我国稻田生态服务价值的影响因素与生态补偿机制研究

发布时间：2018-10-04 20:20

【摘要】：稻田生态系统是中国最重要的农田生态系统之一。除了承载粮食生产及原材料供给之外,稻田生态系统还为人类社会提供了重要的生态服务功能,如温度调节、固碳、蓄洪等。随着生态环境恶化、资源短缺加剧,稻田生态系统生态服务功能对人类社会可持续发展的作用日益重要。科学评价稻田生态系统服务价值对水稻生产的健康发展具有重要意义。以往关于我国稻田生态系统服务价值的研究多集中在现状评价,而对其历史变迁、影响因素以及补偿机制尚缺乏深入系统研究。因此,本论文以水稻生产数据、气象数据、调查数据以及田间监测数据为基础,研究了我国稻田生态服务价值总量、结构和空间分布特征的历史变化；深入解析了1980-2014年期间我国稻作技术、气候变化以及种植格局演变对稻田生态服务价值的影响。在此基础上,论文对我国稻田生态补偿机制进行了实证研究,以期为我国稻田生态保护和水稻生产可持续发展提供理论依据。具体研究结果如下：(1)我国稻田生态服务价值总量、结构和强度存在较大时空差异。1980-2014年期间,我国稻田生态服务价值总量呈现波动上升态势,2014年四大稻区18个水稻主产省1生态服务价值总量达到23712.5×10~8yuan,比1980年增加36.5%。在六种稻田生态服务功能中,固碳价值所占比重最高,其次是控温和温室气体价值。控洪价值和温室气体价值所占比重呈下降态势。我国稻田单位面积和单位产量生态服务价值分别在7.96-11.18yuan/m2和11.21-13.63 yuan/kg之间。面积强度表现出随时间变化显著增加的态势,但是产量强度没有表现出随时间变化而显著变化的态势。不同稻区生态服务价值总量、结构和强度存在较大差异。(2)我国稻作技术发展对稻田生态服务价值存在显著影响。1980-2014年期间,全国稻田随着育秧技术的发展,在育秧环节温室气体排放价值降低55.79×10~8yuan,其中东北稻区、长江中下游稻区、西南稻区和南方双季稻区育秧环节温室气体排放价值分别降低了7.3x10~8yuan、13.63×10~8yuan、11.19×10~8yuan和23.67×10~8yuan；随着灌溉技术的发展,稻田温室气体排放价值降低3051.2×10~8yuan。然而,移栽技术的发展增加了稻田温室气体排放价值,移栽环节温室气体排放价值增加20.6×10~8yuan。施氮量的增加同时增加了固碳(880.9×10~8yuan)、制氧(274.8×10~8yuan)、化学污染(157.6×10~8yuan)和温室气体排放(471.1×10~8yuan)四种稻田生态服务价值。但是正价值(固碳和制氧)的增加值要高于负价值(化学污染和温室气体)。因此,施氮量增加整体上增加了稻田生态服务价值。(3)水稻季气候变化增加了我国稻田系统控温价值,但降低了控洪价值。1980-2014年期间,受净辐射、气温、风速等气象因子的影响,我国稻田控温价值整体表现为增加态势。早、中、晚稻分别增加13.8%、45.8%和83.9%。然而,稻田控洪价值却表现为降低态势。早、中、晚稻控洪价值分别下降了91.5%、89.1%和81.5%。气候变化对稻田控温和控洪价值的影响存在较大的区域差异。东北稻区控温价值呈波动变化。长江中下游、西南和南方双季稻区均表现为增加态势,近五年均值(2010-2014)分别比30年前(1980-1984)增加了96.8%、88.2%和39.0%。从控洪价值来看,四个稻区水稻季稻田控洪价值均呈现出降低态势。东北、长江中下游、西南和南方双季稻区近5年的均值(2010-2014)比30年前(1980-1984)下降了16.5%、12.5%、12.5%和12.0%。净辐射、日均温、最高温和最低温与控温价值表现出正相关性,相对湿度与控温价值呈负相关。但是,不同稻区和稻作类型控温价值与气象因子的相关性存在较大差异。(4)水稻种植格局北移降低了全国稻田生态服务价值总量和强度,但其影响存在较大区域差异。水稻种植格局北移使全国稻田生态服务价值总量降低15.8%。其中,固碳、制氧、控温、控温、温室气体排放和化学污染价值分别降低13.4%、13.4%、14.4%、27.7%、22.7%和13.1%。水稻北移使稻田单位面积生态服务价值下降14.2%。但是,水稻种植格局北移对单位产量生态服务价值并没有显著影响。种植格局北移对不同省份稻田生态服务价值的影响存在较大差异。长江中下游、西南和南方双季稻区生态服务价值总量均呈下降态势。北移情景下,长江中下游、西南和南方双季稻区12个省份单位面积价值呈下降态势,5个省份单位产量价值呈下降态势。(5)地方政府的政策引导与激励在保障稻田生态服务功能中起到重要作用。实地调查研究结果显示,在受访的383人中愿意支付的比例为90.6%：平均支付意愿WTP约为0.54yuan/kg；超过半数的人选择以米价的形式参与支付。居住地与水田的距离、家庭党员人数、对环保概念的认知、享受到水田服务的项目数及对水田保护责任方的认知等5因素影响受访者的支付意愿,且呈正相关。性别、年龄、职业、粮食安全意识等因素对支付意愿无显著影响。(6)探讨和阐述了我国稻田生态补偿范围、基本原则、补偿标准、补偿方式和激励机制。我国稻田生态补偿范围可划分为山地丘陵稻田、平原稻田和围垦滩涂田。稻田生态补偿的基本原则要兼顾公平性、差异化、渐进性和项目制。稻田生态补偿的方式可分为两类,一类是政府补偿方式,包括公共生态补偿政策和绿色技术补贴；另一类是市场补偿方式,包括收入反哺和实施碳交易。稻田生态补偿的补贴标准应该在细分稻田生态系统服务功能价值的基础上,依据标的实际情况,通过协商与博弈,确定出合理的支付标准。在激励机制方面,应重视对农民、企业、社会公众、政府等四大群体的共同激励,提高稻田生态保护各参与者的积极性。
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【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511

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