基于生态系统服务价值的阿勒泰地区生态补偿区域空间选择与策略

董靖雯，王承武

新疆农业大学公共管理学院

生态系统是人类生产发展必不可少的物质基础[1]，也是珍贵的资源与资产[2]。生态系统直接或间接向人类提供的生态产品或服务称为生态系统服务[3-4]，包括供给、支持、调节和文化4 类[4]。生态补偿是目前国内外实行生态环境保护重要实践路径之一[5]，本质是生态破坏者向生态保护者付费的行为[6]，国外通常用“生态系统服务付费”的概念来定义生态补偿[7]。国内相关领域的热点研究思路是从生态系统服务价值(ESV)的视角测算区域或流域内行政单元的生态补偿额度[8]。生态补偿机制实行难点是补偿标准的确定[9]。近年来，基于ESV 来评估生态补偿价值的方法在学术界得到广泛应用。从研究方法上看，开展ESV 核算使用较多的有功能价值法[10]与当量因子法[2]。而从计算简洁性、可操作性、应用广泛性以及标准性的角度看，后者要优于前者[11]，且运用当量因子法便于进行长时间序列ESV 变化趋势的研究[12]。而对于生态补偿标准额度的测算，除了ESV 估算，还有生态足迹[13]、机会成本[14-15]、污染损耗[16]与碳汇[17-18]等核算方法。从研究尺度上看，以ESV 计算生态补偿的尺度涉及到生态保护红线区[19]、自然保护区[20]、省域[21]、市域[22]、流域[23]、经济带[24]、城市群[25]、区域[26]等。从研究的土地利用类型上看，主要分为湿地、林地、水域、草地与耕地[27-30]。且ESV 还是生态安全格局评价[31-32]、生态敏感性分析[32]、生态修复[33]等诸多研究的重要思路。

阿勒泰地区位于国家重点生态功能区之一的阿尔泰山地森林草原生态功能区内，有极为可观的自然资源禀赋，包括森林资源、草地资源、水资源、矿产资源等[34]。研究区气候的特殊性使得当地生态系统脆弱敏感，近年来频繁的人类活动更加剧了生态系统破坏程度。同时，区域内生态系统服务的时空分异特征也造成不同县市存在资源利用与生态保护不协调的情况[35]。针对上述问题，本文引用Costanza 等[36-37]提出的方法计算2010—2020 年阿勒泰地区的ESV，修正生态补偿优先级模型[8]并计算区域生态补偿额度，以期从理论上丰富与完善生态补偿的研究体系，从现实上破解阿勒泰地区“生态不经济”与“经济不生态”的难题，为当地政府决策提供参考。

1 研究区与研究方法

1.1 研究区概况

研究区位于我国西北、新疆最北部，与俄罗斯、蒙古国、哈萨克斯坦等国交界。全域面积为11.80万km2，约占新疆总面积的7.09%。阿勒泰地区辖阿勒泰市、吉木乃县、哈巴河县、布尔津县、福海县、富蕴县、青河县6 县1 市，如图1 所示，图中空白区域为北屯市，不属于本研究区域。研究区地势西北高、东南低，属温带大陆性气候区，年均降水量约200 mm。区域内水资源丰富，是新疆丰水区之一，自然生态环境优良，旅游景观业较发达。2020 年全区总人口为66.86 万人，国内生产总值（GDP）达336.32亿元。

图1 研究区位置示意及DEMFig.1 Location and DEM of the research area

1.2 数据来源

阿勒泰地区2010—2020 年共5 期土地利用数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心（http://www.resdc.cn）；平均粮食单产、播种面积、国内生产总值数据来源于2010—2021 年《新疆统计年鉴》与《中国统计年鉴》；粮食价格数据来源于《全国农产品成本收益资料汇编》（2021 年）。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用动态度

