重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值時空變化特征及其驅(qū)動因素分析*

孔凡靖, 陳玉成**, 陳慶華, 牟秦杰, 閻建忠

重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值時空變化特征及其驅(qū)動因素分析*

孔凡靖1,2, 陳玉成1,2**, 陳慶華1,2, 牟秦杰1, 閻建忠1

(1. 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 重慶 400716; 2. 農(nóng)村清潔工程重慶市工程研究中心 重慶 400716)

農(nóng)田對保障區(qū)域物質(zhì)供給、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給有著不可替代的作用, 為探究區(qū)域農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值的時空變化和驅(qū)動因素, 本文基于重慶市2007—2016年統(tǒng)計年鑒及相關(guān)年份區(qū)縣年鑒數(shù)據(jù)信息, 構(gòu)建農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值指標(biāo)體系, 引入物價指數(shù), 通過列表清單法對重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值進(jìn)行評估, 利用STIRPAT模型分析各區(qū)縣間人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值差異的社會驅(qū)動因素。研究表明: ①2007年、2012年和2016年重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值分別為898.06億元、938.97億元和1 038.45億元, 呈明顯上升趨勢, 增幅為15.63%; 年均農(nóng)田正向服務(wù)價值(1 024.49億元)遠(yuǎn)高于其負(fù)向價值(59.02億元)。②就農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間變化而言, 渝西片區(qū)的總量和人均變化幅度最大, 為30.32%和16.80%, 其中農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)的永川區(qū)、江津區(qū)農(nóng)田負(fù)向價值相對突出; 人均年農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值排序為: 渝東南片區(qū)(5 855元?人-1)>渝東北片區(qū)(4 027元?人-1)>渝西片區(qū)(3 846元?人-1)>主城片區(qū)(840元?人-1)。③農(nóng)業(yè)人口、城市化率、萬元GDP能耗是重慶市各區(qū)縣人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異的社會驅(qū)動因素, 主城片區(qū)的發(fā)展對其農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)造成較大的壓力, 該區(qū)域應(yīng)合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 以提升農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值。研究結(jié)果為重慶市農(nóng)田生態(tài)環(huán)境保護(hù)、恢復(fù)以及耕地補(bǔ)償?shù)忍峁┛茖W(xué)依據(jù)。

農(nóng)田; 生態(tài)服務(wù)價值; 列表清單法; 正向服務(wù)價值; 負(fù)向價值; 重慶市

農(nóng)田作為食物的生產(chǎn)載體與農(nóng)戶的生產(chǎn)活動場所不僅帶來可觀的經(jīng)濟(jì)價值, 同時也帶來不菲的生態(tài)價值。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 人們逐步意識到生態(tài)服務(wù)功能是人類生存與現(xiàn)代文明的基礎(chǔ), 科學(xué)技術(shù)并不能替代自然[1]; 對農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值的評估研究為我們正確認(rèn)識農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值提供重要依據(jù)。國內(nèi)外學(xué)者已對生態(tài)服務(wù)價值評估進(jìn)行了大量研究[2-11], 從評估方法上, 謝高地等[2]結(jié)合國內(nèi)實際情況, 以核算國內(nèi)實物量為基礎(chǔ), 修訂并分析了各類生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值; 劉小丹等[4]和張宏鋒等[5]采用列表清單法對研究區(qū)域農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值進(jìn)行測算, 得到農(nóng)田固碳釋氧功能具有可觀價值。從體系框架上, 國外學(xué)者Costanza等[6]通過把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為17種不同的類型, 進(jìn)而估算其生態(tài)服務(wù)價值; 聯(lián)合國參考Costanza等[6]相關(guān)研究提出《千年生態(tài)系統(tǒng)評估》[7], 將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為4個大類, 即提供功能、文化功能、調(diào)節(jié)功能、支持功能; 國內(nèi)學(xué)者對于生態(tài)系統(tǒng)功能評估指標(biāo)體系的構(gòu)建大多基于前人研究基礎(chǔ)。從評估結(jié)果表達(dá)上, 馬依拉?熱合曼等[12]采用價值當(dāng)量法結(jié)合地理信息技術(shù)對綠洲生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評估, 展示了區(qū)域生態(tài)服務(wù)價值的空間分布情況。但以往研究在評估方法、指標(biāo)體系等方面存在一些問題, 從評估方法上, 生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量法的運用中農(nóng)田單價被低估[8,13], 使其評估得到的生態(tài)服務(wù)價值偏低, 列表清單法雖能較為全面地評估生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值[4-5], 但部分研究[11]在運用過程中對庫容單價等的選取不妥, 延用以往參數(shù)并未進(jìn)行修正; 從指標(biāo)體系上, 多數(shù)研究[4-5,10]以靜態(tài)分析農(nóng)田正向服務(wù)價值為主, 缺乏農(nóng)田負(fù)向服務(wù)價值的研究; 同時, 也缺乏農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異分析的研究。

