聶佳燕， 向平安， 張 俊

（1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南 長沙 410128；3.常德市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南 常德 415000）

1 前 言

中國是世界上最大的水稻生產(chǎn)國，擁有全球最大的稻田生態(tài)系統(tǒng)。但近些年來，人們只注重稻田的糧食生產(chǎn)價(jià)值，而忽略了稻田生態(tài)的生態(tài)價(jià)值，如水調(diào)節(jié)、凈化空氣、消納廢棄物、維持生物多樣性和農(nóng)村景觀等服務(wù)功能，使得稻田生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞，導(dǎo)致稻田環(huán)境退化、產(chǎn)量降低。

湖南種植水稻歷史悠久，是我國最重要的水稻主產(chǎn)區(qū)，水稻的播種面積和總產(chǎn)量都約占全國的1/3，可見湖南稻田生態(tài)系統(tǒng)在我國稻田生態(tài)系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的代表性和典型性。

由于缺乏對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)多功能性價(jià)值的全面評(píng)估，政府也還未制定出科學(xué)的保護(hù)稻田生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償政策，所以，為了實(shí)現(xiàn)稻田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)經(jīng)營，保障糧食安全，筆者以湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)為例，研究稻田生態(tài)系統(tǒng)的多功能性價(jià)值，為制定全國稻田生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)政策及多功能評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。

2 稻田生態(tài)系統(tǒng)的多功能性價(jià)值

稻田生態(tài)系統(tǒng)多功能性價(jià)值包括使用價(jià)值和非使用價(jià)值兩部分。使用價(jià)值包括直接使用價(jià)值（農(nóng)產(chǎn)品、景觀、游憩、科研、教育等可直接消費(fèi)的產(chǎn)出效益）、間接使用價(jià)值（水循環(huán)控制、環(huán)境負(fù)荷控制等功能價(jià)值）；非使用價(jià)值包括遺產(chǎn)價(jià)值和存在價(jià)值；還有一種選擇價(jià)值，又叫潛在使用價(jià)值，它既可歸為使用價(jià)值，也可歸為非使用價(jià)值。多數(shù)研究認(rèn)為，當(dāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平較低時(shí)，其多功能性價(jià)值主要是正面的；當(dāng)生產(chǎn)水平很高時(shí)，其價(jià)值可能為負(fù)。這些負(fù)面價(jià)值也稱外部成本或環(huán)境成本。

稻田生態(tài)系統(tǒng)是一種半自然，具有經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)功能的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，具有目的性、高效性、波動(dòng)性、脆弱性、人為性、開放性等特點(diǎn)。稻田生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了它的服務(wù)功能與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，具有動(dòng)態(tài)性、非自律性、可調(diào)節(jié)性和不確定性的特點(diǎn)。

2.1 稻田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)性功能

2.1.1 糧食生產(chǎn) 稻谷生產(chǎn)是稻田生態(tài)系統(tǒng)的首要功能，稻谷總量占中國糧食生產(chǎn)量的37%。另外，稻田生態(tài)系統(tǒng)還生產(chǎn)秸稈等農(nóng)副產(chǎn)品。稻田生產(chǎn)對(duì)維護(hù)中國糧食安全和國家的穩(wěn)定起著舉足輕重的作用。

2.1.2 蓄水防洪 稻田四周筑埂以儲(chǔ)存雨水或灌溉水，似小型水庫，具調(diào)蓄洪水、減輕洪水災(zāi)害的防洪功能。Shimura根據(jù)稻田對(duì)洪水的調(diào)節(jié)作用，于20世紀(jì)80年代最早提出了稻田的防洪功能。黃璜估算湖南稻田在6月底～7月中旬，以蓄水20 cm計(jì)算，可形成蓄存5.34×l09m3水資源的巨大隱形水庫，起著蓄水抗洪的功能。

