其他研究论文

地质生态产品的内涵、属性与应用框架

  • 张瑶瑶 , 1 ,
  • 龚冬琴 2, 3 ,
  • 陈焕元 4 ,
  • 冯益潘 2, 3 ,
  • 鲍海君 5 ,
  • 吴绍华 , 1
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  • 1.浙江财经大学公共管理学院,杭州 310018
  • 2.浙江省地质院,杭州 310007
  • 3.自然资源部平原区农用地生态评价与修复工程技术创新中心,杭州 310007
  • 4.浙江省核工业二六二大队,湖州 313000
  • 5.浙大城市学院国土空间规划学院,杭州 310015
吴绍华(1980- ),男,浙江丽水人,博士,教授,研究方向为生态系统服务。E-mail:

张瑶瑶(1989- ),女,浙江台州人,博士,助理研究员,研究方向为生态产品价值实现。E-mail:

收稿日期: 2023-09-25

  修回日期: 2024-04-24

  网络出版日期: 2024-07-10

基金资助

国家自然科学基金项目(42271310)

浙江省软科学研究计划重点项目(2024C25008)

浙江省地质专项资金项目(〔省资〕2023015)

自然资源部平原区农用地生态评价与修复工程技术创新中心开放基金(ZJGCJ202304)

Connotation, attributes and application framework of geo-ecosystem products

  • ZHANG Yao-yao , 1 ,
  • GONG Dong-qin 2, 3 ,
  • CHEN Huan-yuan 4 ,
  • FENG Yi-pan 2, 3 ,
  • BAO Hai-jun 5 ,
  • WU Shao-hua , 1
Expand
  • 1. School of Public Administration, Zhejiang University of Finance & Economics, Hangzhou 310018, China
  • 2. Zhejiang Institute of Geosciences, Hangzhou 310007, China
  • 3. Technology Innovation Center of Ecological Evaluation and Remediation of Agricultural Land in Plain Area, MNR, Hangzhou 310007, China
  • 4. Zhejiang Province Nuclear Industry 262 Brigade, Huzhou 313000, Zhejiang, China
  • 5. School of Spatial Planning and Design, Hangzhou City University, Hangzhou 310015, China

Received date: 2023-09-25

  Revised date: 2024-04-24

  Online published: 2024-07-10

摘要

在生态文明建设背景下,传统的地质资源概念难以全面反映其地位、功能、价值,而地质生态产品提供了地球系统科学支撑生态文明语境下高质量发展的新思路。基于生态地质系统理论和生态产品价值实现级联模型,首次提出“地质生态产品”概念。从地质—生态系统的互馈机制切入,明晰地质—生态系统服务;进而构建价值实现级联模型,厘清地质生态产品的形成逻辑及概念内涵、属性类型;最终面向价值实现,提出地质生态产品的应用框架,形成了“地质环境资源—人类福祉”的价值转化链条。研究表明:地质生态产品及其价值实现,立足“地质—生态系统”整体观,有助于拓展生态产品的深度和广度,为乡村振兴、共同富裕、生态保护修复等探索地学特色路径。

本文引用格式

张瑶瑶 , 龚冬琴 , 陈焕元 , 冯益潘 , 鲍海君 , 吴绍华 . 地质生态产品的内涵、属性与应用框架[J]. 自然资源学报, 2024 , 39(7) : 1664 -1681 . DOI: 10.31497/zrzyxb.20240710

Abstract

In the context of ecological civilization, traditional geological resource concept cannot fully reflect its role, function, and value, while geo-ecosystem product provides a new approach for earth system science serving high-quality development. Based on ecological-geological system theory and value realization cascade model of ecosystem products, this article first puts forward the concept of 'geo-ecosystem product'. From the perspective of feedback mechanism, this article clarifies geo-ecosystem services. Furthermore, a value realization cascade model is constructed to illustrate forming logic of geo-ecosystem product, as well as its conceptual connotation and attribute classification. Finally, for the purpose of value realization, an application framework for geo-ecosystem products is proposed to construct the value transformation chain from geological environment and resources to human well-being. According to the research, geo-ecosystem product and its value realization, which are based upon geo-ecosystem holistic view, should contribute to depth and breadth of ecosystem products, and explore a geological path for rural revitalization, common prosperity, and ecological conservation and restoration.

