第35卷第4期2021年4月
Vol.35No.4
Apr.,2021
中国土地科学
China Land Science
doi:10.11994/zgtdkx.20210402.160043
生态调节服务产品价值实现的适宜性评价及模式分区
----以浙江省丽水市为例
吴绍华打侯宪瑞2,彭敏学3,程敏打薛继斌2,鲍海君1
(1.浙江省“八八战略”研究院,浙江杭州310018;2.浙江财经大学公共管理学院,浙江杭州310018;
3.广州市城市规划勘测设计研究院,广东广州510000)
摘要:研究目的:针对生态调节服务产品价值实现的难点问题,提出生态产品价值实现的适宜性评价技术,为生态产品
价值实现模式在国土空间落地提供决策支持。研究方法:利用过程模型方法评价生态调节服务产品的空间分布格局,
采用适宜性评价技术分析生态产品开发的适宜性。研究结果:(1)提出了“生态系统服务分类一价值实现途径一适宜
性分区”生态产品价值实现的分析框架;(2)从生态系统服务、土地利用和限制因子3个方面建立了生态产品价值实现的适宜性评价指标体系;(3)定量评价了丽水市固碳、释氧、水源涵养、水土保持、污染去除、负氧离子释放、降温调节、增湿调节8种调节服务产品的空间分布格局,生态系统服务表现出空间集聚特征;(4)丽水市生态农业、生态工业、生态康养和生态补偿4种价值实现模式分区面积分别占58%、8%、13%和21%。研究结论:生态调节产品价值实现的适宜性评价和模式分区,将生态产品价值实现机制落实到国土空间上,可为“两山”转化和高质量发展提供决策参考。
关键词:土地生态;生态产品;生态系统服务;空间规划;土地利用
中图分类号:F301.2文献标志码:A文章编号:1001-8158(2021)04-0081-09
生态产品是普惠民生福祉和维系人类生存发展的必需品[1-2]o2010年中国在《全国主体功能区规划》文件中系统性阐释生态产品理念,中共十九大报告提出“要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要”,生态产品供给及价值实现机制已成为自然资源领域理论研究和实践探索的热点。生态产品价值实现是贯彻落实生态文明思想、践行“两山”理念的重要举措,开展生态产品的价值实现机制研究,对坚持生态优先,推动生态产品价值转换具有重要的理论和现实意义。
生态产品是指生态系统产生的物质产品和服务的总称,包括供给服务类、调节服务类和文化服务类产品[3-5]°生态产品概念与国际上通用的生态系统服务相对应[6-8]。国内外学者在生态系统服务的物质量化、价值评价、生态系统服务付费(PES)等方面开展了大量的研究[6-11]°人类福祉与生态系统服务的相互作用机制是研究的前沿领域,如生态系统服务与减贫研究国际计划[12]°生态产品的概念从供给和消费视角出发,更侧重于生态系统服务的后期开发、利用和转换[13-15]°近年来,中国生态产品研究偏向价值转换机制和实践应用,主要表现为:(1)开展生态产品的物质量和经济价值的评价,比如生态系统服务评价、生态系统生产总值核算[16-19];(2)探索生态产品价值实现理论机制,从产权、市场、补偿、产业模式等方面提出实现机制[20-22];(3)地方开展价值实现与实践试点,如丽水、南平、抚州等地开展试点实践[23-24]°从研究进展来看,生态系统供给服务和文化服务,与生态农产品开发、旅游文化开发等具有相对明确的实现途径,但是对于占据比重大的生态系统调节服务,生态产品价值如何实现是当前理论和实践探索的一个难点㈤。如何建立起生态产品与产业发展的联系,并将生态产品价值实现机制落实到国土空间上,是当前需迫切解
超轻粘土
收稿日期:2020-12-10;修稿日期:2021-03-07
基金项目:国家自然科学基金项目(41671085);浙江省哲学社会科学规划课题(20NDJC140YB)°
第一作者:吴绍华(1980-),男,浙江庆元人,教授。主要研究方向为土地生态oE-mail:*****************通讯作者:鲍海君(1977-),男,浙江台州人,教授。主要研究方向为土地管理°E-mail:******************
82中国土地科学2021年4月第4期生态系统服务类型服务范围与供给机制价值实现途径实现路径分区
固碳服务氧气释放水源涵养土壤保持
污染去除增湿调节降温调节负离子释放区
!生态补偿!
!政府购买!
;•
硼f l
产品化I»
哝业产品
;•:Dlk产品
•服务产品
市场化
标签化
!适宜性等级:
!划分刚介
!
