基于土地利用的北京市农业生态服务价值评估研究*

赵 姜，龚 晶，孟 鹤

(北京市农林科学院农业科技信息研究所，北京 100097)

农业是国民经济的基础，农业生态系统除了具有提供农产品满足社会需求的经济功能外，还具有不可忽视的生态功能，在一定范围内能够自我调节与净化污染物。在经济社会的加速发展与快速城市化进程中，尽管农业总产量与农业增加值呈绝对增长之势，但是农业的经济价值在国民经济中的份额却不断下降，特别是在北京这样一个国际化大都市中，传统意义上的农业功能逐渐被弱化，2014年北京农业的增加值仅占GDP的0．8%，而与此同时农业的生活、生态等功能正发挥着越来越重要的作用。

近年来，关于农业生态服务功能及价值评估的研究逐渐成为学术界关注的热点。目前世界上还没有关于生态价值成熟的定价方法，多是采用一些替代法计算，由于不同学者对参数选取的差异，所得结果往往差异很大［1］。在众多生态服务功能价值评估方法中，Costanza等人对全球陆地生态服务价值的研究成果使得生态系统价值评估的原理与方法从科学意义上得以明确［2］，被认为是近年生态学界最有影响力与权威性的生态价值测算成果，其确定的价值系数在生态服务功能价值评价中被广泛应用。中国科学院谢高地等参考Costanza可靠的部分成果，修正制定了我国生态系统服务价值的当量因子表，该系数表在国内逐步得到引用，根据土地利用类型评价区域生态服务功能价值的研究不断丰富［3-9］。但是，农业生态系统作为一种人类强烈干预的生态系统，其服务功能的大小主要决定于人类的生产方式、投入水平及管理水平，与经济社会发展水平及人们的生态需求也密切相关，因此，用全国生态系统的平均服务价值来估算北京市的农业生态服务价值是不太恰当的，应该有依据地对其框架进行修改比较。

鉴于此，文章试图基于Costanza的方法，在谢高地修正的全国生态系统服务价值当量表基础上，结合北京农业生态系统特点与社会经济发展状况，形成适应于北京区域的农业生态服务价值测算方法，以期进一步丰富北京都市型现代农业生态服务价值的研究，对其他城市区域农业生态服务价值评估也具有一定的参考价值。

1 北京市生态系统生态服务价值当量表测算

生态服务价值当量因子是指生态系统产生的生态价值相对贡献大小的潜在能力，即设定农田食物生产的生态服务价值当量为1，那么相对于农田生产粮食每年获得的福利，生态系统提供的其他生态服务价值(效用)的大小。

1.1 全国生态系统单位面积生态服务价值当量表

Costanza等于1997年提出的方法是估算农业生态服务价值的基础原理，但是该项研究也受到不少争议，如某些数据存在着较大偏差，对耕地的估计过低，对湿地估计偏高等。谢高地等分别在2002年与2006年对中国700位具有生态学背景的专业人员进行问卷调查，制定出中国生态系统服务价值的当量因子表［1］(表 1)。

表1 中国生态系统单位面积生态服务价值当量 (谢高地，2007)

从表1中可以看出，生态服务功能被划分为食物生产、原材料生产、气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性维护、生态娱乐9种类型。其中，气候调节功能的价值中包括了Costanza体系中的干扰调节，保持土壤功能包括了Costanza体系中的土壤形成、营养循环、侵蚀控制3项功能，生物多样性维持功能中包括了Costanza体系中的授粉、生物控制、栖息地、基因资源4项功能［5］。

1.2 北京市生态系统单位面积生态服务价值当量表

由于生态系统服务价值不能基于可观察到的或间接的市场行为确定，文章参考谢高地等 (2008)基于专家知识的生态系统服务价值化方法，采用意愿调查价值评估法，通过问卷调查与基于调查对象的回答来确定［1］。具体步骤如下:

(1)问卷设计:选定林地、草地、农田、湿地及水体5类生态系统的9项生态服务功能。

(2)调查样本挑选:问卷调查范围为位于北京市的科研机构与大学，包括北京市农林科学院，中国农业科学院、中国农业大学、北京大学等，接受问卷调查者选择受过高等教育，具有农学、生态学、经济学等相关专业背景的人，以保证对生态服务的质量、数量、可得性、替代性的有效性及发生变化的可能性有一定的了解。

(3)调查过程:问卷同时提供谢高地的生态服务价值当量表 (表1)作为参考，并通过面对面访谈或电子邮件告知被采访者谢高地的生态服务价格表不一定完全符合北京的生态系统服务状况，要求被调查者按照自己对不同生态系统不同生态服务效用相对大小与学术经验进行判断及选择。

