中国生态农业学报(中英文)

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2022年第30卷第11期

栏目

农业生态系统及其调控
作物栽培与生理生态
农业资源与环境
农业生态经济与生态农业

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农业生态系统及其调控

丛枝菌根真菌-植物-根际微生物互作研究进展与展望

储薇, 郭信来, 张晨, 周柳婷, 吴则焰, 林文雄

2022, 30(11): 1709-1721. doi: 10.12357/cjea.20220093

摘要(952) HTML (255) PDF(255)

摘要:
根际微生态作为土壤生态环境的热区, 以多种方式影响着植物的生长和代谢, 许多科学家将根系视为第二次绿色革命的关键。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)是植物最普遍的菌根共生类别之一, 与陆地植物的进化史密不可分。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与宿主植物根系形成的菌根共生体可改变植株根系形态、改善营养状况, 从而促进宿主植物的生长发育, 提高抗逆性及抗病性, 参与植物的许多生理代谢过程, 并通过对土壤结构及微生物群落结构的调节间接影响植物的生长。本文简述了AMF与植物、根际微生物和菌根辅助菌(mycorrhizae helper bacteria, MHB)的互作研究结果, 探讨了菌根共生对植株建立、竞争、维持生物多样性及其在地球环境生态中的重要作用。尽管AMF与植株共生已经表现出良好的生产效益, 但是大多数科学文献报道的研究都是在受控条件(生长室或温室、无菌基质)下进行的, 由于AMF在自然环境中的响应可能会发生显著变化, 因此我们还需要在田间条件下评估AMF的能力。其次, 进一步探索植物与真菌分子对话中的共生基因网络和关键转录因子、破译MHB的关键代谢信号通路也十分重要。

白洋淀流域农牧系统养分流动与环境损失时空特征

杨文宝, 杨晶, 赵占轻, 张建杰, 魏静

2022, 30(11): 1722-1736. doi: 10.12357/cjea.20220181

摘要(232) HTML (62) PDF(62)

摘要:
随着农牧政策的实施及雄安新区的建立, 白洋淀流域农牧系统发生明显变化。本研究基于食物链养分流动模型(Nutrient flows in Food chains, Environment and Resources use, NUFER), 利用年鉴、调研和文献数据, 探讨2005年、2015年和2018年白洋淀流域县域尺度农牧系统氮磷账户、养分利用率以及环境损失特征。结果表明: 2018年白洋淀流域氮磷肥输入量显著低于2005年和2015年, 如氮肥输入量较2005年和2015年分别减少8.0%和11.6%; 2005年、2015年和2018年农田系统氮利用效率均为44%左右, 磷利用效率则由2005年27.1%上升至2018年30.7%。畜牧系统养分输入量和粪尿损失量显著降低, 2018年粪尿氮磷直排量分别是24.7 Gg和10.3 Gg, 仅为2015年的37%左右; 氮磷利用效率较2005年明显增加, 2018年氮磷利用效率分别为23.3%和18.6%。2018年农牧系统氮磷养分损失显著低于2005年和2015年, 而氮磷利用效率呈“先增后降”特征。空间上, 白洋淀流域农牧系统养分输入、输出和损失呈“东西低、中间高”特征。综上, 当前白洋淀流域已实现化肥“零增长”、畜禽粪尿优化管理的目标, 但农牧系统养分利用效率仍处于较低水平。农牧系统区域发展不平衡, 部分县域呈现高投入、高损失、低效率的特点。未来白洋淀流域农牧系统应深化化肥零增长政策, 继续推行畜禽废弃物资源化目标, 合理布局畜禽养殖数量, 实现农牧系统协同优化发展。

基于地理探测器的滹沱河流域植被覆盖时空变化与驱动力分析

丁永康, 叶婷, 陈康

2022, 30(11): 1737-1749. doi: 10.12357/cjea.20220309

摘要(309) HTML (99) PDF(45)