主导实现
[模式分区
任贤齐演过的电影i产品价值
:实现飜
图1调节服务产品的价值实现路径与适宜性分区框架
Fig.1Framework of the value realization for ecological regulation service and suitability assessment
决的重要问题。该问题的解决对生态产品价值实现路径的选择和“两山”高质量发展具有现实意义,可为拓展国土空间利用与发展分区提供理论支撑。
因此,本文在生态产品属性、特征和利用理论分析的基础上,提出生态系统调节产品的实现机制和适宜性分区框架,建立生态调节服务产品空间精细化评价模型,提出价值实现的适宜性评价与分区技术方法。本文以“两山”理念的发源地之------浙江省丽水市为例开展实证研究,旨在为生态调节产品价值实现的空间落地、空间分区提供思路和技术参考,为“两山”高质量发展提供决策支持。
1调节服务产品价值实现路径分析框架针对生态调节服务产品价值实现的理论和实践难点[26-27],本文重点探索生态系统调节服务产品的价值实现机制。生态系统调节服务产品具有整体性、空间差异性、范围有限性和多用途性的自然属性曲。从公共产品属性来看,生态系统调节服务产品具有消费的非排他性和非竞争性,但是服务范围来看调节服务产品非排他性和非竞争性的作用强度具有显著的空间差异性[3]。根据生态系统调节服务的供给方式、作用范围和排他性特征,本文将生态系统调节服务划分为区域性强公共产品和地方性强公共产品两种类型。区域性强的公共产品指没有明确的供给对象,具有很强的非排他性,难以明确受益范围,比如固碳、水源涵养、生物多样性等[29]。地方性强生态调节服务产品的服务供给范围主要面向地方,地方是受益主体,具有一定的空间排他性,比如降温调节、增湿作用、负离子释放等主要服务于当地。
生态系统调节服务产品既包括未经过人类劳动的自然产品,也包括在自然的基础上附加了人类劳动的产品[1]。一定程度上来说,生态产品价值实现是通过生态资产的经营附加人类的劳动,提供更加优质的服务,从而实现价值的显化。区域性强和地方性强两种类型价值实现有不同的路径。对于区域性强的调节服务产品的主要供给区以生态保护为主导功能,发展权受限,主要开展生态保护和修复劳动,提供更优质生态产品。其价值的实现主要通过政府购买、地方政府间的合作补偿等方式实现[12'30]。对于地方性强的生态调节服务,因具有较强空间的排他性,对于地方性产品可利用农业、工业和服务业产业途径实现,将生态系统服务附加于农业、工业和服务产品,通过市场化、标签化、
附加劳动可转换为经营性产品实现生态服务的附加经济价值[31]。比如降温、负离子、增湿等服务可以通过生态康养产业发展实现价值的显化。
生态产品价值的实现需要针对生态产品属性和价值实现机制的差异,实现分类、分区和差别化的利用策略[32-33]。因此,本文提出“生态系统服务分类一价值实现途径一适宜性分区”的生态产品价值实现的分析框架(图1)。通过生态产品价值实现的适宜性分区可为生态调节服务产品的产业发展提供指导。
2研究区与方法
2.1研究区概况
丽水市位于浙江省西南部,总面积为1.73万km2, 2020年总人口270.7万人,人均GDP为5.45万元。丽水市地形以中、低山与丘陵地貌为主,山地丘陵面积占88%。气候属于中亚热带海洋性季风气候,且具有较显著的山地立体气候特征,降水丰沛,雨热同步。生态环境优越,生物多样性丰富。丽水市是“两山”理念的重要萌发地和先行实践地,丽水市作为国家生态产品价值实现机制试点,探索新时期“两山”高质量发展。
吴绍华等:生态调节服务产品价值实现的适宜性评价及模式分区一以浙江省丽水市为例83 2.2生态系统调节服务评价
本文选择植被固碳、植被释氧、水源涵养、水土
保持、污染去除、负氧离子释放、降温调节、增湿调节
8种生态系统服务,利用模型方法进行空间精细化评
价,空间单元的分辨率为1000m°遥感数据、叶面积
指数、NPP数据来自于全球变化科学研究数据出版系
统(doi.ac/),气象数据来自国家气象
科学数据中心(a/)°固碳和释氧服务
主要根据植被光合作用固定二氧化碳和释放氧气的
原理确定服务的物质量:
ES c=1.63x(NPP-R)(1)
ES o=1.2x(NPP-R)(2)
式(1)—式(2)中:ES c、ES o分别为固碳和释氧量
(g-m-2-a'1);NPP为植物净初级生产力;R为土壤呼
吸速率。
水源涵养量为存储在土壤系统中的水量,是降水
建设银行怎么转账
量与蒸发量、径流量的差值。
Q cw=10(P-E-C)⑶
式⑶中:Q cw为评估地水源涵养量(mm);P为实测林
外降水量(mm・a-1);E为林分蒸散量(mm・a-1);C为
林分地表快速径流量(mm•a-1)°
