黃河三角洲鹽堿地棉花種植的生態(tài)價值評估

□王藝璇 韓若冰 胡繼連

一、引言

近年來，由于人們對生態(tài)價值的認識不斷加深，對生態(tài)價值的評估成為學者研究的熱點問題。Costanza(1997)把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總結(jié)為具體的17類，并首次對全球生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值進行評估，引起了對生態(tài)價值評估的研究熱潮。目前，對于生態(tài)價值評估的研究主要是關(guān)于森林、濕地、草地等自然生態(tài)系統(tǒng)，韓維棟、高秀梅等(2000)運用生態(tài)價值評估的方法對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的價值進行評估；鄭紅、武祎(2015)對臥龍湖濕地進行了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估，評估結(jié)果對促進濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的作用；丁小迪、丁咚等(2015)通過對山東省濱海濕地的評估，研究發(fā)現(xiàn)其蘊含較高的經(jīng)濟和生態(tài)潛力，能產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益；魯春霞、謝高地等(2004)對具有獨特性的青藏高原生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能進行價值評估，認為其產(chǎn)生的巨大生態(tài)價值不容忽視；唐秀美、潘瑜春等(2016)對北京市平原造林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行評估，認為合理的生態(tài)價值評估可以促進項目的具體實施。而對于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的研究并不多，但

其已經(jīng)成為當前的研究熱點，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是人類社會存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。盛婧、陳留根等(2008)通過對稻麥農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的評估發(fā)現(xiàn)，每投入1元的種植成本，將會帶來3. 58元的生態(tài)效益。張宏鋒、歐陽志云等(2009)選取1976年和2005年這兩個時段比較瑪納斯河流域的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值，計算得出29年間其生態(tài)價值上升了117%；肖玉、謝高地等(2004)對稻田生態(tài)系統(tǒng)氣體調(diào)節(jié)功能及其價值進行研究，認為人們極大地忽視了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能。

本文主要選取農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中具有特殊性的黃三角棉區(qū)鹽堿地棉花種植進行生態(tài)價值評估。楊勁松(2005)的研究發(fā)現(xiàn)黃河三角洲等沿海地區(qū)在過去30年間的植被覆蓋率有所下降，土壤鹽漬化呈加重趨勢；鄭艷霞、李建奇等(2007)利用棉花較強的耐鹽堿性，可以有效改良鹽堿地，是鹽堿地最佳的作物選擇；董合忠、辛承松等(2009)認為黃河三角洲棉田是中國棉花種植的重要地區(qū)，該地植棉規(guī)模最大，利用棉花自身的耐鹽堿性重點在鹽堿地植棉，對于整體提高山東省的棉花生產(chǎn)具有重要作用。韓若冰(2015)黃河三角洲地區(qū)鹽堿地的棉花種植在改善土壤、節(jié)約資源等方面的生態(tài)正效應(yīng)不容忽視。本文主要運用影子工程法、市場價值法、機會成本法等對黃河三角洲鹽堿地棉花種植的生態(tài)價值進行評估，使棉農(nóng)在認識到棉花種植經(jīng)濟價值的同時，也能關(guān)注在鹽堿地種植棉花所帶來的生態(tài)價值。

黃河三角洲是我國最大的三角洲，是我國東部沿海地區(qū)待開發(fā)的稀有的資源寶地。但是由于黃河三角洲地區(qū)存在大量鹽堿地，土地質(zhì)量較差，墾殖率不足30%，仍有大部分土地未被合理開發(fā)利用，處于荒廢狀態(tài)。棉花種植曾經(jīng)是黃河三角洲地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的傳統(tǒng)支柱性產(chǎn)業(yè)，棉花種植所帶來的收入是該地區(qū)農(nóng)民最重要經(jīng)濟來源之一。由于近年來山東省棉花種植面積出現(xiàn)大幅度的減少趨勢，黃河三角洲鹽堿地棉田在全省棉田中所占的比重不斷增加。山東黃河三角洲和沿黃地區(qū)大面積鹽堿地、早薄地最適宜種植棉花，目前尚沒有其他大宗作物可替代。一旦放棄這些寶貴土地資源的棉花生產(chǎn)，將造成大面積撂荒，很可能會導致這些傳統(tǒng)棉作耕地重蹈鹽堿化、鹽漬化覆轍。利用棉花耐鹽堿的生理特性，在黃河三角洲地區(qū)維持足夠規(guī)模的棉花種植，具有重要的生態(tài)和社會價值。

