1、生态环境 2004, 13(4): 685-688 http:/Ecology and Environment E-mail: 基金项目：国家重点基础研究发展规划项目（2002CB111507）作者简介：李新宇（1979），女，蒙古族，博士研究生，从事生态区评价、生态系统 管理与资源合理利用研究。 E-mail: 通讯作者， E-mail: 收稿日期：2004-05-11生态农业系统综合效益评价研究动态与展望李新宇，唐海萍 *，赵云龙北京师范大学资源学院，北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室，北京 100875摘要：总结了国内外生态农业发展和生态农业系统生态经济评价体系及评价的方法，
2、阐述了生态农业综合效益评价的特点及国内外研究的最新动态。提出土壤健康在 农业持续发展评价中的重要性。最后指出了生态经济系统整合模型在建立生态农业最优化模式中的应用前景。关键词：生态农业；综合效益评价；土地健康；生态经济系统整合模型中图分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2004）04-0685-04生态农业是研究和调控农业生产系统内相关系统(主要是生态环境系统和社会支持系统) 之间的关系，以人口、资源、经济 和环境协调发 展为目标，根据生态学和经济学原理，应用系统工程方法建立和发展起来的具有生态合理性、功能良性循环的农业体系。现代生态农业 在实践中得到了很好的应用，帮
3、助缓 解了粮食生产和生 态环境之间的矛盾。但是，现 有的 农业生 态经济理论启发 和引导人们从事多方面生态农业实践的同时，却难以回答 “生态功能”到底起多大作用的问题；各级政府在强调社会经济生态效益统一的同时，对生态效益到底占多大份额则难以定量说明。人类社会发展到今天，经济增 长的限制因素不再是人 创资本，而是剩余的自然 资 本 ：捕 鱼 受 鱼 群 数 量 的 限 制 ，而 不 是 渔 船 多 少 的 限制 ；原 油 受 石 油 储 备 可 采 性 的 限 制 ，而 不 是 炼 油 技 术 是 否 先 进1。生态环境的恶化和资源的耗竭遏制了我国 经济高速发展的势头，同时对于退化的生 态环境的
4、治理又耗 费了大量的物力财力，对经济实 力的提高产生了很大的 负面影响。由此，对于现代农业的评价需要综合考虑社会、经济、生 态等各种效益，并且不能仅仅 停留在定性描述 阶段。本文基于对国内外生态农业发展和生态农业系统生态经济评价体系及评价方法的介绍，提出土壤健康在 农业持续发展评价中的重要性，以加强生 态效益在综合效益评价中的所占的份量，将经济需求的无限性和生 态供给的有限性二者之间结合点凸现出来，以期解决生 态农业价值评估目前存在的操作困境。同时根据农业 生态系统本身所特有的多尺度、多目标 和跨学科等特点，引入生态经济系统整合模型研究方法，将经济与生态作 为一体来研究，解决由于变量之间的不确
5、定性、非定量性、复杂性为生态农业最优化模式建立所带来的困难，期待为理解 长期的人类活动对农业生态系统的直接或间接影响、理解生态经济系统的复杂性和动态变化及为制定合理的规划和管理方法提供重要工具。1 生态农业的内涵及现状由于我国国情的特殊性， “中国生态农业”概念的表述出现百家争鸣的现象 2，其中近期由赵其国院士 3提出的表述，概括深刻，涵盖全面，最贴切国情背景，足可作为“ 中国生态农业” 概念表述的典型。他指出现代生态农业是以生态理论为基础，以现代生 态农业技术为手段，通过农业与环境、生态与经济的平衡，达到 农业可持续发 展， 农业安全和人类健康的最终目标，即 现代生态农业是 现代农业的发展方
6、向， 现代生态农业的核心是农业的可持续发展，其重要内容是 农业安全。中国生态农业实 践从 20 世 纪 80 年代的试点阶段到 90 年代的生态农业县建设阶段， 现正向建设国家级生态农业示范区的高级阶段发展 4，其内涵在实践中不断扩充、丰富，已逐渐演化成具有中国特色的农业持续发展模式。在市场经济条件下，生 态农业不断探索与 农业产业化紧密结合的道路，在生态农业 建设中逐步 实现区域化、国家化，甚至国际化，同 时以政策、立法为保障，进行产业和环境的整体建设 5。但是目前仍然存在一些 问题，如生 态农业经济规模较小、 农民接受程度低、缺乏市场、 资金短缺和可持续发展的方向不明朗等。目前最需要解决的
