贵州药-粮种植经济效益和碳足迹分析*

石春柳， 梁 龙

（1.贵州财经大学乡村振兴战略研究所，贵州 贵阳 550025；2.贵州财经大学管理科学与工程学院，贵州 贵阳 550025）

0 引言

习近平总书记在党的二十大报告中强调建设美丽中国，要始终践行绿水青山就是金山银山的发展理念，积极稳妥推进碳达峰碳中和，发展绿色产业，推动形成绿色低碳生产生活方式。产业兴旺是夯实乡村振兴的基石，贵州省通过反复探索，确定依托生态资源优势，创建12 项特色优势农业产业。中药材产业作为贵州省重点发展的十二大特色产业之一，截至2021 年底，全省中药材总面积515 740 ha，位居全国第二，产量274.13 万t，产值262.59 亿元，其中，天麻、太子参等位居全国第一位，产业发展非常迅速，前景较好。

在产业发展过程中，学术界对中药材产业从不同角度进行了探索，希望践行“两山理论”，在创造良好经济效益的同时，实现产业的绿色低碳、生态可持续发展。首先，部分学者对中药材生态化进行了界定，明确了中药生态发展原理，强调中药材的种植要由化学农业向生态农业模式转变，实现低碳绿色发展[1-3]，并采用不同的方法对中药材所含风险物质进行了评估，关注其潜在的药理危害和生态风险[4-7]。其次，从产业价值链视角为中药产业绿色转型提供了思路[8]。强调以全产业链建设促进产业现代化过程中，中药材产业需走绿色生产模式[8-11]。此外，在药理生态研究和产业绿色发展的同时，部分学者也关注中药材林下田间种植的生态风险，指出当前中药材在种植过程中存在化肥农药使用不合理、农药残留超标等问题[12]，而微生物肥料能减少农药化肥在中药材种植中的用量，还能提高品质[13]，同时免耕技术和田间杂草在中药生态化中也具有一定的作用[14-15]。对中药材产业的综合效益评价也是一大热点，众多学者从单一或综合效益方面，对产业进行了多方评估[16-19]。

相关研究表明，当前中药材生产已取得较好的经济效益，但相对粗放的产业发展模式显然与国家倡导的“双碳”目标不符[20]，既要绿水青山又要金山银山是贵州产业需要迫切解决的问题。众多研究中，中宏观层面的研究较多，而且方法相对单一。事实上，很多中药材发展地区都是将传统种玉米的山地和坡地改种中药材，在这一转变过程中，采用多种方法对产业结构调整过程中经济和生态效益同步研究的关注较少。因此，本研究以贵州省典型的玉米改种太子参为例，基于生命周期视角，采用投入产出法、碳足迹法从微观角度对药-粮种植的经济效益和生态效益进行分析，为贵州省中药材产业实现可持续、生态化、高质量发展提供建议。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究区域概况

牛大场镇隶属于贵州省施秉县，海拔在600 m~1 000 m 之间，年均降雨量1 060 mm，年均气温14℃~16 ℃，无霜期255~294 天，其土壤呈弱碱性，有丰富的腐殖质，是太子参的理想生长环境。粮食作物以玉米、水稻为主，在政府引导和经济利益的驱动下，农户将原来在山坡地种植的玉米大量改种太子参。经过十多年的发展，太子参产业成为该镇的农业主导产业，施秉也是全国最大的太子参产区，其产量占全国总产量近三分之一。贵州于2004 年通过国家GAP认证，成为全国太子参规范化种植基地。

1.2 数据获取

本研究数据来自2022 年课题组成员对施秉县牛大场镇太子参和玉米种植主体的调查，采用问卷调查方法，对牛大场镇从事太子参和玉米生产的农户进行生产现状的问卷调查，太子参和玉米规模种植户分别调查35 户。通过问卷调查和半结构访谈形式，对农户生产情况进行调查，即调查在种植过程中种子、化肥、农药、燃油、机械以及劳动力等要素的物质流和经济流投入和产出情况。当地烤烟种植面积较大，种植用地大部分为流转土地，烤烟采收后直接种植玉米，因此需要支付土地承包费用。所有原始数据运用Excel 进行数据处理分析，结果见表1。因玉米种植基本是农户自主生产，采收后简易晒干、脱粒，作为养殖饲料，少量用于食用，基本不流通到市场中，为保持比较研究中的科学性，故以当地玉米销售市场价格计算农户玉米生产的销售收入。

表1 太子参、玉米种植单位面积投入产出数据

1.3 研究方法

1.3.1 投入产出法

本研究利用投入产出法计算不同作物种植的经济效益，计算公式见式（1）。

式中：Ie为不同作物生产的经济产投比，Io和Ii分别是不同作物的经济产出和投入值。

1.3.2 碳足迹法

本研究采用碳足迹法来分析太子参和玉米种植过程中各种农资投入对环境产生的影响，具体包括劳动力、燃油、农药、机械、肥料等农资投入引发碳排放和种植阶段N肥施用引发土壤排放N2O 转化为CO2当量。具体计算公式见式（2）和式（3）。

