梁 龍， 孫 凱， 甘天霽， 韓 韜

(貴州財經(jīng)大學 鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略研究所， 貴州 貴陽 550025)

0 引言

印度在20世紀60年代中期為破除糧食危機，開啟了一場以政府為主導，以糧食增產(chǎn)為目標的農(nóng)業(yè)綠色革命，就此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術的變革在發(fā)展中國家拉開序幕[1]。然而農(nóng)業(yè)綠色革命的發(fā)生喜憂參半，農(nóng)業(yè)綠色革命大量能源和農(nóng)業(yè)化學品投入帶來作物增產(chǎn)的同時給環(huán)境和氣候帶來了巨大的風險和挑戰(zhàn)。隨著我國農(nóng)業(yè)供給側結構性改革和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，各地區(qū)紛紛發(fā)展農(nóng)業(yè)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，目前產(chǎn)業(yè)調整的經(jīng)濟效益明顯，但對調整后農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)過程中包括環(huán)境和生態(tài)在內(nèi)的綜合效益及農(nóng)田低碳、綠色生產(chǎn)管理尚缺乏探索。貴州作為“鐮刀灣”低效玉米種植區(qū)之一，在保糧食、調結構、促增收的基礎上依照2015年農(nóng)業(yè)部《關于進一步調整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結構的指導意見》及2016年《全國種植業(yè)結構調整規(guī)劃(2016—2020年)》提出的減少鐮刀灣地區(qū)非優(yōu)勢玉米播種面積的要求，貴州省堅守發(fā)展和生態(tài)兩條底線，積極探索。自2015年起，貴州大力發(fā)展現(xiàn)代山地特色高效農(nóng)業(yè)，現(xiàn)已形成包括精品蔬菜、水果、茶葉、食用菌在內(nèi)的12項農(nóng)業(yè)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)[2]。石阡縣根據(jù)貴州省的統(tǒng)一部署，結合當?shù)刭Y源、地形等實際情況，將傳統(tǒng)的玉米種植結構轉變?yōu)楦咄度?、高產(chǎn)出、勞動密集，收入相對較高的蔬菜、水果種植，力圖實現(xiàn)從粗放型低效種糧向集約型高效經(jīng)濟作物種植的轉變。整體而言，貴州省發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益明顯，但環(huán)境和生態(tài)效益不清晰。因此，以貴州省典型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域石阡縣為例，通過問卷加訪談摸清該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入、農(nóng)資價格、作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品價格等數(shù)據(jù)，利用投入產(chǎn)出分析(I-O)、能量分析(EA)及碳足跡分析(CF)，綜合評價和對比石阡縣過去(玉米)和現(xiàn)在(馬鈴薯、桃)種植系統(tǒng)調整前后生產(chǎn)的能源利用、碳足跡和成本、收益情況，從整體視角論證，產(chǎn)業(yè)結構調整是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)，綠色化高效發(fā)展和“三生”共贏的一條新途徑。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)收集

選取貴州省石阡縣具有代表性的2個鎮(zhèn)(五德、湯山)2個村(銀豐、小雞公)采用問卷和面對面訪談的形式，搜集相關的基礎數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括人工、種子、化肥投入、灌溉用電、機器柴油、農(nóng)藥及作物產(chǎn)量等(表1)。

表1 貴州省石阡縣單位面積(667 m2)投入與產(chǎn)出情況

1.2 研究方法

1.2.1 經(jīng)濟分析(ECA) 通過在當?shù)剡M行市場調查，獲得農(nóng)資投入、農(nóng)產(chǎn)品出售價格，利用投入-產(chǎn)出分析法估算不同作物生產(chǎn)過程中具體的投入成本和產(chǎn)品收益，各作物生產(chǎn)具體經(jīng)濟效益。玉米和馬鈴薯種植所需勞動力主要為家庭勞動成員，未雇傭額外勞動；生產(chǎn)所用農(nóng)家肥非市場購買；馬鈴薯由于其獨特的生物特性，種子為農(nóng)戶自留種。因此以上部分均不計入成本。而桃的種植除家庭提供的勞動力外需另雇傭20%的勞力，則計入桃生產(chǎn)的成本。

1.2.2 能量分析(EA) 能量計算包括能量利用效率、單位產(chǎn)品能量比、單位能量生產(chǎn)率；計算涉及的能量輸入和輸出當量轉換系數(shù)見表2，計算公式[3]如下：

