基于生态系统服务价值的陇东黄土高原生态补偿研究

妙旭华 赵晓冏

［关键词］ 生态系统；服务价值；生态补偿；水土保持；服务功能；陇东黄土高原

［摘 要］ 生态补偿对平衡重要生态功能区社会经济发展与维护生态系统服务功能具有重要作用。陇东黄土高原位于国家重要生态功能区黄土丘陵沟壑区，是黄河上游地区水土流失重点保护和治理区。运用生态系统服务价值当量因子法，计算2000—2020年陇东黄土高原生态系统服务价值，并以此为基础计算陇东黄土高原9个县生态补偿额度和生态补偿优先级。结果表明：①陇东黄土高原生态系统以农田和草原为主，农田生态系统面积在2000—2010年下降显著；②2020年陇东黄土高原生态系统服务价值达到1 458.72亿元，相比于2000年增加了93.82亿元，其中局地气候调节、生物多样性保护、土壤保持服务价值较高，草地、农田和灌丛的生态服务价值占生态系统服务价值的90%以上；③陇东黄土高原9个县生态补偿额度达86.03亿元，生态补偿资金分配应优先考虑环县，其次是华池县、会宁县。

［中图分类号］ X321  ［文献标识码］ A  ［文章编号］ 1000－0941（2023）05－0061－05

随着工业化、城镇化的发展，区域社会经济发展和生态环境保护之间的矛盾日益加重，为缓解这种矛盾，国家提出生态补偿制度，通过经济手段调节区域之间的相关利益问题，是区域生态环境治理的重要抓手，也是生态文明制度体系建设不可或缺的内容[1]，对平衡重要生态功能区社会经济发展与生态系统服务功能维护具有重要作用。近年来，生态补偿制度方面的研究不断增加，研究对象主要针对森林（公益林）[2-3]、草原[4-5]、湿地[6-7]、耕地[8-10]等单一生态系统类型，研究区域集中在流域[4，11]、自然保护地[12-13]等，目前对重要生态功能区的生态补偿研究较少，尤其是针对地处西部、经济落后、资源能源富集的重要生态功能区的生态补偿研究数量较少。运用较多的研究方法主要包括市场价值法[11-12]、条件价值法[14-15]、生态足迹法[16-17]等，目前尚未形成一个广泛认可的系统性方法。

陇东黄土高原位于国家重要生态功能区黄土丘陵沟壑区，具有重要的水土保持功能，是黄河上游地区水土流失重点保护和治理区，也是黄河中游地区泥沙的主要汇入区，对黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义[18]。过去几十年中，在资源能源开发和自然条件驱动下，陇东黄土高原水土流失和植被破坏严重。近年来，虽然国家和甘肃省在该区域推行了生态补偿试点工作，但生态补偿机制并没有得到真正建立和广泛实施，仍存在生态补偿利益相关方责任划分不明确、补偿标准均一化等问题。本研究以陇东黄土高原为研究区，采用生态服务价值当量因子法，系统评估2000—2020年的生态系统服务价值，并以此为基础测算2020年陇东黄土高原不同县区的生态补偿额度，量化县区生态补偿的优先程度，以期为黄土高原及甘肃省生态补偿政策制定和补偿资金分配提供支撑。

1 研究区概况

陇东黄土高原属黄河流域上游地区，位于甘肅省东南部，主要涉及白银市会宁县，定西市通渭县，天水市张家川回族自治县，庆阳市庆城县、镇原县、环县、华池县，平凉市庄浪县、静宁县，总面积约3.3万km2，约占甘肃省国土面积的7.68%。研究区属温带半湿润半干旱气候区，降水量偏少且降雨集中，植被覆盖度低，水土流失极为严重，是黄河及其支流中泥沙的主要来源区之一。因自然条件差，农业生产方式粗放，故产出水平不高。