土壤保持服务根据修正后的土壤流失方程
(RUSLE),评估土壤保持量为潜在的土壤侵蚀量,方
程为:
G=R-K-L-S・C-P(4)
式⑷中:G为土壤侵蚀量(t/(hm2-a));R为降雨侵
蚀因子((MJ-mm)/(hm2-h*a));K为土壤侵蚀因子
((t•hm2・h)/(MJ•mm•hm2));L和S分别为坡长和坡
度因子;C为植被覆盖率和管理因子;P表示水土保
持措施因子。
降温调节是绿植物利用树冠遮挡阳光减少地
面热辐射,同时通过蒸腾作用将水分散发吸收热量并
降低空气温度,公式为:
Q tr=Q e w X v eh^(H ml xA'x104)^P c⑸
式⑸中:Q tr为区域植被生长季节的日温度变化(七);
Q w为森林生长季节的日蒸腾量(kg);V eh为20七时水
的汽化热(kj/kg);H”,为大气混合层的高度(m);A'为
研究区面积(hm2);P c为空气的体积热容(m3•七)°
本文利用PM2.5去除来表征污染去除服务,根据
不同风速下的PM2.5浓度和沉降速率,计算出不同地
区PM2.5的去除量,公式为:
PM Removal=F X L A X( 1-R)x T(6)
式⑹中:PM Remowi为PM2.5的去除通量(g/m2);F为
PM2.5的干沉降通量(g/(m2•h));L A为叶片表面积
(m2/m2);R为PM2.5的重悬浮率;T为时长(h)°
12女明星都有谁空气负离子浓度因地理环境因素的不同而存在
较大差异,根据植被面积、林分高度等参数,可以计算
出植被释放负离子的能力,其公式为:
Q=5.256x1015x®x F x A x H/L(7)
式(7)中:Q为植被释放负离子含量(个);®为森林
负离子浓度(个/cm3);F为修正系数;A为植被面积
(hm2);H为林分高(m);L为负离子寿命(min)。
增湿指绿植物通过蒸腾作用将植物体内水分
转变为水蒸气散失到周边大气当中,提高周围空气的
相对湿度。其计算公式为:
Q to=A e-e J x100(8)
式(8)中:Q”为区域植被生长季每日相对湿度变化量
(%);△e为区域水气压每日变化量(hpa);e s为区域
饱和水汽压(hpa)°
2.3生态产品价值实现适宜性评价
生态服务供给过程中并不是单一实现,而是整体
性作用的结果。因此价值利用的适宜性评价需要遵
守主导性、综合性和差异性原则,构建指标体系,通
过权重体系主导性和综合性,可以将生态产品价值实
现的适宜性落在国土空间上。生态产品价值实现适
宜性评价指标体系划分为生态系统服务、开发利用
现状、限制因素3个层面。生态系统服务包括测算的
8种调节服务,开发利用现状表征土地利用的历史和
区位优势,选择耕地比重、建设用地比重和交通区位
3个指标。限制因子主要考虑生态红线和基本农田保
护红线。适宜性得分为生态系统服务、土地利用加权
求和与限制性因子的积,计算方法为:
n
S i=R i#/(w i#indicator)(9)
j=1
式⑼中:S,表示第i适宜模式的得分值;R,.为对于i模
式的限制因子;w,为权重;i ndicator」为生态系统服务
十字锈图片和土地利用现状因子;i为适宜性模式;为评价指标
个数。考虑到生态产品特征与产业的融合,以及丽水
的发展现实基础,调节服务生态产品价值实现方式划
分为生态农业、生态工业、生态康养和生态补偿4种
高以翔一集15万目标模式,利用专家打分法确定权重(表1)°
2.4主导实现模式分区
调节服务产品开发具有多适宜性特征。为了确定
生态产品价值实现的主导模式,本文以栅格为单元分
84中国土地科学2021年4月第4期
表1调节服务产品价值实现适宜性评价指标体系与权重
Tab・1Indicators and weights of suitability assessment on the value realization for ecological regulation service 指标生态农业生态工业医E疗康养生态补偿
固碳服务0.1350.0040.0420.163
释氧服务0.0740.0890.0670.175
水源涵养0.1220.0720.0490.197
水土保持0.1270.0580.0220.151生态系统服务
降温调节0.0560.1530.1640.085
污染去除0.1120.1450.1610.063
增湿服务0.0970.0220.1270.063
负离子释放0.0360.0810.1730.049
耕地比重0.1880.0030.0030.018土地利用现状建设用地0.0160.2070.0910
交通区位0.0370.1660.1010
生态红线0001限制因子
永农红线1000
