江苏沿海地区土地利用生态价值测算评估

束邱恺; 高永年; 刘友兆; 王燕; 鲍桂叶

doi:10.3724/SP.J.1047.2016.00787

地球信息科学学报 >

2016 , Vol. 18 >Issue 6: 787 - 796

DOI: https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2016.00787

地理空间分析综合应用

江苏沿海地区土地利用生态价值测算评估

束邱恺 ^,¹ ,
高永年 ^,²^,^* ,
刘友兆 ¹ ,
王燕 ³ ,
鲍桂叶 ³

展开

1. 南京农业大学公共管理学院,南京 210095
2. 中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理学重点实验室,南京 210008
3. 江苏省土地勘测规划院,南京 210024

*通讯作者：高永年(1977-),男,博士,副研究员,硕士生导师,研究方向为土地资源管理。E-mail: yngao@niglas.ac.cn

作者简介：束邱恺(1991-),男,浙江台州人,硕士生,主要从事土地利用评价、土地信息技术等研究。E-mail: 2013109010@njau.edu.cn

收稿日期: 2016-02-05

要求修回日期: 2016-03-25

网络出版日期: 2016-06-10

基金资助

江苏省国土科技项目(201204)

国土资源部重点地区土地综合承载力调查评价项目(DCPJ 14-8.1)

收起

Calculating Ecological Value of Land Use in the Coastal Areas of Jiangsu Province

SHU Qiukai ^,¹ ,
GAO Yongnian ^,²^,^* ,
LIU Youzhao ¹ ,
WANG Yan ³ ,
BAO Guiye ³

Expand

1. College of Public Administration, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
2. Key Laboratory of Watershed Geographic Sciences, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China
3. Jiangsu Institute of Land Surveying and Planning, Nanjing 210024, China

*Corresponding author: GAO Yongnian, E-mail: yngao@niglas.ac.cn

Received date: 2016-02-05

Request revised date: 2016-03-25

Online published: 2016-06-10

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Fold

摘要

江苏沿海地区生态价值的测算评价对于区域土地合理利用、优化配置具有重要的指导意义。根据江苏沿海地区土地利用和生态服务特征构建了江苏沿海地区耕地、城镇工矿用地、林地和沿海滩涂4个主要地类的生态价值体系以及综合当量因子法、价值量评价法、市场价值法、专家评估法、生产成本法和偿付意愿法等的生态价值测算方法模型,基于土地利用数据、播种面积、产出值、单产价格、降雨量以及废水、废气及烟（粉）尘排放量等数据测算了2011年江苏沿海地区现状土地利用生态价值。结果表明,江苏沿海地区耕地的生态价值均值为6178.95元/hm²、城镇工矿用地的生态价值为-5163.26元/hm²、林地的生态价值为16 438.42元/hm²、沿海滩涂的生态价值为8125.53元/hm²;连云港市、南通市、盐城市的耕地、林地、沿海滩涂都产生了正向的生态价值,共计104.55、4.56、23.28亿元,而这3个城市的建设用地造成了一定的生态价值损失,共计-28.53亿元。

关键词： 生态价值; 土地利用; 沿海滩涂; 江苏沿海地区

本文引用格式

束邱恺 , 高永年 , 刘友兆 , 王燕 , 鲍桂叶 . 江苏沿海地区土地利用生态价值测算评估[J]. 地球信息科学学报, 2016 , 18(6) : 787 -796 . DOI: 10.3724/SP.J.1047.2016.00787

Abstract

Calculating the ecological value of Jiangsu coastal region provides a significant guidance for making decisions regarding the scientific utilization of regional land and the optimized allocation of resources. According to the characteristics of land exploitation and the ecological services of Jiangsu coastal region, an ecological value-assessing indicator system was constructed by analyzing four primary types of land use, including farmland, urban industrial and mining land, woodland and coastal beach. Also, the assessment models used for calculating the ecological value of Jiangsu coastal region were constructed by incorporating the integrated equivalent factor method, the value evaluation method, the market valuation method, the expert evaluation method, the production cost method and the contingent valuation method. Based on a series of data, including the land exploitation data, the sown area, the output value, the unit price, the annual precipitation, and the discharge of waste water, waste gas and dust emission, the ecological value of land exploration in Jiangsu coastal region during 2011 was calculated. The results showed that: the unit ecological values of farmland in each city were similar, averagely being around 6000 yuan/hm². The ecological value yielded by the urban and industrial land in Nantong is reaching up to -7720.68 yuan/hm²; meanwhile, the ecological value yielded by the urban and industrial land in Lianyungang was relatively smaller. The modified ecological value of woodland was considerably high, which is much greater than the ecological values of farmland and coastal beach. According to the area and mean ecological value of the four primary types of land use in the Jiangsu coastal region, it could be calculated that the total ecological value of Jiangsu coastal areas in 2011 was 10.386 billion yuan. From the multi-disciplinary perspectives, in 2011, the ecological values of farmland, urban industrial and mining land, woodland and coastal beach in Jiangsu coastal area were 6178.95 yuan/hm², -5163.26 yuan/hm², 16 438.42 yuan/hm², and 8125.53 yuan/hm² respectively, which were calculated based on the average value of three cities. From the perspective of different cities, in 2011, the ecological values of farmland, urban industrial and mining land, woodland, and coastal beach of Lianyungang city were 2.406, -0.376, 0.243 and 0.183 billion yuan respectively. The ecological values of farmland, urban industrial and mining land, woodland, and coastal beach of Yancheng city were 5.414, -1.107, 0.206 and 1.118 billion yuan respectively. The ecological values of farmland, urban industrial and mining land, woodland, and coastal beach of Nantong city were 2.635, -1.37, 0.007 and 1.027 billion yuan respectively. And the adding-up total ecological values of farmland, urban industrial and mining land, woodland, and coastal beach in Jiangsu province were 10.455, -2.853, 0.456 and 2.328 billion yuan respectively. Among them, it could be found that the total ecological value of woodland was relatively smaller, considering that it has a relative smaller area.

