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最新农业科学论文 江苏小麦种植化肥投入的环境成本估算—以江苏镇江为例

2018-12-18 09:38:55来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘要:从年鉴中的数据中分析目前江苏省农户在小麦种植中的化肥施用现状,再利用能值分析法求出化肥施用产生的外部环境成本为1.19元/kg,并对其进行分析,最后进行总结。

  关键词:小麦种植 化肥投入 环境成本

  1.引言

  随着经济的快速发展,我国的耕地面积正在持续减少,面对庞大的人口数量,粮食需求量也日益增长,因此粮食产量已然成为了一个十分严峻的问题,然而种植面积在短时间内扩张并不是很现实,因为其带来的边际成本太高,这也就意味着土地装备率被提高很困难,因此只能寄希望于土地产出率的提高,肥料等土地替代型生产要素的增加。然而随着农村经济的发展,农村纯农户减少,劳动力人数下降,这就导致人们更加愿意用化肥来替代有机肥、农家肥,这在一定程度上就造成了化肥的过量施用。

  农户大量使用化肥以求带来最大的小麦产量,这就造成了化肥的过度施用,然而化肥的投入量与小麦的产量不是在任何阶段都是完全成正比的,因为小麦的产量还受作物的品种、生长的条件等等有关,所以当化肥施用量达到一定的水平时,小麦的产量不仅不会继续增长,而且会受边际报酬递减的影响而下降。

  如今,镇江市大多数地区在化肥的投入强度、密度、总数等方面都存在过量投入的情况,而化肥的投入结构也存在严重不合理的情况,然而这些都对水体,大气及土壤造成严重的影响。例如化肥的过度施用而导致NH3、N2O、NOX的排放对大气造成污染;化肥的使用结构不合理导致重金属污染,使土壤板结;由于淋失、径流和土壤侵蚀作用可导致地表水和地下水的严重污染。

  近几年,镇江市对于这个问题也已经开始重视起来,但因为刚起步,对于这个问题的分析有限,并不成熟,也没有形成系统的认识。所以,我们必须重视化肥过度施用及不合理施用对环境造成的严重影响,将环境外部成本纳入小麦的生产成本中进行核算,在农户经济效益的前提下,根据前人的研究成果,找出化肥施用量与小麦产量的最经济的一个平衡点,这样既减少了环境损失,也保障了农户的利益。

  2.化肥施用及其环境成本的相关概念及理论基础

  2.1经纪人假设

  指以自身利益最大化为根本目的而从事相关经济活动的主体,无论是出于何种层次的人,他们都是理性的经济人,都希望在付出最少的基础上获取更多的利益,当他们面临众多选择机会时,他们总会去选择利于自己的那个机会,利益最大化对他们来说十分重要。

  2.2外部性理论

  外部性也可称为外部成本,可分为正外部性和负外部性,对于负外部性,它也可分称为外部不经济,即指某一个经济主体对另一个经济主体的一种外部性影响,即前者对后者所产生的影响,而这种影响后者则很难去具体地计量以让前者赔偿。

  2.3环境库兹涅茨曲线

  表示环境污染程度随着经济增长先增后减呈现出倒U型曲线,当一个国家的经济处于低下的水平时,其所带来的便是较小的环境污染,但一旦一个国家的经济开始发展,随之而来的便是不断产生的环境污染,这种情况直到经济发展达到一定水平时,环境污染程度也就达到了最高点,此时也就达到了两者的平衡点,随后环境污染程度会随着经济的增长而持续下降。

  2.4环境价值理论

  通常人们认为没有劳动力 参与的就不产生价值,而作为环境来说,人们通常认为它并不具有价值,而随着经济的发展,环境污染与经济发展之间的矛盾日益凸显,而人们为了寻求经济发展与环境污染之间的平衡点,就必须要赋予环境相应的价值,评估污染对环境造成的损失,也就是被损害的环境价值。

  3.江苏镇江小麦种植中化肥施用的现状分析

  3.1镇江市农业生产的基本特征

  镇江市地处于江苏省中南部,位于长江中下游,属于丘陵地带,是亚热带季风气候,雨量充沛。镇江全市占地面积为383平方公里,2014年末全市农作物总播种面积为235.83公顷,占全市面积的0.62%,而小麦播种面积占农作物总播种面积的30.86%。

  3.2镇江市小麦种植的化肥投入总量变化

  表3-1 镇江市小麦种植化肥施用总量 单位:万吨

  年份2009年2010年2011年2012年2013年2014年施用总量7.746.986.355.885.725.46数据来源:根据《镇江市统计年鉴》整理所得(由于统计年鉴中没有具体作物的化肥施用量,本文用“总的化肥施用量*(农作物种植总面积/小麦种植面积)”所得)

