基于生态足迹和生态系统服务价值的湖北省耕地生态补偿研究毕业论文
2020-02-15 10:02
摘 要
本文以湖北省及各州市为研究对象，在耕地生态系统服务价与生态足迹模型综合评估计算的基础上，确立了耕地生态系统服务价值与耕地生态补偿量之间的转化关系，并让将研究结果更符合研究区的实际情况，对耕地生态价值系统服务单项价值因子和计算生态足迹模型所用的产量因子和均衡因子进行修正。同时为使研究计算出的耕地生态补偿额在研究区内得以接受，并符合研究区经济支付的能力，结合了研究区域的经济情况，测算了2016年湖北省及各州市的生态补偿量。为全国其他区域开展耕地生态补偿研究提供参考和借鉴。研究表明：（1）湖北省2009-2016年的耕地生态服务价值逐年上升，每公顷从2009年的13753.66元上升至2016年的25656.37元。（2）湖北省各州市在2016年均处于生态赤字状态，需要支付生态补偿。（3）分别计算出2016年湖北省和各州市的生态补偿额度，其中湖北省总的生态补偿为255.88108元，占湖北省GDP总量的7.56%。
关键词：耕地；生态补偿；生态足迹；生态系统服务价值；湖北省
Abstract
This paper takes Hubei province and each city as the research object, the cultivated land ecosystem service value and ecological footprint model, on the basis of evaluation and calculation, established the land ecosystem service value and the conversion relationship between the cultivated land ecological compensation amount, And make the results more accord with the actual situation of study area, the single value factor of the service of the cultivated land ecological value system and the yield factor and equilibrium factor used in calculating the ecological footprint model were revised. In order to make the calculated amount of cultivated land ecological compensation acceptable in the research area and in line with the economic payment ability of the research area, the ecological compensation amount of Hubei province and each city in 2016 was calculated based on the economic situation of the research area. The results of the research show that: (1) From 2009 to 2016, the value of cultivated land ecological services in Hubei province increased year by year, from 13753.66 yuan per hectare in 2009 to 25656.37 yuan per hectare in 2016. (2) Each city in Hubei province was in ecological deficit in 2016, and it needed to pay ecological compensation. (3) The ecological compensation amounts of Hubei province and each city were calculated respectively in 2016, of which the total ecological compensation in Hubei province was 255.88108yuan, accounting for 7.56% of the total GDP of Hubei province.
Key Words： Cultivated land； Regional ecological compensation；Ecological footprint；Ecological service value；Hubei province
目 录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究内容和技术路线 2
1.3.1研究内容 2
1.3.2研究路线 3
第2章 研究区概况与数据来源 4
2.1 研究区概况 4
2.2 数据来源 4
第3章 耕地生态补偿研究方法与概念界定 5
3.1 研究方法 5
3.2 基本概念界定 5
3.2.1 生态补偿 5
3.2.2 生态系统服务功能 5
3.2.3 生态承载力 5