Key words： ecological value; land usage; coastal area; Jiangsu coastal areas

1 引言

土地资源的开发利用会对人类的生活和生产产生直接或间接的生态价值,其中直接生态价值体现为直接满足人类当前生产或消费需求;间接生态价值体现为人类生产消费提供必要的保证条件,例如涵盖水源、土壤保护、改善小气候等^[1]。随着社会经济的发展,公众对生态环境的期望不断提高,政府对生态价值的重视不断加强,土地生态服务价值研究成为众多学者关注的热点,因此核算江苏沿海地区土地利用的生态价值对区域土地合理利用、优化配置以及沿海滩涂有序围垦开发的决策具有重要的指导意义。

20世纪70年代,Westman等^[2]提出了生态服务功能,之后Costanza、Duguma、Abidueva等^[3-5]通过不同的研究方法在生态系统服务领域的多个方面获得了一些研究成果。近年来,中国生态服务价值的研究也取得了长足发展。彭文甫等^[6]基于GIS和RS研究土地利用对生态价值造成的影响;程琳琳等^[7]和杨俊等^[8]利用单一土地利用动态度、土地利用程度研究了土地利用变化对生态价值的影响;刘东等^[9]利用机会成本法对浙江省森林生态系统的生态服务价值进行了系统的评估分析;陈海燕等^[10]以土地利用为切入点估算并分析了内蒙古地区生态系统服务功能价值变化的驱动因素。本文在前人研究的基础上,针对江苏沿海地区的特征构建生态价值评价体系,综合运用当量因子法、价值量评价法（VAM）、市场价值法、专家评估法、生产成本法等进行分项生态价值测算,并采用偿付意愿法进行修正,进而测算各主要地类的生态价值,以期为江苏沿海地区土地合理利用和优化配置提供决策参考。

2 研究区概况

江苏沿海地区介于31º38′~35º08′N、118º24′~122º01′E之间,东西宽约60~150 km,南北长约466 km（图1）。该区南起长江北堤,北到苏鲁边界,西与徐州、淮阴、扬州、泰州接壤,东临黄海。标准海岸线长度达954 km,陆地总面积3.51万km²,浅海滩涂总面积68.73万hm²。该区隶属于连云港市、盐城市和南通市,地处苏中、苏北,优势资源丰富,战略地位突出,是长江三角洲的重要区域。据统计,2011年江苏沿海地区耕地、城镇工矿用地、林地和沿海滩涂4类土地利用类型占区域总面积的71.85%,是江苏沿海地区的4种主要土地利用类型（图1）。鉴于土地利用动态演变的驱动力研究中,多数学者将耕地、城镇工矿用地、林地和沿海滩涂作为最为重要的驱动因子^[7-11],因此本文仅计算这4种地类的生态价值。

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Fig.1 The administrative map of Jiangsu coastal area and the land use map

图1 江苏沿海地区行政区划与土地利用分布图

3 数据与方法

3.1 数据及其来源

农业的播种面积、产出值、单产价格、平均年降雨量以及各市林业总收益数据来源于2012年连云港市、盐城市、南通市统计年鉴和2011年的《全国农产品成本收益资料汇编》。2011年土地利用数据来自连云港市、盐城市、南通市国土资源管理部门,废水、废气及烟（粉）尘排放量数据出自2011年的连云港市、盐城市和南通市环境状况公报。不同类别林地数据来源于2011年连云港市、盐城市和南通市县级森林覆盖率和林木覆盖率监测结果的报告。

3.2 研究方法

根据江苏沿海地区实际情况,构建耕地、城镇工矿用地、林地和沿海滩涂的生态价值评估指标体系（表1）。

Tab.1 Ecological value system in the coastal areas of Jiangsu Province

表1 江苏沿海地区生态价值体系表

地类	生态价值因子	生态效果
耕地	水源调节	正向
	水土保持	正向
	气候调节	正向
	气体调节	正向
	生物多样性维持	正向
	土壤净化	正向
	非点源总氮输出负荷	负向
	非点源总磷输出负荷	负向
城镇工矿用地	废水污染	负向
城镇工矿用地	废气及烟（粉）尘污染	负向
林地	涵养水源量	正向
	节约土地资源	正向
	减轻泥沙淤积	正向
	增加氮磷钾元素积累	正向
	减少氮磷钾元素流失	正向
	固碳	正向
	制氧	正向
	吸收污染物	正向
	阻滞粉尘	正向
沿海滩涂	土壤形成	正向
	岸堤保护	正向
	有机质产生	正向
	去除营养盐	正向
	去除重金属	正向
	固碳	正向
	制氧	正向


	3.2.1 耕地生态价值测算

耕地生态价值是指在耕地利用过程中,基于耕地生态系统部分生命系统支持功能,通过物理和化学作用而产生的效益。

（1）正向效益主要体现在水源调节、水土保持、气候调节、气体调节、生物多样性维持以及土壤净化上,其计算公式为式（1）^[12]。

E g = 17 ∑ i = 1 n m i p i q i M

（1）

式中：

E g

指1单位当量因子的价值量/（元/hm²）,即1 hm²全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值;1/7指在没有人力投入的自然生态系统提供的经济价值是现有单位面积农田提供的食物生产服务经济价值的1/7;

i

为粮食作物种类,海岸带主要粮食作物有小麦、玉米、稻谷、大豆;

p i

为i种粮食作物全国平均价格/（元/kg）;

q i

为i种粮食作物播种面积单产/（kg/hm²）;

m i

为i种粮食作物播种面积/hm²;

M

为

n

种粮食作物播种总面积/hm²。耕地水源调节效益、水土保持效益、气候调节效益、气体调节效益、生物多样性效益以及土壤净化效益的当量值分别为：0.60、1.46、0.89、0.50、0.71、1.64^[12-14]。

（2）负向效益主要表现为耕地产生的非点源污染,其中主要为氮、磷输出负荷。非点源污染负向效益的计算主要采用输出系数和价格代替法计算。

耕地非点源污染物总氮所产生的生态价值计算公式^[15]为式（2）。

E N = K N ∙ P N ∙ M N

（2）

式中：

E N

为耕地非点源总氮污染效益值/（元/hm²）;

