1、财贸研究2023.4农业生态系统服务价值评价及其驱动因素：基于动态调节当量的实证考察张俊 汪辉 冯越菇(安徽财经大学，安徽 蚌埠233030)摘 要:考察农业生态系统服务价值及其驱动因素是实现农业生态保护和高质量绿色发展的 基本前提。基于动态当量调节因子模型测算20002019年我国31个省份农业生态系统服务价 值,采用标准差椭圆和时空地理加权回归模型，考察农业生态系统服务价值的空间格局及分布动态 演进，识别其驱动因素的时空异质性。研究发现:全国农业生态系统服务价值总量以及人均农业生 态系统服务价值均呈现波动式上升趋势，而全国农业生态系统服务价值总量占第一产业GDP的比 重、人均农业生态系统服
2、务价值占人均GDP的比重呈现下降趋势，存在较大的提升空间。农业生 态系统服务价值存在明显的空间非均衡特征，呈现稳定的“东北-西南”分布方向，其中西部地区 最大。降水、气温、城镇化、经济发展水平和环境治理有利于提升农业生态系统服务价值，而人口密 度以及产业结构具有抑制作用，各驱动因素存在明显的时空分异性。关键词：农业生态系统服务;价值评估；时空异质性；动态调节当量；时空地理加权回归 中图分类号:F062.2 文献标识码:A 文章编号：1001-6260(2023)04-0033-14DOI：10.19337/ki.34 一 1093/f.2023.04.004一、引言农业生态系统作为自然生态系统
3、的主体,不仅为保障国家粮食安全和重要农产品有效供给提供了 有力支撑,而且在改善生态环境、保护生物多样性、维持生态系统平衡、固碳释氧以及文化传承等方面也 发挥着重要作用。伴随我国经济社会进入新发展阶段，加强农业生态系统保护已上升为国家的顶层设 计。中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见以及“十四 五”全国农业绿色发展规划(农规发20218号)要求统筹推进山水林田湖草沙系统治理，保护修复农 业生态系统,增强生态系统服务供给能力和碳汇能力。然而,现阶段我国农业生态环境保护仍然面临一 些困难和挑战，工业化和城镇化发展不断挤占农业生态系统空间，农业生态系统退化形势较为严峻
4、，农 业生态服务供给以及生态安全保障能力不高，难以满足人们日益增长的优美生态环境需要。因此，如何 提高农业生态系统服务供给能力，构建山水林田湖草沙生命共同体成为当前决策层和学术界迫切需要 解决的重大问题。收稿日期：2022-07-29 作者简介:张俊(1969),男，安徽舒城人，博士，安徽财经大学经济学院教授,硕士生导师。汪 辉(1998)，女，河北保定人，安徽财经大学经济学院硕士生。冯越第(2000),女，宁夏吴忠人，安徽财经大学经济学院硕士生。基金项目:安徽高校人文社会科学研究重点项目“环境分权、政绩偏好与农业生态系统服务价值提升研究”(SK2019A0500)；安徽省哲学 社会科学规划项
5、目“双碳目标下安徽粮食生产生态效率评价及提升路径研究”(AHSKY2022D060)。*作者感谢匿名审稿人提出的宝贵意见，当然文责自负。33 作为衡量农业生态系统服务供给能力的重要指标，农业生态系统服务价值评估是农业生态保扒生 态产品开发、碳生态补偿以及生态安全决策的重要依据和基础。然而，由于农业生态系统的结构复杂性 和功能多样性，目前尚未形成一致的评估理论和方法体系，从而限制了对农业生态系统服务功能及其价 值的客观认知。基于此，本文构建动态当量调节因子模型评估我国省际农业生态系统服务价值,考察农 业生态系统服务价值的时空变化，同时采用时空地理加权回归模型揭示其驱动因素的时空异质性。这 不仅有
6、助于正确认识我国农业生态系统服务价值的现状特征，也可为农业生态服务价值提升、农业生态 补偿、农业减排固碳增汇以及乡村生态振兴等多重目标提供理论支撑和政策参考。二、文献综述农业生态系统服务事关人类福祉与社会发展，如何增强农业生态系统服务供给的可持续性是当前 农业生态经济领域的研究热点。现有相关研究主要聚焦于以下两方面：一是农业生态系统服务价值评估。农业生态系统服务是人类从农业生态系统中直接或间接获得的 产品和服务,既包括直接使用价值，又包括间接价值、选择价值和存在价值。目前识别评估农业生态系 统服务价值仍然存在较大困难(Constanza et al.,1997；谢高地等,2015)o从现有评估
