近日，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所吳永紅課題組在《科學(xué)通報(bào)》發(fā)表了題為“基于全生命周期評(píng)估稻蝦綜合種養(yǎng)系統(tǒng)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)”的研究論文，以稻蝦綜合種養(yǎng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于全生命周期評(píng)價(jià)模型（Life Cycle Assessment, LCA）全面評(píng)估綜合種養(yǎng)系統(tǒng)，為稻田土壤質(zhì)量提升、面源污染控制、溫室氣體減排及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供全新視角。

綜合種養(yǎng)系統(tǒng)利用生態(tài)循環(huán)原理，充分發(fā)揮水旱交替的適應(yīng)優(yōu)勢(shì)，能夠有效利用撂荒地、鹽堿地、低洼田、冬閑田和冷浸田等邊緣性或低效用土地，實(shí)現(xiàn)“一田兩用、一地雙收”，顯著擴(kuò)展水產(chǎn)養(yǎng)殖空間，并提升土地利用率，在土壤培肥、溫室氣體減排及糧食穩(wěn)產(chǎn)等方面發(fā)揮了積極作用。根據(jù)全國(guó)水產(chǎn)技術(shù)推廣總站發(fā)布的《中國(guó)稻漁綜合種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2024)》，2023年全國(guó)稻蝦綜合種養(yǎng)面積2530萬(wàn)畝，占全國(guó)稻田種養(yǎng)面積的56.37%。稻蝦綜合種養(yǎng)雖發(fā)展迅速，但現(xiàn)有研究多聚焦于生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益或生態(tài)效益等單一層面，針對(duì)其生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益開展全生命周期系統(tǒng)評(píng)估的研究仍較為匱乏。

01 全生命周期評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

本研究采用黑箱模型構(gòu)建LCA模型，從投資成本、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、土壤健康效益及糧食安全生產(chǎn)效益等角度，對(duì)稻蝦綜合種養(yǎng)模式進(jìn)行系統(tǒng)分析和量化評(píng)估。

稻蝦綜合種養(yǎng)系統(tǒng)全生命周期評(píng)估黑箱模型

02 水稻單作模式與稻蝦共作模式對(duì)比

與水稻單作相比，稻蝦共作顯著提升了土壤質(zhì)量，有助于土壤團(tuán)聚體的形成，>0.25 mm的團(tuán)聚體比例增加了16.1%（P <0.05），土壤平均質(zhì)量和幾何平均直徑分別提升了26.1%（P <0.05）和44.3%（P <0.05）。LCA結(jié)果表明，與水稻單作系統(tǒng)相比，綜合種養(yǎng)系統(tǒng)中土壤肥力得到了提高，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)正效益（1132 元hm-2）；尾水排放量的增加導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染加劇，導(dǎo)致生態(tài)負(fù)效益（-8393 元hm-2）。綜合種養(yǎng)系統(tǒng)具有碳匯功能，產(chǎn)生正向生態(tài)效益（1575.6元hm-2）。由于環(huán)形溝占據(jù)水稻種植面積，稻蝦共作導(dǎo)致水稻減產(chǎn)，產(chǎn)生負(fù)效益（-4249元hm-2）。綜合種養(yǎng)系統(tǒng)需支付對(duì)面源污染治理和糧食減產(chǎn)造成的經(jīng)濟(jì)損失，其凈生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益（44572.6元 hm-2）是水稻單作系統(tǒng)（11091.5元 hm-2）的4.0倍。LCA評(píng)估方法能夠更科學(xué)地反映稻蝦綜合種養(yǎng)模式的實(shí)際效益。

綜合經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

03 未來展望

優(yōu)化綜合種養(yǎng)管理模式，開展精準(zhǔn)施肥及施藥，提高養(yǎng)分物質(zhì)周轉(zhuǎn)效率，結(jié)合智能化系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體系，開發(fā)性價(jià)比高的農(nóng)機(jī)設(shè)備等，有助于綜合種養(yǎng)經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提升。稻蝦綜合種養(yǎng)系統(tǒng)為稻田土壤質(zhì)量提升、面源污染控制、溫室氣體減排及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供全新視角。

該論文得到江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。

李丹, 劉光輝, 段婧婧, 楊梖, 陳志浩, 韓燕云, 黃字琳, 張鳳翔, 孔繁彬, 吳永紅. 基于全生命周期評(píng)估稻蝦綜合種養(yǎng)系統(tǒng)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效應(yīng).科學(xué)通報(bào), 2025, 70,

https://doi.org/10.1360/TB-2024-1102

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