基于当量因子模型的江阴市生态服务价值核算研究

2024-07-22 00:00:00孙康康吴勇靳诚曹天邦
安徽农业科学 2024年13期

摘要 采用当量模型法核算生态系统服务的理论价值,并选择区域特征系数进行价值修正,结合研究区生态敏感性、人均生态价值占有量分析,对当前实践中生态服务价值难以转化、市场认可度低的问题进行探讨。结果表明,研究区2020年修正后的1个标准单位当量生态服务价值为6 180.02元/hm2,总价值约159.82亿元。不同地类生态系统服务价值差异较大,其中水域单位面积价值最高(776 272.05 元/hm2),湿地次之(321 484.50 元/hm2);从不同生态功能来看,调节服务、供给服务、支持服务、文化服务贡献率分别为84.08%、8.24%、5.75%、1.93%;生态价值人均占有量约12 618.96元,不同地类差异较大;区域平均生态敏感性指数为0.79<1,说明生态服务价值对区域发展阶段具有敏感性趋势。

关键词 生态服务价值;核算;修正系数;生态产品价值实现;生态敏感性

中图分类号 X171.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2024)13-0059-05

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.015

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Estimation of Ecological Service Value in Jiangyin Based on Equivalent Factor Model

SUN Kang-kang1,WU Yong2,JIN Cheng3 et al

(1. Jiangsu Jinningda Real Estate Evaluating Planning Mapping and Consulting Co., Ltd., Nanjing,Jiangsu 210036;2. Jiangyin Natural Resources and Planning Bureau, Jiangyin,Jiangsu 214400;3. School of Geographic Sciences, Nanjing Normal University, Nanjing,Jiangsu 210023)

Abstract The equivalent model method was used to calculate the theoretical value of ecosystem service, and the regional characteristic coefficient was selected for value correction. Combined with the analysis of the ecological sensitivity and per capita ecological value of the research area, the problems of difficult transformation of ecological service value and low market recognition in current practice were discussed. The result showed that the revised value of one standard unit equivalent ecological service in the study area in 2020 was 6 180.02 yuan/hm2, with a total value of about 15.982 billion yuan. The service value of different land ecosystems varied greatly, in which the highest value per unit area reached 776 272.05 yuan/hm2, followed by wetland 321 484.50 yuan/hm2.From the perspective of different ecological functions, the contribution rates of regulatory services, supply services, support services and cultural services were 84.08%, 8.24%, 5.75% and 1.93%, respectively;the per capita value of ecological value was about 12 618.96 yuan, with different differences;the regional average ecological sensitivity index was 0.79<1, indicating that ecological service value was sensitive to the regional development stage.

Key words Ecological service value;Estimation;Correction coefficient;Realization of ecological product value;Ecological sensitivity

基金项目 国家自然科学基金项目(42271235)。

作者简介 孙康康(1991—),男,河南商丘人,助理工程师,硕士,从事生态服务价值评估、自然资源资产评估、生态产品价值实现研究。

收稿日期 2023-07-28

在当前生态产品价值实现探索中,各地实践工作取得系列成果[1],如深圳市建立“GEP核算1+3”制度、浙江丽水市打造丽水山耕体系、厦门市生态系统生产价值统计核算年度报告、皖浙两省新安江流域生态补偿实践等均取得有益经验,但仍存在价值如何核算、如何转化、核算体系不统一、转化通道不畅通、价值认识口径不一的普遍现实问题[2]。2021年江阴市作为首批建立的国家级“自然资源领域生态产品价值实现试点”之一,两年来通过系统化的理论研究、技术探索、政策创新实践等,初步形成具有江阴特色的生态产品价值实现(如生态券)成果体系,但试点实践中亦存在上述待解决的现实问题。科学、规范、统一的价值核算方法体系是生态产品价值实现的基础[1-3],目前学术界对生态系统服务价值的估算理论主要有功能价值法[4]、当量因子法[5-6]、太阳能值法等,体系理论不一。一方面,就目前理论研究而言,不同核算方法均存在相应缺陷,且不同方法所核算的生态服务价值差异较大;另一方面,有关价值核算的理论均基于对生态系统服务价值的货币化表达,所核算的生态服务价值被视为理论评估值,即潜在价值(生态当量价值、GEP等),而并非通常被认可的经济价值,即市场价值[1-2]。实践证明对于回答自然生态、优美环境的正外部性问题,以解决发展的负外部性问题,市场化调节是必不可少的有效手段。因此,评估生态系统服务的经济价值是打通“两山”转化通道的实践基础。笔者基于江阴试点实践,借鉴生态补偿定价、自然资源核算研究[7-8]、土地估价领域等实践方法,考虑区域经济发展水平、支付能力及意愿、生态功能质量、生态空间区位等,对研究区域各生态地类的理论价值进行评估核算,并选择区域特征系数进行修正,对生态系统服务理论价值向市场经济价值的直接表达进行具体探讨。

