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摘要 稻田种养结合循环农业模式生态环境效应明显，其主要体现在节肥、节药、抑草、改善土壤和水体等方面上。本文根据对南方稻区的入户调查数据和2001-2009年中国统计年鉴、中国农村统计年鉴、中国农业统计年鉴相关统计数据及化肥农药使用量的技术标准，实证分析了稻田种养结合循环农业模式的节肥、节药的生态环境效应。调查分析显示，稻-鱼模式下农户化肥使用量比常规水稻种植模式的使用量要减少1521%，农药使用量要减少4017%；相关性分析表明南方稻区稻-鱼种养结合模式的稻田面积占水稻生产总面积的百分比与化肥、农药使用量之间呈负相关关系，相关系数分别为-0407 2和-0979 9。可以看出，在稻-鱼的稻田生态系统中，土壤和水体的改善以及有害生物的减少，形成了鱼类对化肥和农药的替代关系，在稻谷产量不变甚至增产以及增加鱼类产出的情况下，农户大幅度减少了化肥和农药的使用量，因此实施扶持稻田种养结合循环农业模式策略，是改善稻区农业生态环境的重要途径。
关键词 循环农业;稻田种养结合模式;南方稻区;稻-鱼模式;生态环境效应
中图分类号 F32322 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2012）03-0037-06 doi:103969/j.issn1002-2104.2012.03.007
“石油农业”模式使大量的化肥、农药在农业生产中使用，产生了大面积的点源和面源污染，严重地威胁着农业生产环境和农产品的质量安全。为破解这一矛盾，学界提出了循环经济理论并在农业经济领域加以应用，即循环农业。循环农业强调农业资源的充分合理利用和农业生态环境的保护和改善，以获得最大的经济、生态和社会效果。季昆森强调指出，循环经济“3R”原则在农业上有更广阔的应用领域，并发展出了再思考（Rethink）原则：不断深入思考经济运行中如何系统地避免和减少废物，最大限度地提高资源与生态环境效率［1］。为此，寻找循环农业的有效模式是理论界和实践界的重要课题。章政等在考察了上海市农业循环经济的发展背景与目标，提出了土地循环利用、农业废弃物综合利用、城乡工业及生活垃圾循环利用，以及生态产业园等四种基本发展模式［2］。金晶、曲福田、宣亚南等根据循环经济的“5R”原则，提出了资源利用的“反馈式”流程［3-4］。应用在水稻生产上，王妹提出农业产业内部物能相互交换，互惠互利，如种植业的立体种植有各种农作物的轮作、间作与套种等模式［5］。骆世明及郎秀云提出了稻田养殖模式，即稻田养鱼、蟹、青蛙等［6］。学者的研究与实践为发展循环农业提供了科学依据。
在学者的研究中，特别关注循环农业模式在缓解农业生产中生态环境问题所产生的作用与效果。以稻作为例，近年来稻-鱼种养结合的循环农业模式在中国水稻产区得到一定程度的应用，其特点是利用水稻和水产品—鱼等生物生长对土地、水和气候等主要自然生产条件有重合性的特性，采用适用的技术，在同一土地上同时产出多种农产品。这种模式利用了稻田生态系统中的生物的作用机制，达到控制或减少农药和化肥的使用，从而改善生态环境。张清明认为种养结合模式中的稻田养鱼是种植业和养殖业的有机结合，集传统农业、生态农业和现代高产低耗农业为一体的复合型农业，具有良好的经济、生态和社会效益［7］。
廖庆民实验证实在常规的水稻生产中，杂草除了与水稻争肥之外，还争空间、水分和阳光，为了抑制杂草，除需人工除草外，还大量使用化学除草剂，而在稻田种养结合循环农业模式下，杂草可以成为养殖动物的食物来源。经直观验证，未养鱼的对照田，稗草达到64株/10 m2，而养鱼稻田杂草及稗草几乎绝迹，只有5株/10 m2，不需使用化学除草剂。此外，稻田养殖鱼类可以起到灭虫作用。廖庆民试验表明鲤鱼对稻田中的昆虫有明显的吞食能力，特别是对飞虱、泥包虫有控制作用。经测定，养鱼稻田虫口密度为530只/667 m2，而未放养鱼种的对照田，虫口密度为1 280只/667 m2，可以大幅减少农业的使用量［8］。另外在稻-鱼的模式下，稻田因鱼类活动而增加肥力，彭廷柏等实验证实养鱼影响到稻田土壤水稳性团聚体的特性和组成，促进土壤有机质分解，容重减少，孔隙增加，通透性改善，其水、肥、气、热状况均优于一般非养鱼田［9］。
学者们对于这种模式的生态环境效果研究大都是基于条件较为完备的试验研究，但对实际大面积调查研究涉及较少。为此本文以中国南方水稻产区为目标区域，在实地调查基础上考察和验证稻-鱼种养结合的循环农业模式所产生的现实生态环境效应，为进一步发展循环农业提供建议。
1 研究的技术基础
稻田种养结合循环农业模式所产生的生态环境效应主要集中在节肥、节药、抑草、改善土壤和水体等方面上。从多年的稻-鱼模式下的田间试验来看，这种模式的主要生态环境效应表现如下：