K N

为耕地总氮平均输出系数/（kg/（hm²

∙

a））;

P N

为1 t纯氮折合化肥的比例;

M N

为氮化肥的年平均零售价/（元/t）。耕地总氮平均输出系数取19.04 kg/（hm²

∙

a）。1 t纯氮可折合成9.32 t尿素,2011年尿素的平均零售价为2070元/t。

耕地污染物总磷产生的生态价值计算公式^[12-13]为式（3）。

E P = K P ∙ P P ∙ M P

（3）

式中：

E P

为耕地非点源总磷污染效益值,元/hm²;

K P

为耕地总磷平均输出系数/（kg/（hm²

∙ a

））;

P P

为1 t纯磷折合化肥的比例;

M P

为磷化肥的年平均零售价,元/t。耕地总磷平均输出系数取值为0.75 kg/（hm²

∙

a）。1 t纯磷分别可折合成31.27 t过磷酸钙,2011年过磷酸钙的平均零售价为640元/t。

3.2.2 城镇工矿用地生态价值测算

城镇工矿用地生态价值是指人类在特定地类中经济活动所引起的生态环境质量变化的结果,主要体现在废水污染、废气（SO₂排放量）与烟（粉）尘污染方面。这些指标反映了建设用地对生态环境的影响程度。

（1）单位面积城镇工矿用地废水污染效益值的计算公式为式（4）^[16]。

E s = - C s + G s ∙ M s A a

（4）

式中：

E s

为城镇工矿用地废水污染效益值/（元/hm²）;

C s

为城镇源废水排放量/t;

G s

为工业源废水排放量/t;

M s

为废水处理成本/（元/t）;

A a

为城镇工矿用地面积/hm²。

（2）单位面积城镇工矿用地废气与烟（粉）尘污染效益值的公式为式（5）^[15]。

E q = - C q + G q ∙ M q + C f + G f ∙ M f A a

（5）

式中：

E q

为城镇工矿用地废气与烟（粉）尘污染效益值/（元/hm²）;

C q

为城镇源二氧化硫排放量/t;

G q

为工业源二氧化硫排放量/t;

M q

为废气处理成本/（元/t）;

C f

为城镇源烟（粉）尘排放量/t;

G f

为工业源烟（粉）尘排放量/t;

M f

为烟（粉）尘处理成本/（元/t）。

3.2.3 林地生态价值测算模型

林地利用生态价值是指林地在太阳辐射、大气环流和土壤的影响下,通过物理、化学和生物直接和间接地作用于人类,并具有使用价值与公用商品特征,主要体现在涵养水源量、节约土地资源、减轻泥沙淤积、增加氮磷钾元素积累、减少氮磷钾元素流失、固碳、制氧、吸收污染物、阻滞粉尘方面^[9]。

（1）涵养水源量所产生的生态价值计算公式为式（6）^[17-18]。

E 1 = R ∙ θ ∙ M 1

（6）

式中：

E 1

为涵养水源量生态效益值/（元/hm²）;R为平均年降雨量/mm;

θ

为截留系数;

M 1

为水库建设成本/（元/m³）。截留系数大多在25%~30%之间,考虑到江苏沿海地区地区的环境特征,截留系数取27%。1990年中国消费价格指数为165.2,当年水库建设成本为全国多年平均库容建造成本值,0.67元/m³;2011年中国消费价格指数为406.3,换算后将库容建造成本值取1.65元/m³。

（2）节约土地资源所产生的生态价值计算公式为式（7）^[19]。

E 2 = D t ∙ B i 10000 ∙ α ∙ ρ

（7）

式中：

E 2

为节约土地资源效益值/（元/hm²）;

D t

为单位森林土壤保持量/（t/hm²）;

B i

为各市单位林业平均收益/（元/hm²）;

α

为土壤表土平均厚度/m;

ρ

为土壤容重/（t/m³）。在本文土壤表土平均厚度取0.4 m,土壤容重取1.3 t/m³。有林地、灌木林地、其他林地的单位土壤保持量分别取4.41、4.83和2.96 t/hm²。

单位森林土壤保持量的公式如下式（8）所示^[20]。

D t = ∑ i = 1 n A i ∙ d t i A

（8）

式中：A_i为第

i

类林地面积/hm²;

A

为总林地面积/hm²;

d t i

为第

i

类林地的单位土壤保持量/（t/hm²）。

（3）减轻泥沙淤积所产生的生态价值计算公式为式（9）^[19]。

E 3 = D t ∙ γ ∙ M 2 ρ

（9）

式中：

E 3

为减轻泥沙淤积效益值/（元/hm²）;

γ

为土壤侵蚀流失的泥沙淤积在水库、湖泊、江河的比例;

M 2

为修建水库工程费用/（元/m³）。江苏沿海地区的土壤侵蚀流失的泥沙淤积在水库、湖泊、江河的比例取24%,2000年修建水库工程费用为5.72元/m³,2000年中国消费价格指数为354.4,换算后将修建水库工程费用设为6.55元/m³。

（4）增加氮磷钾元素积累的生态价值计算公式为式（10）^[21-22]。

E 4 = D t ∙ ∑ i = 1 3 P 1 i ∙ P 2 i ∙ P 3 i

（10）

式中：

E 4

为增加氮磷钾元素积累所产生的效益值/（元/hm²）;

P 1 i

为森林土壤中氮、磷、钾的含量（i=1,2,3）;

P 2 i

为1 t纯氮、磷、钾折合化肥的比例;

P 3 i

为氮、磷、钾化肥的全国年平均零售价/（元/t）。本文森林土壤中氮、磷、钾的含量分别取0.15%、0.10%、1.02%;1 t纯氮、磷、钾分别可折合成9.32 t尿素、31.27 t过磷酸钙、3.18 t氯化钾。据统计资料^[14]显示,2011年尿素、过磷酸钙、氯化钾的全国平均零售价分别为2070、640、3166元/t。

（5）减少氮磷钾元素流失的生态价值计算公式为式（11）^[19]。

E 5 = ∑ i = 1 3 K i ∙ P 2 i ∙ P 3 i

（11）

式中：E₅为减少氮磷钾元素流失的效益值/（元/hm²）;

