稻魚共作模式效益評價指標(biāo)體系的構(gòu)建
——以湖南省辰溪縣為例

彭詩瑤， 劉瓊峰， 楊友才， 鄔賢夢， 周金玉， 肖和艾， 李明德， 吳海勇， 谷 雨

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙 410128； 2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，湖南長沙 410125；3.湖南省土壤肥料研究所，湖南長沙 410125； 4.湖南省辰溪縣農(nóng)業(yè)局，湖南辰溪 419500)

我國是世界上稻魚共作最發(fā)達(dá)的國家，從南到北，從東到西，從平原到丘陵，凡是能種植水稻的地方，都有稻田養(yǎng)魚的分布。總體上我國的稻魚共作生產(chǎn)可以被劃分為以下3個發(fā)展階段：零星分散、自生自養(yǎng)階段；人工精養(yǎng)、規(guī)模經(jīng)營階段；因地制宜、生態(tài)高效階段[1-2]。稻魚共作生產(chǎn)在取得顯著經(jīng)濟(jì)效益的同時，也帶來了土壤肥力提高、稻區(qū)蓄水抗災(zāi)能力加強(qiáng)、環(huán)境污染減輕、稻魚產(chǎn)品質(zhì)量提高、市場競爭力增強(qiáng)等一系列生態(tài)效益和社會效益[3-7]。近年來，稻魚共作面積在我國急劇上升，已成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)方向。國內(nèi)外已有的相關(guān)研究主要側(cè)重于稻魚共作系統(tǒng)中水稻品種的合理選用以及栽培管理措施等方面，而對于稻魚生態(tài)種養(yǎng)模式綜合效益評價的研究較少[8-11]。本研究以湖南省懷化市辰溪縣為例，擬采用層次分析法(AHP)和指標(biāo)權(quán)重法，從經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益3個方面對稻魚共作模式的效益進(jìn)行定量綜合評價，旨在為該模式的理論體系與應(yīng)用實(shí)踐提供科學(xué)參考。

1 稻魚共作模式的內(nèi)涵

稻魚共作生態(tài)系統(tǒng)是以稻作水田為條件，以種稻為中心，充分利用稻田立體空間與光、熱、水及生物資源的高效人工濕地生態(tài)系統(tǒng)。這種模式將種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)有機(jī)結(jié)合起來，最大限度地提高稻田產(chǎn)出率，已經(jīng)成為我國南方稻作區(qū)提高水稻栽培產(chǎn)量和生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的一種主要種養(yǎng)模式[11]。該模式即在水稻生長季節(jié)利用稻田的淺水環(huán)境加入人工調(diào)控措施，把水稻和魚、種植與養(yǎng)殖有機(jī)地組合在一起，形成一個共生的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，不僅不影響各自組分的生長，而且水稻和魚有相互促進(jìn)、互惠互利的功效，能促進(jìn)物質(zhì)能量循環(huán)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的良性循環(huán)[12-14]。稻魚共作模式是應(yīng)用稻田養(yǎng)魚、魚養(yǎng)稻、稻魚共生的理論，有意識地利用生物種群、群落之間的生存競爭及動態(tài)協(xié)同，從而控制和調(diào)節(jié)稻田生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化，將原有的稻田生態(tài)系統(tǒng)向更有利的方向轉(zhuǎn)化，并且充分利用新的生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮其共生互利的作用，使稻田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生更大的“負(fù)載力”，為人類提供更多的產(chǎn)品[15-17]。稻魚共作生態(tài)系統(tǒng)具備了和諧的結(jié)構(gòu)，能高效經(jīng)濟(jì)地利用物質(zhì)以及巧妙地安排能量的傳輸和轉(zhuǎn)換，既能適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和彈性波動，又有一定的凈化環(huán)境污染的能力。

