我国农业生态系统服务价值时空分布探究

袁 慧

(安徽财经大学经济学院，安徽蚌埠233000)

十八大以来，“绿水青山就是金山银山”的理念得到了有效的贯彻落实，十九大报告中进一步明确指出“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策”，生态文明建设得到越来越大的重视。而农业生态系统作为人类生存发展的基础，是不可替代的自然资源和自然资产，其不断地向人们提供生态系统产品和服务，从而形成了人类赖以生存的环境条件和物质基础。但随着经济的不断发展、城市化进程的加快，工业用地及建设用地的扩张，农业生态系统遭到了不断地侵占，农业生态系统服务的稀缺性不断增强，因此，科学评价农业生态系统服务价值成为生态系统资产化管理、生态补偿、生态服务有偿使用等政策实施的迫切需求。

目前对农业生态系统服务价值的量化存在一定的困难，现有文献主要从三方面对其进行了讨论： Constanza[1]，谢高地等[2]采用单位面积当量因子法对陆地生态系统服务价值进行了动态的评估；刘向华[3]以河南省为例，在修正传统价值核算方法的基础上，使用非线性总量模型将核算出的结果汇总得出河南省农业生态系统服务价值；叶延琼等[4]采用市场价值法、影子价格法、造林成本法、碳税法与工业制氧法等方法，对广州市1996年、2000年、2004年与2008年的农业生态系统服务相关价值进行了核算。尽管相关学者已对生态系统服务价值量化进行了一定的研究，然而，现有量化评估方法仍存在不足之处：已有研究大多是以一个地区为例，进行农业生态系统服务价值的评估，不能反映出中国整体的农业生态系统服务的价值，从而不能为相关的政策提供实践基础；另外，已有研究所选取的数据范围较小，仅局限于一个地区一年或几年的数据，不能真实地反映出该地区的农业生态系统服务价值。为了解决这一问题，本文选取了中国31个省区市2000-2016年的面板数据，从时间和空间的角度分别对中国农业生态系统服务价值进行分析，以求弥补数据不足及地区选取少的缺点。 本文主要采用基于单位面积当量因子的方法，对中国31个省市的农业生态系统服务的价值进行核算，来分析中国现有农业生态系统为社会提供的服务价值，以求能够为中国自然资产评估和生态补偿等提供一定的理论依据与参考。

一、 农业生态系统服务价值评估模型

文章在借鉴已有研究的基础上，对中国农业生态系统服务价值评估模型进行构建。首先将农业生态系统服务功能划分为供给、调节、 支持、文化四大类，然后基于当量因子对农业生态系统服务价值进行核算。

(一)农业生态系统服务功能分类

根据Constanza(1997)将生态系统服务功能划分为调节大气、调节气候、干扰调节、水调节、供应水资源、控制侵蚀和保持沉积物、土壤形成、养分循环、废物处理、传粉、生物控制、避难所、食物生产、原材料、基因资源、娱乐、文化十七类；MA[5]将生态系统服务分成了四个类别，分别为供给服务、调节服务、支持服务与文化服务，并将其细化为十一种服务功能。结合国内文献的分类，张贞等[6]依据生态产品和生态服务两大类将服务功能细化为食物生产、大气调节、涵养水源、养分循环、土壤保持与调节功能；欧阳志云等[7]将生态系统服务价值分为食物、原材料、能源、调节功能、防护功能、景观价值、文化价值七类。本文在借鉴已有研究的基础上，将农业生态系统服务分为供给服务、调节服务、支持服务和文化服务四大类，并进一步细分为食物生产、原材料生产、气体调节、气候调节、水文调节、净化环境、土壤保持、维持生物多样性和提供美学景观九种服务功能。

(二)单位面积农业生态服务价值当量核算

单位面积生态服务价值基础当量表，是指我国各类生态系统单位面积年生态服务价值当量表，反映了各生态系统和各生态服务功能在全年的、全国的平均服务价值。合理确定该当量表，是成功构建能够反映生态系统服务价值空间差异和年内时间动态变化的动态当量表的前提和依据。