K i

为单位面积森林凋落物中氮、磷、钾的年归还量/（t/hm²）,其计算公式为式（12）。

K i = ∑ i = 1 n A i ∙ d s i A ∙ K

（12）

式中：

d s i

为第

i

类林地的单位面积森林年凋落物量/（t/hm²）;

K

为凋落物量归还率。研究表明有林地、灌木林地、其他林地的单位面积森林年凋落物量分别为8.14、1.83和0.92 t/hm²。氮、磷、钾归还量占森林凋落物总重量的1.567%、0.096%、0.67%。通过式（12）可计算出连云港市的氮、磷、钾的年归还量分别为0.0708、0.0043和0.0303 t/hm²,盐城市的氮、磷、钾的年归还量分别为0.0913、0.0056和0.0390 t/hm²,南通市的氮、磷、钾的年归还量分别为0.0807、0.0049和0.0345 t/hm²。

（6）固定二氧化碳的生态价值计算如式（13）^[23]所示。

E 6 = 0.4418 ∙ M 3 ∑ i = 1 3 A i ∙ T i A

（13）

式中：

E 6

为固定二氧化碳的效益/（元/hm²）;

M 3

为固碳成本/（元/t）;

T i

为第

i

类林地的干物质生产率/（t/hm²）。研究显示2000年固碳成本为255元/t,通过消费价格指数换算得2011年固碳成本为292.4元/t。有林地、灌木林地、其他林地的干物质生产率分别为5.78、4.13和4.65 t/hm²。

（7）制氧的生态价值计算公式为式（14）^[23]。

E 7 = 1.2 ∙ M 4 ∑ i = 1 3 A i ∙ T i A

（14）

式中：

E 7

为制氧的效益值/（元/hm²）;

M 4

为制氧成本/（元/t）。研究显示2000年制氧成本527.5元/t,通过消费价格指数换算得2011年制氧成本为604.8元/t。

（8）吸收污染物的生态价值计算公式为式（15）^[20]。

E 8 = S 1 ∙ M 5

（15）

式中：

E 8

为吸收污染物的效益值/（元/hm²）;

S 1

为单位面积林地吸收SO₂的能力/（t/hm²）;

M 5

为单位SO₂污染物的治理成本/（元/t）。单位面积林地吸收SO₂的能力0.15 t/hm²,2000年单位SO₂污染物的治理成本为600元/t,通过消费价格指数换算得2011年单位SO₂污染物的治理成本为687.9元/t。

（9）阻滞粉尘的生态价值计算公式为式（16）^[24]。

E 9 = S 2 ∙ M 6

（16）

式中：

E 9

为阻滞粉尘的效益值/（元/hm²）;

S 2

为单位面积林地吸收粉尘的能力/（t/hm²）;

M 6

为单位粉尘的治理成本/（元/t）。单位面积林地吸收粉尘的能力22 t/hm²,2000年单位粉尘的治理成本为170.0元/t,通过消费价格指数换算得2011年单位粉尘的治理成本为194.9元/t。

3.2.4 沿海滩涂生态价值测算

沿海滩涂是维持沿海地带生态环境的重要资源,在湿地保护中占有重要地位,沿海滩涂的面积随淤积过程动态增加,其中生态价值尤其显著,主要体现在土壤形成、岸堤保护、有机质生产、净化环境、大气调节价值（固定CO₂、释放O₂）方面。本文通过市场价值法、专家评估法、生产成本法评估对其进行计算。

（1）土壤形成所产生的生态价值,其计算公式如式（17）^[25]所示。

E t = K ∙ L ∙ D 1 ∙ M a A

（17）

式中：

E t

为土壤形成的效益值/元;

K

为促进淤泥产生作用/（cm/a）;

L

为滩涂长度/m;

D 1

为岸堤底部宽度/m;A为滩涂面积/hm²;

M a

为土壤折算价格/ （元/m³）。取促进淤泥产生作用为5 cm/a,沿海滩涂平均宽度约为600 m,岸堤底部宽度一般在50 m,通过市场调查了解取土壤折算价值为56元/m³。

（2）岸堤保护所产生的生态价值,其计算公式如式（18）^[25]所示。

E a = T ∙ G ∙ L ∙ D 2 ∙ M b A

（18）

式中：

E a

为岸堤保护的效益值/元;

T

为台风损害系数;

G

为滩涂消浪护堤安全高度降低值/m;

D 2

为岸堤宽度/m;

M b

为江苏沿海围垦土的单价/（元/m³）。台风损害系数取0.5,滩涂消浪护堤的效果取原设计标准的20年一遇的海堤安全高度降低2 m,海堤宽度取15 m,江苏沿海围垦土单价约为7.1元/m³。

（3）有机质产生的生态价值计算公式为式（1）^[26]。

E y = ∑ S i ∙ q i ∙ M i A

（19）

式中：

E y

为产生有机质的效益值/元;

S i

为

i

类物质可收获面积/hm²;

q i

为

i

类物质单产/（kg/hm²）;

M i

为

i

类物质的市场单价/（元/kg）。市场价格参照当地实际物价、在原材料价值估计中,可收获面积取总生产面积的一半。

（4）净化水质所产生的生态价值,其计算公式如式（20）^[26]所示。

E j = E s + E z

（20）

式中：

E j

为净化水质效益值/元。

E s = max T n, p N n, p % ∙ M w

（21）

式中：

E s

为去除营养盐所产生的效益值/元;

T n, p

为滩涂净化N、P的量/t;

N n, p %

为河流污水中N、P的含量;

M w

为污水处理厂单位去除污水费用/（元/t）。

E z = E y ∙ a 1 - a

（22）

式中：

E z

为去除重金属所产生的效益值/元;

a

为去除重金属占净化环境的比值。污水处理厂处理污水的成本取3000元/10⁴t^[30]。合流污水含氮量和含磷量分别取2.90%、0.24%。

（5）固定二氧化碳所产生的生态价值计算公式为式（23）^[26]。

E c = 0.4418 ∙ T c ∙ M c

（23）

式中：

E c

为固定二氧化碳所产生的效益值/元;