（1）减药效应。在稻田生态系统中，杂草具有双重属性。常规的水稻生产中，为了抑制杂草，除人工除草外，还大量使用化学除草剂，造成了较为严重的环境问题。在稻-鱼模式下，杂草可以成为养殖动物的食物来源。栗浩文等的试验结果表明，在不使用除草剂的条件下稻田养殖草鱼可除稻田稗草、慈姑等［10］。杜汉斌等研究证实，稻田鱼类的觅食活动一般可耗掉田间杂草的74%-87%［11］。李月梅试验计算过稻田养鱼的除草剂减药效果［12］（见表1）。稻田养殖鱼类还可以起到灭虫作用。廖庆民试验表明鲤鱼对稻田中的昆虫有明显的吞食能力，特别是对飞虱、泥包虫有控制作用［8］。张承元观察证实鱼能取食水稻脚部位及落在水面的稻飞虱、稻叶蝉、稻螟铃等害虫。此外养殖的鱼类还具有抑制水稻病害的作用，如在鱼捕食水田中的纹枯病菌核、菌丝，从而减少了病菌来源［13］。曹志强等进行的田间调查结果表明，稻鱼共生的稻田水稻纹枯病发病率为47%,明显低于对照田的85%［14］。由此可知稻田鱼类可替代杀虫农药的作用，减少农药对生态环境和农产品质量的影响。
（2）节肥效应。稻田种养结合循环农业模式的节肥效应主要来自两方面：一是稻田养殖的动物生长过程中所产生的废弃物，如粪便等；二是水稻收割后的秸秆直接回田或用于沼气后的沼夜回田。在稻鱼的模式下，鱼类不断的进食而又不断的排除粪便增加了肥力。经测定，养鱼稻
田比未养鱼对照田有机质含量高0112%，碱解氮高68 PPm，全氮高0004 5%；同时还可以增加水中溶氧量，加速了有机质的分解，提高了土壤肥力。经测定养鱼稻田底层水溶解氧为6.5 mg/L，未养鱼的
对照田底层水溶解氧为4.8 mg/L［8］。
Yang Yong、邝雪梅等研究表明，稻田养鱼可以改善稻田耕作层土壤物理化学性质，与对照相比，养鱼田土壤容重减少1515%，总重孔隙度增加1464%，有机碳、全氮、有效氮、速效磷和速效钾分别增加48%、661%、2093%、7239%和3667%［15-16］。卢升高、吴建军等试验测试了稻鱼模式的节肥效应［17-18］（见表2）。
Dsi=λ+γApi+εi(1)
Dsi为第i年化肥或农药投入率；Api为第i年稻-鱼种养结合模式的土地面积占总面积的百分比；λ、γ为参数；εi随机干扰项。
由于不同水稻生产模式化肥农药使用量不同，因此分析中将不同模式的化肥农药使用量分别计算而后加以汇总。由调查得知，农户化肥农药使用还会受农户特征及农户资金量等因素的影响，实际的使用量与常规模式和稻-鱼模式的技术要求使用量有一定的差距，因此为了更好地反映出本质问题，计算化肥农药总使用量的参数以相关技术标准为计算参数。根据测算，南方稻区常规水稻生产平均化肥使用量为192 t/hm2，稻-鱼模式平均化肥使用量为151 t/hm2；常规水稻生产平均农药使用量为705 kg/hm2，稻-鱼模式平均农药使用量为405 kg/hm2。
根据2001-2009年中国统计年鉴、中国农村统计年鉴、中国农业统计年鉴相关统计数据及化肥农药使用量的技术标准，利用Eviews 60软件，估计参数，得出化肥和农药使用量与水稻生产模式的相关方程：
Dscf=1919 9-0407 2Ap(2)
（7 99373）（-9152）
R2（Adjusted）=0999 4。和
Dspc=7049 7-0979 9Ap(3)
（4 01155）（-9196）
R2（Adjusted）=0999 3。
Dscf、Dspc分别为化肥投入率和为农药投入率，参数下面括号内的数值为相应参数的t检验值。从相关方程的估算结果分析，各个估计参数的t检验值都大于1，相伴概率均为0000 0，显著性较好。
由2、3式可以看出南方稻区水稻生产中化肥农、药投入率与稻-鱼种养结合模式的土地面积占比之间呈反线性函数关系，相关系数R2达到了0999 4和0999 3，表明稻-鱼模式土地面积占总面积百分比的变化与化肥、农药投入率变化有显著负相关关系。方程中Ap的系数分别为-0407 2和-0979 9，意味着稻-鱼模式的土地面积占比每增长1%，则化肥、农药投入率分别减少0407 2和0979 9个百分点，化肥、农药使用减量化效果显著。
4 结论与建议
从化肥和农药使用来看，与常规水稻种植相比，稻田种养结合模式由于改善稻田生态系统中的物质和能量的利用关系，其化肥和农药的使用是有明显区别的。一般来说，常规水稻种植过程中，为了确保稻谷产量，农户会按照基本的技术操作规程施用化肥和农药，使用量比较大。而在稻-鱼的稻田生态系统中，土壤和水体的改善以及有害生物的减少，形成了鱼类对化肥和农药的替代关系，在稻谷产量不变甚至增产以及增加鱼类产出的情况下，农户大幅度减少了化肥和农药的使用量，从而产生积极的生态环境效应。为此，转变稻区传统水稻种植模式，实施扶持稻田种养结合循环农业模式的策略，是改善南方稻区农业生态环境，走可持续农业发展道路的重要途径。
首先要制定和调整发展循环农业的政策扶持体系，主要是财政补贴和金融贷款扶持政策；其次要构建发展循环农业的农业科技体系，主要是新型技术的研究和开发及技术推广和服务；再次是实施自然资源和生态环境的保护；最后是深入开展循环农业科技知识教育和培训，培养新型农民。
