基于生态服务价值与生态足迹理论的耕地生态补偿研究

摘要 在综合考量耕地生态正、负面价值的基础上，以生态服务价值当量因子法和替代市场法估算生态价值，并结合改进的生态足迹模型，实现耕地生态补偿的量化。结果表明，从耕地生态价值看，徐州市耕地生态正面价值、负面价值均呈“快速上涨”到“平缓下降”的趋势。耕地生态正面价值均远超其负面价值，为负面价值的3.24～6.44倍；从耕地生态足迹和生态补偿情况看，徐州市耕地生态承载力呈先下降后上升再下降的趋势，而耕地生态足迹始终下降趋势，耕地补偿价值呈先上升后下降的趋势。

关键词 生态补偿；生态足迹；生态服务价值；耕地

中图分类号 F323.211  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）14-0042-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.14.009

Research on Ecological Compensation of Cultivated Land in Xuzhou City Based on Ecological Services Value and Ecological Footprint Theory

ZHANG Wei

（Nanjing Zhongcheng Planning and Design Consulting Co.，Ltd.，Nanjing，Jiangsu 210019）

Abstract On the basis of comprehensive consideration of the positive and negative ecological values of cultivated land，the ecological service value equivalent factor method and alternative market method were used to estimate the ecological value，and combined with an improved ecological footprint model，the quantification of ecological compensation for cultivated land was achieved.The results showed that from the perspective of ecological value of cultivated land，the ecological positive value and negative value of cultivated land in Xuzhou City showed a trend of “rapid increase” to “gradual decrease”. The positive ecological value of cultivated land far exceeded its negative value，accounting for 3.24-6.44 times the negative value.From the perspective of ecological footprint and compensation of cultivated land，the ecological carrying capacity of cultivated land in Xuzhou City showed a trend of first decreasing，then increasing and then decreasing. However，the ecological footprint of cultivated land had always been decreasing，and the compensation value of cultivated land showed a trend of first increasing and then decreasing.

Key words Ecological compensation;Ecological footprint;Ecological service value;Cultivated land

作者简介 张威（1988—），男，安徽亳州人，工程师，硕士，从事自然资源利用与评价研究。

收稿日期 2023-09-23

耕地作为人类生存发展的基础自然资源，是保障国家粮食安全、维系社会稳定的核心要素［1］，也是国内外生态补偿领域研究的焦点。鉴于我国人均耕地低下、耕地后备资源匮乏的基本国情［2］，自改革开放以来，我国形成了极具特色的耕地保护制度，这些制度涵盖土地用途管制、耕地占补平衡、永久基本农田保护等制度［3］，据统计，自20世纪70年代以来，我国在生态环境补偿相关政策文件多达200件，取得了一定成效［4］。现有耕地的补偿标准，多集中在耕地农产品产出的经济价值补偿，而忽视了耕地具有较强外部性的生态功能价值，因而并未从根本上解决耕地抛荒、耕地利用价值驱动耕地向“非粮化”“非农化”转变的问题［5-6］。

耕地生态补偿作为生态补偿领域的重要组成，但当前关于耕地生态补偿价值量化方法各有优势和弊端，学术界并未建立统一的标准［4，7-9］。笔者在综合考量耕地生态正面价值和负面价值的基础上，结合徐州市社会经济发展情况，运用生态服务价值和替代市场法量化生态价值，再运用“省公顷”改进生态足迹和生态承载力模型，进而构建耕地生态补偿模型，实现耕地生态补偿的量算。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

徐州位于江苏省西北部，地处苏鲁豫皖四省交界，东西长210 km，南北宽140 km，土地总面积11 765 km2。市域自西向东分为丰、沛黄泛冲积平原，铜、邳、睢低山剥蚀平原，沂、沭河洪冲积平原3个地貌区，地形有平原和岗地两部分组成，以平原为主，占市域总面积的90%。截至2020年底，全市农作物播种面积为118.037万hm2，其中粮食作物播种面积76.790万hm2，占播种总面积的65.06%。

1.2 数据来源 该研究中所涉及数据主要来自《徐州统计年鉴（2001—2021年）》《江苏省统计年鉴（2001—2021年）》《全国农产品成本收益资料汇编（2001—2021年）》。

1.3 研究方法

1.3.1 耕地生态价值测算模型。

由于农田（耕地）生态系统的半人工半自然的特殊性，一方面耕地生态系统在涵养水源、气候调节等方面具有正面促进的功效，另一方面由于化肥、农药及农膜等农业化学品过量施入，导致生物多样性功能减退，土壤板结、水污染等环境问题频发［10］，并由此带来的生态负面价值亦不可忽视［11］，故耕地生态净价值公式为