重慶市為典型的大城市帶動大農(nóng)村, 無論是農(nóng)村區(qū)域、農(nóng)村人口都占有很大的比例, 然而關(guān)于農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值研究相對較少。張艷軍等[8]根據(jù)遙感影像資料, 對土地類型進(jìn)行劃分, 結(jié)合生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量法, 從空間上表達(dá)區(qū)域中各類型生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值; 杜家強(qiáng)等[9]利用生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量法, 從時間上預(yù)測重慶市生態(tài)服務(wù)價值的變化趨勢。在鄉(xiāng)村振興的背景下, 經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展將導(dǎo)致部分區(qū)域土地利用覆被發(fā)生了劇烈變化, 在“人工-自然”驅(qū)動下生態(tài)系統(tǒng)更為脆弱[14], 尤其是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng), 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具有多種服務(wù)功能, 因此, 研究農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值及其時空變化規(guī)律具有重要意義。為此, 本文以重慶市為例, 構(gòu)建農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值評估體系, 結(jié)合物價修正指數(shù), 運用列表清單法計算重慶市2007—2016年農(nóng)田生態(tài)服務(wù)正向與負(fù)向價值, 通過ArcGIS分析各區(qū)縣農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值的空間分布特征, 利用STIRPAT模型分析各區(qū)縣間人均生態(tài)服務(wù)價值差異的社會驅(qū)動因素, 為重慶市的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境保護(hù)、恢復(fù)以及耕地補(bǔ)償?shù)忍峁┛茖W(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

重慶市位于中國內(nèi)陸西南部, 總面積為8.24萬km2, 轄38個區(qū)縣, 農(nóng)田面積為2.56萬km2, 約占總面積的1/3, 其中渝中區(qū)無耕地。據(jù)年鑒資料, 2017年重慶市農(nóng)業(yè)人口為1 776.60萬, 農(nóng)業(yè)增加值為1 363.87億元。重慶市氣候?qū)贊駶檨啛釒Ъ撅L(fēng)氣候, 多年平均氣溫為14.8~18.7 ℃, 多年平均降雨量為1 038~1 186 mm; 境內(nèi)山地丘陵面積占98%。農(nóng)用耕地開發(fā)度較高, 主要以坡耕地為主, 主要糧食作物有水稻()、玉米()、小麥()、紅薯()4大類, 尤以水稻居首。然而水田兼有廣義人工濕地的功能, 具有潛在的生態(tài)服務(wù)價值。因此, 研究重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值的時間、空間變化規(guī)律顯得尤為重要。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究采用的作物、經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)來源于2007—2016年《重慶統(tǒng)計年鑒》, 2007年、2012年和2016年重慶各區(qū)縣統(tǒng)計年鑒; 評估方法中的系數(shù)、參數(shù)來源于相關(guān)文獻(xiàn)。

1.3 農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值指標(biāo)體系構(gòu)建與評估方法

以Costanza等[6]的研究以及《千年生態(tài)系統(tǒng)評估》為基礎(chǔ), 重新劃分農(nóng)田生態(tài)服務(wù)功能價值的類型。按照環(huán)境要素、環(huán)境與生態(tài)的關(guān)系等將農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值分為7個大類, 分別為大氣生態(tài)價值、水生態(tài)價值、土壤生態(tài)價值、生物生態(tài)價值、防災(zāi)減災(zāi)價值、環(huán)境凈化價值以及農(nóng)田負(fù)向價值。根據(jù)重慶市的農(nóng)田特點以及作物特色, 確定重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值指標(biāo)的框架體系(表1)。

表1 重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值指標(biāo)