T c

为单位面积干物质二氧化碳吸收量/（g/hm²）;

M c

为固碳成本/（元/t）。光合作用反应可得形成1 g干物质需要吸收1.62 g二氧化碳。

（6）制氧的生态价值计算公式为式（24）^[23]。

E o = 1.2 ∙ T o ∙ M o

（24）

式中：

E o

为制氧所产生的效益值/元;

T o

为单位面积干物质二氧化碳吸收量/（g/hm²）;

M o

为制氧成本/（元/t）。光合作用反应可得形成1 g干物质需要释放1.2 g氧气。

3.2.5 偿付意愿法修正

直接采用上述的方法计算的生态价值会存在一定的误差,在此进一步采用环境经济学中对非市场要素进行评价的最佳方法即偿付意愿法对生态价值进行修正。偿付意愿法修正生态价值的经济内涵如图2所示^[27];从图2可看出,若生态价值单价仅采取

P 0

则明显存在一定误差,因此将

P a

作为生态价值的单位价格所得出的价值量更为精确。

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Fig.2 The model of ecological service value

图2 生态服务价值模型

生态价值单位价格

P a

的计算公式为式（25）^[27]。

P a = P 1 ∙ H 2 - 1 H

（25）

式中：H的构建方法如式（26）所示。

H = Q 1 Q 0, if Q 1 Q 0 > 1 1, else

（26）

式中：

P 1 ∙ Q 1 = P 0 ∙ Q 0

。

Q 0

为含生态服务的价值总量;

Q 1

为不含生态服务的价值总量;

P 0

为偿付意愿法计算出的生态服务价格;

P 1

为当前价格;D为需求曲线（人类经济社会消费能力）;

P

为含生态服务的供应曲线;

P n

为不含生态服务的供应曲线。

通过上述方法计算得到不同地类分项生态价值的均值,但还需进一步转换为总量。转换方法是用不同地类分项生态价值均值乘以对应的地类面积,然后将不同地区、不同地类分项生态价值总量相加即可求得相对应的生态价值总量。

4 结果分析

4.1 耕地生态价值

耕地的生态系统服务功能价值排序为：土壤净化>水土保持>改善小气候>生物多样性>涵养水源>改善大气质量>非点源磷输出负荷>非点源氮输出负荷（表2）。盐城市的地均耕地生态价值量略高于连云港市和南通市,达到12 751.7元/hm²,其中土壤净化、水土保持的贡献率均达20%以上,耕地对改善大气质量的贡献率相对较少,为8.88%（表2）,而非点源污染的负贡献率也相对不大,并没有对整体生态价值造成一定的影响。

Tab.2 Farmland's eco-magnitude in the coastal areas of Jiangsu Province

表2 江苏沿海地区耕地生态价值量

耕地生态价值体系	当量值	效益值/（元/hm²）
耕地生态价值体系	当量值	连云港市	贡献率/（%）	盐城市	贡献率/（%）	南通市	贡献率/（%）
涵养水源	0.60	1334.8	10.66	1358.7	10.66	1320.7	10.66
水土保持	1.46	3248.1	25.94	3306.2	25.93	3213.6	25.95
改善小气候	0.89	1980.0	15.81	2015.4	15.80	1959.0	15.82
改善大气质量	0.50	1112.4	8.88	1132.3	8.88	1100.6	8.89
生物多样性	0.71	1579.5	12.61	1607.8	12.61	1562.8	12.62
土壤净化	1.64	3648.5	29.14	3713.8	29.12	3609.8	29.15
非点源氮输出负荷	-	-367.3	-2.93	-367.3	-2.88	-367.3	-2.97
非点源磷输出负荷	-	-15.0	-0.12	-15.0	-0.12	-15.0	-0.12
小计		12 521.0	100.00	12 751.7	100.00	12 384.1	100.00

4.2 城镇工矿用地生态价值

由表3可知,由废水、废气和烟（粉）尘导致的城镇工矿用地利用生态负价值,连云港市最优,其次分别为盐城市、南通市。南通市的城镇工矿用地利用生态负价值是连云港市的2.6倍。而这3个城市的废水、废气和烟（粉）尘导致的负价值呈现递减的特征,其中废水导致的生态负价值的比例占80%以上。

Tab.3 Urban and industrial lands' eco-magnitudes in the coastal areas of Jiangsu Province

表3 江苏沿海地区城镇工矿用地生态价值量

城镇工矿用地生态价值体系	生态价值/（元/hm²）
城镇工矿用地生态价值体系	连云港市	贡献率/（%）	盐城市	贡献率/（%）	南通市	贡献率/（%）
废水污染	-2460.5	81.40	-4834.1	91.78	-6501.8	82.85
废气污染	-516.0	17.07	-368.7	7.00	-1127.5	14.37
烟（粉）尘	-46.1	1.53	-64.4	1.22	-218.8	2.79
小计	-3022.6	100.00	-5267.2	100.00	-7848.1	100.00

4.3 林地生态价值

林地的生态系统服务功能价值排序为：涵养水源量>阻滞粉尘>制氧>减少氮磷钾元素流失>固定二氧化碳>增加氮磷钾元素积累>吸收污染物>减轻泥沙淤积>节约土地资源,在江苏沿海地区林地生态服务功能价值中,涵盖水源量价值量最高,贡献率达到28.29%,涵盖水源量、阻滞粉尘的生态价值贡献率也均达到25%以上,但节约土地资源、减轻泥沙价值量淤积、吸收污染物的生态价值相对较低,其贡献率均未超过1%（表4）。

