基于生態系統服務價值的阿勒泰地區生態補償區域空間選擇與策略

董靖雯，王承武

新疆農業大學公共管理學院

生態系統是人類生產發展必不可少的物質基礎[1]，也是珍貴的資源與資產[2]。生態系統直接或間接向人類提供的生態產品或服務稱為生態系統服務[3-4]，包括供給、支持、調節和文化4 類[4]。生態補償是目前國內外實行生態環境保護重要實踐路徑之一[5]，本質是生態破壞者向生態保護者付費的行為[6]，國外通常用“生態系統服務付費”的概念來定義生態補償[7]。國內相關領域的熱點研究思路是從生態系統服務價值(ESV)的視角測算區域或流域內行政單元的生態補償額度[8]。生態補償機制實行難點是補償標準的確定[9]。近年來，基于ESV 來評估生態補償價值的方法在學術界得到廣泛應用。從研究方法上看，開展ESV 核算使用較多的有功能價值法[10]與當量因子法[2]。而從計算簡潔性、可操作性、應用廣泛性以及標準性的角度看，后者要優于前者[11]，且運用當量因子法便于進行長時間序列ESV 變化趨勢的研究[12]。而對于生態補償標準額度的測算，除了ESV 估算，還有生態足跡[13]、機會成本[14-15]、污染損耗[16]與碳匯[17-18]等核算方法。從研究尺度上看，以ESV 計算生態補償的尺度涉及到生態保護紅線區[19]、自然保護區[20]、省域[21]、市域[22]、流域[23]、經濟帶[24]、城市群[25]、區域[26]等。從研究的土地利用類型上看，主要分為濕地、林地、水域、草地與耕地[27-30]。且ESV 還是生態安全格局評價[31-32]、生態敏感性分析[32]、生態修復[33]等諸多研究的重要思路。

阿勒泰地區位于國家重點生態功能區之一的阿爾泰山地森林草原生態功能區內，有極為可觀的自然資源稟賦，包括森林資源、草地資源、水資源、礦產資源等[34]。研究區氣候的特殊性使得當地生態系統脆弱敏感，近年來頻繁的人類活動更加劇了生態系統破壞程度。同時，區域內生態系統服務的時空分異特征也造成不同縣市存在資源利用與生態保護不協調的情況[35]。針對上述問題，本文引用Costanza 等[36-37]提出的方法計算2010—2020 年阿勒泰地區的ESV，修正生態補償優先級模型[8]并計算區域生態補償額度，以期從理論上豐富與完善生態補償的研究體系，從現實上破解阿勒泰地區“生態不經濟”與“經濟不生態”的難題，為當地政府決策提供參考。

1 研究區與研究方法

1.1 研究區概況

研究區位于我國西北、新疆最北部，與俄羅斯、蒙古國、哈薩克斯坦等國交界。全域面積為11.80萬km2，約占新疆總面積的7.09%。阿勒泰地區轄阿勒泰市、吉木乃縣、哈巴河縣、布爾津縣、福?？h、富蘊縣、青河縣6 縣1 市，如圖1 所示，圖中空白區域為北屯市，不屬于本研究區域。研究區地勢西北高、東南低，屬溫帶大陸性氣候區，年均降水量約200 mm。區域內水資源豐富，是新疆豐水區之一，自然生態環境優良，旅游景觀業較發達。2020 年全區總人口為66.86 萬人，國內生產總值（GDP）達336.32億元。

圖1 研究區位置示意及DEMFig.1 Location and DEM of the research area

1.2 數據來源

阿勒泰地區2010—2020 年共5 期土地利用數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心（http://www.resdc.cn）；平均糧食單產、播種面積、國內生產總值數據來源于2010—2021 年《新疆統計年鑒》與《中國統計年鑒》；糧食價格數據來源于《全國農產品成本收益資料匯編》（2021 年）。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用動態度

