贵港市生态系统服务价值与土地生态安全协调性评价

陈雨欣,陆汝成,周兴

(南宁师范大学 自然资源与测绘学院，广西 南宁 530001)

1 引言

生态系统服务价值是人类直接或者间接从生态系统中获得的各种利益，它是衡量一个区域生态环境和自然环境状况优劣的重要指标。土地生态系统安全程度反映了社会政治经济、人类各种活动对土地生态系统的影响程度。土地生态系统的安全直接影响到生态系统服务价值，二者相辅相成，交互影响。生态系统服务价值和土地生态安全之间的协调度反映着该区域的自然环境条件的好坏程度，两者之间的协调性越高，则该区域的自然环境条件越好，反之越差。贵港市近年来被国家列为智慧城市的试点城市，自国家进入快速发展时期，贵港市的经济得到快速发展，然而，社会经济发展可能会对贵港市的土地安全和生态系统造成不利影响。因此，为了解贵港市生态系统和土地安全情况，本文的研究主要从时空上对贵港市进行研究，分析贵港市生态系统服务价值与土地生态安全水平之间的协调性，目的是为贵港市的发展与生态环境的协调发展提供一些可行性依据。

2 研究区概况

2.1 区位特征

贵港市位于广西的东南部，地处北纬22°39′～24°2′，东经109°11′～110°39′，处于广西山字形构造带前弧，地势为西北高东南低，东北部地处大瑶山山脉西南冀，东南部地处十万大山山脉西北冀，地形地貌是典型的喀斯特地貌。

2.2 自然生态环境

贵港市行政辖区面积1060234.27 hm2,土地资源种类丰富并且利用结构复杂；所属亚热带季风气候，四季分明。森林覆盖率较高，达到46.9%，有“国家森林城市”之美誉；拥有10个AAAA级景区，是广西重要的旅游胜地和重点发展的桂东南历史文化宗教名胜旅游中心。

2.3 土地利用现状

全市土地总面积1060234.27 hm2，其中农用地面积891373.97 hm2，占土地总面积的84.05%；建设用地面积78247.83 hm2，占土地总面积的7.38%；未利用土地面积90921.80 hm2，占土地总面积的8.57%。截至2019年底，耕地面积为319100 hm2，人均耕地面积为0.057 hm2，耕地面积占广西耕地总面积的7.29%，是广西重要的商品粮、蔗糖、林业、水果和禽畜水产生产基地，素有广西“鱼米之乡”的美誉。

2.4 社会经济

“十三五”期间规模以上工业总产值全区排名从2015年的第十位跃升为2019年的第五位，2019年全市农林牧渔业总产值318.66亿元，粮食总产量143.98万t。建成区面积83.26 km2,人口560万，城镇化率50%。贵港市2019年全年实现国内生产总值(GDP)1169.88亿元，社会经济得到快速发展。

3 数据来源与研究方法

3.1 数据来源

文中研究所需数据主要来源于2009～2019年《广西统计年鉴》《贵港市统计年鉴》《贵港市环境质量状况公报》《贵港市国民经济和社会发展统计公报》。

3.2 研究方法

3.2.1 指标体系与权重

从生态系统服务价值与土地生态安全两个方面构建指标体系。在生态服务价值方面，本文综合贵港市经济、生态等各方面状况，用市场价格法、机会成本法、费用支出法、替代成本法等基本方法求取贵港市生态服务价值，并根据当地发展和环境状况，分别选取直接经济价值、间接经济价值、生态环境价值作为一级指标，选取食物生产、旅游价值等共9个指标作为二级指标，根据二级指标展开选取11个服务价值指标作为三级指标。在土地生态安全方面，因土地生态安全会对社会状况(人口发展情况、城镇化进程等)、经济发展、环境生态的各方面都会造成影响，故本文结合贵港市当地的社会状况、环境生态、经济状况等各方面情况加以选取指标从而严谨构建出贵港市土地生态安全水平的16个指标，构成了贵港市土地生态安全水平评价指标体系。

首先，采用极差标准化处理数据。其次，采用熵值法确定权重。熵权法是一种比较客观的确定权重的方法，可有效避免人为因素的影响，具有较强的客观性(表1)。

表1 生态系统服务价值与土地生态安全评价指标体系

3.2.2 综合评分

结合指标标准化值与权重系数，求得贵港市土地生态安全综合指数，测算采用如下公式：

(1)

