耕地利用生态社会效益测算方法及其应用

耕地利用生态社会效益测算是耕地保护经济补偿标准确定的依据。该文首先基于耕地利用过程中的生态系统服务功能重构了耕地利用效益体系,并对其内涵进行了界定和分析。然后以河南省焦作市为研究区域,选取2000、2002、2004和2006年4期数据,运用当量因子法和替代成本法测算了各年耕地利用的生态社会效益理论值。在此基础上,引入社会发展阶段系数测度了不同质量级别单位面积耕地的生态社会效益现实值。研究结果表明：2000、2002、2004和2006年,焦作市耕地利用的生态社会效益理论值分别为10 699.3、10 830.9、14 186.2和15 542.3元/hm2,表明耕地利用的生态社会效益随社会经济发展水平提高和耕地资源的稀缺性增强而增加;耕地利用社会效益占生态社会效益比重从2000年的42.99%上升到2006年的48.41%,尤其是粮食安全效益比重上升更为明显,表明粮食安全效益和社会保障效益的重要性将日趋凸现,同时也表明以往忽视社会效益单纯的耕地生态效益补偿研究是片面的;基于耕地质量水平和社会发展水平的修正,焦作市2006年耕地生态社会效益的现实值从最低级别的4 653.2元/hm2上升到最高级别的9 333.6元/hm2,表明单位面积耕地生态社会效益现实值的高低与其质量高低和区域支付意愿大小密切相关。通过对焦作市耕地利用生态社会效益理论值与现实值的测算,为焦作市构建具有动态性和可调性的耕地保护经济补偿标准和补偿体系提供了理论 依据。     

基于土地利用变化的安徽省生态服务价值研究

[目的]揭示安徽省生态系统服务价值变化规律,为区域可持续发展提供依据。[方法]以安徽省3期的土地利用数据为基础,根据研究区不同土地利用类型的单位面积生态服务价值和各土地利用类型面积分别分析了研究区内2000—2010年不同时段的生态系统服务价值、不同土地利用类型生态服务价值变化的贡献率以及不同年份各单项功能生态服务价值。[结果]研究区林地和耕地是主要的土地利用类型,其次是建设用地和未利用土地;2000,2005,2010年生态服务总价值量分别为:532.31,537.59和531.35亿元;土地利用类型的贡献度从大到小依次为:林地耕地水域草地未利用地建设用地;林地和建设用地是生态系统服务价值变化贡献率最大的土地利用类型;9个单项生态服务价值从大到小依次为:维持生物多样性保持土壤气候调节气体调节原材料生产提供美学景观食物生产废物处理水文调节。[结论]研究区内的生态服务价值呈现相对稳定态势,其中林地对生态服务总价值的贡献最大,建设用地是生态服务总价值增长的主要牵制力。     

基于生态系统服务功能价值的湖北省恩施地区生态补偿研究

[目的]对湖北省施恩地区进行生态价值及生态补偿研究,以期充分发挥恩施地区生态资源丰富的优势,为区域生态补偿机制的建立提供理论依据。[方法]依据相关遥感及社会经济统计数据,对恩施地区2000及2010年生态系统服务功能价值当量及2010年生态价值、生态补偿额度和生态补偿优先指数进行计算和分析。[结果](1)恩施地区2000及2010年生态系统服务价值当量分别为7.84×107,5.88×107,10a期间生态当量下降了25.07%;(2)2010年研究区生态价值2.89×1010元,生态补偿优先顺序为:鹤峰县宣恩县利川市咸丰县巴东县建始县恩施市来凤县。[结论]恩施地区生态补偿优先指数与各县贫困村比例、人均生态系统服务功能价值成正相关性,人均生态系统服务功能价值与各县贫困村比例也存在较强的正相关。     