2 研究数据及方法

2.1 研究数据

（1）生态系统类型数据。陇东黄土高原生态系统类型数据年份分别为2000年、2010年、2020年。其中2000年和2010年生态系统类型数据来源于地理空间数据云。根据实际情况和研究需要，将生态系统类型整合为7个一级类（森林、灌丛、草原、湿地、耕地、城镇、荒漠），14个二级类（落叶阔叶林、落叶针叶林、针阔混交林、落叶阔叶灌丛、草原、稀疏草地、草本沼泽、水库/坑塘、河流、旱地、园地、城市绿地、城镇、裸地）。2020年生态系统类型数据通过人工目视解译获得。为保证数据的一致性，以2010年生态系统类型数据为基础，将2020年夏季Landsat 8遥感影像作为底图，进行影像拼接、几何校正、裁剪等数据预处理后，以14个二级类为分类标准，采用目视解译的方法，识别出2020年生态系统类型相比于2010年发生变化的区域；对于识别中不确定的区域，主要参考2020年GlobeLand 30地表覆盖数据和高分系列遥感影像，解译得到2020年生态系统类型数据，其解译总体精度达到87%，符合研究要求。

（2）统计数据。2000—2020年社会经济和粮食产量数据主要来源于《中国统计年鉴》《甘肃省统计年鉴》《甘肃省调查年鉴》《全国农产品成本收益资料汇编》《甘肃省第二次全国农业普查资料汇编》《甘肃省农村年鉴》。

2.2 研究方法

2.2.1 生态系统服务价值

基于实际情况，确定了陇东黄土高原主要的生态系统服务功能包括农作物供给、牲畜供给、淡水供给、局地气候调节、空气质量调节、地下水补给、土壤保持、防风固沙、水质净化、生物多样性保护和娱乐美学价值共11种生态系统服务功能。

3 结果与分析

3.1 陇东黄土高原生态系统类型

陇东黄土高原生态系统类型以农田为主，其面积占比达到50%以上，广泛分布在西片区以及东片区的西北部一带；其次为草地生态系统，其面积占比接近40%，主要分布在会宁县的北部、环县和华池县；湿地、城镇和荒漠生态系统类型的面积较小，其面积占比不到1%；森林和灌丛生态系统集中分布在华池县东南部、张家川县和庄浪县的东部一带（见图1）。2000—2020年森林、农田、荒漠生态系统面积均有不同程度减少，其中农田生态系统面积在2000—2010年下降显著，这与2000年开始陇东黄土高原实施大规模退耕还林还草有关；灌丛、草地、湿地、城镇生态系统面积有不同程度的增加（见表1）。

3.2 陇东黄土高原生态系统服务价值

陇东黄土高原生态系统服务价值在2000年、2010年、2020年分别为1 364.90、1 443.00、1 458.72亿元，呈增加趋势，20年间增加了93.82亿元，且2000—2010年生态系统服务价值增加量高于2010—2020年（见表2）。生态系统服务价值以局地气候调节、生物多样性保护、土壤保持、水质净化、空气质量调节为主，地下水补给、牲畜供给、淡水供给服务价值相对较少。2000—2020年，农作物供给和防风固沙的服务价值呈减少趋势，分别减少了6.71亿、0.36亿元；其他生态系统服务价值均有不同程度的增加，其中生物多样性保护、局地气候调节的服务价值增加最多，分别增加了35.44亿、25.67亿元。淡水供给和防风固沙的服务价值在2000—2010年减少，而在2010—2020年增加。

草原和农田生态系统的服务价值较高，是陇东黄土高原生态系统服务价值的主要贡献者，而湿地、荒漠、城镇生态系统类型的服务价值较少（见表3）。2000—2020年虽然陇东黄土高原生态系统服务价值量呈增加趋势，但是森林、农田、荒漠生态系统类型的服务价值呈减少趋势，分别减少了27.01亿、17.16亿和0.66亿元；其余生态系统类型的服务价值呈增加趋势，其中草原、灌丛生态系统的服务价值增加较多，分别为101.71亿、30.29亿元，湿地和城镇生态系统的服务价值增加较少，分别为2.91亿、3.73亿元。森林、灌丛、草原、农田生态系统的服务价值变化主要集中在2000—2010年，在2010—2020年变化较少；而荒漠生态系统的服务价值在2000—2010年增加，在2010—2020年减少。

华池县、环县和会宁县的生态系统服务价值较高，陇东黄土高原重要生态功能区高价值区（＞200万元）主要分布在华池县、张家川回族自治县东部和庄浪县东部，与森林生态系统的空间分布具有一致性，这些区域分布有林区和自然保护区。2000年高价值区（＞200万元）的分布面积为1 825.5 km2，到2020年增加至1 956.00 km2，增加区域主要分布在华池县。低价值区（＜50万元）主要分布在通渭县、静宁县、会宁县南部、庄浪县中西部和张家川回族自治县中西部，呈连片分布特征，这些区域多为农田生态系统。2000年低价值区（＜50万元）的分布面积为6 969.50 km2，到2020年减少至4 685.50 km2，减少的区域主要分布在通渭县、静宁县，这些区域近年来实施退耕还林还草工程，有效提升了生态系统服务功能（见图2）。

