“稻鱼共生系统”全球重要农业文化遗产价值研究

浙江青田县的“稻鱼共生系统”作为全球首批重要农业文化遗产,不仅具有提高农业生产收入,降低生产成本,产生相关经济效益等经济价值;同时,作为一种复合农业生态系统,还具有突出的生态价值,如维持农田生态平衡、保护农田生态环境、保护生物多样性等。另外,“稻鱼共生系统”还具有社会价值、文化价值、科研价值和示范价值。这些价值的研究对农业文化遗产的保护和合理开发利用具有重要意义。     

“稻鸭共生”生态系统重金属镉的转化、迁移及循环特征

重金属镉(Cd)通过污染的饲料和化肥而影响农产品进而危害人体健康已经成为食品安全和生态环境关注的焦点。为完善"稻鸭共生"系统的肥料和饲料管理,建立合理的物质产投结构及降低重金属Cd的生态毒理风险,在湖南省长沙市望城区桐林坳社区开展了2年田间试验,以常规稻作为对照,采用投入产出法,研究分析"稻鸭共生"生态系统重金属Cd的转化、迁移及循环特征。结果表明,"稻鸭共生"生态系统Cd输入量为:肥料饲料秧苗雏鸭,其中肥料Cd输入主要是磷肥输入。"稻鸭共生"生态系统Cd输出主要是水稻籽粒Cd和成鸭Cd。"稻鸭共生"生态系统内循环的Cd主要是鸭粪Cd、杂草Cd、害虫Cd及归还给系统的水稻秸秆Cd和根系Cd。鸭所摄食的Cd主要来自鸭饲料,大鸭饲料Cd输入大于小鸭饲料Cd输入。在"稻鸭共生"生态系统中重金属Cd沿食物链的转化、迁移过程以鸭粪Cd形式放大,且鸭粪Cd高于鸭饲料Cd输入。稻田土壤Cd输出来看,"稻鸭共生"和常规稻作相比无显著差异(P0.05)。无论是常规稻作还是"稻鸭共生",水稻植株Cd含量次序为根秸秆籽粒。与常规稻作相比,"稻鸭共生"没有增加水稻植株Cd含量和Cd积累。糙米和鸭肉镉含量分别为0.033 mg·kg-1和0.008 mg·kg-1,短期来看,"稻鸭共生"能够提供安全无Cd污染的农产品(鸭和稻米)。     

生态农业的传统与创新发展——以生态农业“稻田养鱼”模式为例

以保护“稻鱼共生系统”这样的农业文化遗产,探讨如何继承和挖掘、发扬传统农业文化中的生态文化内涵,促进当代生态农业的发展。     

传统稻鱼系统生产力提升对稻田水体环境的影响

如何在提升传统农业系统生产力的同时又不破坏其内涵、还对环境不产生负面影响,是一个受到研究者持续性关注的挑战性课题。本研究以具有1 200年历史的全球重要农业文化遗产稻鱼系统为例,研究稻鱼系统鱼的放养密度对生产力和环境的影响,探讨能够显著提升稻鱼系统生产力且又不破坏其传统性(产品优质、环境友好)的途径。研究表明,传统稻鱼系统(RF)(田鱼目标产量375 kg.hm 2)与水稻单作系统(RM)水体的化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)及铵态氮(NH4+-N)含量均没有显著性差异。随着田鱼养殖密度提高(鱼产量由750 kg.hm 2提高到3 000 kg.hm 2)和饲料投入的相应增加,稻鱼系统的生产力和经济产出大幅度提高(稻鱼系统的净经济收入增加25.2%~101.4%),但稻鱼系统(RF)水体的COD值及TN、TP和NH4+-N含量均呈现增加的趋势,尤其是当鱼目标产量增至3 000 kg.hm 2时,水体TP含量和COD值显著提高,面源污染风险增加。分析还表明,鱼放养目标产量为2 250 kg.hm 2时,稻鱼系统经济效益最佳,此时净经济收入比传统稻鱼系统增加55.9%,并且不会对水体环境质量产生负面影响。     

