国家重点功能区转移支付对生态系统格局变化的县域对比分析

李 影,李宝林,,*,祁佳丽,袁烨城,蒋育昊,刘 岩,刘海江

1 中国科学院地理科学与资源研究所 资源与环境信息系统国家重点实验室, 北京 100101

2 中国科学院大学, 北京 100049

3 中国环境监测总站, 北京 100012

4 国家环境保护青藏高原生态环境监测与评估重点实验室, 西宁 810007

为保障国家生态安全,2008年7月原环境保护部与中国科学院联合发布了《全国生态功能区划》[1],2010年国务院发布了《全国主体功能区规划》[2],明确了国家重点生态功能区承担着水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性维护等重要生态功能。由于国家重点生态功能区发展受限,中央财政开始以一般性转移支付的方式对国家重点生态功能区县级政府进行生态补偿[3]。转移支付政策2008年开始试点,2009年财政部印发了《国家重点生态功能区转移支付(试点)办法》,2010年转移支付政策开始正式实施。截止到2020年,中央财政已累计下达转移支付资金6035.5亿元。评估国家重点功能区财政转移支付的生态保护成效,对国家生态环境保护与修复决策具有重要意义[4—5]。

当前研究主要从重点生态功能区转移支付制度入手,通过理论分析对相关制度和政策存在的问题进行定性分析研究,并提出改进设想[6—9]。在实施效果的评估方面,国外对生态转移支付实施效果的评估主要围绕实施效率、生态效益、成本效益等方面展开[10—12],我国则主要集中在对生态环境质量改善方面的评估,但着重于区域个案研究,如侯鹏等以海南岛热带雨林为研究区,以生态系统格局、植被长势和服务功能为研究内容,探讨了该重点生态功能区生态系统变化和保护成效[13]；徐鸿翔和张文彬以陕西省33个国家重点生态功能区为研究对象,研究了生态补偿转移支付与生态环境质量的关系,并发现转移支付显著促进了生态环境质量的改善[14]；李国平等以陕西省国家重点生态功能区为例,也发现转移支付对生态环境质量具有正向促进作用[15]；谈晓雯以浙江省为例,通过测算工业污染的生态环境指数,构建了浙江省生态转移支付环境保护效应模型[16]；缪小林和赵一心利用2006—2016年省级数据发现转移支付总体上改善了以水质为代表的生态环境质量[17]。除生态环境质量评估外,马博赛提出在生态转移支付资金绩效审计时应从生态效益、经济效益和社会效益三个角度进行考虑[18]；郭玮等选取了生态环境、经济发展等方面的相关指标,对目前我国各省生态补偿的转移支付效果进行了评价[19]；李国平等通过益本分析,评价了国家重点生态功能区转移支付的效果[20]。总体而言,目前国家重点功能区财政转移支付成效评估仍是以生态保护成效评估为主,且多对某一地区生态转移支付效果评价进行探索。尽管中央层面财政转移支付实施的基本行政单元为县域,但目前仍缺少对全国县域层面的重点功能区中央财政转移支付对生态环境改善效果的评估。