7、问题是建立一套既能全面反映系统结构、功能状况，又能反映地区间差异，便于掌握，方便管理的指标体系和评 价方法，并根据生 态农业系统自身特点，建立最优化的发展模式，这对于生态农业的发展普及和推广具有十分重要的意义 6。2 生态农业效益评价体系及国内外研究进展发展生态农业的最终目的是要实现农业的持续发展，其中一个持续发展的农业系统必须具备三个缺一不可的特性，即环 境质量和生 态稳固性、 动 植物生产力以及社会经济的可行性，三者在相互消长中获得平衡。可以理解为：不具备生态可持续性的系统，不论短期 产出利润多高，是不可能长期存在的；同样，一个系 统在长期的 发展中必须保持一定的生产力和利润，否 则，不管
8、它在生态上多么稳定，它在经济上是无法持续的。 农业可持续性的 实现是在三者的平衡中取得的，而平衡内容则依赖于具体地点并随 时间而变 7。686 生态环境 第 13 卷第 4 期（2004 年 11 月）生态农业发展问题，不仅需要在宏 观上进行定性、定向研究，而且还需要在不同层次上进行定量、定位的评价和论证。一般来讲，判断一个系 统是否可持 续，需要 满足以下几个方面的基本条件：（1）分析的可靠性和可测量性；（2）在不同尺度适应度（例如农场，区域，县）；（3）社会和政策的相关性（经济的变化，社会结构等）；（4）包括生态系统过程和与模型有关的过程；（5）广泛的应用性（例如接受程度）。这几种基本标准
9、体现出有两种方法可以评价农业系统的可持续性，一种方法就是对一些 评价系统的参数进行测量，另一种方法就是评价系统的管理水平。虽然前一种方法需要更多的时间、 设备和金钱，但是其各项指标都可以被量化，所以其结果的 说服力更强。目前国内外所使用和发展的指标体系大多都采用前一种方法，后一种方法虽然提到但都只是蜻蜓点水，定性的作一些描述 8。2.1 国内研究进展20世纪80年代以来，我国有关生态农业 系统生态经济评价的研究已前进了一大步，从 单纯 的效益评价发展到涉及系统结构、功能和效益的综合评 价。当前的 问题是如何尽快建立一套既能全面反映系统结构、功能状况，又能反映地区间差异，便于掌握，方便管理的指标
10、体系和评价方法，更好地促进生态农业的发展普及推广 6。因此，需要借鉴国内外有关的经验，应 用已有研究成果，确定出一套实用的评价指标体系。早期的 评价指标体系由自然 资源指标组、系 统结构指标组和功能效益指标组等三组指标组成 9, 10。但是，国内对生态农业系统的综合评价主要侧重于系统功能效益评价，欠缺对系统的自然 资源和结构的 评价研究。 这样就更加限制了不同地区、不同类型农业系 统之间的横向比较，不能较全面地评价农业系统是否可持续发展。但伴随着生态系统安全及健康评价等方面研究工作的不断深入，在很大程度上弥补了上述这些不足 11, 12。目前的评价指标体系所得评价结果基本可以比较不同规模、不同
11、类型的农业生态系统，并且可以应用到 对于不同地区、不同农村的分析比较，具有一定的普遍意义。2.2 国外研究进展近十多年来，国外对生态农业系统 的评价也日益开展起来，从评价内容看，通常注重于建设成效的评价，并且将经济、生 态和社会效益 结合起来，进行综合评价。Barnet 等13总结了可以用来衡量农业可持续发展的各项指标，包括总因子生产力指数（TFP），与土壤健康指数相关的输入输出比率，认为 Tornqvist-Theil 指数最适合用来估计农业的可持续性。 Sarrantonio14指出了几种用来衡量农业可持续性的参数，参数包括描述土壤基本特征的土层厚度、土壤 类型、土地坡度；描述土壤抗性的抗