图1 被调查者研究领域分布

(4)调查结果:2014年，项目组共发放问卷350份，收回问卷315份，有效问卷301份，问卷有效率为86%。根据教育部2011年修订的《学位授予和人才培养学科目录》，按照一级学科分类，被调查者的研究领域涉及农林经济管理、生态学、环境科学与工程、农业资源利用等多个方面，其中环境科学院与工程95人，农林经济管理82人，农业资源利用59人，生态学45人，剩余不足10人的专业归为其他，包括植物保护、生物学等 (图1)。

被调查者中，52．2%具有硕士学历，34．6%具有博士学历，较高的教育水平在一定程度上保障了调研结果的可靠性与有效性。将被调查者填写的生态服务价值取算术平均值，得到结果如下:

1.3 比较分析

生态系统服务在不同的社会地理环境下给予人们的主观满意度不同，会导致边际效用单位价值量不同［1］。调查结果显示，北京市的相关学者给出的各项生态服务单价均要高于谢高地测算的全国水平，其中单位面积林地的生态服务价值当量高出11．7%，单位面积草地的生态服务价值当量高出31．4%，单位面积农田的生态服务价值当量高出55．7%，湿地与水体的变化不大，略有提高。造成这种结果的可能原因是:(1)调查基于谢高地 (2007)的结果，谢高地的结果起到了诱导作用，被调查对象给出选择时是以谢高地的结果为基础的;(2)被调查对象大多是具有良好教育背景的专家学者，并且从事农业经济、环境科学、生态学等方面的研究，他们对生态服务的效用有较为深刻的理解;(3)对于北京这种生态环境问题特别突出的特大城市来说，由于人均生态服务资源特别稀缺，也会影响被调查者对生态服务价值单价的评估偏高;(4)随着社会发展与经济水平的提高，人们愿意为生态服务支付的意愿也愈发强烈，例如对农田生态娱乐价值当量的评价从0．17提高到3．71，这与北京大力开展休闲旅游观光农业是密切相关的。

表2 北京市生态系统单位面积生态服务价值当量

总体上看，修正后的生态系统服务价值当量表更符合北京市的生态系统状况和经济发展水平，也能更为准确地反映出北京地区生态系统服务的生产、消费及价值实现过程，是科学合理的。

2 北京市农业生态服务价值评估

2.1 农业生态系统单位当量因子价值量的测算

为了测算农业生态服务价值，首先需要测算出农业生态系统单位当量因子的价值量。由于北京的农业产值在经济总量中的比重较小，城市发展对农业的生态需求更为强烈，经过综合比较分析，该文确定北京农业生态系统1个生态服务价值当量因子的经济价值量等于1hm2全国平均产量的农田每年粮食产量的经济价值，以此可将权重因子表转换成当年生态系统服务单价表，计算公式为:

表3 2013年北京农业生态服务价值单位当量因子的价值量

式中，Ea为单位当量因子的价值量 (元/hm2);i为粮食作物种类;pi为第i种粮食作物全国平均价格 (元/kg);qi为第i种粮食作物播种面积单产 (kg/hm2);mi为第i种粮食作物播种面积 (hm2);M为n种粮食作物总播种面积 (hm2)。粮食作物主要包括稻谷、小麦、玉米、大豆及薯类。根据公式 (1)得出2013年北京农业生态系统服务价值单位当量因子的价值量为1．414 819万元/hm2，详见表3。

2.2 基于土地利用的农业生态服务价值理论值

在获取农业生态系统单位当量因子价值量的基础上，结合北京生态系统单位面积生态服务价值当量表即可测算出北京生态系统单位面积的生态价值量，结果如表4。

表4 北京农业生态系统单位面积生态价值 万元/hm2

通过相关官方公布数据，2013年北京市林地面积为108．226 485万hm2，草地面积为8．549 129万hm2，渔业水域面积为2．127 6万hm2，湿地面积为5．143 41万hm2，耕地面积为22．115 73万hm2，园地面积取2012年数值，为13．711 772万hm2。根据北京农业生产用地面积结合表4即可得出2013年北京农业生态系统服务价值的理论值，具体计算结果见表5。

表5 2013年北京农业生态系统服务价值理论值 亿元

从表5可以看出，2013年北京农业生态系统服务总价值的理论值为5 949．38亿元。

2.3 基于土地利用的农业生态服务价值的现实值

农业生态服务价值理论值的测算并没有考虑人们的心理承受能力与经济承受能力，即支付意愿大小，其测算结果仅为理论值，或者说是潜力值，并不能准确地反映出不同经济水平农业生态价值的现实值。经济发展水平不同，居民对农业生态服务价值的支付意愿也会存在显著的差别，用市场经济的眼光分析农业生态服务价值必须考虑到城乡居民的实际支付意愿。因此，需要采用表征支付意愿相对水平的发展阶段系数对农业生态价值理论值进行修正。

