楊 洋,李 楠
(遼寧省鹽堿地利用研究所,遼寧 盤錦 124010)
近年來, 人們?yōu)榱俗非蠼?jīng)濟的快速發(fā)展以求最大利益,人類賴以生存的環(huán)境出現(xiàn)了嚴重的破壞,隨著人類對自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[1-5]的需求增大,人們能夠正確的認識到生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值[6-12],可以有效的保護生物多樣性[13-14],還可以對生態(tài)系統(tǒng)進行有效的管理,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值方面世界各地的學者們做了大量的科學研究[15],這也是人們[16]認真對待為生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能價值的評估奠定了良好的基礎(chǔ)。 本文主要是通過田間試驗,分為稻田養(yǎng)蟹和稻田不養(yǎng)蟹進行研究。 研究中對產(chǎn)品服務(wù)價值、有機物積累以及營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)進行研究對比,之后對兩種種植模式進行價值評價, 豐富了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的研究。
本試驗分為6 個小區(qū), 試驗設(shè)2 個處理:(1) 不養(yǎng)蟹區(qū),(2) 養(yǎng)蟹區(qū)(河蟹餌料蛋白含量為30 %),每個處理設(shè)3 個重復。 水田部分水稻種植采用大壟雙行栽培模式,施用有機肥作為基肥,不施追肥。 河蟹規(guī)格為15 g/只,試驗區(qū)放養(yǎng)量為50 只/塊。 4 月中旬進行播種,播種量為150~200 g/m2。 至稻苗三葉期時進行移苗,水稻移栽一周后,放入蟹苗,餌料喂食量為河蟹量總重的3%。 在9 月20 日左右時收獲河蟹,10 月初收獲水稻,單打單收,每小區(qū)選取5穴進行考種測產(chǎn)。
(1) 生產(chǎn)功能價值評價方法
V=Σvi=Σ(SiPi-Wi),V 為生產(chǎn)功能價值(元);vi 為某類產(chǎn)品價值;Si 為某類產(chǎn)品的產(chǎn)量;Pi 為某類產(chǎn)品的市場價格;Wi 為生產(chǎn)某類產(chǎn)品的成本投入。
(2) 積累有機物質(zhì)功能價值評價方法
V=S×T×ρ×OM×P,式中S 為種植面積;T 為表層土壤厚度;ρ 為土壤容重;OM 為土壤有機質(zhì)含量;P 為有機質(zhì)價格,有機質(zhì)價格為51.3 元/t[4]。
(3) 養(yǎng)分維持功能價值評價方法
V=(CN+CP+CK)×P, 式中:CN 為作物N 養(yǎng)分積累(mg/kg);CP 為作物P 養(yǎng)分積累(mg/kg);CK 為作物K 養(yǎng)分積累(mg/kg);P 為肥料價格(元/kg)[4]。
(4) 涵養(yǎng)水源功能價值評價方法
V=Qf×A×P, 式中Qf 為稻田調(diào)蓄供水的能力(mm);A為稻田面積(hm2);P 為單位體積庫容成本(元/m3)。
本試驗養(yǎng)蟹區(qū)與對照區(qū)的種植面積各為225 m2,養(yǎng)蟹區(qū)水稻產(chǎn)量為7 120 kg/hm2, 對照區(qū)水稻產(chǎn)量為6 970 kg/hm2,河蟹產(chǎn)量為334 kg/hm2。 秸稈的產(chǎn)量根據(jù)水稻與稻草產(chǎn)量比1.0~1.2,取平均值1.1 計算,養(yǎng)蟹區(qū)秸稈產(chǎn)量為6 473 kg/hm2,對照區(qū)秸稈產(chǎn)量為6 336 kg/hm2。 根據(jù)2008 年水稻1 930 元/t、秸稈60 元/t 和河 蟹24 元/kg 來計算。 計算結(jié)果如表1 所示, 養(yǎng)蟹區(qū)生產(chǎn)功能總價值為22 146.18 元/hm2, 對照區(qū)生產(chǎn)功能總價值為13 832 元/hm2。
表1 養(yǎng)蟹區(qū)與對照區(qū)的稻蟹產(chǎn)出