表2 各要素投入產(chǎn)出能量當量

Ee=Ei/e

(1)

Es=Ei/yi

(2)

Ep=yi/Ei

(3)

式中：Ee為作物生產(chǎn)的能量產(chǎn)投比；Ei為不同作物產(chǎn)出能量；ei為生產(chǎn)過程中投入的能量；Es為作物生產(chǎn)的單位產(chǎn)品能量比；yi為作物產(chǎn)量；Ep為作物生產(chǎn)的單位能量生產(chǎn)率。

1.2.3 碳足跡評價(CF) 農(nóng)田碳足跡為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中各種農(nóng)資投入(肥料、農(nóng)藥等)的碳排放量之和，碳足跡計算公式[10-11]：

C=ΣCi=ΣGi×δi

(4)

式中，C為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放總量，Ci為生產(chǎn)過程中農(nóng)藥、肥料、灌溉、機械等各類農(nóng)資投入所產(chǎn)生的碳排放，Gi為不同碳源投入量，δi為各碳源的相關碳排放系數(shù)(表3)。單位經(jīng)濟碳足跡的計算公式：

表3 各碳源及其碳排放系數(shù)

CI=C/Ii

(5)

式中，CI為單位經(jīng)濟碳足跡；C為碳排放總量；Ii為不同作物的經(jīng)濟收益。

2 結果與分析

2.1 不同作物產(chǎn)出-投入的經(jīng)濟效益

在當?shù)伛R鈴薯與玉米的生產(chǎn)投入情況相似，但馬鈴薯生產(chǎn)成本是玉米1.16倍。玉米在當?shù)劁N售價格為2.2～3.0元/kg，取平均價格2.6元/kg為玉米標準價；馬鈴薯

在超市售價約為3.18元/kg，則以該價為馬鈴薯參考價格。由于受市場經(jīng)濟條件限制，當玉米產(chǎn)量為550 kg/667m2時，實際僅賣出200 kg；而馬鈴薯產(chǎn)量為1 500 kg/667m2時，實際僅賣出900 kg/667m2。從表4可知，馬鈴薯總收益是玉米的5.5倍，凈利潤是玉米的8.06倍。從經(jīng)濟效益上分析，玉米改種馬鈴薯雖投入的成本相對較多，但在經(jīng)濟上收益是可行的。從成本看，生產(chǎn)桃投入是玉米的4.83倍；經(jīng)濟收益方面，農(nóng)戶種植桃的總收益和凈利潤是玉米的15.58倍和21.92倍?？梢?，玉米改種桃能夠獲得較高的經(jīng)濟效益。

表4 單位面積(667 m2)不同作物生產(chǎn)的經(jīng)濟效益

2.2 不同作物的能量核算(EA)

由表5可見，玉米、馬鈴薯及桃的能量利用效率分別為3.30、0.34和0.64，玉米表現(xiàn)出高于馬鈴薯和桃的能量利用效率，種植玉米對能量的利用效果更佳，可歸結為玉米籽粒含能量的較高特點，也是玉米較其他作物大量用于工業(yè)原材料的原因之一[14]；玉米、馬鈴薯和桃的單位產(chǎn)品能量比分別為26.50 MJ/kg、11.19 MJ/kg和3.77 MJ/kg，即農(nóng)戶獲得1 kg玉米、馬鈴薯和桃的產(chǎn)出需向農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸入的能量分別為26.50 MJ、11.19 MJ和3.77 MJ?？梢?，生產(chǎn)同等單位的產(chǎn)品，玉米的能量消耗最大；同理，作物單位能量生產(chǎn)率分別為0.04 kg/MJ、0.09 kg/MJ和0.27 kg/MJ。表明，每輸入單位能量玉米、馬鈴薯和桃獲得的產(chǎn)量分別為0.04 kg、0.09 kg和0.27 kg，當向農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)投入等量能量時，桃的產(chǎn)量最高。

表5 不同作物種植的能量核算

2.3 不同作物的碳足跡評價

由表6可見，不同作物種植碳排放總量依次為桃(137.15 kgce)>馬鈴薯(57.33 kgce)>玉米(31.34 kgce)；從單位經(jīng)濟效益碳足跡看，糧食作物玉米(0.098 kgce/元)大于經(jīng)濟作物馬鈴薯(0.022 kgce/元)和桃(0.019 kgce/元)。雖然糧改經(jīng)濟作物后碳總量增加，但糧食作物單位經(jīng)濟效益碳足跡高于經(jīng)濟作物。說明，僅用碳排放總量評價不同農(nóng)業(yè)種植的生態(tài)環(huán)境效益具有片面性，相反立足于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主體(小農(nóng)戶)用單位經(jīng)濟效益碳足跡評價不同作物種植的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益更加全面。

