重庆市土地流转和经济发展对生态系统服务价值的影响

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　　摘要：利用重庆市1999—2008年的土地利用变化数据，采用中国陆地生态服务价值的当量因子表，估算土地流转所产生的生态价值变化，并考虑社会经济发展对生态服务价值的影响。结果表明，重庆市1999、2004和2008年的生态系统服务价值分别为5 234 383.16万、5 493 479.62万和5 525 143.07万元。整体的生态系统服务价值表现出缓慢增长的趋势，其中林地、建筑用地的面积增加以及耕地面积减少是主要原因。在连续的两个研究段内，耕地的生态系统服务价值减少最多，说明城市化过程中，建设用地的开发已经严重影响了重庆市生态系统服务功能。此外，1999—2008年重庆市GDP与生态系统服务价值的比例越来越小，表明快速的经济增长与生态系统服务价值负相关。研究结果可以为政府进行土地优化配置及流转决策时提供参考建议，以保证经济、社会、生态协调发展。
　　关键词：生态系统服务价值;土地利用;经济发展;重庆市
　　中图分类号：F301         文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（2020）01-0187-07
　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.01.042           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Abstract： Using the land use change data of Chongqing in 1999—2008， using the equivalent factor table of China's terrestrial ecological service value， the change in ecological value caused by land transfer is estimated， and the impact of social and economic development on the value of ecological service is considered. The results show that the value of ecosystem services in Chongqing in 1999， 2004， and 2008 were 5，234，383，600， 5，493，479，600 and 5，525，143，700 yuan， respectively. The overall value of ecosystem services has shown a slowly increasing trend. The increase in the area of forest land and construction land and the decrease in cultivated land are the main reasons. In the two consecutive research sections， the value of cultivated land ecosystem services decreased the most， indicating that the development of construction land during urbanization has seriously affected the ecosystem service functions of Chongqing. In addition， from 1999 to 2008， the proportion of Chongqing's GDP to the value of ecosystem services is getting smaller and smaller， indicating that rapid economic growth is negatively related to the value of ecosystem services. The research results can provide reference suggestions for the government in making optimal land allocation and transfer decisions to ensure coordinated economic， social， and ecological development.
　　Key words： ecosystem service value; land use; economic development; Chongqing