Tab.4 Woodland's eco-magnitude in the coastal areas of Jiangsu Province

表4 江苏沿海地区林地生态价值量

林地生态价值体系	价值量/（元/hm²）
林地生态价值体系	连云港市	贡献率/（%）	盐城市	贡献率/（%）	南通市	贡献率/（%）
涵养水源量	5346.4	32.28	4472.4	27.11	4612.3	28.29
节约土地资源	81.5	0.49	83.2	0.50	24.6	0.15
减轻泥沙淤积	51.3	0.31	48.6	0.29	46.4	0.28
增加氮磷钾元素积累	634.0	3.83	600.0	3.64	579.2	3.55
减少氮磷钾元素流失	1757.5	10.61	2265.8	13.73	2002.4	12.28
固定二氧化碳	648.2	3.91	699.3	4.24	685.7	4.21
制氧	3641.5	21.99	3928.6	23.81	3952.1	24.24
吸收污染物	103.2	0.62	103.2	0.63	103.2	0.63
阻滞粉尘	4297.8	25.95	4297.8	26.05	4297.8	26.36
总计	16 561.4	100.00	16 498.9	100.00	16 303.7	100.00

4.4 沿海滩涂生态价值

在生态系统服务功能价值中,沿海滩涂将产生8316.67元/hm²的生态价值,其中价值量大小排序为：土壤形成>有机质生产>岸堤保护>净化水质>改善大气气候。沿海滩涂对改善大气气候的贡献值相对较小,土壤形成和有机质生产产生的生态价值较高,这2项影响因素的贡献值占总数的55.58%,是沿海滩涂产生生态价值的重要组成部分（表5）。

Tab.5 Ecological value of the coastal beach in Jiangsu Province

表5 江苏沿海滩涂生态价值量

沿海滩涂生态价值体系	服务价值/（元/hm²）	贡献率/（%）
土壤形成	2333.7	28.06
岸堤保护	1772.3	21.31
有机质生产	2288.8	27.52
净化水质	1500.3	18.04
改善大气气候	422.5	5.08
合计	8316.7	100.00

4.5 生态价值总量

从表6可知,各市区的耕地单位生态价值相差不大,达到6000元/hm²左右。南通市的城镇工矿用地所产生的生态价值最高达到-7720.68元/hm²、连云港市的城镇工矿用地价值相对较小。林地修正后的生态价值相当可观,均大于耕地和沿海滩涂用地的生态价值。根据江苏沿海地区不同土地利用类型即耕地、城镇工矿用地、林地和沿海滩涂4个主要地类的面积及其生态价值均值,计算得江苏沿海地区2011年生态价值为103.86亿元,分地类及分项生态价值如表6所示。

Tab.6 Ecological values of different land use types in the coastal areas of Jiangsu Province

表6 江苏沿海地区不同土地利用类型生态价值量

地区	土地利用类型	$P 0$ /（元/hm²）	$P 1$ /（元/hm²）	H	$P a$ /（元/hm²）	总量/亿元
连云港市	耕地	12 521.0	8943.6	1.40	6132.73	24.06
盐城市		12 751.7	8943.6	1.43	6478.97	54.14
南通市		12 384.1	8943.6	1.38	5925.17	26.35
连云港市	城镇工矿	-3022.6	-1000.0	3.02	-2691.76	-3.76
盐城市		-5267.2	-1000.0	5.27	-5077.35	-11.07
南通市		-7848.1	-1000.0	7.85	-7720.68	-13.70
连云港市	林地	16 561.4	517.1	32.03	16 545.26	2.43
盐城市		16 498.9	517.1	31.91	16 482.70	2.06
南通市		16 303.7	517.1	31.53	16 287.30	0.07
沿海地区	沿海滩涂	8316.7	1260.8	6.60	8125.53	23.28

从土地利用类型来看,江苏沿海地区生态价值损失主要体现在城镇工矿用地上,连云港、盐城和南通的生态价值损失分别为3.76、11.07和13.70亿元,生态价值损失南通市最大,连云港市最小,整个江苏沿海地区的生态价值损失为28.53亿元（表6）。

5 结论

通过对江苏沿海地区主要土地利用类型生态价值进行了测算,得出以下结论：

（1）从各地类分项的角度来看,2011年江苏沿海地区耕地的生态价值（三市平均值）约为6178.95元/hm²、城镇工矿用地的生态价值为-5163.26元/hm²、林地的生态价值为16 438.42元/hm²、沿海滩涂的生态价值为8125.53元/hm²。

（2）从各区域的角度来看,2011年连云港市耕地、城镇工矿用地、林地、沿海滩涂的生态价值分别为24.06、-3.76、2.43、1.83亿元;盐城市耕地、城镇工矿用地、林地、沿海滩涂的生态价值分别为54.14、 -11.07、2.06、11.18亿元;南通市耕地、城镇工矿用地、林地、沿海滩涂的生态价值分别为26.35、-13.70、0.07、10.27亿元;江苏沿海地区耕地、城镇工矿用地、林地、沿海滩涂的生态价值分别为104.55、-28.53、4.56、23.28亿元。其中,可发现林地生态价值总量相对较小,这是由林地面积相对较小所引起。

The authors have declared that no competing interests exist.

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以宁夏黄河灌区为研究区,在充分利用JOHNES输出系数法计算灌区非点源污染负荷的基础上,应用环境经济学中的恢复防护费用法对灌区农业非点源污染产生的负荷转化为经济损失进行估算。结果表明:宁夏黄河灌区禽畜养殖产生的污染负荷最高,占灌区污染负荷的41.27%,其中全氮排放占整个区域污染负荷的37.25%,全磷排放占整个区域污染负荷的4.03%,种植业产生的氮磷污染负荷次之,居民生活污水最小,污染负荷分别占总负荷量的34.54%和24.2%;灌区非点源污染损失折合人民币约为54 874.1万元,禽畜养殖产生的污染负荷带来的经济损失最高,折合人民币22 481万元,占整个灌区污染价值损失的40.97%,种植业和居民生活污水排放产生的污染负荷造成的经济损失分别占研究区污染负荷经济损失的35.6%和 23.4%。灌区要以控制禽畜养殖污染物排泄为重点,进一步减少非点源污染所带来的损失。

[ Yang Y

, Feng Y

, Yang S

, et al.Influence of soil salinity on vegetation distribution pattern in the delta oasis of Weigan and Kuqa Rivers[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2011,29(1):242-246. ]

[16]

宗跃光,陈红春,郭瑞华,等.地域生态系统服务功能的价值结构分析——以宁夏灵武市为例[J].地理研究,2000,19(2):148-155.