中国GIAHS保护试点: 价值、问题与对策*

中国农业文明历史悠久,留存了丰富的农业文化遗产。它们不仅体现了中国的传统哲学思想,同时也对全球可持续农业产生积极影响,并成为现代生态农业发展的基础。2002年,联合国粮农组织(FAO)发起了全球重要农业文化遗产(GIAHS)保护项目,旨在对全球重要的、受到威胁的传统农业文化与技术遗产进行保护。目前我国已有4个GIAHS保护试点,即浙江青田稻鱼共生系统、云南哈尼稻作梯田系统、江西万年稻作文化系统和贵州从江县侗乡稻鱼鸭系统,2个候选试点,即云南普洱古茶园和茶文化及内蒙古敖汉旱作农业系统。本文基于FAO对GIAHS项目价值标准的解释,系统梳理了这6个试点的概况、价值、面临的威胁以及保护建议等,以期为我国农业文化遗产的保护提供指导依据。GIAHS的价值主要包括生态价值、经济价值、社会和文化价值、科研与示范价值等。目前农业文化遗产面临的主要威胁包括比较效益降低、适龄劳动力大量外流、现代观念的冲击和多重价值认识不足等。文章还提出了对GIAHS试点保护的建议,主要为引入动态保护途径,增加农民收入;加强宣传力度,建立科学的保护理念;完善制度建设,形成可持续的保护机制;调动农民的积极性,建立多方尤其是社区参与机制以及建立农业文化品牌,形成动态的保护机制等。     

黄土丘陵沟壑脆弱生态区耕地资源价值动态变化研究--以上黄试区为例

深化对耕地资源价值的认识,有助于实现耕地资源价值重建和耕地保护。本文以黄土丘陵沟壑区为研究对象,以宁夏回族自治区固原市原州区上黄试区为例,分析了耕地资源的价值体系,提出耕地资源经济产出价值、社会保障功能价值以及生态服务功能价值的估算方法,并对上黄试区1982年、2000年和2010年耕地资源价值进行了测算。结果表明:治理前(1982年),上黄试区耕地资源的价值较低,仅为4.37万元·hm-2 ,治理期(1982—2000年)和退耕期间(2001—2010年),上黄试区耕地资源价值有较快增长,两时期末的2000年和2010年分别达到24.13万元·hm-2 和56.47万元·hm-2 。其中耕地资源的经济产出价值增长最快,1982年仅为0.87万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到10.96万元·hm-2 和21.86万元·hm-2 ,耕地资源经济产出价值占耕地资源价值比重也由1982年的19.91%提升到2000年和2010年的45.41%和38.71%;其次是耕地资源社会保障价值,1982年耕地资源社会保障价值为2.11万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到8.37万元·hm-2 和25.00万元·hm-2 ;整个研究期间,耕地资源生态服务功能价值不断提升,1982年为1.39万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到4.81万元·hm-2 和9.62万元·hm-2 。不同时期耕地资源价值变化的影响因素不同,上黄试区综合生态经济治理期间(1982―2000年),科技因素对耕地资源价值提升起主导作用;而退耕期间(2001―2010年),政策因素对耕地资源价值提升起主导作用。为促进上黄试区耕地资源价值进一步提升,需要进一步对现有部分坡耕地实施退耕,提高耕地质量和集约化水平,实施农业节水工程建设等措施,提高耕地资源化配置水平。     