收集重慶市主要農(nóng)作物水稻、玉米、大豆()、蔬菜、油菜、薯類播種面積、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量等數(shù)據(jù), 采用影子工程法、機(jī)會成本法、工程替代法、市場價值法等, 以2016年的市場價格為基準(zhǔn), 同時引入物價修正指數(shù)對重慶市2007—2016年及各區(qū)縣2007年、2012年和2016年農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的大氣生態(tài)、水生態(tài)、土壤生態(tài)、生物生態(tài)、環(huán)境凈化、防災(zāi)減災(zāi)等正向及負(fù)向價值量進(jìn)行評估(表2)。

表2 重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值評估方法

續(xù)表2

1.4 物價指數(shù)的修正

參考相關(guān)文獻(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[20], 對本研究評估方法中某些價格進(jìn)行修正, 修正方法見式1。

1=1/0×0(1)

式中:1為修正后價格(￥),1為評估基準(zhǔn)時間的物價指數(shù),0為評估對象原購置時間的物價指數(shù),0為評估對象原價格(￥)。

1.5 STIRPAT模型

可拓展隨機(jī)性環(huán)境影響評估模型(stochastic impacts by regression on population, affluence & technology, STIRPAT)是對隨機(jī)回歸影響模型的重新定義, 該模型可模擬變量對環(huán)境的影響[37]。將STIRPAT模型用于分析農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異的驅(qū)動因素時, 該模型表達(dá)式為:

=a×P×A×T×(2)

式中:表示環(huán)境壓力,表示人口數(shù)量,表示富裕度,表示技術(shù)水平, a為常系數(shù),為模型誤差,、、為彈性系數(shù)。

本研究在重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異的驅(qū)動因素選擇上, 避開自然驅(qū)動因素, 參考相關(guān)學(xué)者基于該模型的分析[38-39], 重點考慮農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值差異可能存在的社會驅(qū)動因素。以人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值()為環(huán)境壓力指標(biāo), 選取重慶市各區(qū)縣以下社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo): 農(nóng)業(yè)總?cè)丝?)、人均GDP(1)、農(nóng)村居民人均可支配收入(2)、第二產(chǎn)業(yè)比重(1)、城市化率(2)、萬元GDP能耗(3)。通過對公式(2)兩邊取對數(shù)所形成的模型在SPSS 23中進(jìn)行逐步回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值時間分布特征

根據(jù)重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值量, 將各類型價值整合, 計算得到2007—2016年農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值總量與7個類型的生態(tài)服務(wù)價值量占比(圖1)。由圖1可知,2007—2016年, 重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值呈明顯上升趨勢, 且農(nóng)田各類型的生態(tài)服務(wù)價值存在較大的差異, 年均生態(tài)服務(wù)價值排序為: 大氣生態(tài)價值(41.91%)>水生態(tài)價值(22.64%)>防災(zāi)減災(zāi)價值(15.07%)>土壤生態(tài)價值(6.67%)>環(huán)境凈化價值(6.24%)>農(nóng)田負(fù)面生態(tài)價值(5.44%)>生物生態(tài)價值(2.03%)。其中, 大氣生態(tài)價值與水生態(tài)價值所占農(nóng)田生態(tài)價值比例達(dá)64.55%, 說明農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)這兩塊功能尤為重要。其次, 防災(zāi)減災(zāi)價值與土壤生態(tài)價值所占農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值比例為21.74%, 該兩項功能也占據(jù)不少比例, 原因在于重慶市的耕地多為坡耕地, 農(nóng)作物的栽種能夠減少土壤流失。

圖1 2007—2016年重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值量

重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值總體呈現(xiàn)出明顯上升趨勢(圖1), 為具體分析其變化情況, 計算得到重慶市2007年、2016年的農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值量(表3)。從價值類型分析, 大氣生態(tài)價值、水生態(tài)價值、土壤生態(tài)價值、環(huán)境凈化價值都有一定程度的上升, 其中涵蓄降水價值和土壤保持價值增幅相對明顯, 為34.59%和34.74%, 原因在于涵蓄降水價值受年降雨量影響, 降雨量的多少直接影響其價值的高低, 而土壤保持價值的大小與農(nóng)田面積密切相關(guān)。從農(nóng)田負(fù)向價值分析, 2007—2016年農(nóng)田生態(tài)負(fù)面價值整體呈現(xiàn)出上升趨勢, 增加了13.33億元, 其中化肥不合理使用的負(fù)面價值突出, 說明農(nóng)業(yè)所帶來的面源污染正在逐漸增強(qiáng)。消納畜禽糞便價值為正向價值, 說明從整體看重慶市農(nóng)田的環(huán)境容量并未達(dá)到飽和, 畜禽糞便的還田能夠帶來積極效益。