式(1)中：L代表土地生态安全综合指数；n代表指标的总的数量；Wi代表第i项指标的权重；Pi代表第i项指标的标准化值。

3.2.3 耦合协调模型

采用一种协调度模型对土地生态安全水平和生态系统服务价值之间的协调度进行测算和分析。在该计算的方法中，主要利用公式的离差来衡量此协调度的大小，该离差越大，其协调度就会越低[14]，则计算公式如下：

C=[G×E×[(G×E)/2]-2]2

(2)

式(2)中，C为协调度；G为生态系统服务价值标准化后的值；E为土地生态安全水平标准化后的值。

3.2.4 评价标准

3.2.4.1 土地生态安全水平评价

土地生态安全指数能够客观地反映一个区域的土地的生态安全的程度高低，按照土地生态安全的权重和标准化值确定好土地生态安全指数后，可对土地生态安全指数进行分类划定，依据贵港市的生态安全指数的高低，人为设置几个等级断点，可以将整个贵港市的区域生态安全划分为低(0～0.2]、较低(0.2～0.4]、中(0.4～0.6]、较高(0.6～0.8]、高(0.8～1]5个等别来划分，如表2所示。

表2 贵港市土地生态安全指数评价分级

3.2.4.2 协调度类型划分

若最终生态系统服务价值与土地生态安全两者的协调度值在0～1区间，并且协调度的值越接近于1，则表示贵港市的生态系统服务的价值与土地生态安全的水平就会越协调发展，反之就会越不协调。依据此，可以采取等间距法将协调度划分为严重失调等级(0.00～0.20)、中度失调等级[0.20～0.40)、勉强协调等级 [0.40～0.60)、中度协调等级 [0.60～0.80)以及良好协调等级 [0.80～1.00)，为5个协调度等级。

4 结果与分析

4.1 土地生态安全评价

进行土地生态安全综合指数的计算，因原始数据在单位上仍然存在差异，为使各指标的权重的结果更加精确，本研究采用如下公式对贵港市16项指标的原始数据进行标准化处理。

正向指标：i′ =(1-A)+A× (Xi-Xmin)/(Ximin-Ximax)

(3)

负向指标：i′ =(1-A)+A× (Ximax-Xi)/(Ximax-Ximin)

(4)

式(3)、(4)中：i'为标准化后的结果值；Xi为原始数据；Ximax为第i项指标的最大值，Ximin为第i项指标最小值，为避免0值产生的误差，引入A，则A取值0.9。

根据各指标的权重与各指标的标准化值，进行指数的计算，最后土地生态安全指数如表3所示。

表3 贵港市土地生态安全指数

计算了贵港市2009、2015、2019年的生态安全指数以后，可看到十年的变化如图1所示。

图1 2009～2019年贵港市土地生态安全指数

根据分级表(表2)和土地生态安全指数图(图1)，贵港市的土地生态安全总体上这3年都处于中等水平，即处于临界安全的状态，贵港市土地生态安全虽可能受到一些人为因素的影响，但生态功能和结构还是相对完整的，同时也会存在一定的生态压力。

从总体上看，贵港市的土地生态安全发展趋势比较稳定，其中，社会状况指数和环境生态指数对贵港市的土地生态安全的指数影响较大，社会经济的发展和环境生态问题都会影响土地生态的安全。土地生态安全水平的提高，代表着人类对贵港市土地生态环境强度和干扰程度逐渐降低。贵港市是现代农业加快发展的城市，经济发展也离不开现代农业，加之贵港市森林覆盖率高，所以在土地生态安全方面仍然属于一个相对安全的状态，但是从2015～2019年间贵港市土地生态安全又呈现一个小幅度的下滑，说明要注意提高土地生态安全，预防社会发展带来的环境污染问题。

4.2 生态服务价值评价

经基本求取生态系统服务价值公式，结合贵港市生态系统的实际状况，可得贵港市服务价值表(表4)。

表4 2009～2019年贵港市生态系统服务价值

根据相应的统计数据的获取和上述相应的计算公式，贵港市生态系统服务价值结果如表5所示。

表5 贵港市生态系统服务价值

从该服务价值结果表中可知，贵港市的生态系统服务价值在这10年间呈现上升趋势，间接经济价值在10年间的变化从供给占比为中等跃升为供给第一，直接经济价值的供给也逐年上升。从2015年底，贵港文化艺术中心主体工程开始动工，到2019年贵港荣获“2019中国(区域)最具投资营商价值城市”，贵港市经济的发展直接带动了生态系统服务价值的提高，直接和间接经济价值呈现逐年升高趋势，而生态环境价值呈现降低又升高趋势，贵港市的生态环境状况需注意稳定和提高。