二、黃河三角洲鹽堿地棉花種植的生態(tài)價值評估

(一)保持土壤肥力功能的價值評估

1.評估方法

鹽堿地種植棉花可以增加地表覆蓋率，從而降低鹽堿地因裸露地表風吹日曬而產(chǎn)生的地力損耗。棉農(nóng)種植過程中不斷地翻耕土地，對鹽堿地土壤肥力的保持與改良具有十分重要的作用。鹽堿地種植棉花能夠不斷地影響土壤中有機質(zhì)以及氮、磷、鉀的含量，對鹽堿地土壤肥力的保持帶來巨大的生態(tài)價值。計算公式為:

V1=(CN·PN+CP·PP+CK·PK)·Sh

Sh=A·(EP-Er)

式中，V1表示鹽堿地棉花種植保護土壤肥力的價值，CN、CP、CK分別表示鹽堿地土壤中的N、P、 K含量；PN、PP、PK分別表示氮肥、磷肥和鉀肥的價格；Sh表示棉田土壤保持量；A表示農(nóng)作物播種面積；EP表示潛在土壤侵蝕模數(shù)；Er表示現(xiàn)實土壤侵蝕模數(shù)。

2.評估結(jié)果分析

通過查找數(shù)據(jù)可知，東營鹽堿地土壤中破解氮的含量是62mg/kg，速效磷的含量是92mg/kg，速效鉀的含量是 101mg/kg。氮肥的市場價格是387元/t，鉀肥、磷肥的市場價格是365元/t計算。作物播種面積取黃河三角洲主棉區(qū)東營和濱州棉花種植的總面積173261hm2計算。孫新章等人對各地區(qū)農(nóng)田的侵蝕模數(shù)進行了研究，計算出黃河三角洲地區(qū)的農(nóng)田的的潛在土壤侵蝕量是143769×104t，現(xiàn)實侵蝕量是32601×104t。計算可知黃河三角洲棉田保持土壤肥力的生態(tài)價值是1923×104元。

(二)維持養(yǎng)分循環(huán)功能的價值評估

1.評估方法

維持養(yǎng)分循環(huán)是鹽堿地棉花種植生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)中的一項重要服務(wù)，本研究采用替代成本法計算其價值。計算公式為:

V2=( HN·PN+HP·PP+HK·PK)·Q

式中，V2表示鹽堿地棉花種植維持營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的價值；HN、HP、HK分別表示棉花作物體內(nèi)氮、磷、鉀的含量；PN、PP、PK分別表示氮、磷、鉀肥的市場價格；Q表示作物產(chǎn)量。

2.評估結(jié)果分析

棉花體內(nèi)的氮、磷、鉀、含量分別是10%N、2%P、3%K。氮肥的市場價格是387元/t，鉀肥、磷肥的市場價格是365元/t。棉花作物產(chǎn)量取黃河三角洲棉區(qū)東營和濱州棉花的總產(chǎn)量180145噸計算。根據(jù)公式計算可知黃河三角洲棉區(qū)維持養(yǎng)分循環(huán)功能的價值是1026×104元。

(三)固碳釋氧的價值評估

1.評估方法

在鹽堿地棉花生態(tài)系統(tǒng)中，棉花通過光和作用與大氣進行CO2和O2的交換，固定大氣中的CO2，同時釋放出O2。運用替代成本法對鹽堿地種植棉花進行的固碳釋氧功能進行價值評估，計算公式為:

V3=Q·E·P=B/f·E·P

式中，V3表示鹽堿地棉花種植所帶來的固碳或釋氧價值；Q表示棉花的年凈生物量；B表示棉花經(jīng)濟產(chǎn)量；f表示經(jīng)濟系數(shù)；E表示固碳或釋氧系數(shù)；P表示固碳或制氧成本。