土地利用動態度模型可以反映出一定時期內某一區域不同類別土地利用面積的變化，包括變化的速度與幅度[38]，計算公式如下：

式中：K為土地利用動態度，反映阿勒泰地區1 年內某類型土地面積變化[39]；j為土地利用類型；Ajs、Ajf分別為研究期期初和期末第j類土地的面積，hm2；T為時間長度，a。

1.3.2 生態系統服務價值測算

結合單位面積ESV、當量因子修正系數與各類生態系統面積，計算出2010—2020 年研究區ESV。計算公式為：

式中：Ea為研究區生態系統價值當量，元/hm2；mi為第i種糧食播種面積，hm2；pi為第i種糧食的平均價格，采用2018 年的新疆平均糧食價格，1.98 元/kg[40]；qi為研究區第i種糧食平均產量，kg/hm2；M為糧食總播種面積，hm2；i為主要糧食種類。

式中：t為生態服務功能類型，t取值1～11，分別代表食物生產、水資源供給、原材料生產等11 項功能；etj為第j類土地利用下第t類生態系統的當量系數。參考已有文獻對類似區域的當量因子表的修正原則[41]，結合謝高地等[42]的研究成果，得出阿勒泰地區單位面積生態系統服務價值，結果如表1 所示。

表1 阿勒泰地區單位面積生態系統服務價值Table 1 Ecosystem service value per unit area in Altay Prefecture 元/hm2

1.3.3 生態補償區域空間選擇與補償范圍確定

生態補償額度測算的過程中需考慮不同區域之間的經濟發展水平，以進行合理的空間選擇。本研究引入生態補償優先級（ECPS）模型[8]作為生態補償區域空間選擇的實現方法，并結合研究區實際情況進行修正。生態補償優先級反映的是同一級別下不同行政單元對生態補償需求的迫切程度。優先級指數高的地區對生態補償的迫切程度較高，通常表現為犧牲發展機會來進行生態保護，或放棄破壞生態用地以實現當地經濟短暫的高速增長的機會。常規來說，生態補償優先級高的地區普遍生態價值高且經濟發展水平較低。對生態補償需求迫切程度高的地方，要考慮優先補償，此類縣市得到生態補償之后，會在一定程度上改善經濟水平，進而激勵生態保護行為的可持續性。已有研究多采用區域內單位面積非市場ESV 與單位面積GDP 的比值來表達生態補償優先級。本研究綜合考慮阿勒泰地區的地理位置、地形地貌、人口分布與經濟水平的特殊性，對生態補償優先級模型進行區域修正。將阿勒泰地區各縣市納入生態補償的單項ESV 進行合理確定，定義為C_ESV。在核算單位面積納入補償的生態價值時，不將建設用地面積納入考慮范圍；在核算單位面積GDP 時，不將未利用地納入考慮范圍。綜上，阿勒泰地區生態補償優先級修正為生態用地下單位面積的納入補償的生態系統服務價值與經濟用地下單位面積的GDP 的比值，計算公式為：

式中：VC?ESVc為c縣（市）單位面積納入補償的生態價值，元；VGDPc為c縣（市）單位面積國民經濟生產總值，元；Sc1、Sc2、Sc3、Sc4、Sc5、Sc6分別為c縣（市）的耕地、林地、草地、水域、未利用地、建設用地面積，hm2；ECPSc為c縣（市）生態補償優先級指數；GDPc為c縣（市）國內生產總值，元；C_ESVc為c縣（市）納入生態補償的ESV，元。在阿勒泰地區食物生產、原材料生產、水資源供給與提供美學景觀均在市場機制中以貨幣的形式體現，而氣體調節與維持生物多樣性的價值體現在全球領域上，并非僅在研究區內部，受益者無法界定，故不納入補償范圍。綜上，C_ESV 選定為凈化環境、氣候調節、水文調節、土壤保持、維持養分循環5 項功能的ESV。