在生态文明战略背景下,支撑生态文明建设成为新时期赋予地质工作的新使命[1]。习近平总书记提出“山水林田湖草是生命共同体”的科学论断,为推进生态文明建设提供了行动指南。“山水林田湖草生命共同体”理念与地球系统科学不谋而合,提供了新时期地质工作转型升级的新契机[2]。中国地质调查局自2019年在全国、流域(区域)、重点地区等层面部署开展地上地下一体化的生态地质调查工作[3];浙江省近年来实施生态地质调查项目,开展重点地区地质生态产品调查与评价试点,提出“打造国家级地质生态产品价值交易高地”,支撑建设绿色美丽长三角。从初期支撑工业发展的矿产地质,到城市化阶段支撑工程建设的水工环地质,再转向现阶段支撑高质量发展的生态地质系统调查、自然资源综合管理,地质环境资源的调查与研究趋于系统化[4]
作为人类赖以生存的最基本的自然环境资源,地质环境资源不仅是传统意义上的矿产与能源,更是孕育和支撑生态系统的基本底盘[5]。地质环境(土壤—地下水—成土母质—基岩等地表地下层)承担着上覆生态系统的物质基础,决定着地表生态系统(森林、草地、湿地、沙漠等)的运行与演化[6]。生态安全及生态灾害,其表象在动植物及生境,而根源在地质环境,地上地下共生演化、互馈制约,形成“地质—生态系统”有机整体[7]。因此,地质环境资源具备多重功能,既供应社会经济发展所需的矿产、能源、地下淡水等资源,也支持土壤发育、生物质生产,调控矿物质与水文循环,并且是地球生物多样性的栖息地、地球与人类演化的记录者,兼具生态、经济、社会多层面的价值[8]
传统的地质资源概念,难以全面体现其整体功能和综合价值,因此引入“地质生态产品”概念。生态产品是生态文明建设的具象化抓手,通过市场化配置,解决环境外部性问题,促进资源环境由外生变量转变为内生动力。地质生态产品这一概念,则进一步内置了生态产品所依赖的地质背景,立足于更高层次的“地质—生态系统”整体观,对生态系统服务进行挖掘。地质生态产品,衍生于地方性的生态系统、农业生产、产业模式及民俗文化所提供的有形物质和无形服务;而上述物质、服务的差异性,则取决于更底层的地质地貌、岩石土壤等地质禀赋。因此,地质生态产品的开发利用,是将地质—生态系统视作“地上地下一体化”的整体,在纵向、横向空间内权衡各生态系统服务类型之间的增强与削弱、依存与制约。
综上,地质生态产品将地质环境与生态环境视作整体,基于地球系统科学框架,统筹考虑多圈层耦合系统的互馈平衡及其生态系统服务之间的有机联系[9],贴合“山水林田湖草生命共同体”理念,顺应了新时代自然资源管理从“要素管理”向“综合管理”转型的实践要求[10]。因而,地质生态产品提供了一种以地球系统科学思维支撑自然资源综合管理的示范方案,有助于拓展生态产品的广度和深度,既显化了原本沉默的“地质本底”的价值,也可避免生态产品开发利用中的“顾此失彼”,并且可为乡村振兴、共同富裕、生态保护修复等探索出特色的地学路径。
作为新生事物的地质生态产品,当前对其研究尚属空白。学界着眼于森林、湿地、草地、海洋等单一类型生态系统,开展了系列理论和实证研究[11],而仅见针对特定类型地质环境资源的生态产品探索,如矿山[12-15]、土壤[16,17]等。如何准确界定地质生态产品的科学内涵,厘清从地质环境资源到人类福祉的价值转化逻辑,进而构建起地质生态产品的应用框架,是进一步开展价值实现与创新的基本点和理论前提。针对上述欠缺,本文以地质环境资源与生态系统的耦合关系为切入点,以“系统互馈机制—价值级联模型—产品应用框架”为主线,剖析“地质—生态系统—地质—生态系统服务—地质生态产品—价值实现”的递进逻辑与转化过程,进而界定地质生态产品的概念及其内涵特征,梳理地质生态产品的功能、供给、消费等属性类型,构建地质生态产品目录清单和价值评估方法等应用框架,以期为深入研究地质生态产品的价值理论及实现机制提供依据,服务于生态文明语境下的高质量发展。

1 地质生态产品的理论基础

地质生态产品,是在地质—生态系统及其服务的基础上,提供给人类使用和消费的终端产品或服务。因此,地质生态产品在内涵上,既符合产品和生态产品的一般特征[18],又继承地质—生态系统的特性,体现为概念融合处的交集(图1)。
图1 地质生态产品的内涵结构

Fig. 1 Connotative structure of geo-ecosystem products

1.1 地质—生态系统

生态环境与地质环境资源相互依存、相互制约、相互耦合,形成一个有机整体[5-7]——地质—生态系统(以下简称“地—生系统”)(图2)。地—生系统的结构,在层次上可划分为自下而上的深层岩石层—浅层风化层—表层水土层—地面生态层(图2a);在要素上,由植被(及其他生物)、土壤、水体、风化壳、岩石等关键要素构成(图2b)。而各层次的组成要素及其状态,如景观属性(地层、构造、地貌等)、理化性质(物质组成、元素含量、结构、含水性、孔隙度、酸碱度等)、生态属性(植被类型、分布等)[1],决定了地—生系统的过程和功能。
图2 “地质—生态系统”—人类的互馈机制