资源型城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以安徽省淮南市为例

[目的]以安徽省淮南市为例,探讨资源型城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响,为该市生态、经济、生态环境保护以及今后进行城市开发建设和农业发展提供科学参考。[方法]基于土地利用变化和生态系统服务价值评估的相关理论和方法,运用GIS软件,分析淮南市2000和2010年土地利用变化,并计算淮南市生态系统服务价值,研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响。[结果]2000—2010年淮南市土地利用变化较大,主要土地类型以耕地、居民地及工矿用地和水域为主。土地利用结构发生变化,出现耕地、林地减少,水域、居民地及工矿用地、草地增加的现象。研究区生态系统服务价值总量呈减少的趋势,从2000年的11.72亿元减少到2010年的11.33亿元,减幅达3.33%。单位面积生态系统服务价值的分布变化也与研究区土地利用变化紧密相关,居民地及工矿用地的增加是造成生态系统服务价值减少的最主要原因。生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果是可信的。[结论]淮南市应高度重视土地利用变化对生态系统服务价值的影响,优化调整土地利用结构,注重增加生态用地,稳步提升区域生态系统服务价值。     

流域多尺度耕地保护生态价值及其补偿标准

[目的] 测算并分析流域多尺度耕地生态价值及补偿标准,为完善耕地保护补偿机制及促进区域协调发展提供科学参考。[方法] 以吉林省辽河流域为例,运用当量子法、市场替代法、景观格局指数等,综合考虑耕地数量及空间配置情况、耕地质量差异及耕地生态负外部性,建立流域多尺度耕地生态价值核算体系,在此基础上,制定耕地生态补偿标准。[结果] ①吉林省辽河流域耕地具有非常重要的生态服务价值,且其价值具有显著的空间差异特征及尺度依赖效应。②2020年,辽河流域耕地生态价值为20 502.78元/hm²,各区县耕地生态价值取值在4 261.97～16 873.59元/hm²。不同区域分布不均衡,整体西北地区高于东南地区。③流域耕地生态补偿标准为4 319.36元/hm²,各区县的补偿标准在814.68～3 471.85元/hm²,差异较大。[结论] 针对不同空间尺度,应结合耕地生态价值及地区实际,建立差别化的耕地保护生态补偿标准及方案。     

基于组合模型的安徽省城镇化演进对耕地影响前景研究

[目的]探索安徽省城镇化演进对耕地影响的前景,为管理层制定协调城镇化发展与耕地保护政策提供依据。[方法]运用LMDI分解模型对城镇化进程引致的耕地面积减少份额进行了计算;借助SPSS分析软件,采用最佳拟合优度曲线估计方法,对城镇化与耕地变化间耦合函数关系进行了考察;基于Logistic模型对城镇化演进趋势进行了预测;依据城镇化与耕地耦合关系及城镇化演进趋势,测算了城镇化发展对耕地影响的前景。[结果]1996—2011年,安徽省城镇化进程引致耕地面积年均减少1 097.87hm2,人口城镇化率每提升1个百分点,耕地面积减少795.20hm2;城镇化与耕地变化间以二次曲线拟合最优;安徽省2020,2030年人口城镇化率分别达到58.44%,68.25%;2020年前,城镇化发展将导致耕地年均减少3 804.94hm2,城镇化水平每提升1个百分点,将导致耕地减少2 549.37hm2,2021—2030年,城镇化演进将导致耕地年均减少11 179.42hm2;城镇化水平每提升1个百分点,将导致耕地减少11 395.94hm2。[结论]未来城镇化演进对耕地的影响将日趋激烈,耕地保护与生态安徽建设将面临较大挑战。     

甘肃省虚拟耕地价值及隐性补偿流失

[目的]探究甘肃省市域虚拟耕地价值量与隐性补偿流失的空间特征,为明确甘肃省各州市农用地征地补偿标准的合理性及隐性补偿流失现状提供科学依据。[方法]运用收益还原法、替代法、ArcGIS 10自然断点法等方法,对2012年甘肃省市域的虚拟耕地价值与征地隐性补偿流失率进行核算和空间分析。[结果](1)甘肃省虚拟耕地单位价值总量以低值和中值区为主,低值区市域比重为35.71%,中值区为42.86%。(2)甘肃省隐性补偿流失率以高值区为主,高值区市域比重达到50.00%。(3)虚拟耕地单位价值总量与隐性补偿流失率低值区交叠率达到66.67%,中值区为33.33%,高值区为42.86%。值区交叠率较高,空间相关性分布较强。(4)产能、资源与生态虚拟耕地单位价值市域比重以低值和高值区为主,低值区分别占42.86%,35.71%和42.86%;高值区分别为35.71%,28.57%和42.86%。[结论]甘肃省虚拟耕地单位价值总量供给能力不足,隐性补偿流失率较高,产能、资源与生态虚拟耕地单位价值整体呈现西高东低的分布格局。     