(编辑：田 红)
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An Analysis on the Ecoenvironment Effect of Circular Agriculture Mode of PlantingCulture in the Paddyfield
LIN Xiaoli1,2 ZHOU Yingheng1
(1College of Economics & Management, Nanjing Agricultural University，Nanjing Jiangsu 210095, China；
2College of Economics & Trade,Jiangxi Agricultural University,Nanchang Jiangxi 330045,China)
Abstract The obvious ecoenvironment effects can be seen when the circular agriculture mode of plantingculture is applied and developed in the paddy production These are mostly reflected in the fertilizer and pesticide saving, grass curbing, and soil and water improving This paper analyzed empirically on the ecoenvironmental effects of fertilizer and pesticide saving of circular agriculture mode based on household survey data of rice area in southern China and the data from China Statistical Yearbook, China Rural Statistical Yearbook, China Agriculture Statistical Yearbook, 2001-2009, Technical Standards of Chemical Fertilizer and Pesticide Usaqe The investigation showed that, comparing to the conventional paddy rice planting mode, 1521% and 4017% dosage of fertilizer and pesticide in the paddyfish mode was reduced respectively and the correlation analysis showed that there was negative correlation between the percentage of paddyfield area of paddyfish mode to total paddyfield area and the input dosage of fertilizer and pesticide in the paddy rice area in southern China The correlation coefficient was-0407 2 and -0979 9 respectively So, in the paddyfield ecosystem of paddyfish mode, the soil and water is improved and harmful organisms are reduced, therefore, the substitute relation between the fish and fertilizer and pesticide is formed Farmers significantly reduce the dosage of fertilizer and pesticide use under the circumstances that the output of rice is stability or even increases and the fish output rises It is proposed to implement the strategy of supporting circular agriculture mode of plantingculture in paddyfield This aimed at improving the agroecological environment in the paddy area