2 研究區(qū)概況

辰溪縣位于湖南省西部、懷化市北邊，全縣土地總面積為19.90萬hm2，總耕地面積為2.18萬/hm2，稻田面積為 1.8萬/hm2。稻魚共生模式是辰溪縣的一種傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式，該模式充分挖掘稻田生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力，通過生態(tài)種養(yǎng)，綠色防控，可以減少化肥農(nóng)藥的使用量，從而降低成本，減少污染，提高稻米和魚的產(chǎn)量和品質(zhì)[18]。稻魚共作生態(tài)種養(yǎng)模式是辰溪縣(包括辰陽鎮(zhèn)、孝坪鎮(zhèn)、田灣鎮(zhèn)、船溪鄉(xiāng)等23個鄉(xiāng)、鎮(zhèn))主導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，根據(jù)實(shí)地調(diào)研，辰溪縣稻魚共作模式下水稻平均產(chǎn)量為7 690.5 kg/hm2，稻谷產(chǎn)值為 22 302元/hm2，純收入為9 477元/hm2；與單種水稻相比，水稻稻谷產(chǎn)量增加763.5 kg/hm2，增幅為11%，稻谷產(chǎn)值增加 2 907元/hm2，種稻成本減少2 025元/hm2，稻谷純收入增加4 932元/hm2。鮮魚平均產(chǎn)量為766.5 kg/hm2，鮮魚產(chǎn)值為31 426.5元/hm2，鮮魚純收入為24 930元/hm2；與單種水稻相比，鮮魚增產(chǎn)766.5 kg/hm2，魚產(chǎn)值增加31 426.5元/hm2，養(yǎng)魚成本減少6 496.5元/hm2，魚純收入增加 24 930元/hm2。稻魚共生模式合計(jì)產(chǎn)值為53 728.5元/hm2，純收入為34 407元/hm2，與單種水稻相比，增加產(chǎn)值 34 333.5元/hm2，增加純收入29 862元/hm2。如果對稻米和魚進(jìn)行精加工還可實(shí)現(xiàn)二次增值，純收入可達(dá)6萬元/hm2以上，與單種稻相比可節(jié)本增效45 000元/hm2以上。

3 稻魚共作模式的技術(shù)流程

稻魚共作模式的具體流程如圖1所示，水稻于4月20日左右播種，5月20日左右插田，魚苗可以在插秧后10～15 d放養(yǎng)，也可于3月中下旬在空閑田先暫養(yǎng)，等大田移栽后 10～15 d再轉(zhuǎn)移到大田養(yǎng)殖，選擇較大規(guī)格的魚苗并適當(dāng)增加放養(yǎng)數(shù)量，選擇2指寬、10 cm長的魚苗放養(yǎng)，以利于提高魚的成活率，可適當(dāng)增加放養(yǎng)數(shù)量，放養(yǎng)密度為3 000～4 500尾/hm2。稻田施肥以有機(jī)肥為主，化肥為輔，施足基肥，施優(yōu)質(zhì)廄肥11 250～15 000 kg/hm2，45%緩控釋肥 300 kg/hm2；移栽后5～7 d及時施分蘗肥，施充分發(fā)酵后的豬牛糞2 250～3 000 kg/hm2(或雞糞750 kg/hm2)，全田撒施，施尿素75 kg/hm2、氯化鉀75 kg/hm2；幼穗分化始期施穗肥， 根據(jù)禾苗長勢，施尿素45 kg/hm2，氯化鉀45 kg/hm2。禾苗旺長不施尿素，僅施鉀肥。7月下旬收割稻谷，7到9月可以收稻花魚。

4 稻魚共作模式效益評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

4.1 研究內(nèi)容與試驗(yàn)?zāi)攴?/h3>

本研究采用層次分析法及權(quán)重分析法，選取評價指標(biāo)計(jì)算出效益評價指數(shù)，從經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)學(xué)效益、環(huán)境效益3個方面進(jìn)行研究。試驗(yàn)時間為2017年3月至2018年3月。

4.2 評價指標(biāo)因子的選取

通過結(jié)合稻魚共作模式的技術(shù)流程與循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展評價指標(biāo)體系設(shè)計(jì)的原則，篩選出13個指標(biāo)因子構(gòu)成樹形結(jié)構(gòu)的稻魚共作模式效益評價指標(biāo)體系的基本框架(表1)，采用層次分析法從經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益3個方面考慮構(gòu)建稻魚共作模式綜合效益評價指標(biāo)體系，該體系由目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B和方案層C構(gòu)成，將稻魚共作模式綜合效益定為目標(biāo)層，將經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益設(shè)為準(zhǔn)則層，將各單項(xiàng)指標(biāo)設(shè)為方案層。在借鑒其他學(xué)者相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲取性，確定評價指標(biāo)因子[19-23]。