4.2.1 贵港市直接经济价值结果分析

贵港市2009年生态系统直接经济价值为181.11亿元，然而，其中粮食的供给价值是最高的，占比39.47%，其次是油料37.19%，渔业供给价值占比6.99%，水果5.6%，甘蔗3.9%，木材3.89%，覃塘毛尖茶3%。

2015年生态系统直接经济价值为450.83亿元，然而，其中木材的供给价值是最高的，达到了33.18%，其次是油料28.85%，粮食16.98%，渔业8.8%，覃塘毛尖茶6.1%，水果3.7%，甘蔗2.4%。

2019年的生态系统直接经济价值为1318.57亿元，其中渔业的供给价值是最高的，达到了42.89%，其次是木材26.69%，油料的供给为15.69%，水果价值4.07%，稻谷6.78%，覃塘毛尖茶2.92%，甘蔗供给价值是最低的，其占比只有0.96%。

这10年间贵港市直接经济价值服务供给情况如图2所示。

图2 贵港市2009～2019年直接经济价值各类型服务供给

这十年贵港市的直接经济服务价值主要来源是油料、渔业、木材以及稻谷粮食所提供的服务价值。这与贵港市独特的地理优势有关，贵港市作为广西的一个重要门户，它的农业、木材业、水力、矿产、旅游资源十分丰富，且盛产桂圆、菠萝蜜等水果和覃塘毛尖茶、桂油等油料作物，贵港的香米等稻谷粮食是地方独有的特产优势。所以这几大生产优势组成了贵港市直接经济价值服务的主力军，贵港市农用地占比最高，农林渔业等发展的方面可以继续保持。

4.2.2 贵港市间接经济价值结果分析

贵港市2009年生态系统间接经济价值为721.48亿元，其中生物多样性的供给价值是最高的，达到了76.82%；其次是旅游的供给价值，为17.98%；污水的供给价值最低，为5.2%。

贵港市2015年生态系统间接经济价值为1096.74亿元，其中生物多样性的供给价值是最高的，达到了74.13%；其次是旅游的供给价值，为22.20%；污水的供给价值最低，为3.66%。

贵港市2019年的生态系统间接经济价值为2006.25亿元，其中生物多样性的供给价值是最高的，达到了71.47%，其次是旅游的供给价值，为26.28%；污水的供给价值最低，为2.25%。其结果如图3所示。

图3 贵港市间接经济价值服务供给

贵港市的生物多样性供给价值在10年间呈现均居于首位，旅游价值供给在中等水平，污水处理价值的供给最低。因贵港市森林覆盖率较高，使得贵港市的生物多样性供给价值最高，贵港站的通车使得贵港市交通便利，吸引更多投资商，与此同时贵港市拥有10个国家AAAA级景区和旅游景点，吸引外来游客，经济逐渐向好，但与此同时污水处理方面的价值却最低，需注意提高污水处理能力，避免因经济的发展而带来的生态环境的破坏。

4.2.3 贵港市生态环境价值结果分析

贵港市2009年的生态系统的生态环境价值为943.5亿元，其中净化大气的供给价值是61.84%；其次是防治病虫灾害价值，为34.47%；保持土壤肥力价值供给为2.58%；防止土壤侵蚀供给为0.68%；农田防护服务价值最低，仅有0.42%。

贵港市2015年的生态系统生态环境价值为722.99亿元，其中净化大气价值服务的供给是50.66%，其次是防治病虫灾害价值，为44.53%；保持土壤肥力价值供给为3.32%；防止土壤侵蚀供给为0.87%；农田防护服务价值最低，仅有0.59%。

贵港市2019年的生态系统生态环境价值为956.97亿元，其中净化大气价值服务的供给是61.84%，其次是防治病虫灾害价值，为34.47%；保持土壤肥力价值供给为2.59%；防止土壤侵蚀供给为0.68%；农田防护服务价值最低，仅有0.42%。如图4所示。

图4 贵港市生态环境价值服务供给

从图4中，可见贵港市净化大气的供给在首位，且维持在一个稳定的范围，防治病虫灾害服务也相对较高，但保肥价值和农田防护服务价值却较低，这与贵港市森林覆盖率较高和重视农业方面有关，贵港的现代农业得到快速发展，但是在发展过程中可能为了防治病虫灾害而使用过多的农药化肥所导致，所以要从根本上保护环境和农业的发展，需要减少农田污染，加之贵港市森林覆盖率高，也为净化大气服务价值做了贡献。