3.2.4 生态足迹 6
3.2.5 生态赤字与生态盈余 6
3.3 生态系统服务价值评估 6
3.3.1 生态服务价值当量因子 6
3.3.2 生态系统价值的计算 7
3.4 生态足迹模型 7
3.4.1 生态足迹的计算 7
3.4.2 生态承载力的计算 8
3.4.3 生态盈余与生态赤字的计算 8
3.5 生态补偿的确定 8
第4章 湖北省耕地生态补偿结果与分析 10
4.1 生态系统服务价值结果与分析 10
4.2 生态足迹模型的结果与分析 12
4.2.1 湖北省生态足迹模型的结果与分析 12
4.2.2 湖北省各州市生态足迹模型的结果与分析 14
4.3 生态补偿的结果与分析 15
4.3.1 湖北省耕地生态补偿的结果与分析 15
4.3.2 湖北省各州市生态补偿结果与分析 16
4.4 研究区耕地生态补偿工作的措施与对策 17
4.4.1 加大对耕地生态系统保护的宣传 17
4.4.2 加快生态补偿立法进程 17
4.4.3 建立健全生态补偿评价体系 17
4.4.4 完善相关补偿标准的量化方法 17
第5章 结论与讨论 18
5.1 结论 18
5.2 讨论 18
参考文献 20
致 谢 22
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
耕地的作用不仅仅局限于粮食产出和保证国家粮食安全上，同时耕地生态系统也担当着调节气体、气候，涵养水源，保护生物多样性，形成与保护土壤以及提供休闲娱乐等重要作用。但是随着工业化发展和城市乡村的扩张，耕地大量被占用，导致耕地面积和资源产量减少，严重危及着社会稳定和生态发展。耕地另一大问题就是耕地质量的下降。为追求短期的效益，不合理使用农药与化肥等，导致水土被破坏严重。同时有害物质的存在，最终对环境和人类造成了严重的负面影响。而在生产过程中不合理使用的耕地，对各种资源的滥用，导致生物的栖息地遭到破坏。
国家通过完善生态补偿制度机制，来治理日益严重的耕地资源问题，分别出台了多项法规与政策，例如：在2016年国务院发布的“关于健全生态保护补偿机制的意见”（国办发[2016]31号）中提出加强多种生态系统的补偿。而湖北省也积极响应和加快落实国务院办公厅“关于健全生态保护补偿机制的意见”（国办发〔2016〕31号）以及“中共湖北省委湖北省人民政府关于加快生态文明体制改革的实施意见”（鄂发〔2016〕25号）中指示，在加快生态文明制度建设的同时，也对生态保护补偿机制提出了更加严谨的要求。伴随着日益严峻的各种生态环境问题，学术界的研究热门也逐渐转为对生态系统进行补偿。
湖北省位于长江中部地区，主要农作物为稻谷、棉花、小麦和油菜等。主要研究对耕地进行生态补偿，对耕地进行生态补偿计算，确定生态补偿额度。论文研究为湖北省及各州市耕地生态补偿的实施和完善提供依据，将有助于明确各地生态补偿标准，完善我国的生态补偿政策体系。同时也为国内其他省市开展与建立耕地以及其它生态系统的生态补偿工作提出建议，提供参考。
研究耕地生态补偿机制具有以下意义：
（1）耕地生态补偿研究有助于建立健全耕地生态补偿体制
生态问题也日益凸显，人们也逐渐发现对生态进行补偿的必要性。而国内对于耕地的生态补偿还处于争论阶段，没有统一计算方法，甚至对是否纳入生态补偿范围依旧存在争议，本文对耕地生态系统的研究有利于更多地区投入到对耕地的生态补偿研究中。
（2）健全耕地生态补偿机制有利于各地区协同发展
各区域的生态问题不仅仅限制经济的发展，更制约着生态保护成果的合理分派，极大破坏了区域之间的均衡性和协调性。因此创立和完善生态补偿体制，对区域之间的生态相关利益进行合理分派，进而促进区域之间的协同发展。
（3）建立耕地生态补偿机制是可持续发展的关键
传统的农业生产中对生态环境和耕地资源的破坏，使负责生产的耕地生态系统上的负担更加沉重，而健全的耕地生态补偿制度将进一步规范生产方式，提高使用效率，为地方财政提供长期支持
1.2 国内外研究现状
如今的耕地生态补偿并没有解决耕地质量下降，数量减少等问题。究其原因为耕地生态补偿机制的建立缺乏科学依据以及地方试用性，并没有表现出实际的耕地生态系统服务价值，导致在实施的阶段，政策没有达到预期效果。目前对耕地生态补偿研究诸多方法，例如对生态系统服务进行评，效益转移法，数学模型等等。
整理现有研究资料和成果，生态系统服务价值评估方法分为两种：当量因子法［7］和功能价值法［12-14］。其中当量因子是由我国学者谢高地等［7－9］在Costanza等［10］的研究基础上，对生态系统服务单项价值的评估方法。将不同种类的生态系统所提供的功能分为气体、气候、水体调节，生产作物及原料等，包括维护生物多样性和提供休闲活动等隐性服务功能进行了量化[16-17]，现已广泛用到不同尺度，不同类型生态系统的生态系统服务价值评估［8,11］。当量因子法优点是数据需求量小，灵活试用与不同区域，不同尺度的生态系统价值的评估［11］。
而以上这些方法都或多或少存在着不适用亦或者是落后等问题，目前国内外还没有统一方法来建立耕地生态补偿标准，所以制定产长期有效的、契合地区实际现状的耕地生态补偿体制是刻不容缓的。
1.3 研究内容和技术路线
1.3.1研究内容
本文通过国内外现有的生态补偿研究，结合生态系统服务价值、生态足迹模型来综合计算生态补偿，并确立符合研究区域的生态补偿体系。本文分为五个章节，分别为：第一章节绪论，交代了耕地生态补偿研究的背景及意义，耕地生态补偿的研究背景和国内外研究的现状，以及耕地生态补偿研究的内容与技术路线。第二章是研究区概况和数据来源，交代了研究所需的数据来源以及研究区域的概况。第三章为耕地生态补偿概念界定和研究方法，并明确了生态补偿以及相关参数的计算方法。第四章为耕地生态补偿结论与分析，通过计算生态系统服务价值、生态足迹和生态承载力，最后得到湖北省以及各州市的耕地生态补偿数额，并详细分析其计算结果，并对耕地生态补偿提出对策与建议。第五章为结论与讨论，对湖北省及各州市的生态补偿的结果进行讨论，以及对今后研究生态补偿机制提出建议。
