=X2P2

消费者效用函数:U=U(C1,C2,E,R)

假设社会偏好相同,个体福利之和等于社会福利效用(Utility),R为其他影响福利状况的因素或资源禀赋,N为社会人口规模。

Social welfare functionSWF=NU(C1,C2,E,R)

土地配置遵循帕累托有效配置目标是使整个社会的福利最大化即

MaxSW=MaxN U(C1,C2,E,R)

为求得使 SWF最大化的条件,构建拉格朗日函数:

拉格朗日乘子λ1,λ2,λA,λL,λE,λB>0;β=1[6]

由目标函数极值问题的条件:一阶偏导为0,得到边际价格即拉格朗日乘子的数值:

LL1E=λ即λ可直接由非农产品边际价格组成,2L而用农产品边际价值表示时需要考虑环境质量等非使用价值。λE=所以需要考虑的环境质量间接使用价格是。在土地利用过程中农业用地的经济利益远小于建设用地的经济效益,它们之间的差额就是环境所产生生态效益,但在传统的农业生产模式中,很少考虑农业利用过程的非市场价值。据估算在我国城乡生态经济交错区工业用地效益是耕地效益的10倍以上,商业用地效益一般为耕地效益的20倍以上[7],较低耕地利用收益使土地利用的私人决策倾向土地配置的非农化。耕地非农化虽然是区域经济和社会发展在土地资源配置方面的必然表现,但土地资源有限性和稀缺性,对流转形成一种刚性约束,特别是对于中国人多地少的基本国情,经济利益的驱使,意味着与人类生活环境密切相关的耕地资源生态服务价值的丧失。土地资源配置并不能自动地实现土地利用的社会帕累托最优,我们就必须对耕地城市流转加以控制,否则生态及粮食安全将受到威胁。

2.2 耕地生态补偿的形成

在现代社会,人们逐渐意识到自然资源和生态环境对人类社会生存和发展的重要性,开始注重生态环境外部性的内部化。外部性可以通过政府制度得到有效纠正,弱化耕地和非耕地经济利益的差异,防止土地资源配置非农化流转的可能性。耕地和建设用地之间单位差异为∂U∂E,∂E∂L1把这个差异补偿给耕地使用者,使私人的个人收益等于社会收益,解决私人土地利用决策与社会土地利用决策不一致的矛盾,继续保持耕地各种生态系统服务功能的供给。

耕地即存在着为人类提供生态服务功能的正面效应,又存在着因片面追求产量增长,大量化肥、灌溉水和农药的高投入等不合理利用带来的资源破坏和环境污染等方面的负效应。负效应的产生主要是由于 B=B(C,Y1)。所有的这些因素促使耕地资源的数量和质量在逐年降低,生态服务功能的价值在不断丧失。这已成为许多国家环境政策制定的主要的原因。

说明农产品的最优价格必须高于私人的产品边际成本,这时就需要市场来调节价格以达到平衡价格和边际成本之间的关系。耕地资源公共产品属性,不利于土地资源的合理有效的配置,经常出现搭便车(free rider)、市场失灵的现象,必须依靠第三方政府使外部成本内部化,消费者支付额外的价格使总价格等于边际外部成本或者激励农民促使农产品外在成本内部化,最终获得社会效益最大化。解决这个问题有两个办法:

提高粮食销售价格。可能有效调动农民种粮的积极性,但会出现很多社会问题。粮食是人们生活和生存不可缺少的基本的食物,其价格的提升会导致其他有关行业商品和价格上升,包括农民所需的生产资料和生活资料,最终农民实际的购买力可能没有提高反而下降。

给予农业补贴。农业补贴就是对耕地所提供的生态服务价值,给予补偿,从而激励提供者或受益者主体行为的增加或减少因其行为所带来的外部经济问题。生态补偿或PES作为一个转变环境外部性、非市场价值、市场失灵的财政激励措施,受到普遍关注。环境服务费在美国、法国、澳大利亚、哥斯达黎加、厄瓜多尔、哥伦比亚、墨西哥等国家已经得以实施。