Fig. 2 "Geo-Ecosystem"-Human feedback mechanism

地—生系统中,岩石、土壤、水和生物之间发生着活跃的代谢和复杂的互馈,整合成动态演化的有机生命体(图2b)。其中,活跃的生态层(尤其是植被),是地—生系统代谢过程的驱动器。植被获取光照能量启动光合作用,进而驱动生物群落的生态过程(水、养分、能量、有机质等产生、输送、转化),并间接驱动水土层—风化层的水文过程和生物地球化学过程(水体、地壳中元素和物质的迁移、转化、富集、分散)。分而述之:(1)岩石层,通过风化成土过程,发育了岩石层—风化层—土壤层(物质组成、物化性质等)的传导与继承关系[19]。同时,以岩石层为物质基础,新构造活动、气候等在宏观—微观上不断塑造着地貌(海拔、坡度和景观等),从而反馈于岩土的地质灾害倾向、水土的生物支撑能力、植被的生态修复难易等[5]。(2)土壤层,作为生态层的直接支撑层,提供养分、栖息地,决定了地面生态层的结构、过程、功能及其时空演化[20](如地域性植被、生物群落、特色农作物等)。(3)反过来,植被可通过对土壤的水文效应、根系力学效应、冠层截留等,对水土层形成固持效应。(4)地下地表水体,通过水—岩、水—土、水—植被相互作用,联结整个系统的生态过程、水文过程及生物地球化学循环[17]
地—生系统具有动态平衡的自适应能力,可通过负反馈自主纠偏,实现“失衡—再平衡”。然而,当内部变化或外界干扰超出地—生系统承受能力,则互馈路径失衡出现生态损害—地质灾害链(图2c),自上而下表现为地面生态损害、表层水土灾害、浅深层地质灾害[7]。三层次灾害共生演化、层层递进:生态层损害降低植被覆盖度,弱化对于水土层的加固效应,诱发水土流失;水土侵蚀改变地表岩土结构,进一步孕育浅深层崩滑灾害[21]。反过来,崩滑流等地质灾害,可加剧水土层侵蚀,进而破坏生态层植被及生境。
进入“人类世”时代,人—地相互作用愈加强烈,人类活动已成为驱动地—生系统演化的最活跃营力[22],因此,“地—生”互馈系统可进一步拓展为“人类—地质—生态(人—地—生)”系统(图2d)。人类“管理层”出于需求偏好,对“地—生”施加正向、负向干扰(开发、保护、纠偏);而地质—生态环境也以正/负服务反馈、制约人类。

1.2 地质—生态系统服务

地质—生态系统形成了一个自然反应器,生物层与支撑的土壤、风化壳、岩石圈浅部相互作用,驱动能量、有机质、水、矿物、污染物等在生物与非生物之间流动转化[23]。生物多样性与地质多样性[8] [地质(岩石、矿物及化石)、地貌(地形及物理过程)、土壤及水文要素的特征、组合与过程的多样性] 相互耦合,完成地热与矿物质传输、水文与养分循环、土壤发育与更新、废弃物处置、生物质生产、景观地貌修饰等功能,交织出丰富的生态系统服务[24]图3a),支撑人类社会经济发展。
图3 地质生态产品价值实现的级联框架

Fig. 3 Cascade framework of value realization for geo-ecosystem products

从供给服务来说,通过生物质生产,实现生物层—水土层—岩石层之间的水、能量、矿物养分及有机质的输送与转化,为人类提供直接的粮食、生物药品、木材、生物质能源等物质产品[25]。同时,地质环境中的特殊矿物(硒、碘、锌、锶、锗等)内化于生物质中,产出功能性农产品,供给人类健康所需的营养元素[26]。通过地下蓄水层及地表储水地形地貌(河流、湖泊、冰川和冰盖等),为人类供给饮用、灌溉及工业用水。特殊地,地下浅深层水循环过程,继承地质基底中的矿物元素及物化性质多样性,可产出具有特殊功能的饮用和理疗矿泉水。再者,来自浅深部岩石圈的地热传输,可作为清洁能源用于建筑供暖、发电、温室养殖等。
就调节服务而言,水土层—岩石层经由过滤储存、交换吸附、生物降解等,消减、封存工农业污染物,维持地下水及地表水质量,为人类提供水质净化服务;植被、土壤、地下含水层结构,决定对水的储存过滤能力,从而调节降水流向、涵养土壤水分、补充地下水,提供水源涵养服务;基于土壤、沉积物结构,调节径流、截留泥沙、提供天然物理屏障,为人类提供洪水调蓄、土壤保持等服务;土壤封存植被吸收的碳、地表地下水通过岩溶作用固定大气碳,提供固碳服务、减缓气候变化,也可作用于作物产量及粮食安全。植被、土壤以及岩层、地下采矿空间,吸纳、处置废弃物,为人类提供净化服务。永久冻土的存在,具有稳定温度、调节气候的作用。此外,土壤、近地表岩石(裸露地表)以及地貌等地质多样性,叠加气候特征,促进生物群落演化并提供生存繁衍场所,发挥物种保育服务[27]
在文化服务方面,地质多样性塑造了丰富的地质遗迹,并与人类长期相互作用、共同演化出复杂的“文化层—生物层—支撑层”地貌景观[8],可为人类提供多元文化服务类型[24]。具体表现为:景观对身心健康的益处(康养)、地质环境及生态环境对于感官的吸引力(美学)、地质多样性满足休闲旅游体验(休闲、娱乐)、岩土地貌记录地球生物、环境、气候及灾害的演化历史(科学、遗产)、岩石露头及化石遗址等用于现场教育培训(教育)、地貌景观塑造并作为神话传说的物质载体(精神、宗教)、独特景观作为音乐绘画文学等的灵感启发(艺术)等。