生态系统格局反映了生态系统自身的空间分布规律和各类生态系统之间的空间关系,也决定着区域生态质量、生态系统服务功能整体状况和空间差异[21—22],其动态变化过程影响着陆地表层物质循环与生命过程[23],反映了不同生态系统类型的演变趋向和幅度。国家重点功能区中央财政转移支付属一般性财政转移,目的在于补偿由于生态环境保护所造成的经济发展损失,主要用于改善民生而不是直接用于生态环境保护具体项目[20],它通过间接途径来影响区域经济发展与生态环境保护政策实施。生态系统类型变化是反映经济发展与生态保护效果最直接的指标之一,因此可以通过生态系统格局变化来反映国家重点功能区财政转移支付的生态保护成效[24]。我国现有对陆地生态系统格局的研究工作主要集中在全国尺度与区域尺度,例如在国家尺度,刘纪远等[23, 25]对1995—2000年土地利用变化特征和空间分布规律、2000—2005年土地利用变化的空间格局与驱动因素等进行了研究；在区域尺度,靳川平等研究了20世纪80年代末期—2015年我国国家级自然保护区土地利用格局及变化[26],诸多学者对70年代中后期—2015年三江源地区生态系统的空间格局及空间结构动态变化规律等进行了研究[27—36],此外部分学者对1980s—2005年内蒙古草原[37—40]、1980s—2008年黄土高原地区[41]及部分小尺度地区[42—45]的土地利用变化特征、过程及驱动力等也进行了系统分析。然而,当前缺少中央财政转移支付实施后针对国家重点功能区的生态系统格局变化研究,从生态系统格局变化角度评估国家财政转移支付效果的研究工作更为鲜见。因此,本文以国家重点生态功能区转移支付县域为调查和评估对象,基于多期遥感解译的土地利用/土地覆被数据,对国家正式实施财政转移支付政策以来,国家重点生态功能区生态系统格局及其变化进行评估,旨在为国家重点生态功能区管理决策提供科学依据。

1 数据和研究方法

1.1 研究区概况

《全国主体功能区划规划》在全国划定了防风固沙、水土保持、水源涵养和生物多样性维护四种类型和25个生态功能区,包括436个县域,覆盖国土面积近386万km2。2008年中央财政开始设立国家重点生态功能区转移支付,对位于国家重点生态功能区的县(市、区)给予一般性转移支付资金。按照财政部制定的《中央对地方国家重点生态功能区转移支付办法》,转移支付对象包括以下三类:①《全国主体功能区规划》中限制开发的国家重点生态功能区所属县(包括县级市、市辖区、旗等)；②国务院批准的青海三江源自然保护区等生态功能重要区域所属县；③《全国主体功能区规划》中的禁止开发区域。2009年转移支付县域有372个,到2019年转移支付县域数量为818个,国家重点生态功能区转移支付县个数与转移支付金额详见表1[46—47]。因此本文研究区为2019年818个转移支付县域,涉及到北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、浙江、安徽、福建、江西、山东、河南、湖北、湖南、广东、广西、海南、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆29个省份及新疆生产建设兵团(图1)。

图1 2019年国家重点生态功能区转移支付县域分布Fig.1 Distribution of key ecological function area in 2019

表1 国家重点生态功能区转移支付县个数与转移支付金额Table 1 The number of counties and the amount of transfer payment for the national key ecological function area

1.2 数据及来源

本文的生态类型监测数据来源于国家生态环境监测网络每年例行开展的土地利用/土地覆被数据集。遥感影像主要使用中巴资源卫星、美国陆地资源卫星Landsat、环境卫星以及高分卫星等中高分遥感数据,通过人工目视解译获得每年度覆盖我国陆域的生态类型数据,每年度数据提取是在上一年矢量数据基础上,基于当年度统一处理好的全国卫星遥感影像,提取地表生态类型发生变化的图斑,然后对变化图斑进行现场核查确定变化类型。土地利用/覆盖数据主要包括耕地、林地、草地、水域、城乡工矿居民用地以及未利用地等6大类26小类。本文选用了2011、2016和2019年三期数据进行国家重点功能区生态系统格局变化分析:2011年代表转移支付政策开始实施时的国家重点生态功能区生态格局状况；2019年表示政策实施近十年的生态格局状况。

1.3 评估方法

1.3.1生态系统格局评价

重点生态功能区生态系统格局及其变化评估主要采用生态系统构成及其变化和生态系统结构变化及类型转换两类指标。生态系统构成及其变化包括生态系统面积、生态系统构成比例、生态系统类型面积变化率等3个指标；生态系统结构变化及类型转化主要包括生态系统类型变化方向、生态系统类型综合动态度和土地覆被转类指数3个指标,各指标含义与计算方法详见表2。

