【文献分享】城市化进程中生态补偿标准的探索：基于生态系统服务价值的视角

了解城市化进程下生态系统服务价值 （ESV） 的时空变化，以及不同区域之间的供需关系，可以为生态补偿 （EC） 标准提供参考。本文以长三角快速城市化典型城市苏州市为例，分析了2000—2020年土地利用和ESV的时空变化，采用断点公式和场强模型量化生态系统服务流 （ESF），并在规定补偿的同时，考虑了人口、面积和 GDP，制定了EC标准。研究结果表明，城市化导致苏州市的建设用地大幅增加，同时农田和水体也不断减少。结果，ESV从1530.7亿元下降到1388.1亿元。此外，该研究确定了一种空间模式，即ESV随着与城市中心的距离而增加，但随着与湖中心的距离而降低。这种模式表明ESV从湖泊向城市的方向流动。值得注意的是，ESF主要发生在苏州的西南部和中部地区，靠近太湖的地区ESV转移幅度较大。转移价值在5.11亿元到325.7亿元之间。生态系统服务供需不平衡。因此，苏州市的特定县级市，即昆山区和工业园区，成为EC的贡献者，分别为其他城市贡献71.94元和807.4亿元。本文通过为苏州制定新的EC政策，为促进可持续发展提供了科学依据。

1. LULC和ESV的时空变化

1.1. 2000—2020年的LULC变化

苏州市2000年至2020年LULC模式变化如图3。耕地、水体和建成地是苏州市主要的LULC类型，占96%以上。苏州北部和东部农田主要以碎片化的形式分布。耕地面积从2000年的4222.63km²减少到2020年的2938.18km²，是所有土地利用类型中减少幅度最大的，减少了14.86 %。水体主要分布在太湖、阳澄湖和长江（苏州段）。从2000年到2020年，水体也减少了175.83km²。相比之下，建成区土地持续增加，而且速度越来越快。2000—2010年和2010—2020年期间，建成区分别增加了511.82km²和841.42km²。2000—2020年期间，湿地和草地增加了52.78km²和90.09km²。2000年至2010年林地减少了101.79km²，但2010年至2020年增加了65.98km²。

LULC转移区域如图4所示。2000年至2020年，苏州的农田、水体和建成区土地主要相互转换。2000年至2020年，农田主要转化为水体和建设用地（482.30和1396.80km²）。在2000年至2020年期间，只有498.19km²和161.41km²的水体和建筑用地被转化为农田。从2000年到2010年，水体转变为建筑用地（54.95km²），从2010年到2020年，水体上升到83.58km²。在二十年里，16.46km²和21.67km²的建成区土地被转化为水体。

总体而言，从2000年到2020年，苏州的建设用地急剧增加。2000年，建设用地分散，主要分布在农田附近;2000年至2020年，建成区用地急剧增加，尤其是在苏州中部和东部地区，集聚程度增加。这些变化的原因离不开人口的增加和城市化的加速。此外，从2000年到2020年，农田和水体面积逐渐减少，变得更加分散。

1.2. 2000—2020年的ESV变化

2000—2020年期间ESV的空间分布如下所示图5可发现，ESV的高值区主要分布在吴中区的太湖、苏州中部的阳澄湖以及吴江区的澄湖和淀山湖。中等价值地区主要分布在农田中。低价值区域主要分布在建筑用地中。与2000—2010年相比，2010—2020年ESV的空间变化更为明显，尤其是在苏州中部、东部和北部。低值区域存在大面积区域，并且低值区域倾向于从中心向外扩展。因此，很明显，ESV的下降与建成区土地的扩张密切相关。

从2000年到2020年，该地区的ESV呈下降趋势，总ESV从1530.7亿元下降到1388.1亿元。特别是2010年至2020年，ESV迅速下降，减少了94亿元人民币，是2000年至2010年下降的1.95倍。这一结果与Pan一致，后者认为长三角地区核心城市的ESV呈下降趋势。具体来说，在ESV的一级分类中，供给、调节、支持和文化服务分别下降了46.46%、7.26%、2.97%和1.90%（图6)。其中，调节服务占比最大，文化服务最小。在二级ESV中，只有生物多样性服务增加了 （2.86%） （图 7)。其他10种类型呈负增长，其中气体调节服务 （−93.82%） 下降最快，其次是供水 （−62.66%）、维持营养 （−20.94%） 和粮食生产 （−20.31%）。

