曾雨晴

摘 要：農田生態(tài)系統(tǒng)作為半自然人工生態(tài)系統(tǒng)，深受人類活動的影響，是與人類關系最為密切的陸地生態(tài)系統(tǒng)，是地理學、生態(tài)學、經(jīng)濟學等學科研究的重要領域。本文基于農田生態(tài)系統(tǒng)的重要性，首先對農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值研究進程進行回顧；總結了農田生態(tài)系統(tǒng)具有提供農副產品的功能價值、碳匯功能價值、養(yǎng)分循環(huán)及土壤保持功能價值、水調節(jié)功能價值、美學和旅游價值等生態(tài)服務功能價值；最后提出了對農田生態(tài)系統(tǒng)服務的部分功能價值評價方法。

關鍵詞：農田生態(tài)系統(tǒng)；服務功能；評價方法

農田生態(tài)系統(tǒng)是依靠光照、溫度、水分和土地等自然要素以及人為投入（如：化肥、種子、農藥、灌溉、機械等），利用農田生物與非生物環(huán)境之間以及農田生物種群之間的關系來進行食物、纖維和其他農副產品的半自然生態(tài)系統(tǒng)[1]。農田生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分。我國學者張新時和歐陽志云[2]早在1999年就對我國生態(tài)系統(tǒng)的服務功能經(jīng)濟價值進行了詳細評價。隨著人類文明的進步，科學技術的飛速發(fā)展，對農田生態(tài)系統(tǒng)服務的重視也日漸加深。部分學者[3-4]也曾對我國局部地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值進行了評價。一直到2005年，國內外關于資源生態(tài)價值評估理論和方法主要集中于森林資源和水資源[5-7]，對于農田生態(tài)系統(tǒng)的價值評估目前尚無公認的標準與方法，國內關于獨立的農田生態(tài)價值評估案例尚少[8-9]。因此，為了更合理的利用農田生態(tài)系統(tǒng)，目前越來越多的學者開始關注農田生態(tài)系統(tǒng)服務的功能價值評價，并逐步成為研究熱點。

1.農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能的概念和內容

農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指農田生態(tài)過程和人類活動所形成的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[10]。農田為我們提供了食物來源，例如糧食、蔬菜、水果等其他農副產品。除此之外，農田也具有生態(tài)服務功能和社會經(jīng)濟價值功能。一般農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值可分為直接功能價值和間接功能價值。直接功能價值主要指農田生態(tài)系統(tǒng)可以直接為人類提供生產原料、糧食和其他農副產品等、以及生態(tài)觀光所產生的農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值。間接價值主要是指除農田直接供給農副產品以外而獲得的對整個生態(tài)環(huán)境的價值，例如：凈化空氣、涵養(yǎng)水源、碳匯作用等。

2.農田生態(tài)系統(tǒng)功能價值

農田生態(tài)系統(tǒng)是一種半自然的人工生態(tài)系統(tǒng)，是由農田、環(huán)境及人為控制組成的復合生態(tài)系統(tǒng)，但由于其具有高度的目的性、開放性、高效性、易變性、脆弱性與依賴性等特點[11]，農田生態(tài)系統(tǒng)功能價值也具有復雜性、特殊性，其功能如下。

2.1提供農副產品的功能價值

農業(yè)是社會生產的基礎，農田生態(tài)系統(tǒng)具有較高的生產力。人類所需的食物、生產原料主要來源于農田生態(tài)系統(tǒng)，大量的農副產品從農田生態(tài)系統(tǒng)輸出。農田生態(tài)系統(tǒng)能夠在人工輔助能的投入下，以較高的效率對系統(tǒng)外輸出物質能量參與整個生態(tài)系統(tǒng)的物質能量大循環(huán)。據(jù)統(tǒng)計每年各類生態(tài)系統(tǒng)為人類提供糧食18×109t[3]。

2.2碳匯功能價值

一方面各種農作物利用太陽能，通過光合作用將CO2等物質固定轉化為有機物；另一方面土壤的固碳作用也是相當重要的方面。假設我國耕地土壤有機質平均提高05%，則相當于固定碳近8×108t[12]。肖玉等[8，13]通過大田實驗堆水稻生態(tài)系統(tǒng)的固碳作用進行了研究。

