耕地不同利用方式的生态经济效益研究进展

2014-04-02 23:44邹冬生
湖南农业科学 2014年11期
关键词:稻田经济效益生态

周 湛,邹冬生

( 湖南农业大学生物科学技术学院,长沙 410128)

生态经济效益,是指社会物质资料生产过程中同时产生的一定经济效益和一定生态效益的综合与统一。也就是说,在社会物质资料生产过程中,人们耗费一定的劳动,既会产出一定的经济成果,又会引起生态平衡状况的变化,从而对人的生态环境带来一定的影响。这种经济的产出和生态的产出的综合同耗费劳动的比较,称为生态经济效益。在我国人口众多,人均耕地少,耕地后备资源不足的国情下,土地资源的重要性与日俱增,对于耕地利用方式和效率的研究也越来越多。让有限的耕地资源获得更好的经济效益和生态效益,这是农业可持续发展的现实要求,也是社会进步的标志。

粮食和蔬菜生产与人们的生活密切相关,而茶叶和葡萄是湖南省的特色优势产业,这四种作物是现代人类生活饮食中的重要组成部分,也是湖南省现代农业主要的作物种植类型。本文通过对茶园、稻田、葡萄园和蔬菜园4种不同类型的耕地利用方式进行分类比较研究,为一定地域内不同地形地貌选择种植作物提供参考。

1 几种不同耕地利用方式生态经济效益研究现状

1.1 茶园的生态经济效益研究现状

单一茶园存在不同程度的水土流失、环境污染、生态系统失衡和生态经济单一等生态问题,制约着茶叶总体质量与综合效益的提高。因此,众多学者根据当地的情况设置了不同的生态茶园,并对其进行研究。

生态茶园的生态经济效益研究主要分为四大类,分别为“茶-林”模式,“茶-果”模式,“茶-果-畜”模式和“茶-旅游”模式。

“茶-林”模式是利用茶、树共生互惠原理,建立“茶-林”复合种植的生态模式。廖万有等[1]在黄山茶区与大别山茶区等高山茶区建立林茶复合种植的生态模式,在高山远山营造用材林、低山近山发展经济林、茶园内外栽种果树,这种模式不仅提高了茶叶品质和茶园单产量,也达到保水保土保肥和改善环境的生态目的,还增加了经济效益。董成森等[2]对亚热带红壤丘陵茶区茶-杉复合系统的生态经济效应进行分析,研究表明,亚热带红壤丘陵区茶-杉复合茶园比单一茶园光照强度降低31.1%~50.1%.且园内气温、地表与土壤温度、茶树叶面温度及其高温危害产生的频率等均低干单一茶园,园内湿度和土壤含水量分别高于单一茶园,茶树主要害虫天敌种群数量比单一茶园高出118.75%,而其害虫数量仅为单一茶园的45.4%,且茶叶产量提高,其品质亦明显改善。

“茶-果”模式是利用茶、果共生互惠原理,建立复合种植的生态模式。廖万有等[1]在沿江丘陵茶区与江淮丘陵茶区等丘茶区,采用茶果间作的模式,建立茶梨、茶栗间作林以改善茶树生长的微环境。该模式不仅改善了生态环境,还提高了茶叶单产、茶叶质量及经济效益。

“茶-林-畜”模式是利用林、果、茶树调节气候、净化环境,同时利用畜粪肥田养树滋草,以形成良性生态链,达到调节气候、净化环境、增加产量和收入的目的。施顺昌等[3]在苏州市吴中区对林果茶生态草鸡进行了研究,林果茶园养鸡这种模式,茶园冬暖夏凉为鸡的生长提供了良好的环境。鸡觅食园中虫蚁,鸡粪肥田养树滋草,树荫为鸡避风遮雨,形成良性生态链。这种模式还为当地农民民增收1 500万元,户均收益3~4万元。

“茶-旅游”模式是将茶文化旅游与茶业经济发展相结合,使茶业带动旅游,又以旅游促进茶产业。林朝赐等[4]对茶文化旅游与茶业经济发展的研究表明,茶文化旅游提高茶产业的附加值,并可向人们普及茶的知识、促进茶消费,推动茶业经济的发展。韩述源[5]对茶叶生态旅游的研究表明茶叶生态旅游能够推动农村经济发展,提高农民收入。有机生态茶园建设对农村环境的改善亦有明显的作用。