  由表3-1可知,近些年来,由于国家极力倡导在农作物种植中要合理施用化肥,实行测土配方方法合理施肥,所以从2009年到2014年,镇江市小麦种植的化肥施用量在连年减少,尤其是09-11年更是以10%的速度在减少,这在某种程度上说明了镇江市在小麦种植化肥投入上愈加合理化,朝着环境友好型发展,农户能够在环境保护的前提下更加理性的看待自己的利益。

  3.3镇江市小麦种植的化肥投入的结构变化

  镇江市小麦种植化肥投入结构及氮磷钾及复合肥比例

  年份(年)氮肥(吨)磷肥(吨)钾肥(吨)复合肥(吨)四者比例(%)20093599368423868307411:0.2:0.11:0.8620103200365553493277551:0.21:0.11:0.8720112934961553048249011:0.21:0.11:0.8520123065154202798232131:0.18:0.1:0.7620132691949882845224661:0.19:0.11:0.8420142575247382689214511:0.19:0.11:0.84数据来源:《镇江市统计年鉴》,由作者整理所得。

  由表3-2可知,单从每种化肥的投入量来说,不论是氮、磷、钾肥还是复合肥,在这几年里的投入量都在持续减少,氮肥与2009年相比减少了28.45%,磷肥与2009年相比减少了30.75%,钾肥与2009年相比减少了30.48%;从四种肥料的投入比例来看,常年来都是氮肥的投入量远远大于氮、钾肥,尤其是钾肥,每年大概只占氮肥投入量的10%,这对于小麦种植是十分不利的,但近年来农民倾向于施用复合肥,这也在一定程度上缓解了化肥投入不均的现象;纵观这几年这几种化肥之间的比例,钾肥相对于氮肥来说基本保持不动,磷肥的比例稍有下降,复合肥2012年有小幅下降,到2014年又基本恢复先前比例;因此,虽然近几年来各类化肥的施用量明显下降,但各类化肥的施用比例基本保持不变,这从侧面也能烘托出近年来化肥的投入比例向着合理的方向前进,但在施用比例上还有待改善。

  4.江苏镇江小麦种植化肥施用的环境成本估算分析

  4.1化肥施用环境成本的估算方法

  4.1.1市场价值法

  指企业和个人在其生产经营过程中,会对环境造成损害,这就导致了现有的环境质量与标准的环境质量之间存在着差额,人们对这种差额进行观察与估量,然后直接运用市场价格对这一环境差异进行货币化的方法。

  4.1.2人力资本法

  又称工资损失法,指用于估算因环境污染导致的劳动力生病而导致的医疗费用、工资损失及过早死亡所带来的成本的方法。

  4.1.3重置成本法

  当需要重新构造一个全新的评估对象时,在现实条件下,所需要的全部成本所需要剔除评估对象的实体的前期贬值、功能性贬值和经济性贬值,将上述差额作为新的评估对象现实价值的一种方法。

  4.1.4能值分析法

  指分析社会、经济、自然三个系统,并将这三个系统有机地进行统一,定量分析自然和人的经济的真实价值,从根本上解决关于生态或经济分析的难题。

  4.2环境成本的估算

  第一步:将化肥对环境的污染进行分类、归纳;

  化肥对环境造成的污染分为土壤污染、大气污染和水体污染,其中土壤污染包括了硝酸盐、硫酸盐、镉污染;大气污染包括了N2O、NH3和NOx污染;水体污染包括硝酸盐污染和水体富营养化。

  第二步:根据国内外关于农业种植中化肥在不同方面的运用转化比例以及化肥中个元素的分子量与剂量,对镇江市小麦种植化肥施用造成的污染物所产生的剂量进行分析,计算公式:

  Dosei=M×Cei×(We/Wf)

  式中:Dosei—污染物i在施用中产生的剂量(t);M—化肥中各元素所占的数量(t);Cei—镇江市土壤环境下营养元素的流转系数,即养分的运移转化比例;We—产生污染物的分子量;Wf—N或者P2O5的分子量。

  表4-1 氮肥、磷肥的养分运移转化比例 单位:%

  作物利用率大气流失率土壤残留率地下淋溶率地面径流率氮肥352034.50.510磷肥1156517.5数据来源:根据资料整理

  第三步:采用伤残调整生命年法,估算化肥施用产生的污染物对人类健康所造成的损失。

  DALYi= Cdi× DOSEi

  式中:DALYi—某种污染物所造成的累积损害年数(a);Cdi—单位剂量污染物所导致的的生命损害年数(a/kg),取值采用Eco-indictor99系列评估值;DOSEi—第二步中求出的污染物i的剂量(t)。

