农田生态盈亏空间差异与跨区域均衡机制

【前言】农田生态盈亏空间差异与跨区域均衡机制由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。武汉城市圈是由武汉及其周边100 km范围内的黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门和潜江9个城市构成，是“两型社会”综合配套改革实验区。区域地理和交通区域优势明显、科教资源丰富，具有承接东部发展模式的区位和软实力，是国家“中部崛起”战略的重要支撑点。...

摘要 区域农田生态补偿是协调区域经济发展与农地保护矛盾的重要机制，而补偿区域的划分是进行跨区域农田生态补偿的前提。本文在对武汉城市圈48个县（市、区）进行农田生态足迹/承载力计算的基础上，对武汉城市圈进行农田生态补偿类型区划分，并提出生态补偿优先级指数作为武汉城市圈进行跨县域农田补偿先后顺序确立的依据。结果表明：2008年武汉城市圈的农田生态足迹为858.26×104 hm2/cap，生态承载力为755.54×104 hm2/cap，总体上呈现出农田生态赤字的状态，赤字面积为102.72×104 hm2/cap，武汉城市圈农田生态足迹和农田生态承载力的空间分布均非常不均衡。依据农田生态盈亏值，划分农田生态补偿支付区和受偿区，武汉城市圈共有麻城市、仙桃市等24个县（市、区）被划分为农田生态补偿受偿区和武昌区、铁山区等24个支付区。根据农田生态补偿优先级指数公式，在武汉城市圈48个县（市、区）中，经济发展程度和城市化水平最高的江汉区等11个中心城区是农田生态系统服务最大的输入区，属于优先支付区；东西湖区等13个工业发达地区则属于一般支付区；黄陂区等14个正处在快速发展阶段的县（市、区）则属于一般受偿区；而经济欠发达的、农业收入比重较大的安陆市等10个县（市、区）则是农田生态服务的最主要的输出地区，应优先享受区域生态补偿，属于优先受偿区。

关键词农田生态盈亏；生态账户；生态补偿分区；生态补偿优先级；武汉城市圈

中图分类号F301；F062.2文献标识码A文章编号1002-2104（2013）12-0057-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2013.12.009

一直以来我国实行非均衡的土地政策诸如土地利用总体规划、主体功能区划等对农地利用进行管制[1]，基于农、工业产品巨大的价格剪刀差，农地、非农用地经济产出的显著差异以及农田生态系统巨大的社会和生态价值“外溢”[2]，使得农地相关利益群体的福利产生“暴利”和“暴损”现象[3]，违反了社会公平与公正的基本理念，因此跨区域的农田生态补偿成为必要，即农田保护主体应获得相应的生态补偿，而受益主体需要为保护环境做出贡献的主体予以回馈。农田生态补偿机制作为协调区域经济发展和农地保护利益关系的新型环境经济政策[4]，已经逐渐被欧美等国融入农业经济政策之中，成为许多国家保护农地景观、改善农户生活、消除贫困的重要手段，在国内外的实践成效备受好评[5-8]。在当前我国农田生态补偿体制不健全、补偿资金来源有限而农田生态保护又对资金依赖程度较大的现状下，确立不同区域对应的补偿类型，建立各地区对于农田生态补偿基金需求急迫程度的定量指标，划分农田生态补偿优先级是农田生态补偿制度实施的前提。可有效提高农田生态补偿资金使用的效率：在补偿资金有限时，将有限的资金运用到最需要的地方，使得每单位补偿资金的边际效益最大；在补偿资金充足的前提下，改变过去补偿“一刀切”的笼统局面，使得每个区域所获取（支付）的农田生态补偿资金额度与其因保护农地（经济发展）而损失（获得）的价值相当，改变当前农地保护“搭便车”的现象，还可以在一定程度上避免出现农地面积越大，经济发展越受限制的“资源诅咒”现象的发生，也是明确划分补偿主客体、计算差异性补偿标准和确立个性化补偿方式的基础。因此，解决补偿分区问题对于农田生态补偿制度的成功实施具有重要意义。我国有关农田生态补偿的研究，主要集中在补偿主客体界定、补偿标准、补偿方式等方面[9-14]；而关于土地分区的研究主要包含早期的农业资源区划、土地利用规划到近期的国土空间开发规划、主体功能区规划，专门针对农田生态补偿分区的研究成果较少，主要的研究进展包括周小平等[15]通过设置人均耕地阈值的方法将全国31个省级行政区划分为耕地赤字区、耕地平衡区以及耕地盈余区；王女杰等[16]通过计算区域农地非市场价值占GDP的百分比来进行生态补偿区划分；施开放等[17]通过构建耕地生态承载力供需平衡指数对重庆市的耕地进行生态区域划分；于世伟等[18]应用系统聚类方法确定辽河流域的生态分区。然而，这些研究多是单纯的从全国、省级层面或者单独对一个城市进行农地生态分区，较少专门从县级层面出发，对相互之间经济产业发展相互耦合的城市群进行农田生态补偿的分区，结果较为粗略。本文以武汉城市圈为例，从县（市、区）层面出发，在计算和分析区域农田生态足迹和承载力的基础上，综合考虑区域的农田生态盈余/赤字状态，通过构建区域自身的农田生态账户的方式，利用生态补偿优先级指数（Ecological Compensation Priority Sequence Index， ECPSI），对48个县（市、区）的农田生态补偿的需求程度进行定量化测算，以期为区域生态补偿的实施提供初步的理论依据。