从地域生态系统价值体系出发,探讨城市自然、经济、社会综合资本测算的理论和方法。通过综合资本的测算,认识和了解自然生态系统为人类社会经济提供服务的价值量,以及人类为维护自然生态系统平衡所需的资本投入量。研究表明,灵武市的自然资本约占总资本的1/3左右,牧草地和水域占自然资本总贡献的97%。工矿、城镇等土地利用方式产生巨大的自然资本负价值,其中工矿占84%,城镇占9%,显然工矿业对当地自然资本的损耗最大。

DOI

[ Zong Y

, Chen H

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, et al.The systematic analysis on value of regional ecosystem services: a case study of Lingwu City[J]. Geographical Research, 2000,19(2):148-155. ]

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鲁春霞,谢高地,肖玉,等.青藏高原生态系统服务功能的价值评估[J].生态学报,2004,24(12):2749-2755.

青藏高原具有丰富多样的生态系统类型 ,这些生态系统不仅生产了大量的产品 ,而且提供了巨大的生态服务功能。根据计算表明 ,高原生态系统 2 0 0 0年生产的产品经济价值为 170× 10 8元。生态服务功能中年固碳总量为 15× 10 8t,释放氧气量为11× 10 8t。根据二氧化碳固定量和氧气释放量估算的调节大气的服务价值总计为 10 0 15× 10 8元。以高寒草甸和高寒草原为主的草地生态系统具有重要的水源涵养功能 ,每年高原生态系统的水源涵养量达 2 6 12× 10 8m3,其经济价值为 174 4× 10 8元。森林的净化功能价值大约为 2 5 5× 10 8元。高原生态系统产品的经济价值与生态服务功能价值的比值为 1:70 ,显然 ,高原生态系统的生态服务价值远远高于直接使用价值。因此 ,保护生态系统和生物多样性是维持生态系统稳定和保育高原生态过程的根本。

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[ Lu C

, Xie G

, Xiao

, et al.Ecosystem diversity and economic valuation of Qinghai-Tibet Plateau[J]. Acta Ecologica Sinica, 2004,24(12):2749-2755. ]

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马建伟,张宋智,郭小龙,等.小陇山森林生态系统服务功能价值评估[J].生态与农村环境学报,2007,23(3):27-35.

小陇山林区位于秦岭西端,甘肃省东南部,是黄河、长江中上游地区重要的水源涵养林,对维护黄河、长江流域水生态安全具有重要的战略地位。采用市场价值法、替代费用法等对小陇山林区森林生态系统服务功能价值进行定量评估。结果表明,小陇山林区森林生态系统服务功能年均总价值为40.236亿元,其中直接经济价值为2.204亿元,水源涵养、水土保持、大气组分调节、生物多样性保护及病虫害防治、休闲娱乐等生态功能价值为38.032亿元,直接经济价值与生态功能价值的比值为1∶17.26。在发展当地经济的过程中,必须从整个生态系统的角度出发,优先认识到该地区森林的生态功能价值,从而科学、合理地保护和利用森林资源。

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[ Ma J

, Zhang S

, Guo X

, et al.Evaluation on service function of the forest ecosystem of Xiaolong Mountain[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2007,23(3):27-35. ]

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任志远,李晶.陕南秦巴山区植被生态功能的价值测评[J].地理学报,2003,58(4):503-511.

lt;p>根据秦巴山区20世纪末植被类型及覆盖度的分布，在GIS支持下测定秦巴山区植被生产和生态调节的物质量。利用生态经济学方法，测定各类植被生态功能的价值，建立秦巴山区植被生态数据库及植被生态账户。生态服务功能价值测评中，充分考虑了不同类型的覆盖度差异，并结合能量平衡、水量平衡和区域蒸散模式，测评结果表明：陕南秦巴山区植被生态系统有机质生产价值为199.6×108 元/a；植被保持土壤经济价值为22.64×108元/a；植被涵养水源的经济价值为22.66×108 元/a；植被固定CO2价值为352.24×108元/a；释放O2价值为374.19×108 元/a；陕南秦巴山区植被有机物生产、保持土壤、涵养水源、固定CO2和释放O2 5种生态服务功能价值共968.33×108 元/a。其中温带落叶阔叶林贡献率最高占29.35%，亚热带竹林、亚高山灌丛、草甸草原、山麓果树生态服务价值比重均在1%以下。

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[ Ren Z

, Li

.The valuation of ecological services from the vegetation ecosystems in the Qingling-Daba Mountains[J]. Acta Ecologica Sinica, 2003,58(4):503-511. ]

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赵军,陈姗.基于GIS的石羊河流域森林生态效益估算与空间分布特征研究[J].干旱区地理,2011,34(1):12-19.

利用GIS技术和数据空间化方法,通过Kriging插值获得石羊河流域平均降水量栅格图层,并以石羊河流域森林类型栅格数据为基础,结合相关统计资料,运用ArcGIS栅格计算功能及聚类方法生成石羊河流域森林涵养水源、保持水土、固碳制氧等生态效益分布图,在此基础上综合各个栅格图层,得到全流域森林生态效益量分布图,直观地反映研究区森林生态效益的空间分布状况。研究表明:石羊河流域单位面积林地生态系统服务价值约0.73×104元.hm-2.a-1,相对较低;在空间分布上,流域森林生态系统服务价值量具有两区三中心的格局特征,高值区主要分布于上游的祁连山地区,低值区分布在从山麓地带向北到北部荒漠区的广大地区,表现出与植被景观分布格局类似的垂向地带性;服务价值的3个高值中心分布在西大河、西营河和金塔河上游河谷及附近海拔2 000～3 000 m的区域,与该地带水热分布随海拔变化的规律有密切关系,就森林生态系统服务而言,祁连山地区在整个石羊河流域中具有非常重要的作用。

[ Zhao

, Chen

.Valuation of forest ecological benefit and distributing pattern in Shiyang River Basin based on GIS[J]. Arid Land Geography, 2011,34(1):12-19. ]

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余新晓,秦永胜,陈丽华,等.北京山地森林生态系统服务功能及其价值初步研究[J].生态学报,2002,22(5):783-786.