传统地区稻田生态补偿标准的确定-- 以云南哈尼梯田为例

生态补偿标准的确定是生态补偿机制构建的关键问题之一。本文基于农户的受偿意愿以及政府对补偿资金的投入产出分析构建了稻田生态补偿标准的测算框架。其次,以云南哈尼梯田稻鱼共作的稻田系统为例,计算了哈尼梯田地区农户放弃一定程度化肥、农药施用的受偿意愿,并评估了不同化肥、农药限制施用条件下稻田所能供给的生态系统价值,最后基于政策有效性目标构建了哈尼梯田地区稻田生态补偿的动态标准。结果表明:在化肥、农药施用的不同限制条件下,农户的受偿意愿与限制标准呈显著正相关关系,接受政府直接补贴形式的补偿意愿为每年3 727～8 732元.hm 2,接受市场调控下稻米价格上涨的幅度为1.25～2.45元.kg 1。因此,以稻田养鱼减半化肥用量并不施用农药为例,初始时稻米价格未能提高,政府需要补偿农户7 462元.hm 2,但生态环境收益仅为7 447元.hm 2;当稻米价格提高1元.kg 1时,政府只需要补偿农户7 112元.hm 2,此时政府的投入盈余335元.hm 2。     

稻-鱼系统的发展与未来思考

耕地和淡水是保证全球食物可持续供应所必不可少的资源,如何有效利用有限的水土资源、在保障食物供给的同时降低农业生产过程对资源环境的负面影响,是当今世界农业面临的重大挑战。稻-鱼系统(本文的"鱼"是水产生物的统称)是通过有效利用水土资源同时产出稻谷和水产品的重要农业方式,对保障区域食物供给和保护当地资源和环境有重要作用。近几十年来全球稻鱼-系统迅速发展,至目前全球六大洲的稻作区共28个国家都有了稻-鱼系统的分布;在中国稻-鱼系统也正由原来传统、规模小、养殖单一的模式逐渐发展为规模化、专业化、机械化和养殖多样化的模式。大量研究表明,稻-鱼系统可实现水稻产量稳定和获得水产品,稻-鱼系统同时具有化肥农药减量和农业面源污染降低等效应;稻-鱼系统也有助于解决水产单一养殖而产生的面源污染。虽然全球1.63亿hm2稻田面积90%以上具有发展稻-鱼系统的潜力,但目前稻-鱼系统的比例仍很低,我国稻-鱼系统面积也仅占稻田面积的4.48%。因此,保障稳产高效可持续的稻-鱼系统发展,需要对不同稻作区发展稻-鱼系统的生态经济可行性和适应性进行评估,同时必须建立新的技术体系(田间设施、种养结合技术、农业机械等),并适当扩大规模和创建品牌以增加农民收益。     

稻田鲤鱼生态种养技术要点

目前,水产养殖空间一直压缩,向稻田要空间,发展稻田养鱼养殖前景广阔。稻渔综合种养是一种将水稻种植和水产养殖相结合的复合农业生产方式,是稻鱼、稻虾等共生的生态系统。基于此,利用稻田进行稻田鲤鱼生态养殖技术探究,从稻田工程到鱼种放养、水稻栽培和日常管理,最后收获了不错的经济效益和生态效益,希望能够为稻田养鱼提供技术参考。     

我国北方立体种养殖稻田氮素利用率研究

针对目前我国北方地区农业面源污染严重、氮肥利用率低的现象,选择北方典型稻区——天津市宝坻水稻种植区为研究区,以整个稻田生态系统为基本研究单元,建立氮素输入和输出模型,并以水稻普通种植模式(CK,水稻单作)为对照进行田间试验,研究水稻立体种养殖模式(RF,水稻-鱼-虾-蟹共作+田埂+沟渠)氮素的吸收利用率。结果表明,两种水稻种植模式氮素的输入主要来自灌溉、施肥和降雨,其中RF输入氮肥128.25 kg(N)·hm-2,与CK相比减少11.75 kg(N)·hm-2,与南方种植水稻地区相比,氮肥施用量减少14%~52%,RF从源头减少氮素输入,降低了营养元素流失风险。CK氮素的输出主要包括土壤固定、氨挥发、侧渗流失和水稻吸收,RF与CK相比,氮素的输出还包括鱼虾蟹的吸收,由于RF特殊的田埂-沟渠生态净化系统,通过侧渗损失的氮素(以NO3--N为主)较CK减少9.33 kg(N)·hm-2。试验期间,RF和CK氨累积挥发量分别为8.91kg(N)·hm-2和21.54 kg(N)·hm-2,RF氨挥发速率为6.9%,比CK低8.5%,比全国平均水平低10.3%;收获期,RF与CK相比,水稻产量增加6.65%,表明稻田养殖鱼虾蟹不会降低水稻产量。RF氮素利用率为64.3%,比CK高19.7%,既实现了水稻丰产,又减少了氮素流失。因此,在满足水稻灌溉需求的北方地区,可以开展水稻立体种养殖模式,以控制北方地区农业面源污染。     