土地利用动态度模型可以反映出一定时期内某一区域不同类别土地利用面积的变化，包括变化的速度与幅度[38]，计算公式如下：

式中：K为土地利用动态度，反映阿勒泰地区1 年内某类型土地面积变化[39]；j为土地利用类型；Ajs、Ajf分别为研究期期初和期末第j类土地的面积，hm2；T为时间长度，a。

1.3.2 生态系统服务价值测算

结合单位面积ESV、当量因子修正系数与各类生态系统面积，计算出2010—2020 年研究区ESV。计算公式为：

式中：Ea为研究区生态系统价值当量，元/hm2；mi为第i种粮食播种面积，hm2；pi为第i种粮食的平均价格，采用2018 年的新疆平均粮食价格，1.98 元/kg[40]；qi为研究区第i种粮食平均产量，kg/hm2；M为粮食总播种面积，hm2；i为主要粮食种类。

式中：t为生态服务功能类型，t取值1～11，分别代表食物生产、水资源供给、原材料生产等11 项功能；etj为第j类土地利用下第t类生态系统的当量系数。参考已有文献对类似区域的当量因子表的修正原则[41]，结合谢高地等[42]的研究成果，得出阿勒泰地区单位面积生态系统服务价值，结果如表1 所示。

表1 阿勒泰地区单位面积生态系统服务价值Table 1 Ecosystem service value per unit area in Altay Prefecture 元/hm2

1.3.3 生态补偿区域空间选择与补偿范围确定

生态补偿额度测算的过程中需考虑不同区域之间的经济发展水平，以进行合理的空间选择。本研究引入生态补偿优先级（ECPS）模型[8]作为生态补偿区域空间选择的实现方法，并结合研究区实际情况进行修正。生态补偿优先级反映的是同一级别下不同行政单元对生态补偿需求的迫切程度。优先级指数高的地区对生态补偿的迫切程度较高，通常表现为牺牲发展机会来进行生态保护，或放弃破坏生态用地以实现当地经济短暂的高速增长的机会。常规来说，生态补偿优先级高的地区普遍生态价值高且经济发展水平较低。对生态补偿需求迫切程度高的地方，要考虑优先补偿，此类县市得到生态补偿之后，会在一定程度上改善经济水平，进而激励生态保护行为的可持续性。已有研究多采用区域内单位面积非市场ESV 与单位面积GDP 的比值来表达生态补偿优先级。本研究综合考虑阿勒泰地区的地理位置、地形地貌、人口分布与经济水平的特殊性，对生态补偿优先级模型进行区域修正。将阿勒泰地区各县市纳入生态补偿的单项ESV 进行合理确定，定义为C_ESV。在核算单位面积纳入补偿的生态价值时，不将建设用地面积纳入考虑范围；在核算单位面积GDP 时，不将未利用地纳入考虑范围。综上，阿勒泰地区生态补偿优先级修正为生态用地下单位面积的纳入补偿的生态系统服务价值与经济用地下单位面积的GDP 的比值，计算公式为：

式中：VC−ESVc为c县（市）单位面积纳入补偿的生态价值，元；VGDPc为c县（市）单位面积国民经济生产总值，元；Sc1、Sc2、Sc3、Sc4、Sc5、Sc6分别为c县（市）的耕地、林地、草地、水域、未利用地、建设用地面积，hm2；ECPSc为c县（市）生态补偿优先级指数；GDPc为c县（市）国内生产总值，元；C_ESVc为c县（市）纳入生态补偿的ESV，元。在阿勒泰地区食物生产、原材料生产、水资源供给与提供美学景观均在市场机制中以货币的形式体现，而气体调节与维持生物多样性的价值体现在全球领域上，并非仅在研究区内部，受益者无法界定，故不纳入补偿范围。综上，C_ESV 选定为净化环境、气候调节、水文调节、土壤保持、维持养分循环5 项功能的ESV。