1.3.4 區域生態補償額度確定

在確定生態補償優先級指數的基礎上，采用王小莉等[23]的研究成果來計算區域生態補償量。計算公式為：

式中：z為生態系統服務價值折算系數；Vc為c縣（市）生態補償量，元；Tc為c縣（市）區域生態補償需求強度。關于生態系統服務價值折算系數，綜合考慮研究區的經濟發展與生態環境情況并結合前人研究[43]，認為將z定為15%較為合理[44]。

2 結果與分析

2.1 阿勒泰地區土地利用變化分析

由圖2 可知，研究區符合西北地區土地利用類型的典型特征，面積占比最多前兩位為未利用地與草地，二者面積之和占總土地利用面積達88%。2020 年耕地、林地、草地、水域的面積占總土地利用面積比約48.41%。2010—2020 年阿勒泰地區耕地、草地、水域和建設用地面積增加，林地和未利用地面積減少。其中，草地面積增加最多，達2 391.53 km2。林地面積在10 年內減少較多，為2 366.22 km2。各土地利用類型中，耕地與林地變化幅度較大，其余類型用地面積變化較為平穩。

圖2 2010—2020 年阿勒泰地區土地利用面積Fig.2 Land use area of Altay Prefecture from 2010 to 2020

2010—2020 年阿勒泰地區土地利用動態度絕對值表現為建設用地＞耕地＞林地＞草地＞水域＞未利用地（表2）。由圖3 可知，10 年內阿勒泰地區各利用類型土地之間有較大面積的轉換，符合阿勒泰地區脆弱生態區的現實情況。同時阿勒泰地區草地、林地、未利用地三者之間相互轉換較為顯著。草地轉為未利用地的區域主要分布在阿爾泰山脈附近、福?？h與富蘊縣南部荒漠地區。未利用地轉為草地的區域主要分布在吉木乃縣中部、阿勒泰市南部、青河縣和富蘊縣中部。由于新疆存在一種介于荒漠和其他草地之間的過渡類型——荒漠草地，使得草地和未利用地轉化頻繁[45]。在阿勒泰地區東北部臨近阿爾泰山脈的林地與草地之間的相互轉換最為明顯。全球氣候變暖導致該區域植被動態變化較大，新疆氣候特征由“暖濕化”向“暖干化”轉變，這也造成阿勒泰地區整體生態退化[46]。

表2 2010—2020 年阿勒泰地區土地利用變化動態度Table 2 Dynamic degree of land use change in Altay Prefecture from 2010 to 2020 %

圖3 2010—2020 年阿勒泰土地利用轉移Fig.3 Land use transfer in Altay Prefecture from 2010 to 2020

2.2 阿勒泰地區ESV 變化分析

2.2.1 總ESV 變化

2010—2020 年阿勒泰地區總ESV 呈現降增交替的波動變化趨勢。由表3 可知，從整體上看，阿勒泰地區2010—2020 年ESV 共下降10.06 億元，減少0.85%。從不同土地利用類型來看，耕地、草地、水域的ESV 均有提升，林地ESV 下降較多。其中，草地生態系統對阿勒泰地區ESV 貢獻率最大，林地、水域次之。林地與草地大規模的相互轉換導致了2020 年林地ESV的大規模減少，故而總ESV 在研究期內下降。

表3 2010—2020 年阿勒泰地區各土地類型生態系統服務價值變化Table 3 Changes of ESV of various land types in Altay Prefecture from 2010 to 2020

2.2.2 單項功能ESV 變化

2010—2020 年阿勒泰地區一級服務功能價值量表現為調節＞支持＞供給＞文化。其中，調節服務價值量與支持服務價值量占各年總ESV 超過80%。由表4 可知，10 年內，食物生產、水資源供給、凈化空氣、水文調節、土壤保持與維持養分循環這6 類服務價值量提升，其余5 項二級功能價值量均有不同程度的降低。從ESV 的構成來看，阿勒泰地區各年各單項ESV 占總ESV 比例較高的有水文調節、氣候調節、土壤保持、生物多樣性保護、氣體調節與凈化空氣，合計占各年總ESV 的83%以上。

