昆明市生態(tài)紅地利用非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變的生態(tài)效益分析

昆明市生態(tài)紅地利用非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變的生態(tài)效益分析

在生態(tài)安全條件下研究土地利用模式是當(dāng)前土地利用和覆蓋變化（luc）的一個前沿問題。通過調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu),恢復(fù)和重建地表覆蓋自然格局,建立合理的土地利用及生態(tài)、生產(chǎn)范式,是維持區(qū)域生態(tài)安全和改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的重要途徑。從人類干擾的強度、保持自然狀態(tài)的程度以及所擔(dān)負(fù)的主體功能等方面,土地利用類型可首先劃分為生態(tài)用地和非生態(tài)用地。生態(tài)用地的主體功能體現(xiàn)在保護(hù)生物多樣性、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化環(huán)境、防止土地退化及減少自然災(zāi)害等,對維系區(qū)域生命支持系統(tǒng)的正常運行起著關(guān)鍵作用。非生態(tài)用地是人類的生產(chǎn)、生活用地,與人們的衣食住行密切相關(guān)。近年來,生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)界眾多學(xué)者一直在研究,不同土地利用類型作為自然資產(chǎn)所具有的生態(tài)服務(wù)功能及其相應(yīng)效益價值[10,11,12,13,14,15];研究成果指導(dǎo)著土地利用格局的進(jìn)一步優(yōu)化。昆明市在最新的土地利用總體規(guī)劃修編中,綜合考慮了土壤侵蝕敏感性、石漠化敏感性、生境敏感性以及生物多樣性保護(hù)、水源涵養(yǎng)、營養(yǎng)物質(zhì)保持等因素,把生態(tài)系統(tǒng)比較敏感或具有最關(guān)鍵生態(tài)功能的區(qū)域,劃為生態(tài)紅線區(qū);區(qū)內(nèi)的非生態(tài)用地要逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)用地。本文利用所整理的昆明市2005年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)(表1),計算并分析了生態(tài)紅線區(qū)非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變前后的生態(tài)效益價值,為規(guī)劃的完善提供參考。1生態(tài)恢復(fù)生態(tài)性昆明市地處云貴高原中部,東經(jīng)102°10′-103°41′、北緯24°24′-26°33′之間。市域范圍北窄南寬,地形復(fù)雜,以高原山地為主,地勢北高南低,大部分地區(qū)海拔在1500~2800m之間。屬低緯度高海拔亞熱帶高原型濕潤季風(fēng)氣候,年均氣溫14.5℃,年均降水量800~1200mm,日照長,霜期短,氣候溫和,四季如春。2005年全市人口508.47萬人,土地面積2.1萬km2,現(xiàn)轄5區(qū)1市8縣?；谏鷳B(tài)安全而劃定的生態(tài)紅線區(qū),除滇池作為一個規(guī)模較大的斑塊外,其他則呈散點式分布于各區(qū)市縣,但以中南部為主,其中宜良縣、石林縣、嵩明縣、呈貢縣、晉寧縣和尋甸縣的紅線區(qū)面積,均超過100km2。整個生態(tài)紅線區(qū)的非生態(tài)用地占37%,上述的宜良等6縣主要以耕地為主,而滇池周圍的4個主城區(qū)則有比例較高的建設(shè)用地。2中國生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益價值分量因子估算區(qū)域中不同土地利用類型所產(chǎn)生的生態(tài)效益,目前普遍推行的是Costanza等人提出的計算方法。ESV=∑AkCk(1)式中:ESV——生態(tài)效益總價值;Ak——研究區(qū)第K種土地利用類型的面積;Ck——該類土地生態(tài)效益價值系數(shù),即單位面積的生態(tài)效益價值。應(yīng)用式(1)進(jìn)行計算,關(guān)鍵是合理確定不同土地利用類型生態(tài)效益價值系數(shù)Ck的大小。