表3 2007—2016年重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值量變化

2.2 農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間分布特征

根據(jù)各區(qū)縣2007年、2012年、2016年統(tǒng)計年鑒, 計算得到重慶市各區(qū)縣農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值(表4)。從時間上分析, 重慶市主城片區(qū)的農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值在緩慢降低, 總量變化率為-13.35%, 人均變化率為-25.52%。渝西、渝東北、渝東南片區(qū)的農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值在穩(wěn)定增長, 其中渝西片區(qū)的總量與人均變化比例最大, 為30.32%和16.80%。從空間上分析, 重慶市4大片區(qū)的農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值總量排序為: 渝西片區(qū)(41.81%)>渝東北片區(qū)(34.92%)>渝東南片區(qū)(17.04%)>主城片區(qū)(6.23%); 3年人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值排序為: 渝東南片區(qū)(5 855元?人-1)>渝東北片區(qū)(4 027元?人-1)>渝西片區(qū)(3 846元?人-1)>主城片區(qū)(840元?人-1)。

為直觀了解2007—2016年重慶市各個區(qū)縣農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值的變化趨勢, 繪制重慶市各區(qū)縣農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值分布圖(圖2), 將農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值量分為6個等級。結(jié)果顯示, 2007—2016年重慶市各區(qū)縣農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值整體呈現(xiàn)上升的趨勢, 其中潼南區(qū)、江津區(qū)、涪陵區(qū)、萬州區(qū)、合川區(qū)農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值較高且上升趨勢明顯, 表明這5個區(qū)縣農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá); 主城片區(qū)的農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值較低; 而渝東北片區(qū)中, 相對偏遠(yuǎn)的城口縣農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值較低, 原因在于該縣人口總數(shù)少、可用的耕地面積不多、其礦業(yè)經(jīng)濟(jì)在縣域經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。

表4 2007年、2012年、2016年重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值變化

同時為分析重慶市各區(qū)縣2016年農(nóng)田負(fù)面價值的空間分布, 繪制各區(qū)縣農(nóng)田負(fù)面價值分布圖(圖3), 將農(nóng)田負(fù)面價值量分為5個等級。對比2016年農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值總量, 研究顯示, 農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的區(qū)縣帶來的農(nóng)田負(fù)面價值也相對較高, 渝西片區(qū)農(nóng)田負(fù)面價值較大, 其中永川區(qū)、江津區(qū)農(nóng)田負(fù)面價值突出, 達(dá)到第4、5等級, 表明該區(qū)域存在一定的污染風(fēng)險, 應(yīng)嚴(yán)格控制形勢。

2007—2016年重慶市各區(qū)域農(nóng)田負(fù)面價值(表5)在空間上呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。其中, 主城片區(qū)及渝東北片區(qū)的農(nóng)田負(fù)向價值量和占比都呈上升的勢態(tài), 這可能與區(qū)域長期建設(shè)發(fā)展相關(guān)。渝西片區(qū)與渝東南片區(qū)的農(nóng)田負(fù)向價值量在緩慢升高的同時, 其占比呈現(xiàn)出一種先升后降的勢態(tài), 說明農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)的區(qū)域往往伴隨著相對較高的負(fù)向價值, 但研究數(shù)據(jù)顯示, 隨著時間的推移, 農(nóng)戶的環(huán)境保護(hù)意識在逐漸增強(qiáng), 農(nóng)田所帶來的正向價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其負(fù)面價值。

2.3 農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異的社會驅(qū)動因素分析

將重慶市2016年各區(qū)縣(除渝中區(qū)外)所選取的社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值, 根據(jù)公式(2)取其對數(shù), 利用SPSS 23.0軟件對自變量進(jìn)行逐步回歸分析, 構(gòu)建重慶市各區(qū)縣人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異的STIRPAT模型, 見表6。