2.1.3 涵養(yǎng)水源 水稻栽培經(jīng)常保持田面一定的水深，部分的水會(huì)經(jīng)由排水道匯聚到河流，部分水因滲透起到回灌地下水的作用，具有安定江河水流和補(bǔ)充地下水兩項(xiàng)水資源涵養(yǎng)功能。Mitsuno的研究證明了水稻灌溉對(duì)日本Nobi平原的地下水補(bǔ)給的重要性。

2.1.4 調(diào)節(jié)氣溫 水稻田因具大范圍持水與蒸發(fā)功能，故有大氣調(diào)節(jié)、降低氣溫的功效，從而調(diào)節(jié)周邊區(qū)域的氣溫和濕度，改善稻田及周邊人居環(huán)境小氣候。MRI于2001年報(bào)道，日本稻田夏季期間，可調(diào)節(jié)氣溫下降，用替代成本法換算空調(diào)電費(fèi)，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值為24.86億人民幣。韓國夏季稻田平均蒸發(fā)3.35mm/天，整個(gè)炎熱夏季共蒸發(fā)450mm，以替代成本法換算相當(dāng)于可降溫的價(jià)值達(dá)873億人民幣元。

2.1.5 凈化水質(zhì) 稻田持水后經(jīng)土壤微生物的作用，可將水體營養(yǎng)物質(zhì)加以分解，同時(shí)又具有物理沉淀作用，可降低水體的BOD和SS等。另外，水稻的根區(qū)效應(yīng)將O2傳輸至根部，使周圍土壤成為好氧區(qū)，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)分解消耗，進(jìn)一步達(dá)到水質(zhì)凈化的效果。林英杰的研究表明，臺(tái)灣關(guān)渡自然公園稻田的一期作物和二期作物對(duì)BOD、COD、SS的去除效果分別為15.24、23.51 、133.75 kg/hm2和18.90、29.17 、165.93 kg/hm2。

2.1.6 凈化空氣 稻田生態(tài)系統(tǒng)中的水稻進(jìn)行光合作用，吸收CO2轉(zhuǎn)換成O2，從而起到凈化空氣的作用。同時(shí)，也能減少溫室氣體排放，有助于降低環(huán)境溫度。研究表明，稻田生態(tài)系統(tǒng)還可以吸收大氣中的有害氣體，對(duì)SO2和NO2的吸收能力分別為6.97和13.64 kg/hm2·年。

2.1.7 保持水土 平地稻田和坡地稻田，均具有滯洪沉沙的功能，可以有效地防止降雨沖刷引起的水土流失，菲律賓的水稻種植能夠有效地緩解土壤侵蝕就是典型例證。在日本重質(zhì)粘土地區(qū)的研究也表明，水稻種植對(duì)防止山體滑坡有一定的作用。

2.1.8 保護(hù)生物多樣性 稻區(qū)生物多樣性指該區(qū)域各種生命形式的資源總和，包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程。稻田是野生動(dòng)物的棲息場(chǎng)所，稻田是少數(shù)能提供水鳥在濕地棲息的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之一。

2.1.9 游憩、美學(xué)、文化、科學(xué)、教育等功能 稻田生態(tài)系統(tǒng)所形成的獨(dú)特、優(yōu)美的自然景觀，可為公眾提供休閑娛樂的場(chǎng)所，且具有普及農(nóng)業(yè)知識(shí)、開展自然環(huán)境教育、傳播文化和習(xí)俗等多方面的社會(huì)文化意義。

2.2 稻田生態(tài)系統(tǒng)存在的副作用

2.2.1 農(nóng)用化學(xué)品使用對(duì)環(huán)境的破壞 農(nóng)用化學(xué)品（包括化肥和農(nóng)藥）的投入在增加水稻產(chǎn)量的同時(shí)，也產(chǎn)生了一系列環(huán)境問題。農(nóng)藥過量使用會(huì)污染水源、污染空氣、破壞生物多樣性和影響人體健康；化肥過多使用會(huì)造成水體富營養(yǎng)化、污染地下水源和影響人體健康等危害。

