生态功能改善目标导向的哈尼梯田生态补偿标准

稻田生产对生态环境的影响具有两面性,为使稻田生产提供不同组合或更高水平的环境服务,需要补偿农户因转变操作方式而损失的收益。以云南省红河哈尼族彝族自治州哈尼稻作梯田系统为例,基于稻田生态系统特点以及农户个人的主观经济决策特征,从农户的微观经济决策的视角,探讨稻田生态系统服务供给机会成本的空间分布;再从区域的宏观经济行为的视角,探讨补偿标准与农户愿意提供的生态环境效益的关系。从而,以稻田生态功能改善为导向,以新增生态环境效益为目标,耦合农户的受偿意愿与机会成本,实现了从生态功能改善需求(新增生态效益)来确定动态的补偿标准的可能。计算发现,当生态功能改善的目标定为新增生态系统服务80.77×10~4元hm~(-2) a-1时,补偿的标准应为3000元/hm~2时;当生态功能改善的目标定为新增219.49×10~4元hm~(-2) a~(-1)时,补偿的标准应为9000元/hm~2时。     

我国稻田氮磷流失现状及影响因素研究进展

水稻是我国主要的粮食作物,分析现阶段我国稻田氮磷流失现状及影响因素,对明确不同区域水稻化肥减施潜力具有重要意义.本研究对我国主要稻区地表径流氮磷流失现状特征和降雨、种植模式、栽培技术、施肥管理、水分管理方式及其他影响因素进行了总结.六大稻区全氮(TN)、全磷(TP)径流损失量范围分别在5.09～21.32和0.70～3.22 kg·hm^-2,均以华南双季稻区最高,TN径流损失量以华北单季稻区最低,TP径流损失量以西南高原单双季稻区最低.各稻区农户习惯施肥的水稻田田面水TN、TP峰值普遍高于径流水.水稻施肥后一周内为氮磷流失高峰期.与优化施肥相比,农户习惯施肥仍具有20%左右的氮磷减施潜力.各因素中,降雨和施肥管理是影响稻田径流氮磷流失的主要因素,而施肥管理和水分管理则最具可控性,具体调控措施包括化肥减量、施用新型肥料、有机肥代替化肥和节水灌溉等.整体上我国稻田氮磷流失风险在南方更突出.应以资源高效利用模式进行水稻种植以降低养分流失风险.未来研究应侧重稻田面源污染监测、氮磷流失风险评估、氮磷流失特征和机理、化肥减施增效新技术等方向.     

太湖地区氮肥减量对水稻产量和氮素流失的影响

为明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以减轻农田化肥过量投入所带来的农业面源污染,本研究在调查农户稻田氮肥施用量的基础上,采用基肥机械深施和秸秆还田,设置不施氮肥(N0)为对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm~(-2)(N1)以及在此基础上减少氮肥施用量的10%(N2)、20%(N3)、30%(N4)等5个处理,研究其对水稻产量和农田地表径流养分流失量的影响。结果表明:N2处理水稻产量与N1处理大致相当;N2处理水稻产量高的主要原因是由于其经济系数较高;N2处理较N1处理地表径流总氮流失量减少9.2%;从N1到N4处理,减少氮肥施用量,减少了农田总氮流失率,但N2和N1处理差异不显著;从水稻氮素偏流失率来看,每生产百千克稻谷,N2处理的氮素流失量最少。认为通过基肥机械深施和秸秆还田,在太湖地区习惯施氮水平的基础上减氮10%,在保证水稻产量的同时,减少了农田地表径流总氮流失量和水稻氮素偏流失率,并使稻田氮素流失率保持在较低水平。     

不同视角下基于InVEST模型的流域生态补偿标准核算——以渭河甘肃段为例

补偿标准是生态补偿项目研究的核心内容。为提高补偿标准的可操作性,以渭河干流甘肃段为研究区,基于流域生态补偿标准范围界定,在考虑耕地向多种林地转化情况下采用In VEST模型和加权法核算流域新增生态服务量,并以新增生态服务价值为补偿上限,农户机会成本为补偿下限,先从国家新一轮退耕还林政策导向视角,探讨15°—25°和25°以上坡耕地退耕还林的差异化补偿标准。再从利益公平分配视角,耦合机会成本投入与生态系统服务产出,探讨生态补偿净收益不同地区的差异化补偿标准。结果表明:(1)渭河干流甘肃段退耕还林,生态补偿标准范围为146.39—481.98万元km~(-2)a~(-1)。(2)重要水源地一级保护区和保留区迎水面15°—25°坡耕地全部退耕还林需补偿金额13.95—33.55亿元。25°以上坡耕地全部退耕还林需要补偿金额12.96—28.35亿元。(3)各县/区比较,退耕还林净收益麦积区最大,陇西县最小。其生态补偿范围分别为202.23—727.92、96.99—136.53万元km~(-2)a~(-1)。     