杂交水稻与传统水稻生产的综合效益比较——以云南省师宗县黑尔壮族社区为例

通过结构式访谈并结合问卷调查,收集了云南省师宗县黑尔壮族社区农户2016年种植杂交水稻和传统水稻的相关资料,从生产资料投入、经济产出、生态影响以及稻作文化4个方面分析比较了当地种植的杂交水稻品种‘宜香725’和传统水稻品种‘黑尔糯稻’的综合效益,以期为稻种资源保护与可持续利用提供借鉴和参考。结果显示,从生产资料的投入来看,当地种植1季杂交水稻和传统水稻的成本总投入分别为7 960$·hm~(-2)和4 464.90$·hm~(-2),杂交水稻总的投入成本是传统水稻的1.78倍;从经济效益来看,传统水稻的总产值为52 087.80$·hm~(-2),杂交水稻的总产值为40 548.90$·hm~(-2),传统水稻的总产值是杂交水稻的1.28倍;在利润方面,传统水稻的净利润和利润率分别为47 622.90$·hm~(-2)和91.42%,杂交水稻的净利润和利润率分别为32 588.55$·hm~(-2)和80.36%,种植传统水稻所获的净利润是杂交水稻的1.46倍,利润率比杂交水稻高11.06%;从生态影响来看,当地种植杂交水稻使用农药和化肥所带来的环境压力和风险要高于传统水稻,且传统水稻稻田的生物多样性明显高于杂交水稻稻田;从稻作文化来看,传统水稻品种与当地少数民族的饮食文化、节日庆典、宗教祭祀等民族传统文化息息相关,而杂交水稻品种不具有这方面的相关性。综合来看,当地种植的杂交水稻品种‘宜香725’的产量显著高于传统水稻品种‘黑尔糯稻’,而传统水稻‘黑尔糯稻’的综合效益显著高于杂交水稻‘宜香725’。     

稻田养鱼灭蚊与农村经济发展的研究

为了全面考核稻田养鱼的经济、社会效益和学术价值以及稻田养鱼的水稻栽培法。1987年由联合国世界卫生组织赞助,我们进行了稻田养鱼灭蚊与农村经济发展的研究。试验分别在广西农学院实验农场(10多亩稻田)和全州县(1000多亩示范田)进行。试验采取“垄稻沟鱼”稻田养鱼法,垄稻、沟鱼面积分别占80%和20%。两年来的研究结果表明,稻田放养鲤鱼、罗非鱼和草鱼后,形成了良好的稻鱼共生的农业生态系统,使稻田的结构和功能都达     

适宜成都市稻田综合种养模式的水稻品种试验研究

2017年,成都市稻田综合种养总面积达6 646.7 hm~2,主要模式有"稻-虾""稻-鱼""稻-蟹""稻-鳖""稻-鳅""稻-鸭-鱼"等,全市实现种养效益增收3亿元以上。2016—2017年在崇州、邛崃两个点组织实施了成都市稻田综合种养模式下水稻品种筛选试验研究。通过对参试品种的生育期、株高、产量、株叶形态、抗倒伏能力、抗稻瘟病能力和米质等指标综合分析认为,宜香4245、德优4727、宜香优2115、川优6203、宜香优7633等5个品种可作为成都市稻田综合种养模式下的水稻主推品种,成都市农业委员会即将向全市推介发布。     