式中：EN2O为农作过程中N 肥施用导致土壤产生的N2O；Nt表示包括无机肥和有机肥在内的总氮投入量；C为作物生产碳排放总量；Ci为种植过程中各类农资投入产生的碳排放；GHGN2O为N 肥施用引发土壤排放N2O 转化为CO2当量；Gi为不同碳源投入量；δi为各碳源排放相关系数（相关农资投入碳足迹系数见表2），1.57 是N 转换为N2O 的转换系数，298 是100 年尺度上N2O 等量于CO2的全球潜在增温趋势。单位经济产值碳足迹和单位产品碳足迹计算公式见式（4）和式（5）。式中：CI为单位产品经济产值碳足迹；IO为不同作物经济净利润。Cp为单位产品碳足迹；P为不同作物产量。

2 结果与分析

2.1 经济效益分析

从表1 数据可以看出，太子参种植过程中化肥、土地承包费用、农药投入占比较大，依次为25.65%、21.24%、20.42%。其次是种子的投入，占了总投入的16.56%。因太子参生长对养分需求量大，因此在种植过程中需要施用大量的化肥、农药（主要以壮根营养液、杀虫剂为主）以保证太子参产量。其次，施秉县太子参种植规模较大，主要以种植大户承包农户闲散土地，形成连片种植为主，因此，土地承包费用投入较多。太子参种植属于劳动密集型产业，由于目前尚未研发出采收机器，大量劳动力的投入主要是在太子参的采收阶段。玉米种植中肥料和土地承包投入较多，两项投入占到了总投入的68.92%。综合来看，化肥、农药以及土地承包费用的投入在药-粮种植中都属于高投入项目，在降低成本、提升品质的新型农业转型中是需要重点关注的环节。

表3 数据显示，太子参种植的经济效益各项指标都远远大于玉米种植的经济效益。按照目前两种作物的市场收购价计算，太子参为16 元/kg，玉米为2.6 元/kg。两种作物产值中，太子参单位面积产值为120 895.52 元/ha，玉米单位面积产值为26 232.83 元/ha，太子参产值是玉米产值的4.6 倍，太子参单位面积净利润为87 400 元，是玉米的6.13 倍。从投入产出效益来看，玉米产投比为2.19，太子参是3.6，即投入是产出的360%，太子参是玉米的1.64 倍，太子参的收益率是玉米的2 倍多。因此，相比于传统的粮食种植模式，贵州省大力发展中药材产业确实能够提高农民的经济收入，促进经济发展。

表3 太子参、玉米单位产出及收益情况

2.2 碳足迹分析

从表4 和图1 可以看出，太子参种植过程中单位面积总碳足迹为21 950.74 kgCO2eq/ha，其中N 肥的投入间接引发碳排放量和施用N 肥引发土壤碳排放量较高，分别为12 451.24 kgCO2eq/ha、 5 709.76 kgCO2eq/ha，两者占总碳排放的82.73%，其次是P2O5和K2O 的投入引发的碳排放，二者碳足迹分别为2 026.34 kgCO2eq/ha 和887.27 kgCO2eq/ha，分别占总碳排放的9.23%和4.04%；其余生产农资投入，如劳动力、机械、燃油、农药和农家合计碳排放量为876.14 kgCO2eq/ha，5 项共占总排放的4%。单位净利润碳足迹为3.98 元/kgCO2eq，表明太子参种植每排放1 kgCO2eq 可为生产经营者带来3.98 元的利润。单位产品碳足迹为2.91 kgCO2eq/kg，表明每生产1 kg 的太子参，将引起2.91 个单位的CO2释放。玉米种植单位面积总碳足迹为9 132.21 kgCO2eq/ha，其中最主要排放源为N 肥，N 肥的投入间接引发碳排放量和施用N 肥引发土壤碳排放量较高，分别为5 805.02 kgCO2eq/ha 和2 739.61 kgCO2eq/ha，占总碳排放的93.57%。其次分别为P2O5、燃油、农药、K2O、劳动力、机械。太子参碳排放相较于玉米而言，除了农药使用引发碳排放低于玉米，其余各项农资投入碳排放都高于玉米。太子参和玉米的单位产品的碳足迹分别是2.91 kgCO2eq/kg 和0.91 kgCO2eq/kg，也就是说每生产1 单位产品太子参比玉米多排放2 个单位的CO2。太子参和玉米净利润的碳足迹分别为3.98元/kgCO2eq 和1.56 元/kgCO2eq，太子参是玉米的2.55 倍。因此，从面积碳足迹和产品碳足迹而言，太子参都高于玉米，但从净利润碳足迹来看，太子参单位碳排放的利润是传统玉米的2.55倍。