摘要:
滹沱河流域位于山西和河北两省境内, 是山西忻州市和河北石家庄市的“母亲河”, 也是海河流域的重要组成部分, 对于区域生态环境和城市发展起到重要作用。本研究基于2000—2020年21年间月尺度MOD13Q1 (250 m)数据集, 在总结区内植被覆盖空间分异特征基础上, 采用一元线性回归方法分析了流域内植被时空变化趋势, 借助皮尔逊相关分析方法讨论了温度、降水量与归一化植被指数(NDVI)之间的相关关系, 利用地理探测器将区内温度、降水量、植被类型、土壤类型、海拔等自然因子, 以及土地利用类型、人口密度、GDP等人为因子进行统计划分, 系统探讨了各驱动因子对NDVI的影响程度, 明确了流域内植被时空变化特征及其驱动因子的驱动力大小, 为生态环境保护以及可持续发展提供了依据。结果表明: 1)近21年来, 区内植被覆盖度总体呈现增加的趋势, 每年5—9月NDVI平均值为0.71, Slope指数平均值为0.0035, 区内植被恢复以轻度改善为主, NDVI改善区域面积占81.00%, 退化区域占10.08%。2)区内NDVI与降水量、温度之间整体均呈现正相关关系, NDVI年际变化同降水量更密切, 但阳泉、石家庄周边地区NDVI同二者呈负相关关系, 可能受人类活动影响显著。3)区内单个驱动因子对NDVI影响程度由大到小排序为: 降水量>温度>土地利用类型>植被类型>土壤类型>人口密度>GDP>海拔, 其中前3个因子的q值均大于0.3, 作为影响区内NDVI的主要驱动因子。4)区内各驱动因子交互组合驱动力显著高于单个驱动因子, 并呈现双因子增强效应, 其中人为因子中土地利用类型同自然因子降水量的交互作用最大, q值为0.74, 明显高于仅有人为因子或仅有自然因子进行的交互作用。总体来看，人类活动对区内植被覆盖时空格局产生了较强的影响，综合考虑气象因素并合理规划土地利用是改善区内植被覆盖的关键因素。

作物栽培与生理生态

间作优势的光合生理机制及其冠层微环境特征

范虹, 殷文, 柴强

2022, 30(11): 1750-1761. doi: 10.12357/cjea.20220660

摘要(267) HTML (118) PDF(84)

摘要:
现代农业发展面临减排、化石物质减投、稳产高产等诸多挑战, 间作是一种能够同时保证产量与系统可持续性的生产方式, 是解决上述问题的重要途径。间作优势主要源于: 种间互作对时空的集约利用, 形成了利于作物生长和资源高效利用的根系结构、冠层结构, 创造了适宜的根际环境、冠层微环境, 优化了作物生长发育的生理指标。鉴于光合作用在产量形成中的决定性作用, 厘清间作优势形成的光合生理机制及其与冠层微环境的相关关系, 将对优化间作管理技术、进一步挖掘间作优势提供重要理论依据。本文综述了间作光合生理在群体水平—个体及器官水平—细胞及分子水平的研究进展: 间作有利于群体生育后期保持较高光合源, 优化干物质的积累、分配和转运; 提高了高位作物个体的光合速率、叶绿素含量、光能利用率, 但削弱了矮位作物光合性能; 在细胞及分子水平, 间作存在使高位作物Rubisco和PEPC酶活性提高, 而矮位作物光合关键酶活性下降的趋势, 以及间作存在使高位作物(玉米) pepc和ppdk光合酶基因表达上调且矮位作物(大豆)光反应中心相关编码基因同时上调的趋势。就间作冠层微环境而言, 间作高位作物冠层中下部受光增加, 温度变化幅度减小, 有利于其生长; 而间作矮位作物受到遮荫和光质恶化, 以及冠层温度降低、湿度增加的影响, 生长受抑。利于优化间作光合生理和冠层微环境调控的途径包括: 搭配高秆喜光作物及矮秆耐荫作物品种, 适度增加矮秆作物行比, 适量增施氮磷肥等。展望未来, 间作研究需用分子生物学手段解析间作微观尺度上的响应机制, 应用生长模型模拟作物生长规律和种间关系, 选育适于种间互作增效的专用品种, 统筹协调适宜机械化与种间互作增效的空间布局, 完善群体优化理论。

添加硅缓解植物非生物和生物胁迫的生理生态机制

钱程, 李新娥, 赵欣, 刘大林, 王琳

2022, 30(11): 1762-1773. doi: 10.12357/cjea.20220112

摘要(291) HTML (114) PDF(85)

