丹江口水源涵养区绿色高效农业技术模式评价指标体系构建

Construction of the Evaluation Index System of Green and Efficient Agriculture in Danjiangkou Water Resource Conservation Area

摘要: 丹江口水库是国家重要战略资源承载地和全国水源保护敏感地区，为了促进丹江口水源涵养区绿色发展，中国农业科学院创建了丹江口水源涵养区绿色高效生态农业技术模式，绿色高效农业技术模式的评价，既要对绿色高效农业技术模式的某项具体技术进行评价，也要对整个绿色高效农业技术模式进行评价。本文围绕环境效益、经济效益和技术指标等方面构建的绿色高效农业技术模式评价指标体系，针对不同类型高效绿色农业技术的特点，构建了详细的三级评价指标，该指标体系可操作性强，旨在能全面、客观反映被评价高效绿色农业技术的实际情况。

Abstract: Danjiangkou Reservoir is an important strategic resource bearing area and water resources protection sensitive area in China. In order to promote the green development in Danjiangkou Water Conservation Area, one kind of green and efficient ecoagricultural technology model is established by the Chinese Academy of Agricultural Sciences in Danjiangkou Water Conservation Area. To evaluate green and efficient agricultural technology model, it is required to evaluate a single green and efficient agricultural technology, and the whole model should also be evaluated. In this paper, ac-cording to the characteristics of different types of green and efficient agricultural technology, a detailed three-level evaluation index system is constructed based on the environmental benefits, the economic benefits and the technical indicators. The index system has strong operability and aims to be able to reflect the actual situation of the evaluated green and efficient agricultural technology.

1. 引言

丹江口水库是亚洲第一大人工淡水湖、国家南水北调中线工程水源地、国家一级水源保护区、中国重要的湿地保护区，由1973年建成的丹江口大坝下闸蓄水后形成，横跨河南、湖北两省，由汉江库区和丹江口库区组成，蓄水量达290.5亿立方米，被誉为“亚洲天池”。2014年12月开始向河南、河北、北京、天津4个省市沿线地区的20多座城市提供生活和生产用水。总水域面积1033平方公里，总库容209.7亿立方米，直接关系到京津等地饮用水安全。农业是丹江口库区农民的主要收入来源，控制农业面源污染、减肥减药是丹江口水库水质保护的重要措施之一 [1] [2] 。

针对丹江口水源涵养区长期过度重视农业生产功能，造成农业生态系统生物多样性降低，种养脱节，农业化学品投入强度高，土壤质量下降，农业面源污染加剧，农田生态系统综合服务功能弱化，这些环境不友好的农业生产行为导致流域水质因农业面源污染而下降。中国农业科学院于2017年立项“科技创新工程协同创新任务——丹江口水源涵养区绿色高效农业技术集成与示范”，该任务在丹江口水源涵养区以提升水质保护、水源涵养和促进高效生态农业发展为目标，实现区域经济、社会和生态效益相统一为目标，协调推进资源高效利用和生态环境保护，确保农产品质量安全，通过系统性研发、区域生物多样性利用及农田生态景观构建技术、农田绿色高效种植关键技术、养殖业废弃物高效循环利用关键技术与设备研发、生态型高效设施农业技术集成、南方丘陵区分散式生活污染物控制等技术手段，创建丹江口水源涵养区绿色高效生态农业技术模式，促进水源涵养区绿色发展，提升农业可持续发展水平，确保“一江清水送北京”。

丹江口水源涵养区绿色高效农业技术集成与示范项目实施效果评估为协同创新项目的重要研究内容之一，如何围绕环境效益、经济效益和技术指标等方面来构建绿色高效农业技术评估和保障体系为该课题的一个科学问题。

2. 评价指标体系的构建原则

丹江口绿色高效农业技术体系见表1，影响绿色高效农业技术的因素层次众多，模式评价指标体系由度量各种绿色高效农业技术适用程度的参数组成，各指标间既相互作用，又各有独立内涵。为构建一个科学合理、可操作性强的评价指标体系，从众多影响因素中选择哪些灵敏的、便于度量且内涵丰富的主导性因素作为评价指标，需遵循以下几个基本原则 [3] [4] [5] [6] ：

Table 1. Typical technical model of green and efficient agriculture

表1. 绿色高效农业典型技术模式

1) 科学性及导向性原则：科学性指每一项指标的设立都应建立在充分的论证和调研、并对收集的数据进行周密、细致的统计分析的基础上；导向性是对绿色高效农业技术起到导向和促进作用，以获取最佳效益(高效)为目标，实现农业可持续发展(绿色)之目的。

2) 三个效益统一原则：绿色高效农业技术的效果主要表现在经济效益、环境效益和社会效益三个方面。三个效益既相联系，又有区别，为对立统一关系。就绿色高效农业技术模式来说，经济效益为第一位，同时兼顾环境效益和社会效益，经济效益是环境效益的保障，社会效益是环境效益的体现。

3) 可比性和可操作性相结合的原则：可比性指评价指标应具有普遍的统计意义，使评价指标能够实现绿色高效农业技术模式的横向比较和时间上的纵向比较。可操作性指在满足评价目的需要的前提下，评价指标在设计时概念要清晰，表达方式简单易懂，指标体系的设置尽量避免形成庞大的指标群或层次复杂的指标树。指标的数据易采集，计算公式科学合理，评价过程简单，利于掌握和操作。

4) 相对性、绝对性与系统性相结合的原则：评价指标有相对性和绝对性之分。由于绿色高效农业技术模式评价指标体系是一个系统分析和设计的过程，在设计评价体系和选取个体指标时，在系统性的原则下，将局部评价与整体评价有机结合，并根据指标对实现评价目标的重要程度，对指标及其权重进行合理取舍，达到评价指标既能突出重点，又能保持相对的均衡统一，以实现系统的最优化。