V净=Vp-Vn（1）

式中：V净为研究区耕地生态净价值；Vp为研究区耕地生态正面价值；Vn为研究区耕地生态负面价值。

1.3.1.1 耕地生态正面价值。当前，研究耕地生态补偿的方法很多，大致分为替代市场法、价值当量因子法、条件价值评估法（CVM）三大类［11］。价值当量因子法［12］是基于生态系统服务分类的基础上提出的，该方法构建了科学准确的价值当量因子表，因操作简便易行，广泛用于不同尺度的生态价值评估中［5］。该研究采用价值当量因子法估算耕地生态正面价值，为使估算结果更符合实际，采用单产数据进行修正，修正公式如下：

Y=y1y2×Z（2）

式中：Y为研究区耕地生态系统服务价值当量值；y1、y2分别为研究区平均自然粮食单产和全国平均自然粮食单产;Z为是中国陆地生态系统内的农田单位面积生态服务价值当量值。

耕地生态正面价值计算公式如下：

Ae=V1i×S=Y×Ea×F×Ci×S（3）

式中：Ae为研究区耕地生态正面价值总量；V1i为研究区单位耕地生态正面价值；S为研究区域耕地总面积；Y同上；Ea为单位当量因子价值，根据谢高地等［13-15］的研究结果，其价值为全国平均粮食单产市场价值的1/7；F为单位耕地面积生态当量因子，由于在耕地实际经营过程中，农户收获农产品所带来的市场价值已蕴涵食物及原材料的价值，因而剔除该部分价值，F取值为6.51［5］；Ci为第i年研究区复种指数。

1.3.1.2 耕地生态负面价值。

耕地生态负面价值是指耕作过程中，由于化肥农药的过量施用及农膜残留所带来的面源污染问题，对土壤、水体等环境产生负面影响的价值［11］。由于化肥、农药、农膜等对环境影响机理较复杂，为便于估算该研究采用替代市场法进行测算。

（1）农药、化肥产生的生态负面价值。

农业生产过程中因过量施用农药和化肥，农作物未吸收部分挥发渗透到空气、土壤，以及随地表径流流入河流，易发生土壤盐渍化，加重水体富营养化等［5，11］，该研究通过计算农药、化肥的损失价值进行估算。公式如下：

Vui=Mi×（1-γ）×Pi（4）

式中：Vui为第i年农药或化肥产生的生态负面价值；Mi为第i年农药或化肥施用量；γ为农药或化肥利用率，根据祁兴芬［16］、孙新章等［17］的研究成果，农药和化肥利用率分别取35%、34.17%；Pi为第i年农药或化肥平均单价。

（2）残留农膜污染造成的生态负面价值。

残留农膜对环境的污染主要表现为2个方面：①危害土壤环境。土壤中农膜碎片会破坏土壤孔隙的连续性，降低土壤水分渗透量，从而削弱耕地土壤的抗旱能力，此外残留农膜也会降低土壤透气性，妨碍土壤水肥运移；②危害农作物根系，阻碍作物吸收水分和养分，该部分负面价值以作物减产的价值进行代替，其公式如下：

Vfi=Ji×C×Ki×r×pi（5）

式中：Vfi为第i年农膜残留造成的生态负面价值；Ji为第i年农膜覆盖面积；C为农膜残留比例；Ki为第i年粮食单产；r为粮食损失率；pi为第i年粮食单价。其中C和r借鉴祁兴芬等［16］的研究成果，分别取值为41.7%、10%。

1.3.2 耕地生态足迹测度模型。

1.3.2.1 耕地生态承载力。

耕地生态承载力是指区域内耕地生态系统支撑人类活动的承载力水平，即耕地生态系统为保障人类生产生活所需的耕地数量。其模型如下：

ECi=Ni×eci=Ni×αi××yi（6）

式中：ECi为第i年耕地生态承载力；Ni为第i年区域人口数；eci为第i年人均耕地生态承载力；αi为第i年人均耕地生物生产性面积；为耕地均衡因子；yi为第i年耕地产量因子。根据世界环境与发展委员会（WECD）的报告，在生态承载力核算中，需预留12%作为生物多样性保护，该研究仅涉及耕地生态系统，考虑农田在生物多样性保护中的比重，所以在计算中扣除3.5%作为耕地生态系统生物多样性保护预留面积［18］。

均衡因子是反映不同地类用途之间的生产力差异，该研究仅涉及耕地一种地类，因此均衡因子为1。产量因子反映不同区域间的生产力差异，相比于“全球公顷”和“国家公顷”的产量因子，该研究采用区域更小且更加与实际相符的基于“省公顷”产量因子，其公式如下：

yi=pip′i=Qi/SiQ′i/S′i=nj=1（pijγij）Si/nj=1（p′ijγij）S′i（7）

式中：yi为第i年耕地产量因子；pi、p′i分别为第i年研究区和全省耕地的平均生产力；Qi、Q′i分别为第i年研究区和全省生物总热量；Si、S′i分别为第i年研究区和全省耕地总面积；pij、p′ij分别为第i年第j种生物产品年产量；γij分别为第i年第j种生物产品单位热量。

1.3.2.2 耕地生态足迹。

耕地生态足迹是定量评价人类对耕地资源利用程度的方法，反映人类消费耕地产生的压力。耕地生态足迹模型如下：