摘要:
由于全球气候变化和人类活动, 农业生产中各种非生物和生物胁迫不断增多, 严重威胁农作物产量和粮食安全。近年来, 硅对植物抗逆性的促进作用逐渐受到重视, 且硅肥具有生态相容和环境友好的特性, 具有广阔的应用前景。因此, 系统梳理硅对各种非生物与生物胁迫的缓解作用机制, 对提高农作物生产力以及改善农业生态系统具有重要指导意义。本文首先介绍了植物对硅的吸收与沉积, 以及硅通过影响植物碳基物质合成与代谢对植物产生的有益作用; 然后, 对硅缓解植物渗透胁迫、重金属离子胁迫、营养胁迫、极端温度胁迫、紫外线胁迫以及生物胁迫作用的生理生态机理进行综述。硅提高植物抗逆性的共同机制包括活性氧清除能力的提高、光合作用能力的提高以及碳硅替代降低了植物生长成本, 但除此之外, 硅对不同胁迫的缓解机制还具有特异性。之前的研究主要集中在硅的缓解作用的生理生态机制, 以及对喜硅的禾本科植物的研究, 且较少关注施硅后对环境的影响。最后对硅改善植物生长的分子机制、对促进豆科作物与根瘤共生关系及对农业生态系统碳汇的影响进行了展望, 以期对未来的研究提供参考与借鉴。

包膜尿素类型及施肥模式对稻茬小麦抗倒伏性能和产量的影响

马泉, 钱晨诚, 贾文欣, 吴钰磊, 李春燕, 丁锦峰, 朱敏, 郭文善, 朱新开

2022, 30(11): 1774-1783. doi: 10.12357/cjea.20220195

摘要(216) HTML (97) PDF(55)

摘要:
为研究包膜尿素对稻茬小麦抗倒伏性能的调控效应, 探讨协调稻茬小麦产量和抗倒伏性能的包膜尿素合理施用方式, 采用树脂包膜尿素(PCU)和硫包膜尿素(SCU)为材料, 设计3种施肥模式: 包膜尿素一次性基施(N1); 60%包膜尿素基施+40%普通尿素拔节期追施(N2); 60%包膜尿素基施+40%包膜尿素返青期追施(N3), 以普通尿素60%基施+40%返青期追施为对照(CK), 分析不同包膜尿素及施肥模式下稻茬小麦茎秆形态特征、抗倒伏能力和产量等的差异。结果表明, N1模式与CK相比显著降低小麦基部第2节间长度, 提高其充实度、茎秆粗度和秆壁厚度, 增强茎秆抗折力和抗倒伏指数; PCUN1和SCUN1田间实际倒伏系数分别仅为1.11和1.31, 但产量较低, 与CK均无显著差异。与N1模式相比, N2模式显著降低小麦开花期、乳熟期和蜡熟期基部第2节间充实度和抗倒伏指数, 显著提高小麦田间倒伏率和倒伏系数; N3模式产量水平最高, 在两种包膜尿素中均显著高于N1、N2模式和CK, 倒伏率和倒伏系数与N2模式无显著差异, 但显著低于CK。在N3模式下, PCU产量最高, 较CK增产14.75%, 基部第2节间长度显著低于SCU, 基部第2节间充实度、茎秆粗度和秆壁厚度均显著高于SCU, 且田间倒伏率和倒伏系数均呈低于SCU的趋势。综上, 树脂包膜尿素基施(60%)加返青期追施(40%)能一定程度上控制茎秆基部第2节间长度, 提高其充实度和抗折力, 降低小麦倒伏系数, 并且实现较高的产量增幅, 是有利于协调稻茬小麦高产与抗倒伏的施肥方式。

多年生黑麦草、雀麦根系形态和生长对土壤干旱的适应性

张咏梅, 胡海英, 白小明, Matthew Cory, García-Favre Javier, Ordóñez Iván P

2022, 30(11): 1784-1794. doi: 10.12357/cjea.20220336

摘要(239) HTML (161) PDF(46)