1 方法构建及数据来源

1.1 方法构建

1.1.1 生态系统服务标准当量。采用全国平均粮食单产市场价衡量生态系统服务1个标准当量的经济价值[5-6]。其中粮食产量使用稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类5种主要粮食作物近3年(2018、2019、2020年)的平均产量,粮食价格使用5种主要粮食作物3年的平均单价进行估算。具体公式如下:

Ej=1N×Qin×PinMin(1)

EAj=17×Ej(2)

式中:Ej表示单位面积粮食作物的市场价值(元/hm2);Qin表示第n年第i种粮食作物总产量(kg);Min表示第n年第i种粮食作物播种面积(hm2);Pin表示第n年第i种粮食作物全国平均价格(元/hm2);i表示不同粮食作物;n表示不同年份;N表示总年份;EAj表示1个标准单位当量的生态服务价值(元/hm2),参考谢高地等[6]的研究,1个生态服务价值当量因子的价值等于粮食市场价值的1/7。

1.1.2 标准当量价值修正方法。根据《自然资源价格评估通则》(TD/T 1061—2021)运用区域特征响应系数对自然资源进行定价的基本思路,评估出符合区域特征的生态服务价格或经济价值[7-8]。公式如下:

ESVj=(Ci×Ai×EAj)(3)

EAx=D=K1×K3K2×EAj(4)

ESVx=(Ci×Ai×EAx)(5)

式中:ESVj表示修正前的生态服务理论价值(元);Ci表示第i种生态地类单位面积价值当量;Ai表示研究区域第i种生态地类面积(hm2);EAx表示修正后1个标准单位当量的生态服务价值(元),即当量模型中的标准当量D值;ESVx表示修正后的生态服务总价值(元);K1、K2、K3分别表示生物量修正系数、稀缺性或数量规模修正系数、供求关系修正系数。

1.1.3 敏感性指数分析法。敏感性指数(coefficient of sensitivity,CS)用来分析生态服务价值(ESV)与标准当量(EA)的变化关系,反映生态系统服务价值对单位当量价值系数的敏感程度[9-10]。公式如下:

CS=(ESVt-ESVx)/ESVx(EAt-EAx)/EAx(6)

式中:CS为生态服务价值敏感性指数;EAt表示当量价值系数调整后数值;ESVt表示当量价值系数调整后的生态服务总价值。当CS>1,表明ESV对EA具有弹性;当CS<1,即ESV对EA缺乏弹性[9-12]。

1.1.4

生态服务价值人均占有量。生态服务价值人均占有量指标能够直观表达人类活动与生态服务价值之间的存量关系[11]。该研究对生态服务价值人均占有量进行计算分析,公式如下:

Ave(ESVx)=1R×ESVxi=1R×(Ci×Ai×EAx)(7)

式中:Ave(ESVx)表示生态服务价值人均占有量(元);ESVxi表示第i类生态系统修正后的实际生态服务价值(元);R为当年人口。

1.2 数据来源

土地利用数据、自然资源数据来源于江阴三调数据和江阴市自然资源领域生态产品价值实现机制试点项目;作物粮食播种面积、产量、恩格尔系数等社会经济发展数据来源于《江阴市统计年鉴》(2019—2021年),全国粮价等数据来源于《全国农产品成本收益资料汇编》(2019—2021年)。