4.3 耦合协调分析

根据上述协调度模型公式，综合贵港市生态服务价值标准化后的值与土地生态安全综合分值可以计算出两者的协调度，2009年的协调度为0.60，2015年的协调度为0.42，2019年的协调度为0.43，且该协调度发展趋势如图5所示。

图5 2009～2019年贵港市生态系统服务价值与土地生态安全协调度

根据2009～2019年贵港市生态系统服务价值与土地生态安全协调度，贵港市生态系统服务价值与土地生态安全协调度呈现下降的趋势，且2009年的协调度在中度协调等级 [0.60～0.80)，而2015年和2019年的协调度均在勉强协调等级 [0.40～0.60)。总体上随着社会经济的发展，贵港市的土地生态安全与生态系统服务价值之间的协调度呈现下滑趋势，该区域的生态状况并不那么理想。

建成贵港站后，经济发展得以提高，使贵港市加大投入在公共设施和房地产业以吸引外资，旅游业的发展相对忽略了污水处理能力，从而相对忽略了生态环境问题，贵港市的土地生态安全与生态系统服务价值之间的协调度日益下降，土地生态问题使得生态系统服务价值随之降低。

5 结论与建议

5.1 结论

2009～2019年间，根据贵港市的发展历程来看，在土地环境和生态环境方面的治理重视程度呈现下降趋势，而2015年为贵港市的一个转折年份，文化体育中心也开始投入和使用，与此同时，经济的快速发展让贵港市的房地产业也快速发展起来，2019年就进入了提速发展的阶段，所以可能有大量的优质农用地被建设用地占用，生态安全问题也日益突出。

从贵港的生态系统服务价值和土地生态安全水平之间的协调度来看，贵港市的一些地方存在重污水处理厂建设、轻截污管网建设问题进度严重滞后，政府解决“一些工业园区污水处理配套基础设施建设进度慢，工业集中区污水管网及废水集中处理设施建设缓慢”问题，未按要求推进；县级生活垃圾填埋场渗滤液治理不到位，存在超标排放甚至偷排至外环境的情况，问题未按要求推进。

5.2 建议

5.2.1 发挥木材、水果和油料及粮食制品优势，在发展旅游业同时进行污染整治，重视农业发展

发展贵港当地的木材优势和独特的水果、油料及粮食制品来推动当地的经济发展，同时也要充分考虑资源环境承载力和生态系统健康问题，开发强度不宜过高。再者因贵港市交通便利，旅游服务价值逐年上升，而处理污水服务价值相对于旅游的供给却比较低，这是环境和经济发展不协调的表现，贵港市处于上升的发展阶段，更要重视对土地生态问题的解决，在发展旅游业的同时也要守着贵港市的绿水青山，加大污染治理力度，同时调整产业结构，对有污染的企业进行整治。

5.2.2 贯彻落实环境保护的各种相关法律法规，强化节能环保意识，继续保持“国家森林城市”美誉

社会经济因素是影响土地生态安全水平和生态系统服务价值的重要因素，实行最严格的基本农田保护制度，缓解土地承载力的压力，进一步贯彻落实环境保护的各种相关法律法规，强化节能环保意识，让公众一起参与到节能减排的行动中来，减少环境和大气的污染，保持森林覆盖率不降低，同时还要降低破坏耕地和土地安全环境的农药化肥等化学用品在农用地的使用，可以通过施用有机肥来代替传统肥料，更好地防止土地污染。

5.2.3 对有污染的产业结构进行调整，坚定地守护贵港市的耕地红线

贵港市应当对有污染的产业进行调整，排放有害污水的企业应进一步加大执法监察力度，尽快完成企业转型，发展可持续的污水排放处理，建设生态宜居的贵港市，可同时吸引外资。贵港市人多地少，应该首先保证粮食安全，继续保持贵港的耕地量不减少，坚定地守护贵港市的耕地红线，坚持基本农田保护政策。

5.2.4 保护生态环境和土地不被滥占滥用，提高土地利用效率

中等协调和勉强协调是贵港市土地生态安全和生态系统服务价值之间协调度的主要类型。2019年和2015年以勉强协调为主，2009年以中度协调为主。随着时间的增加，两者之间协调度也有所下降，因此贵港市应贯彻落实“绿水青山就是金山银山”理念，在经济快速发展的同时也要保护好生态环境，防止土地乱占滥用现象，提高土地利用效率。