巢湖流域農(nóng)用地施肥生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)研究

汪玉芳， 王 艷， 何如海， 胡宏祥

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230036；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，安徽 合肥 230036)

農(nóng)用地不僅是糧食安全的基礎(chǔ)，也是重要的生態(tài)資源。如何合理使用農(nóng)用地，在保證農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

農(nóng)地生態(tài)補(bǔ)償是優(yōu)化資源配置的一種重要措施和途徑。國(guó)外的生態(tài)補(bǔ)償始于20世紀(jì)50年代，初始通過經(jīng)濟(jì)手段解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的資源損耗和生態(tài)問題[1]。美國(guó)先后出臺(tái)保護(hù)性儲(chǔ)備計(jì)劃和環(huán)境質(zhì)量激勵(lì)計(jì)劃，通過資金補(bǔ)貼與技術(shù)資助的方式激勵(lì)農(nóng)牧民采用更為清潔環(huán)保的方式開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而減輕化肥農(nóng)藥對(duì)于土壤、空氣和水分產(chǎn)生的環(huán)境危害[2]。瑞士在農(nóng)業(yè)區(qū)內(nèi)采用政府與農(nóng)戶簽訂合同的方式，根據(jù)農(nóng)戶化肥和農(nóng)藥的減少程度實(shí)行分級(jí)補(bǔ)償制度[3]。德國(guó)通過立法，對(duì)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)實(shí)施化肥減施行為的農(nóng)戶進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助[4]。

我國(guó)關(guān)于生態(tài)補(bǔ)償?shù)难芯亢蛯?shí)踐開始于20世紀(jì)90年代初期[5-6]，其中，補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)是農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償?shù)暮诵膯栴}之一，它直接關(guān)系到生態(tài)補(bǔ)償?shù)目尚行院蛯?shí)施效果，為此大量學(xué)者采用不同方法對(duì)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)算。呂悅風(fēng)等綜合運(yùn)用成本收益法、能值分析法和雙邊界二分式CVM法，測(cè)定基于政府和農(nóng)戶雙重視角下的稻田化肥減施生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)[1]。劉利花等[5]利用耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的正、負(fù)面價(jià)值，得出耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的凈價(jià)值，以其凈價(jià)值為依據(jù)，制定耕地生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。

張印等[7]結(jié)合能值分析理論，測(cè)定無錫市農(nóng)田氮素非點(diǎn)源污染控制的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為620～7098元·hm-2；劉某承等[8]基于生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值測(cè)算了云南哈尼梯田地區(qū)農(nóng)戶在不同的化肥、農(nóng)藥施用限制條件下的受償標(biāo)準(zhǔn)范圍為3727～8732元·hm-2；王風(fēng)等[9]通過洱海流域環(huán)境友好型肥料應(yīng)用的實(shí)證得出當(dāng)?shù)刈畹蜕鷳B(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為450元·hm-2。以上研究為我國(guó)農(nóng)地生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)制定提供了很好的理論支撐，但是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施肥管理的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益未能得到深入考慮[10-13]。因此，本文針對(duì)巢湖流域代表性種植模式(水稻-小麥、水稻-油菜輪作)，通過實(shí)驗(yàn)調(diào)研，獲得不同施肥模式下幾種作物種植的經(jīng)濟(jì)效益和化肥環(huán)境污染負(fù)面值，通過環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的折現(xiàn)統(tǒng)一，進(jìn)而形成了地方農(nóng)用地施肥管理的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。研究結(jié)果可為巢湖流域甚至長(zhǎng)江流域的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和水體質(zhì)量提升，提供技術(shù)數(shù)據(jù)和理論支撐。

1 研究方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在巢湖市烔煬鎮(zhèn)的實(shí)驗(yàn)基地分別以水稻、小麥和油菜為研究對(duì)象，分別設(shè)置4種施肥模式：不施肥(CK)、有機(jī)肥(M)、50%有機(jī)肥+50%化肥(MF)、化肥(F)，每個(gè)模式實(shí)驗(yàn)小區(qū)面積30平方，三次重復(fù)，數(shù)值取三次重復(fù)的平均值。CK模式不施肥，其它處理施入的總氮量保持一致。F模式按照地方常規(guī)施肥。水稻季，M模式施入有機(jī)肥(氮磷鉀含量分別為1.8、1.7和1.7)12750kg·hm-2；F模式施入復(fù)合肥(氮磷鉀含量分別為25、10和16)900kg·hm-2；MF模式施入有機(jī)肥(氮磷鉀含量分別為1.8、1.7和1.7)6375kg·hm-2和復(fù)合肥(氮磷鉀含量分別為25、10和16)450kg·hm-2。小麥季，M模式施入有機(jī)肥12000kg·hm-2，MF模式施入有機(jī)肥和復(fù)合肥分別為6000kg·hm-2和435kg·hm-2，F(xiàn)模式施入復(fù)合肥870kg·hm-2。在油菜季，M模式施入有機(jī)肥10005kg·hm-2，MF模式施入有機(jī)肥和復(fù)合肥分別為5003kg·hm-2和360kg·hm-2，F(xiàn)模式施入復(fù)合肥720kg·hm-2。其它田間管理完全一致。

