浅谈丘陵地区农业生态价值特征

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1研究方法

1．1数据来源

本文以合川区钱塘镇大柱村、开县竹溪镇灵泉村、綦江区永城镇中华村1∶2000土地利用现状图为基础，以农户家庭经营的耕地地块为调查单位，分别于2011年3月，5月，6月对3个村进行了调研。耕地地块是指在自然条件和家庭联产承包责任制综合影响下形成的最基本的耕作单元。耕地地块的调查内容主要包括耕地地块投入情况、产出情况以及耕地地块自然条件、耕作条件、区位条件等。本次调研共收回水田地块调查问卷372份，其中有效问卷351份，大柱、灵泉、中华分别为145，87，119份;旱地地块调查问卷438份，其中有效问卷416份，大柱、灵泉、中华分别为127，142，147份。

1．2研究方法

1．2．1生态价值测算方法

根据Costanza和谢高地等人对生态系统服务功能的分类研究成果，本文耕地资源生态价值测算主要包括生态服务功能中的气体调节功能、水源涵养功能、保持土壤功能、废物处理功能和生物多样性维持功能。1)气体调节功能。绿色植物通过光合作用和呼吸作用，与大气交换二氧化碳和氧气，从而维持大气中的碳氧平衡，发挥大气调节功能。对于耕地生态系统大气调节功能价值的评价，首先是计算耕地地块生态系统各种农作物的年净生物量;在此基础上，根据光合作用原理估算各种农作物固定CO2和释放O2的量;最后，根据固碳制氧成本计算耕地地块大气调节价值。具体步骤如下:(1)耕地地块生态系统各种农作物的年净生物量。由于在实地调查时，主要获取了各耕地地块各种农作物的经济产量。因此，在此需根据各种作物的经济系数求取相应的生物学产量(年净生物量)。所谓经济系数，是指生物产量转化为经济产量的效率，为经济产量与生物学产量之比。另外，不同农作物经济产量的含水量不同，通常小麦、玉米、稻谷和豆类含水量为15%，薯类为80%。(2)各种农作物固定CO2和释放O2的量。根据光合作用原理，植物每生产1g的干物质能固定CO21.62g，释放O21．20g。以此为基础，即可估算各种农作物固定CO2和释放O2的量。(3)固碳制氧成本。在此选用造林成本法来估算固定CO2价值量。造林成本法是指我国人工营造森林的成本，固定1t纯C成本为260．9元。选用工业制氧影子价格法来估算O2释放价值，工业制氧成本为400元/t。在测算上述生态服务功能年度效益的基础上，根据收益还原法原理，求取耕地地块年生态服务效益与还原利率r的商，即为耕地地块生态价值。其中，还原利率r采用安全利率加风险调整值计算，安全利率采用我国人民银行2010年12月26日公布的一年期定期存款年利率2．75%，风险调整值取2．54%［31］，r确定为5．29%。

1．2．2影响因素分析方法

1)影响因子的选取。土地上的生物是土地具有生态功能和生态价值的基础，土地生物生产能力的高低在一定程度上决定着土地生态功能的强弱和土地生态价值的大小。土地生物生产是自然再生产与经济再生产相结合的过程。因此，土地生物生产能力必将受到其所处区域的农业生产自然条件(如光、温、水、土)和社会经济条件(如技术、耕作制度)的综合影响。根据庞英对山东省耕地利用生态效益的研究结论，旱涝保收指数、复种指数是决定耕地利用生态效益的最重要的两个因素。基于以上分析，本文拟主要考察耕地地块质量指数和复种指数两个因子对耕地生态价值的影响作用。其中，耕地地块质量指数因子综合反映了耕地地块的自然质量条件、水利设施条件和耕作便利性等条件。2)相关分析法。为厘清各因子对耕地地块生态价值的影响与作用情况，在此采用相关分析法来进行分析。

