冉清紅 馮國梅
成都師范學(xué)院史地與旅游學(xué)院西部人文研究所,四川成都
我國對耕地及耕地價值研究的主要方向是經(jīng)濟價值和社會價值,對區(qū)域性耕地生態(tài)價值方面的研究不完善。隨著城市化進程不斷加快,耕地占用不可避免,耕地占用時,不僅要合理計算耕地資源的總價值,還要確定耕地的區(qū)域生態(tài)補償標準。因此,有必要加強對耕地生態(tài)價值的計量。
科學(xué)界定耕地資源的社會、生態(tài)和經(jīng)濟價值,構(gòu)建健全的耕地資源價值判斷體系,對國家制定有效的耕地保護政策,緩解城市化進程中耕地資源的流失具有重要意義;合理評估成都都市圈耕地的生態(tài)價值,分析成都都市圈內(nèi)各行政區(qū)域的生態(tài)價值差異和變化規(guī)律,也為耕地保護和多功能利用奠定了基礎(chǔ)。
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
國外最早對土地資源價值進行的研究是17 世紀英國古典政治經(jīng)濟學(xué)之父威廉提出的農(nóng)業(yè)地租理論。20 世紀80 年代以前,國外關(guān)于耕地價值的研究基本上都是以耕地的經(jīng)濟價值為基礎(chǔ)的。直到20世紀80年代,研究人員逐漸開始研究耕地的生態(tài)價值。隨著國家對生態(tài)環(huán)境的重視程度提高,耕地資源的生態(tài)價值測算也受到越來越多學(xué)者的關(guān)注。1980 年,世界自然保護聯(lián)盟在《世界自然資源保護大綱》中指出:必須從社會的、生態(tài)的和經(jīng)濟的角度核算自然資源的價值,以確保全球的可持續(xù)發(fā)展[1]。在國外,大多數(shù)學(xué)者認為耕地生態(tài)的總價值應(yīng)該來自耕地的大氣調(diào)節(jié)功能價值、環(huán)境凈化功能價值、水源保護功能價值、維持土壤肥力和養(yǎng)分循環(huán)價值[2]。在評估方法的選擇方面,由于受各種方法適用條件的限制,很多學(xué)者都針對不同的價值類型采用不同的測算方法,以此來評估區(qū)域的耕地生態(tài)總價值。
1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
在耕地資源生態(tài)價值研究方面,我國相對于西方國家起步較晚。由于所有權(quán)地位和國家背景不同,中國的耕地資源價值與國外也有所不同。目前,我國依然沒有形成公認的價值分類體系,許多學(xué)者都從不同的角度對耕地價值類型進行了分類。然而,無論采用何種分類體系,最終測算結(jié)果差別都不明顯。在我國,不同學(xué)者參考前人的評估方法來確定自己的測算方法,盡管方法多樣,但其測算結(jié)果都是基于區(qū)域耕地面積來進行的。如在海南島生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調(diào)節(jié)功能及其生態(tài)經(jīng)濟價值、黃淮海地區(qū)耕地資源價值、四川省耕地生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源價值評估[3~5]等區(qū)域性研究方面,形成了較為豐富的成果。
成都都市圈是《成渝城市群發(fā)展規(guī)劃》中國家規(guī)劃的一個都市圈,是以成都中心城區(qū)為中心,向周邊延伸150 km 范圍內(nèi)的區(qū)域,位于四川省境內(nèi),由成都、德陽、眉山、資陽等城市組成,面積約6.6 萬km2,占四川省總面積的13.6%。區(qū)域內(nèi)氣候類型多樣,以亞熱帶季風(fēng)氣候為主,降水集中在夏季,年平均降水量在900~1 200 mm之間。成都都市圈規(guī)劃的主要目的是充分發(fā)揮成都的核心驅(qū)動力,加快成都與德陽、資陽、眉山等周邊城市的城市化進程,與重慶共同打造一個驅(qū)動四川、輻射西南的具有國際影響力的現(xiàn)代化大都市區(qū)。成都都市圈主體功能定位是西部重要的經(jīng)濟中心,是全國重要的綜合交通樞紐、貿(mào)易物流中心和金融中心,擁有先進的制造業(yè)基地、科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化基地和農(nóng)產(chǎn)品加工基地。成都都市圈土地利用呈現(xiàn)明顯的圈層分布特點,整個地區(qū)的耕地資源稀缺。