2 结果与分析

2.1 标准当量修正系数

当前社会发展阶段人们对生态资源的关注、美好环境的需求以及对生态环境的支付意愿和能力已不同以往,现有的生态系统服务价值估算理论,无论是当量因子法[5]还是生物模型法[2]均未量化考虑人与生态的需求、保护和利用关系等影响因素,因此无法体现生态文明社会发展阶段自然生态对人类的实际贡献,该研究借鉴自然资源资产核算及修正体系相关研究,选择自然生态与人类社会相关的因子对生态服务理论价值进行修正[13-14],致力于得到生态系统服务接近市场条件下的经济价值。

2.1.1

生物量因子。基于谢高地等[15]中国各省份生物量因子研究成果,使用生物量因子反映生态系统地理差异,对生态系统服务价值进行区域修正,查表可得江苏省江阴市生物量修正系数K1为1.74[16]。

2.1.2

稀缺性因子。参考《自然资源价格评估通则》(TD/T 1061—2021)及相关研究[2,7-8]对自然资源定价的方法,依据《江阴市“十四五”规划》和《江阴市城市总体规划(2011—2030年)》,选择公共绿地(8.2 m2/人)与远景规划目标值(12.3 m2/人)反映稀缺性指标,由于稀缺性与价值成反比,稀缺性修正系数K2使用现值与目标值的倒数,计算可得K2为1.5。

2.1.3

供求关系。依据《无锡市国土空间总体规划(2020—2035年)》关于无锡市资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价的专题研究,选择基于生态足迹、生态环境承载力的全市域范围生态赤字表示生态服务供求关系修正系数K3,计算得近5年生态赤字平均为1.006,表征生态服务供给略小于需求。

2.2 生态服务价值

2.2.1 生态系统单位面积生态服务价值。根据“1.1.1”和“1.1.2”方法运算,得到修正后1个标准单位当量的生态服务价值(EAx)为6 180.02 元/hm2,进而计算可得江阴市各类生态系统单位面积的供给服务(食物生产、原料生产、水资源供给)、调节服务(气体调节、气候调节、净化环境、水文调节)、支持服务(土壤保持、维持养分循环、生物多样性)、文化服务(美学景观)等各项生态服务功能价值,结果发现(表1),各类生态系统单位面积生态服务价值表现为水域>湿地>森林>草地>耕地>园地>未利用地。

2.2.2 不同地类生态系统服务价值构成。从表2可以看出,2020年江阴市生态系统提供的总服务价值约159.82亿元。不同类型生态系统在面积、分布广度、生境质量、功能强弱等影响下,生态服务价值贡献率表现为较大的差异[11,17],其中水域生态服务价值贡献最大,占比达81.55%;园地、草地、湿地、未利用地的生态服务价值贡献较小,分别为1.68%、1.68%、0.67%、0,主要由于其面积、分布广度较小等原因造成。虽然湿地总体贡献率较小,但其单位面积生态价值量较高,可达321 484.50 元/hm2,在江阴所有地类中仅次于水域单位面积价值(776 272.05元/hm2)。森林生态系统服务价值贡献率为10.21%,其单位面积价值处于中等水平,如灌木林单位面积生态服务价值(94 059.90 元/hm2)低于灌草丛单位面积生态服务价值量(121 684.50 元/hm2),反映了江阴市森林生态系统的整体生态质量有待进一步改善。耕地地类面积、分布广度在研究区域所占比例较大,但其生态服务价值贡献率仅5.89%,这是由于耕地的生态质量以及耕地主要存在目的并非提供生态服务等原因造成[17-20],因此耕地的单位面积生态服务价值与其他地类相比较低。

2.2.3

不同生态服务功能的价值构成。江阴市生态系统服务价值构成按不同生态功能分解表达,可分为4大类11小类(表3),其中生态系统调节服务价值量最高,为134.35亿元,贡献占比达84.08%,而调节服务中的水文调节服务占比达66.39%。据分析江阴拥有35 km长江深水岸线,全境水域面积占比近1/3,结合其处于江尾海头的地理区位因素,区域水体发挥着重要的调节作用,即水文调节服务贡献较大可被合理解释。此外,水文调节服务贡献大与谢高地等[15]改进后的水域水文调节当量值较高的原因密切相关。