Key words circular agriculture mode; plantingculture combined; the paddy rice area in southern China; paddyfish mode; ecoenvironment effect
收稿日期：2011-10-15
作者简介：林孝丽，博士生，副教授，主要研究方向为循环经济与循环农业。
通讯作者：周应恒，教授，博导，主要研究方向为涉农产业经济。
关键词 循环农业;稻田种养结合模式;南方稻区;稻-鱼模式;生态环境效应
中图分类号 F32322 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2012）03-0037-06 doi:103969/j.issn1002-2104.2012.03.007
“石油农业”模式使大量的化肥、农药在农业生产中使用，产生了大面积的点源和面源污染，严重地威胁着农业生产环境和农产品的质量安全。为破解这一矛盾，学界提出了循环经济理论并在农业经济领域加以应用，即循环农业。循环农业强调农业资源的充分合理利用和农业生态环境的保护和改善，以获得最大的经济、生态和社会效果。季昆森强调指出，循环经济“3R”原则在农业上有更广阔的应用领域，并发展出了再思考（Rethink）原则：不断深入思考经济运行中如何系统地避免和减少废物，最大限度地提高资源与生态环境效率［1］。为此，寻找循环农业的有效模式是理论界和实践界的重要课题。章政等在考察了上海市农业循环经济的发展背景与目标，提出了土地循环利用、农业废弃物综合利用、城乡工业及生活垃圾循环利用，以及生态产业园等四种基本发展模式［2］。金晶、曲福田、宣亚南等根据循环经济的“5R”原则，提出了资源利用的“反馈式”流程［3-4］。应用在水稻生产上，王妹提出农业产业内部物能相互交换，互惠互利，如种植业的立体种植有各种农作物的轮作、间作与套种等模式［5］。骆世明及郎秀云提出了稻田养殖模式，即稻田养鱼、蟹、青蛙等［6］。学者的研究与实践为发展循环农业提供了科学依据。
在学者的研究中，特别关注循环农业模式在缓解农业生产中生态环境问题所产生的作用与效果。以稻作为例，近年来稻-鱼种养结合的循环农业模式在中国水稻产区得到一定程度的应用，其特点是利用水稻和水产品—鱼等生物生长对土地、水和气候等主要自然生产条件有重合性的特性，采用适用的技术，在同一土地上同时产出多种农产品。这种模式利用了稻田生态系统中的生物的作用机制，达到控制或减少农药和化肥的使用，从而改善生态环境。张清明认为种养结合模式中的稻田养鱼是种植业和养殖业的有机结合，集传统农业、生态农业和现代高产低耗农业为一体的复合型农业，具有良好的经济、生态和社会效益［7］。
廖庆民实验证实在常规的水稻生产中，杂草除了与水稻争肥之外，还争空间、水分和阳光，为了抑制杂草，除需人工除草外，还大量使用化学除草剂，而在稻田种养结合循环农业模式下，杂草可以成为养殖动物的食物来源。经直观验证，未养鱼的对照田，稗草达到64株/10 m2，而养鱼稻田杂草及稗草几乎绝迹，只有5株/10 m2，不需使用化学除草剂。此外，稻田养殖鱼类可以起到灭虫作用。廖庆民试验表明鲤鱼对稻田中的昆虫有明显的吞食能力，特别是对飞虱、泥包虫有控制作用。经测定，养鱼稻田虫口密度为530只/667 m2，而未放养鱼种的对照田，虫口密度为1 280只/667 m2，可以大幅减少农业的使用量［8］。另外在稻-鱼的模式下，稻田因鱼类活动而增加肥力，彭廷柏等实验证实养鱼影响到稻田土壤水稳性团聚体的特性和组成，促进土壤有机质分解，容重减少，孔隙增加，通透性改善，其水、肥、气、热状况均优于一般非养鱼田［9］。
学者们对于这种模式的生态环境效果研究大都是基于条件较为完备的试验研究，但对实际大面积调查研究涉及较少。为此本文以中国南方水稻产区为目标区域，在实地调查基础上考察和验证稻-鱼种养结合的循环农业模式所产生的现实生态环境效应，为进一步发展循环农业提供建议。
1 研究的技术基础
稻田种养结合循环农业模式所产生的生态环境效应主要集中在节肥、节药、抑草、改善土壤和水体等方面上。从多年的稻-鱼模式下的田间试验来看，这种模式的主要生态环境效应表现如下：
（1）减药效应。在稻田生态系统中，杂草具有双重属性。常规的水稻生产中，为了抑制杂草，除人工除草外，还大量使用化学除草剂，造成了较为严重的环境问题。在稻-鱼模式下，杂草可以成为养殖动物的食物来源。栗浩文等的试验结果表明，在不使用除草剂的条件下稻田养殖草鱼可除稻田稗草、慈姑等［10］。杜汉斌等研究证实，稻田鱼类的觅食活动一般可耗掉田间杂草的74%-87%［11］。李月梅试验计算过稻田养鱼的除草剂减药效果［12］（见表1）。稻田养殖鱼类还可以起到灭虫作用。廖庆民试验表明鲤鱼对稻田中的昆虫有明显的吞食能力，特别是对飞虱、泥包虫有控制作用［8］。张承元观察证实鱼能取食水稻脚部位及落在水面的稻飞虱、稻叶蝉、稻螟铃等害虫。此外养殖的鱼类还具有抑制水稻病害的作用，如在鱼捕食水田中的纹枯病菌核、菌丝，从而减少了病菌来源［13］。曹志强等进行的田间调查结果表明，稻鱼共生的稻田水稻纹枯病发病率为47%,明显低于对照田的85%［14］。由此可知稻田鱼类可替代杀虫农药的作用，减少农药对生态环境和农产品质量的影响。