生物有机肥对低产稻田土壤养分和水稻产量的影响

以湖南省华容县低产稻田为例,采用小区试验,分别用2.5 t·hm-2、7.5 t·hm-2、15.0 t·hm-2、22.5 t·hm-2生物有机肥替代50%的无机肥,研究不同用量生物有机肥对低产稻田土壤养分和水稻产量的影响。结果表明:用有机肥替代部分无机肥能有效提高土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量;土壤各养分随着生物有机肥施用量的增加呈上升趋势;影响水稻产量的各指标均表现为先减后增的趋势;从综合效益来看,推荐施肥方式为有机肥15.0 t·hm-2+50%常规施肥。     

稻鱼鸭种养共生模式效益的研究及综合评价

3年稻鱼鸭种养共生模式效益的研究表明,稻鱼鸭种养共生模式水稻增产lO%以上,增收鲜鱼1036．5kg／hm²,成鸭238．9～489．3kg／hm²;水稻土壤全N、P、K和有机质含量分别增加27．9%、44．3%,6．5%和28．2%,提高了土壤肥力;水稻植株虫口量最少。稻鱼鸭种养共生模式提高了稻田产量和效益,其生态环境质量指教为0．8155,属良性循环的高教复合生态农业模式。     

南方丘陵典型季节性干旱区节水稻作模式生态系统功能特征研究

运用生态经济学原理,采取实地调查和田间试验方法,研究了南方丘陵典型季节性干旱区节水稻作模式生态系统的物流、能流、价值流及生态环境效应。结果表明,节水稻作模式的净初级生产力为309 763×106~378094×106J/(hm2.a),以化肥为主的辅助能投入为58 607×106~97 265×106J/(hm2.a),纯收入为3 921~9 426元/(hm2.a)。不同节水稻作模式所表现出的变化特征为:采用节水灌溉双季稻模式,有利于减少系统化肥、农药、人工等能量投入,增加系统能量的输出,提高能量转换效率、光能利用效率和稻田的经济效益;采用水旱轮作双季稻节水稻作模式,有机肥的投入增加,能流循环指数提高,系统稳定性增强,但能量转换效率下降,稻田的经济效益有所降低;采用稻油轮作节水稻作模式,在减少系统化肥、农药、人工等能量投入同时,充分利用作物生长期间太阳辐射,光能利用效率提高,稻田的经济效益增加。与常规稻作模式相比,节水稻作模式的综合效益较高,具有较好的节水、省肥、省药效应以及控制农业面源污染效应。     

闽北山垄田稻萍鱼共生体系与萍体氮素循环利用效率研究

将稻－萍－鱼共生体系的综合耕作技术引入山垄稻田。试验结果表明:山垄稻田中草鱼、尼罗罗非鱼以红萍为饵食,其鲜鱼产量分别达3568kg／hm2和3702kg／hm2;中稻和再生稻产量分别达5710～6006kg／hm2和3478～3772kg／hm2,比施化学氮肥处理区分别提高689．0～1132．5kg／hm2和458．4～658．9kg／hm2。15N试验结果显示:在稻萍鱼体系中鱼体和水稻对红萍氮总利用率达52．8％～57．9％．而施用化学氮肥处理区的水稻对氮素利用率仅为33．5％。连续两年实施稻萍鱼共生体系耕作技术．山垄田土壤有机质平均提高0．15％,且整个耕作体系病情指数下降42．1％～50．7％．减少农药施用量,有助于生态环境改善,达到增产增收的目的。     