運用影子價格法, 根據(jù)我國化肥平均價格2 549 元/t,將農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分持留量進行價值化,進而對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)維持營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的價值進行評估。 如表2 所示,養(yǎng)蟹區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能價值為7 159.56 元/hm2, 對照區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能價值為6 760.44 元/hm2。
表2 各處理營養(yǎng)循環(huán)功能價值比較
本文對有機質(zhì)的含量采用持留法進行量化分析,之后采用機會成本法將土壤有機物質(zhì)進行價值化,進而來評價土壤積累有機質(zhì)的價值。 從表3 可以看出,養(yǎng)蟹區(qū)土壤有機質(zhì)的價值高于對照區(qū)土壤有機質(zhì)的價值,這說明稻蟹工作模式可以增加土壤肥力和有機質(zhì)積累功能的價值。
表3 各處理土壤積累有機質(zhì)價值比較
對于稻蟹工作系統(tǒng)生態(tài)模式固定CO2功能價值的估算可以采用造林成本法或者碳稅法進行估算[11]。由方程式可知,植物生產(chǎn)每克干物質(zhì)就可以固定1.63 g CO2。 造林成本法的價格為260.90 元/tC,碳稅法的價格為150 美元/tC,按照一美元等于7 元人民幣匯率進行換算。 計算固定CO2的價值,CO2價值估算結(jié)果如表4 所示。 養(yǎng)蟹區(qū)固定CO2的價值為14 522.4 元/hm2,對照區(qū)固定CO2的價值為14 216 元/hm2。
表4 各處理固定CO2 價值比較
根據(jù)光合作用方程式可知植物生產(chǎn)每克干物質(zhì)可以釋放出1.2 g O2, 我國對根據(jù)造林成本法O2的釋放收費標準為352.93 元/tO2,得出O2釋放的經(jīng)濟價值;制氧工業(yè)成本法主要運用影子價格法來估算釋放O2的價值, 制氧成本為0.40 元/kgO2,釋放O2的經(jīng)濟價值估算結(jié)果如表5所示。養(yǎng)蟹區(qū)釋放O2的價值為6 140.89 元/hm2,對照區(qū)釋放O2的價值為6 011.11 元/hm2。
表5 各處理釋放O2 價值比較
經(jīng)上所述, 養(yǎng)蟹區(qū)調(diào)節(jié)大氣功能總價值為20 663.11元/hm2,對照區(qū)調(diào)節(jié)大氣功能總價值為20 227.11 元/hm2。
對于稻蟹共作生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能的價值可以采用影子工程法進行評價。 水庫單位庫容成本以0.67 元/m3進行計算,對照區(qū)壩高為40 cm,養(yǎng)蟹區(qū)壩高為50 cm,通過影子工程法計算得出對照區(qū)涵養(yǎng)水源的功能價值為60.3 元/hm2, 養(yǎng) 蟹 區(qū) 涵 養(yǎng) 水 源 的 功 能 價 值 為75.38 元/hm2。
稻田養(yǎng)蟹生態(tài)系統(tǒng)模式可以顯著地提高土壤的養(yǎng)分,改善水體環(huán)境,凈化空氣。在土壤方面,與無蟹生態(tài)模式相比土壤有效磷、速效鉀、堿解氮、有機質(zhì)的含量都有所提升,不僅減少肥料的施用,而且能夠保護環(huán)境以及減少農(nóng)民的施肥成本;在水質(zhì)方面,稻田養(yǎng)蟹增加了土壤含氧量,有利于植株根系的生長進而增加了水稻產(chǎn)量,提高了農(nóng)民收益;在空氣方面,起到了凈化空氣的作用。 經(jīng)本研究得出,在“三生功能”中生態(tài)功能占首位,其中調(diào)節(jié)大氣功能價值最高,其次是物質(zhì)生產(chǎn)功能,本文對稻田養(yǎng)蟹生態(tài)系統(tǒng)的研究與前人對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能價值的研究結(jié)果一致,得出稻田養(yǎng)蟹生態(tài)功能價值高于無蟹生態(tài)功能價值。