1.2 施肥成本和經(jīng)濟(jì)效益

在水稻、小麥和油菜收獲季節(jié)，分別進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)定。同時(shí)調(diào)查獲取作物籽粒價(jià)格、使用的肥料價(jià)格等數(shù)據(jù)：有機(jī)肥價(jià)格為0.6元·kg-1，復(fù)合肥價(jià)格為2.8元·kg-1，水稻籽粒價(jià)格為2.2元·kg-1，小麥籽粒價(jià)格為2.8元·kg-1，油菜籽粒價(jià)格5.0元·kg-1。

施肥成本和經(jīng)濟(jì)效益：

E=R-C

(1)

R=Q*P

(2)

C=C1+C2+C3

(3)

式中，E為凈利潤(rùn)(元·hm-2)，R為總收入(元·hm-2)，C為總成本(元·hm-2)，Q為產(chǎn)量(kg·hm-2)，P為價(jià)格(元·kg-1)，C1為肥料成本(元·hm-2)、C2為施肥人工成本(元·hm-2)，C3為其它成本(元·hm-2)(其它成本包括：機(jī)械、耕作、種子、農(nóng)藥、灌溉、管理等成本)。

1.3 化肥環(huán)境污染負(fù)面價(jià)值

V=M*(1-t)*P

(4)

式中，V代表環(huán)境污染負(fù)面值(元·hm-2)，M代表化肥折純使用量(kg·hm-2)，t代表化肥利用率(%)，P代表化肥(折純)價(jià)格(元·kg-1)。

1.4 農(nóng)用地施肥生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)

農(nóng)用地施肥生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)確定，以化肥處理的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為零作為基準(zhǔn)，核算其它種植方式下各處理的凈利潤(rùn)與相應(yīng)環(huán)境污染之和與化肥處理的凈利潤(rùn)與相應(yīng)環(huán)境污染之和的差值，作為最終各種植作物各處理的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。

S=E化肥+V化肥-(E+V)

(5)

式中,S代表農(nóng)地施肥生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，E化肥代表化肥處理凈利潤(rùn)，V化肥代表化肥處理環(huán)境負(fù)面值，E代表處理凈利潤(rùn)，V代表處理環(huán)境污染負(fù)面值。

2 結(jié)果與分析

2.1 作物種植成本與經(jīng)濟(jì)效益核算

2.1.1 水稻種植中成本與經(jīng)濟(jì)效益核算 不同施肥方式下，水稻季節(jié)的施肥成本和經(jīng)濟(jì)效益是不同的(表1)。不施肥模式?jīng)]有肥料成本和人工成本，所以總成本僅為8100元·hm-2，而其它三個(gè)處理均施加了肥料，總成本中除了所有處理都有的種植、農(nóng)藥、機(jī)械、灌溉等構(gòu)成的其它成本8100元·hm-2外，還有肥料成本和人工成本，其中有機(jī)肥模式的肥料成本最高，達(dá)到7650元·hm-2，其次為化肥和有機(jī)肥各半模式的肥料成本為5085元·hm-2，化肥模式的肥料成本僅為2520元·hm2。水稻籽粒產(chǎn)量的大小順序是：CK

凈利潤(rùn)最高的是施加化肥模式的種植區(qū)，達(dá)到11176元·hm-2，其次為MF模式，數(shù)值為7511元·hm-2，凈利潤(rùn)最小的是施用有機(jī)肥M模式，僅為3138元·hm-2。這是由于施加有機(jī)肥雖然在籽粒產(chǎn)量和總收入等方面要高于不施肥處理，但是由于有機(jī)肥施加過程的成本較高，導(dǎo)致了其最終的凈利潤(rùn)反而低于不施肥處理。