森林生态系统服务价值及其补偿校准——以马尾松林为例

森林补偿资金分配与生态系统服务脱钩,是长期以来制约森林生态保护制度发挥作用的关键因素。建立森林生态保护成效与资金分配挂钩的激励约束机制,对于完善生态补偿制度、保障国家生态安全具有重要意义。以马尾松林为例,运用野外调查、实验室实验等方法,精准计量评价马尾松林的固碳、水源涵养、固土保肥、生物多样性等4种主要生态系统服务;以皮尔(R.Pearl)生长曲线为基础构建生态补偿算法,测算基于生态系统服务价值的马尾松林补偿标准。第一,马尾松林生态系统服务价值为10335.86—16358.06元hm~(-2)a~(-1),固碳价值为165.93—521.03元hm~(-2)a~(-1),水源涵养价值为5024.47—11788.30元hm~(-2)a~(-1),固土保肥价值为3597.84—6405.04元hm~(-2)a~(-1),生物多样性价值为178.57—1346.15元hm~(-2)a~(-1)。第二,固碳价值、固土保肥价值在空间上呈现出随纬度增加而减小的格局,水源涵养价值、生物多样性价值与前两者分布格局相反。植被类型、经营方式影响马尾松林生态系统服务价值,混交林生态系统服务价值大于纯林,间伐补植的马尾松林生态系统服务价值高于皆伐后营造的林分。第三,马尾松林生态系统服务补偿标准为0.15×10~3—1.43×10~3元hm~(-2)a~(-1),大小主要受生态系统服务单价影响。本研究为森林生态系统服务精确计量评价、森林生态系统服务补偿标准的确定提供科学量化的依据。     

农田氮素非点源污染控制的生态补偿标准——以江苏省宜兴市为例

农田氮素流失引起的非点源污染已成为国内外农田生态环境资源可持续利用及农业可持续发展的瓶颈,对其进行有效控制愈显迫切.对非点源污染的控制不能简单地照搬点源污染的方法,须针对非点源污染本身具有的强烈外部性及复杂、广泛、不易监测等特征,探究与非点源污染特征规律相对应的对策.生态补偿作为应对全球生态危机和环境污染的一种公共政策工具,对于内化外部效应具有良好的效果.以农户减少一定程度的氮肥施用量获得政府补偿为切入点,论证了农户减少氮肥用量到最佳生态经济施氮量是获得补偿的依据;以宜兴市为实证对象,运用意愿调查评估法和成本-收益法相结合的方式测算了农户参与农田氮素非点源污染控制的生态补偿标准.研究表明:(1)宜兴市主要粮食生产的最佳生态经济施氮量为375.6 kg/hm2,农户参与农田氮素非点源污染控制的补偿额度理论值为620.0-7098.0元/hm2;(2)68.3％的受访农户愿意接受补偿而减少氮肥用量,受偿意愿与种田经验、受教育程度等因素正相关;(3)愿意接受补偿的农民中50.7％选择氮肥量减少到最佳生态经济施氮量,农田氮素非点源污染控制的补偿标准为620.0元/hm2.     

模拟大气氮沉降对温带森林土壤微生物群落结构的影响

本研究以温带森林土壤为研究对象,设置野外模拟氮沉降实验,分析不同施氮形态和施氮水平对微生物群落结构的影响。试验设置对照(Control,0 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、混合态低氮(NH_4NO_3,50 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、混合态高氮(NH_4NO_3,150 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、铵态氮低氮((NH_4)_2SO_4,50 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、铵态氮高氮((NH_4)_2SO_4,150 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、硝态氮低氮(NaNO_3,50 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、硝态氮高氮(NaNO_3,150 kg N·hm~(-2)·a~(-1))7种氮处理,持续施氮3年后,运用磷脂脂肪酸(PLFA)法对土壤微生物群落结构进行测定。结果表明:在不同水平的氮添加下,土壤微生物总量、细菌、土壤革兰阳性细菌(G+细菌)、土壤革兰阴性细菌(G-细菌)和真菌的PLFA含量均随施氮水平的增加而升高;在不同形态的氮添加下,混合态氮添加提高了微生物总量、细菌、真菌和放线菌的PLFA含量。主成分分析(PCA)表明,除铵态氮低氮添加样地外,其他氮添加处理样地中的土壤微生物结构都发生了改变。这些结果表明,模拟大气氮沉降初期,氮添加会增加温带森林土壤微生物生物量,达到一定水平后会改变土壤微生物群落结构。     