　　自1978年改革开放以来，中国经历了快速的城市化过程[1]。伴随着大规模的建筑用地，越来越多的农地转化为城市用地，为城市化的发展提供所需空间[2]。1997—2008年间，建設用地增长面积占当年农地减少总量的80%[3]。根据2014年国土资源部发布的《2013年中国国土资源公报》显示，全国耕地面积减少了40.2万hm2，而城镇化水平上升到了53.73%。据预测，到2030年，城市化水平将有望超过60%[4，5]，土地资源减少越来越快。另一方面，农地一旦开发为建设用地，必然会对周围的环境产生影响，失去其原有的储水、防风、固土、降尘、除毒、调温、保湿等生态功能，减少了农田的景观价值，并降低生态系统服务价值，导致生态环境日益恶化[6]。生态系统服务价值（ESV）是衡量和评价生态服务系统大小的有效方法[7-12]。因此，有必要定量分析城市化过程中土地利用变化以及社会经济发展对生态系统服务价值的影响，这对保护农业和生态系统，实现经济和社会长期的可持续发展至关重要。 　　20世纪70年代，国内外就有一些学者开始了对生态系统服务价值的研究。1997年Costanza等[13]研究了全球生态系统服务价值，并对生态系统服务价值进行了分类，指出生态系统服务为人类提供赖以生存的养分、环境、食物、水以及气候调节等功能。之后，生态系统服务价值的研究逐渐成为生态学研究的一个热点问题。大量的学者探究了土地利用变化所引起的生态系统服务价值改变以及农业用地的质量和生产功能减弱。Kreuter等[14]根据Costanza等[13]给出的数据，估计了圣安东尼奥市城市扩张所引起的生态系统服务价值的变化。国内学者谢高地等[15]基于Costanza等[13]的研究，根据中国实际情况并结合对200位中国生态学家的调查问卷，修改了生态系统服务的价值系数，制定了中国陆地生态系统服务价值的当量因子表。在此基础上，Li等[16]量化了1996—2004年深圳土地使用的改变所引起的生态系统服务价值减少。研究表明，由于土地的流转，从1996年到2004年总生态系统服务价值下降了23.13亿元。除此以外，生态系统服务价值被广泛应用于土地流转的代际效率问题。许恒周等[17]考虑了农地的非市场价值估算，测算出江苏、湖北、甘肃等省的非农地非农化损失分别为31.58%、38.13%和43.85%。过度性損失从东部到西部呈现逐步增大的趋势。谭荣等[18]研究了1989—2003年全国各地农地流转的损失，并提出了合理农地非农化度的概念。杨振等[19]建立了农地流转的生态价值损失估算方法，并以江汉平原为例进行了案例分析。结果表明，江汉平原农地损失达到了73 692.11万元，人均49.25元。总体来说，生态环境对社会发展影响很大，在土地流转过程中，应重视其生态服务价值，实现社会生态与经济协调发展。然而，当前鲜有学者研究社会经济发展对生态系统服务价值的影响。
　　重庆市从1997年成为中国最大的直辖市以来，经济飞速增长，城市化率逐渐增大，对资源的索取量越大，对生态环境的破坏以及产生的环境污染也愈加严重，比如植被破坏、水土流失等[20]。社会经济发展与生态环境之间是相互制约、相互影响的过程，只有经济、社会、环境协调发展，才能达到社会的可持续性发展。本研究将土地利用变化和社会经济发展两个因素结合，通过研究重庆市1999—2008年的农地流转变化及其引起的生态价值损失，探讨经济发展和生态系统服务价值变化关系，为合理规划农地以及农地流转政策制定提供参考建议。
　　1  研究区概况
　　重庆市位于中国内陆西南部、长江上游地区，地处东经105.11°—110.11°，北纬28.10°—32.13°。土地总面积8.24万km2，是中国管辖面积最大的直辖市。辖区内共38个区县（自治县）。地貌以丘陵、山地为主，其中山地占76%，有“山城”之称。重庆市属亚热带季风性湿润气候，年平均气温16～18℃，常年降雨量1 000～1 450 mm。重庆域内水系丰富，流经的重要河流有长江、嘉陵江、乌江、涪江、綦江、大宁河等，长江干流自西向东横贯全境，流程665 km。
　　过去几十年里，重庆经历了快速的城市化过程。总人口从1999年的2 860万人变化为2009年的2 859万人。相比之下，全市GDP从1999年的1 663.2亿元增加到2008年的5 793.66亿元（高于国家平均水平）。快速的经济增长激励了城市快速扩张，从而导致大量的农地转化为城市用地。考虑到重庆处于丘陵山区，贫困人口多，经济飞速增长引发了许多生态环境问题，严重影响城市的可持续发展。因此，量化土地流转过程中生态服务价值的损失，研究经济发展与生态系统服务价值之间的关系，可为重庆市经济和生态建设的可持续发展提供决策参考。
　　2  研究方法
　　2.1  数据来源与处理
　　选取1999、2004、2008年的《重庆统计年鉴》《国家统计年鉴》以及重庆市国土资源和房屋管理局提供的土地利用现状变更数据作为土地利用资料。使用ArcGIS 9.2和SPSS软件对数据进行处理。此外，评估生态系统服务价值过程中所使用的社会经济数据（如粮食产量）均来源于统计年鉴。为研究需要，根据《重庆土地资源》将土地利用类型分为耕地（包括旱地和水稻田），园地（含果园、茶园等），林地，牧草地，其他农用地，建设用地（含居民点、工业用地、道路等）和未利用地（包括荒山、荒草地）。