2结果与分析

2．1生态价值特征

总体来看，灵泉村调查耕地地块地均生态价值的平均水平在3个村中最高，为308707元/hm2;大柱村次之，为270340元/hm2;中华村最低，为265174元/hm2。从水田、旱地利用类型来看，大柱、灵泉、中华3个村调查旱地地块地均生态价值的平均水平比较接近，分别为296390，296816，299436元/hm2;而3个村调查水田地块地均生态价值的平均水平差异较大，灵泉村调查水田地块地均生态价值的平均水平分别比大柱、中华高出80591，105265元/hm2。由此可知，大柱、灵泉、中华3个村调查耕地地块地均生态价值的平均水平差异情况主要是由调查水田地块地均生态价值的平均水平所决定的。根据相关研究［5］，耕地生态系统的生态服务功能大小与该生态系统的生物量有密切关系，一般来说，生物量越大，生态服务功能越强。也就是说，导致3个村调查水田地块地均生态价值的平均水平存在较大差异的一个原因即是3个村水田生态系统的生物量产出水平存在较大差异。耕地生态系统进行生物生产的过程是自然再生产与经济再生产相结合的过程，即耕地生态系统的生物生产能力受到其所处区域的农业生产自然条件(如光、温、水、土)和社会经济条件(如技术、耕作制度)的综合影响。根据3个研究区的实际情况，影响3个村水田生态系统生物产量水平差异的一个主要原因即是耕作制度的差异。其中，中华村水田地块采取的是单季水稻传统种植模式，大柱村采取了水稻、水稻—油菜两种种植模式，灵泉村的种植模式则最为丰富，包括水稻、水稻—油菜、水稻—油菜—冬洋芋3种模式。明显地，在种植水稻的基础上增加油菜、冬洋芋的种植肯定会带来生物产量的增加。可见，耕地地块的复种指数越高，越利于耕地生态系统生态服务功能的发挥。

2．2不同种植模式下

生态价值比较表2描述的是大柱、灵泉、中华3个村不同种植模式下各调查耕地地块地均生态价值在不同价值区间的分布统计情况。冬洋芋种植模式地块的生态价值总体水平高于另外两种种植模式，仅水稻—油菜—冬洋芋种植模式有7.81%的地块位于400000～600000元/hm2这个较大价值区间。旱地利用类型涉及的麦子—玉米—红苕、玉米—红苕、经济作物3种主要种植模式中，麦子－玉米－红苕种植模式地块的生态价值总体水平高于另外两种种植模式，在400000～600000元/hm2这个较大价值区间;灵泉村和中华村的麦子—玉米—红苕、玉米—红苕、经济作物3种种植模式地块所占比重分别为33．33%，6．52%，6．35%和13．33%，0，2．94%。

2．3影响因素分析

本文通过运用Spss软件分别对大柱、灵泉、中华3个村水田、旱地地块地均生态价值与各地块耕地质量指数和复种指数进行相关分析，得到相关分析结果如表3所示。总体来看，水田、旱地地块生态价值均受到耕地质量指数和复种指数两个因子的显著正影响。1)耕地质量指数因子对耕地生态价值的影响分析。大柱、灵泉、中华3个村调查耕地地块地均生态价值均受到耕地质量指数因子的正向作用。其中，3个村调查水田地块地均生态价值与耕地质量指数的相关系数分别为0．519，0．612，0．473，3个村调查旱地地块地均生态价值与耕地质量指数相关系数分别为0．537，0.527，0．643，且均在1%的水平上显著。这表明，研究区耕地地块生态服务功能的发挥受到了耕地地块质量水平的限制，现阶段3个村通过改善耕地地块质量条件可以在较大程度上提高耕地地块的生态价值。2)复种指数对耕地生态价值的影响分析。大柱、灵泉两个村的水田、旱地地块地均生态价值均受到复种指数因子的显著正影响作用，且显著性水平均达到1%;而中华村由于调查获取的水田地块均采取单季水稻种植模式，不存在复种指数的差异性。因此，在此仅考察了旱地地块地均生态价值与复种指数的相关性。结果显示，中华村旱地地块地均生态价值也在1%的显著性水平上受到复种指数的正影响作用。这表明，现阶段3个村通过提高耕地地块的复种指数，可以在一定程度上增强耕地地块的生态服务功能，促进耕地地块生态价值的提升。因此，现阶段研究区应广泛采用现代化的农业技术措施来进一步提高耕地地块的复种指数水平，尤其是对只种植单季水稻的水田地块和只种植一季经济作物的旱地地块，具有较大的生态价值提升潜力。总之，由于受到数据收集困难的制约，本文仅主要考察了耕地地块质量指数和复种指数两个因子对耕地地块生态服务功能价值的影响作用。事实上，影响耕地生态服务功能的因子较多，如农户对耕地地块化肥、塑料薄膜、农药等的不合理投入以及自然灾害等，都会影响耕地地块生态服务功能的发挥。因此，未来应进一步综合考察耕地质量、农户生产性投入、复种指数、技术、自然灾害等因子对耕地生态价值的影响与贡献程度，从而有助于提出全面的对策措施来提升耕地生态价值。