本文在现有生态系统服务价值评价研究的基础上，根据国内以实物量计算方法为主的生态系统服务价值量评价结果，得到中国2002年、2007年与2010年的农业生态系统服务价值当量因子表(见表1)，其中2010年农业生态系统服务价值当量表在参考谢高地等[8]研究的基础上，对相关数据进行加权平均得到。本文选取的是中国31个省区市2000-2016年的数据，因而，依据2002年、2007年与2010年三种农业生态系统服务价值当量分别核算出2000-2016年中国农业生态系统服务价值和各省市的农业生态系统服务价值。

表1 中国农业生态系统单位面积生态服务价值当量

(三)农业生态系统服务价值当量因子核算

1个标准单位农业生态系统生态服务价值当量因子(以下简称标准当量)是指1公顷全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值。以此当量为参照并结合专家知识可以确定其他生态系统服务的当量因子，其作用在于可以量化不同类型生态系统对生态服务功能的潜在贡献能力。在实际应用中，特别是在区域尺度上，完全消除人为因素的干扰以准确衡量农田生态系统自然条件下能够提供的粮食产量的经济价值存在较大难度。本研究参考谢高地等[9]的处理方法，将单位面积农田生态系统粮食生产的净利润作为1个标准当量因子的农业生态系统服务价值量。农田生态系统的粮食产量价值主要依据水稻、小麦和玉米三大粮食主产物计算。

为了消除粮食价格周期性波动对当量因子产生的影响，在借鉴已有研究基础上[10-11]，结合2000-2016年中国水稻、小面、玉米粮食价格走势图(如图1)，选取五年作为粮食价格的波动周期，对粮食价格每五年取平均值进行计算三种主粮的产值及净利润，其计算公式如下：

F=Zr×Pr+Zw×Pw+Zc×Pc

(1)

其中：F表示1个标准当量因子的农业生态系统服务价值量(元/hm2)；Zr、Zw和Zc分别表示全国水稻、小麦和玉米的播种面积占三种作物播种总面积的百分比(%)；Pr、Pw和Pc分别表示全国稻谷、小麦和玉米的单位面积平均净利润(元/hm2)。

图1 2000-2016年三种主粮价格变动趋势

(四)省际农业生态服务价值动态当量核算

由于不同区域农业生态系统的内部结构和外部形态在不同年份是不断变化的，因而其生态服务功能和价值也在不断变化。为了使各个省市计算出的农业生态系统服务价值更加准确，文章构建了时空调节因子、降水调节因子和土壤保持因子来对计算方法进行改进，试图反映出各省市农业生态系统服务价值在时间和空间上的差异。各省市植被面积占全国平均植被面积的比重作为时空调节因子(Aij)，将各省市年均降水量占全国平均降水量比重作为降水调节因子(Jij)，各省市治理水土流失面积占全国平均治理水土流失面积的比重作为土壤保持调节因子(Tij)，与全国年均生态系统服务价值当量因子表结合，按照公式(2)构建生态服务时空动态变化价值当量表。

(2)

(2)式中Wnij指某种生态系统在第i区第j年第n类生态服务功能的单位面积价值当量因子；Aij指该类生态系统第i地区第j年的时空调节因子；Jij指该类生态系统第i地区第j年的降水时空调节因子；Tij指该类生态系统第i地区第j年的土壤保持时空调节因子；Wn1表示该类生态系统的食物生产、原材料生产、气体调节、气候调节、净化环境、维持养分循环、维持生物多样性、提供美学景观服务功能的全国年均单位面积价值当量因子；Wn2表示该类生态系统的水文调节服务功能的全国年均单位面积价值当量因子；Wn3指该类生态系统的土壤保持服务功能的全国年均单位面积价值当量因子。

(五)数据来源

数据来源依据中国2001-2017年统计年鉴、2001-2017年全国农产品成本收益资料汇编、中国环境统计年鉴。由于本文研究的是农业生态系统服务价值，将土地利用类型划分为森林、草地、农田、湿地四类，选取2000-2016年中国31个省区市的这4种土地利用类型的面积，相关数据来源与各省市统计年鉴及中国统计年鉴。此外，考虑到数据的可得性，本文中上海市农业生态系统的土壤保持价值未经过土壤调节因子的调整。