本文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于四川省統(tǒng)計局、中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心以及地理國情監(jiān)測云平臺的土地利用數(shù)據(jù)等。為了研究該區(qū)域耕地生態(tài)價值的變化情況,本文選取了2000~2016 年的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù),根據(jù)實際需要提取了耕地作為研究對象。
結(jié)合成都都市圈的研究現(xiàn)狀和實際情況,本文研究的耕地生態(tài)價值,包括氣體調(diào)節(jié)功能、環(huán)境凈化功能、水源涵養(yǎng)功能、土壤保持功能以及養(yǎng)分循環(huán)功能。通過計算各類型生態(tài)價值之和,得出成都都市圈耕地生態(tài)總價值。再分別計算成都都市圈范圍內(nèi)的成都、德陽、資陽、眉山地區(qū)的耕地生態(tài)價值,對比分析各區(qū)域之間的差異;計算成都都市圈不同年份的耕地生態(tài)價值,比較分析,總結(jié)成都都市圈耕地生態(tài)價值的變化規(guī)律。
耕地生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)氣候價值是指農(nóng)作物在全生命周期內(nèi),將大氣中二氧化碳通過光合作用轉(zhuǎn)化為碳水化合物的過程中的固碳量及釋放氧氣量所創(chuàng)造的經(jīng)濟價值。采用固碳制氧成本法來評估耕地的氣體調(diào)節(jié)功能價值[6]。計算公式:
其中,V調(diào)代表單位面積耕地的氣體調(diào)節(jié)功能價值;VCO2代表單位面積耕地固定二氧化碳的價值;VO2代表單位面積耕地釋放氧氣的價值;3/11 指二氧化碳轉(zhuǎn)換成碳的系數(shù);P 代表耕地每單位面積第一凈生產(chǎn)力,取值為4 829kg/hm2;T1為1.00 kg 植物干物質(zhì)固定二氧化碳的重量,即1.62 kg·kg-1;C1為碳釋放成本價值,取值為0.639 元/kg;C2為釋氧的成本價,以工業(yè)制氧成本0.400元/kg 計算; G 為1.00 kg 植物干物質(zhì)釋放氧氣的重量,即1.20 kg·kg-1;將數(shù)據(jù)代入公式(1)、(2)、(3)可知單位面積耕地的氣體調(diào)節(jié)功能價值為:
V調(diào)=4 829 kg/hm2(1.2kg·kg-1×0.4元·kg-1+3/11×1.62kg·kg-1×0.639元·kg-1)=3681.25元/hm2
耕地資源生態(tài)系統(tǒng)的凈化環(huán)境功能是指耕地上的作物吸收有害氣體,凈化空氣以及處理和容納廢棄物等作用,本文主要考慮耕地的大氣凈化功能來估算耕地凈化環(huán)境功能的價值。耕地對大氣的凈化作用主要是指耕地依靠自身的特殊結(jié)構(gòu)和功能,通過吸收、過濾、封閉、分解等物理和化學(xué)過程凈化大氣。大氣功能的凈化主要通過耕地減少空氣中硫化物和氮化物等有害物質(zhì)的含量來計算實現(xiàn)的值。該研究采用回收成本法計算耕地吸收二氧化硫和氮氧化物的價值[6]。則:
其中,V凈代表單位面積耕地資源生態(tài)系統(tǒng)的凈化環(huán)境功能價值;V氣代表單位面積耕地的凈化功能價值;VSO2代表單位面積耕地吸收二氧化硫的價值;VNOx代表單位面積耕地吸收氮氧化物的價值;C3、C4分別代表耕地生態(tài)系統(tǒng)消納SO2、NOx的單位成本,取值分別為3 元/kg、16 元/kg;U1、U2分別代表單位面積耕地生態(tài)系統(tǒng)消納SO2、NOx的數(shù)量,取值分別為45 kg/hm2、34 kg/hm2[6]。據(jù)(4)-(7)式,單位面積耕地的凈化環(huán)境功能價值為:
耕地的水源涵養(yǎng)功能主要是指耕地及其表面作物對自然降水的截留、吸收和儲存的影響。水源涵養(yǎng)功能是耕地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能價值中的重要組成部分,被現(xiàn)代經(jīng)濟學(xué)家稱為耕地環(huán)境資源的非消費性利用價值。本文采用替代工程法來測算成都都市圈的耕地涵養(yǎng)水源功能價值。
3.3.1 單位面積涵養(yǎng)水源量
單位面積耕地涵養(yǎng)水源量的計算,采用該區(qū)域的年平均降水量減去耕地上農(nóng)作物的年蒸騰量來表示,而作物的年蒸騰量則通過蒸騰量占降水量的比例來計算[7],即:
其中,QW代表單位面積耕地的涵養(yǎng)水源量,單位為t/hm2;W 代表四川省年平均降水量,單位為m;ρ水代表水的密度,取值1.0×103kg/m3;m 代表耕地上農(nóng)作物年蒸騰量占年降水量的比例,根據(jù)已有的相關(guān)研究數(shù)據(jù)得知,取值為0.82[8]。則單位面積耕地的涵養(yǎng)水源量為:
3.3.2 單位面積涵養(yǎng)水源價值
單位面積耕地水源涵養(yǎng)量的價值估算,在考慮農(nóng)民支付生態(tài)價值的意愿和替代項目的定價容易度的基礎(chǔ)上,采用替代市場法計算該地區(qū)耕地水生態(tài)系統(tǒng)的功能價值。該估算基于由生態(tài)價值發(fā)展階段系數(shù)校正的平均單位。儲層容量成本的加權(quán)平均值取代單位儲存容量,即:
其中,V涵代表單位面積耕地的涵養(yǎng)水源功能價值,單位為元/hm2;QW代表單位面積耕地的涵養(yǎng)水源量,單位為t/hm2;q 代表用平均單位蓄水庫容成本的加權(quán)平均值修正后的單位蓄水成本,取值為1.93 元/t[9]。則單位面積耕地的涵養(yǎng)水源功能價值為:
耕地生態(tài)系統(tǒng)中,土壤對農(nóng)作物至關(guān)重要,作物對于土壤也有積極促進作用。一方面,農(nóng)作物覆蓋土壤表層,對大氣降水有截留作用,降低了雨水對土壤表層的沖刷,減少了地表徑流的侵蝕;另一方面,作物的根系與土壤結(jié)合,對土壤有固定作用,減少了土壤肥力的損失,有效改善了土壤的結(jié)構(gòu)。采用影子工程法評估其價值,耕地的固土保肥功能主要體現(xiàn)在減少耕地土壤侵蝕、降低河道泥沙淤積和固定土壤肥力等方面[10].則:
其中,V固代表單位面積耕地生態(tài)系統(tǒng)中土壤的固土保肥價值;V侵代表單位面積耕地減少土壤侵蝕價值;V淤代表單位面積耕地減少河流湖泊泥沙淤積的價值;V肥代表單位面積耕地固定肥力的價值,包括化肥和有機肥兩個部分。
3.4.1 減少土壤侵蝕總量
土壤侵蝕是指在水力、風(fēng)力、凍融或重力的外力作用下,土壤及其母質(zhì)的破壞、侵蝕、處理和沉積過程。被外力所抵消的土壤質(zhì)量稱為土壤侵蝕量。每單位時間每單位面積的侵蝕量稱為土壤侵蝕速率。計算單位面積耕地土壤侵蝕總量的公式為:
其中,W土代表耕地減少的土壤侵蝕總量,單位為t/hm2;M 代表耕地侵蝕模數(shù)單位為t/ hm2,根據(jù)四川省已有的相關(guān)研究分析,再結(jié)合四川省水務(wù)局公布的相關(guān)數(shù)據(jù)得出,四川省的平均耕地侵蝕模數(shù)為31.60 t/hm2[11]。則:
3.4.2 減少侵蝕價值