根据生态服务功能价值构成(表3),江阴各类生态系统供给服务类价值约13.16亿元,贡献约8.24%,其中以水资源供给、食物生产为主,贡献率分别为5.60%、1.99%,而食物生产价值构成以耕地和水域生态系统为主要贡献主体。江阴各类生态系统支持服务类价值约9.19亿元,其中土壤保持、维持养分循环、生物多样性服务分别贡献2.22%、0.34%、3.19%,各生态系统的支持服务价值构成以土壤保持和生物多样性为主要贡献主体。森林的土壤保持服务价值在各地类中最高,生物多样性服务价值水域最高、森林次之,而维持养分循环服务以耕地价值为最高、森林次之,这与耕地集约化的耕作活动有关,说明农业活动加快了养分循环过程[9-10,19]。

文化服务主要核算了生态美学景观的服务价值,总价值3.08亿元,贡献率约1.93%。江阴生态系统的文化服务占比略低,其中水域美学景观贡献最高,森林次之,其他生态系统美学景观价值贡献均较小。而根据当量因子表分析,湿地的美学当量价值较高[15],但由于江阴湿地生态系统面积较小,仅占研究区各生态地类的0.56%,因此在总价值构成中占比较低。基于江阴地类面积进一步计算,可得湿地的单位面积生态服务价值约为321 484.56 元/hm2,仅次于水域。此外,由湿地生态服务功能价值构成(表3)可知,湿地的生物多样性、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持等分项的生态服务价值均较高,这一结果也反映了湿地在调节服务和支持服务功能等方面的重要性[15,18]。

2.2.4

生态系统服务价值人均占有量。生态系统服务价值人均占有量与生态系统整体服务价值对比,差异情况存在一定关联性,具体表现为各地类生态系统服务价值人均占有量从大到小依次为水域>森林>耕地>草地>园地>湿地>未利用地(表4)。江阴市总的生态系统服务价值人均占有量为12 618.96元,各分项生态系统的服务价值人均占有量差距较大,其中水域生态服务价值人均占有量较高(10 290.23元),结合上述不同地类生态系统服务价值构成(表3)分析可知,江阴全境水域面积较大、水域生态服务价值贡献最大(达81.55%),因此水域生态服务价值人均占有量较高;江阴森林(1 076.12元)和耕地(744.13元)生态系统服务人均占有量适中,而公园绿地(70.57元)、湿地(84.52元)、裸地(0.01元)等生态系统服务价值的人均占有量均较小,表明此类生态系统由于面积较小,受到人口增加等带来的环境压力影响较大[11]。

2.2.5 生态系统服务价值的生态敏感性分析。根据生态敏感性计算结果(表5),江阴市不同地类生态系统服务价值敏感性指数从大到小依次为耕地>水域>森林>园地>草地>湿

地>未利用地。森林、园地、草地、湿地、未利用地的敏感性指

数均小于1.00,相较于水域和耕地的敏感性而言,其调整前后的生态服务价值敏感系数对区域总的生态系统服务价值影响不大。其中森林价值敏感性指数为0.87,相对其他地类较高,说明当森林的价值系数变化1%时,生态服务价值将随之变化0.87%。园地、草地敏感性指数分别为0.31、0.24,湿地敏感性指数为0.11,未利用地(裸地)生态敏感性可忽略不计。湿地、未利用地(裸地)生态敏感性指数较小,主要原因是其地类面积较小[12,17]。总体情况,研究区内生态敏感性指数区域平均值为0.79,说明江阴全域生态系统服务价值对价值系数变化不敏感,缺乏弹性。