模型3的2為0.834, 且通過了0.01水平的顯著性檢驗, 說明該模型的擬合度較好。3個自變量ln、ln2和ln3分別在0.01、0.01和0.05水平對因變量產(chǎn)生顯著影響。因此, 對ln(人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值)產(chǎn)生顯著影響的自變量有l(wèi)n、ln2和ln3, 即農(nóng)業(yè)人口、城市化率和萬元GDP能耗是引起重慶各區(qū)縣人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異的驅(qū)動因素。而ln1(人均GDP)、ln2(農(nóng)村居民人均可支配收入)和ln1(第二產(chǎn)業(yè)比重)對因變量影響不顯著。根據(jù)擬合結(jié)果, 得到模型方程:

ln=4.166+0.813ln-1.791ln2+0.584ln3(3)

農(nóng)業(yè)人口、萬元GDP能耗的彈性系數(shù)為正數(shù)(0.813、0.584)(表6), 說明隨著這些因子的增長, 區(qū)縣人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值也會相應(yīng)增長, 且每增加1%的農(nóng)業(yè)人口或萬元GDP能耗, 人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值增加0.813%或0.584%。因此, 農(nóng)業(yè)人口數(shù)量在一定程度上影響農(nóng)業(yè)發(fā)展, 農(nóng)業(yè)人口多的區(qū)縣能夠產(chǎn)生較高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值, 區(qū)域的人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值也隨之較高, 如渝西部分地區(qū)、渝東南部分地區(qū); 萬元GDP能耗低, 說明區(qū)域?qū)儆诩s型經(jīng)濟(jì)增長方式, 產(chǎn)業(yè)構(gòu)成以服務(wù)業(yè)為主, 如主城區(qū), 其人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值相對較低。城市化率的彈性系數(shù)為負(fù)值(-1.791), 說明人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值會隨著城市化率的增大而減小(圖4); 城市化的進(jìn)程, 特別對于土地的過度開發(fā), 導(dǎo)致農(nóng)田面積減少, 進(jìn)而影響其生態(tài)服務(wù)價值。彈性系數(shù)可以解釋變量承受的壓力, 系數(shù)絕對值越大, 因變量所受壓力越大, 因此城市化率高的地區(qū), 如主城片區(qū), 對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力更大。由圖4可知, 涪陵區(qū)作為渝西片區(qū)中的一部分, 人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值較高的同時, 城市化水平和人均GDP也較高, 說明該區(qū)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)發(fā)展過程中, 相對更注重農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)保護(hù); 重慶市各區(qū)縣間發(fā)展速度的差距仍然較大, 地區(qū)間發(fā)展不平衡。

圖2 2007年、2012年和2016年重慶市區(qū)縣農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值分布

3 討論

以往研究[8-9]發(fā)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值具有時效性, 故前人研究能反映當(dāng)時狀況但并不能作為本研究的比較對象。因此, 為驗證列表清單法運用于本研究的可行性與合理性, 采用價值當(dāng)量法簡單評估農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值與本研究評估結(jié)果進(jìn)行對比。相關(guān)學(xué)者[2]構(gòu)建了農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量法中全國當(dāng)量因子表。根據(jù)中國生態(tài)系統(tǒng)價值當(dāng)量表, 結(jié)合修正系數(shù), 得到重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表(表7), 計算出2016年重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值總量, 為812.04億元。從農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值總量分析, 當(dāng)量法測算的農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值(812.04億元)小于列表清單法測算的農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值(1 038.45億元), 原因在于農(nóng)田, 尤其是水田相當(dāng)于人工濕地[8], 對于水源涵養(yǎng)、災(zāi)害的調(diào)控意義重大, 況且水稻為重慶市主要農(nóng)作物, 水田面積占比很高, 其生態(tài)服務(wù)價值不可忽視。而當(dāng)量法將其歸于旱地, 低估了水田的生態(tài)服務(wù)價值, 進(jìn)而低估農(nóng)田的生態(tài)服務(wù)價值。從生態(tài)功能類型分析, 當(dāng)量法中的廢物處理價值(229.32億元)與本研究中環(huán)境凈化價值(48.28億元)相差甚遠(yuǎn), 原因在于當(dāng)量法中廢物處理價值未考慮農(nóng)田的環(huán)境容量, 一致認(rèn)為廢物量在環(huán)境中處于一種未飽和的狀態(tài), 導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)偏差, 高估了農(nóng)田廢物處理的實際生態(tài)服務(wù)價值, 該指標(biāo)需結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H情況, 考慮畜禽養(yǎng)殖等對農(nóng)田存在的風(fēng)險[30]。本研究測算的大氣生態(tài)價值(498.28億元)較為可觀, 與張宏鋒等[5]的結(jié)論一致。價值當(dāng)量法并未考慮農(nóng)田負(fù)向價值, 雖然農(nóng)田所帶來的正服務(wù)價值遠(yuǎn)大于負(fù)服務(wù)價值, 但農(nóng)田負(fù)向價值(66.40億元)客觀存在不容忽視。