发展阶段系数通过皮尔 (Pearl)生长曲线与恩格尔系数求取，计算公式为:

式中，l为社会对生态社会效益的支付意愿，l∈ (0，1);t=T-3，T=1/En，En为恩格尔系数;e为自然对数的底。

以表征支付意愿和能力的发展阶段系数作为调整系数l(t)，则可以修正农业生态系统的理论价值，获得农业生态系统服务的现实价值。计算公式为:

式中，Eareal(t)为考虑支付意愿情况下的单位当量因子的现实价值量 (元/hm2)，在此基础上就可以测算出农业生态服务价值的现实值。

由《北京市2013年国民经济和社会发展统计公报》中得出2013年，北京城镇居民人均消费性支出2．627 5万元，恩格尔系数为31．1%;农村居民人均消费性支出1．355 3万元，恩格尔系数为34．6%。加权计算得出2013年北京综合恩格尔系数为32．3%，进一步由公式 (2)计算出2013年北京社会发展阶段系数为 0．48。

通过公式 (3)得出在考虑支付意愿情况下，北京农业生态服务价值单位当量因子的现实价值为14 148．19×0．48=6 791．13元/hm2，进而计算出2013年北京农业生态服务价值的现实值 (表6)。

表6 北京都市型现代农业生态系统服务价值现实值 亿元

综上所述，2013年北京都市型现代农业生态系统服务价值的现实值为2 855．91亿元。

3 研究结论与启示

(1)文章首次构建一个基于专家知识的适用于北京区域的生态系统服务价值当量表，经过严格的计算过程，最终确定2013年北京农业生态服务价值的现实值为2 855．91亿元，是当年北京市农林牧渔业总产值421．78亿元的6．77倍，农业的生态价值巨大。2013年北京农林牧渔业总产值仅占全市GDP的2．17%，如果把农业生态服务价值纳入到农业总产值中，保守估计农业总价值将达到3 277．69亿元，占到全市GDP的16．55%。如此大的生态服务价值除去占12．87%的农林牧渔总产值以有形的产品表现外，其它都表现为无形的生态与社会效益，为维持生态平衡、促进社会发展做出了积极的贡献。因此，对农业生产的价值评价不能仅仅考虑农业的经济价值，农业生产为整体经济发展的生态贡献要远远超过农业体现出的产品生产价值。

(2)北京市统计局、国家统计局北京调查总队公布的最新数据显示2013年北京农业生态与环境服务价值 (包括景观增值价值)为2 404．96亿元。本文测算的结果要高于该测算结果，一方面是由于北京市统计局建立的都市型现代农业生态服务价值评价指标体系仅包括森林、农田、草地、湿地四大生态系统，而该文在其基础上增加了渔业水面生态系统;另一方面这与北京经济快速发展，自然资产与生态服务变得越来越稀缺的趋势是一致的。市统计局的农业生态服务价值监测工作涉及了诸多统计部门与科研机构，工作量巨大繁琐，成本也较高，该文计算得出的生态服务价值虽然与其存在一定的差距，但仍具有较好的可比性，可以在较短时间内获得较为精确的结果。

(3)研究方法可以根据土地利用的变化对生态系统服务价值进行动态评价，能够为决策者提供更为有用的信息。土地利用是人与自然交叉最为密切的环节，土地也是各种陆地生态系统的载体，土地利用结构的变化引起各类生态系统类型、面积及空间分布格局的变化，直接影响生态系统所提供服务的种类与强度，从而影响人类的经济生活，所以土地利用的变化对维持生态系统服务功能起着决定性的作用［3］。在现实中，生态环境因素是土地利用评价需要考虑的重要因素之一，土地利用规划应促进区域环境质量的改善，维持良好的生态系统服务功能。研究不同土地利用类型的生态服务价值的变化，可为土地利用规划的定量评价提供一定的思路与借鉴，从而促进区域土地资源的合理开发与可持续利用，保护区域生态环境，推动区域自然社会经济系统长期协调发展［11］。

(4)由于生态系统自身的复杂性，农业生态服务功能与价值评估研究仍在不断完善中。生态系统本身的多样性与环境条件的多样性决定了生态系统服务的类型与强度的空间差异性。该文借鉴Costanza和谢高地的研究成果，对中国平均状态的生态系统服务价值单价进行修正，尝试提供了一种更为精确的适合不同区域进行生态服务价值评估的方法，能够得到更适合研究区域实际情况的生态服务价值单价。同时引入社会发展阶段系数，反映社会经济发展水平不断提高所带来的动态影响，这使得价值评估结果更符合当地的生态系统状况与经济发展水平，为重新全面认识其他区域农业生态服务价值提供了有益的借鉴。

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