巢湖流域农用地施肥生态补偿标准研究

汪玉芳， 王 艳， 何如海， 胡宏祥

(1.安徽农业大学 经济技术学院，安徽 合肥 230036；2.安徽农业大学 资源与环境学院，安徽 合肥 230036)

农用地不仅是粮食安全的基础，也是重要的生态资源。如何合理使用农用地，在保证农业生态环境安全的基础上实现协同发展，是当前研究的热点。

农地生态补偿是优化资源配置的一种重要措施和途径。国外的生态补偿始于20世纪50年代，初始通过经济手段解决经济发展过程中的资源损耗和生态问题[1]。美国先后出台保护性储备计划和环境质量激励计划，通过资金补贴与技术资助的方式激励农牧民采用更为清洁环保的方式开展农业生产，从而减轻化肥农药对于土壤、空气和水分产生的环境危害[2]。瑞士在农业区内采用政府与农户签订合同的方式，根据农户化肥和农药的减少程度实行分级补偿制度[3]。德国通过立法，对水源保护区内实施化肥减施行为的农户进行经济补助[4]。

我国关于生态补偿的研究和实践开始于20世纪90年代初期[5-6]，其中，补偿标准是农业生态补偿的核心问题之一，它直接关系到生态补偿的可行性和实施效果，为此大量学者采用不同方法对补偿标准进行测算。吕悦风等综合运用成本收益法、能值分析法和双边界二分式CVM法，测定基于政府和农户双重视角下的稻田化肥减施生态补偿标准[1]。刘利花等[5]利用耕地生态系统服务的正、负面价值，得出耕地生态系统服务的净价值，以其净价值为依据，制定耕地生态补偿标准。

张印等[7]结合能值分析理论，测定无锡市农田氮素非点源污染控制的生态补偿标准为620～7098元·hm-2；刘某承等[8]基于生态系统价值测算了云南哈尼梯田地区农户在不同的化肥、农药施用限制条件下的受偿标准范围为3727～8732元·hm-2；王风等[9]通过洱海流域环境友好型肥料应用的实证得出当地最低生态补偿标准为450元·hm-2。以上研究为我国农地生态补偿标准制定提供了很好的理论支撑，但是农业生产中施肥管理的经济效益和环境效益未能得到深入考虑[10-13]。因此，本文针对巢湖流域代表性种植模式(水稻-小麦、水稻-油菜轮作)，通过实验调研，获得不同施肥模式下几种作物种植的经济效益和化肥环境污染负面值，通过环境效益和经济效益的折现统一，进而形成了地方农用地施肥管理的生态补偿标准。研究结果可为巢湖流域甚至长江流域的农业生态环境保护和水体质量提升，提供技术数据和理论支撑。

1 研究方法

1.1 实验设计

在巢湖市烔炀镇的实验基地分别以水稻、小麦和油菜为研究对象，分别设置4种施肥模式：不施肥(CK)、有机肥(M)、50%有机肥+50%化肥(MF)、化肥(F)，每个模式实验小区面积30平方，三次重复，数值取三次重复的平均值。CK模式不施肥，其它处理施入的总氮量保持一致。F模式按照地方常规施肥。水稻季，M模式施入有机肥(氮磷钾含量分别为1.8、1.7和1.7)12750kg·hm-2；F模式施入复合肥(氮磷钾含量分别为25、10和16)900kg·hm-2；MF模式施入有机肥(氮磷钾含量分别为1.8、1.7和1.7)6375kg·hm-2和复合肥(氮磷钾含量分别为25、10和16)450kg·hm-2。小麦季，M模式施入有机肥12000kg·hm-2，MF模式施入有机肥和复合肥分别为6000kg·hm-2和435kg·hm-2，F模式施入复合肥870kg·hm-2。在油菜季，M模式施入有机肥10005kg·hm-2，MF模式施入有机肥和复合肥分别为5003kg·hm-2和360kg·hm-2，F模式施入复合肥720kg·hm-2。其它田间管理完全一致。

1.2 施肥成本和经济效益

在水稻、小麦和油菜收获季节，分别进行产量测定。同时调查获取作物籽粒价格、使用的肥料价格等数据：有机肥价格为0.6元·kg-1，复合肥价格为2.8元·kg-1，水稻籽粒价格为2.2元·kg-1，小麦籽粒价格为2.8元·kg-1，油菜籽粒价格5.0元·kg-1。

施肥成本和经济效益：

E=R-C

(1)

R=Q*P

(2)

C=C1+C2+C3

(3)