Costanza對耕地和濕地的Ck估計得過低和過高,謝高地、魯春霞等人改進(jìn)了Costanza研究中的某些不足,并把后者總結(jié)的生態(tài)系統(tǒng)的17種功能歸并為9類,制定出了中國生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益價值當(dāng)量因子表,按該表就能計算出各地不同土地利用類型的生態(tài)效益價值系數(shù)。而每個生態(tài)效益價值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價值量又可由式(2)求得。Ea=1/7∑i=1nmipiqiM(i=1,2,?,n)(2)Ea=1/7∑i=1nmipiqiΜ(i=1,2,?,n)(2)式中:Ea——1個生態(tài)效益價值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價值量;i——作物種類;pi——第i種糧食作物當(dāng)年全國平均價格;qi——第i種糧食作物當(dāng)年單產(chǎn);mi——第i種糧食作物當(dāng)年;M——第i種糧食作物面積。昆明市的園地70%左右是果園,因而,園地的單價可定為林地單價的70%加上草地單價的30%。結(jié)合昆明的實際,參考陳仲新、張新時在研究各省區(qū)生態(tài)系統(tǒng)效益價值排序時云南的位次,把與生物量有關(guān)的區(qū)域校正系數(shù)定為1.1。經(jīng)計算,昆明市2005年1個生態(tài)效益價值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價值量為1021元,由此就會得到昆明市不同土地利用類型生態(tài)效益價值系數(shù)表(見表2)3用地指標(biāo)及方案易性評價新一輪土地利用總體規(guī)劃中,昆明市在劃分了8個生態(tài)功能類型區(qū)的基礎(chǔ)上,把涉及全市生態(tài)安全最關(guān)鍵的區(qū)域圈定為生態(tài)紅線區(qū),目的就是為了采取強有力和特殊的生態(tài)管制措施。通過調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu),把非生態(tài)用地(耕地、園地和建設(shè)用地)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)用地(林地、草地、水域和未利用地),恢復(fù)其在自然狀態(tài)下的土地覆蓋格局。考慮到社會經(jīng)濟(jì)因素和可操作的難易性,本文認(rèn)為,對于紅線區(qū)內(nèi)的用地轉(zhuǎn)變,按照實施的難易程度,可有3種方案(見表3)對比參考。1)低方案比較容易實現(xiàn)。在近期內(nèi)把所有耕地實行退耕還林還草,園地和建設(shè)用地的規(guī)模面積可暫時不變;但園地要嚴(yán)格控制化肥農(nóng)藥的使用,居住區(qū)要進(jìn)行環(huán)境治理,有廢物收集和污水處理設(shè)施,區(qū)內(nèi)企業(yè)要限期整治和達(dá)標(biāo)排放。2)高方案要完全實現(xiàn)難度很大,只是一種遠(yuǎn)期的理想狀況。按照該種設(shè)想,除耕地完全轉(zhuǎn)變外,園地要恢復(fù)成自然狀態(tài)的林地,居民點和企業(yè)要遷出,所有的建設(shè)用地幾乎全變?yōu)榱植莸?以杜絕一切點、面源污染所帶來的環(huán)境問題和生態(tài)隱患。3)中方案比較現(xiàn)實。綜合考慮了自然和人文因素,既追求環(huán)境的健康安全,又顧及社會的和諧穩(wěn)定。此方案只要求一部分園地轉(zhuǎn)為自然林地,另一部分仍留作果園和園林等用地,但化肥農(nóng)藥的用量要減少到最低;居住地、交通用地可根據(jù)城鄉(xiāng)用地整理和居民點的搬遷合并而進(jìn)一步壓縮;工礦企業(yè)絕大部分要遷出,僅留少量資源耗費小、污染小的加工業(yè);騰出的建設(shè)用地和耕地一并轉(zhuǎn)為林草地。4)低方案和高方案的設(shè)想,只是為了引出比較合理的中方案,而且中方案實施后,其土地利用格局生態(tài)效益的最大、最小值,分別就是高低方案的效益值。