表2 评价指标计算方法及参数说明Table 2 Calculation methods of indicators and description of parameters

由于2019年使用了空间分辨率较高的高分遥感数据(其他年份为中分遥感数据),解译时图斑较其他年份更为详细,因此在进行生态系统类型变化评估时,得到的结果有些可能是由于数据空间分辨率不同造成的伪变化。本文假定这种伪变化导致的包容性错误与忽略性错误存在概率大体一致,在生态系统格局变化分析时侧重分析生态系统构成及其变化,在分析生态系统结构变化及类型转化时,重点讨论与分析扣除相互转化类型后的净变化结果。

1.3.2是否接受转移支付县域对比分析

转移支付效果评估主要采用对比分析纳入和未纳入转移支付范围县域的生态格局变化,从空间和时间两个维度进行对比分析,评价指标详见表2。空间对比法通过比较已纳入转移支付的典型县域与其周边自然条件相似但未纳入转移支付县域的生态系统格局主要指标,从而判断享受财政转移支付政策县域是否生态质量改善更为明显；时间对比法是从重点功能区县域中选择部分后享受国家重点生态功能区财政转移支付的县域,比较享受转移支付前后生态系统格局变化,以确定获得财政转移支付是否有利于这些县域生态质量的改善。在进行享受转移支付前后县域生态格局状况对比分析时,需要有尽可能多的县域样本,同时接受转移支付前后时间段都要尽量长以保证能够体现生态格局的变化。由于2017年新纳入转移支付县域较多,时间也大体处在总时段的中间位置,时间对比法主要对这些县域进行对比分析,未享受到财政转移支付时段设定为2011—2016年,2016—2019年设定为享受财政转移支付时段。由于国家重点功能区转移支付在各县域的实施年份不一致,为避免实施年份差异对生态格局变化分析结果产生影响,在进行空间差异对比分析时,选取的获得转移支付县域均从2011年开始获得支持；在进行时间差异比较时,选取的县域均从2017年开始接受转移支付。

2 研究结果

2.1 生态系统格局变化

2019年国家重点生态功能区林地、草地、耕地、水域、建设用地和未利用地面积分别为1.35×106、1.53×106、5.16×105、1.37×105、4.37×104km2和1.27×106km2(表3)。占所有转移支付县域总面积比例最大的三种生态系统类型为草地(31.6%)、林地(27.8%)和未利用地(26.2%),可以看出国家重点生态功能区主要以自然生态系统为主。人为活动影响相对较小,耕地和建设用地分别占总面积的10.6%和0.9%,大大低于全国平均水平(2019年全国耕地、建设用地占比约为18.92%和3.14%),反映了国家重点生态功能区作为国家生态屏障区的重要地位。

在生态空间中,2011—2019年林地和草地面积减少,而水域面积增加。林地和草地分别减少了1417.2 km2和2549.0 km2,各减少了0.11%和0.17%；水域面积则增加了1444.5 km2,增加了1.07%；未利用土地面积减少了3374.1 km2,减少了0.26%。在人工和半人工生态系统中,建设用地增加最为突出,2019年比2011年面积增加了5424.4 km2,增加了14.18%,超过了林地和草地减少的总量；耕地增加也较为明显,增加了459.4 km2,增加了0.09%(表3)。

表3 2011—2019年重点生态功能区生态系统类型总体状况Table 3 The overall status of ecosystem types for key ecological function area from 2011 to 2019

从生态系统类型变化来看,耕地主要转出为林地、草地和建设用地,主要转入来源为林地、草地和未利用地；林地主要转出为耕地和草地,林地主要转入来源也为耕地、草地；草地主要转入来源为林地、未利用地和耕地,草地主要转出为林地、未利用地与耕地；水域主要转出为草地、林地,水域主要转入来源为草地、未利用地和林地；建设用地主要转入来源为耕地、林地和草地(表4)。