2 地质生态产品的概念内涵

2.1 关键性概念的级联框架

进一步地,以生态产品价值实现的级联框架为逻辑主线,将关键性概念纳入其中,构建“地质—生态系统—地质—生态系统服务—地质生态产品—价值实现”的链式结构、“地质—生态系统—人类社会经济系统”之间的互馈路径(图3),从而剖析地质生态产品的形成逻辑及其内涵外延。
地—生系统的结构(要素、属性、时空等)和过程(生态过程、生物地球化学过程、水文过程),塑造了地—生系统的功能单元,从而提供了一系列的物质、调节、文化服务(图3a)。当地—生系统所提供的服务符合人类需求时,地—生系统的环境资源和服务,就转变为人类视角下的地质生态资产、地质生态资本、地质生态产品,从而可被价值化,并以生态、经济、社会效益惠泽人类(图3b)。作为共同生产者及受益者,人类“管理层”对地—生系统及其服务的动态演化,兼有控制和响应作用(图3c)。一方面,社会经济系统内嵌分异性,交织出复杂权衡,最终驱动地—生系统的服务流向、流量[28]。另一方面,地—生系统服务向人类提供的福祉的变化,又反馈到“管理层”的策略调整,以保障地质生态产品的可持续性[29]
基于地—生系统互馈机制,地质生态产品的主要生产要素包括土壤、地下水、地热等直接支撑生态层的地质环境资源,以及生物与地表物质长期相互作用所形成的地质遗迹[30](地貌景观、基础地质、地质灾害遗迹等),还包括人类长期活动形成的、与自然生态系统融合共生的地质文化资源[31](地质灾害文化、健康地质文化、宝玉石文化、古生物化石文化、矿业文化等)。当上述地质环境资源具备资源稀缺性、产权明晰性、预期收益可能,则转变为地质生态资产;而当地质生态资产进入交换市场,体现出资本增值属性,则转变为地质生态资本[32]。地质生态资产、地质生态资本是“存量”,作为地质生态产品的生产载体,它们向人类所提供的服务“流量”,即为地质生态产品[33]
地质生态产品,以“生态生产”为主要生产形式;同时,也依赖于人造资本、人力资本、劳动等人类投入[18]。人类投入,一方面对地质生态产品“流量”进行衍生性的开发经营,从而提升溢价;另一方面对地质生态资产“存量”进行保护修复,达到保值增值[31]
地质生态产品的价值实现,其核心内涵为隐性产品价值的显性化,包括基于“转化”逻辑的市场化路径、基于“保护”逻辑的政府调节路径[34]。前者将地质环境资源禀赋的价值,附着于具体的生态产业(及生态权益)载体上,通过市场化路径实现增值变现。后者由政府对生态保护修复进行政策性补偿补贴(生态补偿、专项资金、环境税费等),促进资源资产的保值增值及正向价值“外溢”。

2.2 地质生态产品的概念及内涵外延

地质生态产品在概念上,其一,需要与传统地质环境资源区分,衔接生态产品框架,体现“生态生产”“提供人类福祉”的本质属性[35];其二,需要准确体现出“地质”核心特色,避免与生态产品的整体概念过度重叠、重复框算。因此,本文聚焦“狭义”的地质生态产品,重点关注生态产品中以“地质环境资源”为核心生产要素所创造的附加价值。
参考相关理论研究[31,36]及地方实践[37,38]对于生态产品的定义(生态系统通过生态过程或与人类社会生产共同作用为增进人类及自然可持续福祉提供的产品和服务),结合地质环境资源特征,本文将地质生态产品定义为:以地质环境资源为核心投入要素,通过对土壤、地下水、地热、地质遗迹以及地质文化资源的生态生产或与人类社会共同生产,为增进人类及自然可持续福祉所提供的最终产品和服务,是具有地质特色的一种生态产品类型。
地质生态产品的内涵,可由“供”“需”双重约束。首先,在供给端,要求地质环境资源嵌入到生态系统中,且以“生态生产”为主导生产形式。其中,矿产、化石能源等地质资源,一方面作为长期地质作用产物,不包含“生态生产”[35],另一方面具有不可再生性,人类消耗其“存量”而非当期“流量”[18,35],因而排除在地质生态产品之外。其次,在需求端,要求地质—生态系统服务,嵌入到人类的经济—社会系统中,提供物质原料、精神文化服务及保障人居环境、维系生态安全等人类福祉或惠益。
地质生态产品的外延,可基于生态保护的成本内部化、效益外部化加以衍生[31]。人类投入劳动、人造资本、人力资本等生产要素,参与到地质生态产品的生产、分配、交换、消费环节中,拓展其边界和价值,因此,人类投入也将呈现于最终的地质生态产品之中。举例来说,地—生系统不仅提供固碳、净化等“正”调节服务,还输出诸如地质灾害、土壤重金属污染、地下水化学异常等人类被动接受的“负服务”。因此,人类为回归“绿水青山”底色,开展地质灾害防治、地下水异常消减、土壤污染治理、矿山生态环境治理等生态修复,其中所投入的劳动和资本,也应当蕴含于终端地质生态产品中。