以上几种模式的研究,着重在经济效益方面的研究,而忽视了该系统的生态服务功能研究,尤其对于茶树在环境生态方面的正效益研究不深入、不全面,特色研究不够。同时各学者对于茶园的生态经济效益分析多集中于以年份为单位的研究,对于以生产季节为单位的研究较少。而茶园生态经济效益研究的统计数据也较为宏观,实证研究不足。

1.2 稻田的生态经济效益研究现状

水稻作为中国的主要粮食作物,其种植及稻田生态经济的研究是众多学者的研究重点。而湖南作为水稻大省,在水稻方面更有深厚的研究基础。对稻田的生态经济效益研究主要在两个方面,一种是稻田复种模式对比分析,一种是稻田复合养殖模式分析。

稻田复种模式是通过对比分析几种种植模式的生态经济效益,探讨最优模式。彭星辉[6]的稻田复种制对土壤理化性状的影响及其经济效益分析表明,水旱轮作有利于改善土壤物理性状,降低土壤中的还原性物质,减少还原性微生物,有利于活化土壤中的有效磷和钾,提高土壤中的微生物和酶活性。同时水旱复种制还可提高晚稻产量,其中春大豆间玉米-杂交晚稻制的净成品粮产出最高,春大豆-杂交晚稻制的晚稻产出最高。另外,春大豆一杂交晚稻和春大豆间玉米一杂交晚稻制的粗蛋白产量分别达1 644.1和1 696.5 kg/hm2,比绿肥-双季稻制高出50.45%~55.25%,其产投比和投肥效益均明显高于其他复种制度。

邹冬生等[7]对几种代表性稻田作物生产子系统生态经济功能进行比较分析。从总物质产量及其组分综合评价分析来看,“早稻-晚稻-大麦” 模式(系统Ⅲ)和“早稻-晚稻-油菜”模式(系统Ⅱ)明显优于“早稻-晚稻-绿肥”模式(系统Ⅰ)。从营养元素的实际转化情况来看,系统Ⅱ和系统Ⅲ都优于系统Ⅰ,但从土地持续利用来看,系统Ⅰ又强于另外两个系统。从系统对投能(投入系统中的能量,包括无机能和有机能)的转换率来看,系统Ⅲ无论是以总生物量计算还是以稻田实际输出计算,它的投入能转换率(投入的无机能和有机能转化成生物量的效率)均较高,系统Ⅱ最低,系统Ⅰ接近系统Ⅲ。从系统的直接经济效益和间接经济效益来分析,系统Ⅱ和系统Ⅲ均强于系统Ⅰ。因此只要提高“稻-稻-油菜”的投能转化率,则“稻-稻-大麦”模式和“稻-稻-油菜”模式的物质生产功能及综合经济效益会明显强于“稻-稻-绿肥”模式。

稻田复合养殖模式是在种植水稻的同时,利用稻田的剩余资源养鱼、养鸭、养蟹。这种复合养殖模式能够在节约肥料、农药、饵料、饲料成本的情况下种出优质稻米,养殖的鱼、鸭、蟹口感好、品质好、营养价值高,在更加环保的情况下获得更多的经济效益。

刘元生等[8]对稻田生态养鱼水质动态与水稻生长及经济效益进行了研究。研究表明:养鱼田的水溶性氮、磷、钾及水质环境条件均有利于水稻的生长和发育,同时其水稻各项农艺性状及产量均优于对照田。其综合经济效益也明显高于对照田,养鱼田的产值要比对照田高出23 211元/hm2,增加了261.77%;利润高出9 216.5元/hm2,增加了220.41%。

随着网络的发达,电子商务渐渐火热起来,这一节日就被商家所利用,以光棍为嚎头制造单身人士要在这一天购物的气氛。2009年淘宝商城的管理层首次将11月11日选用为淘宝购物狂欢节,造就了高达0.5亿元的销售额,从此,“双十一”被越来越多的消费者铭记,“双十一”所产生的销售额逐年攀升。这种从节日到节日的文化转型为“双十一”的成功塑造解决了尤为关键的一步,让众多消费者尤其是作为新世纪知识分子的大学生一代以最快的速度接受并记住。