1.3.2研究路线
图1.1 技术路线图
Fig.1.1 Technical route
第2章 研究区概况与数据来源
2.1 研究区概况
湖北省地处我国腹心位置，地理坐标为东经108°21′42″～116°07′50″、北纬29°01′53″～33°6′47″，周边与安徽、河南、重庆、西安、江西、湖南接壤，长江、汉江横贯其中。当前，湖北省辖地级市12个、自治州1个、省直辖县4个（图1.2），其省会城市武汉为副省级、新一线城市。至2016年末，全省总人口已达5585万人，较去年5851.5万人增长0.6%，其中，城镇、乡村人口分别有3419.19万人、2465.81万人，城镇化率已达58.1%，增长2.2%。全省该年地区生产总值超32297.91亿元，第一产业、第二产业、第三产业分别占比11.3%、44.5%、44.3%，较去年增长9.3%。湖北省土地总面积为1859万公顷，其中耕地面积有229万公顷，占比15%，耕地面积比较去年增长0.2%。主要农作物为稻谷、小麦、薯类、大豆、玉米、油菜籽、甘蔗和烟草等，作物总产量为7296万吨。
图1.2 研究区行政区划图
Fig.1.2 Administrative division of the research area
2.2 数据来源
耕地生态补偿的数据主要来自于《湖北省统计年鉴（2010年-2017年）》，其中农作物产量来自于同期《湖北省统计年鉴》和《湖北省农村统计年鉴（2010年-2017年）》；社会经济数据来自于同期《湖北省各州市统计年鉴》；还有部分补充的土地类型以及面积数据来自于湖北省国土厅以及湖北省以及各州市的政府工作报告中等。
第3章 耕地生态补偿研究方法与概念界定
3.1 研究方法
首先是对湖北省耕地生态系统服务价值进行评估，并修正耕地生态系统服务价值当量，分别计算出生态系统每个单项服务价值量，从而来确定湖北省耕地生态系统服务价值总量。
其次对生物资源生产面积和产量进行折算，使用生态足迹模型确定湖北省2016年耕地的生态足迹和生态承载力。再使用生态足迹和生态承载力的结果，确定湖北省以及各州市2016年生的态盈余或生态赤字情况，来判断人类活动以及消费负荷是否已经超过了该地区生态容量承载的最大值，是否已经对资源与环境造成压力。
最后是生态补偿值的确定。通过上述计算统计出的湖北省以及各州市的生态足迹、生态承载力和耕地生态系统服务价值等指标，综合计算生态补偿金额。再用生态补偿修正系数对生态补偿数额进行修正，使生态补偿金额符合地区的经济发展水平，满足各地区的经济承受能力。
3.2 基本概念界定
3.2.1 生态补偿
生态补偿早在上世纪60年代就被提出，现在普遍的定义生态补偿是指对从生态系统所获得效益的奖励或者破坏生态系统所造成损失的赔偿[18]。因受其耕地的外部性影响，往往需要政府部门的介入，使用经济等手段得以实施生态补偿，达到保护和可持续发展生态系统的目的。
3.2.2 生态系统服务功能
耕地生态系统服务功能主要体现提供食物和工农业生产原料，调节水源气候以及生物多样性等。但这些服务大部分是公益性的，无法直接体现在经济货币上，在衡量生态环境是将其忽略，并且暂还没有建立相应的反馈机制来变现这些服务的价值。这就会造成轻视人类自身生活与社会经济的发展对自然生态系统的依赖性，从而因生态服务功能考量过少，导致生态保护等决策制定的失准。
3.2.3 生态承载力
生态承载力等同于生态容量，在早期生态承载力大小是简单与人口数量正相关。现如今以生态足迹来权衡生态承载力，指在不侵害生态系统功能完整性下，一个区域所能包含生产性土地面积的总数[2]。可以解读为在一定的社会、环境、经济下，某个地区所能供应生态生产性土地面积的极大值[19]。
3.2.4 生态足迹
生态足迹是指可以提供和消纳废料，并且具备一定生产能力的生物生产性土地面积[19]，可以明确计算出一个地区所使用的生态资源。耕地生态系统是最具有生产性的土地，所以在耕地系统中的生态足迹主要体现在粮食产量上，即能量最终都流动到农作物的产出上。
3.2.5 生态赤字与生态盈余
如果生态承载力小于生态足迹，出现了生态赤字，则证明该地区的生态系统不足以承载负荷，如果为了勉强满足现有人口的消费需求，就需要从外部引入相应的资源来平衡，或者不考虑未来资源储备，通过消耗更多的资源来弥补生态供给上的不足。反之出现生态盈余，说明该区域的生态承载力能够满足人类消费需求，如保持该状态，则该地区未来的自然资本就会增加，生态承载力也会随之提高。所以生态赤字或生态盈余可以衡量该地区的可持续发展水平[20]。
3.3 生态系统服务价值评估
3.3.1 生态服务价值当量因子
本文使用谢高地和肖玉等人对我国具体的情况进行研究得到的，针对森林、草地、农田等六种生态系统的气体调节、食物生产等九类服务功能，所制定的我国陆地生态系统单位面积生态系统服务价值当量表[21-22]（表3.1）。
表3.1 中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表
Tab.3.1 Unit area ecosystem service value scale of Chinese land ecosystem