2.3 地质生态产品的特殊性与一般性

地质生态产品与生态产品总概念之间,具有特殊性和一般性、部分与整体的子集关系[39]。其一般性在于,地质生态产品隶属于生态产品的一种,与其他类型生态产品(森林、湿地、水生态产品等),在功能类型、消费属性等方面具有类比性。其特殊性在于,地质生态产品的核心生产要素为地质环境资源,聚焦土壤、地下水、地热、地质遗迹以及地质文化等地质环境资源的生态产出,可形成独具特色的细分类型,如富硒(富锌)农产品、天然矿泉水、岩溶固碳、地质文化村(镇)、地质遗迹保护区等。相应地,地质生态产品的价值评估与价值实现,也着重于对地质环境资源禀赋所赋予的溢价进行彰显、转化。
地质生态产品,将地质环境资源及其价值纳入到生态产品体系中,提供了一种兼顾地质本底健康与可持续开发利用、权衡地上与地下生态产品价值挖掘的框架,有助于显化地质环境资源的“沉默价值”,也有利于地质行业专业地推进地质生态产品价值实现。将地质生态产品纳入生态产品整体框架,体现了对生态产品范畴的进一步拓展、与其他生态产品类型的互补协同,有助于避免生态产品开发利用中的“顾此失彼”,可服务于生态系统服务的整体优化配置和统筹管理决策。

3 地质生态产品的属性与分类

地质生态产品本身具有多样化的功能,并且供给、消费方式组合又衍生出差异化的价值实现路径,决定了地质生态产品可有多种分类方式(图4)。本文分别从功能属性、供给属性、消费属性等视角,探讨地质生态产品的属性及其分类。
图4 地质生态产品的属性与分类

Fig. 4 Attributes and classification of geo-ecosystem products

3.1 功能属性与分类

借鉴生态产品相关理论研究,从功能属性视角,划分地质生态产品为三类型:地质供给产品、地质调节服务产品、地质文化服务产品。
地质供给产品,是指依托地质环境资源特色的生态产品供给,凸显地质禀赋特征的溢价贡献,主要包括由特色土壤所产出的功能性农产品、经水土—岩石层过滤储存的具有特殊矿物质的天然矿泉水、浅深部地质循环过程向地表输出的地热能源。如特色农产品,强调地质背景所筛选的特异性土壤地质化学循环,赋予农产品特殊的功能性元素[5]
地质调节服务产品,主要指地质—生态系统的岩、土、地下水所提供的生态环境调节功能,如水土—岩石层通过拦截滞蓄降水、补充地下水、调节河川流量等提供(地下)水源涵养服务,通过降低雨水的侵蚀能力、减少土壤流失实现土壤保持服务,将大气中的CO2转移固定到岩石、土壤中实现地质固碳功能。上述地质调节服务,通过政府管制创建市场与配额交易,还可转化为用水权、碳排放权等生态权益类终端产品。生态权益体现了从反方向扩大生态产品供给,即借助资源环境成本有偿化的方式,倒逼微观主体减少占用与损耗,从而达到地质调节服务的增加[36]
地质文化服务产品,主要指地质—生态系统所形成的特色土地、地热矿泉、地质遗迹及其衍生的地质文化资源,为人类提供休闲、娱乐、康养、审美、教育等服务,主要分为地质休闲旅游和地质景观增值。地质文化服务产品,基于人类偏好而产生,因文化环境、人类感知而异,呈现在地性、多元性。如基于峡谷地貌景观资源,可挖掘形成教育研学、美学欣赏、休闲运动等不同类型地质文化服务产品[40]

3.2 供给属性与分类

从供给侧来说,地质生态产品的供给,凝结了两种生产劳动形式:地质—生态系统的生态生产和人类生产。其中,生态生产,作为生态产品的辨识性特征,是不可或缺的生产形式,表现为物质循环、能量流动、信息传递等。人类生产,是借助人造资本、人力资本以及劳动等生产要素,对生态生产能力加以弥补,主要体现为开发经营、生态保护修复两种模式[18]。因此,按照人类投入程度,可分为初级地质生态产品和衍生性地质生态产品两类[31]
初级地质生态产品,由地—生系统直接生产,不需要大量人类投入。主要为地质调节服务及其环境产品,包括洁净的水源、安全的土壤、清新的空气等[41]。然而,若地—生系统失衡,导致水资源再生、土壤发育、养分循环等正服务质量与数量降低,甚至引发环境污染、生境破坏、地质灾害等负服务,则需要依赖人类投入,消减负服务,提升正服务。
衍生性地质生态产品,其供给以地—生系统的生态生产为基础,同时需要融入不同程度的开发经营管理等人类生产。主要包括地质供给产品、地质文化服务产品,如特色农产品、天然矿泉水、地质休闲旅游等。以特色农产品为例,其供给以特色土壤上的植物生产为基础,但也依赖于种子、化肥等人造资本投入,播种、采收等人力资本投入,以及农业管理技术、生产机械设备等科技投入,以提升产量与品质[42]。进一步地,特色农产品的交易环节,则更大程度上依赖于人类投入,如天然富硒品牌认证推广、线下线上交易平台、物流与信息基础设施等配套措施,以充分拓展“溢价”空间。再如,地质休闲旅游产品,以地质遗迹等景观资源为核心生产要素,与生态地质调查、地质文化主题挖掘、多元旅游资源整合、品牌塑造推广等人力资本配套,提升综合价值,激发支付意愿,还需以交通、商业、公共服务基础设施等人造资本为基本保障,捕获“地质+”文化溢价。
此外,以地—生系统的地质调节服务为基础,投入必要的人力资本(如明确生态产权、建立市场交易中心,完善自然资源资产产权制度、生态产品价值核算制度等),可衍生出一系列生态权益类终端产品,如用水权、碳排放权等资源配额指标。