摘要:
为了研究牧草根系对干旱环境的适应性, 选择多年生黑麦草(Lolium perenne)和雀麦(Bromus valdivianus)进行盆栽试验, 给予80%~85%有效水(PAW)充分供水和20%~25% PAW极端干旱两种水分模式, 通过对两种牧草的根系外形、干物质积累和根系形态学分析, 探求两牧草在极干旱胁迫下的有效生产策略。研究表明, 两种牧草的根尖外形略有不同。雀麦根毛长而密, 分生区细胞致密, 伸长区较长; 多年生黑麦草根毛稀疏, 伸长区短。20%~25% PAW极干旱胁迫使黑麦草根系粗细不匀, 出现畸形; 而雀麦根系未见明显受害。两种牧草生物量在茎叶和根的积累无显著的种间差异和水分处理间的组间差异。雀麦和多年生黑麦草单株根系的总长度、根面积、根平均直径、根尖数和分叉数存在极显著差异。多年生黑麦草根量显著高于雀麦(至少P≤0.01), 根长和面积是雀麦的1.5倍左右, 根尖数和分叉数是雀麦的2倍以上。雀麦根系末端侧根分枝密度高, 短且粗; 多年生黑麦草侧根细而长。干旱胁迫显著减少了两种牧草的总根长度, 促进了雀麦根的径向生长。总之, 雀麦根毛区较多年生黑麦草发达, 多年生黑麦草根量显著多于雀麦。黑麦草主要以根数量(量)取胜, 采取广泛吸水的适应策略; 雀麦以根毛发达, 侧根分枝密度高(质)为主, 采用确保有效吸水的适应策略。

长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)幼苗对盐旱胁迫的生理响应

张睿, 封晓辉, 吴玉洁, 孙琦, 李静, 李劲松, 刘小京

2022, 30(11): 1795-1806. doi: 10.12357/cjea.20220185

摘要(254) HTML (115) PDF(64)

摘要:
盐渍土主要分布于干旱、半干旱地区, 植物的生长同时受到旱和盐的胁迫。本研究以长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)为材料, 采用盆栽方法, 探究了盐、旱及其互作对长穗偃麦草幼苗生长和生理特性的影响, 以期为长穗偃麦草在盐碱地的种植提供理论依据。试验设置4个土壤含盐量水平: 0 g·kg⁻¹、4 g·kg⁻¹、8 g·kg⁻¹和12 g·kg⁻¹; 3个干旱水平: 土壤含水量为田间持水量的75%~85% (常规灌水)、55%~65% (中度干旱)和35%~45% (重度干旱), 共12个处理, 以常规灌水和无NaCl添加为对照。试验测定了长穗偃麦草幼苗的生物量及叶绿素SPAD值、光合参数、抗氧化物酶活性和地上、地下部Na⁺、K⁺含量。结果表明: 干旱胁迫和盐胁迫均可使长穗偃麦草的生长受到抑制, 但盐旱互作可提高根/冠比, 长穗偃麦草仍可在重度干旱和高盐胁迫(12 g·kg⁻¹)下存活。干旱或盐胁迫使长穗偃麦草叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下降, 但这些指标在盐旱互作下高于常规灌水下的同一盐分处理。适当的盐分和干旱胁迫提高长穗偃麦草叶片SOD、POD、CAT活性, 高盐则降低; 重度干旱和高盐胁迫提高了叶片MDA含量。长穗偃麦草地上部Na⁺、K⁺含量和K⁺/Na⁺比高于根部; 干旱和盐分胁迫下, 长穗偃麦草根部和地上部Na⁺含量增加, K⁺含量减少但依然维持在较高水平, 干旱处理显著提高了盐胁迫下根部Na⁺含量, 但根部K⁺/Na⁺相对稳定, 地上部K⁺/Na⁺显著下降。上述结果表明, 长穗偃麦草在重度干旱和高盐胁迫下的存活特征可能与其具有发达的根系、高根/冠、完善的抗氧化系统以及根系Na⁺积累和根系稳定的K⁺/Na⁺有关, 但要获得一定的生物量仍需要适度的干旱和低盐条件。

设施连作枯萎病黄瓜根际亚硝酸盐氧化细菌群落特征

郑晨萌, 刘星, 张影, 任秀娟, 陈碧华, 王菲, 申长卫, 吴大付

2022, 30(11): 1807-1818. doi: 10.12357/cjea.20220002

摘要(194) HTML (77) PDF(68)