式中，E为净利润(元·hm-2)，R为总收入(元·hm-2)，C为总成本(元·hm-2)，Q为产量(kg·hm-2)，P为价格(元·kg-1)，C1为肥料成本(元·hm-2)、C2为施肥人工成本(元·hm-2)，C3为其它成本(元·hm-2)(其它成本包括：机械、耕作、种子、农药、灌溉、管理等成本)。

1.3 化肥环境污染负面价值

V=M*(1-t)*P

(4)

式中，V代表环境污染负面值(元·hm-2)，M代表化肥折纯使用量(kg·hm-2)，t代表化肥利用率(%)，P代表化肥(折纯)价格(元·kg-1)。

1.4 农用地施肥生态补偿标准

农用地施肥生态补偿标准确定，以化肥处理的生态补偿标准为零作为基准，核算其它种植方式下各处理的净利润与相应环境污染之和与化肥处理的净利润与相应环境污染之和的差值，作为最终各种植作物各处理的生态补偿标准。

S=E化肥+V化肥-(E+V)

(5)

式中,S代表农地施肥生态补偿标准，E化肥代表化肥处理净利润，V化肥代表化肥处理环境负面值，E代表处理净利润，V代表处理环境污染负面值。

2 结果与分析

2.1 作物种植成本与经济效益核算

2.1.1 水稻种植中成本与经济效益核算 不同施肥方式下，水稻季节的施肥成本和经济效益是不同的(表1)。不施肥模式没有肥料成本和人工成本，所以总成本仅为8100元·hm-2，而其它三个处理均施加了肥料，总成本中除了所有处理都有的种植、农药、机械、灌溉等构成的其它成本8100元·hm-2外，还有肥料成本和人工成本，其中有机肥模式的肥料成本最高，达到7650元·hm-2，其次为化肥和有机肥各半模式的肥料成本为5085元·hm-2，化肥模式的肥料成本仅为2520元·hm2。水稻籽粒产量的大小顺序是：CK

净利润最高的是施加化肥模式的种植区，达到11176元·hm-2，其次为MF模式，数值为7511元·hm-2，净利润最小的是施用有机肥M模式，仅为3138元·hm-2。这是由于施加有机肥虽然在籽粒产量和总收入等方面要高于不施肥处理，但是由于有机肥施加过程的成本较高，导致了其最终的净利润反而低于不施肥处理。

表1 水稻种植成本及经济效益

2.1.2 小麦种植成本与经济效益核算 不同施肥方式下，小麦季节的肥料成本和经济效益是不同的(表2)。不施肥模式没有肥料成本和人工成本，所以总成本仅为6150元·hm-2，而其它三种模式均施加了肥料，总成本中除了种植、农药、机械、灌溉等构成的其它成本6150元·hm-2外，还有肥料成本和人工成本，其中有机肥模式的肥料成本最高，达到7395元·hm-2，其次为化肥和有机肥各半模式的肥料成本为4915.5元·hm-2，施用化肥模式成本仅为2436元·hm-2。小麦籽粒产量的大小顺序是：CK

5892.5元·hm-2，而净利润最小的是有机肥模式M，仅为473元·hm-2。这是由于施加有机肥虽然在籽粒产量和总收入等方面要高于不施肥模式，但是由于有机肥施加过程中的成本较高，导致了其最终的净利润反而低于不施肥模式，这也说明小麦种植过程中，全部施用有机肥会增加成本，开始种植年份基本没有净利润。

表2 小麦种植成本及经济效益

2.1.3 油菜种植中肥料应用成本与经济效益核算 油菜季节的肥料成本和经济效益会因施肥种类和施肥数量不同而不同(表3)。不施肥模式CK没有肥料的成本和人工成本，总成本仅为6180元·hm-2，而其它三个模式均施加了肥料，总成本中除了所有模式都有的种植、农药、机械、灌溉等构成的其它成本6180元·hm-2外，还具有肥料成本和人工成本，其中有机肥模式M的肥料成本最高，达到6120元·hm-2，其次为化肥和有机肥各半模式MF的肥料成本为4068元·hm-2，施用化肥模式F的肥料成本仅为2016元·hm-2。油菜籽粒产量的大小顺序是：CK

表3 油菜种植成本及经济效益

2.2 施肥环境效益

肥料施加到土壤中去，一部分被植物所吸收，一部分补充到土壤中，另外一部分流失到环境中去，构成环境污染负面效应。在此以化肥中氮的污染值进行核算。

2.2.1 水稻季肥料环境效益 水稻季化肥环境污染负面值随着化肥用量的增加而增大(表4)。其中，不施肥CK模式和仅施有机肥M模式，化肥的用量均为零，因此化肥环境污染负面值均为零；而全部施用化肥模式F环境污染负面值为869.4元·hm-2，模式MF由于施用化肥和有机肥各一半，环境污染负面值为321.3元·hm-2。

