稻蟹共作對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)的影響

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(jì)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(yán)重的破壞，隨著人類對(duì)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(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值［6－12］，可以有效的保護(hù)生物多樣性［13－14］，還可以對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理，在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值方面世界各地的學(xué)者們做了大量的科學(xué)研究［15］，這也是人們［16］認(rèn)真對(duì)待為生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能價(jià)值的評(píng)估奠定了良好的基礎(chǔ)。 本文主要是通過田間試驗(yàn)，分為稻田養(yǎng)蟹和稻田不養(yǎng)蟹進(jìn)行研究。 研究中對(duì)產(chǎn)品服務(wù)價(jià)值、有機(jī)物積累以及營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)進(jìn)行研究對(duì)比，之后對(duì)兩種種植模式進(jìn)行價(jià)值評(píng)價(jià)， 豐富了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)分為6 個(gè)小區(qū)， 試驗(yàn)設(shè)2 個(gè)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(gè)處理設(shè)3 個(gè)重復(fù)。 水田部分水稻種植采用大壟雙行栽培模式，施用有機(jī)肥作為基肥，不施追肥。 河蟹規(guī)格為15 g／只，試驗(yàn)區(qū)放養(yǎng)量為50 只／塊。 4 月中旬進(jìn)行播種，播種量為150～200 g／m2。 至稻苗三葉期時(shí)進(jìn)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(shí)收獲河蟹，10 月初收獲水稻，單打單收，每小區(qū)選取5穴進(jìn)行考種測產(chǎn)。

1.2 測定指標(biāo)

（1） 生產(chǎn)功能價(jià)值評(píng)價(jià)方法

V＝Σvi＝Σ（SiPi－Wi），V 為生產(chǎn)功能價(jià)值（元）；vi 為某類產(chǎn)品價(jià)值；Si 為某類產(chǎn)品的產(chǎn)量；Pi 為某類產(chǎn)品的市場價(jià)格；Wi 為生產(chǎn)某類產(chǎn)品的成本投入。

（2） 積累有機(jī)物質(zhì)功能價(jià)值評(píng)價(jià)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(jī)質(zhì)含量；P 為有機(jī)質(zhì)價(jià)格，有機(jī)質(zhì)價(jià)格為51.3 元／t［4］。

（3） 養(yǎng)分維持功能價(jià)值評(píng)價(jià)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(jià)格（元／kg）［4］。

（4） 涵養(yǎng)水源功能價(jià)值評(píng)價(jià)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）。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻蟹共作對(duì)水田生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)功能價(jià)值的影響

本試驗(yàn)養(yǎng)蟹區(qū)與對(duì)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(duì)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(jì)算，養(yǎng)蟹區(qū)秸稈產(chǎn)量為6 473 kg／hm2，對(duì)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(jì)算。 計(jì)算結(jié)果如表1 所示， 養(yǎng)蟹區(qū)生產(chǎn)功能總價(jià)值為22 146.18 元／hm2， 對(duì)照區(qū)生產(chǎn)功能總價(jià)值為13 832 元／hm2。

表1 養(yǎng)蟹區(qū)與對(duì)照區(qū)的稻蟹產(chǎn)出

2.2 稻蟹共作對(duì)水田生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能價(jià)值的影響

運(yùn)用影子價(jià)格法， 根據(jù)我國化肥平均價(jià)格2 549 元／t，將農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分持留量進(jìn)行價(jià)值化，進(jìn)而對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)維持營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。 如表2 所示，養(yǎng)蟹區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能價(jià)值為7 159.56 元／hm2， 對(duì)照區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能價(jià)值為6 760.44 元／hm2。

表2 各處理營養(yǎng)循環(huán)功能價(jià)值比較

2.3 稻蟹共作對(duì)水田生態(tài)系統(tǒng)積累有機(jī)質(zhì)價(jià)值的影響

本文對(duì)有機(jī)質(zhì)的含量采用持留法進(jìn)行量化分析，之后采用機(jī)會(huì)成本法將土壤有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行價(jià)值化，進(jìn)而來評(píng)價(jià)土壤積累有機(jī)質(zhì)的價(jià)值。 從表3 可以看出，養(yǎng)蟹區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的價(jià)值高于對(duì)照區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的價(jià)值，這說明稻蟹工作模式可以增加土壤肥力和有機(jī)質(zhì)積累功能的價(jià)值。

表3 各處理土壤積累有機(jī)質(zhì)價(jià)值比較

2.4 稻蟹共作對(duì)水田生態(tài)系統(tǒng)大氣調(diào)節(jié)功能價(jià)值的影響

對(duì)于稻蟹工作系統(tǒng)生態(tài)模式固定CO2功能價(jià)值的估算可以采用造林成本法或者碳稅法進(jìn)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(jià)格為260.90 元／tC，碳稅法的價(jià)格為150 美元／tC，按照一美元等于7 元人民幣匯率進(jìn)行換算。 計(jì)算固定CO2的價(jià)值，CO2價(jià)值估算結(jié)果如表4 所示。 養(yǎng)蟹區(qū)固定CO2的價(jià)值為14 522.4 元／hm2，對(duì)照區(qū)固定CO2的價(jià)值為14 216 元／hm2。

表4 各處理固定CO2 價(jià)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(duì)根據(jù)造林成本法O2的釋放收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為352.93 元／tO2，得出O2釋放的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；制氧工業(yè)成本法主要運(yùn)用影子價(jià)格法來估算釋放O2的價(jià)值， 制氧成本為0.40 元／kgO2，釋放O2的經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算結(jié)果如表5所示。養(yǎng)蟹區(qū)釋放O2的價(jià)值為6 140.89 元／hm2，對(duì)照區(qū)釋放O2的價(jià)值為6 011.11 元／hm2。

表5 各處理釋放O2 價(jià)值比較

經(jīng)上所述， 養(yǎng)蟹區(qū)調(diào)節(jié)大氣功能總價(jià)值為20 663.11元／hm2，對(duì)照區(qū)調(diào)節(jié)大氣功能總價(jià)值為20 227.11 元／hm2。

2.5 稻蟹共作對(duì)水田生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能價(jià)值的影響

對(duì)于稻蟹共作生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能的價(jià)值可以采用影子工程法進(jìn)行評(píng)價(jià)。 水庫單位庫容成本以0.67 元／m3進(jìn)行計(jì)算，對(duì)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(jì)算得出對(duì)照區(qū)涵養(yǎng)水源的功能價(jià)值為60.3 元／hm2， 養(yǎng) 蟹 區(qū) 涵 養(yǎng) 水 源 的 功 能 價(jià) 值 為75.38 元／hm2。

3 結(jié)論

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(jī)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(hù)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(jìn)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(jià)值最高，其次是物質(zhì)生產(chǎn)功能，本文對(duì)稻田養(yǎng)蟹生態(tài)系統(tǒng)的研究與前人對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能價(jià)值的研究結(jié)果一致，得出稻田養(yǎng)蟹生態(tài)功能價(jià)值高于無蟹生態(tài)功能價(jià)值。