三、 农业生态系统服务价值结果分析

公式(1)(2)，对中国31个省区市2000-2016年各省市的农业生态系统服务价值进行核算，得出各省市的农业生态系统服务价值，对其变动趋势进行分析。

(一)全国农业生态系统服务价值的变动

利用公式(1)(2)，结合搜集到的数据，计算出2000-2016年各个年份的F值及中国农业生态系统服务价值，见表2。

从表2可以看出，F值在2002-2003年下降幅度较大，这主要与三种主粮的收益下降、成本上升有关；在2005-2006年，F值增加较大，这主要是由三种主粮的收益增加造成的。此外，无论采用哪一年份的农业生态系统服务价值当量所计算出来的中国农业生态系统服务价值变动趋势几乎一致，以2002年的农业生态系统服务价值当量所计算出来的中国农业生态系统服务价值相对于依据2007年和2010年农业生态系统服务价值当量所计算出的中国农业生态系统服务价值来说变动趋势较平稳。2006-2010年的中国农业生态系统服务价值较高，这主要受三种主粮价格、产量等因素的影响。

表2 2000-2016年F值及中国农业生态系统服务价值(单位：亿元)

注：A、B、C分别为以2002年、2007年、2010年农业生态系统服务价值当量计算出中国农业生态系统服务价值

表4 中国人均农业生态系统服务价值(单位：元)

注：A、B、C分别为以2002年、2007年、2010年农业生态系统服务价值当量计算出中国人均农业生态系统服务价值

表3反映了按照三种不同基准口径计算出的人均农业生态系统服务价值，为了更加直观地看出人均农业生态系统服务价值的变动趋势，采用折线图表示，从图2可以很直观地看出中国人均农业生态系统服务价值的变动趋势，其中2006年与2008年的人均农业生态系统服务价值以2002年为基准和2007年为基准计算的结果一致，表明价值当量变化较小及中国各种土地利用类型也无较大变化。2000-2002年，中国人均农业生态系统服务价值呈缓慢上升趋势，2002-2004年以2002年为基准计算出的中国农业人均生态系统服务价值呈下降趋势，而以2007年和2010年为基准计算的人均农业生态系统服务价值呈上升趋势，这与价值当量变动有关。2004-2006年，以2002年为基准计算的中国人均农业生态系统服务价值几乎呈直线型上升，这与粮食价格的变动息息相关。以三个标准计算出的中国人均农业生态系统服务价值均于2008年达到最高值，这主要是由当年的三种主粮产量及价格上升造成的。2010年之后，人均农业生态系统服务价值虽在2012年与2014年呈现出增加的态势，但总体上呈下降趋势，主要受到三种主粮生产成本增加的影响。

图2 2000-2016年人均农业生态系统服务价值变动(三种基准口径)

(二)省际农业生态系统服务价值的时空分布

根据上文中依据三种不同年份的农业生态系统单位面积生态服务价值当量计算出来的中国农业生态系统服务价值，可以看出依据2002年与2010年单位面积服务价值当量计算出来的中国农业生态系统服务价值变化较平稳，且2010年单位面积服务价值当量是在不断完善之前研究的基础上得出的，因而，本文选取2010年单位面积生态服务价值当量为基准，对省际农业生态系统服务价值进行计算。