圖3 2016年重慶市區(qū)縣農(nóng)田負(fù)向價值分布

表5 2007年、2012年和2016年重慶市農(nóng)田負(fù)向價值及其占比

表6 重慶市各區(qū)縣人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異的STIRPAT模型分析

: 農(nóng)業(yè)總?cè)丝?1: 人均GDP;2: 農(nóng)村居民人均可支配收入;1: 第二產(chǎn)業(yè)比重;2: 城市化率;3: 萬元GDP能耗。**和*分別表示在 1%、5%水平顯著。: agricultural population;1: GDP per capita;2: disposable income per farmer;1: proportion of the secondary industry;2: urbanization rate;3: energy consumption for ten thousand CNY. ** and * mean significant effects of the variables at 1% and 5% levels, respectively.

圖4 2016年重慶市各區(qū)縣人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值與城市化率

從農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異分析, 本研究通過測算得到重慶市各區(qū)縣年均生態(tài)服務(wù)價值渝東南片區(qū)(5 855元?人-1)>渝東北片區(qū)(4 027元?人-1)>渝西片區(qū)(3 846元?人-1)>主城片區(qū)(840元?人-1)。主城片區(qū)人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值較低, 然而主城片區(qū)人口密度大, 數(shù)量多, 對于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)應(yīng)具有較大的需求。通過STIRPAT模型分析, 得到城市化率、農(nóng)業(yè)人口、萬元GDP能耗對重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值的空間分布有較大影響, 區(qū)域城市化進(jìn)程會給整個生態(tài)系統(tǒng)造成影響[40]。根據(jù)重慶市各區(qū)縣農(nóng)田面積[15], 主城片區(qū)農(nóng)田逐漸減少, 結(jié)合主城片區(qū)人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值(840元?人-1), 可以得出主城片區(qū)對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求遠(yuǎn)大于供給, 相反偏遠(yuǎn)地區(qū)對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求相對過剩。因此, 主城片區(qū)對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力較大, 農(nóng)田生態(tài)服務(wù)供給較為緊張。

表7 重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量與其生態(tài)服務(wù)價值

列表清單法能夠較為全面地評估農(nóng)田的生態(tài)服務(wù)價值[4-5], 但所采用的價格是否合理、是否具有時效性是農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值評估是否可靠的關(guān)鍵。以往相關(guān)研究[11,41]對于某些價格, 如庫容造價, 未進(jìn)行修正, 導(dǎo)致農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值評估結(jié)果失去一定的公信度。引入物價指數(shù)作為修正系數(shù)能較好地解決價格老化問題, 在面對時間層面上農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值的分析與比較時, 更為合理。綜上, 列表清單法運用于本研究更具可行性和合理性。本研究在驅(qū)動因素選擇上避開自然驅(qū)動因素的原因是在農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值評估過程中涉及了許多自然驅(qū)動因素, 再將此納入驅(qū)動指標(biāo)進(jìn)行分析會失去研究意義。

4 結(jié)論

1)重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值總量2007年、2012年和2016年分別為898.06億元、938.97億元和1 038.45億元, 總體呈上升趨勢, 變化幅度為15.63%。農(nóng)田平均生態(tài)服務(wù)價值量排序為: 大氣生態(tài)價值(41.91%)>水生態(tài)價值(22.64%)>防災(zāi)減災(zāi)價值(15.07%)>土壤生態(tài)價值(6.67%)>環(huán)境凈化價值(6.24%)>農(nóng)田負(fù)面生態(tài)價值(5.44%)>生物生態(tài)價值(2.03%), 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧功能價值可觀。