7、模型来看，主要包 括基于市场理论的功能价值模型和基于单位面积价值的当量因子模型。功能价值模型指采用实际市场 法、替代市场法和虚拟市场法评估生态系统单项服务功能的经济价值，如刘洪秀等(2023)对黑龙江农 田生态系统所提供的粮食供应、碳固定、水文调节、土壤保持4类服务价值的评估,但功能价值模型对各 项服务的经济价值缺乏统一的评价标准，参数设置和指标选取较为主观，其仅仅适用于小尺度生态系统 服务价值评估(李学锋等,2019)。相比之下，当量因子模型以基础当量表和标准当量为基础，通过价值 当量与生态系统面积相乘得到生态系统服务价值,参数设置较少，各项服务的评价方法一致，评估效率 更高,在全国、区域等
8、大尺度生态系统服务价值评估中具有明显优势(谢高地等,2015；张俊等,2019),已成为目前农业生态系统服务价值评估的主流模型。然而，当量因子模型在基础当量和标准当量构建中仅仅是一种静态评估，评估结果难以反映农业生 态系统服务价值的时空变化。从基础当量因子表的构建来看,Constanza et al.(1997)在假定生态系统公 益价值供给曲线为一条垂线的基础上，最先构建了全球尺度的当量因子表,并估算了单位面积生态服务 价值当量(基础当量系数)。在Costanza et al.(1997)研究的基础上，谢高地等(2003,2008,2015)将生态 系统服务划分为4大类11项，构建了 2002
9、年、2007年和2010年中国生态系统单位面积基础当量表，为 农业生态系统服务价值评估提供了理论依据。借鉴谢高地等(2003,2008,2015)构建的当量因子表，叶 延琼等(2011)发现广东省农业生态系统服务价值呈现下降趋势，王磊等(2015)、郑克强等(2019)、张俊等(2019)分别评估了北京市、粮食主产区以及我国31个省份的农业生态系统服务价值。从标准当量的 核算来看,Costanza et al.(1997)把标准当量定义为每年单位面积农地的经济价值,但现有研究主要以某 一年度单位面积农地粮食生产的净收益来表示，其本质是静态标准当量评估。例如，刘桂林等(2014)、郑克强等(20
10、19)、李学锋等(2019)采用单位面积农田全年粮食产量市场价值的1/7作为净收益。部分文 献以单位面积全国农田粮食生产的年度净利润或者平均利润来核算(谢高地等,2015；张俊等,2019),而 王磊等(2015)、杨文杰等(2019)则直接以研究区域粮食产量与粮食价格的乘积来衡量1个标准当量的 经济价值。考虑到静态当量评估模型的局限性，少数研究尝试从动态当量的角度评估生态系统服务价值。例 如,Shi et al.(2012)采用植被归一化指数(NDVI)构建动态当量调节因子，谢高地等(2015)、王若思等(2022)以植被净初级生产力(NPP)、降水和土壤保持因子为基础,修正基础当量系数。王
11、磊等(2015)、杨文杰等(2019)采用社会发展阶段系数对标准当量进行修正，以反映生态系统服务价值的时空差异。二是农业生态系统服务价值的驱动因素。Santos et al.(2019)发现气候变化对生态系统服务具有负 34 向影响。Shipley et al.(2020)认为生态服务利益相关者以及环境治理是生态系统服务价值的重要驱动 因素，通过界定生态产权(李敏等,2021)、实施生态补偿(Bachev,2021)以及开发农业生态资产(钟文 晶等,2022)等措施，促进了生态受益地区与保护地区利益共享,提升了生态系统服务价值。王若思等(2022)利用地理探测器模型考察了乐山市生态系统服务价值