杨欣等：农田生态盈亏空间差异与跨区域均衡机制中国人口・资源与环境2013年第12期1研究区域概况

武汉城市圈是由武汉及其周边100 km范围内的黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门和潜江9个城市构成，是“两型社会”综合配套改革实验区。区域地理和交通区域优势明显、科教资源丰富，具有承接东部发展模式的区位和软实力，是国家“中部崛起”战略的重要支撑点。作为中部最大的城市群，武汉城市圈各城市之间互补性的良性关系逐渐显现[19]，空间和地缘经济联系不断增强。根据《湖北统计年鉴2009》，2009年武汉城市圈土地面积为580.52×104 hm2，农田面积为183.52×104 hm2，GDP达到6 972.11×108元，农林牧副渔总产值为1 261.85×108元，财政收入为385.83×108元，居民人均可支配收入15 367元，农村居民人均纯收入为4 573元。

近年来农田面积逐年减少已经是不争的事实，据《湖北省土地利用变更调查报告》，武汉城市圈在1996-2008年14年间农田面积年均递减率为0.91%，农地资源稀缺将是武汉城市圈今后乃至长期经济和社会发展的重要瓶颈。因此实行划分农田生态补偿区域类型，建立农田生态补偿优先级，对于实现区域农田保护，探索出资源节约、环境保护的可持续发展道路具有重要的指导意义。

2研究方法与数据来源

2.1研究方法

2.1.1农田生态足迹模型

生态足迹模型（ecological foot print model）最早是由生态经济学家William于1992年提出[20]，后来 Wackernagel完善了该模型[21]。生态足迹含义就是要维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的或者能够容纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积，即区域的农田、草地、林地、水域、建筑面积等对应的土地面积。生态足迹方法由于具有较为科学、完善的理论基础和精简统一的指标体系得到国内外学者的大量应用[22]。

农田作为所有生物生产性土地中生产力最高的、向人类提供生物量最多的生态系统[10]，农田生态足迹根据用来生产人类消费的食品和纤维、牲畜饲料、油料作物和橡胶所要求的土地面积计算得出。一般计算公式为：

EF=N×ef=N×∑（αai）=N×∑α（ci/pi）（1）

其中，EF为区域总生态足迹；N为人口数；ef为人均生态足迹；α为均衡因子；ai为人均i种消费项目折算的生态生产性面积；i为消费项目类型；pi为i种消费品的平均生产能力；ci为i种消费品的人均年消费量。

2.1.2农田生态承载力模型

生态承载力是指生态系统的自我维持、自我调节能力及资源环境的供容能力，计算方法是将区域内各类生物生产性土地面积乘以等量化因子及产量调整系数后，求和得到总生态承载力。对于农田生态系统而言，就是以区域农地面积乘以各转化系统得到区域农田生态承载力，一般的计算方法如公式（2）：

EC=N×ec=0.88×α×r×y（2）

其中，EC为区域总生态承载力；N为区域人口数；ec为（人均）生态承载力，即实际生态生产性土地面积（hm2/cap）；α为（人均）农田生态生产性土地面积；r为均衡因子；y为产量因子（区域产量与世界平均产量之比）；根据世界环境发展委员会报告，生态承载力计算时应扣除12%生态系统中生物多样性的保护面积。

2.1.3农田生态补偿类型区及优先级划分方法

生态足迹分析法从需求方面计算人类对于农田生态服务消费量的大小，生态承载力是从供给方面计算农田生态系统承载量的大小，通过测量某一特定区域人类在对农田生态服务的需求与自然所能提供的生态服务之间的差距，可以判定某一地区所属的农田生态补偿区类别，当EF>EC时，说明该区域农田处于生态赤字状态，即为农田生态补偿的支付区；当EF

进而是确定区域生态补偿的优先级的问题，针对我国当前生态补偿政策不健全不统一，补偿资金不充足等实际情况，根据不同地区对农田生态补偿需求的迫切程度，确立农田生态补偿的优先级对于缓解农地流失速度，保障国家粮食安全具有举足轻重的意义。以农田生态盈余/亏损程度确定生态补偿先后顺序成为最直观的想法。本文创新性的提出以某个区域的生态承载力与生态足迹的差值占生态承载力的比重为生态补偿优先级指数，具体表达如下：

Qi=ECi-EFi2ECi（3）

式中，Qi是区域i的农田生态补偿优先级，ECi表示区域i的农田生态承载力，EFi表示区域i的农田生态足迹。

当研究区的农田生态补偿优先级指数小于0时，优先级指数值越小，说明该区域的农田生态系统的亏损量越大，属于农田生态服务输入地区，应当率先支付农田生态补偿资金；当优先级指数大于0时，指数值越大说明该区域农田系统盈余量越大，向其他区域输出农田服务，应当率先支付农田生态补偿资金。