王华等[9]的湿地稻田养鱼、鸭复合生态系统生态经济效益分析表明:稻田养鱼、稻田露宿养鸭、稻田围栏养鸭都具有除草、中耕、施肥、防治病虫的作用,而且不降低水稻产量,从而产生显著的生态、经济、社会效益。T.B.Gurung等[10]2000年到2002年在尼泊尔4个地区的试验表明,稻田养鱼使水稻产量增加了9%,鱼的养殖给水稻带来的养分是增产的主要原因,同时稻田养殖的鱼也带来了一定的收入。

陈飞星等[11]的稻田养蟹模式的生态经济分析研究表明,与单一稻作模式相比,稻田养蟹模式的综合效益较高。从经济效益看,后者的土地纯收入、成本收益率和劳动生产率比前者分别增加382%、67.7%和295%。从生态环境效益看,养蟹前,土壤中的全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾和有机质分别为:0.85g/kg、0.084 g/kg、0.52 g/kg、0.0051 g/kg、27.3 g/kg、0.173 g/kg和16.4 g/kg。养蟹一年后,土壤中的全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾和有机质分别为:0.94 g/kg、0.087 g/kg、0.55 g/kg、0.0057 g/kg、27.4g/kg、0.179 g/kg、和18.1 g/kg,各项指标增加百分比为10.6%、3.6%、5.8%、11.7%、0.4%、3.5%和10.5%,且每年可削减非点源N污染负荷6.375 kg/hm2。

以上研究对于试验区的耕地利用模式具有重要的指导作用,但针对净化大气、光合释氧、综合固碳等方面的效应价值的研究报道较少,对稻田的生态经济效益分析亦不够全面。

1.3 葡萄园的生态经济效益研究现状

朱玉芳等[12]的城郊观光型葡萄园营建及效益估算指出葡萄是投资少、见效快的绿色产业。通过精细化管理,利用城市人口对观光果园自助采摘的需求,能获得较高的经济效益。城郊观光型果园,整合了农村剩余土地和剩余劳动力,很好地利用了区位优势,改善城区环境,同时为市民娱乐休闲提供了方便。

阮瑞国等[13]的研究表明葡萄园中利用零排放猪舍垫料废料栽培双孢蘑菇后,双孢蘑菇培养基质中多余的养分可改善葡萄园土壤理化性状,提高土壤氮、磷、钾含量2011年2月份土壤养分测定结果表明,栽培双孢蘑菇后葡萄园土壤氮、磷、钾含量为:水解性氮172 mg/kg、有效磷 141.1 mg/kg、速效钾 412 mg/kg、有机质35.1%、总养分8.95%,相对于未种过双孢蘑菇的葡萄园各项指标含量:166 mg/kg、139.6 mg/kg、133 mg/kg、18.6%、6.84%,分别增加了3.6%、1.1%、209.8%、88.7%和30.8%,pH值由7.6下降至7.2。该模式有利于培肥地力,促进农业生态系统良性循环。同时栽培双孢蘑菇的葡萄园平均667m2产量达到1 150 kg,未栽培双孢蘑菇的葡萄园平均667m2产量为1 000 kg,增产15%,葡萄的品质也得到提高,经济效益增加。

丁飞等[14]对设施葡萄立体种养模式效益进行了分析,设施葡萄立体种养模式投入为55 936.35元/hm2,收益为151 461.80元/ hm2。普通设施葡萄栽培模式投入为74 602.05元/ hm2,收益为112 517.9元/ hm2。相比之下,葡萄立体种养模式更节本增收,同时能够达到保持水土、改善土壤理化性状、抑制杂草、防治病虫害、减少肥料用量等多方面的生态效益。

薛雯等[16]对葡萄废弃物的开发利用及葡萄循环经济的研究表明,葡萄废弃物中可提取出丰富、廉价的可再生资源,如多酚、膳食纤维、果胶、酒石酸、蛋白质、葡萄籽油等物质;经过加工处理后还可生产出生物表面活性剂、乳酸以及有害离子吸附剂等。通过寻求合理有效的葡萄废弃物资源综合利用途径,拓宽葡萄的深加工,将会带来极高的社会效益、经济效益和生态效益,对实现循环型农业经济、建设可持续发展生态葡萄园具有深远的意义。

葡萄园生态经济方面的研究多为提高葡萄品质以及周围环境对葡萄品质影响的研究,而葡萄对周围环境的影响,如净化大气、保水保土、固碳释氧、农药化肥污染等的相关分析研究较少,建立综合的生态经济效益指标体系并进行分析的研究更少。