2. ESV的梯度变化

2000—2020年期间ESV的梯度变化显示在图8。ESV随着距城市中心的距离而增加，平均ESV为102万元/km²至3107万元/km² (图9)。在梯度变化下，供水、净化环境和水文调整的ESV增加最快。此外，比较新旧城区的ESV，结果仍然表明，随着距城市中心距离的增加，ESV逐渐增加。这种模式是由土地利用变化驱动的，其中水体的扩大和建筑区的减少是导致观察到的ESV变化的关键因素。

以湖泊为中心，ESV变化呈下降趋势，ESV平均值在2717万元/km²和516万元/km²之间。结果表明：随着距湖中心距离的增加，ESV逐渐降低（图10)。在梯度变化下，供水、净化环境和水文调整的ESV下降速度仍然最快。结合土地利用变化可以看出，建设用地面积的比例较小，水域面积的减少是ESV变化的主要因素。

3. ESF的空间特征

根据第二部分研究内容的研究结果，本文发现以城市边界为中心的ESV向外增加，以湖泊为中心的ESV向外减少。此外，城市边界的中心显示出负ESV，表明它无法提供服务价值。因此，可以推断ESV有从水流向城市的趋势。因此，本文以水体为服务提供区域，以苏州县级市为服务受益区域。本文以苏州六大湖泊（面积大于 10 平方公里）为例进行计算 。（图11).

2000年，苏州各湖的ESV流半径为1.26–74.61km，2010年为1.43–74.08km，2020年为1.32–75.35km。各湖泊ESV最大流半径主要分布在姑苏区、虎丘区、苏州工业园区和昆山市。这一发现说明了这些城市需求和消费ES的程度;因此，他们应该为他们的ES消费付费。最小ESV的流半径主要分布在每个湖泊的附近。苏州的城市化导致ESV下降，因为对太湖和阳澄湖等湖泊的保护减缓了ESV的下降速度。输入区的ESV比输出区的ESV下降得更快、更急剧;因此，从输出区到输入区的流动半径增加。

2000年、2010年和2020年，以太湖为中心的ESV流量强度为63.0元/m²， 66.98元/m²和 68.32元/m²，分别呈现增长趋势。输入区域与太湖的距离越近，流量强度越大。苏州市其他湖泊的平均流量强度为2.77元/m²， 2.89元/m²和2.96元/m²在2000—2020年期间，仍呈增长趋势。研究区内，太湖向吴中区和虎丘区的流量强度最大。(图12）

根据ESF的传递值，将输出区域划分为“高”、“中-高”、“中”和“低”四个等级。受太湖流域宽阔、各湖泊径流半径短的影响，2000—2020年苏州市经济与辐射强度主要发生在苏州西南部和中部地区（图13)。低换乘值主要分布在苏州北部和东部，包括常熟市、吴江区和昆山市。中高转移值主要分布在太湖周围，越靠近太湖，生态系统服务价值转移量越大。造成这种变化的主要原因是快速城市化导致城市生态系统服务价值加速降低，这使得ESV不断从城市周围的水体转移到城市。

4. EC标准

基于EC构建的标准模型，结果显示在表2。根据任何影响因素计算的昆山区和工业园区的EC标准为负值。这表明昆山区和工业园区的ESV在发展过程中减少，它们应该成为EC的主体，从而向其他城市支付补偿。作为EC的主体，他们应该向其他城市支付EC资金。无论如何，吴江区、吴中区和常熟市都有积极的EC标准，表明他们应该接受EC资金作为EC的对象。其中，吴江区和吴中区因其优越的地理位置而获得了较高的ESF转移价值，常熟市受人口因素的影响。对于苏州，在不同条件下计算的赔偿标准为负数，即为补偿国的主体，应支付赔偿金。与2000年至2010年相比，2010年至2020年赔偿标准有所提高，表明苏州在发展过程中对ESV的保护非常重视。且面积对综合补偿标准影响不明显。

土地利用是计算ESV的重要参考数据。在快速城市化过程中，建设用地的二级分类，包括住宅、交通、工业和仓储用地等，对ESV的影响不同。考虑这些不同的二级土地利用分类可以提高ESV计算结果的准确性和价值。本文指出，苏州的湿地覆盖率不到1%，其对ESV的影响未被考虑。随着苏州多项湿地保护政策的实施，湿地面积大幅增加，其ESV有望增长，使其成为未来研究的重点。