1.省际总量农业生态系统服务价值的时空分布

将所求出的省际2000年、2005年、2010年及2016年农业生态系统服务价值，利用地图慧2.0软件进行处理，如图3。

图3 分年份农业生态系统服务价值时空分布

依据计算出的各省市农业生态系统服务价值，可将各省市农业生态系统服务价值分为四个等级，其中农业生态系统服务价值大于46 998 660.574万元的为第一等级，表示农业生态系统服务价值最高；农业生态系统服务价值在14 186 049.760 3～46 998 660.574万元之间的为第二等级，表示农业生态系统服务价值较高；农业生态系统服务价值在4 179 779.053 5～14 186 049.760 3万元之间的为第三等级，表示农业生态系统服务价值一般；农业生态系统服务价值低于4 179 779.053 5万元的为第四等级，表示农业生态系统服务价值较低。从图a中可以看出2000年农业生态系统服务价值较高的地区有西藏、四川、内蒙古、黑龙江，农业生态系统服务价值较低的地区有北京、天津、中部六省、上海、海南、宁夏、重庆等；2005年农业生态系统服务价值较高的地区有新疆、西藏、青海、四川、云南、内蒙古、黑龙江等，农业生态系统服务价值较低的地区有北京、天津、宁夏、重庆、江苏、上海、海南等；2010年农业生态系统服务价值较高的地区有新疆、西藏、青海、四川、云南、甘肃、陕西、湖南、江西、广西、广东、内蒙古、黑龙江、吉林等，农业生态系统服务价值较低的地区有北京、天津、宁夏、上海、海南等；2016年农业生态系统服务价值较高的有新疆、西藏、四川、云南、内蒙古、黑龙江等，农业生态系统服务价值较低的有北京、天津、宁夏、山西、江苏、上海、重庆、海南等。2005年各省市农业生态系统服务价值均有所增加，农业生态系统服务价值高于46 998 660.574万元的地区较2000年增加了新疆、青海、云南3个地区，农业生态系统服务价值低于4 179 779.053 5万元的地区较2000年减少了山西、河南、山东、安徽4个地区；2010年各省市农业生态系统服务价值均有所增加，农业生态系统服务价值处于第一等级、第二等级的地区均有所增加，同时处于第四等级的地区数量由2005年的7个下降到5个。2016年与2010年相比，处于第一、第二等级的省市数量有所下降，而处于第三、第四等级的省份数量呈增加态势。

2.省际人均农业生态系统服务价值的时空分布

根据各省份农业生态系统服务价值比上各省份的常住人口数，得出各省市人均农业生态系统服务价值，为了直观地体现出各省市农业生态系统服务价值在各个年份的变化状况，本文选取2000年、2005年、2010年及2016年人均农业生态系统服务价值，得出：各省市在2000年时的人均农业生态系统服务价值均较低；到2005年，各省市人均农业生态系统服务价值有所增加；2010年时，各省市人均农业生态系统服务价值有很大的增加；但到了2016年，各省市人均农业生态系统服务价值呈下降趋势，且下降幅度较大。

(三)农业生态系统服务价值与经济增长的比较

依据2010年的单位面积农业生态系统服务价值量计算结果与经济增长进行比较分析。

1.总量指标对比

将中国农业生态系统服务价值与当年GDP进行对比可知(如图4所示)：在2000-2003年、2005年、2010-2016年，中国农业生态系统服务价值均低于当年GDP，且在2011-2016年间，中国农业生态系统服务价值占当年GDP比重逐年下降，到2016年时，中国农业生态系统服务价值仅为当年GDP的23%。

图4 中国农业生态系统服务价值占当年GDP比重折线图

2.人均指标对比

人均农业生态系统服务价值与人均GDP相比较，从表4可以看出中国人均GDP一直呈稳健的上升趋势，而中国人均农业生态系统服务价值增减幅度较大。在2006-2009年间的人均农业生态系统服务价值较高且高于人均GDP，此时的农业生态系统与经济发展之间是基本平衡的。然而从2010年开始，中国人均农业生态系统服务价值呈下降趋势，并且低于人均GDP，2016年人均农业生态系统服务价值仅为人均GDP的23%，表明农业生态系统相对于经济增长来说具有很大的稀缺性，此时亟须实施保护农业生态系统的策略，提高农业生态系统服务价值。

表4 人均农业生态系统服务价值与人均GDP(单位：元)

四、 讨论与政策建议

通过上文对中国农业生态系统服务总价值的核算及分省份农业生态系统服务价值的核算，得出近年来我国农业生态系统服务价值总体上呈上升的趋势，但仍有部分地区部分年份呈现出下降的态势，以下通过分析这些存在的问题，提出相应的政策建议。