1.3.4 区域生态补偿额度确定

在确定生态补偿优先级指数的基础上，采用王小莉等[23]的研究成果来计算区域生态补偿量。计算公式为：

式中：z为生态系统服务价值折算系数；Vc为c县（市）生态补偿量，元；Tc为c县（市）区域生态补偿需求强度。关于生态系统服务价值折算系数，综合考虑研究区的经济发展与生态环境情况并结合前人研究[43]，认为将z定为15%较为合理[44]。

2 结果与分析

2.1 阿勒泰地区土地利用变化分析

由图2 可知，研究区符合西北地区土地利用类型的典型特征，面积占比最多前两位为未利用地与草地，二者面积之和占总土地利用面积达88%。2020 年耕地、林地、草地、水域的面积占总土地利用面积比约48.41%。2010—2020 年阿勒泰地区耕地、草地、水域和建设用地面积增加，林地和未利用地面积减少。其中，草地面积增加最多，达2 391.53 km2。林地面积在10 年内减少较多，为2 366.22 km2。各土地利用类型中，耕地与林地变化幅度较大，其余类型用地面积变化较为平稳。

图2 2010—2020 年阿勒泰地区土地利用面积Fig.2 Land use area of Altay Prefecture from 2010 to 2020

2010—2020 年阿勒泰地区土地利用动态度绝对值表现为建设用地＞耕地＞林地＞草地＞水域＞未利用地（表2）。由图3 可知，10 年内阿勒泰地区各利用类型土地之间有较大面积的转换，符合阿勒泰地区脆弱生态区的现实情况。同时阿勒泰地区草地、林地、未利用地三者之间相互转换较为显著。草地转为未利用地的区域主要分布在阿尔泰山脉附近、福海县与富蕴县南部荒漠地区。未利用地转为草地的区域主要分布在吉木乃县中部、阿勒泰市南部、青河县和富蕴县中部。由于新疆存在一种介于荒漠和其他草地之间的过渡类型——荒漠草地，使得草地和未利用地转化频繁[45]。在阿勒泰地区东北部临近阿尔泰山脉的林地与草地之间的相互转换最为明显。全球气候变暖导致该区域植被动态变化较大，新疆气候特征由“暖湿化”向“暖干化”转变，这也造成阿勒泰地区整体生态退化[46]。

表2 2010—2020 年阿勒泰地区土地利用变化动态度Table 2 Dynamic degree of land use change in Altay Prefecture from 2010 to 2020 %

图3 2010—2020 年阿勒泰土地利用转移Fig.3 Land use transfer in Altay Prefecture from 2010 to 2020

2.2 阿勒泰地区ESV 变化分析

2.2.1 总ESV 变化

2010—2020 年阿勒泰地区总ESV 呈现降增交替的波动变化趋势。由表3 可知，从整体上看，阿勒泰地区2010—2020 年ESV 共下降10.06 亿元，减少0.85%。从不同土地利用类型来看，耕地、草地、水域的ESV 均有提升，林地ESV 下降较多。其中，草地生态系统对阿勒泰地区ESV 贡献率最大，林地、水域次之。林地与草地大规模的相互转换导致了2020 年林地ESV的大规模减少，故而总ESV 在研究期内下降。

表3 2010—2020 年阿勒泰地区各土地类型生态系统服务价值变化Table 3 Changes of ESV of various land types in Altay Prefecture from 2010 to 2020

2.2.2 单项功能ESV 变化

2010—2020 年阿勒泰地区一级服务功能价值量表现为调节＞支持＞供给＞文化。其中，调节服务价值量与支持服务价值量占各年总ESV 超过80%。由表4 可知，10 年内，食物生产、水资源供给、净化空气、水文调节、土壤保持与维持养分循环这6 类服务价值量提升，其余5 项二级功能价值量均有不同程度的降低。从ESV 的构成来看，阿勒泰地区各年各单项ESV 占总ESV 比例较高的有水文调节、气候调节、土壤保持、生物多样性保护、气体调节与净化空气，合计占各年总ESV 的83%以上。

表4 2010—2020 年阿勒泰地区生态系统各单项服务价值变化Table 4 Value Changes of individual ecosystem services in Altay Prefecture from 2010 to 2020 亿元