施氮磷肥对杉木人工林土壤活性有机碳的影响

为确定施氮、磷肥对中亚热带人工林土壤不同活性组分有机碳的影响,本研究在5年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林中设置氮、磷施肥试验,包括对照(CK)、施氮肥(200 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、施磷肥(50 kg P·hm~(-2)·a~(-1))、施氮磷肥(200 kg N·hm~(-2)·a~(-1)+50kg P·hm~(-2)·a~(-1)) 4个处理。连续施肥5年后,采取(0~10 cm)表层土壤,测定了活性有机碳不同组分的变化。结果表明:施肥对土壤有机碳(SOC)影响不显著,施氮肥和氮磷配施使土壤微生物量碳(MBC)分别降低34.6%和45.8%,施氮肥降低了常温浸提水溶性有机碳(WSOC)含量,且施氮磷肥对WSOC有交互作用,施氮磷肥使热水浸提有机碳(HWC)含量显著提高了31.5%,施肥对易氧化有机碳(LOC)、颗粒有机碳(POC)、热水浸提碳水化合物(HWc C)的影响不显著;在施肥处理下,MBC/SOC对单施磷肥和氮肥不敏感,氮磷配施使MBC/SOC下降了48.4%,与CK相比,施氮磷肥对POC/SOC没有影响,但与氮肥处理相比,施氮磷肥使POC/SOC显著增加了24.3%;经相关性分析,HWC与硝态氮、有效磷呈显著或极显著正相关。     

改变施肥管理后不同肥力稻田土壤CO2排放特征

利用一个长达30a水稻土长期定位试验,在保证原有定位试验继续正常开展的前提下,将原化肥处理改施有机肥,原有机肥处理改施化肥或者增施有机肥。通过观测田间试验2012—2013年双季稻轮作周期内不同肥力水平稻田土壤施肥管理改变后的土体CO2排放通量(FCO2),研究不同后续施肥管理对不同肥力红壤性水稻土CO2排放的影响。结果表明:变更施肥能明显改变CO2排放动态变化,其中长期施用有机肥处理改施化肥后其FCO2明显减小,长期施用化肥或有机肥处理增施有机肥后其FCO2显著增大。有机肥和土壤有机碳均可促进土体CO2排放,有机肥处理有机物料碳添加量与CO2-C年排放量呈极显著的正相关关系(r=0.9015**,n=21),单施化肥处理土壤有机碳含量与土体CO2-C年排放量符合线性方程:y=10.962x-68.86(R2=0.7507,n=9,P0.01)。长期施用有机肥土壤改施化肥会导致其有机碳矿化损失,土壤有机碳含量越高,矿化损失量越多,最终其有机碳水平将与长期施用化肥的土壤有机碳平衡值一致;长期施用化肥或有机肥土壤改施或增施有机肥可促进土壤有机碳积累,外源添加碳越多,土壤积累碳越多;相同有机肥施用量下土壤有机碳含量越高,有机物料表观分解率越大,积累于土壤中的有机碳越少,不同有机碳水平土壤在相同有机肥管理下其有机碳最终会达到相同的平衡值。在有机碳水平较低(20.46 g/kg)红壤稻田上增施有机肥是提升已培肥水稻土有机碳含量的可持续发展措施,而在有机碳水平较高(14.45 g/kg)红壤稻田上应避免改施化肥。总之,在有机碳含量较高或者较低的中国南方红壤性水稻土上,持续的有机肥施用是保持或者提高其有机碳水平的必要措施。     