2．4耕地生态价值

提升耕地作为“自然―经济―社会”复合生态系统，不仅为人类生活生产提供必须的食物、原材料，还为人类社会提供着调节气候、涵养水源、维护生物多样性等生态服务功能。从前文对大柱、灵泉、中华3个研究区调查耕地地块生态价值特征、影响因素分析可以看出，我国耕地生态价值还有待于提高，尤其是在当前人类面临生态环境日趋恶化的形势下，进一步发挥耕地生态服务功能作用，对于改善生态环境、实现人类社会的可持续发展具有重要意义。为此，根据前文对耕地地块生态价值的认识，提出从改善耕地质量、调整耕地经营主体农户行为、加强农业技术的研究与推广、大力推进生态农业4个方面进行耕地地块生态价值提升。

2．4．1土地整治工程的实施

耕地生态系统的生态服务功能大小与该生态系统的生物量有密切关系，而耕地生物量又主要取决于耕地质量水平。由此可见，耕地生态服务功能必将受到耕地质量的影响。从前文对耕地地块生态价值影响因素的分析可以看出，大柱、灵泉、中华3个村水田、旱地地块均在不同程度上受到耕地地块质量指数因子的影响制约。因此，对于耕地地块生态价值的提升，关键在于改善耕地地块的质量条件，即是说当前必须重视和加强研究区土地整治工程的规划与实施。根据对3个研究区的实地调查分析，3个研究区进行土地整治的重点在于:①通过土地平整工程来降低耕地地块的坡度，提高土层厚度，增强耕地对营养物质的储存能力;②通过农田水利工程的实施来提高耕地地块的灌溉保障率，特别是旱地区域，应多修建山坪塘进行储水，降低季节性干旱对耕地地块收成的影响;③加强研究区生产路、田间道的规划与修建，通过建立起合理的道路网络来改善研究区农户出行的道路质量和缩短农户家庭到地块的距离，从而提高农户的生产效率和耕地地块的产出效率。

2．4．2农户行为调整

1)提高复种指数水平。从大柱、灵泉、中华3个村调查水田、旱地地块生态价值与复种指数的相关系数可以看出，耕地地块生态服务功能的发挥明显受到复种指数的正影响作用。因此，面对稀缺的耕地资源，有必要通过提高复种指数来提高耕地的利用效率和产出效率，提升耕地地块的生态服务价值。当前，一方面要加强农业技术的研发，如通过研发新的栽培技术，使当地农户能种植一些原来因气候、温度而在当地不适宜种植的作物，这样对于原来只种植一季作物的地块，就可以采用新栽培技术来种植其他作物，从而提高复种指数;二是复种指数除了受自然条件和农业技术的制约，还受到经济效益的影响，因此可以通过调整农产品市场价格来增加各种农产品的收益，或增加国家对各种农作物的种植补贴，从而激发农户的种植热情。2)物质投入行为调整。根据投入对提高土壤生产力的长短性，物质投入可划分为保护性投入和生产性投入:保护性投入包括有机肥的投入、绿肥的种植等投入方式，有利于增加或保持土壤长期的生产力;生产性投入就是常见的化肥、农药等的投入，可能导致耕地质量下降等生态环境问题，降低耕地生态服务功能作用。根据对研究区的实地调研发现，目前在耕地经营过程中主要是生产性投入，而且投入量不断增加，明显不利于研究区耕地生态服务功能的长期有效供给和提高。因此，现阶段3个研究区迫切地需要调整农户的物质投入行为，提高农户的保护性投入水平。而造成研究区农户物质投入行为不合理的主要原因在于:①农民对化肥、农药等物质易造成环境污染的危害性缺乏了解，他们普遍以当前生产力的提高为目标，缺乏保护性投入意识;②随着农民兼业化程度的提高，使得农业劳动力投入相对不足，因此农民在生产中倾向于使用化肥、农药这些比较节省劳动力的物质，如用除草剂代替人工拔草，用化肥代替施用农家肥;③对于秸秆，农户主要是用作生活燃料，缺乏秸秆还田肥田的意识。因此，进行农户物质投入行为调整，需主要从以下几个方面入手:①加强农民对化肥、农药等物质具有的危害性的认识，提高农民的保护性投入意识;②大幅度增加农业补贴，提高农地收益，以此避免农民因追求当前利益而盲目增加化肥、农药等物质的投入量;③鼓励农民秸秆还田、发展绿肥、增施农家肥，引导农民逐步步入到用地养地相结合的良性发展过程中。