3 耕地生态补偿核算理论框架

生态补偿是一种保护资源的经济手段,能有效促进或约束供给者或消费者合理有效供应或消费资源的行为,达到改善、维护和恢复生态系统的正常的服务功能。中国人多地少的国情,稀缺的耕地资源承担着多重功能,耕地生态补偿是为了有效缓解耕地资源的质量和数量不降低的趋势而实施的一种政府干预经济激励手段,能有效矫正环境利益与经济利益的扭曲、协调保护和发展的矛盾冲突。在生态补偿机制与政策研究中,如何把进行合理量化,确定补偿标准一直是众多学者关注的热点。在很多时候,人类对外部性的认知和评估直接影响公共品的配置效率和相应的制度安排[8]。生态补偿核算必须了解所产生的机理,并对其进行分析。耕地的生态补偿的关键在于其对人类所提供的生态系统服务价值。由于耕地是在人类活动干预下形成的耕地生态系统,不仅具有ecosystem service功能,还具有ecosystem disservice功能,兼具正负双重环境效应。耕地生态补偿核算框架如图1所示。

3.1 耕地正外部效益

耕地的正外部效益来自于耕地生态系统所提供正外部性。国外一些专家认为耕地生态功能包括所提供气候、空气的调节作用,水资源涵养,土壤保护,授粉,害虫的调节,遗传多样和提供景观娱乐及传统文化功能等方面[9-10]。陈明健、吴佩瑛将历年来专家学者对农地资源外部效益的研究,加以汇总整理如下:资源、环境与生态保育的功能、作物残余物利用、文化、教育与游憩休闲[11]。钱忠好对农地农用的外部效益进行了概括,认为农地具有生态保育、清洁空气、涵养水源、美化景观等外部收益。综上所述,耕地生态功能包括涵养水源、净化空气、土壤保护、保护生物多样性、美化景观等[12]。

正外部效益用数学表达式表示如下:

PE=F(PE1,PE2,PE3...PEN)

PE1,PE2,PE3...PEN分别代表耕地的正生态功能。

3.2 耕地负外部效益

耕地生态系统附加了人类劳动和智慧的人工系统,现代农业发展,人们取得前所未有的成绩时,也给社会带来了消极外部性影响。化肥、农药、杀虫剂等长期过量使用和施用方法不当,已引起土壤板结、盐碱化,导致河流、湖泊、地下水等水体的富营养化或污染,也造成了有害物质积累、生物多样性丧失、农产品品质下降。据报道每年农药使用量已超过180万吨,且其中只有10%农药附着在农作物上,液剂也只有20%附着在农作物上,其余大多数被扩散到非靶标作物及其环境中,其结果是造成了大量的外部性影响[13]。

负外部效益用数学表达式表示如下:

NE=F(NE1,NE2,NE3…NEN)

NE1,NE2,NE3…NEN分别代表耕地的负生态功能

3.3 耕地净生态效益

耕地提供正生态效益扣除所产生的不利的影响因素,就是耕地所提供人类的净社会效益。这也符合外部性内部化的基本原理和国家提倡保护者受益、污染者承担责任的思想。对于耕地的生产主体农民能正确认识耕地产生的负外部性的影响,来承担成本,能为进一步减少成本,传统农业向现代农业转变奠定坚实的基础。

耕地净效益用数学公式表示如下:

Q=PE-NE

对于耕地的正负的生态效益,研究者粗略的尝试量化其生态服务价值。Constanza按20种不同生物群区将生态系统服务功能用货币形式进行测算,从而推算出每一类子系统的服务价值[14]。中国研究学者谢高地、鲁春霞等人应用CostanzaR的估算方法,参考其可靠的部分成果,同时对200位生态方面的学者进行问卷调查的基础上,制定出中国生态系统生态服务价值当量因子表,建立了中国陆地生态系统单位面积服务价值表[15],许多学者利用这些成果对生态系统价值进行估算[16-17]。不同的经济评价方法可能产生不同的结果,最后研究者发现对评价方法努力的结果有助于确定一个人必须支付多少能让主体维持土地自然覆盖,而不是生态服务价值。如Bohm提出条件评估法(contigent valuation method,CVM),该方法以抽样方式,询问受访者为不确定财产所额外支付(willingness to pay,WTP)和愿意接受补偿(willingness to accept,WTA)[18]。然而该方法同样存在着缺陷,土地利用决策复杂性和空间差异性,导致结果不能正确揭示生态的真正价值。无论用直接市场法、替代市场法,还是假想市场法等技术工具,都要对结果进行验证检验和有效性检验,使结果更能符合实际,将误差控制在合理范围之内。