（2）节肥效应。稻田种养结合循环农业模式的节肥效应主要来自两方面：一是稻田养殖的动物生长过程中所产生的废弃物，如粪便等；二是水稻收割后的秸秆直接回田或用于沼气后的沼夜回田。在稻鱼的模式下，鱼类不断的进食而又不断的排除粪便增加了肥力。经测定，养鱼稻
田比未养鱼对照田有机质含量高0112%，碱解氮高68 PPm，全氮高0004 5%；同时还可以增加水中溶氧量，加速了有机质的分解，提高了土壤肥力。经测定养鱼稻田底层水溶解氧为6.5 mg/L，未养鱼的
对照田底层水溶解氧为4.8 mg/L［8］。
Yang Yong、邝雪梅等研究表明，稻田养鱼可以改善稻田耕作层土壤物理化学性质，与对照相比，养鱼田土壤容重减少1515%，总重孔隙度增加1464%，有机碳、全氮、有效氮、速效磷和速效钾分别增加48%、661%、2093%、7239%和3667%［15-16］。卢升高、吴建军等试验测试了稻鱼模式的节肥效应［17-18］（见表2）。
Dsi=λ+γApi+εi(1)
Dsi为第i年化肥或农药投入率；Api为第i年稻-鱼种养结合模式的土地面积占总面积的百分比；λ、γ为参数；εi随机干扰项。
由于不同水稻生产模式化肥农药使用量不同，因此分析中将不同模式的化肥农药使用量分别计算而后加以汇总。由调查得知，农户化肥农药使用还会受农户特征及农户资金量等因素的影响，实际的使用量与常规模式和稻-鱼模式的技术要求使用量有一定的差距，因此为了更好地反映出本质问题，计算化肥农药总使用量的参数以相关技术标准为计算参数。根据测算，南方稻区常规水稻生产平均化肥使用量为192 t/hm2，稻-鱼模式平均化肥使用量为151 t/hm2；常规水稻生产平均农药使用量为705 kg/hm2，稻-鱼模式平均农药使用量为405 kg/hm2。
根据2001-2009年中国统计年鉴、中国农村统计年鉴、中国农业统计年鉴相关统计数据及化肥农药使用量的技术标准，利用Eviews 60软件，估计参数，得出化肥和农药使用量与水稻生产模式的相关方程：
Dscf=1919 9-0407 2Ap(2)
（7 99373）（-9152）
R2（Adjusted）=0999 4。和
Dspc=7049 7-0979 9Ap(3)
（4 01155）（-9196）
R2（Adjusted）=0999 3。
Dscf、Dspc分别为化肥投入率和为农药投入率，参数下面括号内的数值为相应参数的t检验值。从相关方程的估算结果分析，各个估计参数的t检验值都大于1，相伴概率均为0000 0，显著性较好。
由2、3式可以看出南方稻区水稻生产中化肥农、药投入率与稻-鱼种养结合模式的土地面积占比之间呈反线性函数关系，相关系数R2达到了0999 4和0999 3，表明稻-鱼模式土地面积占总面积百分比的变化与化肥、农药投入率变化有显著负相关关系。方程中Ap的系数分别为-0407 2和-0979 9，意味着稻-鱼模式的土地面积占比每增长1%，则化肥、农药投入率分别减少0407 2和0979 9个百分点，化肥、农药使用减量化效果显著。
4 结论与建议
从化肥和农药使用来看，与常规水稻种植相比，稻田种养结合模式由于改善稻田生态系统中的物质和能量的利用关系，其化肥和农药的使用是有明显区别的。一般来说，常规水稻种植过程中，为了确保稻谷产量，农户会按照基本的技术操作规程施用化肥和农药，使用量比较大。而在稻-鱼的稻田生态系统中，土壤和水体的改善以及有害生物的减少，形成了鱼类对化肥和农药的替代关系，在稻谷产量不变甚至增产以及增加鱼类产出的情况下，农户大幅度减少了化肥和农药的使用量，从而产生积极的生态环境效应。为此，转变稻区传统水稻种植模式，实施扶持稻田种养结合循环农业模式的策略，是改善南方稻区农业生态环境，走可持续农业发展道路的重要途径。
首先要制定和调整发展循环农业的政策扶持体系，主要是财政补贴和金融贷款扶持政策；其次要构建发展循环农业的农业科技体系，主要是新型技术的研究和开发及技术推广和服务；再次是实施自然资源和生态环境的保护；最后是深入开展循环农业科技知识教育和培训，培养新型农民。
(编辑：田 红)
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An Analysis on the Ecoenvironment Effect of Circular Agriculture Mode of PlantingCulture in the Paddyfield
LIN Xiaoli1,2 ZHOU Yingheng1