长期施氮对太岳山油松林凋落物量的影响

为揭示长期施氮对油松林凋落物量的影响,在山西省太岳山油松天然林和人工林中进行了长达7年的氮添加控制试验,包括对照(CK)、低氮(LN)、中氮(MN)和高氮(HN)4个水平,分别为0、50、100、150 kg N·hm~(-2)·a~(-1)。于2015—2016年对不同处理的凋落物产量组分的月动态进行监测。凋落物产量组分主要分为叶、枝、果、花、皮、杂物(动物残体、芽鳞、碎屑等统称)。结果表明,施氮显著提高了天然林年均凋落物量:HN(3.69 t·hm~(-2)·a~(-1))MN(3.12 t·hm~(-2)·a~(-1))LN(3.02 t·hm~(-2)·a~(-1))CK(2.68 t·hm~(-2)·a~(-1));而人工林年均凋落物量随N添加水平呈现出先升后降的趋势:LN(3.11 t·hm~(-2)·a~(-1))CK(3.08t·hm~(-2)·a~(-1))MN(2.92 t·hm~(-2)·a~(-1))HN(2.60 t·hm~(-2)·a~(-1))。这表明过量的氮输入会降低人工林凋落物的产量。年均叶凋落量所占比重最大,达总凋落量的68.3%～75.4%,果凋落量占总凋落量的6.7%～17.8%。方差分析表明,氮添加处理对叶、果和皮凋落量具有显著影响。凋落物月动态表现为双峰型,高峰期在6月份和10月份。总之,在天然林中,凋落物产量随着施氮浓度的增加显著升高(P0.001);在人工林中,施氮处理未对凋落物产量产生显著影响(P0.05)。     

长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律

为揭示长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律,以设立于1981年的红壤稻田有机肥定位试验为载体,选取PM1(早稻施猪粪和紫云英)、PM2(早稻施紫云英+晚稻施猪粪)、GMS(早稻施紫云英+晚稻秸秆还田)和NPK(早稻施化肥)等处理为对象,分析了不同试验年限土壤全量和有效态Cu、Zn含量。结果表明:长期施用猪粪显著提高了土壤Cu、Zn含量;连续施用猪粪30 a后,土壤全量Cu、Zn含量分别增加了7.69—9.52 mg/kg和22.42—35.46 mg/kg;生物有效性显著增加,有效态Cu、Zn含量占全量Cu、Zn的比例分别由15%和5%增加到51%和27%。猪粪年度内的施用时间对土壤Cu的累积没有显著影响,早稻施用猪粪加剧了土壤Zn的累积。土壤铜、锌累积分为两个差异显著的阶段,1981—2002年为缓慢增长期,2002—2010年为快速增长期,这可能与2002年后施用的猪粪中Cu、Zn含量增高有关。以研究的结果推算,红壤稻田鲜猪粪施用量在9.5 t hm-2a-1以下,50 a内不会造成土壤Cu、Zn含量超标。     

"稻鸭共生"生态系统稻季N、P循环

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"稻鸭共生"生态系统N、P循环。结果表明:"稻鸭共生"生态系统N、P输出分别为153.50 kg/hm²和59.03 kg/hm²,其中鸭产品N、P输出分别是23.98 kg/hm²和3.10 kg/hm²;"稻鸭共生"系统在目前的N、P养分投入水平下,土壤存在严重的N和P亏缺;鸭子系统N、P输入对系统外饲料投入依赖高,自持能力较差;鸭粪N、P参与当季的稻田养分循环,其循环率分别为10.66%和28.16%。     

湿地保护区周边农户生态补偿意愿比较

湿地生态补偿研究一直是国内外学者们研究的热点和难点。运用问卷调查方法和统计学的多元回归模型,分析湿地保护区周边生态补偿机制中微观经济主体-农户的行为与选择的问题,确定农户的生态补偿意愿值,及影响农户生态补偿意愿的主要影响因素并做比较分析。以陕西朱鹮国家级自然保护区为例,应用条件价值法(CVM),计量了2008年和2011年朱鹮保护区周边社区农户的绿色水稻生态补偿意愿值,分别为:3560.56元/hm2和3679.83元/hm2;Logistic回归模型分析的结果表明,同时影响农户2008年和2011年生态补偿意愿的相同因素是水田面积占耕地总面积比重,另外影响显著的因素主要是家庭年均收入、是否有非农收入、农户生产区距离朱鹮保护区核心区的远近、水稻田由于保护朱鹮减产是否严重。研究结果表明:应以政府为主导,加大湿地生态补偿的力度并建立生态补偿的长效机制。对推进和落实我国湿地生态经济补偿机制,特别是为陕西朱鹮湿地保护区生态经济补偿机制的完善具有参考价值。     

