农业生态系统文化服务的支付意愿与受偿意愿的差异性分析--以上海池塘养殖为例

池塘养殖已在我国存在千年之久,不仅提供着食物供给,同样为人类提供着文化服务价值。近年来农业服务业的发展大大加深了其文化价值。条件估值法(CVM)作为评价非市场价值方法之一,目前已被广泛应用。随着CVM的发展,对该方法的有效性和稳定性仍有争议。其中讨论的热点之一为策略性偏差,即受偿意愿和支付意愿评估环境物品或服务价值的不对称。已有的支付意愿(WTP)和受偿意愿(WTA)研究中,基于农业生态系统文化价值研究甚少。本文以池塘养殖文化服务价值评估为切入点,以上海青浦、嘉定和奉贤地区养殖池塘为研究对象,并应用Tobit模型及多元Logit模型对其WTA及WTP差别进行探讨。研究表明:(1)WTP受到受访者收入、受教育程度、对池塘游憩活动爱好程度及周边环境满意程度的正向影响,而WTA同样受到收入的影响,其池塘周边环境满意程度影响与WTA呈现反向关系;(2)导致WTA/WTP不对称的主要因素为收入、户籍、年龄和受访者对池塘游憩活动的爱好程度,其WTA/WTP均值之比为5;(3)收入效应、替代效应、持有效应、前景效应和产权问题是影响WTA/WTP不对称的理论依据;(4)在实际调查过程中,由于受访者对WTA的理解存在偏差,其回答值往往高于真实值,所以本文选用WTP作为主要评估方式,得出青浦、嘉定和奉贤区域池塘养殖生态系统文化服务价值分别为17 716.11万元、24 104.00万元和17 752.14万元。在推动上海新农村建设的过程中,职能部门需重新认识此类系统服务价值,做到充分保护和持续利用池塘,提高农民收入。     

盐度降低间歇曝气动态膜生物反应器净化水产养殖废水的效果

采用间歇曝气动态膜生物反应器(DMBR)处理不同盐度下的水产养殖废水,研究盐度对有机物降解和反硝化过程的影响。结果表明:当盐度在0～35g/L范围内,随着盐度的提高,由于盐度对微生物的抑制作用,在含盐条件下有机物降解和反硝化效率下降,间歇曝气动态膜生物反应器对水产养殖废水化学需氧量CODMn的去除率从89.5%下降到75.5%;出水总氮TN去除率从89.9%下降到74.4%。通过对有机物降解速率常数和反硝化速率常数的动力性模拟,CODMn降解速率常数和硝态氮NO3--N的降解速率常数随盐度的提高呈线性下降的趋势,其线性回归模型的决定系数分别为0.9838、0.9665。盐度对水产养殖废水反硝化过程的抑制作用要大于有机物降解过程。     

多层抽屉式循环水幼鲍养殖系统及养殖效果

为了提高皱纹盘鲍的养殖效果,该文设计了多层抽屉式循环水养殖幼鲍系统,分析了养殖期间系统的水质指标和耗能量,及不同养殖密度下幼鲍的生长率和成活率。结果表明,该系统适宜的幼鲍养殖密度为150个/屉(70cm×40cm×10cm/屉),为流水式养鲍密度的6～9倍。试验过程中水温、溶解氧、pH值、盐度、NH4+-N和NO2-N指标均达到幼鲍生长条件,NH4+-N和NO2-N体积质量基本稳定在0.023～0.065mg/L和0.014～0.041mg/L范围内。试验期间总耗电量为688.88kW·h,其中海水加热占总耗电量19.62%,相当于每天1.287kW·h耗电量,大约是流水式养殖加热耗能的1/7。该研究表明,多层抽屉式循环水养鲍系统是一种安全、高效、节能减排的养殖模式。该系统可供选择养鲍设施时参考。     

