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《浙江大学》 2009年
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多时空尺度的生态补偿量化研究

金艳  
【摘要】: 生态系统是地球的生命支持系统,是人类赖以繁衍生息的基础。人类为了经济发展往往采用扩大开发自然资源和无偿利用生态环境等方式,造成生态系统不断恶化,已成为制约经济发展的重要瓶颈。改革开放以来,中国经济和生态的矛盾日益尖锐,生态资源和经济水平的空间分布不均造成地区间可持续发展的不平衡。要解决这类问题,必须建立生态补偿机制,促进城乡间、地区间和国家间的公平性和社会的协调发展。《生态效益补偿机制和政策研究》课题组(2006)认为:“中国目前已经具备了建立生态补偿机制的科学研究基础、实践基础和政治意愿”。 本研究首先主要运用遥感和地理信息系统技术手段,以MODIS遥感数据为主要的遥感数据源,结合利用气象数据、数字高程模型数据、土壤、植被等多源数据,建立一整套的基础资料数据库。其次综合国内外有关文献,确定生态资产指标体系,采用物质量和价值量相结合的方法,定量测算了县(仙居县)、省(浙江省)和全国三个空间尺度的生态资产价值。然后结合GDP、人口数据等经济社会统计数据,创建区域生态补偿定量估算模型,模拟和分析中国多时空尺度的生态补偿分布格局,并据此提出完善我国生态补偿体系的政策和建议。通过研究,取得以下主要研究成果: 1生态资产时空格局分析 本研究主要从不同土地覆被类型、不同自然地理区、不同研究单元等方面,比较深入地分析了研究时段内生态资产的时空格局特征及其影响因素。 (1)时间变化 中国生态资产总值的年际变化呈现先递增后递减的趋势,2001年生态资产总值为13.39×10~(12)元,此后逐步递增,在2004年生态资产总值达到最大值,为14.63×10~(12)元。从2004年到2007年,生态资产总值变化呈下降趋势,到2007年生态资产总值为13.64×10~(12)元。浙江省2001年~2004年的生态资产总值从1.86×10~(11)元增加到2.47×10~(11)元,年均增长率为10.92%,与全国的生态资产变化相吻合。仙居县1996年和2004年的生态资产总值分别为35.40亿元和38.80亿元,年均增长率为1.2%。 (2)空间变化 虽然不同尺度的研究区逐年的单位面积生态资产值有增有减,但空间分布状况却基本保持一致,均与土地覆被类型空间分布相一致。总体上看,中国单位面积的生态资产空间分布由西北部向东南部递增,由东北部向西南部递增,浙江省均由东北向西南呈扇形递增,而仙居县的单位面积生态资产值空间分布呈现中间低,四周高的趋势。 (3)各类生态服务功能价值变化 六类生态服务功能单位面积的价值中,维持大气平衡价值、生产有机物质价值和营养物质循环价值是以NPP为基础进一步估算得到,而水土保持价值、涵养水源价值和废弃物处理价值则独立计算得到。生态资产功能价值中,维持大气平衡功能价值最高,其次是废弃物处理功能价值,然后是水土保持功能价值,生产有机物质价值和涵养水源功能价值,最低的是营养物质循环功能价值。如2001年中国的生态资产构成中大气平衡价值占到生态资产总值的32.1%左右,浙江省的大气平衡价值占到生态资产总值的23.7%左右。 (4)不同自然地理区下的生态资产变化 以2001年为例,生态资产在我国七大自然地理区内呈现出明显的空间分布特点。单位面积生态资产值的地理区分布表现为:华南热带湿润地区>华中、华南湿润亚热带地区>东北湿润、半湿润温带地区>华北湿润、半湿润暖温带地区>内蒙古温带草原地区>青藏高原地区>西北温带及暖温带荒漠地区。 (5)不同行政单元的生态资产变化 中国以省为研究单元,单位面积生态资产价值是南方省份普遍高于北方省份,总体空间分布由东南向西北递减,但由于各省面积差异显著,导致全国各省份生态资产总值的空间分布差异悬殊。如2001年西藏的单位面积生态资产仅为0.83元/m~2,但由于行政面积较大,其生态资产总值为0.99×10~(12)元。