5) 定量与定性相结合的原则：定量指标较为具体、直观，评价时可以计算实际数值，而且可以制定明确的评价标准，通过量化的表述，使评价结果给人以直接、清晰的印象。对于不能量化的指标设计定性的指标予以反映，以弥补定量指标的不足及纠正过于强调定量指标所带来的负面影响，定量与定性相结合可以使绿色高效农业技术模式评价指标更具综合性和可操作性。

3. 评价指标选择与分析

绿色高效农业技术模式评价指标体系的建立，是进行综合评价的前提和基础，也是进行评价的关键步骤之一，需从经济、技术、环境等三个方面建立绿色高效农业技术模式评价指标体系 [7] [8] ，各指标解释见表2。

1) 经济指标分析

绿色高效农业技术的费用主要包括技术基础设施建设的一次性投资、建成后的运行成本两部分、技术推广成本和技术经济效益。

2) 技术指标分析

由于绿色高效农业技术主要为应用开发类技术，具有较强的应用目的或者专门的、特定的应用目标，其成果以科学论文、专著、原理性模型或发明专利为主，衡量应用开发类农业科技技术主要指标包括创新性、先进性、稳定性、成熟度、研究基础、知识产权和风险性7个方面。

3) 环境指标分析

① 生态服务价值

生态系统服务是由生态系统提供的、能直接或间接提升人类福利的产品和服务，即人类从生态系统获得的所有好处。根据千年生态系统评估(The Millennium Ecosystem Assessment, MA)以及农业技术提供服务的机制、类型和效用，可以把生态服务功能分为供给功能、调节功能、支持功能和文化功能四大类 [9] [10] 。其中，供给功能部分列入经济指标分析中；调节功能包括固碳释氧、保持土壤养分、农田生态系统消纳废弃物价值等；支持功能包括提高生物多样性、减少土地废弃价值等；文化功能包括保留乡村文化遗址和自然文化遗产等 [11] ，见公式(1)。

$\Delta {\text{ESV}}_t=\Delta V_p+\Delta V_r+\Delta V_s+\Delta V_c$ (1)

$\Delta {\text{ESV}}_t$ (ESV_t, total value of eco-system)为技术应用前后生态系统服务价值的差值，即生态系统服务价值总值变化量； $\Delta V_p$ (value of price)为供给价值变化量； $\Delta V_r$ (value of regulation)为调节价值变化量； $\Delta V_s$ (value of supporting)为支持价值变化量； $\Delta V_c$ (value of culture)为文化价值变化量，单位均为元/hm²。

Table 2. Evaluation index system of green and efficient agricultural technology mode

表2. 绿色高效农业技术模式评价指标体系

② 环境成本分析

由于绿色高效农业技术的实施主要为对水源涵养区域水质的改善，因此评价绿色高效农业技术模式所采用的环境指标主要包括该技术对流域水质的生物需氧量(BOD, Biochemical Oxygen Demand)、化学需氧量(COD, Chemical Oxygen Demand)、悬浮物(SS, Suspended Solids)、总氮(TN, Total Nitrogen)、总磷(TP, Total Phosphorus)、农残等污染指标的削减等，通过污染物削减分析，可检验出绿色高效农业技术在水源涵养区减少污染物负荷的能力和贡献。主要应用生命周期评价的方法对绿色高效农业技术应用前后进行环境成本评估，主要采用ReCiPe2008将各种污染物统一转化为人体健康的潜在危害值这一终点(end-point)指标，用伤害因子来计算伤残生命年(Disability Adjusted Life Years, DALY)，再将DALY用人力资本法转化为环境成本 [11] ，见公式(2)~公式(3)。

${\text{DALY}}_i={\text{Cd}}_i\times {\text{Dose}}_i$ (2)

$\text{LCEC}=\text{PCNI}\times {\displaystyle \sum {\text{DALY}}_i}$ (3)

其中，DALY_i表示第i种污染物引起的DALY；Dose_i表示第i种污染物的生命周期排放量；Cd_i指第i种污染物的伤害因子(DALY.kg⁻¹ * a)；PCNI (Personal Control Nation Income)表示当年中国人均可支配收入。

4. 评价指标体系的构建

通过对绿色高效农业技术评价指标的选择和分析 [7] [8] [11] ，可构建绿色高效农业技术模式评价指标体系，如表2所示，其中技术成熟度可参照国家水专项技术就绪度(TRL)评价准则，见表3：

Table 3. The evaluation criteria of technical readiness level (TRL)

表3. 技术就绪度(TRL)评价准则

注：1) 按照技术成熟规律的不同，将技术类型分为三类：A：治理技术；B：管理技术；C：研发产品、装备、管理平台。2) 三种技术类型采用统一的TRL等级描述，但在等级评价标准和评价依据中，分别针对三种技术类型进行了描述，便于TRL评价。

5. 小结

对绿色高效农业技术模式进行评价，既要对绿色高效农业技术模式的某项具体技术进行评价，也要对整个绿色高效农业技术模式进行评价。本文所构建的绿色高效农业技术模式评价指标体系针对不同类型高效绿色农业技术的特点，构建了详细的三级评价指标，该指标体系可操作性强，旨在能全面、客观地反映被评价高效绿色农业技术的实际情况。

基金项目

中国农业科学院科技创新工程协同创新任务-丹江口水源涵养区绿色高效农业技术创新集成与示范(CAAS-XTCX2016015)。

NOTES

^*通讯作者。