3.1非生態(tài)用地生態(tài)效益由表4可知,非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變前,2005年生態(tài)紅線區(qū)生態(tài)效益總價值是35.48億元,其中,生態(tài)用地水域和林地貢獻(xiàn)最高,分別為22.99億元和7.969億元,構(gòu)成了價值的主體;非生態(tài)用地的生態(tài)效益占整個紅線區(qū)的11.8%;除滇池外,各區(qū)縣中,非生態(tài)用地生態(tài)效益占其總量比重最高的是呈貢縣(29.8%),其次是五華區(qū)(24.1%),其他較高的依次為宜良縣、嵩明縣、晉寧縣、石林縣、西山區(qū)和尋甸縣,這是因為這些區(qū)縣非生態(tài)用地所占的面積比例較高(見圖1),西山區(qū)和宜良縣分別高達(dá)61%和60%,其他也都在40%以上,說明這些區(qū)縣是將來非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變的主要對象和明顯的生態(tài)效益增值區(qū)。從表5又可看出,紅線區(qū)目前單位面積生態(tài)效益平均為2.16萬元/hm2,各區(qū)縣都低于此值,是因為滇池顯著的生態(tài)效益(4.69萬元/hm2)提高了平均值;其中1.7萬元/hm2以上的區(qū)縣有官渡區(qū)、盤龍區(qū)、呈貢縣、富民縣、尋甸縣和安寧市,而東川區(qū)(0.95萬元/hm2)和五華區(qū)(1.07萬元/hm2)非常低,反映出前6個區(qū)縣在紅線區(qū)有相對多的水域或林地,后2區(qū)卻相對缺少(見表1)。3.2不同立地條件下,各生態(tài)效益同來分表5出示了非生態(tài)用地按3種方案轉(zhuǎn)變后,紅線區(qū)的生態(tài)效益大小以及與現(xiàn)狀的對比。以2005年的市場價格,低、中、高方案能使生態(tài)紅線區(qū)每年產(chǎn)生的總生態(tài)效益分別是38.95億元、39.87億元和40.8億元,單位面積所具有的生態(tài)效益分別為2.38萬元/hm2、2.43萬元/hm2和2.49萬元/hm2;無論是總生態(tài)效益還是單位面積生態(tài)效益,低、中、高方案均比現(xiàn)狀用地分別增加了9.8%,12.4%,15%。圖2直觀地顯示了3種方案相比現(xiàn)狀所增加的程度。仔細(xì)對比圖1和圖2,就會發(fā)現(xiàn),低方案比現(xiàn)狀在生態(tài)效益上所增加的百分比曲線,與耕地所占面積百分比曲線的態(tài)勢幾乎一致,經(jīng)計算得兩者的相關(guān)系數(shù)為0.8934(f=14,α=0.001,rα=0.7420),表明相關(guān)性極顯著;這是因為,按低方案實施的非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變,是先把耕地轉(zhuǎn)為林地與草地,而園地與建設(shè)用地未有變化,所以,耕地面積比例較大的幾個區(qū)縣,在按低方案轉(zhuǎn)變后,生態(tài)效益增值非常明顯;其中增加最大的是宜良縣24.3%,其耕地面積占49%,其他增加較大的是石林縣19%,嵩明縣18.9%,耕地面積比例分別為41%、40%,增加較小的是盤龍區(qū)6.4%,祿勸縣6.7%,耕地面積比例分別為16%、14%;這里也有幾個特例,如五華區(qū)、西山區(qū)和東川區(qū),耕地面積比例并不高于紅線區(qū)平均值,卻增值較大,而尋甸縣和官渡區(qū),耕地面積比例也不低,卻增值不明顯或較低,這主要是因為,前者的水域或林地面積比例非常低,而后者的卻非常高,這就強化或弱化了耕地轉(zhuǎn)變后的增值程度。由此可揭示出,宜良、石林、嵩明等在紅線區(qū)有較高耕地面積比例的區(qū)縣,近期若能有效地實施退耕還林還草工程,整個生態(tài)紅線區(qū)的生態(tài)效益就能比現(xiàn)狀提高接近9.8%,環(huán)境現(xiàn)狀和生態(tài)安全也會得到較大的改善。高方案比現(xiàn)狀在生態(tài)效益上所增加的百分比,與各類非生態(tài)用地所占面積比例的相關(guān)系數(shù)分別為:耕地0.5076,園地0.0905,建設(shè)用地0.8421,全部非生態(tài)用地0.8071,而與建設(shè)用地和耕地面積比例之和的相關(guān)系數(shù)最高,為0.8435(f=14,α=0.001,rα=0.7420),也表明與后三者有非常顯著的相關(guān)性。這也不難理解,對于園地,一是各區(qū)縣的面積比例較小(呈貢縣和盤龍區(qū)除外),整個紅線區(qū)平均為3%,二是園地轉(zhuǎn)為林地后,單位面積生態(tài)效益的提高并不是很多,僅增加4076.7元/(hm2·a);而建設(shè)用地和耕地在轉(zhuǎn)為林草地后,單位面積生態(tài)效益分別增加14850.4元/(hm2·a)和7795.3元/(hm2·a),況且建設(shè)用地和耕地的面積比例在紅線區(qū)平均分別為7%和27%,是園地的數(shù)倍;所以,用地格局按高方案實施轉(zhuǎn)變后,生態(tài)效益比現(xiàn)狀所增加的百分比,與園地面積比例的相關(guān)性幾乎不考慮,而主要由建設(shè)用地與耕地相加的面積比例所決定。