2.3養(yǎng)分循環(huán)及土壤保持價值

土壤是“土壤圈”物質循環(huán)的重要組成部分，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)中維持生物生命周期的必要條件。農田生態(tài)系統(tǒng)通過地表覆蓋和水土保持措施可保持土壤。孫新章等[14]的研究表明，不同地表覆蓋和水土保持措施下中國農田生態(tài)系統(tǒng)每年保持土壤的數(shù)量和價值分別為1019×108t、440850×108元。

2.4水調節(jié)功能價值

農田具有涵養(yǎng)水源的功能，農作物枝葉能夠截留部分降水，耕地也能保持部分水源，主要指土壤的有效持水量，土壤是一個天然的水庫。據(jù)統(tǒng)計植被能截留高達1/3的降雨量[15]，同時能夠減少水分蒸發(fā)、涵養(yǎng)水土、保持水源。黃璜[16]認為稻田及相鄰的溝渠、山塘構成一個隱形的水庫。

2.5美學和旅游價值

農田生態(tài)系統(tǒng)是一種半自然的人工景觀，能夠給人以視覺上的美感享受。農田景觀是自然環(huán)境的重要組成部分，是自然界中最充滿魅力的景色，也是我國農耕文化和地域特色的體現(xiàn)。近年來，伴隨著我國城市化進程加快和新農村建設的不斷發(fā)展，使城鄉(xiāng)居民的生活環(huán)境發(fā)生巨大變化；加之傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)的轉變及農業(yè)休閑活動的增多，農田生態(tài)系統(tǒng)在提供農副產品生產的同時，也提供了精神文明和旅游的價值，致使農田景觀受到越來越多的關注。

2.6農田生態(tài)系統(tǒng)服務綜合價值評價

農田生態(tài)系統(tǒng)本來就是一個復雜的系統(tǒng)，應進行綜合性評價。謝高地等[17]整理了對我國專業(yè)人士進行的生態(tài)問卷調查結果，得出了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務價值表，其中農田生態(tài)系統(tǒng)具有氣體調節(jié)、氣候調節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護、廢物處理、生物多樣性保護、食物生產、原材料生產和娛樂文化，并得出我國不同農田生態(tài)系統(tǒng)服務平均年價值量為61143元·hm-2。謝高地等[18]根據(jù)中國農田生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀構建了農田生態(tài)系統(tǒng)服務評估當量因子表，估算出農田生態(tài)系統(tǒng)每年為人類提供195091億元生態(tài)服務和經(jīng)濟產品總價值，其中419%是由農田生態(tài)系統(tǒng)自然過程提供和產生的，581%是由人類種植業(yè)活動過程產生。

3.農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能評價方法

3.1農作物生產最的價值評價

利用市場價值法，農作物生物量與其經(jīng)濟產量的關系式[19]為：

VP=B×（1-R）/f

式中，VP表示農作物生物量；B表示經(jīng)濟產量；R表示經(jīng)濟產量含水率；f表示經(jīng)濟系數(shù)。

3.2碳匯功能評價

農田中的溫室氣體主要是CO2和CH4，這里計算主要以固定的CO2的價值為評價為例。農田生態(tài)系統(tǒng)包括作物的光合作用及作物、凋落物層和土壤的呼吸作用，采用以下計算方式[3]：

Q=S-Rd-Rs

式中，Q為CO2固定量，t/hm2.a；S為凈第一性生產力所同化的CO2量，t/hm2.a；Rd為凋落物層呼吸釋放的CO2量，t/hm2.a；Rs土壤呼吸釋放的CO2量，t/hm2.a。

3.3涵養(yǎng)水源價值評價

農田生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源的作用可以采用降水儲存量法來計算[20]：

Qw=A×Jo×K×（Ro-Rg）

式中，Qw為與裸地相比較，農田涵養(yǎng)水源的增加量；A為計算區(qū)面積；J為計算區(qū)多年平均產流降雨量；J0為計算區(qū)多年平均降雨總量；K為計算區(qū)產流降雨量占降雨總量的比例；R為與裸地比較，農田減少徑流的效益系數(shù)；R0為產流降雨條件下裸地降雨徑流率；Rg為產流降雨條件下農田降雨徑流率。