别计算生态农业、生态工业、生态康养、生态补偿4种类型适宜性评价的分值,最高得分的模式确定为该栅格主导的价值实现模式(ESZoning):
ESZoning=max(S agri,,health,(10)式(10)中:S agri、、inds、、health生态工业、生态康养和生态补偿模式的适宜性评价的得分。
3结果与分析
3.1生态系统调节服务空间分布格局
本文评价了丽水市8种生态系统调节服务的空间分布格局(图2)。总体来看,植被覆盖良好的地区各种生态系统调节服务水平高,而人为活动强烈的地方生态系统调节服务相对低。固碳服务和释氧服务的空间格局主要由植被净生产力控制,生产力高的地区固碳和释氧服务高,格局相对一致。水源涵养与当地的降水、土壤性质、蒸散发有关,变化范围在500-800mm之间,高值区分布在丽水市西南地区,是重要的水源涵养区。水土保持服务主要受地形和植被影响,高值区主要分布在海拔较高、地势较陡的区域,该服务对区域土壤稳定和水质保护具有重要作用。温度调节服务范围在2~10七之间,夏季降温作用明显,主要分布在丽水市西部和南部山区。湿度调节服务与土壤、植被的蒸散发相关,植被覆盖好的地区湿度调节服务强°PM2.5的去除能力主要受控于叶面积,山区的污染去除能力远高于城市地区。负氧离子释放是对人体健康有重要作用的调节服务,高值区主要分布在林分成熟的区域。
生态调节服务产品的评价和空间分析的结果表明丽水市的生态调节服务表现出两个明显特征:(1)生态调节服务类型之间存在相关性,主要是由于大部分调节服务受控于丽水市的自然地理条件和植被覆盖程度,导致固碳、释氧、温度调节等服务空间分布格局上具有相似性。(2)生态服务产品高值区在空间集聚。生态系统调节服务高值区在植被覆盖好的山区集聚,低值区在人为活动强烈的下游盆地集聚。不同调节服务产品之间的相关性和高值区空间分布的集聚性,为生态系统调节服务产品集聚开发利用提供了空间基础。
3.2生态产品价值实现的适宜性评价
根据生态调节产品特征和产业发展趋势,将丽水市生态产品开发分为生态农业、生态工业、生态康养和生态补偿4种目标适宜性,分别进行评价划分等级(图3)。生态服务水平高且农地资源丰富的地区的为生态农业高适宜区,生态红线区和城镇发展区为不适宜发展生态农业。其中,高适宜区占了27%,是生态农业开发的重点区域,可以通过特农产品开发、标签化、品牌化实现价值转换。
生态工业实现途径主要通过发展对生态环境条件要求严格的产业,比如需要本地材料的生物制药、温度调节的大数据存储、对环境条件要求高的高精密制造业等。根据评价结果划分为4个等级,基本农田保护区和生态红线区的比例越高越不适宜,生态系统服务越高且建设用地比例高、区位条件优越的地区是
吴绍华等:生态调节服务产品价值实现的适宜性评价及模式分区——以浙江省丽水市为例85
固碳服务/(g  *111-2)
B
100
200
300350400
§*/ (g* nr 2)100200250300400
蓄水调节/mm
550600650700800
水土保持/ (t  • km -2)
—90 000
(b)(c)
负氧离子/e
污染去除/kg (g)
(h)
图2丽水市生态系统调节服务空间分布格局
Fig.2 Spatial  pattern  of  ecosystem  regulation  services  in  Lishui  City
B
50 000500 000
8000001000 0001 500 000
0 25 50 km
生态工业的咼适宜区,占14%° 生态康养是丽水生态产品价值实现的重要产业 类型,可整合休闲旅游和医疗康养为一体。利用的是 地方性强的温度调节、负离子释放、湿度调节、污染去
除等对人体健康具有显著正向影响的服务。高度适宜 区占18%,主要分布在生态环境条件好,且有一定的 建设用地规模区域,为生态康养发展提供开发条件。
生态补偿是区域性强的生态系统服务集中区,发 展权因生态保护政策而受限,因此主要依赖于政府购
买服务和生态补偿来实现生态产品的价值。根据生
态服务水平的差异划分为4个等级,其中生态补偿高 适宜区域,占23%,与生态红线的范围较为吻合。中
等级适宜性主要围绕高等级适宜性周边。
3.3 生态产品价值主导实现模式分区
由于生态系统产品具有多用途性,比如同一斑块
即适宜生态农业又适宜生态康养,为了识别最适宜的 发展模式,在多适宜评价的基础上,根据不同适宜性
水平的差异确定生态产品价值实现的主导实现方式 (图4)°主导实现模式并不等于唯一利用方式,并不
排斥该区域发展其他方式。开展主导方式分区易于集 中连片实施,有利于区域土地利用和管制政策的制定。
本文基于每种主导实现模式分区,确定了该区域的
主要特征,提出土地利用方向和空间管制规则(表2)°
4
种主导模式中比重最大的是生态农业主导实现模式