3.3 消费属性与分类

从消费端来说,根据地质生态产品的市场属性(竞争性、排他性等),可分为公共性地质生态产品、准公共性地质生态产品、经营性地质生态产品三类[18]
公共性地质生态产品,指地—生系统主要通过生态生产为人类提供的自然产品,具有非竞争性、非排他性,主要包括地质调节服务(如水源涵养、土壤保持、地质固碳服务)及其所形成的人居环境产品(如干净的水源、安全的土壤、清新的空气等)[31,36]
经营性地质生态产品,可通过生产流通与交换过程进行市场交易,“谁购买谁受益”,主要包括地质供给产品以及依法取得排他性权利(如使用权、承包经营权)的地质环境资源所生产的地质文化服务产品,如特色土壤产出的功能性农产品、天然矿泉水,以及承包经营地质环境资源所形成的休闲游憩、旅游康养、体育运动等地质休闲旅游景点。
准公共性地质生态产品,介于公共性产品和经营性产品之间,兼具受益主体公共性、交易途径市场化,主要包括由地质调节服务衍生出的生态权益(如碳排放权、用水权)。此外,以重要地质遗迹为核心资源的地质遗迹保护区,具有公共产品属性[43],为防止地质遗迹遭受破坏且保证游览者获得充分体验,政府管理部门收取门票收入、有偿使用费或引入企业开展适度商业化开发经营,从而又使其消费具有一定的排他性,因此属于准公共性地质生态产品。地质文化村(镇)以地质环境资源丰富的乡村为载体提供文化服务,兼具无需门票、完全开放的公共性和特色地质文化产品的经营性(如文创产品、特色农副产品等实物类产品,以及研学旅行、勘探体验等活动类产品[44]),也属准公共性地质生态产品。

4 地质生态产品的应用框架

面向价值实现的地质生态产品应用框架,涵盖产品清单、价值评估方法及价值实现路径等,既要与既有生态产品框架形成良好的衔接,又要兼顾地质核心的精准凸显。

4.1 产品清单

借鉴《生态产品总值核算规范(试行)》[45]、《陆地生态系统生产总值(GEP)核算技术指南》[46]等规范,从功能属性维度,梳理地质生态产品的目录清单(表1)。地质生态产品,包含地质供给产品、地质调节服务产品、地质文化服务产品3个一级目录,特色农产品、天然矿泉水、地热能源、水源涵养、土壤保持、地质固碳、地质休闲旅游、地质景观增值8个二级目录,富硒农产品、富锌农产品、其他特色农产品、饮用天然矿泉水、理疗天然矿泉水、浅层地温能、地下水源涵养服务、土壤保持服务、土壤固碳服务、岩溶固碳服务、地质遗迹保护区、地质文化村(镇)、“地质+”休闲旅游景点、地质景观增值14个三级目录。
表1 地质生态产品目录清单