基于资金盈亏平衡的江苏省耕地保护区域补偿研究

[目的]基于资金盈亏平衡视角对江苏省进行耕地保护区域补偿的系统性研究,为耕地保护制度的完善提供理论支撑与实证借鉴。[方法]尝试将耕地资源非市场价值纳入耕地保护补偿分区的影响因素,运用补偿标准调整耕地需求量进而倒推补偿分区,测算资金在区域内封闭运行时各地区耕地保护补偿或受偿金额。[结果](1)2010年江苏省耕地保护区域补偿价值标准为5.685元/(m2·a)(包括耕地经济、社会和生态价值补偿标准),江苏省各省辖市可划分为5个耕地赤字区与8个耕地盈余区,省内资金盈亏平衡时耕地赤字区5市应向耕地盈余区8市支付补偿金额3.78×1010元;(2)一般而言,经济相对发达地区多为耕地赤字区,经济相对欠发达地区多为耕地盈余区。[结论]中国应建立耕地保护区域补偿制度,完善激励机制,同时应提高规划的科学性与合理性。     

基于PLUS模型的雅康高速路段景观生态风险评价

[目的] 评价区域景观生态风险,揭示其时空变化规律,为降低区域生态风险,维护区域生态安全,推进区域绿色发展提供支撑。[方法] 以土地利用数据为基础,通过其变化来建立景观生态风险评价模型,探讨2000—2020年雅康高速公路穿越县市景观生态风险的时空变化特征,并利用最优参数的地理探测器模型定量分析景观生态风险变化的驱动因素,采用PLUS模型模拟2035年雅康高速经过县市景观生态风险的空间分布特征和变化趋势。[结果] ①2000—2020年,研究区主要景观类型为林地、草地、耕地,不透水面面积增长速率最快,林地面积增加最多; ②研究区景观生态风险等级以低、较低和中风险等级为主,风险等级由高到低呈向外扩散现象; ③NDVI值、高程、年均降水等自然因素是景观生态风险变化的主要驱动因子; ④2035年两种不同情景下研究区中、较高、高风险等级的面积均有所下降,其中生态保护情景下,下降较为明显。[结论] 研究区内景观生态风险等级较低,以低、较低和中风险等级为主,生态环境呈逐渐向好趋势。生态保护情景更加符合区域可持续发展理念。     

河北省生态环境支撑区生态系统服务价值评估

[目的]研究和评估不同生态区主要生态系统服务功能和价值的变化,为区域的生态保护、自然资源核算和生态补偿等决策提供理论依据和参考。[方法]基于1980,2000和2015年的土地利用数据,采用单位面积价值当量因子法构建土地利用二级分类当量表,计算3个时段河北省各生态环境支撑区的生态系统服务价值。[结果]①1980—2015年河北省土地利用的变化主要表现为农田转为城乡建设用地,其他生态用地转为农田的趋势。②以2015年的价格计算,1980—2015年河北省总生态系统服务价值的年平均值约为3.56×10~(11)元。③1980—2015年河北省生态系统服务价值减少约7.00×10~9元。④单位面积生态系统服务价值最高的生态区为燕山—太行山,其次是坝上高原、海域海岸、京津保,最低的为低平原区。⑤1980—2015年京津保生态区生态系统服务价值下降幅度最大为28.1亿元,降低15.0%。[结论] 2000年后的生态环境建设对恢复和提升河北省生态系统服务功能发挥了重要作用。     