　　2.2  农地非农化生态系统服务价值损失评估
　　参考Costanza等[13]和谢高地等[15]的研究，估算1999、2004、2008年不同土地类型下单位面积的生态系统服务价值，见表1。其中其他农用地生态系统服务价值系数是用耕地和草地当量因子之和的平均值作为其近似计算[12]。
　　3  结果与分析
　　3.1  土地利用变化
　　区域内土地类型利用的改变引起生态系统服务价值的变化，因此，首先需要考虑不同类型土地面积的变化情况。重庆市1999—2008年土地利用面积变化情况见表2[21]。
　　从表2可以看出，1999—2008年，重庆市各类土地利用面积均有变化，有增有减。面积增加的有林地、园地、建设用地和牧草地。其中，林地从1999年的2 970 846.5 hm2，增加到了2008年的3 291 098.9 hm2。这也充分说明作为一个山城，重庆市林地面积为主导土地类型。建设用地面积从1999年的518 836.5 hm2增加到了2008年的593 170.6 hm2，面积比重由6.31%增加到了7.22%。增加率排序为林地>园地>建设用地>牧草地。面积减少的是耕地、其他农用地和未利用地。耕地、其他农用地以及未利用地都出现了不同程度的减少，减少量分别为293 729.7、114 531.0、61 855.9 hm2。减少率排序为耕地>其他农用地>未利用地。 　　通过进一步数据分析发现，1999—2008年重庆市耕地面积急剧下降，建设用地面积快速增加，这与重庆市的经济发展和城市扩张是一致的。其中，耕地面积净减少量为293 680.0 hm2，林地和其他农用地转为建设用地的规模也很大，三者总面积达到了271 949.4 hm2，转化为建设用地的面积分别为78 923.9、90 907.9和102 117.6 hm2，所占比例分别为25.30%、29.15%和32.75%，这3种土地类型构成了建设用地转化的主导因素，共占87.2%。来源于其他土地类型的仅占12.8%。这说明作为一个丘陵地区，重庆在城市化和发展城市建设过程中主要将耕地和林地转化为建设用地。建设用地的大幅增长，反映了重庆市1999—2008年城市化进程加快，对土地需求较大，是造成耕地和其他农用地面积减少的主导原因。
　　3.2  土地生态系统服务价值的变化
　　3.2.1  土地生态系统服务价值概况  土地类型利用变化必然会影响重庆市的生态系统服务价值。利用表1、表2以及式（1）至式（3）计算出1999、2004、2008年各土地类型不同功能的生态服务价值，结果见表3。
　　由表3可知，重庆市生态系统服务价值总体上呈现增长趋势。生态系统总价值从1999年的523.44亿元增加到2008年的552.51億元，增加了29.07亿元，年均增加0.62%。其中，1999—2004年生态系统服务价值增加了25.91亿元，2004—2008年增加了3.17亿元，主要是林地、园地面积增加所引起的。这些数据也表明，两个时间段内生态系统服务价值的增长速度不一致。价值动态K也验证了这一点。从速率上来说，重庆市生态系统服务价值变化在1999—2004年和2004—2008年两个阶段的速率不相同。耕地、其他农用地和未利用地生态价值减少的趋势减弱;牧草地、园地、林地生态价值增加的趋势减弱。从增量上来说，1999—2004年增加的生态系统服务价值大于2004—2008年的增加量。然而，《重庆市统计年鉴》数据显示，1999—2004年重庆市生产总值（GDP）增长了1 371亿元，远小于2004—2008年增长的2 759亿元。因此可以推断，这两个时间段内重庆市的发展规模逐渐增大，工业化和城市化发展也越来越快，部分土地转化为城市用地，从而导致土地的生态系统服务价值的增长率减少。
　　此外，各种土地类型对生态系统服务价值的贡献率排序为林地>耕地>其他农用地>园地>牧草地>未利用地，其中林地和耕地的服务价值占总服务价值的88%以上，是重庆市生态系统服务价值的主导土地类型。
　　然而，这9年间，除了林地、园地和牧草地以外，其他土地类型的生态服务价值都呈现了减少的趋势，共损失15.94亿元。损失的排序为耕地>其他农用地>未利用地。其中，耕地的生态服务价值损失最大，1999—2008年共损失了11.29亿元，占全部损失的70.82%，年均损失1.254亿元;其他农用地和未利用地损失的生态服务价值为4.51亿和0.14亿元，占总损失的28.29%和0.88%。相比之下，1999—2004年耕地的生态服务价值减少了9.31亿元，其他农用地减少了3.31亿元，2004—2008年耕地减少了1.98亿元，其他农用地减少了1.20亿元，减少量越来越小。这主要是由于1999—2008年重庆市发展战略发生改变，从重经济发展到重生态与经济平衡发展，重视环境问题，并积极响应国家退耕还林政策，保护环境，从而使得经济发展的同时维护生态环境，促进地区和谐发展。