摘要:
集约化设施黄瓜连作导致枯萎病高发, 但根际功能微生物在其中扮演的角色尚不十分清楚。本研究以设施连作黄瓜为供试对象, 通过采集枯萎病植株和健康植株根际土壤样品, 采用实时荧光定量PCR和高通量扩增子测序技术, 分析病株和健株根际间两种亚硝酸盐氧化微生物——硝化杆菌(Nitrobacter)和硝化螺菌(Nitrospira)丰度和群落多样性及结构差异。结果表明: 病株根际亚硝态氮含量和Nitrospira丰度与健株无差异, 但亚硝酸盐氧化潜势和Nitrobacter丰度更高(P<0.05)。Nitrobacter和Nitrospira群落多样性在病株和健株根际间均无显著差异, 但群落结构显著不同。具体来看, 病株根际Nitrobacter Cluster 6、Nitrobacter Cluster 5和Namibia soil Cluster 1平均相对丰度显著高于健株(P<0.05), 但Nitrobacter Cluster 2b和Nitrospira lineageⅡ平均相对丰度低于健株。亚硝酸盐氧化潜势与Nitrobacter丰度和Nitrobacter Cluster 6平均相对丰度均显著正相关(P<0.05)。冗余分析表明, 亚硝态氮含量是影响Nitrobacter和Nitrospira群落结构最重要的土壤理化因子。本研究表明, 设施连作黄瓜枯萎病的发生导致了植株根际亚硝酸盐氧化细菌群落结构变化, 功能微生物群落及其活性的恢复应是设施连作病害土壤改良的重要方面。

农业资源与环境

氯仿熏蒸对紫色土农田土壤有机碳矿化的影响

马晗, 王小国

2022, 30(11): 1819-1826. doi: 10.12357/cjea.20220182

摘要(140) HTML (94) PDF(30)

摘要:
土壤有机碳的矿化主要是土壤有机碳在微生物作用下发生分解的过程, 是土壤有机碳损失的重要途径, 氯仿具有极强的灭菌作用, 不同微生物对氯仿的敏感性不同, 改变熏蒸时长可以改变土壤微生物生物量。为探究紫色土农田土壤微生物生物量对有机碳矿化的影响, 选择长期施用猪粪肥处理小区的土壤, 通过不同时长的氯仿熏蒸, 设置不同土壤微生物生物量的室内培养试验, 观测不同处理的CO₂排放速率及通量变化, 试验包括熏蒸24 h (C24)、2.5 h (C2.5)、1.5 h (C1.5)、1 h (C1)与未熏蒸对照组(CK) 5种处理。结果表明, 不同处理间土壤CO₂排放速率变化趋势一致, 培养0~7 d内, 土壤CO₂排放速率快速增长至最大值后下降, 不同处理CO₂排放速率最大值依次为C2.5>C24>C1.5>C1>CK, 处理间存在显著差异(P<0.05); 与CK相比, 熏蒸处理的增幅分别为309.01%、182.00%、73.85%和30.45%。7~53 d内, CO₂排放速率缓慢增长后缓慢下降, 32~53 d熏蒸处理CO₂排放速率略低于CK, C24、C2.5、C1.5、C1和CK处理7~53 d内CO₂排放速率均值分别为6.01±0.43 μg∙g⁻¹∙h⁻¹、5.94±0.29 μg∙g⁻¹∙h⁻¹、6.07±0.59 μg∙g⁻¹∙h⁻¹、5.78±0.49 μg∙g⁻¹∙h⁻¹和6.23±0.13 μg∙g⁻¹∙h⁻¹, 处理间差异不显著。本研究结果支持了土壤有机碳矿化的“调节门假说”, 该假说认为土壤有机碳的矿化与微生物生物量大小、群落组成及活性无关。

黄土高原半干旱地区尾菜高量还田的环境风险及其成本约束机制

张光全, 巴音, 杜玉明, 李凤民, 薛伟

2022, 30(11): 1827-1841. doi: 10.12357/cjea.20220435

摘要(206) HTML (90) PDF(45)