2．4．3农业技术的研究与推广

农业科技是农业发展的第一推动力，其对促进农业增效、农民增收和农产品竞争力增强具有支撑和推动作用。根据对3个研究区的调查，目前3个研究区对农业技术成果的应用还处于初级阶段，这也是我国农业生产中普遍面临的一个问题。因此，为了能在水土资源约束不断增强的情况下促进耕地生态服务功能的发挥，现阶段急需加强农业技术的研究与推广应用，提高农业生产中的农业技术水平。具体要从以下几个方面入手:①增加对农业技术研究所需资金的投入和农业技术研究人员的培养投入，以保障研究水平逐步提高;②应逐步将农业技术指导确立为职业，建立起稳定的农业技术指导人员队伍，提高农业技术指导人员的从业素质和技能，从而保障农业技术推广事业的持续、稳定、健康发展;③要加强农业技术的宣传和培训，提高农民的技能水平;④要完善农业技术补贴制度，降低农民的风险意识，提高农民使用农业技术的主动性，促进先进实用农业技术到田到户。

2．4．4生态农业的发展

当前，传统农业生产中残余物几乎全部进入公共领域，重新返回大气圈和生物圈，造成了严重的环境污染，如化肥的过量投入和低效利用，不仅造成了资源的浪费，而且导致了土壤的盐碱化，土壤的生物多样性下降，水体富营养化等不良后果，严重影响农田生态系统服务功能的正常发挥，不利于农业的可持续发展。为解决传统农业生产方式带来的诸多弊端，一种新的发展模式—生态农业越来越受到人们的重视。近年来，我国虽然在生态农业的理论、试验示范、推广普及等方面已经取得了很大成绩，但生态农业的进一步发展仍面临着理论基础不完备、服务体系不完善等诸多障碍。因此，为促进生态农业的大力发展，实现农田生态系统服务功能的充分有效发挥、农业的可持续发展，现阶段应加强以下问题的解决:①要进一步从系统、综合的角度，建立起生态农业自身的理论体系;②要加强政府对生态农业发展的支持，建立起有效的政策激励机制与保障体系;③逐步建立起完善的服务体系，向农民提供优质品种、幼苗、肥料、技术支撑、信贷与信息服务;④重视对能力建设机制的建立，向农民提供高水平的培训与学习机会，从而调动和增强农民发展生态农业的积极性和能力;⑤加强生态农业推广力度，推进生态农业的广泛发展。

3结论与讨论

有关耕地生态价值研究，我国现阶段更多的是进行区域耕地生态价值测算和影响因素的定性分析，且缺少耕地生态价值提升研究，无法满足新形势下严格耕地保护、充分发挥有限耕地资源生态系统服务功能价值的需要。为此，本文基于地块尺度展开耕地生态价值研究，进一步完善了耕地生态价值研究尺度和测算方法，丰富了对地块尺度耕地生态价值特征和影响机理的认识与识别，为充分发挥耕地资源生态功能价值、促进生态环境的改善以及社会的可持续发展指明了行动方向。从3个村水田、旱地不同利用类型以及不同种植模式下耕地地块生态价值特征可以看出，复种指数越高、生物产量越高的地块，其提供生态服务功能的能力越强。这揭示要充分发挥耕地地块的生态服务功能，今后一定要重视提高耕地地块的复种指数和生物量产出水平。从耕地生态价值影响机理识别分析可知，3个村水田、旱地地块生态价值均受到耕地质量指数和复种指数两个因子的显著正影响作用。这表明耕地生态价值还具有提升空间，当前通过加强研究区农田水利和生态环境的建设、通过采用现代化的农业技术措施来进一步提高研究区耕地地块的复种指数水平，可以在较大程度上提升耕地地块的生态价值。最后，通过对地块尺度耕地生态价值特征以及其影响机理的认识与识别可知，要充分发挥耕地资源生态功能价值、促进生态环境的改善及社会的可持续发展，现阶段必须从加强土地整治工程的规划与实施、合理调整农户的耕作制度行为和物质投入行为、加强农业技术的研究与推广应用、大力推行生态农业4个方面采取综合措施进行耕地生态价值提升。

作者：吴兆娟 丁声源 魏朝富 张仕超 单位：重庆市农业科学院 重庆市水电设计院 西南大学