表1 水稻種植成本及經(jīng)濟(jì)效益

2.1.2 小麥種植成本與經(jīng)濟(jì)效益核算 不同施肥方式下，小麥季節(jié)的肥料成本和經(jīng)濟(jì)效益是不同的(表2)。不施肥模式?jīng)]有肥料成本和人工成本，所以總成本僅為6150元·hm-2，而其它三種模式均施加了肥料，總成本中除了種植、農(nóng)藥、機(jī)械、灌溉等構(gòu)成的其它成本6150元·hm-2外，還有肥料成本和人工成本，其中有機(jī)肥模式的肥料成本最高，達(dá)到7395元·hm-2，其次為化肥和有機(jī)肥各半模式的肥料成本為4915.5元·hm-2，施用化肥模式成本僅為2436元·hm-2。小麥籽粒產(chǎn)量的大小順序是：CK

5892.5元·hm-2，而凈利潤(rùn)最小的是有機(jī)肥模式M，僅為473元·hm-2。這是由于施加有機(jī)肥雖然在籽粒產(chǎn)量和總收入等方面要高于不施肥模式，但是由于有機(jī)肥施加過程中的成本較高，導(dǎo)致了其最終的凈利潤(rùn)反而低于不施肥模式，這也說明小麥種植過程中，全部施用有機(jī)肥會(huì)增加成本，開始種植年份基本沒有凈利潤(rùn)。

表2 小麥種植成本及經(jīng)濟(jì)效益

2.1.3 油菜種植中肥料應(yīng)用成本與經(jīng)濟(jì)效益核算 油菜季節(jié)的肥料成本和經(jīng)濟(jì)效益會(huì)因施肥種類和施肥數(shù)量不同而不同(表3)。不施肥模式CK沒有肥料的成本和人工成本，總成本僅為6180元·hm-2，而其它三個(gè)模式均施加了肥料，總成本中除了所有模式都有的種植、農(nóng)藥、機(jī)械、灌溉等構(gòu)成的其它成本6180元·hm-2外，還具有肥料成本和人工成本，其中有機(jī)肥模式M的肥料成本最高，達(dá)到6120元·hm-2，其次為化肥和有機(jī)肥各半模式MF的肥料成本為4068元·hm-2，施用化肥模式F的肥料成本僅為2016元·hm-2。油菜籽粒產(chǎn)量的大小順序是：CK

表3 油菜種植成本及經(jīng)濟(jì)效益

2.2 施肥環(huán)境效益

肥料施加到土壤中去，一部分被植物所吸收，一部分補(bǔ)充到土壤中，另外一部分流失到環(huán)境中去，構(gòu)成環(huán)境污染負(fù)面效應(yīng)。在此以化肥中氮的污染值進(jìn)行核算。

2.2.1 水稻季肥料環(huán)境效益 水稻季化肥環(huán)境污染負(fù)面值隨著化肥用量的增加而增大(表4)。其中，不施肥CK模式和僅施有機(jī)肥M模式，化肥的用量均為零，因此化肥環(huán)境污染負(fù)面值均為零；而全部施用化肥模式F環(huán)境污染負(fù)面值為869.4元·hm-2，模式MF由于施用化肥和有機(jī)肥各一半，環(huán)境污染負(fù)面值為321.3元·hm-2。

表4 水稻季化肥環(huán)境污染負(fù)面值

2.2.2 小麥季肥料環(huán)境效益 小麥季化肥環(huán)境污染負(fù)面值也隨著化肥用量的增加而增大(表5)。具體表現(xiàn)為：CK=M

表5 小麥季化肥環(huán)境污染負(fù)面值

2.2.3 油菜季肥料環(huán)境效益 油菜季化肥環(huán)境污染負(fù)面值也隨著化肥用量的增加而增大(表6)。表現(xiàn)為：CK=M

表6 油菜季化肥環(huán)境污染負(fù)面值

2.3 農(nóng)用地生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的確定

減少化肥用量或不用化肥的情況下，理論上均該享受生態(tài)補(bǔ)償政策(表7)。生態(tài)補(bǔ)償數(shù)值以全部施用有機(jī)肥模式M為最高，表現(xiàn)為水稻、小麥和油菜種植的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)分別是8907.4元·hm-2、11689.78元·hm-2和6703.96元·hm-2。其次為不施肥模式CK，模式MF由于施用了一半有機(jī)肥和一半化肥，作物的產(chǎn)量相對(duì)化肥模式F作物產(chǎn)量，下降的幅度有限，所以生態(tài)補(bǔ)償數(shù)值相對(duì)較小，表現(xiàn)為水稻、小麥和油菜種植的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)分別是4213.1元·hm-2、5953.6元·hm-2和3735.04元·hm-2。