摘要:
尾菜还田能够培肥低质黄土, 但其高量还田是否带来环境二次污染并由此增加处理成本等问题仍不清楚。在黄土高原半干旱区, 采用覆土埋压方法设计了3个尾菜高量还田厚度(20 cm、40 cm和60 cm)和3个覆土厚度(10 cm、20 cm和30 cm)随机组合的小区试验, 和两个中型试验(尾菜还田厚度350 cm, 覆土厚度30 cm), 调查了尾菜降解率、土壤表面NH₃和H₂S排放速率、土壤重金属和农药残留量、盐离子含量以及工程成本等数据。结果显示, 所有处理尾菜累积降解率均呈对数增长曲线, 其表现先快后慢, 第20天和第35天小区和中型试验场尾菜降解率均达70.0%以上, 之后趋缓; 还田尾菜厚度60 cm、覆土厚度10~30 cm, 较对照全菜(60 cm厚尾菜露天堆放)的NH₃和H₂S排放量分别减少71.0%~86.0%和84.9%~87.9%。覆土表面NH₃排放速率时间序列均呈单窄峰值曲线, 峰值大小和排放量与还田尾菜厚度呈显著正相关(P<0.05), 与覆土厚度呈显著负相关(P<0.05)。小区试验覆土表面H₂S排放量与对照全土(翻耕0~30 cm土壤)无显著差异, 但中型试验场的H₂S排放量明显增加。尾菜还田量越大, 污染物排放强度越小; 中型试验场尾菜层及其上层和下层土壤重金属、农药残留量、Ca²⁺含量均与对照全土无显著差异, 而Na⁺向深土层淋洗。中型试验场尾菜还田量与处理成本呈幂律负相关关系, 尾菜还田量越大, 其处理成本越低, 最低成本均值可至25.0±7 元∙t⁻¹(鲜重)。因此, 在黄土高原半干旱区, 采用覆土埋压法高量还田尾菜是一种低成本、简便易行和生态环保的尾菜高效处理方案。

农业生态经济与生态农业

“双碳”目标下河南省农业碳排放影响因素及预测研究

高晨曦, 卢秋萍, 欧年青, 胡清萍, 林雪, 鲍玲鑫

2022, 30(11): 1842-1851. doi: 10.12357/cjea.20220267

摘要(450) HTML (159) PDF(101)

摘要:
农业生产是碳排放的主要来源之一, 农业碳减排是中国实现“双碳”目标的重点方面。本文采用排放因子法测算河南省农业碳排放量; 对STIRPAT模型进行扩展, 定性与定量分析了农业碳排放的各种影响因素; 建立RBF核ε-SVR农业碳排放预测模型, 预测不同情景下河南省农业碳排放量及趋势。结果表明: 2001—2020年河南省农业CO₂排放量总体呈“上升-下降”的趋势, 年均增长率为−1.18%, 2005年达峰值10 256.69万t; 乡村人口、农作物播种面积、大型畜牧数、人均农业GDP、农村人均可支配收入、农业机械化水平、城镇化率每发生1%的变动, 将分别引起河南省农业CO₂排放量0.162%、0.175%、0.130%、−0.018%、−0.029%、0.120%、−0.071%的变动; 在基准情景和低碳情景Ⅰ、Ⅱ下, 2021—2025年河南省农业CO₂排放量呈持续下降的变化趋势, 到2025年预测值分别为6483.80万t、6369.19万t和6338.32万t。研究表明: 河南省农业已实现碳达峰; 抑制农业碳排放的重点是农作物的土地利用及大型畜牧的粪便管理, 促进农业碳减排的重点是稳妥推进城镇化及农村经济发展; 低碳情景具有更大的碳减排潜力, 有助于加速全省“双碳”目标的实现。

县级尺度下河南省农业投入产出效率与减排潜力分析

朱永彬, 马晓哲, 史雅娟

2022, 30(11): 1852-1861. doi: 10.12357/cjea.20220219

摘要(180) HTML (62) PDF(47)