图1 耕地生态补偿核算框架Fig.1 Accounting framework for cultivatedland eco-compensation

3.4 耕地生态补偿标准

耕地的理论生态服务价值量非常大,按照此标准进行补偿不合理也不现实。因此必须对核算出的耕地生态服务价值量进行修正,使其能更符合人类发展的需求。生态补偿具有社会性,是在一定经济发展水平下,人类的生态环境意识水平达到一定高度之下产生的经济补偿机制,因此补偿标准的确定和人类的认知、需求层次、经济发展水平和地块的自然特征等有密切的关系。总之,生态补偿标准的确定既要考虑生态系统所提供的服务,也要考虑补偿主体的支付意愿;既要体现生态保护的效益和保护成本,又要考虑不同地区的发展水平、经济承受能力和支付能力;既要体现区域之间的公平,也要考虑资源配置效率。

生态补偿标准数学表达式:Q=g(Q,A,B,C)

Q代表净耕地生态效益;A、B、C分别代表异质地块、空间差异、个体特征对生态服务价值量的影响。

(1)地块异质。土地质量差异性很大,这和土地自然资源禀赋和人工投入有很大关系。土壤肥力影响动植物生长的光、热、水、土、地貌等自然因素,可见耕地土壤肥力状况直接关系到耕地综合生产能力,也关系到所提供的生物量。肥力既受自然条件的影响,也受栽培模式、耕作管理方法、灌溉施肥方法人工条件和投入的影响。对于土地质量较好,投入化肥农药等较少的土地,所产生的正外部效益和负外部成本是不同,所获得补偿额度应有所区别。有机农业花费成本较高,但对人类社会的整体社会收益高于私人收益,应给予这部分成本补偿,所以补偿应该和参与者的成本结合,具有弹性。这对于鼓励耕地精心细作,较少使用化肥、农药等对环境造成污染有很大帮助,对于回归有机农业、改良土壤、培肥地力的良好功效。

(2)空间异质。生态系统功能与服务在时空上存在动态异质性。不同土地利用模式和农业空间组织导致地块和农场社会环境外部性。如,农场之间水、土壤、植物、害虫、花粉和污染物等之间流动和转移,相互之间产生影响和效应。在小尺度上,现代有机农业和传统农业之间空间区位相互影响,大尺度区域之间耕地资源保护责任和义务履行较少区域和履行耕地保护责任和义务较多地区之间空间的生态流动。耕地是经过人类的管理的生态系统,特定的农地生态系统服务供给者受土地管理实践的影响,受本地土地利用政策和附近土地利用情况影响,某一区域土地生态系统所提供生态服务被另一区域无偿享用,经常出现免费搭便车行为,导致社会分配不公平和社会发展无效率。空间外部性是距离函数,土地利用边界外部性影响最强,距土地利用越远,土地利用影响越弱,它的形成和生态边缘效应之间是一致,也可称为“edge-effect”[19]。空间影响范围划定,能准确确定生态受益者,依据受益多少,补偿支付多少,能更合理确定补偿支付。

(3)个体异质。生态补偿的参与者是生态环境的保护者和生态环境的受益者。补偿遵循的原则是受益者付费,而保护者得到补偿。补偿经济价值的体现是由有效需求决定的,需求来源于个人偏好。经济发展水平较高地区,居民对生态服务和资源环境有更多、更高需求,对保护者提供的生态服务产品有更多认知。生态意识较强的保护者,通过补偿的激励作用,能更好的保护资源,刺激正外部效益继续释放,负外部性得以制约和限制。生态补偿主体双方博弈结果应与收入水平、教育水平、性别、年龄很大关系。Franz Hackl通过对农地外部性进行分析,认为补偿多少与教育成正相关,有良好教育的人往往更有远见,在一定程度上这对环境更加关注;年轻人比老年人有较强的保护意识[20]。因此应充分考虑生态服务的供给者和需求者的支付意愿和受偿意愿,需求方补偿意识不足,生态补偿主要是由政府推动,加大政府的财政压力,供给方生态意识不强,不能从根本上达到土地资源合理利用,保护生态环境的目的,仅仅缓解了贫困,增加了农民收入。

