稻蟹共作对生态系统服务功能评价的影响

杨 洋，李 楠

（辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁 盘锦 124010）

近年来， 人们为了追求经济的快速发展以求最大利益，人类赖以生存的环境出现了严重的破坏，随着人类对自然生态系统服务［1－5］的需求增大，人们能够正确的认识到生态系统的服务价值［6－12］，可以有效的保护生物多样性［13－14］，还可以对生态系统进行有效的管理，在生态系统服务功能价值方面世界各地的学者们做了大量的科学研究［15］，这也是人们［16］认真对待为生态系统的服务功能价值的评估奠定了良好的基础。 本文主要是通过田间试验，分为稻田养蟹和稻田不养蟹进行研究。 研究中对产品服务价值、有机物积累以及营养物质循环进行研究对比，之后对两种种植模式进行价值评价， 丰富了农田生态系统的研究。

1 材料与方法

1.1 试验方法

本试验分为6 个小区， 试验设2 个处理：（1） 不养蟹区，（2） 养蟹区（河蟹饵料蛋白含量为30 %），每个处理设3 个重复。 水田部分水稻种植采用大垄双行栽培模式，施用有机肥作为基肥，不施追肥。 河蟹规格为15 g／只，试验区放养量为50 只／块。 4 月中旬进行播种，播种量为150～200 g／m2。 至稻苗三叶期时进行移苗，水稻移栽一周后，放入蟹苗，饵料喂食量为河蟹量总重的3%。 在9 月20 日左右时收获河蟹，10 月初收获水稻，单打单收，每小区选取5穴进行考种测产。

1.2 测定指标

（1） 生产功能价值评价方法

V＝Σvi＝Σ（SiPi－Wi），V 为生产功能价值（元）；vi 为某类产品价值；Si 为某类产品的产量；Pi 为某类产品的市场价格；Wi 为生产某类产品的成本投入。

（2） 积累有机物质功能价值评价方法

V＝S×T×ρ×OM×P，式中S 为种植面积；T 为表层土壤厚度；ρ 为土壤容重；OM 为土壤有机质含量；P 为有机质价格，有机质价格为51.3 元／t［4］。

（3） 养分维持功能价值评价方法

V＝（CN＋CP＋CK）×P， 式中：CN 为作物N 养分积累（mg／kg）；CP 为作物P 养分积累（mg／kg）；CK 为作物K 养分积累（mg／kg）；P 为肥料价格（元／kg）［4］。

（4） 涵养水源功能价值评价方法

V＝Qf×A×P， 式中Qf 为稻田调蓄供水的能力（mm）；A为稻田面积（hm2）；P 为单位体积库容成本（元／m3）。

2 结果与分析

2.1 稻蟹共作对水田生态系统生产功能价值的影响

本试验养蟹区与对照区的种植面积各为225 m2，养蟹区水稻产量为7 120 kg／hm2， 对照区水稻产量为6 970 kg／hm2，河蟹产量为334 kg／hm2。 秸秆的产量根据水稻与稻草产量比1.0～1.2，取平均值1.1 计算，养蟹区秸秆产量为6 473 kg／hm2，对照区秸秆产量为6 336 kg／hm2。 根据2008 年水稻1 930 元／t、秸秆60 元／t 和河 蟹24 元／kg 来计算。 计算结果如表1 所示， 养蟹区生产功能总价值为22 146.18 元／hm2， 对照区生产功能总价值为13 832 元／hm2。

表1 养蟹区与对照区的稻蟹产出

2.2 稻蟹共作对水田生态系统营养物质循环功能价值的影响

运用影子价格法， 根据我国化肥平均价格2 549 元／t，将农田生态系统养分持留量进行价值化，进而对农田生态系统维持营养物质循环的价值进行评估。 如表2 所示，养蟹区营养物质循环功能价值为7 159.56 元／hm2， 对照区营养物质循环功能价值为6 760.44 元／hm2。

表2 各处理营养循环功能价值比较

2.3 稻蟹共作对水田生态系统积累有机质价值的影响

本文对有机质的含量采用持留法进行量化分析，之后采用机会成本法将土壤有机物质进行价值化，进而来评价土壤积累有机质的价值。 从表3 可以看出，养蟹区土壤有机质的价值高于对照区土壤有机质的价值，这说明稻蟹工作模式可以增加土壤肥力和有机质积累功能的价值。

表3 各处理土壤积累有机质价值比较

2.4 稻蟹共作对水田生态系统大气调节功能价值的影响

对于稻蟹工作系统生态模式固定CO2功能价值的估算可以采用造林成本法或者碳税法进行估算［11］。由方程式可知，植物生产每克干物质就可以固定1.63 g CO2。 造林成本法的价格为260.90 元／tC，碳税法的价格为150 美元／tC，按照一美元等于7 元人民币汇率进行换算。 计算固定CO2的价值，CO2价值估算结果如表4 所示。 养蟹区固定CO2的价值为14 522.4 元／hm2，对照区固定CO2的价值为14 216 元／hm2。

表4 各处理固定CO2 价值比较

根据光合作用方程式可知植物生产每克干物质可以释放出1.2 g O2， 我国对根据造林成本法O2的释放收费标准为352.93 元／tO2，得出O2释放的经济价值；制氧工业成本法主要运用影子价格法来估算释放O2的价值， 制氧成本为0.40 元／kgO2，释放O2的经济价值估算结果如表5所示。养蟹区释放O2的价值为6 140.89 元／hm2，对照区释放O2的价值为6 011.11 元／hm2。

表5 各处理释放O2 价值比较

经上所述， 养蟹区调节大气功能总价值为20 663.11元／hm2，对照区调节大气功能总价值为20 227.11 元／hm2。

2.5 稻蟹共作对水田生态系统涵养水源功能价值的影响

对于稻蟹共作生态系统涵养水源功能的价值可以采用影子工程法进行评价。 水库单位库容成本以0.67 元／m3进行计算，对照区坝高为40 cm，养蟹区坝高为50 cm，通过影子工程法计算得出对照区涵养水源的功能价值为60.3 元／hm2， 养 蟹 区 涵 养 水 源 的 功 能 价 值 为75.38 元／hm2。

3 结论

稻田养蟹生态系统模式可以显著地提高土壤的养分，改善水体环境，净化空气。在土壤方面，与无蟹生态模式相比土壤有效磷、速效钾、碱解氮、有机质的含量都有所提升，不仅减少肥料的施用，而且能够保护环境以及减少农民的施肥成本；在水质方面，稻田养蟹增加了土壤含氧量，有利于植株根系的生长进而增加了水稻产量，提高了农民收益；在空气方面，起到了净化空气的作用。 经本研究得出，在“三生功能”中生态功能占首位，其中调节大气功能价值最高，其次是物质生产功能，本文对稻田养蟹生态系统的研究与前人对农田生态系统各种服务功能价值的研究结果一致，得出稻田养蟹生态功能价值高于无蟹生态功能价值。