水域和耕地的敏感性指数大于1.00,说明耕地、水域的较小变动就能影响生态服务价值较大的变化,视为具有变化弹性,这一结果表明水域和耕地在江阴具有重要的生态保护地位。据分析得出3点原因[17]:①该研究选择的谢高地等[15]当量因子表(2015年改进版),水域和耕地的当量因子均较高,所以水域和耕地价值系数上下调整对敏感性指数影响较大;②由于当量因子表是应用专家打分法并基于全国范围的生态服务功能的平均水平[5-6,19],在具体区域应用时存在一定地理差异,在修正过程中难以全面、合理、准确地适用所有地域影响因素;③根据敏感性指数计算结果及上述分析,可知研究区生态服务价值敏感性主要与所选择的标准当量因子表和各地类面积紧密相关[17],即实际受到标准当量值和地类面积比例的双重条件影响,而水域和耕地标准当量值较大[15]且所占研究区域生态地类的面积比重均较大(分别为42.68%和28.34%)。

3 结论与讨论

该研究以当量因子模型为基础,综合分析生态系统服务的理论评估价值,并结合区域生物量因子、稀缺性因子、供求关系等参数估算研究区实际生态服务价值,得出以下结论:

(1)通过区域参数修正后的1个标准单位当量的生态服务价值为6 180.02元/hm2。不同地类的生态服务价值表现为水域>湿地>森林>草地>耕地>园地>未利用地。

(2)研究区2020年的生态系统总服务价值约159.82亿元。不同类型生态系统服务价值贡献差异较大,其中水域贡献率81.55%;而由于分布广度、生态质量等原因,园地、草地、湿地等地类贡献较小,分别为1.68%、1.68%、0.67%。江阴所有地类中水域单位面积价值最高(776 272.05元/hm2),湿地次之(321 484.50元/hm2)。

(3)按不同生态服务功能进行表达,江阴调节服务价值最高,贡献率84.08%,其中水文调节服务贡献率66.39%;供给服务价值约13.16亿元,贡献率8.24%;支持服务类价值约9.19亿元,贡献率5.75%,其中森林土壤保持价值最高,水域生物多样性价值最高,而耕地维持养分循环价值最高;文化服务价值3.08亿元,贡献率仅1.93%。

(4)生态系统服务价值人均占有量与生态系统服务价值有正向关联性,即生态系统服务价值大的地类人均占有量较多。江阴市总生态系统服务价值人均占有量约12 618.96元,不同地类人均占有量差异较大,反映了不同地类对人口增加导致的环境压力影响差异较大。

(5)研究区各地类生态敏感性指数平均为0.79,说明区域生态敏感性指数较大,且部分生态系统人均占有量堪忧,说明生态服务价值对高强度的人为活动变得敏感,从而警示研究区应关注这种生态敏感变化过程并采取有效措施监管。

近年来,一系列生态补偿政策及各地生态产品价值实现试点工作的开展,在推进“两山”转化、生态保护方面取得一定成效。但由于市场、价格空缺及生态系统服务复杂性,社会各界仍对生态服务价值核算及其实现方式有较大的争论。基于生态服务价值核算研究现状和江阴实践,提出几点建议:①由于生态系统自身复杂性,其潜在价值和实际价值评估仍处于探索阶段。该研究运用当量因子模型,并考虑供求关系、稀缺性及社会发展因素,对生态服务理论价值进行修正,尽可能得到区域较为实际的生态服务价值,为研究生态产品价值实现的核算估价思路及方法进行了有益的探索借鉴。尽管该研究试图对生态服务理论评估值进行修正,但生态系统复杂性、社会经济发展动态性、人的不可预见性仍不可避免存在偏差,其中不足仍需进一步探索。②对生态系统服务价值的理论评估值进行市场化修正,使得生态理论价值向可被接受、可实现性甚至可直接交易的方向发展,例如基于地理区域的空间因素、基于区域发展的社会经济因素、基于供求关系的响应因素、基于市场稀缺性因素和自然本底的生态质量因素等,这应是自然资源领域深入研究市场化生态产品价值实现过程的重要一步。③对生态服务赋予价值是维持与保护自然资源、生态环境的关键,生态服务价值的标准定量化计算,为两山转化理论、政策、实践提供量化基础。只有在摸清自然生态家底、充分认识生态产品市场经济价值的基础上,通过政策保障、制度创新、市场调节等途径,才能真正打通两山通道,实现优质生态服务供给与优美自然环境共存。

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