Table 1 Catalog of geo-ecosystem products

一级目录 二级目录 三级目录 四级目录 指标说明
地质
供给
产品
特色
农产品
富硒农产品 成品粮及制品、茶叶及茶制品、蔬菜及
制品、水果、食用菌、坚果及制品、蛋等
由地质作用形成的清洁特色土地中生产出的农产品
富锌农产品
其他特色农产品
天然
矿泉水
饮用天然矿泉水 由地质作用形成的含有一定量矿物质的适合饮用的水
理疗天然矿泉水 碳酸水、硫化氢水、硅酸水、硼酸水、溴
水、碘水、铁水、砷水、氨水、温矿水等
由地质作用形成的适合水疗、保健、养生的矿泉水
地热能源 浅层地温能 当前技术经济条件下具备开发利用价值的地壳热能资源
地质
调节
服务
产品
水源涵养 地下水源涵养服务 地—生系统通过水土—岩石层拦截滞蓄降水、补充地下水、调节河川流量等,增加地下水资源量的功能
土壤保持 土壤保持服务 地—生系统通过水土—岩石层的结构保护土壤,降低雨水侵蚀能力,减少土壤流失的功能
地质固碳 土壤固碳服务 地—生系统将大气中的CO2转移固定到土壤、岩石中的功能
岩溶固碳服务
地质
文化
服务
产品
地质休闲
旅游
地质遗迹
保护区
(世界级、国家级、省级)地质公园、矿山公园、化石集中产地、重要地质遗迹保护区等 地质遗迹保护区为人类提供旅游观光、休闲游憩、科学研究、科普教育、生态康养等服务,使其获得审美享受、身心恢复等非物质惠益
地质文化
村(镇)
地质文化村、地质文化镇 地质文化村(镇)为人类提供旅游观光、休闲游憩、科普教育、农作体验、生态康养等服务,使其获得审美享受、身心恢复等非物质惠益
“地质+”休闲
旅游景点
“地质+生态旅游”景点 依托地质遗迹资源,融合特色生态环境,为游客提供旅游观光体验,如以名山名湖、河流峡谷、岩溶洞穴、瀑布泉水等地貌景观遗迹为特色的风景名胜区及自然遗迹类自然保护区[47]
“地质+生态农业”景点 依托优质的富硒、富锌等特色土地资源,发展生态农业,为游客提供特色农副产品与农业生产体验,如富硒农业园区、火山农业产业区
“地质+生态康养”景点 依托温泉(矿泉)、火山、盐湖等特色地质环境资源及衍生的地质健康文化,开发食、药、用、住特色产品,为游客提供理疗、康养服务,如温泉度假景区、盐矿疗养景区、火山康养园区
“地质+自然教育”景点 依托地质遗迹、地质文化资源,融合特色生物资源、地方历史文化等,开展科普、研学、劳动实践等自然教育活动,如地质博物馆、矿业博物馆、古生物博物馆、地质灾害遗址博物馆、火山博物馆、以地质遗迹为主体的文物保护单位、地质研学基地
“地质+体育运动”景点 依托地质地貌资源,发展运动休闲、体育竞技等体验项目,如高山台地赛车场、深溪峡谷漂流景区、矿山高尔夫球场、矿坑运动俱乐部
“地质+文化创意”景点 依托矿业、宝石、化石、地质工程等地质特色产业及地质文化资源,融合地方历史文化资源,发展地质文化创意产业,提供地质类文创产品、地质文化体验活动,如矿坑酒店、矿坑餐厅、矿坑剧场、矿洞探险、勘探体验、化石猎人体验、矿石(宝石)加工、矿石集市
地质景
观增值
地质景观增值 地质景观增值 地质景观为人类提供美学享受,从而提高周边土地、房产价值,产生销售溢价的功能
其中,地质供给产品、地质文化服务产品,因当地自然与文化环境、消费者习惯等供需因素而变化,具有多元性、在地性。可结合特定区域实际情况,进一步细化三级目录。如富硒农产品,可依据农业产品类型,细化为富硒茶叶、富硒粮食、富硒水果、富硒蛋等四级目录;理疗天然矿泉水,可参考相关国家标准,依据蕴含的有益元素类型,细化为碳酸水、硫化氢水、硅酸水、硼酸水、溴水、碘水、铁水、砷水、氡水、温矿(泉)水等四级目录。
对于地质文化服务产品,尤其是地质休闲旅游产品,以地质遗迹、产业及文化资源为核心,有机融合当地优势自然文化资源,可衍生出多元化的产品类型。首先依据地质遗迹保护等级,将地质休闲旅游产品分为地质遗迹保护区、地质文化村(镇)、“地质+”休闲旅游景点。进一步地,“地质+”休闲旅游景点,按照整合资源及主导功能,参考地质文化村(镇)建设模式[48],划分6个四级目录:“地质+生态旅游”景点、“地质+生态农业”景点、“地质+生态康养”景点、“地质+自然教育”景点、“地质+体育运动”景点、“地质+文化创意”景点(表1)。

4.2 价值评估方法

地质生态产品的价值评估,旨在将地质环境资源通过生态生产方式所提供的产品和服务进行价值化,以直观呈现其对人类福祉的贡献。一方面应贴合已有的生态系统生产总值(GEP)核算标准规范[45,46]及试点案例[38,49];另一方面应凸显地质环境资源作为核心生产要素投入,所赋予的溢价效应,把握地质生态产品与生态产品的部分—整体关系。
基于地质生态产品清单,立足地质环境资源的特征,初步构建具有“地质特色”的地质生态产品价值评价方法,主要涵盖功能量核算、价值量核算(表2)。借鉴已有的GEP核算标准规范,通过统计调查、机理模型等方法核算地质生态产品各指标的实物量[50],进而采用市场价值法、替代成本法、条件价值法、旅行费用法、享乐价值法等价值评估方法[51,52],“分门别类”为各类地质生态产品贴上“价格标签”,具体评估方法如表2所示。
表2 地质生态产品价值评估框架[45,46,50]

Table 2 Valuation framework of geo-ecosystem products

一级目录 二级目录 功能量指标 功能量
核算方法
价值量评估方法 价值实现途径
地质供
给产品
特色农产品 特色农产品产量 统计调查 市场价值法(溢价) 市场交易
天然矿泉水 天然矿泉水获取量 统计调查 市场价值法(溢价) 市场交易
地热能源 浅层地温能获取量 统计调查 市场价值法 市场交易
地质调节
服务产品
水源涵养 水源涵养量 水量平衡法 替代成本法 政府补偿+市场交易
土壤保持 土壤保持量 修正通用土壤
流失方程
替代成本法 政府补偿+市场交易
地质固碳 固定二氧化碳量 固碳机理模型 市场价值法 市场交易
地质文化
服务产品
地质休闲旅游 游客总人次 统计调查 条件价值法 地质遗迹保护区 市场交易+政府补偿
旅行费用法、条件
价值法、疾病成本
法、费用支出法
地质文化村(镇) 市场交易+政府补偿
“地质+”休闲旅游景点 市场交易
地质景观增值 受益土地与房产
面积
统计调查 享乐价值法 市场交易
具体地,地质供给产品中,天然矿泉水与特色农产品这些由特殊地质环境、特色土地资源所供给的产品,需体现出因特殊地质环境资源所带来的价值“增加量”。因此,需要提取出此类特定地域产品相较于普通产品的“溢价”,采用市场价值法(溢价)剥离出地质供给产品的真正价值。地质调节服务产品中,水源涵养服务、土壤保持服务,定价采用替代成本法;地质固碳服务,定价采用市场价值法。
地质文化服务产品中,地质文化村(镇)及“地质+”休闲旅游景点,基于建设类型差异[48],表现为游憩、康养、文化教育、科学研究、美学观赏等使用价值类型,其价值评估可综合应用旅行费用法、条件价值法以及疾病成本法、费用支出法等[53]。对于地质景观增值的定价,采用享乐价值法。特殊地,对于地质(矿业)遗迹保护区,因其涵盖休闲旅游、自然遗产等多重价值,采用条件价值法[54],基于对人们支付意愿的调查,核算其使用价值及遗产价值、存在价值。