表4 2010—2020 年阿勒泰地區生態系統各單項服務價值變化Table 4 Value Changes of individual ecosystem services in Altay Prefecture from 2010 to 2020 億元

2.3 阿勒泰地區生態補償額度與優先級確定

阿勒泰地區整體未利用地面積大，城鎮化建設規模小，區域資源開發和經濟發展受到極大限制，因此研究區內各縣市生態補償緊迫度均相對較高。由圖4 可知，阿勒泰地區生態補償優先排序為青河縣（2.66）＞布爾津縣（2.47）＞吉木乃縣（2.31）＞哈巴河縣（1.32）＞阿勒泰市（0.82）＞富蘊縣（0.75）＞福?？h（0.66）。青河縣、布爾津縣、吉木乃縣、哈巴河縣的生態補償優先級指數均超過1，說明這4 縣在經濟發展受限的情況下，仍選擇保護生態，政府需要優先補償這些地方。其中，青河縣與哈巴河縣都是阿勒泰地區國家級的脫貧縣，2020 年的GDP 極低，生態資源卻很豐富，尤其是青河縣的C_ESV 僅次于福?？h與富蘊縣，因此青河縣應優先進行補償。吉木乃縣因土地資源稟賦的不足使得當地C_ESV 略低于其他縣市，但單位生態用地面積上的補償價值水平較高，在經濟發展水平受限的情況下該縣生態補償緊迫度也較高。而阿勒泰市經濟發展水平遠高于其余6 縣，但C_ESV 水平低于其他各縣，所以該市補償順序較為靠后。研究區的6 縣1 市中，富蘊縣與福?？hC_ESV 最高，經濟水平一般，補償順序卻較為靠后。這是因為富蘊縣與福?？h有較大面積的未利用地，未利用地提供生態價值卻不產生經濟價值，因此通過修正后的生態補償優先級模型計算，這2 縣的補償順序靠后。

圖4 2020 年阿勒泰地區各縣市ECPSFig.4 ECPS of counties and cities in Altay Prefecture in 2020

由表5 可知，2020 年阿勒泰地區生態補償理論總額度為60.05 億元，其中青河縣補償額度最高，為12.97 億元，占補償總額度的21.60%，補償順序為1；其次為布爾津縣，為11.01 億元，占總額度的18.33%，補償順序為2。而補償額占比后2 位的為阿勒泰市與吉木乃縣，分別為10.99%與10.46%。富蘊縣與福?？h雖然補償優先級較低，但其納入補償的生態價值較高，生態補償量僅次于青河縣與布爾津縣。

表5 2020 年阿勒泰地區理論生態補償標準Table 5 Theoretical ecological compensation standard in Altay Prefecture in 2020 億元

3 討論

ESV 與經濟發展水平是確定區域內生態補償標準的重要因素[47]。近年來，阿勒泰地區經濟發展有一定的突破，但生態環境破壞與旅游污染等問題日益突出。一方面，阿勒泰地區生態環境本底脆弱，易發生生態系統退化；另一方面，人類不合理的開發活動加劇了生態系統退化趨勢[48]。阿勒泰地區的ESV 在10 年內下降了10.06 億元，作為重點生態功能區，承擔著新疆乃至西北地區生態環境保護的重要職責，加強研究區的生態保護十分必要。

本研究表明，林地與草地是阿勒泰地區的主要生態用地，但由于新疆地區氣候與植被的特殊性，使得林地、草地與未利用地之間的轉換十分頻繁，這是對當地ESV 產生較大威脅的一個原因[11]。同時該地區國民經濟水平相對較低，區域內的經濟發展水平與ESV 之間有較大差距，因此出現了部分縣市生態補償理論額度偏高的情況[44]。如2020 年青河縣生態補償額度與該縣GDP 的比值為48.52%。除阿勒泰市以外，其余6 縣生態補償額度占GDP 比例均超過10%。在許麗麗等[44]對中國14 個集中連片貧困區生態補償研究中也發現類似結果，其中2010 年西藏地區理論生態補償量約是當年西藏地區GDP 的1.80 倍。這說明生態脆弱性與經濟貧困性的耦合在中國西北地區較為常見，在此類地區建立健全生態補償機制尤為重要[44]。生態補償資金的來源是將生態補償理論落實到實踐的重要基礎，補償額度偏高，資金來源途徑必然成為研究區內生態補償機制構建的難題之一[26]。生態補償可以有效協調經濟發展與環境保護之間的矛盾，對于經濟欠發達地區，生態補償資金不足將會加劇當地對森林、草原等生態用地的開墾，威脅區域生態安全。