从生态系统服务功能的概念入手 ,根据观测和研究资料 ,采用替代工程、市场价值等方法 ,从两个方面评价了北京山地森林生态系统服务功能的价值。结果表明 ,面积为 4 0 5 6 .6 4 km2的北京山地森林生态系统的生态服务功能价值每年为 1 6 7.78亿元 ,其中涵养水源价值为 91 .6 7亿元 ,净化水质价值为 1 5 .3亿元 ,保持土壤价值为 2 80 6 .92万元 ,固碳制氧价值为 2 .2 4亿元 ,净化环境价值为 4 8.6 5亿元 ,游憩价值为 90 74 .98万元 ,林果品价值为 8.73亿元。

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[ Yu Y

, Qin Y

, Chen L

, et al.The forest ecosystem services and their valuation of Beijing Mountain areas[J]. Acta Ecologica Sinica, 2002,22(5):783-786. ]

[22]	赵红燕. 森林生态系统服务功能价值评价指标体系研究[D].长沙:中南林业科技大学,2006:58-61. [ Zhao H Y.The research on the target system of the valuation of the forest ecosystem services and functions[D]. Changsha: Central South University of Forestry and Technology, 2006,58-61. ]

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谢高地,鲁春霞,肖玉,等.青藏高原高寒草地生态系统服务价值评估[J].山地学报,2003,21(1):50-55.

基于Constaza等提出的方法,在对青藏高原天然草地生态系统服务价值根据其生物量订正的基础上,逐项估算了各种草地类型的各项生态服务价值,得出青藏高原天然草地生态系统每年提供的生态服务价值为257178×108元,占全国草地生态系统每年服务价值的1768%。受各类草地生物群落分布广度和单位面积生态服务功能强弱的综合影响,各类草地的生态服务价值贡献率有很大差异,其中,高寒草甸、山地草甸、高寒草原对草地生态系统总服务价值的贡献率分别为6252%、1414%、1292%。根据高寒草地的地域分异特征分亚区进行的生

DOI

[ Xie G

, Lu C

, Xiao

, et al.The economic evaluation of grassland ecosystem services in Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Mountain Science, 2003,21(1):50-55. ]

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肖寒,欧阳志云,赵景柱,等.森林生态系统服务功能及其生态经济价值评估初探——以海南岛尖峰岭热带森林为例[J].应用生态学报,2000,11(4):481-484.

[ Xiao

, Ouyang Z

, Zhao J

, et al.Forest ecosystem services and their ecological valuation: a case study of tropical forest in Jianfengling of Hainan Island[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2000,11(4):481-484. ]

[25]	李加林,张忍顺.互花米草海滩生态系统服务功能及其生态经济价值的评估——以江苏为例[J].研究报告,2003,27(10):68-72. [ Li J L, Zhang R S.The properties of agglutination on microbial cells by lectins extracts from crustacean serums[J]. Reports, 2003,27(10):68-72. ]

[26]

吴玲玲,陆健健,童春富,等.长江口湿地生态系统服务功能价值的评估[J].长江流域资源与环境,2003,12(5):411-416.

长江口湿地是我国重要的滨海湿地,具有多种生态服务功能.参考 Costanza等提出的17项生态系统服务功能,利用市场价值法、造林成本法、影子工程法、费用替代法以及专家评估法等方法,对长江口湿地生态价值进行了评估.结果表明,长江口湿地生态系统的生态服务价值为40.00亿元/a.其中,成陆造地价值为9.0亿元/a,物质生产价值8.86亿元/a,大气组分调节价值为1.15亿元/a,水分调节价值为1.54亿元/a,净化水体价值为3.41亿元/a,提供栖息地价值为2.86亿元/a,文化科研价值为 8.38亿元/a,美学价值为4.81亿元/a.并提出对生态系统服务价值的利用应本着可持续发展的原则.

DOI

[ Wu L

, Lu J

, Tong C

, et al.Valuation of wetland ecosystem services in the Yangtze River estuary[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2003,12(5):411-416. ]

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窦闻,史培军,陈云浩,等.生态资产评估静态部分平衡模型的分析与改进[J].自然资源学报,2003,18(5):626-634.

静态部分平衡模型是目前生态资产价值评估中可操作性比较强的一种评估模型。由于生态资产评估领域中还存在很多争议,论文从对生态资产评估的目的、特点、模型假设、方法和途径等方面入手,对生态资产价值评估静态部分平衡模型进行了分析,指出传统模型中存在的一些缺陷,并尝试对模型进行改进。选择黄河皇甫川流域五分地沟小流域作为研究区,依据传统模型和改进模型分别对研究区进行生态资产评估,结果表明,改进模型估算的流域生态资产总价值比传统模型的计算结果高出约1/3,其中林地和草地的单位面积价值上升,灌木林的单位面积价值则下降。

DOI

[ Dou

, Shi P

, Chen Y

, et al.Analysis and discussion of the static partial equilibrium model for the valuation of the ecosystem capital[J]. Journal of Natural Resources, 2003,18(5):626-434. ]

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Abstract

1 引言

2 研究区概况

Fig.1 The administrative map of Jiangsu coastal area and the land use map

3 数据与方法

3.1 数据及其来源

3.2 研究方法

Tab.1 Ecological value system in the coastal areas of Jiangsu Province

Fig.2 The model of ecological service value

4 结果分析

4.1 耕地生态价值

Tab.2 Farmland's eco-magnitude in the coastal areas of Jiangsu Province

4.2 城镇工矿用地生态价值

Tab.3 Urban and industrial lands' eco-magnitudes in the coastal areas of Jiangsu Province

4.3 林地生态价值

Tab.4 Woodland's eco-magnitude in the coastal areas of Jiangsu Province

4.4 沿海滩涂生态价值

Tab.5 Ecological value of the coastal beach in Jiangsu Province

4.5 生态价值总量

Tab.6 Ecological values of different land use types in the coastal areas of Jiangsu Province

5 结论

参考文献