  4-2 镇江市小麦种植化肥施用环境污染的伤残调整生命年数

  分类账户

  伤残调整生命年(年)大气氨气2.01E-04氧化二氮2.73375E-06氮氧化物5.97672E-05土壤硝酸盐0.000148212酸化污染3.37698E-05镉污染0.000186758水体硝态氮0.000597672氨态氮7.933323E-05硝酸盐1.3765E-05

  第四步:通过调查镇江市相关单位劳动力的市场价格,将之和上文计算得出的生命损害年累计数相乘,得出施用化肥对环境影响的能值,最后将上述数据进行汇总,并得出化肥环境影响的总能值。

  U==

  式中:U—施用化肥对环境影响的总能值成本(sej);Emergyi—污染物i的能值成本;DALYi—某种污染造成的年累计损害数(a);Cm—单位劳动力年市场价格,根据相关文献资料,取值为9.35E+13sej。

  计算结果如表4-3所示:

  4-3 镇江市小麦种植化肥施用环境污染的总能值成本

  分类账户总太阳能值(sej)大气氨气6.86117E+12氧化二氮93239045394氮氧化物2.03959E+12土壤硝酸盐5.06547E+12酸化污染1.15246E+11镉污染6.36236E+12水体硝态氮2.03959E+13氨态氮2.70695E+12硝酸盐4.69315e+11

  第五步:通过收集我国每年的能值货币比率等相关数据,折算出化肥施用的综合环境成本。

  Emdollar=U/Cg

  式中:Emdollar—化肥环对境影响的宏观经济价值(¥);Cg—单位数量宏观经济价值的能值载荷(sej/¥),即一个国家或地区在单位时间内施用的能值与GDP比。

  单位宏观经济的能值载荷,根据相关资料,取值为1143E+12sej/¥。然后根据镇江市的具体情况,得出Cg值。

  计算结果如下表4-4表:

  4-4 镇江市小麦种植化肥施用环境污染的总能值成本

  分类账户宏观经济价值(元)大气氨气7.65E+00氧化二氮1.98E-01氮氧化物2.03E+00土壤硝酸盐5.32E+00酸化污染0.98E-01镉污染6.45E+00水体硝态氮2.09E+01氨态氮3.32E+00硝酸盐5.63E-01

  第六步:将上文所计算出的综合环境成本除以氮肥或磷肥的施用折纯量,以获得施用每单位氮肥或磷肥所带来的环境成本。

  N(P)=Emdollar/M

  式中:N(P)—施用每单位氮肥或磷肥所产生的环境成本(¥/kg)。

  通过运用上述公式进行逐步计算,可得出以下结果:

  4-5 镇江市小麦种植化肥施用环境污染的单位化肥环境成本

  分类账户单位化肥的环境成本(元)大气氨气1.26E-01氧化二氮2.12E-03氮氧化物3.12E-02土壤硝酸盐7.68E-02酸化污染1.76E-03镉污染3.56E-01水体硝态氮3.34E-01氨态氮4.82E-02硝酸盐3.04E-02

  通过上述公式的计算,通过收集单位劳动力价格和镇江市能值货币比率数据,估算出镇江市小麦种植化肥投入所造成的环境成本。

  4-6 镇江市小麦种植化肥施用环境污染的环境成本

  分类账户单位化肥的环境成本(元/千克)大气氨气0.12氧化二氮0氮氧化物0.03土壤硝酸盐0.07酸化污染0镉污染0.45水体硝态氮0.43氨态氮0.03硝酸盐0.06将上述各种污染物所导致的环境成本进行加总,可得出镇江市小麦种植化肥投入所产生的环境成本为1.19元/kg,由上表可知,在众多污染物中,以大气污染中的氨气、土壤污染重的镉污染以及水体污染中的硝态氮所产生的环境成本居多,占据了总环境成本的84%。

  5.结语

  小麦种植的化肥投入越来越引起政府以及农户的重视,近些年来由于政府的宣传以及相关政策的实施,小麦种植的化肥投入量已逐步减少,化肥使用比例还要进一步合理化。化肥带来的环境污染包括对大气、土壤、水体的污染,本文从这三个方面的具体污染物入手,通过计算能值成本、宏观经济价值,最后得出每个污染物所带来的环境成本,并进一步进行分析。

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