耕地減少土壤侵蝕總量的價值采用區(qū)域耕地減少土地資源損失的面積上所產(chǎn)生的收益來表示,利用機會成本法,將耕地生產(chǎn)用地的年平均收入作為耕地減少棄耕地的機會成本,再乘以耕地面積,減少土地資源的流失,耕地減少土壤侵蝕總量的價值。減少土地資源損失的耕地面積將通過土壤侵蝕減少的耕地總量除以耕地層的平均厚度來計算[12]。即:
其中,V侵代表單位面積耕地的減少侵蝕價值;C耕代表單位面積耕地的年平均收益,根據(jù)2017 年四川統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),C耕的取值為2.3 元/m2;S1代表每單位耕地減少土地資源損失的面積,單位為hm2/hm2;ρ土代表土壤的平均密度,取值為1.3×103kg/m3;L代表土地耕作層的平均厚度,單位為m,根據(jù)已有的相關(guān)研究分析得知,取值為0.50 m[13]。將數(shù)據(jù)帶入公式(12)、(13)得:
3.4.3 減少泥沙淤積價值
根據(jù)中國主要河流流域的泥沙運動規(guī)律,24%的土壤侵蝕沉積物沉積在水庫,河流和湖泊中。這部分沉積物直接導(dǎo)致水庫、河流和湖泊的蓄水量在一定程度上下降。干旱和洪水災(zāi)害的機會增加,另有33%停留、37%進入海洋。本文僅考慮24%的水庫、河流和湖泊的淤積,即每年減少泥沙淤積的經(jīng)濟價值。即:
C庫為水庫造價,單位為元/t,根據(jù)“中國水利年鑒”水庫蓄水量數(shù)據(jù),結(jié)合歷史價格指數(shù),四川省水庫成本確定為6.48元/t。則:
3.4.4 固定肥力價值
固定肥力的價值主要是根據(jù)土壤流失對土壤肥力的影響來計算。有機物質(zhì)損失的價值取決于耕地可以增加的薪材成本[13]。
其中,V固肥代表單位面積耕地生態(tài)系統(tǒng)固定肥力的價值;V有代表單位面積減少有機質(zhì)損失的價值;RN、RP、RK和R有分別代表四川省土壤中氮、磷、鉀以及有機質(zhì)含量,取值分別為1.40 g/kg、0.71 g/kg、17.10 g/kg、21.7 g/kg;PN、PP、PK分別代表氮、磷、鉀的當(dāng)前市場價格,根據(jù)市場調(diào)查,PN、PP、PK的取值分別為5.82元/kg、4.85元/kg、4.75元/kg;薪材與有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化比例為2:1,P有代表薪材的平均價格,取值為0.211元/kg。則單位面積耕地的固土保肥價值為:
耕地生態(tài)系統(tǒng)通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)促使生物和非生物環(huán)境之間進行物質(zhì)的交換和養(yǎng)分的循環(huán),由于系統(tǒng)中凋落物的數(shù)量很少,因此,生物與土壤之間的養(yǎng)分循環(huán)是最主要的過程[13],而整個養(yǎng)分循環(huán)過程中,氮、磷、鉀是主要的循環(huán)物質(zhì)[14]。因此,本文在評估成都都市圈耕地生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)功能價值時,僅考慮生物池和土壤庫中含量較多的氮、磷、鉀,采用的方法為市場價值法。則:
其中,V營代表單位面積耕地生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能價值,單位為元/ hm2;V生代表單位面積生物庫參與營養(yǎng)元素循環(huán)的價值;V土代表單位面積土壤庫中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的價值。
3.5.1 生物庫參與營養(yǎng)循環(huán)價值
其中,EN、EP、EK分別代表農(nóng)產(chǎn)品單位生物質(zhì)中氮、磷、鉀所含的百分比,結(jié)合已有相關(guān)研究,生物庫中氮、磷、鉀的營養(yǎng)元素的平均含量分別取3.09%、0.74%和3.28%[15]。則:
3.5.2 土壤庫參與營養(yǎng)循環(huán)價值