1.4 蔬菜的生态经济效益研究现状

肖小勇等[17]对长阳高山蔬菜的经济效益进行了分析。高山蔬菜生产资料投入较高,每667m2高山蔬菜需要的现金投入(主要包括机械耕整地费用、农机具的购买维修费用等)平均为1 227.81元,生产资料投入(包括种子费、化肥费、农药费、农膜费等)657.47元,雇佣劳动力费用510.62元。而每667m2的净收益为1 947.74元,人均净收益10 515.41元。

王晓春等[18]对呈贡县主要大棚蔬菜生产地区施肥现状及经济效益进行调查和分析,对比各种蔬菜的生产经济效益指标发现,西芹、生菜和菠菜的经济效益最高, 劳动净产率最低。同时由于农民对化肥施用技术的掌握度不高,存在不合理施肥情况,造成氮、磷、钾大量元素与微量元素投入比例失调, 氮肥略高, 磷肥过量,钾肥充足。土壤中的磷大量累积造成植物缺锌、锰、铁、钙等中微量元素,导致作物生长不佳, 抗病虫害的能力下降,对生态环境造成负面影响。

蒋华等[19]两种蔬菜水旱轮作模式的生态经济效益研究表明菜-稻-菜和瓜-稻-菜模式能有效地利用地力,增加复种指数,从而提高单位面积的产量和收入,减少农药、肥料投入和各种蔬菜病虫害的发生,有效降低对土壤、环境的污染。

范成方等[20]从经济效益和生态效益两个方面对山东省大棚与露地蔬菜种植效益进行比较分析,研究表明:1998-2009年山东省大棚蔬菜生产相对露地蔬菜及全国平均大棚蔬菜一直具有显著的正经济效益优势,总体上呈增长趋势,而生态效益则相对较差。

温雅君等[21]对北京市43家蔬菜生产基地的149个土壤样品中重金属砷、汞、铅、镉、铬的含量进行了研究分析,结果显示土壤中各项重金属的平均含量砷为7.71mg/kg,汞0.074mg/kg,铅23.6mg/kg,镉0.122 mg/kg,铬56.9mg/kg,均低于GB/T 18407.1—2001《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境要求》规定的限量值,但有个别产区重金属铬、汞含量较高。通过对比北京地区土壤环境的背景值,部分区域重金属含量过高表明重金属已经在土壤中产生了累积。

目前对蔬菜的生态经济效益分析研究都较为宏观,且研究多为生产产品的经济价值以及轮作模式的对比。对周围生态环境的影响研究,则集中于土壤重金属污染方面。关于蔬菜根系排泄物对土壤结构、肥力影响的研究不全面,在长期积累代谢产物是否产生毒素方面也无深入研究。

2 研究概况简要评述

目前,我国耕地利用方式的研究非常重视经济效益分析,对于生态效益的研究报道主要是针对同种类作物的比较,而将生态效益与经济效益相结合来分析不同的耕地利用方式和利用效率的研究报道较少。从理论上来说,将生态效益与经济效益相结合来分析不同的耕地利用效率,将对我国耕地资源的合理利用和设置提供理论依据,也有利于土地资源理论研究的完善。从实际来说,研究不同耕地利用方式生态经济效益有利于优化资源配置,使得土地资源得到更为合理、充分的利用;有利于促进政府加强管理,合理引导当地的农业种植活动,从而在取得高经济效益的同时实现高生态效益;有利于指导农民合理确定种植方式和种植规模,提高其种植效率;有利于为当地农业结构的确定提供指导。

生态经济效益分析涉及经济、环境等诸多领域,所需的分析因子数量也很庞大。在进行生态经济效益的研究中,如何设定分析指标,是一项很复杂且具有一定难度的工作。从笔者收集到的资料来看,生态经济效益研究目前尚未有统一的、标准化的生态经济效益评价指标体系。同时现阶段的生态经济效益分析普遍存在评价指标不全面的问题,而指标体系的可操作性是生态经济效益分析的重点。

笔者认为生态经济效益应从正效益与负效益两个方面来评价,正效益包括产品生产、固碳释氧、水土保持、净化大气和社会保障等。负效益包括农药化肥污染和地膜污染等。综合分析生态经济的正负效益,才能更客观地反应出不同耕地利用方式的差别。因此,在今后的研究中,如何正确理解生态经济效益指标体系的全面性,以及如何在指标的“不重复”与“不遗漏”间找到均衡点,从而提高生态经济效益评价指标的可操作性,是十分重要的。

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