2.3 阿勒泰地区生态补偿额度与优先级确定

阿勒泰地区整体未利用地面积大，城镇化建设规模小，区域资源开发和经济发展受到极大限制，因此研究区内各县市生态补偿紧迫度均相对较高。由图4 可知，阿勒泰地区生态补偿优先排序为青河县（2.66）＞布尔津县（2.47）＞吉木乃县（2.31）＞哈巴河县（1.32）＞阿勒泰市（0.82）＞富蕴县（0.75）＞福海县（0.66）。青河县、布尔津县、吉木乃县、哈巴河县的生态补偿优先级指数均超过1，说明这4 县在经济发展受限的情况下，仍选择保护生态，政府需要优先补偿这些地方。其中，青河县与哈巴河县都是阿勒泰地区国家级的脱贫县，2020 年的GDP 极低，生态资源却很丰富，尤其是青河县的C_ESV 仅次于福海县与富蕴县，因此青河县应优先进行补偿。吉木乃县因土地资源禀赋的不足使得当地C_ESV 略低于其他县市，但单位生态用地面积上的补偿价值水平较高，在经济发展水平受限的情况下该县生态补偿紧迫度也较高。而阿勒泰市经济发展水平远高于其余6 县，但C_ESV 水平低于其他各县，所以该市补偿顺序较为靠后。研究区的6 县1 市中，富蕴县与福海县C_ESV 最高，经济水平一般，补偿顺序却较为靠后。这是因为富蕴县与福海县有较大面积的未利用地，未利用地提供生态价值却不产生经济价值，因此通过修正后的生态补偿优先级模型计算，这2 县的补偿顺序靠后。

图4 2020 年阿勒泰地区各县市ECPSFig.4 ECPS of counties and cities in Altay Prefecture in 2020

由表5 可知，2020 年阿勒泰地区生态补偿理论总额度为60.05 亿元，其中青河县补偿额度最高，为12.97 亿元，占补偿总额度的21.60%，补偿顺序为1；其次为布尔津县，为11.01 亿元，占总额度的18.33%，补偿顺序为2。而补偿额占比后2 位的为阿勒泰市与吉木乃县，分别为10.99%与10.46%。富蕴县与福海县虽然补偿优先级较低，但其纳入补偿的生态价值较高，生态补偿量仅次于青河县与布尔津县。

表5 2020 年阿勒泰地区理论生态补偿标准Table 5 Theoretical ecological compensation standard in Altay Prefecture in 2020 亿元

3 讨论

ESV 与经济发展水平是确定区域内生态补偿标准的重要因素[47]。近年来，阿勒泰地区经济发展有一定的突破，但生态环境破坏与旅游污染等问题日益突出。一方面，阿勒泰地区生态环境本底脆弱，易发生生态系统退化；另一方面，人类不合理的开发活动加剧了生态系统退化趋势[48]。阿勒泰地区的ESV 在10 年内下降了10.06 亿元，作为重点生态功能区，承担着新疆乃至西北地区生态环境保护的重要职责，加强研究区的生态保护十分必要。

本研究表明，林地与草地是阿勒泰地区的主要生态用地，但由于新疆地区气候与植被的特殊性，使得林地、草地与未利用地之间的转换十分频繁，这是对当地ESV 产生较大威胁的一个原因[11]。同时该地区国民经济水平相对较低，区域内的经济发展水平与ESV 之间有较大差距，因此出现了部分县市生态补偿理论额度偏高的情况[44]。如2020 年青河县生态补偿额度与该县GDP 的比值为48.52%。除阿勒泰市以外，其余6 县生态补偿额度占GDP 比例均超过10%。在许丽丽等[44]对中国14 个集中连片贫困区生态补偿研究中也发现类似结果，其中2010 年西藏地区理论生态补偿量约是当年西藏地区GDP 的1.80 倍。这说明生态脆弱性与经济贫困性的耦合在中国西北地区较为常见，在此类地区建立健全生态补偿机制尤为重要[44]。生态补偿资金的来源是将生态补偿理论落实到实践的重要基础，补偿额度偏高，资金来源途径必然成为研究区内生态补偿机制构建的难题之一[26]。生态补偿可以有效协调经济发展与环境保护之间的矛盾，对于经济欠发达地区，生态补偿资金不足将会加剧当地对森林、草原等生态用地的开垦，威胁区域生态安全。