其中,M0代表單位面積土壤庫總量;FN、Fp、Fk分別代表土壤庫中氮、磷、鉀的百分含量,根據(jù)相關(guān)研究結(jié)論,取值分別為0.09%、0.08%和2.10%;dN、dp、dk分別代表氮、磷、鉀在土壤中的周轉(zhuǎn)率,其取值分別為0.08、0.01和0.01。則:
因此,V營=V生+V土=1 794.11 元/hm2+9 459.71 元/hm2=1 1253.82元/hm2
成都都市圈單位面積耕地的年生態(tài)價值為:
調(diào)節(jié)氣候價值、凈化環(huán)境價值、涵養(yǎng)水源價值、固土保肥價值以及養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)功能價值所占的比例詳見圖1。顯見,養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)價值占比最大,接近50%;涵養(yǎng)水源價值、調(diào)節(jié)氣候價值和固土保肥價值依次降低,分別為占17%、16%和15%;凈化美化環(huán)境價值占比最小,僅占3%。
圖1 成都都市圈單位面積耕地生態(tài)價值組成情況
單位面積耕地生態(tài)價值不變的情況下,隨著耕地總面積變化,區(qū)域耕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)價值會發(fā)生變化。以四川統(tǒng)計年鑒2000年至2016年的土地利用數(shù)據(jù)中的年末實有耕地面積為基礎(chǔ),計算得出成都都市圈從2000 年到2016 年的耕地生態(tài)總價值及其各類型生態(tài)功能的價值,其結(jié)果見表1。
從表1 數(shù)據(jù)可以看出,成都都市圈耕地面積從2000年到2014 年呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢,由2000 年的1 138.13×103hm2減少到2014 年的941.47×103hm2,共減少了196.66×103hm2;耕地生態(tài)總價值也從2000 年的261.68億元減少到2014 年的216.47 億元,共減少了45.21 億元。在各功能類型耕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)價值中,養(yǎng)分循環(huán)功能價值和涵養(yǎng)水源功能價值減少的數(shù)量最大,分別減少了22.13億元和7.86億元,減少數(shù)量最小的是凈化環(huán)境功能價值,減少了1.34 億元,而調(diào)節(jié)氣候功能價值和固土保肥功能價值分別減少了7.24 億元和6.65 億元。改革開放以來,隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,城市化進程也在不斷加快,耕地占用情況越來越嚴重,導(dǎo)致耕地數(shù)量逐漸減少,而區(qū)域耕地生態(tài)價值的增減直接與區(qū)域的耕地數(shù)量掛鉤。因此,在成都都市圈耕地面積減少的同時,區(qū)域的耕地生態(tài)價值也在逐年下降。2015 年5 月26 日,習(xí)近平主席就耕地保護問題做出重要指示,強調(diào)實施最嚴格的耕地保護制度,在各項保護政策和措施落實之后,從2015 年開始,成都都市圈年末實有耕地面積在原有基礎(chǔ)上有所增加,耕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)總價值也從2014 年的216.47 億元增加到2015 年的309.00 億元,共增加了92.53億元。
表1 2000年~2016年成都都市圈耕地生態(tài)總價值