4.3 評價指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重的確定方法是先采取專家打分法，對所列指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較重要程度而逐層進(jìn)行判斷評分，構(gòu)造判斷矩陣，然后利用方根法求得最大特征根對應(yīng)的特征向量，得到單項(xiàng)指標(biāo)對總目標(biāo)的重要性權(quán)值，經(jīng)過層次單排序及一致性檢驗(yàn)和層次總排序及一致性檢驗(yàn)，計(jì)算出稻魚共作模式的綜合效益評價指標(biāo)權(quán)重。

表1 稻魚共作模式綜合效益評價指標(biāo)體系基本框架及權(quán)重

4.4 原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

本研究所涉及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的采集途徑主要包括2014—2017年《湖南農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》和懷化市辰溪縣農(nóng)業(yè)局的調(diào)研數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理采用目標(biāo)值方法， 各指標(biāo)目標(biāo)值的確定分為3種情況：一是具有國際可比性的指標(biāo)，參考高收入城市的現(xiàn)階段水平；二是在辰溪縣相關(guān)文件或規(guī)劃中已設(shè)定發(fā)展目標(biāo)的指標(biāo)，取既定目標(biāo)作為目標(biāo)值；三是2020年末應(yīng)達(dá)到的狀態(tài)為目標(biāo)值[24]；四是來自《湖南農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》的具有可比性的指標(biāo)。測算方法如下：

正向指標(biāo)：Xi=ai/Ai×100，極大值法(理想值法)；負(fù)向指標(biāo)：Xi=Ai/ai×100，極小值法(理想值法)；適度指標(biāo)(雙向指標(biāo))：Xi=(1-|Ai-ai|/Ai)×100，差值法。其中：ai為指標(biāo)初始實(shí)際值；Ai為指標(biāo)的目標(biāo)值。此外，實(shí)現(xiàn)度超過100%時，一律按100%計(jì)算。

4.5 評價模型的構(gòu)建

式中：P為綜合效益指數(shù)；E為經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)；F為生態(tài)效益指數(shù)；S為社會效益指數(shù)；Ci為第i個指標(biāo)的分值；Wi為組合權(quán)重值；Bi為經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會效益的單因子權(quán)重。∑Wi=1；∑Bi=1。

辰溪縣稻魚共作模式效益評價指數(shù)的計(jì)算結(jié)果表明，與單種水稻模式效益評價指數(shù)相比，稻魚共作模式具有更好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。稻魚共作模式經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)為3.50，生態(tài)效益指數(shù)為0.93，社會效益指數(shù)為0.45，綜合效益指數(shù)為4.88。單種水稻模式效益評價指數(shù)的計(jì)算結(jié)果表明，經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)為2.24，生態(tài)效益指數(shù)為0.71，社會效益指數(shù)為0.40，綜合效益指數(shù)為3.35。與單種水稻模式效益指數(shù)相比，稻魚共作模式的經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)高出很多，說明稻魚共作模式在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面起到了很好的作用。生態(tài)效益指數(shù)較高于單種水稻模式，而社會效益指數(shù)在2種模式間相差不大。

5 結(jié)論

稻魚共作模式充分挖掘稻田生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力，通過生態(tài)種養(yǎng)、綠色防控，可以減少化肥農(nóng)藥使用量，降低成本，減少污染，提高稻米和魚的產(chǎn)量和品質(zhì)[25-27]。本研究以辰溪縣為例，通過采用層次分析法和指標(biāo)權(quán)重法，從經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益3個方面對稻魚共作模式的效益進(jìn)行了定量綜合評價。結(jié)果表明，與單種水稻模式效益評價指數(shù)相比，稻魚共作模式具有更好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。辰溪縣稻魚共作模式能增效15 000～30 000元/hm2，增加 5%～10%的水稻產(chǎn)量，同時收獲450～1 500 kg/hm2水產(chǎn)品，分別使農(nóng)藥、化肥的使用量減少68%、24%，并提高土地利用率。稻魚共作模式經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)為3.50，生態(tài)效益指數(shù)為 0.93，社會效益指數(shù)為0.45，綜合效益指數(shù)為4.88，與單種水稻相比，經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)明顯提高，生態(tài)效益指數(shù)也有一定的提高，綜合效益指數(shù)明顯提高。

稻魚共作模式融合我國傳統(tǒng)的精耕細(xì)作農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代低耗高效農(nóng)業(yè)于一體，實(shí)現(xiàn)了稻魚互利共生，是一種有利于生產(chǎn)符合無公害、綠色食品標(biāo)準(zhǔn)的稻魚產(chǎn)品的高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。