(1College of Economics & Management, Nanjing Agricultural University，Nanjing Jiangsu 210095, China；
2College of Economics & Trade,Jiangxi Agricultural University,Nanchang Jiangxi 330045,China)
Abstract The obvious ecoenvironment effects can be seen when the circular agriculture mode of plantingculture is applied and developed in the paddy production These are mostly reflected in the fertilizer and pesticide saving, grass curbing, and soil and water improving This paper analyzed empirically on the ecoenvironmental effects of fertilizer and pesticide saving of circular agriculture mode based on household survey data of rice area in southern China and the data from China Statistical Yearbook, China Rural Statistical Yearbook, China Agriculture Statistical Yearbook, 2001-2009, Technical Standards of Chemical Fertilizer and Pesticide Usaqe The investigation showed that, comparing to the conventional paddy rice planting mode, 1521% and 4017% dosage of fertilizer and pesticide in the paddyfish mode was reduced respectively and the correlation analysis showed that there was negative correlation between the percentage of paddyfield area of paddyfish mode to total paddyfield area and the input dosage of fertilizer and pesticide in the paddy rice area in southern China The correlation coefficient was-0407 2 and -0979 9 respectively So, in the paddyfield ecosystem of paddyfish mode, the soil and water is improved and harmful organisms are reduced, therefore, the substitute relation between the fish and fertilizer and pesticide is formed Farmers significantly reduce the dosage of fertilizer and pesticide use under the circumstances that the output of rice is stability or even increases and the fish output rises It is proposed to implement the strategy of supporting circular agriculture mode of plantingculture in paddyfield This aimed at improving the agroecological environment in the paddy area
Key words circular agriculture mode; plantingculture combined; the paddy rice area in southern China; paddyfish mode; ecoenvironment effect
收稿日期：2011-10-15
作者简介：林孝丽，博士生，副教授，主要研究方向为循环经济与循环农业。
通讯作者：周应恒，教授，博导，主要研究方向为涉农产业经济。