　　3.2.2  土地生态服务功能变化  表4给出了不同类型的生态服务功能价值以及对总生态系统服务价值的贡献率。从表4可以看出，土地利用方式的改变使得不同类型的生态服务功能变化趋势不同。其中，1999—2004年气候调节、土壤形成与保护、废物处理、食物生产等4类生态服务功能减少，分别下降了0.02%、0.13%、0.58%、0.44%;而其他类型的生态服务功能都有不同程度的增加。其中，原材料增加幅度最大，上升了0.37%，其他如气体调节、水源涵养、娱乐文化等增加幅度都超过了0.19%。然而，2004—2008年土壤形成与保护、废物处理、食物生产等3类生态服务功能减少，分别下降了0.03%、0.11%、0.08%。其他生态服务功能如原材料、生物多样性保护都有稍微增加，在0.04%左右。相比之下，2004—2008年不同类型的生态服务功能变化幅度小于1999—2004年的变化幅度。这也再次表明，2个连续时间段内的生态服务功能不同，这种结果是由于不同时间段内土地利用类型不同所导致的。
　　由表5可知，1999—2008年，9类生态系统服务功能价值中，耕地、其他农用地以及未利用地一直都在减少。废物处理功能损失的价值为3.62亿元，占22.7%;土壤形成与保护、食物生产、气候调节和生物多样性保护损失的价值分别为3.48亿、2.05亿、2.02亿、1.85亿元，分别占总损失量的21.8%、12.9%、12.7%、11.6%，均超过10%。而水源涵养、气体调节、原材料、娱乐文化损失的价值分别为1.44亿、1.23亿、0.21亿和0.036亿元，所占比重分别为9.0%、7.7%、1.3%、0.22%，均低于10%。根据损失量的大小排序为废物处理>土壤形成与保护>食物生产>气候调节>生物多样性保护>水源涵养>气体调节>原材料>娱乐文化。随着城市建设加快，经济增长使得生态系统受到严重影响。
　　3.3  各土地类型生态服务敏感度指数分析
　　将重庆市各种土地类型的生态服务系数上下调整50%[12]，计算各类土地生态服务价值敏感度，结果见表6。从表6可以看出，各种土地类型的CS都小于1，这说明重庆市生态系统服务价值（ESV）对单位面积的生态服务系数（VC）是缺乏弹性的，VC的结果合理，研究结果可信。从不同类型的土地来看，生态系统敏感度（CS）最大的是林地，为0.6～0.7。即当林地的VC增加或减少50%，生态服务价值（ESV）增加0.6%～0.7%。其次是耕地，为0.15～0.19，建设用地和未利用地CS都比较小，这说明建设用地、未利用地、牧草地、其他农用地和园地每年的价值服务系数已经接近该区域生态价值的真实值。林地的生态价值服务系数还要作调整，以接近真实值[22，23]。 　　3.4  生态系统服务价值与GDP的关系
　　重庆市自1997年成为中国最大的直辖市后，GDP总量快速增长，从1999年的1 663.2亿元增长到2008年的5 793.66亿元，年度增长率为28%。为了研究生态系统服务价值（ESV）与经济增长之间的关系（以2004年作為基准年），计算得调整系数分别为AC1999—2004=1.54，AC2008—2004=0.82。
　　由图1可知，重庆市GDP与生态系统服务价值呈负相关关系，快速的经济增长对区域生态系统服务价值具有明显的负影响，导致总的生态系统服务价值增长放缓，不能与GDP的增长保持一致。从图1可以看出，以建设用地增加为特征的土地利用变化和以区域GDP增长为目标的经济发展导致了比例减少，且1999—2004年比例减少速度要小于2004—2008年。这说明2004—2008年的经济增长速度更快，且生态系统服务价值增加缓慢。这个结论与前面分析的生态系统服务价值变化趋势也是一致的。
　　4  结论与讨论
　　1）对重庆市1999—2008年的土地流转变化进行了分析，并根据Costanza等[13]和谢高地等[15]提出的生态系统服务价值系数，计算了重庆市1999、2004和2008年的生态系统服务价值分别为5 234 383.16万、5 493 479.62万和5 525 143.07万元。其中，1999—2004年生态系统服务价值增长幅度要大于2004—2008年。
　　2）连续的两个研究段，耕地、其他农用地、未利用土地的生态价值均在下降，其中耕地生态价值减少得最多，分别减少93 088.28万和19 785.13万元，下降率分别为9.6%和2.25%，原因是由于连续两个研究段内，长江上游地区封山育林和退耕还林等生态工程建设使得耕地被大量占用，园地和林地面积增加。林地的生态价值当量比较大，因此，连续两个研究段内重庆市的生态系统服务价值有所增加，增加率分别为4.95%和0.06%。
　　3）1999—2008年重庆市生态系统服务价值（ESV）对于生态价值系数（VC）的敏感度指数均小于1，说明所选择的价值系数的生态系统服务功能价值核算结果在本区域内是可信的。
　　4）重庆市城市建设、经济发展与生态系统服务价值不同步。1999—2008年，城市化率达到了50%，GDP也从1 663.2亿元增长到5 793.66亿元，年增长率为28%。然而，生态系统服务价值的年增长率仅为0.6%，两者差距随着城市化率的增大还在不断变大。从两者的比例也可以看出，GDP与ESV存在负相关关系。因此，重庆市政府在进行土地流转和规划时，要需要更加注重生态和社会经济发展的协调，实现经济发展与生态建设的双赢。
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