气提式砂滤器在水产养殖系统中的水质净化效果

为解决传统压力式砂滤罐长时间工作后截留大量固体颗粒物而导致的难以反冲洗的问题,该研究在原有设备基础上进行技术改进;研制出了1种可以边工作边反冲洗的气提式砂滤器;气提式砂滤器集过滤、分离、气浮、自动清洗等功能于一体,可以替代传统用于养殖车间的砂滤罐、无阀滤池、微滤机、机械式气浮等物理过滤装置;试验用1~2 mm石英砂作为过滤介质,过滤水以向上流方向从气提式砂滤器底部慢慢上升,污物被石英砂截留,同时,从底部流入定流量气体,使得污物和砂粒同时被提起,最终在顶端的洗砂装置中石英砂被清洗干净并由于重力作用而落回系统,污物和废水从排污口流出;试验表明,气提式砂滤器设备简单、操作简便,不需停机反冲洗,系统运行连续平稳,能耗小并且易于日常维护和检修;数据表明,这种气提式砂滤器对海水循环水养殖系统中的颗粒悬浮物(suspended solids,SS)和化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)平均去除率分别为(41.31%±7.72%)、34.04%,同时也降低了氨氮、亚硝酸盐含量,过滤后养殖水颗粒悬浮物质量浓度≤67.33 mg/L。气提式砂滤器在海水循环水养殖系统中进行物理过滤,是1种行之有效的方法,满足了养殖车间的水处理要求。     

虾夷扇贝浮筏养殖作业改造与试验

该文针对目前虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)浮筏养殖作业用工量大、劳动强度高、工作效率低、耗能高以及尾气和噪音污染严重等问题,通过对獐子岛虾夷扇贝浮筏养殖作业工作模式与回收养殖吊笼方式的调研,提出了虾夷扇贝浮筏养殖作业的改进方案,并通过海上生产对比试验,得出以下结论:第1阶段以8 m长浮筏养殖作业船为母船,安装了电动拔梗装置、拔笼装置、抖笼装置、筛苗装置以及齿形滑轮滑梗装置,改变单纯依靠人力工作的作业模式为机械化作业模式,不仅用工人数及劳动强度大幅降低,并且拔笼量较原浮筏养殖作业平均每天单船提高了56.01%,耗能费用降低了13.95%;第2阶段在保留第1阶段机械化设备的基础上,对养殖作业船只的作业模式进行了改造,用船长12 m、船宽3.3 m、型深0.7 m,尾挂机型号洋马/CY1115,最大功率16.2 kW的作业船代替了原来船长8 m、船宽2.4 m、型深0.5 m,尾挂机型号ZS195,最大功率9.7kW的作业船,并省去了辅助运输船舶,将养殖作业和辅助运输合并为一条船。试验结果显示,拔笼数量较第1阶段改造的浮筏养殖作业模式平均每天单船提高了31.69%,较原浮筏养殖作业模式平均每天单船拔笼量提高了1.05倍。第2阶段改造的浮筏养殖作业船的装载和运输能力满足实际工作需求,平均每天单船耗能费用与第1阶段改造的浮筏养殖作业模式无显著性差异,较原浮筏养殖作业模式降低了14.12%。同时第2阶段改造的浮筏养殖作业模式较原浮筏养殖作业模式其单船年节省费用1.08万元。由此说明改造后的浮筏养殖作业装备及作业方式具有节能、高效等特点,推广应用前景广阔。     

大水面网箱收集养殖废弃物及水处理系统研发

目前大水面网箱养殖过程中产生的尾水中含有大的残余饲料、粪便等固形废弃物,完全排放会造成养殖水体严重富营养化,危害养殖水域生态环境。针对上述问题,研发网箱底部废弃物汇集装置,通过气力提升的方法对沉积在网箱底部的废弃物及高浓度尾水进行收集,并结合生态浮床与富氧挂膜工艺对收集的尾水进行生态处理。结果表明:收集的尾水经生态处理后,水质指标化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮(ammonia nitrogen,NH3-N)、总磷(total phosphorus,TP)分别由450.1、21.350、8.458 mg/L降低至16.2、0.095、0.305 mg/L。研究结果能大幅降低网箱养殖尾水的各项排放指标,实现达标排放,有效降低网箱养殖水域的污染。     