12、的影响因素,发现社会经济因子的影响日 益突出。叶延琼等(2011)发现经济发展和城镇化对广东省农业生态系统服务价值具有负向影响。现有研究为农业生态系统服务价值评估及驱动因素探寻奠定了重要基础，但仍存在两方面不足:一 是农业生态系统服务价值评估的文献多使用静态当量因子模型，对农业生态系统质量以及生物量的时 空差异缺乏考虑，鲜有文献构建动态当量调节因子模型评估农业生态服务功能的时空变化，从而限制了 农业生态系统服务价值评估的政策应用。二是现有文献多聚焦于气候变化、环境治理、生态补偿、社会 经济等单一因素对生态系统服务价值的影响,从复合维度实证考察农业生态系统服务价值的驱动因素 的文献较为稀缺。与现
13、有研究相比,本文的边际贡献主要体现在:第一，科学测算动态标准当量，利用 NPP时空调节因子、降水调节因子、土壤保持调节因子、生物多样性调节因子以及文化服务调节因子构 建地区层面动态当量调节因子模型，评估我国农业生态系统服务价值，借助标准差椭圆实证考察农业生 态系统的分布动态及演进趋势。第二，在STIRPAT模型的基础上，将农业生态系统服务价值的驱动因 素纳入“社会-经济-自然”的统一分析框架，并利用时空地理加权模型揭示其驱动因素的时空异质 性,从而为制定差别化的农业生态保护政策提供经验证据。三、研究设计(-)农业生态系统构成及其服务功能从农业生态系统的构成来看，部分研究以农田为核心(谢高地等,
14、2013；郑克强等,2019),但多数 研究以农林牧渔为核心(叶延琼等,2011；王磊等,2015；张俊等,2019;J iang et al.,2021)o本文认为农 业生态系统以农林牧渔为核心更能体现农业蕴含的生态价值，其是由耕地、林地、草地以及水域构成的 复杂的多功能生态系统。借鉴Constanza et al.(1997)、谢高地等(2015)的研究，本文把农业生态系统服 务功能划分为供给服务、调节服务、支持服务与文化服务4类，并进一步细分为食物生产、原材料生产、水资源供给、气体调节、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、维持生物多样性和提 供美学景观11种。(二)动态
15、当量调节因子评估模型为评估不同年份省域农业生态系统服务价值，在谢高地等(2015).张俊等(2019)研究的基础上，构 建动态当量因子评估模型,表达式如下：AES%严 YEtXAj kXWnitXDnj(1)其中:AESVit为i省t年的农业生态系统服务价值,Et为全国层面的动态标准当量,为i省t年第j 类农业生态系统面积,为i省t年第n种生态服务动态当量调节因子，。对为j类农业生态系统提供 的第n种生态服务的基础当量系数。就标准当量而言，其目的在于衡量当年生态系统潜在服务价值的相对贡献率,现有研究主要采用两 种方式核算1个标准当量:一是以单位面积(lhn?)农田粮食生产的年度净利润或者五年平
16、均净利润(谢高地等,2015；张俊等,2019)来核算，但可能存在粮食生产年度净利润为零甚至为负的情况。例 如,2000-2019年全国粮食生产成本逐年上升,粮食生产的净利润不断下降，其中20162018年三种 主粮生产的净利润连续为负。因此，这一核算方式存在不足(杨文杰等,2019)。二是以单位面积(lhn?)农田粮食产量市场价值的1/7作为1个标准当量，系数选择1/7是综合考虑种粮投入后粮食生本文的“全国”不包含港澳台地区。35 产的平均收益率，这一方法为当前大多数文献所采用。基于此，本文借鉴谢高地等(2003)、刘桂林等(2014)、郑克强等(2019)、李学锋等(2019)的研究，以全国每年单位面积粮食主产品与副产品市场价值 的1/7作为动态标准当量,表达式如下：其中:E为t年的1个标准当量因子价值量(j U/hm2),k为粮食作物种类,纽*为t年第k种粮食作物的 播种面积(hn?)；皿为t年第k种粮食作物平均价格(元/炮)，仏为t年第k种粮食作物产量(kg/hm2),环表示t年第k种粮食作物副产品价值(元/hn?);Mt为t年粮食作物的总播种面积(hm2)o选择水稻、小麦、玉