综合考虑以上研究与阿勒泰地区的现实情况，对完善研究区生态补偿实践提出以下几点策略。

（1）持续发挥阿勒泰地区政府部门的主导作用。在阿勒泰地区生态保护意识还有待加强的前提下，政府部门提供的统筹规划、引导多元主体参与、财政资金支持、信息共享与规范监督等公共服务所产生的作用就显得尤为重要。政府通过明确项目目标、设计项目方案、做好前期规划、明确主体之间的权责利划分、提供资金支持、规范监督等政策手段，为生态补偿的实践提供保障。

（2）建立健全阿勒泰地区生态补偿法律法规体系。完善的法律法规体系是保障生态补偿实践合理有效落实的前提条件[26]。健全法律法规条文可以统一规定研究区生态补偿的主客体、范围、类别、标准以及各种权责利等内容。完善的法律体系可以有效规避生态破坏等行为，同时也能激励个人或企业等主体自发开展生态保护与修复等。

（3）持续拓宽阿勒泰地区生态补偿的资金渠道。研究区生态价值高，理论的补偿值也较高，拓宽生态补偿资金来源渠道，创新多元化资金来源途径可以充分缓解政府的财政压力，同时也能加强生态补偿实践的可操作性。建议研究区资金来源可考虑以下途径：1）中央政府对重点生态功能区的转移支付资金；2）中央政府通过购买生态产品的方式为研究区提供生态补偿资金来源；3）地方政府可以挖掘其可观的旅游资源，以旅游带动阿勒泰地区经济繁荣，将旅游业及其他附加产业产生的部分经济效益纳入生态补偿资金内；4）地方政府建立生态破坏者惩罚或收费的制度，对有生态破坏行为的企业或个人进行收费。

（4）创新完善阿勒泰地区多元化生态补偿方式。单一的资金补偿方式不仅不能够完整地体现出保护生态资源资产的社会价值，而且还会给当地财政造成一定压力。因此，在生态补偿实践中，除了资金补偿以外，还可以创新就业补偿与政策扶持补偿等多元补偿方式。研究区的经济发展较为落后，在区域内提倡多元化的补偿方式，为贫困人员提供就业岗位，可以有效提高就业率，提升当地人均可支配收入。政策扶持补偿则是主要面向在阿勒泰地区开展生态保护工作的企业而施行的，对有效改善阿勒泰地区生态环境、提升生态系统服务价值水平、保护生态资源的企业给予政策帮扶，如通过适当降低企业税收等措施，激励企业的生态保护行为。