3.3 陇东黄土高原各县区生态补偿

2020年陇东黄土高原纳入生态补偿的生态系统服务价值为1 216.86亿元，以草地和农田生态系统为主，这两类生态系统是研究区进行生态补偿的核心。2020年陇东黄土高原9个县生态补偿额度和生态补偿优先级见表4。陇东黄土高原生态补偿实际额度达到86.03亿元，其中：环县补偿额度最高，达到29.79亿元，占总补偿额度的34.63%；其次为华池县，补偿额度为20.56億元，占总补偿额度的23.90%；静宁县补偿额度最低，为1.44亿元，占总补偿额度的1.67%。从生态补偿额度占当年GDP的比例来看，总体上占比均较低，均未超过30%。其中，环县补偿额度占GDP的比例最大，达到27.17%，而静宁县补偿额度占GDP比例最小，仅为1.87%。9个县生态补偿优先级为：环县（3.34）＞华池县（2.73）＞会宁县（2.38）＞张家川回族自治县（1.98）＞镇原县（1.39）＞庆城县（1.34）＞通渭县（0.88）＞庄浪县（0.73）＞静宁县（0.57）。9个县生态补偿优先级平均值为1.70，只有环县、华池县、会宁县、张家川回族自治县超过了平均值，而通渭县、庄浪县、静宁县的生态补偿优先级低于1，当生态补偿资金不足时，生态补偿资金分配应优先考虑环县，其次是华池县、会宁县，最后是张家川回族自治县、镇原县和庆城县。

4 结 论

（1）陇东黄土高原生态系统类型以农田为主，其面积占陇东黄土高原总面积的50%以上；其次为草地生态系统，其面积占比接近40%；湿地、城镇和荒漠生态系统类型的面积较小，其面积占比不到1%。2000—2020年森林、农田、荒漠生态系统面积均有不同程度减少，其中农田生态系统面积在2000—2010年下降显著，灌丛、草地、湿地、城镇生态系统面积有不同程度的增加。

（2）2020年陇东黄土高原生态系统服务价值达到1 458.72亿元，相比于2000年增加了93.82亿元，且2000—2010年生态系统服务价值增加量高于2010—2020年。其中，局地气候调节、生物多样性保护、土壤保持、水质净化、空气质量调节服务价值较高，地下水补给、牲畜供给、淡水供给服务价值较少。2000—2020年，农作物供给和防风固沙的服务价值减少，其他生态系统服务价值均有不同程度的增加，其中生物多样性保护、局地气候调节的服务价值增加最多。

（3）草原、农田和灌丛的生态服务价值占生态系统服务价值的90%以上。草原和农田生态系统的服务价值量较高，是陇东黄土高原生态系统服务价值的主要贡献者，而湿地、荒漠、城镇生态系统类型的服务价值量较少。2000—2020年森林、农田、荒漠生态系统的服务价值减少，其余生态系统的服务价值增加，其中草原、灌丛生态系统的服务价值增加较多。

（4）华池县、环县和会宁县的生态系统服务价值较高，生态系统服务高价值区主要分布在华池县、张家川回族自治县东部和庄浪县东部，与森林生态系统分布具有一致性；通渭县和静宁县的生态系统服务价值较低，生态系统服务低价值区主要分布在会宁县南部和庄浪县中西部。

（5）陇东黄土高原9个县生态补偿实际额度达86.03亿元，其中，环县补偿额度最高，其次是华池县，静宁县补偿额度最低；依照计算得到的9个县生态补偿优先级，当生态补偿资金不足时资金分配应优先考虑环县，其次是华池县、会宁县，最后是张家川回族自治县、镇原县和庆城县，通渭县、庄浪县、静宁县的生态补偿优先级低于1，可暂缓考虑。

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［作者简介］ 妙旭华（1971—），女，甘肃兰州人，正高级工程师，学士，主要从事环境规划管理工作；通信作者赵晓冏（1986—），男，甘肃武威人，正高级工程师，博士，主要从事生态环境遥感工作。

［收稿日期］ 2022-06-06

（责任编辑 李佳星）