表4 2011—2019年重点生态功能区生态系统类型变化转移矩阵Table 4 The ecosystem type transfer matrix of key ecological function area from 2011 to 2019

2011—2019年间,国家重点生态功能区生态系统人为活动仍然较为强烈,共有1.1×105km2生态系统类型发生了变化(一级分类),占转移支付县域总面积的2.33%。在四种功能类型中,水土保持区人为扰动最强,生态系统综合变化率为5.36%；其次为生物多样性保护区和水源涵养区,综合变化率分别为3.15%和2.34%；防风固沙区扰动相对较小,综合变化率为1.13%(表5)。

2011—2019年国家重点生态功能区生态质量状况总体好转,生态系统功能向好的方向发展,土地覆被转类指数为3.85%。其中防风固沙区转好最为明显,生态系统转类指数为5.77%；其次为水源涵养区和水土保持区,转类指数分别为4.23%和1.15%；生物多样性保护区则有所变差,转类指数为-0.77%(表5)。

表5 2011—2019生态系统动态度与生态系统动态类型相互转化强度Table 5 The ecosystem change and transformation intensity from 2011 to 2019

2.2 是否接受转移支付县域对比分析

从2011—2016年的空间横向比较来看,转移支付县域生态质量总体好转,非转移支付县域生态质量总体变差,转移支付县域土地覆被转类指数为2.28%,而后者为-3.36%。2011—2016年转移支付县域耕地减少0.01%,非转移支付县域耕地则增加了0.03%；林地虽然都有所减少,但转移支付县域减少了0.23%,非财政转移支付县域减少0.41%,减少速率后者为前者的近2倍；建设用地虽然都有明显增加,但转移支付区域增加了10.01%,非转移支付区域则增加14.51%,增加速率后者为前者的1.5倍(表6)。

从2011—2019年的时间纵向比较来看,接受财政转移支付前各县域生态质量总体变差,在接受财政转移支付后县域生态质量总体变好。享受财政转移支付前土地覆被转类指数为-3.35%,而获得后为1.70%。林地在获得财政转移支付前每年减少0.08%,获得后则每年减少0.04%,前者是后者的2倍；水域在获得财政转移支付前每年减少0.30%,获得后则每年增加0.08%；建设用地在获得财政转移支付前每年增加2.90%,获得后每年只增加了1.23%,前者是后者的2.4倍(表6)。

表6 转移支付对典型县域生态系统类型变化率影响的空间横向和时间纵向比较Table 6 The effects of transfer payment on the change rate of ecosystem types in typical county area were compared in space and time

3 讨论

3.1 管控目标并未得到切实落实

2011—2019年国家重点功能区转移支付政策取得了积极的生态保护成效,相关研究成果也表明,在海南岛中部山区[13]、陕西省秦巴山区[14—15, 44]、福建省南岭山地[48]等地的国家重点功能区,国家财政转移支付对国家重点生态功能区县域生态环境质量改善具有促进作用。但同时也需注意,重点功能区土地开发强度未得到有效控制,建设用地占比虽然很低,但是增幅显著,挤占了大量生态空间。与《全国主体功能区规划》对国家重点生态功能区提出的“要限制大规模高强度工业化和城镇化开发,形成点状开发、面上保护的空间格局,有效控制区域开发强度,保持有大片开敞生态空间”的管控要求、保护目标仍有较大差距。党的十八大以来,党中央高度重视生态文明建设,加强生态环境保护,构建了生态文明制度体系的四梁八柱,诸如中共中央办公厅、国务院办公厅于2017年2月7日印发了《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》[49],明确指出在2020年年底前全面完成全国生态保护红线划定,勘界定标,基本建立生态保护红线制度,国土生态空间得到优化和有效保护。在国务院2017年02月04日印发的《全国国土规划纲要(2016—2030年)》国发〔2017〕3号[50]中,明确严格“三线”管控,划定城镇、农业、生态空间,严格落实用途管制。因此,迫切需要贯彻落实国土空间管控政策,建立国家重点生态功能区空间开发保护格局,不断扩大生态空间,严格控制开发强度,实现国家重点功能区的各项管控目标。