綜合考慮以上研究與阿勒泰地區的現實情況，對完善研究區生態補償實踐提出以下幾點策略。

（1）持續發揮阿勒泰地區政府部門的主導作用。在阿勒泰地區生態保護意識還有待加強的前提下，政府部門提供的統籌規劃、引導多元主體參與、財政資金支持、信息共享與規范監督等公共服務所產生的作用就顯得尤為重要。政府通過明確項目目標、設計項目方案、做好前期規劃、明確主體之間的權責利劃分、提供資金支持、規范監督等政策手段，為生態補償的實踐提供保障。

（2）建立健全阿勒泰地區生態補償法律法規體系。完善的法律法規體系是保障生態補償實踐合理有效落實的前提條件[26]。健全法律法規條文可以統一規定研究區生態補償的主客體、范圍、類別、標準以及各種權責利等內容。完善的法律體系可以有效規避生態破壞等行為，同時也能激勵個人或企業等主體自發開展生態保護與修復等。

（3）持續拓寬阿勒泰地區生態補償的資金渠道。研究區生態價值高，理論的補償值也較高，拓寬生態補償資金來源渠道，創新多元化資金來源途徑可以充分緩解政府的財政壓力，同時也能加強生態補償實踐的可操作性。建議研究區資金來源可考慮以下途徑：1）中央政府對重點生態功能區的轉移支付資金；2）中央政府通過購買生態產品的方式為研究區提供生態補償資金來源；3）地方政府可以挖掘其可觀的旅游資源，以旅游帶動阿勒泰地區經濟繁榮，將旅游業及其他附加產業產生的部分經濟效益納入生態補償資金內；4）地方政府建立生態破壞者懲罰或收費的制度，對有生態破壞行為的企業或個人進行收費。

（4）創新完善阿勒泰地區多元化生態補償方式。單一的資金補償方式不僅不能夠完整地體現出保護生態資源資產的社會價值，而且還會給當地財政造成一定壓力。因此，在生態補償實踐中，除了資金補償以外，還可以創新就業補償與政策扶持補償等多元補償方式。研究區的經濟發展較為落后，在區域內提倡多元化的補償方式，為貧困人員提供就業崗位，可以有效提高就業率，提升當地人均可支配收入。政策扶持補償則是主要面向在阿勒泰地區開展生態保護工作的企業而施行的，對有效改善阿勒泰地區生態環境、提升生態系統服務價值水平、保護生態資源的企業給予政策幫扶，如通過適當降低企業稅收等措施，激勵企業的生態保護行為。