4.3 价值实现途径

地质供给产品,可借助市场化路径,依托具体的生态化产业载体实现其价值,涉及资源稀缺、产权清晰、市场化经营、生产函数转化效率优化以及产品供需匹配等关键环节[32]。以特色农产品为例,打通“地质环境资源优势—供给产品品质优势—价格与交易量优势”的转化链条[55],将土地资源禀赋的稀缺性、正外部性,通过生物附着和沉淀的形式,内化为特色农产品的品质优势,进而借助生态标签认证、公共品牌打造等拓展溢价、匹配供需,最终在市场交易中捕获“地质”溢价。
地质文化服务产品的价值实现,需要对地貌景观、地质文化等旅游资源所依附的土地(及地面附着物),通过明晰产权、委托经营等方式交由企业等市场主体提供终端服务。经营主体发掘、塑造、营销文化服务产品,获取门票、食、宿、租赁使用费(如停车场、露营地)、纪念品零售等多元化经营收入,从而实现价值的货币化。
地质遗迹保护区由于其“保护优先”及遗产价值属性,除依托文化旅游产业变现外,还需借助政府调节途径,将其非市场价值兑现为“货币”,并促进资产保值增值,如地质遗迹保护和地质公园专项资金、针对旅游资源使用及生态破坏的生态补偿费用等。地质文化村(镇)承载了惠民富民、乡村振兴的社会价值[56],得到政府资金投入以支持村庄环境整治、基础设施建设、地质资源调查保护、旅游产业培育等[57](如地质环境保护工程、美丽乡村建设、乡村旅游发展、山区发展项目、农村电网建设等专项资金),从而提升乡村的地质生态环境、人居环境及产业环境等,有助于地质文化服务产品持续供给和有效变现,也有利于地质生态环境资源的保值增值。
地质调节服务产品,主要表现为公共性地质生态产品,由政府通过政策性补偿补贴进行价值转换[18],如中央财政的纵向生态补偿、跨区域的横向生态补偿、生态保护修复及污染治理专项资金(如矿山修复资金),以及生态环境资源税费等。此外,地质调节服务产品也可衍生出生态资源权益,从而通过市场交易变现,如碳排放权、用水权等指标权属交易。

5 结论与讨论

在生态文明新语境下,地质环境资源被赋予了新内涵,其地位、功能、价值,需要从地—生系统的整体视角重新加以探讨整合。对此,本文首次提出“地质生态产品”概念,立足地—生系统有机生命体、地质—生态系统服务综合价值的全局观,剖析地质生态产品的理论基础与转化逻辑,进而梳理地质生态产品的概念内涵、属性分类以及应用框架,为后续研究地质生态产品的价值理论及实现机制提供参考。本文首先从地—生系统的耦合机制切入,分析其结构、过程、功能,剖析地面生态层与下伏水土层—风化层—岩石层之间的互馈平衡及灾害共生机制,进而梳理地—生系统的供给、调节和文化服务。通过构建地质生态产品价值实现的级联模型,明晰“地质—生态系统—地质—生态系统服务—地质生态产品—价值实现”的转化逻辑,并探析了地质—生态系统—人类“管理层”之间的响应路径。
在此基础上,从凸显“地质”核心特色的狭义视角,提出了地质生态产品的概念:以地质环境资源为核心投入要素,通过对土壤、地下水、地热、地质遗迹以及地质文化资源的生态生产或与人类社会共同生产,为增进人类及自然可持续福祉所提供的最终产品和服务,是具有地质特色的一种生态产品类型。其内涵可由供、需双重约束,即聚焦地质环境资源的“生态生产”与“人类福祉”。进而从功能、供给、消费属性出发,分别探讨地质生态产品的分类及其特征。最后,面向价值实现的实践应用需求,兼顾凸显地质特色和衔接既有生态产品框架,初步梳理了地质生态产品的目录清单、价值评估框架与价值实现途径,为进一步的地质生态产品价值理论与实现机制的研究提供参考。
地质生态产品及其价值实现,提供了一种地球系统科学服务生态文明建设、支撑高质量发展的新方案,有助于拓展生态产品理论与应用体系的深度和广度。诚然,本文对于地质生态产品的概念梳理、内涵界定及应用框架尚属探索性,关于地质生态产品的价值核算指标与具体方法、价值实现机制及成效评价,仍有一系列问题亟待解决。此外,某些较为特殊的地质生态产品(如矿区修复衍生生态产品[58]),也同样需要被充分考虑。还需进一步开展理论和实证研究、调查与评价实践、价值实现案例总结,从而科学合理地推动地质生态产品价值实现,探索出一条乡村振兴、共同富裕、生态保护的特色地学路径。
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