3.2 生态保护与经济发展的矛盾依然突出

重点生态功能区作为限制开发区,修复生态和保护环境为其首要任务,提供生态产品为其主要目标。然而目前生态保护工程给予的补贴数额偏低,且缺乏连续性。即使中央财政每年以财政转移支付形式对国家重点功能区县域进行生态补偿,与实施生态保护工程带来的地方财政收入减少、后续地方投入增加以及经济发展机会的丧失等问题相比,国家给予的补贴与财政转移支付数量仍然偏少[51]。如果不从根本上解决区域经济发展问题,重点生态功能区的生态保护工作很难持续。

目前国家重点生态功能区生态环境保护资金主要来源于中央纵向资金支持,无法有效地反映省际间由生态效益或成本外溢形成的横向生态补偿关系,因此可以考虑建立以生态补偿为导向的省际间横向转移支付制度,由中央政府相关职能部门牵头或组织进行,具体方式可以采取对口支援等形式[51—52]。依据各生态功能区资源禀赋的差异,积极发展生态农业、生态林业、生态旅游业；积极开发生态标志产品,从自身产业发展中得到一定的经济发展机会。充分重视生态旅游,将其作为生态服务价值实现的一种重要产业和途径,甚至在一些地区可将其作为支柱产业。对于生态环境极度脆弱、基本不适合人类生存的地方,可采取生态移民措施,将这些地区居民迁入到基础设施、生产生活条件、市场、产业培训等条件优越的地区,从而保证国家重点生态功能区生态保护与恢复的可持续性[52—53]。

3.3 生态保护与恢复科学决策亟待加强

国家重点生态功能区分布范围广,生态功能类型多样,地区自然与人文条件千差万别,然而目前还尚未形成统一的、针对不同区域、不同类型、不同退化程度的生态修复基本理论方法与技术体系,且生态保护只能分散林业、农业、国土、环保等多个部门,部门间条块分割问题突出,在生态保护与修复工作中常出现片面强调某种生态恢复措施的情况,有些甚至违背了基本的生态规律,出现了不该出现的过度保护现象[54—56]。因此,需要建立较为详细的重点功能区生态系统区划与规划方案,并基于不同生态区对自然生态系统结构和功能时空变化的生态学机制进行研究,认知全球变化和强烈人类活动影响背景下的自然生态系统的动态演化过程、空间格局形成和变化机制,从而掌握生态系统及其结构和功能的时间变化动力学机制和空间格局形成的生物地理学机制[52, 57]。依据生态系统退化特征及其恢复机理,建立国家跨部门统一实施的不同生态区人为因素定向调控生态系统技术方法体系。

4 结论

本文基于多期遥感解译的土地利用/土地覆被数据,对国家重点生态功能区转移支付政策实施以来区域生态系统格局及其变化进行了评估。研究结果表明,国家重点生态功能区生态质量状况整体好转,2011—2019年土地覆被转类指数为3.85%。享受转移支付政策后各县域生态质量改善明显,从2011—2016年的空间横向比较来看,转移支付县域土地覆被转类指数为2.28%,非转移支付县域为-3.36%；从2011—2019时间上纵向比较来看,各县域享受转移支付前土地覆被转类指数为-3.35%,而享受后为1.70%。与此同时,近十年国家重点生态功能区人为活动仍然较为强烈,研究时段内(2011—2019)建设用地增加了14.2%,林草等生态空间还有所减少,国家重点生态功能区的管控目标并未得到切实落实。今后要加强国家重点生态功能区空间格局管控,有效处理生态保护与经济发展矛盾,制订科学生态保护与修复政策,严格控制开发强度,解决不断扩大的生态空间等国家重点功能区生态保护亟待解决的问题。