海南省的单位面积生态资产为3.37元/m~2,但其生态资产总值仅为0.11×10~(12)元,只有西藏生态资产总值的11.5%。浙江省和仙居县分别以县和乡镇为研究单元,均存在着同样的分布特征。 2生态补偿分析 各研究单元逐年的生态补偿总量虽然有差异,但是否需要生态补偿或能否获取生态补偿是相对比较稳定的,可以用年均生态补偿值作为研究区各研究单元最终的生态补偿量。正值表示可以获取生态补偿价值,负值表示需要付出生态补偿价值。 (1)生态补偿空间分布 中国各省区的生态补偿空间分布总体呈现东部沿海地区需要付出生态补偿,其他大部分省区尤其是西部地区可获得生态补偿。如山东、浙江、江苏、广东等经济发达省份需要支付生态补偿,而新疆、西藏、青海等西部经济欠发达省区可以获得生态补偿。 浙江省各县的生态补偿价值差异十分显著,浙江省东北部地区和东南部沿海地区的生态补偿总值为负数,而西部和西南部地区为正数,并呈现从东北到西南逐渐增大的趋势。 仙居县各乡镇的生态补偿价值差异同样十分显著,差异幅度在-1109.77万元到1096.04万元之间。需要支付生态补偿的乡镇为城关镇、横溪镇和下各镇,其余乡镇均可获得生态补偿。 (2)可行性分析 本研究通过对不同空间尺度研究单元的生态补偿总值与GDP的比值研究来分析生态补偿实施的可行性,结果表明全国、浙江省和仙居县三级空间尺度均存在以下情况,即支付生态补偿的研究单元经济大都较为发达,年均GDP值也较高,因此尽管生态补偿数额较大,但相当于自身GDP来说,生态补偿占GDP的百分率并不高;另一方面,可以获取生态补偿的研究单元总体经济相对薄弱,生态补偿占GDP的百分率往往要高于前者,甚至高于自身GDP总值。如全国尺度中,需要支付最多生态补偿(2577.99亿元)的省(直辖市、自治区)是广东省,年均生态补偿仅占其GDP的12.14%,而可以获得最多生态补偿(2119.72亿元)的省(直辖市、自治区)是新疆自治区,年均生态补偿占其年均GDP的85.63%;浙江省级尺度中,需要支付最多生态补偿(183.64亿元)的县市是杭州市区,年均生态补偿仅占其年均GDP的16.57%,而可以获得最多生态补偿(41.97亿元)的县市是淳安县,年均生态补偿占其年均GDP的86.30%;仙居县县级尺度中,需要支付最多生态补偿(1109.77万元)的乡镇是城关镇,年均生态补偿仅占其工农业总产值的2.54%,而可以获得最多生态补偿(1096.04万元)的乡镇是溪港乡,年均生态补偿占其工农业总产值的54.88%。因此,生态服务受惠区完全有能力进行行政区间补偿,使生态受益者和提供者在成本和收益的分担与享受上趋于合理,促进生态和经济的和谐发展。 3完善生态补偿体系的建议 本研究主要从促进生态补偿从理论研究到实际应用的顺利实施的角度出发,提出一些完善生态补偿体系的建议,主要包括:生态补偿立法,出台相关的法律法规和政策,为生态补偿提供法律保障;确定生态补偿方式和标准,为实际操作提供技术支持;建立政府的多尺度生态补偿产业化集成系统,并建立相应的公众服务体系,定期向全社会发布生态补偿结果,接受公众监督;建立生态补偿管理体制,明确补偿工作中的奖惩、监督、协调等事务。 4创新点 (1)创建基于遥感和GIS的生态补偿定量估算模型 本研究在定量估算生态资产的基础上,结合GDP、人口数据等经济社会统计数据,创建了全国及区域生态补偿定量估算模型,为国内首创。该模型适用于不同时空尺度的区域生态补偿价值量核算,具有普适性,为建立多尺度生态补偿标准提供理论依据和技术支撑。 (2)建立完整的基础资料空间数据库、产品数据库和程序流程 本研究利用MODIS遥感数据作为数据源,结合其他气象、地理空间数据,首次完整地定量估算了中国2001年到2007年的生态资产及其空间分布,建立了一整套的基础资料数据库和生态补偿产品数据库,并编写了NPP、生态资产定量估算的完整程序,实现了从原始数据输入到最终产品输出的技术流程。
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