图1 太子参和玉米种植碳排放比较

表4 太子参、玉米种植碳排放数据

3 讨论

3.1 经济效益对标分析

该研究对太子参和玉米种植的各项农资经济投入和产出进行核算，比较分析药-粮种植两种模式下的经济效益，研究发现太子参的经济效益远大于玉米。从太子参种植过程中的投入来看，化肥、农药以及用于承包土地的费用投入较多，三项占总投入67.31%。

对中药材经济效益核算的研究成果也比较丰富，部分研究见表5。相比于陕西省黄芩、云南省龙胆草和木香种植，贵州省太子参种植成本投入较高，单位面积产值也高于龙胆草和木香，太子参产值是龙胆草和木香的2 倍多。表明太子参相比于其他中药材经济效益更优。福建省太子参种植投入和产值都高于贵州省太子参种植，原因是当年太子参市场收购价是目前的3 倍还多，2012 年为53 元/kg，2022 年是16 元/kg，但贵州省太子参单位面积产量比福建省高3 748.97 kg。由此可以发现太子参市场价格波动较大，从长远来看具有不稳定性。因此要保证农户的种植有长期稳定的收入，稳定市场收购价是基础和前提。相关实验证明施用科学配比化肥，能使太子参每公顷增产240 kg，增产率达200%。同时，提高机械化生产水平，能够提升太子参的品相，提升经济价值[26-27]。

表5 不同区域中药材成本收益情况

3.2 碳足迹对标分析

本研究采用碳足迹法对太子参和玉米种植过程中各种农资和劳动力投入引起的碳排放进行核算，研究结果显示太子参种植单位面积碳足迹比玉米高12 818.53 kgCO2eq/ha，太子参碳足迹中各项碳源除农药投入的碳足迹比玉米低，其余各项均高于玉米。两种作物碳排放贡献最大的都是种植过程中N 肥投入和施用N 肥引发土壤碳排放。可见，科学合理施用化肥，在满足作物生长养分需求的最大限度内，减少化肥使用量，用有机肥替代化肥，既能直接减少CO2的排放，又能实现中药材绿色低碳、生态化发展。

有关中药材施肥量与粮经作物碳足迹相关研究成果见表6。与云南省三七种植和甘肃省党参种植相比，贵州省太子参种植氮肥、磷肥、钾肥施用量远远高于三七和党参。与实验条件下太子参科学施肥配比量（N 75 kg/ha、P2O590 kg/ha和K2O 120 kg/ha）差距较大。因此贵州省太子参种植根据土壤特性，减少化肥施用，避免过量施用，是未来太子参产业绿色低碳发展的有效措施。相关研究表明太子参连作会降低产量与品质[31]，因此太子参种植要频繁更换种植地，调研中了解到最多不能连作超过5 年。本研究中太子参在肥料投入中有机肥仅为2 296.27 kg/ha，占总施肥量的33%。因此要科学合理施用化肥，增加生物有机肥的使用量[32-34]，维持土壤的健康性，推动中药材产业实现可持续、健康、绿色、高效发展。粮改经碳足迹研究表明，经济作物单位面积碳足迹高于粮食作物，表明贵州省粮改过程中经济作物对环境的潜在威胁较粮食作物大，因此在扩大经济作物种植规模的同时，要重视产业绿色生态化发展。贵州省玉米种植碳足迹是黑龙江省的2.8 倍，玉米作为贵州省主要粮食作物之一，要在保障粮食安全的同时，实现减碳化生产。

表6 不同区域中药材化肥施用与粮经作物碳足迹情况

4 结语

贵州省自然资源丰富，中药材种类众多，中药材产业作为十二大特色产业之一，在巩固拓展脱贫攻坚成果、有效衔接乡村振兴中持续发力。本研究对太子参和玉米经济流和物质流进行核算，采用投入产出法和碳足迹法计算两种作物经济效益和碳足迹，并进行比较分析。研究结果表明太子参经济效益大于玉米，太子参单位面积产值为120 895.52 元/ha，是玉米的4.6 倍，净利润为87 400 元，是玉米的6.13 倍。因此，贵州省大力发展中药材产业能实现农民增收，同时促进就业，拓展增收渠道，进一步推进乡村振兴。从碳足迹来看，太子参碳排放量大于玉米，单位面积总碳排放量为21 950.74 kgCO2eq/ha，比玉米多12 818.53 kgCO2eq/ha，最主要的碳源是化肥，其中，氮、磷、钾肥投入引发的碳排量放分别为12 451.24 kgCO2eq/ha、2 026.34 kgCO2eq/ha、887.27 kgCO2eq/ha。因此，科学合理施用化肥，增加生物有机肥施用，是实现中药材产业绿色低碳发展的重要措施。同时，通过提高机械投入，减少人工成本，也能提高经济效益。