2.2.2 溫室氣體排放 稻田生態(tài)系統(tǒng)具有凈化氣體功能的同時(shí)，稻田土壤也排放CO2、CH4和N2O等溫室氣體。稻田耕種期間，除了水層、土壤表層有氧化層外，其余均為無氧狀態(tài)，有機(jī)質(zhì)在無氧環(huán)境被微生物分解成低分子物質(zhì)，在厭氧的甲烷細(xì)菌作用下進(jìn)一步還原成CH4。CH4是溫室氣體之一，其增溫效果是CO2的21倍，過多的CH4釋放會(huì)對(duì)全球氣候變化造成影響。另外，稻田水分落干期間是N2O排放的高峰期，有研究表明約占水稻生育期排放總量的87.5%～98.65%。

2.2.3 水資源消耗 稻田灌溉導(dǎo)致水資源的消耗，2003年中國總用水量5 320×108m3，其中農(nóng)業(yè)用水占64.5%。有研究表明，中國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)每年需要灌溉水量1 741.46×108 m3，價(jià)值高達(dá)2 037.52×108元；長江中下游、華南和黃淮海地區(qū)是中國農(nóng)業(yè)消耗水資源最多的地區(qū)。

3 稻田生態(tài)系統(tǒng)多功能性價(jià)值評(píng)估方法

3.1 價(jià)值評(píng)估的主要方法

對(duì)于稻田生態(tài)系統(tǒng)多功能性價(jià)值評(píng)估，目前尚無公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)與方法，主要采用經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)價(jià)方法和能值分析法。經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)價(jià)方法可分為3大類：市場(chǎng)基礎(chǔ)評(píng)估技術(shù)、代理市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)以及模擬市場(chǎng)評(píng)估技術(shù)。對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)直接利用價(jià)值主要采用市場(chǎng)價(jià)值法、影子價(jià)格法、條件價(jià)值法和旅游成本法；間接利用價(jià)值主要運(yùn)用影子工程法、損失成本法、機(jī)會(huì)成本法和防護(hù)支出法；選擇價(jià)值、遺產(chǎn)價(jià)值和存在價(jià)值主要應(yīng)用條件價(jià)值法。

能值分析是源于生態(tài)學(xué)中的能量分析，從系統(tǒng)生態(tài)學(xué)原理發(fā)展起來的。這種方法的特色是將生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)系統(tǒng)置于同一系統(tǒng)中思考，同步考慮系統(tǒng)中所有生產(chǎn)者-消費(fèi)者-分解者之間與系統(tǒng)外的整體能量流動(dòng)，以太陽能值來表示其價(jià)值。

3.2 評(píng)估體系存在的缺陷

稻田生態(tài)系統(tǒng)是使用價(jià)值和非使用價(jià)值的有機(jī)統(tǒng)一體。以前，對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)的研究主要集中在如何提高生產(chǎn)功能，忽略了對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)諸如養(yǎng)分循環(huán)、溫室氣體排放等一系列微觀生態(tài)過程的定位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致在評(píng)價(jià)稻田生態(tài)系統(tǒng)多功能性價(jià)值時(shí)缺乏不同研究區(qū)域的適當(dāng)參數(shù)，這一問題還需長期研究才能解決。

稻田生態(tài)系統(tǒng)多功能性價(jià)值評(píng)估的指標(biāo)不夠全面，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。采用不同的指標(biāo)體系，所獲得的結(jié)果也不盡相同。在評(píng)價(jià)方法上，對(duì)各種方法的使用范圍研究不夠，選擇的隨意性較大。對(duì)同一種功能，采用不同的方法，所得結(jié)果的差距有時(shí)較大。

稻田生態(tài)系統(tǒng)多功能性價(jià)值的評(píng)估雖然取得了一些結(jié)果，但基本上是靜態(tài)的。而且，如何將這些結(jié)果與稻田生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償措施聯(lián)系起來，還有待進(jìn)一步研究。

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