3.4土壤保持價值評價

農田生態(tài)系統(tǒng)保持土壤的功能可采用如下方法計算[14]：

Qs=A×（Ep-Er）

式中，Qs為農田土壤保持量；A為農田面積；Ep為耕地潛在侵蝕模數(shù)；Er為現(xiàn)實侵蝕模數(shù)。

4.研究展望

本次研究只是對農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能的部分功能進行了功能價值評價，對環(huán)境凈化方面未涉及，這也是以后仍需繼續(xù)研究的方向。目前集約農業(yè)正向多功能農業(yè)方向發(fā)展，我們更應對農田生物多樣性的研究更加深入。當然農田生態(tài)系統(tǒng)即存在對人類發(fā)展有益的服務功能，我們也不能忽視其帶來的生態(tài)環(huán)境負效應，這也是我們未來研究的重點方向。此外，目前的定量分析較少涉及到評價區(qū)域的空間分析，對于空間關聯(lián)性分析更是少有涉及。因此，如何采用更加準確的方法對農田生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)價值進行定量研究，并對耕地涵養(yǎng)水源空間關聯(lián)性進行分析，是值得進一步探索的課題。（作者單位：四川師范大學地理與資源科學學院）

參考文獻：

[1] 謝高地，肖玉.農田生態(tài)系統(tǒng)服務及其價值研究進展[J].中國生態(tài)農業(yè)學報，2013，21（6）：645-651.

[2] 辛現(xiàn)，肖篤寧.生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究簡述[J].中國人口.資源與環(huán)境，2002，10（3）：20-22.

[3] 肖寒，歐陽志云，趙景柱，等.森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其生態(tài)經(jīng)濟價值評估初探—以海南島尖峰嶺熱帶森林為例[J].應用生態(tài)學報，2000，11（4）：481-484.

[4] 關文彬，王自力，陳建成，等.貢嘎山地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估[J].北京林業(yè)大學學報，2002，24（4）：80-84.

[5] 姜文來.水資源價值論[M].北京：科學出版社，1998.

[6] 劉璨.森林資源與環(huán)境價值分析與補償問題研究[J].世界林業(yè)研究，2003，（2）：7-11.

[7] 陳應發(fā)，陳放鳴.國外森林資源環(huán)境效益的經(jīng)濟價值及其評估[J].林業(yè)經(jīng)濟，1995，（4）：65-74.

[8] 肖玉，謝高地，魯春霞，等.稻田生態(tài)系統(tǒng)氣體調節(jié)功能及其價值[J].自然資源學報，2004，19（5）：617-623.

[9] 趙海珍，李文華，馬愛進，等.拉薩河谷地區(qū)青稞農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能的評價—以達孜縣為例[J].自然資源學報，2004，（4）：632-636.

[10] 趙榮欽，黃愛民，秦明周.農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其評價方法研究[J].農業(yè)系統(tǒng)科學與綜合研究，2003，19（4）：267-270.

[11] 尹飛，毛任釗，傅伯志，等.農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其形成機制[J].應用生態(tài)學報，2005，17（5）：929-934.

[12] 劉鳴達，黃曉珊，張玉龍，等.農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究[J].生態(tài)環(huán)境，2008，17（2）：834-838.

[13] 肖玉，謝高地，魯春霞，等.施肥對稻田生態(tài)系統(tǒng)氣體調節(jié)功能及其價值的影響[J].植物生態(tài)學報，2005，29（4）：577-583.

[14] 孫新章，周海林，謝高地.中國農田生態(tài)系統(tǒng)的服務功能及其經(jīng)濟價值[J].中國人口·資源與環(huán)境，2007，17（4）：55-60.

[15] 方精云.全球生態(tài)學[M].北京：高等教育出版社，2000.

[16] 黃璜.湖南境內隱形水庫與水庫的集雨功能[J].湖南農業(yè)大學學報，1997，23（6）：499-503.

[17] 謝高地，魯春霞，冷允法，等.青藏高原生態(tài)資產的價值評估[J].自然資源學報，2003，18（2）：189-196.

[18] 謝高地，肖玉，甄霖，等.我國糧食生產的生態(tài)服務價值研究[J].中國生態(tài)農業(yè)學報，2005，13（3）：10-13.

[19] 歐陽志云，肖寒，趙景柱，等.海南島生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其生態(tài)價值研究[A].見：李文華，歐陽志云，趙景柱.生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究[C].北京：氣象出版社，2002.

[20] 李晶，任志遠.陜北黃土高原生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源價值的時空變化[J].生態(tài)學雜志，2008，27（2）：240-244.