2.評估結(jié)果分析

棉花作物的經(jīng)濟產(chǎn)量以黃河三角洲棉區(qū)東營和濱州棉花的總產(chǎn)量18萬噸為值計算。一般來說，棉花的經(jīng)濟系數(shù)為0.3-0.4，所以本文選取中值0.35進行計算。根據(jù)光合作用的通用方程可知，植物每生產(chǎn)1g干物質(zhì)可以固定CO2的數(shù)量是1.63 g ;植物每生產(chǎn) 1g干物質(zhì)釋放的 O2數(shù)量是1.19 g。所以作物固碳系數(shù)為1.63，釋氧系數(shù)分別1.19。對于鹽堿地棉花種植所固定的CO2正外部性價值的評估運用造林成本法，取其市場價格273元/t計算；對于鹽堿地棉花種植的釋氧成本的評估運用工業(yè)成本法，取其市場價格400.00元/t計算。計算可知，棉花作物固定CO2的價值是2.3×108元，釋放O2的價值是2.448×108元。黃河三角洲棉田固氮釋氧總價值是47000×104元。

(四)凈化大氣環(huán)境功能的價值評估

1.評估方法

鹽堿地棉花種植通過對空氣中的污染氣體進行吸收和降解，以此達到凈化空氣的目的。如棉花作物可以吸收空氣中對人危害較大的二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)，在凈化空氣方面的生態(tài)價值明顯，計算公式為：

V4=Q·A·P

式中，V4表示鹽堿地棉花種植凈化大氣污染物的生態(tài)價值；Q表示單位面積棉花種植吸收污染氣體(SO2、NO2)的量；A表示棉花的種植面積；P表示處理污染氣體的成本。

2.評估結(jié)果分析

由于較難確定棉花吸納各類污染物的具體參數(shù)，本文主要選取馬新輝等學者的研究數(shù)據(jù)作為依據(jù)：SO2吸納量為45.00 kg/(hm2a)、NO2吸納量為33.50 kg/hm2a。棉花種植面積取黃河三角洲棉區(qū)東營和濱州棉花種植的總面積173261hm2計算。棉花作物吸納SO2的價格是0.60元/kg、吸納NO2的價格是0.60元/kg。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計算可知吸納SO2的價值是468×104元、吸納NO2的價值是348×104元?？稍u估出棉花作物凈化大氣價值為816×104元。

(五)改善土壤含鹽量的生態(tài)價值評估

1.評估方法

鹽堿地之所以是世界級難題，主要是因為鹽堿地土壤中的含鹽量、含堿量較高，不適合普通農(nóng)作物的生長。通過對鹽堿地改良和治理的不斷探索和研究，目前改良鹽堿地的措施主要有工程措施、化學措施、生物措施。其中生物措施普遍被認為是最經(jīng)濟有效的改良方式，主要是選擇適宜的耐鹽植物種植在鹽堿地土壤中。棉花較強的耐鹽性決定了棉花適合生長在鹽堿地這類特殊的土壤中，并且長年種植棉花可以降低土壤的含鹽量，改善土壤肥力(表1)。研究發(fā)現(xiàn)重度鹽堿地的開墾植棉年限在5年以上，土壤地力水平普遍較高。目前比較常見的工程措施主要是暗管排水，通過在土壤中鋪設(shè)暗管使鹽分隨水排走，以此達到土壤脫鹽和防止次生鹽漬化的目的，暗管排水開發(fā)模式每公頃的開發(fā)投入為18000元(宋紹憲，2009)。由于棉花種植降低含鹽量，改良鹽堿地的價值較難計算，所以運用替代成本法估算鹽堿地使用暗管排水措施改良鹽堿地的價值，計算公式為：

V5=18000·A

式中，V5表示鹽堿地種植棉花改善土壤含鹽量的生態(tài)價值；A表示棉花種植面積。

表1 鹽堿地棉田主要養(yǎng)分含量

注：①表中平均值為平均數(shù)±SD。

②數(shù)據(jù)來源：董合忠《鹽堿地棉花栽培學》。

2.評估結(jié)果分析

棉花的種植面積取黃河三角洲棉區(qū)東營和濱州棉花種植的總面積173261hm2，通過計算可知黃河三角洲棉田改善土壤含鹽量的生態(tài)價值是31×108元。在所評估的生態(tài)價值中，鹽堿地種植棉花對土壤鹽堿含量的的降低效果最為顯著。