（5）明確規范阿勒泰地區生態補償的“補償方”與“受償方”。本研究所測算的生態補償額度可為研究區生態補償資金調配提供一定參考，但要想完善研究區生態補償機制，對“補償方”與“受償方”的確定是必要環節[8]。任何地區生態補償均要遵循“誰受益，誰補償；誰保護，誰受償”的原則：1）從理論上來講，阿勒泰地區生態補償的補償支付方應當為中央政府、自治區政府以及研究區內因各類生產生活等行為對生態產生不利影響的個人與企業。從宏觀角度看，阿勒泰地區作為國家重點生態功能區，承擔了西北地區生態保護的責任，中央政府的轉移支付是研究區生態補償的主要資金來源之一；自治區政府也在積極探索市場化、多元化的生態補償機制構建的路徑，阿勒泰地區的生態保護行為會為自治區帶來較為可觀的生態效益。從微觀角度看，生態補償的原則即確定了生態補償的“支付方”，也就是“補償方”。破壞生態的企業與個人需要支付一定的補償金或進行生態修復的行為補償。2）阿勒泰地區的生態補償對象，即“受償方”可以從2 個層級分析。在實踐中，由于要考慮實際財政情況，生態補償往往會采用資金補償、政策扶持補償與就業扶持補償等多元組合形式落實到受償方。第一層級受償方為研究區各縣市級地方政府，地方政府可以針對不同類型的生態用地，成立相應的生態補償資金管理責任部門，合理進行生態補償資金的第一次分配。在不同類型生態系統下，第二層級的受償方則是進行生態保護的個人與企業。生態補償資金的第二層級分配中，各類生態補償資金管理責任部門可根據個人與企業的生態保護行為制定更為細化的補償標準，將補償資金與政策向下落實。對積極開展產業生態化、生態產業化、生態產品價值實現、生態文明建設以及犧牲經濟利益而進行生態保護的企業或工廠進行資金補償與政策幫扶。

本研究從估算ESV 的角度出發，測算阿勒泰地區生態補償標準額度與補償空間順序，為研究區生態補償機制構建與生態文明建設提供理論上的指導思路。研究中使用的生態補償測算方法，是諸多方法之一，不同方法的測算結果會存在一定差異性。由于數據精度的問題，未能對于二級地類（生態系統）下的ESV 進行詳細分析，這是不足之一。研究默認建設用地的當量系數為0，這也會導致研究結果與實際情況有略微偏差。研究對補償主客體、目標責任以及補償形式等方面有所涉及但不夠深入，后續研究應針對以上不足，科學系統地分析阿勒泰地區生態補償的模式路徑。

4 結論與建議

4.1 結論

（1）2010—2020 年阿勒泰地區土地利用變化“四增二減”，即草地、耕地、水域、建設用地面積分別增加5.81%、63.18%、5.44%、189.77%；林地與未利用地面積分別減少27.83%與3.38%。10 年內林地、草地、未利用地之間存在較大的地類轉換。

（2）2010—2020 年總ESV 呈現降增交替的波動變化，整體減少0.85%，林地ESV 降幅最大，單項功能價值量占比最高的為調節服務。從不同土地利用類型看，草地生態系統對阿勒泰地區ESV 貢獻率最大，林地、水域次之。

（3）阿勒泰地區生態補償理論總額度為60.05 億元，生態補償優先順序為（括號中為補償額占總額比例）青河縣（21.60%）＞布爾津縣（18.33%）＞吉木乃縣（10.46%）＞哈巴河縣（11.43%）＞阿勒泰市（10.99%）＞富蘊縣（14.12%）＞福?？h（13.07%）。

4.2 建議

生態補償作為一種可以有效緩解二者矛盾的政策手段，加快生態補償機制的完善是持續推進阿勒泰地區生態文明建設的根本要求。目前，阿勒泰地區已經開展了部分專項領域的生態補償工作，如草原生態補償[49]、森林生態補償[50]等，雖有一定成效，但缺乏從整個生態系統角度考量區域外溢于市場的補償額度以及對區域內各縣市資源稟賦與經濟水平的發展情況進行權衡后確定不同行政區生態補償的緊迫度的理論與實踐?；诒疚牡难芯拷Y論，應該更加系統完善地建立研究區的生態補償機制。建議阿勒泰地區政府部門應充分發揮作用，對研究區生態保護與生態破壞行為進行識別，將生態補償精準落實到位。地區政府應當根據各縣市生態補償優先級順序與生態補償額度，確定各行政區的生態補償情況，緩解研究區不同行政單元經濟發展與生態保護之間的矛盾。同時，對于研究區有一定生態價值的未利用地，需要加強監管與保護，并且在開發利用過程中要將其生態價值納入審批標準中，以有效改善阿勒泰地區的生態脆弱性。