计数模型在池塘养殖游憩服务价值评估中的应用

随着社会经济的快速发展,休闲渔业正在逐渐成为渔业产业经济发展的新方向。近十年来,上海地区加大了对休闲渔业的投入,使得该地区池塘养殖系统更加具有游憩服务价值。目前对池塘养殖游憩资源价值的研究相对较少,对相应的评估方法及其在池塘养殖游憩价值评估中的适用性也需进一步探讨。由于对评估方法研究的滞后,池塘养殖系统中的游憩服务价值往往得不到科学揭示。基于对青浦、嘉定、奉贤3区的实证调查结果,本文以上海市为例,使用计数模型的个人旅游成本法估算这3个地区的池塘养殖游憩价值,进而将泊松模型和负二项模型进行对比研究,并将本文得到的青浦地区池塘养殖游憩价值结果与前期研究成果进行比较,探讨两种模型在池塘养殖评价中的有效性及个人旅游成本(ITCM)与区域旅游成本(ZTCM)两种方法在此类评估中的稳定性。研究发现:①不同模型对池塘养殖游憩价值的评估结果存在差异,总体来看负二项模型优于泊松模型。②个人旅游成本法与区域旅游成本法估计结果比值为4.98︰1,分别以两种方法估算值作为养殖池塘系统游憩价值的上限值和下限值比较合适。③基于计数模型的个人旅行成本法评估青浦、嘉定和奉贤地区的池塘养殖游憩服务价值分别约为20 863.34元·hm 2·a 1、57 997.03元·hm 2·a 1和522.73元·hm 2·a 1。建议有关各方重新认识池塘养殖休憩价值,继续加大休闲渔业支持力度,保护该地区的池塘养殖生态系统,以促进旅游及池塘养殖产业的可持续发展,提高渔民收入水平。     

基于静力分析的深水台筏养殖设施结构优化设计

基于静力分析方法对延绳式深水台筏养殖设施(简称台筏系统)的结构进行了优化设计。通过分析台筏系统的受力情况及其失效形式,建立了台筏系统抗风浪能力分析模型,基于该模型对台筏系统的结构参数、锚固方式、总体布置、总体结构形式及其对台筏系统的抗风浪能力的影响进行分析,并针对这些结构参数及其结构形式提出相应的优化设计方法和选取原则。利用上述静力分析模型和优化设计方法,对架设于獐子岛海域30m水深的台筏养殖设施进行了分析计算和优化设计改造,并在相同海域进行了验证实验,通过对比,分析了优化设计方案的可行性及其优化效果。研究表明,通过优化设计改造的台筏系统抗风浪能力明显提高,且台筏系统的缠绕现象明显减少。本研究中提出的优化设计方法可为深水延绳式浮筏养殖设施的设计提供参考。     

Comparison of the Vegetative Growth,Eco-Physiological Characteristics and Mineral Nutrient Content of Basil Plants in Different Irrigation Ratios of Hydroponic:Aquaponic Solutions

Aquaponics is the combined culture of fish and plants in recirculating systems. This experiment was conducted to evaluate the production of basil out of the aquaponic system by irrigation of the plants with different ratios of hydroponic and aquaponic solutions. Basil seedlings were irrigated three times day^?1 with 200 mL aquaponic-aquaponic-aquaponic (AAA), aquaponic-hydroponic-aquaponic (AHA), hydroponic-aquaponic-hydroponic (HAH), and hydroponic-hydroponic-hydroponic (HHH) solutions, respectively. Fresh and dry mass of shoots and roots of basil decreased at AAA treatment significantly. The plants were slightly less green at AHA treatments, and a visible chlorosis appeared in the leaves of AAA-treated plants. This chlorosis resulted lower net carbon dioxide (CO₂) assimilation rate, transpiration rate, and stomatal conductance in AAA treatment. Iron (Fe), manganese (Mn), and potassium (K) concentrations in leaves decreased and zinc (Zn) concentration increased in higher ratios of aquaponic:hydroponic solution. Lower Fe, Mn, and K concentrations in aquaponic solution may be a main part of the reason for growth reduction.     

基于时间相似数据的支持向量机水质溶解氧在线预测

为及时辨识集约化水产养殖水质变化趋势、动态调控水质,确保无应激环境下健康养殖,该文提出了基于时序列相似数据的最小二乘支持向量回归机(least squares support vector regression,LSSVR)水质溶解氧在线预测模型。采用特征点分段时间弯曲距离(feature points segmented time warping distance,FPSTWD)算法对在线采集的时间序列数据进行分段与相似度计算,以缩减规模的子序列数据集对LSSVR模型进行快速训练优化,实现了多个LSSVR子模型在线建模,将预测数据序列与LSSVR子模型的相似度匹配,自适应地选取最佳的子模型作为在线预测模型。应用该模型对集约化河蟹福利养殖水质参数溶解氧浓度进行在线预测,模型评价指标中最大相对误差、平均绝对百分比误差、相对均方根误差和运行时间分别为4.76%、8.18%、5.23%、8.32 s。研究结果表明,与其他预测方法相比,该模型具有较好的综合预测性能,能够满足河蟹福利养殖水质在线预测的实际需求,并为集约化水产养殖水质精准调控提供研究基础。