(六)生物多樣性的價值評估

1.評估方法

因為鹽堿地棉田與其他生態(tài)系統(tǒng)相比較為單一，在維持生物多樣性方面的功能較小，不便于直接統(tǒng)計評估，因此，本文主要參考謝高地等人提出的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)每年在生物多樣性保護的單位服務(wù)價值(628. 2元/hm2)作為黃河三角洲鹽堿地棉花種植維持生物多樣性功能的評估系數(shù)。計算公式為:

V6=628.2·A

式中，V6表示鹽堿地棉花種植維持生物多樣性功能的價值；A表示棉花種植面積。

2.評估結(jié)果分析

通過計算可知，黃河三角洲棉花種植在維持生物多樣性方面的價值是10800×104元。鹽堿地種植棉花對于維持黃河三角洲地區(qū)的生物環(huán)境的穩(wěn)定、保持生態(tài)系統(tǒng)的功能的有效發(fā)揮具有重要的作用。

主要運用市場價值法、機會成本法、影子工程法等對黃河三角洲鹽堿地棉花種植的生態(tài)價值進行評估。以上評估結(jié)果表明，黃河三角洲棉田每年保持土壤肥力的價值為1923×104元，維持養(yǎng)分循環(huán)功能的價值是1026×104元，固氮釋氧總價值是47000×104元，凈化大氣價值為816×104元，改良鹽堿地生態(tài)價值是31×108元，維持生物多樣性價值是10800×104元，總計37.2×108元。其中，改良鹽堿地所產(chǎn)生的生態(tài)價值最大，約占總價值的83%。從以上粗略的估算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，鹽堿地種植棉花所產(chǎn)生的巨大生態(tài)經(jīng)濟價值，值得人們重視并加以利用。

三、黃河三角洲鹽堿地棉花種植生態(tài)補償政策建議

根據(jù)上文得出的黃河三角洲鹽堿地棉花種植的生態(tài)價值評估結(jié)論,提出生態(tài)補償政策建議如下:

(1)充分認識鹽堿地棉花種植的生態(tài)價值。通過宣傳介紹，使人們認識到鹽堿地種植棉花不僅可以帶來經(jīng)濟收益，還會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生生態(tài)價值，是一舉多得的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。公眾認識并了解鹽堿地棉花種植的生態(tài)價值，為生態(tài)補償?shù)慕⑻峁┱J識基礎(chǔ)。

(2)在黃河三角洲設(shè)立鹽堿地棉花種植生態(tài)保護區(qū)。通過建立生態(tài)保護區(qū)鼓勵大家對保護區(qū)進行保護，黃河三角洲因存在大量的鹽堿地而使生態(tài)環(huán)境具有特殊性，從生態(tài)價值，經(jīng)濟效益等角度考慮，在黃河三角洲鹽堿地棉田設(shè)立生態(tài)保護區(qū)，加大對鹽堿地棉田的扶持力度，劃定生態(tài)保護紅線，使棉花種植在鹽堿地地區(qū)發(fā)揮最大的價值。

(3)建立黃河三角洲鹽堿地棉花種植的生態(tài)補償機制。明確規(guī)定鹽堿地棉花種植生態(tài)補償?shù)姆秶ο?、標準、方式等具體事宜，使生態(tài)補償形成一套完善的補償機制。堅持生態(tài)保護者受益的原則，在鹽堿地種植棉花對生態(tài)環(huán)境做出貢獻的棉農(nóng)，都可以依據(jù)法律規(guī)定而獲得一定的補償獎勵。

(4)設(shè)立鹽堿地棉花種植生態(tài)補償基金。在鹽堿地種植棉花可以改善土壤生態(tài)，降低土壤含鹽量，對在鹽堿地種植棉花的棉農(nóng)進行生態(tài)補償，鼓勵鹽堿地種植棉花的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。開展生態(tài)補償需要一定的經(jīng)濟基礎(chǔ)支持，生態(tài)補償?shù)暮诵膯栴}是補償資金的籌集，首先，國家必須加大鹽堿地植棉生態(tài)補償?shù)呢斦Y金支持力度，省政府財政也應(yīng)有計劃的為鹽堿地棉花種植的生態(tài)補償提供資金保障；其次，生態(tài)補償?shù)拈L遠開展需要公眾的廣泛參與，不僅能夠增強社會對鹽堿地植棉的認識，還可以減輕政府在生態(tài)補償中的的資金壓力。

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