湖北大冶镉污染稻田种植模式调整的生态补偿研究

中国是农业大国,农业的发展关系着社会的进步和经济的增长。近几年,由于农田污染所造成的稻米镉污染问题,越来越受到公众的关注。面对严峻的农田镉污染形势,采取种植结构调整,改种非食用型经济作物,不但能对土壤进行生态修复,还能提高农田土地的使用效率。根据相关调查,我国湖北省大冶市的农田镉污染大部分属于轻、中度污染,对于当前以水稻为主的种植结构,通过科学方式进行调整可以保证农产品生产的安全性。针对大冶市进行实地问卷调研,运用条件价值法和机会成本法对镉污染农田种植结构调整的生态补偿标准进行核算,得出单季稻、双季稻改种棉花的生态补偿标准分别为11119~12259 yuan hm-2 a-1、20613~21513 yuan hm-2 a-1。由于大冶市农户年龄偏大、人多地少,棉花种植劳动力投入大且效益偏低,分别从政策补偿、实物补偿和技术补偿方面提出建议,有利于棉花的种植结构得以顺利推广。     

稻鱼共生系统的推广潜力分析——以中国南方10省为例

稻田浅水环境为许多水产动物提供了生境,也为稻鱼共生产业的发展提供了基础。但是,一个区域的稻田是否适合发展稻鱼共生系统,常常受到当地自然和社会条件的影响,了解这些影响对有效推广稻鱼共生系统有重要意义。本文以我国南方10省为研究区域,从自然和社会经济因素两个方面分析了稻鱼共生系统的推广潜力。研究利用气象资料和农业统计数据,基于地理信息系统构建了研究区域内的稻田地理分布数据库,确定了15个影响稻鱼共生系统推广效率的指标,通过指标的层级模型和线性加权评分法对不同稻田的推广优先等级进行评估,并构建了基于稻田总面积、推广率和单产水平下鱼产量估算的简易模型。结果表明,综合自然和社会经济条件,研究区域内的稻田可划分为4个推广优先等级,面积占比分别为：等级1占29.6%（3.59×10⁶ hm²）,等级2占16.9%（2.05×10⁶ hm²）,等级3占24.2%（2.94×10⁶ hm²）和等级4占29.4%（3.57×10⁶ hm²）;其中湖南、四川、江西和浙江4省的稻田50%以上属于等级1和等级2,而在云南和贵州基本上所有的稻田都属于等级3和等级4。等级1和等级2的稻田适合推广集约型稻鱼共生模式,这两个等级的稻田每个生长季可产出最高鱼产量分别为3.77×10⁶ t和2.15×10⁶ t;而等级3的稻田适合进行粗放型和集约型模式相结合的推广方式,粗放型和集约型模式最高鱼产量分别为0.62×10⁶ t和3.09×10⁶ t。本研究主要结果为合理制定稻鱼共生系统推广策略提供借鉴,也可为国内外稻田水产养殖产业发展规划的制定提供参考。     

“稻鸭共生”养分归还特征及水稻植株对氮、磷的吸收

"稻鸭共生"是对我国传统农业稻田养鸭的继承与发展。在长江流域双季稻主产区湖南布置了稻田养鸭田间试验,以常规稻作为对照,研究早、晚稻两季"稻鸭共生"养分归还特征及对水稻植株氮、磷吸收的影响。结果表明:两季"稻鸭共生"后,稻田可增加鸭粪碳229.87 kg.hm 2、鸭粪氮18.22 kg.hm 2、鸭粪磷17.75 kg.hm 2。"稻鸭共生"归还稻田土壤的碳、氮、磷量分别为1 491.21 kg.hm 2、66.02 kg.hm 2、25.14 kg.hm 2,比常规稻作分别提高20.43%(P>0.05)、55.81%(P<0.05)、379.00%(P<0.05)。"稻鸭共生"归还稻田土壤的碳、氮、磷量表现为碳>氮>磷,归还的碳、氮量以水稻根碳、氮占明显优势,归还的磷量以鸭粪磷占明显优势。与常规稻作相比,土壤全氮含量提高5.73%,全磷含量显著提高6.25%;"稻鸭共生"提高了早、晚稻根和秸秆的全氮、全磷含量及早、晚稻籽粒的全磷含量,增加了早、晚稻秸秆的氮、磷吸收量和早、晚稻根的磷吸收量,降低了双季稻产量及籽粒的氮、磷积累量。"稻鸭共生"对水稻植株磷的影响效果好于氮。