表2 表明,成都都市圈內(nèi)各行政區(qū)耕地生態(tài)價值從2000 年到2014 年總體呈遞減的趨勢,其中2002 年和2003 年減少比例最大,成都市、德陽市、眉山市和資陽市的耕地生態(tài)價值分別減少了12.07 億元、2.11 億元、3.59 億元和6.95 億元。其中,成都市作為成都都市圈的核心區(qū)域,其減少總量和減少幅度是最大的。從2015 年開始,成都市、德陽市、眉山市和資陽市的耕地生態(tài)價值都在2014 年的基礎(chǔ)上至少增加了30%,尤其以資陽市最為突出,耕地生態(tài)價值從2014 年的61.81 億元增長到2015 年的98.99 億元,增加了60.16%。2000~2016 年成德眉資耕地生態(tài)價值占成都都市圈耕地生態(tài)總價值比例變化見圖2。
表2 2000年~2016年成都都市圈各行政區(qū)耕地生態(tài)價值變化
圖2表明,在成都都市圈耕地生態(tài)總價值的組成情況中,成都市所占的比例最大,其次是資陽市和德陽市,眉山市所占比例最小,但眉山市和德陽市的耕地生態(tài)價值分別占成都都市圈耕地生態(tài)總價值的比例比較接近;同時從圖2還可以看出,隨著時間的變化,盡管各行政區(qū)生態(tài)價值所占比例在不斷地發(fā)生變化,但各區(qū)域所占比例的大小次序始終保持不變。
分析表明,2000~2014 年,成都都市圈耕地生態(tài)總價值以及區(qū)域內(nèi)各行政區(qū)的耕地生態(tài)價值都呈現(xiàn)了明顯的下降趨勢。這主要是因為耕地在成都都市圈城市化進程中不斷被占用,耕地面積大量減少。從2015 年以來,隨著耕地保護政策的大力實施,成都市、德陽市、眉山市、資陽市以及成都都市圈耕地生態(tài)價值都有了顯著增長。
圖2 各行政區(qū)耕地生態(tài)價值占成都都市圈耕地生態(tài)總價值的比例變化情況
耕地資源是人類賴以生存和發(fā)展不可或缺且不可替代的重要資源,保護耕地迫在眉睫,區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展固然重要,耕地數(shù)量和質(zhì)量的保護也同樣不容忽視。改革開放以來,隨著城市化進程的不斷加快,耕地占用情況越來越嚴重,導(dǎo)致耕地數(shù)量逐漸減少。由四川統(tǒng)計年鑒的年末實有耕地面積可知,2000~2014 年,成都都市圈的耕地面積呈明顯的減少趨勢,由2000 年的1 138.13×103hm2減少到2014 年的941.47×103hm2,其中,成都作為四川省的省會城市以及成都都市圈的核心區(qū)域,在2000~2014 年間耕地減少數(shù)量最多,減少了106.08×103hm,導(dǎo)致在此期間成都都市圈的耕地生態(tài)價值也逐年減少。雖然在2015~2016 年有所增加,但仍然不可松懈,依然要嚴格落實耕地保護政策?,F(xiàn)在,我國已深刻認識到耕地保護的重要性,并制定了嚴格的耕地保護政策,各級政府應(yīng)該加強耕地保護政策的監(jiān)督和落實,嚴格限制占用成都都市圈耕地,促進耕地的多功能利用,從而提高耕地利用率,減少成都都市圈在城市化進程中的耕地流失現(xiàn)象。
盡管耕地保護作為我國社會經(jīng)濟發(fā)展中的一項基本國策越來越受到各級政府的重視,國家也出臺了各項政策來控制耕地的流失,但隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及城市化進程的不斷加快,耕地占用情況總是不可避免。耕地被占用也就意味著農(nóng)民的利益會因此受到損害,因此,耕地補償必不可少。在我國以往的耕地補償機制中,大多都只考慮了耕地的經(jīng)濟價值和社會價值,而耕地的生態(tài)價值作為耕地的外部性價值常常被忽略。耕地生態(tài)價值評估的應(yīng)用方向之一是為區(qū)域制定生態(tài)補償政策及確定生態(tài)補償標準提供參考。通過前文對成都都市圈耕地生態(tài)價值的測算,我們發(fā)現(xiàn)耕地的生態(tài)價值在耕地價值中是不可忽視的重要部分。因此,合理的評估耕地的生態(tài)價值,將生態(tài)價值補償納入耕地補償機制,對建立完善的耕地價值補償制度具有重要意義。