（5）明确规范阿勒泰地区生态补偿的“补偿方”与“受偿方”。本研究所测算的生态补偿额度可为研究区生态补偿资金调配提供一定参考，但要想完善研究区生态补偿机制，对“补偿方”与“受偿方”的确定是必要环节[8]。任何地区生态补偿均要遵循“谁受益，谁补偿；谁保护，谁受偿”的原则：1）从理论上来讲，阿勒泰地区生态补偿的补偿支付方应当为中央政府、自治区政府以及研究区内因各类生产生活等行为对生态产生不利影响的个人与企业。从宏观角度看，阿勒泰地区作为国家重点生态功能区，承担了西北地区生态保护的责任，中央政府的转移支付是研究区生态补偿的主要资金来源之一；自治区政府也在积极探索市场化、多元化的生态补偿机制构建的路径，阿勒泰地区的生态保护行为会为自治区带来较为可观的生态效益。从微观角度看，生态补偿的原则即确定了生态补偿的“支付方”，也就是“补偿方”。破坏生态的企业与个人需要支付一定的补偿金或进行生态修复的行为补偿。2）阿勒泰地区的生态补偿对象，即“受偿方”可以从2 个层级分析。在实践中，由于要考虑实际财政情况，生态补偿往往会采用资金补偿、政策扶持补偿与就业扶持补偿等多元组合形式落实到受偿方。第一层级受偿方为研究区各县市级地方政府，地方政府可以针对不同类型的生态用地，成立相应的生态补偿资金管理责任部门，合理进行生态补偿资金的第一次分配。在不同类型生态系统下，第二层级的受偿方则是进行生态保护的个人与企业。生态补偿资金的第二层级分配中，各类生态补偿资金管理责任部门可根据个人与企业的生态保护行为制定更为细化的补偿标准，将补偿资金与政策向下落实。对积极开展产业生态化、生态产业化、生态产品价值实现、生态文明建设以及牺牲经济利益而进行生态保护的企业或工厂进行资金补偿与政策帮扶。

本研究从估算ESV 的角度出发，测算阿勒泰地区生态补偿标准额度与补偿空间顺序，为研究区生态补偿机制构建与生态文明建设提供理论上的指导思路。研究中使用的生态补偿测算方法，是诸多方法之一，不同方法的测算结果会存在一定差异性。由于数据精度的问题，未能对于二级地类（生态系统）下的ESV 进行详细分析，这是不足之一。研究默认建设用地的当量系数为0，这也会导致研究结果与实际情况有略微偏差。研究对补偿主客体、目标责任以及补偿形式等方面有所涉及但不够深入，后续研究应针对以上不足，科学系统地分析阿勒泰地区生态补偿的模式路径。

4 结论与建议

4.1 结论

（1）2010—2020 年阿勒泰地区土地利用变化“四增二减”，即草地、耕地、水域、建设用地面积分别增加5.81%、63.18%、5.44%、189.77%；林地与未利用地面积分别减少27.83%与3.38%。10 年内林地、草地、未利用地之间存在较大的地类转换。

（2）2010—2020 年总ESV 呈现降增交替的波动变化，整体减少0.85%，林地ESV 降幅最大，单项功能价值量占比最高的为调节服务。从不同土地利用类型看，草地生态系统对阿勒泰地区ESV 贡献率最大，林地、水域次之。

（3）阿勒泰地区生态补偿理论总额度为60.05 亿元，生态补偿优先顺序为（括号中为补偿额占总额比例）青河县（21.60%）＞布尔津县（18.33%）＞吉木乃县（10.46%）＞哈巴河县（11.43%）＞阿勒泰市（10.99%）＞富蕴县（14.12%）＞福海县（13.07%）。

4.2 建议

生态补偿作为一种可以有效缓解二者矛盾的政策手段，加快生态补偿机制的完善是持续推进阿勒泰地区生态文明建设的根本要求。目前，阿勒泰地区已经开展了部分专项领域的生态补偿工作，如草原生态补偿[49]、森林生态补偿[50]等，虽有一定成效，但缺乏从整个生态系统角度考量区域外溢于市场的补偿额度以及对区域内各县市资源禀赋与经济水平的发展情况进行权衡后确定不同行政区生态补偿的紧迫度的理论与实践。基于本文的研究结论，应该更加系统完善地建立研究区的生态补偿机制。建议阿勒泰地区政府部门应充分发挥作用，对研究区生态保护与生态破坏行为进行识别，将生态补偿精准落实到位。地区政府应当根据各县市生态补偿优先级顺序与生态补偿额度，确定各行政区的生态补偿情况，缓解研究区不同行政单元经济发展与生态保护之间的矛盾。同时，对于研究区有一定生态价值的未利用地，需要加强监管与保护，并且在开发利用过程中要将其生态价值纳入审批标准中，以有效改善阿勒泰地区的生态脆弱性。