摘要:
农业机械化与化学化进程的推进, 给农业生产带来一系列环境污染和碳排放问题, 因此农业减量投入成为降低农业排放的重要手段。已有研究将碳排放作为非期望产出进而测度农业绿色全要素生产率, 但未深入分析碳减排潜力及其来源贡献。本文基于VRS-DEA两阶段模型和DEA-Malmquist方法, 对河南省105个县级行政单元2000—2020年的农业投入产出效率进行测算, 识别并核算农业生产要素的冗余投入及由此带来的碳减排潜力。研究发现: 1)河南省农业投入带来的碳排放已于2016年达峰后开始下降, 排放量较高县市主要分布在豫东、豫南等平原地区, 单位播种面积排放强度较高县市主要集中于豫北平原。2) 2000—2020年60%的县市农业生产效率提升, 少数县市农业生产效率下降; 22个县市始终处于效率前沿, 高效率地区主要集中在豫南和豫北地区, 低效率地区主要聚集在城市化延伸辐射地区。3)河南省农业平均减排潜力为农业碳排放的11%左右, 城市群周边地区潜在减排率最高, 汝州市、新野县、辉县市、淮滨县等地潜在减排量较高, 是河南省农业重点减排区域。4)河南省农业投入冗余比例由高到低依次为农膜、农药、化肥、农机和农业劳动力, 但由于化肥投入基数大, 其带来的潜在减排量占比高达83.5%, 因此减少化肥过量投入应是农业减排的重中之重。提高农业投入产出效率并有针对性地减少农业冗余投入, 是降低农业碳排放的根本途径。

环境规制视角下农业基础设施对粮食生态全要素生产率的影响

李自强, 叶伟娇, 梅冬, 郑茨文

2022, 30(11): 1862-1876. doi: 10.12357/cjea.20220214

摘要(236) HTML (83) PDF(43)

摘要:
保护生态环境前提下实现粮食增产是保障我国粮食安全可持续发展的重要前提。为探寻提升我国粮食生态全要素生产率的有效策略, 本研究在考虑粮食种植生态价值基础上, 运用Global-Malmquist-Luenberger (GML)指数测算出粮食生态全要素生产率, 以农业基础设施为切入点实证探究粮食生态全要素生产率的提升路径。结果表明: 1)农业基础设施各维度都能有效提高粮食生态全要素生产率, 但存在时间上的滞后性; 其中, 农业水利设施对其的影响呈“倒U型”关系。2)与全样本回归结果不同的是, 分南北样本回归结果显示南方地区农业水利设施及其滞后项对粮食生态全要素生产率不具有显著影响, 且农业电力设施及滞后项对其具有抑制作用; 分产区样本回归结果显示粮食主产区农业交通设施及其滞后项不能显著影响粮食生态全要素生产率, 同时, 非粮食主产区农业电力设施及滞后项对其也不具有显著影响。3)从调节作用检验结果看, 环境规制在农田水利设施对粮食生态全要素生产率的影响中具有正向调节作用。进一步研究发现, 分组调节回归结果中相对于粮食生态全要素生产率较高的区域, 在粮食生态全要素生产率较低区域内, 环境规制能够发挥更强的正向调节作用。据此, 建议政府应超前规划布局农业基础设施建设投资体系, 制定并宣传科学、合理、弹性的环境法规制度。

消费动机、消费习惯对生态农产品溢价支付意愿的影响—以绿肥稻米为例

李福夺, 尹昌斌

2022, 30(11): 1877-1890. doi: 10.12357/cjea.20220337

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摘要:
引导消费者合理付费不仅有利于推动生态农产品市场培育和发展壮大, 对改善居民健康、提升生态环境质量也具有重要的现实意义。本文以绿肥稻米为例, 以中国南方长沙、武汉、南昌、合肥4个省会城市的974份消费者调查数据为基础, 首先采用条件价值法(CVM)评估消费者对绿肥稻米溢价支付水平; 之后运用Heckman两阶段模型探究消费动机、消费习惯对消费者支付意愿(WTP)的影响机制, 并实证检验外部环境认知对消费动机影响支付意愿的调节效应。研究显示, 消费者绿肥稻米平均溢价支付水平为61.69%, 由溢价比和普通大米价格计算的溢价值为3.27元∙kg⁻¹。外部环境认知对消费者支付意愿影响程度最大, 安全动机和环保动机也对其支付意愿具有显著的正向影响, 且积极的外部环境认知可以通过强化消费者的安全和环保动机显著提升其支付意愿。此外, 受教育程度较高的年轻女性、家庭中有儿童以及家庭收入较高、追求生活品质的消费者更愿意为绿肥稻米支付较高的溢价。据此, 提出应通过优化绿肥稻米定价机制、强化消费者对外部环境的认知、改善消费动机等来完善绿肥稻米市场、促进产业可持续发展。