表6 不同作物生產(chǎn)的碳足跡評價

3 討論

有研究表明，在保持或增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的基礎上減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境污染，可通過少耕逐步實現(xiàn)農(nóng)資產(chǎn)品投入的減量化和無害化[15-17]，也可運用低碳新興技術減少農(nóng)田溫室氣體排放的同時實現(xiàn)作物產(chǎn)量的最大化[18-19]。目前，關于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展學界多數(shù)認為，應采取減少農(nóng)業(yè)投資、優(yōu)化農(nóng)田管理或開發(fā)農(nóng)業(yè)低碳技術的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式[20-22]。然而，也有研究表明，合理進行農(nóng)業(yè)結構調整同樣也能減少農(nóng)田能耗和碳排放[23-24]，增加農(nóng)戶經(jīng)濟效益[25-26]。因此，從生態(tài)、經(jīng)濟、社會綜合效益出發(fā)，在呼吁減少農(nóng)田碳排的同時關注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體(農(nóng)戶家庭)的經(jīng)濟效益，是貴州省實施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整過程中兼顧環(huán)境生態(tài)和農(nóng)民生計可持續(xù)性的合理戰(zhàn)略安排。通過優(yōu)化耕作制度或種植業(yè)結構調整，最大限度實現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟、社會綜合效益的目標，也是一種高效的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展形式。在借鑒國內(nèi)外研究結果的基礎上展開研究，因而分析結果與實測數(shù)據(jù)可能存在差異。另外，由于調查樣本較少，獲得的原始分析數(shù)據(jù)不全面，未將土壤、微生物等考慮在內(nèi)，有待下一步進行深入研究。

4 結論

1) 糧食作物玉米和經(jīng)濟作物馬鈴薯、桃經(jīng)濟成本分別為193元/667m2、224元/667m2和932.71元/667m2，經(jīng)濟收益分別為327元/667m2、2 638元/667m2和7 167.29元/667m2，從經(jīng)濟效益看，低效玉米改種馬鈴薯、桃可帶來農(nóng)戶收益的增加。

2) 從能量角度看，玉米生產(chǎn)的能量利用效率、單位產(chǎn)品能量比和單位能量生產(chǎn)率分別為3.30、26.5 MJ/kg、0.04 kg/MJ，馬鈴薯分別為0.34、11.19 MJ/kg、0.09 kg/MJ，桃分別為0.64、3.77 MJ/kg、0.27 kg/MJ?？梢?，雖然玉米的能量利用效率較高，但由于產(chǎn)量低，玉米單位產(chǎn)品能耗和單位能量生產(chǎn)率均低于馬鈴薯和桃。因此，玉米適合調整為蔬果。

3) 碳足跡方面，在舍棄以往單位產(chǎn)量或面積碳足跡分析的基礎上，采用單位經(jīng)濟效益碳足跡對生產(chǎn)進行核算研究發(fā)現(xiàn)，雖然經(jīng)濟作物的生產(chǎn)將帶來農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)總碳排放的增加，表現(xiàn)為桃(137.15 kgce)>馬鈴薯(31.34 kgce)>玉米(57.33 kgce)，但相比傳統(tǒng)糧食作物其單位經(jīng)濟效益碳足跡低。即在獲得相同經(jīng)濟收益的前提下，經(jīng)濟作物馬鈴薯和桃的碳排放量比糧食作物玉米更少，表現(xiàn)為玉米(0.098 kgce/元)>馬鈴薯(0.022 kgce/元)>桃(0.019 kgce/元)。從經(jīng)濟、能量、碳足跡綜合來看，在“鐮刀灣”玉米種植區(qū)即貴州種植區(qū)玉米，實施糧改經(jīng)濟作物的產(chǎn)業(yè)調整安排具有其合理性。實際上，貴州省石阡縣種植業(yè)結構調整是一種改變高排、低效，追求低碳、高效并實現(xiàn)“三生”共贏的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程，實踐證明山地區(qū)域糧改經(jīng)、粗放轉集約的農(nóng)業(yè)也是可持續(xù)農(nóng)業(yè)。