基于生态需水保障的农业生态补偿标准

面向流域农业需水和生态需水间的矛盾问题和协调发展的要求,提出了基于生态需水保障的农业生态补偿标准计算方法。其中考虑农业用水定额计算基于生态需水保障的农业用水短缺,引入水分生产函数模型建立保障生态需水量产生的农业用水短缺与产量损失间的关系,根据不同季节作物产量响应系数的变化,定量确定具有时间和等级差异性的农业生态补偿标准。以保障黄河口生态需水引起的山东引黄灌区农业损失补偿标准分析为实例,计算了冬小麦和夏玉米种植户不同等级的生态补偿标准。结论认为,农业生态补偿标准需根据不同的来水过程及生态需水等级确定,面积稳定和保障功能显著的粮食作物应作为补偿标准计算的依据。     

北京市湿地生态补偿标准研究

确定合理的湿地生态补偿标准是构建有效湿地生态补偿机制的关键。以北京市境内的湿地为研究对象,利用DPSIR模型明晰北京市湿地生态补偿的机理;基于问卷调查数据,分别利用二元Logistic模型和Tobit模型对影响受调查者受偿态度和受偿意愿的相关因素进行分析;运用条件价值法以及考虑时间价值和经济社会发展阶段的修正湿地生态系统服务价值确定最终的生态补偿标准,并对北京市制定湿地生态补偿机制提出了政策建议。研究结果表明：（1）北京市合理的湿地生态补偿标准为2.728×10⁴-4.84×10⁴元hm^-2a^-1;（2）地区差异、受调查者对湿地保护政策的了解程度以及湿地与社区之间的关系显著影响其受偿态度;（3）地区差异、年龄、受教育程度、家庭收入情况、对生态补偿的了解程度显著影响其受偿意愿;（4）为减少将来推进湿地生态补偿过程中可能遭遇的潜在阻碍,北京市应该加强湿地保护相关政策的宣传普及工作,注重对基层政策落实情况的监督,协调湿地政策与社区的关系;（5）有必要结合地区特征制定差异化的湿地生态补偿标准。研究结果可为今后北京市探索建立湿地生态补偿机制、提升湿地保护效率提供科学数据和理论参考。     

太湖地区黄泥土壤水稻氮素利用与经济生态适宜施氮量

通过田间试验对不同施肥水平下太湖地区黄泥土壤水稻的氮肥吸收规律和氮肥利用效率进行了研究,并应用15N微区试验测定不同氮肥水平下氮肥损失数量。在此研究数据基础上,引入数学的微积分原理和环境经济学的Coase原理,对该地区水稻田氮肥施用的经济效益和环境效益进行评价,求得219~255 kg hm^-2为太湖地区黄泥土上目前生产条件下,兼顾生产、生态和经济三效益比较合理的水稻施肥量,相应的经济、生态适宜产量为8601～8662 kg hm^-2。     

秸秆还田和施肥对砂姜黑土理化性质及小麦-玉米产量的影响

通过安徽省蒙城县砂姜黑土上连续4a的冬小麦-夏玉米连作长期定位试验,研究了秸秆还田配合施用不同量氮肥对土壤理化性质及作物产量的影响。结果表明,秸秆还田可降低土壤容重2.5%—9.2%,提高含水量8.2%—28.5%和表层土壤贮水量4.1%—19.9%;增加土壤总孔隙度1.1%—8.9%、毛管孔隙度18.9%—41.0%,非毛管孔隙度降低6.4%—38.8%,土壤毛管孔隙度占土壤总孔隙度的比例增加。秸秆还田所有处理耕层的土壤硝态氮含量高于秸秆移除处理,施氮540、630、720 kg N hm-2a-1时,秸秆还田处理的硝态氮含量显著高于秸秆移除,而铵态氮含量无明显变化规律。无论秸秆还田还是秸秆移除,耕层土壤的硝态氮含量随氮肥用量的增加呈指数趋势增加,硝态氮含量与施氮量的相关性秸秆移除处理高于秸秆还田处理;秸秆还田处理的铵态氮含量随施氮量增加成指数趋势增加,而秸秆移除处理呈指数趋势减小,相关性均不显著。秸秆还田条件下,小麦和玉米获得高产的年氮肥用量分别为630、696 kg N hm-2a-1,秸秆移除为579、627 kg N hm-2a-1。经作用力分析,秸秆还田是影响土壤物理性质的最重要因素,作物产量受秸秆还田和施氮量的影响,但氮肥水平大于秸秆还田。