3.5 补偿绩效分析

耕地生态补偿标准初步确定后,必须考虑所确定的标准能否真正起到激励保护作用,能否达到预期政策目标。因此,补偿政策建立前后宏观层面事前和事后对比分析显得尤为重要。事前分析评价在没有进行保护或者可持续利用时,潜在的社会收益的损失;事后是在假定生态服务功能自由在市场交换与流动时所能阻止或者恢复衰退、破坏的生态系统服务获得潜在价值,比较潜在价值与政策执行过程中花费成本的大小,确定补偿的实施效率。从微观层面分析与耕地生态补偿密切相关的保护者——农民对补偿标准的满意度,确保耕地生态补偿政策得到有效的贯彻执行。

4 小 结

土地资源的优化配置模型可知耕地资源与非耕地资源之间价格存在剪刀差,较低的耕地比较利益以及较高的土地非农化回报使土地利用私人决策倾向于土地资源配置的非农化,耕地的城市流转趋势较为严重,而耕地的社会收益和流转后建设用地社会成本高,因此国家政府必须采取积极有效经济保护措施—耕地生态补偿。耕地生态补偿在合理保护土地资源,实现土地资源的优化配置,降低耕地资源流转可能性,维护、改善区域生态系统的服务功能中发挥重要作用。耕地生态补偿核心内容是外部性内部化,合理确定补偿标准。耕地提供的正负外部性之和是耕地所提供人类的净生态效益,这是补偿的基础,但同时需要考虑地块特征、空间特征、个体特征对生态补偿影响。如何准确核算耕地外部性和建立耕地的生态补偿标准,这将对耕地生态补偿机制的构建提供科学的基础。

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Eco-compensation of Cultivated Land and Accounting Framework Based on the Optimal Allocation Model of Land

MA Ai-hui CAI Yin-ying ZHANG An-lu
(College of Land Management,Huazhong Agricultural University,Wuhan Hubei 430070,China)

The externalities of cultivated land resources and public goods attribute determine discordance between private and social optimal decision,which make it difficult to reach Pareto optimal allocation of land resources.By analyzing the optimal allocation model of land,we can see ecological non-market valuewhich is hard to quantify in the current economic development has not been fully considered.T o solve the external problems and protect the ecological environment,farmland eco-compensation mechanism of government intervention is established,and the compensationof ecological value of farmland should be given to farmers.The core of eco-compensationof cultivated land is to quantize theand determine a reasonable compensation standard.The reasonable compensation can better address the optimal supply of ecosystem services,and can really play the incentive role of the eco-compensation on the supply of positive externalities and restrain negative externalities.The paper discusses the necessity of eco-compensation of cultivated land from the aspect of optimal allocation of land resources and tries to establish a theoretical framework of the accounting of compensation.In this paper net ecological benefits of cultivated land are considered as the basis of compensation.But we need to consider the impact of land characteristics,spatial characteristics and individual characteristics.According to actual needs,we can identify practical,realistic and effective standards and ensure that compensation can reveal personal preferences and utility,which can provide scientific assurance for protecting cultivated land resources and establishing eco-compensation mechanism.

externalities;eco-compensation;cultivated land

F301.21

A

1002-2104(2010)10-0097-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.017

2010-04-21

马爱慧,博士,主要研究方向为土地资源经济。

张安录,博士,教授,博导,主要研究方向为土地资源经济。

＊国家自然科学基金项目“主体功能区空间规划管制下群体福利均衡与农田生态补偿研究”(编号:40901288);国家自然科学基金项目:“农地城市流转中不同利益集团福利变化测度与福利均衡研究”(编号:70773047);国土资源部“耕地和基本农田保护的经济补偿机制和实施措施研究”(编号:08-01)。

(编辑:温武军)