2.2数据来源

准确的数据来源是得出正确研究结论的基础。本文中计算武汉城市圈生态足迹和生态承载力涉及的生物能源、消费量和人口数据来自于《中国县市州经济社会统计年鉴2009》、《湖北农村统计年鉴2009》、《湖北统计年鉴2009》和《湖北物流年鉴2009》，其中，人口数则取各县、市、区年底总人口数，农田面积数据则来源于全国第二次土地大调查的数据。

另外本文将时间设定为2008年，是因为全国第二次土地大调查的农田面积是准确度较高的面积，从这个意义出发，本文的所有数据年限都设定为2008年。

3基于县级尺度的武汉城市圈农田生态补偿优先级划分根据式（3）中的计算方法，结合相关统计数据计算之后得到武汉城市圈48个县（市、区）的农田生态足迹、生态承载力、盈亏值、优先指数值以及补偿区优先级结果见表1。

由表1以农田生态足迹模型计算出来的结果可知，2008年武汉城市圈总生态足迹为858.26×104 hm2/cap，生态承载力为755.54×104 hm2/cap，总体上呈现出农田生态赤字的状态，赤字面积为102.72×104 hm2/cap。

3.1武汉城市圈农田生态足迹分析

根据公式（1），结合武汉城市圈的数据，计算得到武汉城市圈48个县（市、区）的农田生态足迹的结果具体如图1所示。

3.2武汉城市圈农田生态承载力分析

根据公式（2），结合武汉城市圈的数据，计算得到武汉城市圈48个县（市、区）的农田生态承载力的结果具体如图2所示。

武汉城市圈农田生态承载力较大的县（占城市圈农田生态承载力的2%以上）共有26个，依照从大到小的顺序依次为仙桃市、麻城市、浠水县、蕲春县、黄梅县、潜江市、黄陂区、汉川市、新洲县、安陆市、应城市、武穴市、红安县、天门市、阳新县、孝昌县、江夏区、大冶市、云梦县、大悟县、孝南区、赤壁市、罗田县、通城县和团风县，合计占武汉城市圈总农田生态承载力的87.23%。

农田生态承载力居中的县（占城市圈农田生态承载力的1%-2%）共有5个。依照从大到小的顺序依次为崇阳县、咸安区、英山县、嘉鱼县和蔡甸区，合计占武汉城市圈总农田生态承载力的8.21%。

农田生态承载力偏低的县（占城市圈农田生态承载力小于1%）共有18个。依照从大到小依次为华容区、鄂城区、梁子湖区、黄州区、通山县、东西湖区、洪山区、汉南区、西塞山区、汉阳区、下陆区、江岸区、铁山区、青山区、黄石港区、桥口区、武昌区和江汉区合计占武汉城市圈48个县（市、区）的总农田生态承载力的4.56%。

3.3武汉城市圈农田生态补偿类型区分布

根据表1结果，武汉城市圈农田生态盈余区为：江夏区，黄陂区，新洲县，梁子湖区，华容区，孝昌县，大悟县，云梦县，汉川市，应城市，安陆市，团风县，红安县，罗田县，英山县，浠水县，蕲春县，黄梅县，麻城市，武穴市，赤壁市，通图1武汉城市圈48个县（市、区）生态足迹分布

为了方便直观的进行县（市、区）之间的对比，也为了提高农田生态补偿工作的效率，需要依据各县（市、区）对农田生态补偿需求或供给的迫切程度对武汉城市圈48个县市区进行农田生态补偿优先级类型划分，本文以Jenks自然最佳断裂点法[23]为基础，划分农田生态补偿区。

SSDi..j=∑j2k=1（A[k]-Ai..j）2（4）

其中A是一个有48个数值的数组，Ai..j是数组A1...Aj的均值。同时综合考虑农田生态补偿优先级指数值散点图的聚集情况和补偿区数量分布的平均性[15]，以0.3作为武汉城市圈农田生态补偿优先受偿区和一般受偿区的划分标准，而将-0.8作为武汉城市圈农田生态补偿优先支付区和一般支付区的划分标准，可得到武汉城市圈48个县（市、区）划分为优先受偿区、一般受偿区、一般支付区和优先支付区的具体划分标准和划分结果如表2所示。

根据表2的划分原则和划分结果可知，武汉城市圈48个县（市、区）中，属于优先受偿区（0.8-0.3）的10个县（市、区）有安陆市，团风县，应城市，蕲春县，红安县，麻城市，梁子湖区，通城县，浠水县和孝昌县。优先受偿区多为经济欠发达的、农田面积分布较多、农业收入比重较大的地方。这些区域的农田所提供的生态承载力远超出其生态足迹，且两者之间的差值水平在整个城市圈最高。总体而言优先受偿区为保有农田生态安全所损失的经济发展机会最多、额度最大，属于最亟待接受农田生态补偿的地区。