秦淮河流域1980-2010年土地利用变化及驱动机制

[目的]研究近30a来秦淮河流域不同时期土地利用/覆被变化特征及驱动力,为秦淮河流域的生态经济系统可持续发展和流域管理提供科学依据。[方法]利用GIS功能对秦淮河地区1980,1995,2000,2005,2008,2010年土地利用现状图进行叠加转换,建立土地利用变化转移矩阵,在此基础上分析秦淮河地区近30a来的土地利用变化特征,并结合相应的社会统计资料分析土地利用变化的驱动力。[结果]流域内耕地面积逐年减少,建设用地面积逐年增加,林草覆盖面积略有减少;土地利用程度变化存在明显的时间差异性,2005—2008期间变化最大;建设用地的增加主要源于耕地的转入,其次是林地、水域;经济发展、人口增长和人民生活水平的提高是该区土地利用/覆被变化的主要驱动力。[结论]城市化发展要素是推动该区建设用地增加、耕地面积减少这一现象的主要驱动力。     

基于耕地保护价值空间特征的非农化区域补偿方法

耕地资源是中国重要的基础性、战略性资源,保护耕地资源是国家重大战略。基于耕地价值评价模型对中国31个省（市、自治区）耕地保护价值进行测算,通过定量刻画耕地保护价值空间特征,并建立耕地非农化区域补偿模拟,以期为耕地保护与耕地非农化区域补偿机制构建提供创新性思路。研究结果表明:1)耕地资源保护价值地区差异明显,最高为北京市,达185.21万元/hm~(2),最低为青海省,为44.61万元/hm~(2),两者相差近4.2倍。2)全国31个省（市、自治区）单位面积耕地保护价值具有一定的空间分布特征,经济价值呈现出东北及东部高、西部低的空间分布特征;社会价值中西部区域较高,主要受人口、耕地资源禀赋、经济社会发展水平等因素影响;生态服务价值整体呈现出北部及西北低、东南高的空间分布特征。3)根据耕地非农化区域补偿机制,中央政府作为耕地保护主体之一,2012年需向各省（市、自治区）支付耕地社会稳定与生态服务价值26764.068亿元,占当年全国GDP的5.15%;上海、安徽、广东、广西、宁夏减少的耕地保护收益与耕地非农化补偿支付成本总额分别达10.907亿元、10.283亿元、74.680亿元、66.495亿元、8.529亿元。基于此理论模型,地方政府与中央政府在耕地保护博弈过程中,耕地非农化成本收益自然会成为一个重要决定性因素,这也是耕地资源保护由单一的行政管理向市场配置管理转变的理论和实践基础。     

基于CVM的耕地保护外部性估算与检验

为了科学评估耕地保护的外部性,在耕地利用效益体系重构和耕地保护外部性界定的基础上,基于条件价值评估法(CVM)构建了耕地保护外部性测度、分析和检验一体化的方法体系,并以河南省焦作市为研究区域进行了实证应用。研究结果表明:1耕地生态社会效益属于一种纯粹的、具有正外部性和私人(主要为农户)联合提供的混合类跨区域性公共物品,可以运用CVM等非市场价值评估法进行估算。2受访者的支付意愿较大程度地受社会经济发展水平的制约和影响,农户和城镇居民对耕地生态社会效益认知度的高低是造成城镇居民与农户支付率差异的重要影响因素。3基于CVM测算出的焦作市耕地整体外部性为1.91亿元·a-1,耕地保护外部性为993.7元·hm-2·a-1,该测算结果可作为耕地保护外部性补偿的最低标准。4CVM的有效性与可靠性检验是CVM理论、方法和实践内容的重要组成部分,可通过问卷设计优化、预调查、问卷内容修正、合理的询价方式、不同估算方法的对照分析、同一方法重复试验等手段进行有效性与可靠性检验;检验结果表明,CVM进行耕地保护外部性估算的可靠性和有效性较高。     

基于CVM的耕地保护外部性估算与检验

为了科学评估耕地保护的外部性, 在耕地利用效益体系重构和耕地保护外部性界定的基础上, 基于条件价值评估法(CVM)构建了耕地保护外部性测度、分析和检验一体化的方法体系, 并以河南省焦作市为研究区域进行了实证应用。研究结果表明: ①耕地生态社会效益属于一种纯粹的、具有正外部性和私人(主要为农户)联合提供的混合类跨区域性公共物品, 可以运用CVM等非市场价值评估法进行估算。②受访者的支付意愿较大程度地受社会经济发展水平的制约和影响, 农户和城镇居民对耕地生态社会效益认知度的高低是造成城镇居民与农户支付率差异的重要影响因素。③基于CVM测算出的焦作市耕地整体外部性为1.91亿元·a^-1, 耕地保护外部性为993.7元·hm^-2·a^-1, 该测算结果可作为耕地保护外部性补偿的最低标准。④CVM的有效性与可靠性检验是CVM理论、方法和实践内容的重要组成部分, 可通过问卷设计优化、预调查、问卷内容修正、合理的询价方式、不同估算方法的对照分析、同一方法重复试验等手段进行有效性与可靠性检验; 检验结果表明, CVM进行耕地保护外部性估算的可靠性和有效性较高。     