(一)对中国农业生态系统服务价值变动的讨论

农业生态系统服务与人类福祉密切相关，具有很高的潜在价值。虽然很难确定、量化和货币化生态系统服务的价值，但在实施生态系统资产化管理、生态补偿、生态服务有偿使用等政策和措施时，迫切需要充分评价农业生态系统服务价值。文章主要采用单位面积生态系统价值当量因子的方法，利用3个调节因子对省际农业生态系统服务价值进行调节，对中国31个省区市农业生态系统提供的9种生态服务类型价值进行核算，得出相关结果，结合计算出的农业生态系统服务价值进行讨论。

北京、天津、上海、海南等地的农业生态系统服务价值较低，处于全国落后水平，这主要与其经济发展水平有关，北京市作为中国首都，经济发展水平与城市化率均较高，在发展经济与推进城市化进程的过程中，占用了大量的土地来进行扩建工厂与建造住房，从而对农业生态系统进行了一些破坏；上海市作为我国首批对外开放的城市，其经济发展水平远高于内陆其他省份，加上其耕地面积、森林面积、草地面积较少，而经济活动较多，这些都影响着上海市农业生态系统服务的价值。西藏、四川、内蒙古、黑龙江等地的农业生态系统服务价值较高，处于全国前列。西藏、内蒙古地区经济发展水平相对较落后，经济活动较少，再加上其土地面积较大，人口稀少，又拥有广袤的草原与森林，这些都有利于农业生态系统服务价值的提高；黑龙江拥有大量的耕地，森林面积也比较大，加上人类对农业生态系统的破坏行为较少，所以其拥有较高的农业生态系统服务价值；四川省处于中国西南部，多丘陵、盆地，地势起伏较大，加上其森林面积大、耕地面积广，因而其农业生态系统服务价值较高。

2003年的农业生态系统服务价值忽然下降，且下降趋势较大，主要是由2003年三种主粮产量下降引起收益下降，同时种植成本上升造成的；在2004年农业生态系统服务价值突然有大幅度的上升，这主要是由于三种主粮的产量有了较大幅度的提高，带来了收益的增加，同时收益增加趋势大于成本增加的趋势；2006-2010年间的农业生态系统服务价值较高，主要由于三种主粮的产量及收益较高，同时生产成本较低造成的；2016年农业生态系统服务价值较低，主要受粮食供给服务价值下降的影响，此外也反映了我国在经济发展的过程中对生态文明的重视程度还不够。

(二)提高我国农业生态系统服务价值的政策建议

近年来我国农业生态系统服务价值呈下降趋势，且其相对于社会经济价值来说具有很大的稀缺性，这就需要引起政府和社会公众的重视。

从政府层面来说，针对近年来农业生态系统服务价值持续降低的趋势，应当积极主动的采取措施，适当减缓城市化进程，降低城区面积扩张的速度，提高将农业用地转化为工业用地及建设用地的标准，以此来降低农业生态系统在城市化进程中遭到的损害。同时，鼓励农民发展健康绿色农业，清洁生产，减少化肥农药等有毒化学产品的使用，可以对实施农业绿色生产的农户给予一定的补贴，以此来调动农户进行绿色生产的积极性，达到保护农业生态系统的目的。

从个人层面来说，公民个人应该积极主动地承担起保护农业生态系统的责任，要清楚地认识到农业生态系统所提供的服务及产品是有限的，不是取之不尽用之不竭的。因而，个人在日常生活中要减少不必要的浪费，在农业生产中要注重绿色健康。

针对区域间农业生态系统服务价值相差较大的问题，各地政府应结合自身实际，制定符合本地区提高农业生态系统服务价值的措施。农业生态系统服务价值低的地区可向农业生态系统服务价值高的地区学习经验，力求做到除了自然因素造成的农业生态系统服务价值低无法改变之外，其他一切阻碍农业生态系统服务价值提高的因素都得到有效解决。力争降低区域之间农业生态系统服务的差距，使我国农业生态系统服务价值得到提高。