表7 不同施肥模式下農(nóng)用地生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)

3 討論

3.1 生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)核算中有待進(jìn)一步考慮的問題

首先，文中未對(duì)作物品質(zhì)提升及其價(jià)格差異導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)或社會(huì)效益作分析，僅把不同施肥條件下的作物品質(zhì)和作物的價(jià)格作等同處理。

其次，有機(jī)肥和化肥在施肥過程中的人工費(fèi)差異未作相關(guān)分析，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)影響農(nóng)戶生產(chǎn)的人力成本及實(shí)際操作的難易度，會(huì)影響農(nóng)戶生產(chǎn)的意愿。

第三，單季或一年的研究數(shù)據(jù)形成的理論值與客觀實(shí)際情況還存在一定的差異。例如，在核算不同施肥方式下生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不施肥處理的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)低于有機(jī)肥處理的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，這是由于不施肥處理在第一年產(chǎn)量下降幅度有限，但是實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，隨著連續(xù)幾年不施肥種植的進(jìn)行，土壤中養(yǎng)分元素會(huì)顯著下降，土壤質(zhì)量也會(huì)顯著下降，會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量顯著下降，那時(shí)再核算的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)會(huì)逐年顯著提高，這與初始種植情況是不同的。同時(shí)，由于連續(xù)不施肥會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田土壤養(yǎng)分匱乏，不利于土壤質(zhì)量改善和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，一般不提倡不施肥種植方式。

第四，通過施用有機(jī)肥后，作物抗病能力提高，病蟲害下降，所施加農(nóng)藥量減少，節(jié)省農(nóng)藥成本等潛在因素未作相關(guān)分析，有待于進(jìn)一步研究。

3.2 生態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)問題

生態(tài)補(bǔ)償作為保護(hù)環(huán)境的一種重要手段，在國(guó)外多提倡有機(jī)肥等環(huán)境友好型肥料，并通過化肥限制施用量等形式而實(shí)現(xiàn)。在中國(guó)，化肥用量一直高居不下，盡管前幾年農(nóng)業(yè)部推行“減肥減藥”和“有機(jī)肥替代”等行動(dòng)，但是實(shí)際農(nóng)戶補(bǔ)償意愿有待于進(jìn)一步了解，并且當(dāng)前的農(nóng)田面積大、理論上的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)比較高，實(shí)際能夠?qū)崿F(xiàn)的補(bǔ)償資金不能滿足農(nóng)戶的意愿，實(shí)際生態(tài)補(bǔ)償?shù)沫h(huán)境保護(hù)效果不夠理想。所以要從資金、政策、法律制度等方面加強(qiáng)農(nóng)地生態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)[14]。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益打通核算與加減是可行的

通過作物種植的凈利潤(rùn)和化肥環(huán)境污染負(fù)面值進(jìn)行核算，獲得農(nóng)用地不同種植模式和不同施肥方式下的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)是可行的，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益打通核算與加減。經(jīng)濟(jì)效益通過作物種植成本、籽粒產(chǎn)量、收入及利潤(rùn)的核算可以獲得，環(huán)境效益通過化肥流失到環(huán)境中產(chǎn)生的污染負(fù)面值可以獲得，文中結(jié)果同王風(fēng)研究結(jié)果相一致[9]。

4 結(jié)論

(1)農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)高低與施肥種類和施肥數(shù)量關(guān)系密切。相比較而言，施用有機(jī)肥等環(huán)境友好型肥料，對(duì)環(huán)境貢獻(xiàn)度大，受到的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高，施用有機(jī)肥種植的水稻、小麥和油菜的農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)分別為8907.4元·hm-2、11689.78元·hm-2和6703.96元·hm-2；施用復(fù)合肥等化肥，對(duì)環(huán)境污染較大，受到補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)較低或無生態(tài)補(bǔ)償，文中全部施用化肥的種植沒有補(bǔ)償；施用一半化肥和一半有機(jī)肥的種植，會(huì)有一定的農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償，施用了一半有機(jī)肥和一半化肥的水稻、小麥和油菜種植的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)分別是4213.1元·hm-2、5953.6元·hm-2和3735.04元·hm-2。

(2)化肥模式F有利于獲得較高的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，有機(jī)肥模式M有利于獲得較高的環(huán)境效益，50%有機(jī)肥+50%化肥模式MF兼顧了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，值得大力提倡和推廣的。