江苏省沿海地区土地利用变化及其生态效应

[目的]分析江苏沿海地区的土地利用类型和空间变化,探讨江苏沿海地区土地利用变化产生的生态效应,为土地利用规划提供理论支持。[方法]以江苏沿海地区1990,2000和2010年3期土地利用类型数据为基础,借助GIS技术和Costanza等的生态服务价值计算模型,求取土地利用动态度、综合程度指数、质心变化和生态服务价值量等,并进行剖析。[结果]1990—2010年,研究区内耕地、林地和草地的面积减少,水域、城乡建设用地和未利用地的面积增加。城乡建设用地的扩张占用了耕地,对耕地的补充主要是草地,草地、未利用地和城乡建设用地在空间位置上变化较大。耕地、林地和草地面积的减少使得研究区生态服务价值降低,而水域的面积的增加带来的生态效益弥补了因上述用地类型面积减少造成的损失。[结论]1990—2010年研究区生态服务价值增加了24.34亿元,但从空间上来看,生态增值区分布范围小,主要集中在盐城的东部沿海,而生态减值区分布范围较广且有扩大的趋势,有待通过规划等措施强化土地利用变化的综合调控。     

粮食主产区耕地生态安全障碍诊断及调控策略

生态安全作为耕地“三位一体化”的核心保护任务,越来越得到政府、公众及学术界广泛关注,耕地生态安全评价视为关键技术及重要依据。基于PSR模型构建耕地生态安全评价指标体系,以国家粮食主产区安徽省为例,综合运用改进熵权法、TOPSIS模型、ESDA模型及障碍诊断模型,评价安徽省2000年以来,以及分市级2000年、2010年、2018年3个年份的耕地生态安全度,剖析耕地生态安全时空分异特征,进一步诊断耕地生态障碍因子及对应调控策略。结果表明：(1)安徽省耕地生态安全度具有一定波动性,总体呈现上升趋势,由2000年的0.234 1增至2018年的0.724 7,大致分为低位震荡阶段、快速增长阶段及高位爬坡阶段;(2)近20年来耕地生态安全状态进一步呈现不平衡、不均衡演变趋势,导致全省耕地生态安全空间格局差异显著,尤其是以高风险、安全两类区域分布空间集中区域发生很大改变,基本呈现皖南地区安全程度高并由皖中地区过渡至皖北地区风险程度高的空间梯度格局,耕地生态安全空间集聚情况并未显著;(3)从全省维度分析,障碍因子以建成区绿化覆盖率、污水处理率等响应准则层为主,逐渐转变至复种指数、单位耕地粮食产量、...     

基于灰色系统理论的挠力河流域净耕地面积预测

[目的] 研究如何精准提取净耕地利用信息,为农田管理与耕地科学利用提供理论支持。[方法] 基于灰色系统理论提出净耕地预测思路,以典型粮食产区挠力河流域为研究区,在土地利用变更调查数据支持下,运用净耕地系数、突变检测模型、灰色动态模型（GM）等数理模型,提取并验证净耕地（包括旱地和水田）利用信息。[结果] 挠力河流域土地利用斑块面积变化表现出显著的“灰色”特征,对20 hm²等额面积区间的非旱地和非水田斑块面积累加处理,可增强数据列的规律性特征;GM （1,1）灰色系统模型和多项式预测方法均可较为准确地提取非旱地和非水田面积信息。2018年,挠力河流域旱地和水田的净面积分别是1.06×10⁶ hm²和3.87×10⁵ hm²,对应的净系数为97.65%和98.07%。[结论] 耕地斑块面积变化具有灰色特征,可采用灰色系统理论进行净耕地面积预测。