2)重慶市4大區(qū)域中, 主城片區(qū)農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值緩慢降低, 降低幅度為-13.35%; 渝西、渝東北、渝東南片區(qū)農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值在穩(wěn)定增長, 其中渝西片區(qū)的總量與人均變化比例最大, 為30.32%、16.80%。一年內(nèi)人均農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值量排序為: 渝東南片區(qū)(5 855元?人-1)>渝東北片區(qū)(4 027元?人-1)>渝西片區(qū)(3 846元?人-1)>主城片區(qū)(840元?人-1)。農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)的永川區(qū)、江津區(qū), 農(nóng)田負(fù)面價值相對突出, 說明該區(qū)域存在著一定的農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險, 應(yīng)采取相關(guān)措施, 改善其狀況。

3)農(nóng)業(yè)人口、萬元GDP能耗與農(nóng)田人均生態(tài)服務(wù)價值呈正相關(guān); 城市化率與農(nóng)田人均生態(tài)服務(wù)價值呈負(fù)相關(guān), 它們是重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值空間差異的社會驅(qū)動因素。因此城市化率高的主城片區(qū)應(yīng)合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 以提升農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值。

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Temporal and spatial variation and driving factors of farmland ecological service value in Chongqing*

KONG Fanjing1,2, CHEN Yucheng1,2**, CHEN Qinghua1,2, MOU Qinjie1, YAN Jianzhong1

(1. College of Resources and Environmental Sciences, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Chongqing Engineering Research Center of Rural Cleaning, Chongqing 400716, China)

Farmland plays an irreplaceable role in ensuring the supply of materials and of ecosystem services. In this study, we aimed to explore the regional farmland ecological service value in terms of spatial and temporal changes as well as driving factors, based on the statistical yearbook of Chongqing from 2007 to 2016 and the counterpart annual data of the districts and counties in Chongqing in the relevant years. We constructed a farmland ecological service value index system, evaluated the farmland ecological service value in Chongqing based on the price index and tabulation and list method, and analyzed the social driving factors contributing to the difference in per capita farmland ecological service value among districts and counties in Chongqing using the STIRPAT model. The results showed that the values of farmland ecological services in Chongqing in 2007, 2012 and 2016 were ￥89.80 billion, ￥93.89 billion and ￥103.84 billion, respectively. The farmland ecological service value showed an evident upward trend with an increase rate of 15.63%. The 10-year mean farmland positive service value (￥102.45 billion) was considerably higher than its negative value (￥5.90 billion). In terms of the temporal change of farmland ecological services value, the total amount and per capita difference in the west of Chongqing were the most significant (30.32% and 16.80%, respectively). In the west of Chongqing, the farmland negative value of the Yongchuan and Jiangjin Districts, where agriculture is more developed, was relatively prominent. The farmland ecological service value ranked as follows: southeast of Chongqing (￥5 855 per person) > northeast of Chongqing (￥4 027 per person) > west of Chongqing (￥3 846 per person) > center of Chongqing (￥40 per person). The agricultural population, urbanization rate and energy consumption per ￥10 000 of GDP were the social driving factors attributable for the spatial difference of the per capita farmland ecological service value in all districts and counties of Chongqing. Development of the main city area had exerted a substantial pressure on its farmland ecosystem. The industry structure in this area should be rationally adjusted to improve the farmland ecological service value. The research results provide a scientific basis for the ecological environment protection, restoration, and compensation of farmland in Chongqing.

Farmland; Ecological service value; Tabulation and list method; Positive service value; Negative value; Chongqing City

孔凡靖, 陳玉成, 陳慶華, 牟秦杰, 閻建忠. 重慶市農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值時空變化特征及其驅(qū)動因素分析[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(中英文), 2019, 27(11): 1637-1648

KONG F J, CHEN Y C, CHEN Q H, MOU Q J, YAN J Z. Temporal and spatial variation and driving factors of farmland ecological service value in Chongqing[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2019, 27(11): 1637-1648

* 國家自然科學(xué)基金項目(41761144081, 41571093)資助

陳玉成, 研究方向為環(huán)境規(guī)劃與管理。E-mail: chenyucheng@swu.edu.cn

孔凡靖, 研究方向為農(nóng)田重金屬風(fēng)險評估。E-mail: 503845560@qq.com

2019-03-15

2019-07-22

* This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (41761144081, 41571093).

, E-mail: chenyucheng@swu.edu.cn

Jul. 22, 2019

Mar. 15, 2019;

S181

2096-6237(2019)11-1637-12

10.13930/j.cnki.cjea.190192