表4 水稻季化肥环境污染负面值

2.2.2 小麦季肥料环境效益 小麦季化肥环境污染负面值也随着化肥用量的增加而增大(表5)。具体表现为：CK=M

表5 小麦季化肥环境污染负面值

2.2.3 油菜季肥料环境效益 油菜季化肥环境污染负面值也随着化肥用量的增加而增大(表6)。表现为：CK=M

表6 油菜季化肥环境污染负面值

2.3 农用地生态补偿标准的确定

减少化肥用量或不用化肥的情况下，理论上均该享受生态补偿政策(表7)。生态补偿数值以全部施用有机肥模式M为最高，表现为水稻、小麦和油菜种植的补偿标准分别是8907.4元·hm-2、11689.78元·hm-2和6703.96元·hm-2。其次为不施肥模式CK，模式MF由于施用了一半有机肥和一半化肥，作物的产量相对化肥模式F作物产量，下降的幅度有限，所以生态补偿数值相对较小，表现为水稻、小麦和油菜种植的补偿标准分别是4213.1元·hm-2、5953.6元·hm-2和3735.04元·hm-2。

表7 不同施肥模式下农用地生态补偿标准

3 讨论

3.1 生态补偿标准核算中有待进一步考虑的问题

首先，文中未对作物品质提升及其价格差异导致的经济或社会效益作分析，仅把不同施肥条件下的作物品质和作物的价格作等同处理。

其次，有机肥和化肥在施肥过程中的人工费差异未作相关分析，在实际生产中会影响农户生产的人力成本及实际操作的难易度，会影响农户生产的意愿。

第三，单季或一年的研究数据形成的理论值与客观实际情况还存在一定的差异。例如，在核算不同施肥方式下生态补偿标准时，不施肥处理的生态补偿标准低于有机肥处理的补偿标准，这是由于不施肥处理在第一年产量下降幅度有限，但是实际农业生产中，随着连续几年不施肥种植的进行，土壤中养分元素会显著下降，土壤质量也会显著下降，会导致作物产量显著下降，那时再核算的补偿标准会逐年显著提高，这与初始种植情况是不同的。同时，由于连续不施肥会导致农田土壤养分匮乏，不利于土壤质量改善和农业的可持续发展，一般不提倡不施肥种植方式。

第四，通过施用有机肥后，作物抗病能力提高，病虫害下降，所施加农药量减少，节省农药成本等潜在因素未作相关分析，有待于进一步研究。

3.2 生态补偿的实现问题

生态补偿作为保护环境的一种重要手段，在国外多提倡有机肥等环境友好型肥料，并通过化肥限制施用量等形式而实现。在中国，化肥用量一直高居不下，尽管前几年农业部推行“减肥减药”和“有机肥替代”等行动，但是实际农户补偿意愿有待于进一步了解，并且当前的农田面积大、理论上的补偿标准比较高，实际能够实现的补偿资金不能满足农户的意愿，实际生态补偿的环境保护效果不够理想。所以要从资金、政策、法律制度等方面加强农地生态补偿的实现[14]。

3.3 经济效益和环境效益打通核算与加减是可行的

通过作物种植的净利润和化肥环境污染负面值进行核算，获得农用地不同种植模式和不同施肥方式下的生态补偿标准是可行的，实现经济效益和环境效益打通核算与加减。经济效益通过作物种植成本、籽粒产量、收入及利润的核算可以获得，环境效益通过化肥流失到环境中产生的污染负面值可以获得，文中结果同王风研究结果相一致[9]。

4 结论

(1)农业生态补偿标准高低与施肥种类和施肥数量关系密切。相比较而言，施用有机肥等环境友好型肥料，对环境贡献度大，受到的生态补偿标准相对较高，施用有机肥种植的水稻、小麦和油菜的农业生态补偿标准分别为8907.4元·hm-2、11689.78元·hm-2和6703.96元·hm-2；施用复合肥等化肥，对环境污染较大，受到补偿标准较低或无生态补偿，文中全部施用化肥的种植没有补偿；施用一半化肥和一半有机肥的种植，会有一定的农业生态补偿，施用了一半有机肥和一半化肥的水稻、小麦和油菜种植的补贴标准分别是4213.1元·hm-2、5953.6元·hm-2和3735.04元·hm-2。

(2)化肥模式F有利于获得较高的经济利润，有机肥模式M有利于获得较高的环境效益，50%有机肥+50%化肥模式MF兼顾了经济效益和环境效益，值得大力提倡和推广的。