結(jié)合表5,由圖2、圖3就可看出,所有非生態(tài)用地都轉(zhuǎn)變后,生態(tài)效益比現(xiàn)狀顯著提高的是五華區(qū)49.7%,西山區(qū)49.1%,宜良縣33.4%,其建設(shè)用地與耕地面積比例之和分別為47%,58%,58%;其他增值較高的依次是嵩明縣24.9%,晉寧縣23.1%,呈貢縣23.1%和石林縣22%,建設(shè)用地與耕地面積比例之和在37%~46%之間;生態(tài)效益增加最低的是祿勸縣9.2%,其次是富民縣12.1%,對應(yīng)的建設(shè)用地與耕地面積比例之和分別是16%、23%;東川區(qū)耕地與建設(shè)用地面積比例之和與富民縣一樣,但生態(tài)效益卻比現(xiàn)狀增加了20%,遠(yuǎn)高于后者,這是因為,如上所述,東川區(qū)和五華區(qū)較低的水域或林地面積比例,強化放大了非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變后的效益增加程度。由此可知,建設(shè)用地和耕地面積比例之和較大的五華區(qū)、西山區(qū)、宜良縣、嵩明縣、晉寧縣、呈貢縣和石林縣等,若能在遠(yuǎn)期按規(guī)劃逐步轉(zhuǎn)變非生態(tài)用地(特別是建設(shè)用地),則生態(tài)紅線區(qū)的生態(tài)效益就會接近最大值,能比現(xiàn)狀提高接近15%。中方案的效益值是高低方案效益值的平均值,卻最能現(xiàn)實地反映紅線區(qū)將來的生態(tài)效益狀況。也就是說,在全部退耕還林還草后,如果紅線區(qū)建設(shè)用地和園地(特別是前者)轉(zhuǎn)變緩慢,收效甚微,則紅線區(qū)的效益值大小就由中方案的效益值(平均值)向低方案的效益值(最小值)滑動;相反,若建設(shè)用地和園地絕大部分轉(zhuǎn)為生態(tài)用地,則紅線區(qū)的效益值大小就由中方案的效益值向高方案的效益值(最大值)趨近;如果建設(shè)用地和園地的轉(zhuǎn)變既不消極,也不急進(jìn),那么中方案的效益值就可近似地視為將來紅線區(qū)的效益值。表5顯示,按中方案以中等強度轉(zhuǎn)變非生態(tài)用地,則生態(tài)效益比現(xiàn)狀增長幅度較顯著的是五華區(qū)33.9%,西山區(qū)32.2%和宜良縣28.9%;增幅較低的是祿勸縣7.9%和富民縣10.6%。4設(shè)計目標(biāo)及原則綜上所述,昆明市生態(tài)紅線區(qū)非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變前后的生態(tài)效益狀況可概括為:(1)2005年生態(tài)紅線區(qū)的現(xiàn)狀總生態(tài)效益價值是35.48億元,其中,非生態(tài)用地效益值占總量的11.8%,而生態(tài)用地水域和林地是產(chǎn)生紅線區(qū)生態(tài)效益的主體;紅線區(qū)現(xiàn)狀單位面積生態(tài)效益為2.16萬元/hm2,均高于區(qū)內(nèi)各區(qū)縣的相應(yīng)值,這緣于滇池顯著生態(tài)效益向上拉動的結(jié)果。(2)按照2005年市場價格,低、中、高方案使紅線區(qū)每年產(chǎn)生的總生態(tài)效益分別為38.95億元、39.87億元和40.8億元,單位面積生態(tài)效益分別為2.38萬元/hm2、2.43萬元/hm2和2.49萬元/hm2,這比現(xiàn)狀生態(tài)效益分別增加了9.8%、12.4%和15%。(3)低方案實施后,紅線區(qū)生態(tài)效益的提高,主要決定于區(qū)內(nèi)耕地面積比例較大的區(qū)縣;其中增值最高的是宜良縣(24.3%),增值最低的是盤龍區(qū)(6.4%)。(4)高方案實施后,紅線區(qū)生態(tài)效益的提高,則是由區(qū)內(nèi)建設(shè)用地與耕地面積比例之和較高的區(qū)縣所決定;其中增值最高的是五華區(qū)(49.7%),增值最低的是祿勸縣(9.2%)。(5)中方案的生態(tài)效益價值,最能現(xiàn)實地反映紅線區(qū)將來一般的生態(tài)效益狀況;根據(jù)非生態(tài)用地轉(zhuǎn)變的難易程度和執(zhí)行情況,紅線區(qū)的生態(tài)效益值,應(yīng)是以中方案的效益值為中心的一個區(qū)間范圍,可