12、酸碱度、病虫害承载力；土壤侵蚀度；描述土壤化学/物理特征的总碳、pH、 总氮、P、 K 含量等；物理特性（渗水率，持水力等）和一些生物特征（微生物的呼吸率和生物量，土壤酶的活性和土壤 动物的丰富度等）。Steiner 和 McLaughlin15提供了一个模型用来描述 TFP 指标，但是 这个指标 随输入输出系统 价格体系的变化而变化，只能用来衡量总输入与总支出之间的关系，不能反映生 产系统的生物可持续能力。Herdt 和 Steiner16指出要从生物物理、经济和社会效益等三个方面来衡量系统的可持续发展能力。现在国外用得比较多的评价体系包括 TFP、ASI 及其他一些体系，但是由于 TFP
13、存在前文所提到的一些弊端，因此其不能准确衡量可持续发展在该系统中的作用，而这一点又恰恰是反映农业持续稳定发展的基础。还有一些体系只是注重生态效益的评价，无法将不同生 态农业系统进行对比。而 ASI 指数的出 现恰恰填补了 这个空缺，它充分考虑了各方面的影响因子，将社会经济、生物物理和化学等多项指标容纳其中。每个指 标包含许多参数，为每一个参数打分，从低到高，最高分为 100 分。 ASI 的 计算是一个三级过程：首先为每个指示器确定等级，其次 为每个种类计算等级，最后将 8 个指标进行相乘， 为农业生 态系统获得一个总的ASI。该方法在实 践中得到了很好的 应用 17，可以将其用来比较不同的生
14、态农业系统发展情况。与国内相比，国外生态农业系统生 态经济评价研究虽然起步比较晚，但是 发展速度非常快，评价涉及到的内容更加全面，并且方法简单，可操作性强，能够比较真实且全面地反映生态农业的建设水平。3 土地健康在衡量持续农业中的作用及国内外研究进展农业发展的社会经济可持续性往往用一些可以量化的指标来表达，如生 产力、利 润、投入/产出比、人口、教育、交通等，但指示生态环 境状况的因子似乎不容易找到，如人 们的生存环境该如何指示等，由于影响因子复 杂，不易量化，且变化快，目前进 展不明显。 农业 生产过程中的环境问题越来越多地受到人们的关注，生 态可持 续性也一直是可持续农业研究的焦点。但是影
15、响环境的因子众多，所起的作用随具体的时间、地点的改 变也会不同，因此，找出指示生态可持续性的关键因子始终是研究的主题 18。农业的可持续发展有很大一部分要依赖土地健康。土地利用 变化对土质的影响非常明显，由于脆弱的生 态系 统无法缓冲农业耕作带来的影响，所以，不合理的土地管理会直接导致土地质量快速降低，并引起土地生产力持续下降 19。因此，通 过对土地健康进行客观评价，可帮助 强调和准确衡量生 态效益在综合效益评价中所占的份量，且深刻理解和分析社会、经济、环境三者之间的内在联系和响应机制。虽然现在还没有统一的标准来定义土地健康，但可以通 过某一特定条件下土壤的特征和土壤的行为来间接反映土地的健
16、康情况。目前， 虽然还 没有国际统一标 准的土地健康评价方法，但自人类可持续发展战略提出以来，有关土地健康或土地质量评价指标体系的研究已成为土地科学一个新的研究热点。不少国际组织 、国家都相 应开展了 该项研究，也取得了一些成果。 “压力状态响应”(Pressure-State-Response)体系是世界银行、联 合国粮农组织、联合国发展署、联合国环境署联合开展的土地质量指标（Land Quality 李新宇等：生态农业系统综合效益评价研究动态与展望 687Indicators，LQI）研究项目所得出的研究成果 20, 21。它是一个土地质量指标概念性框架，旨在通 过利用土地质量指标测量人类
17、活动对土地资源的压力和这些压力对土地质量状态的影响以及社会对这些变化的响应，并将土地质量指标与相关的政策和管理决策联系起来。土地系统是一个复杂的大系统，不同地域的土地资源特征存在 较大差异。但在土地健康的变化过程中，可以通 过观测 某些外部表现或内部特征的参数变化，来实现对土地资 源健康状况的动态监测。因此，人们对土地健康的关注集中在土地健康状态的变化上，特别 是对土壤 质量下降、表土风蚀、水土流失、植被减少、土地酸化及盐 碱化等导致土地健康 恶化的现象更为关注。为 此，M.Vieira 等人提出了另一种土地健康评价方法_土地条件变化指标（Land Condition Change Indic
18、ator）的土地健康评价指标体系 22。在这个土地条件 变化指标体系框架中，Vieira 等人提出了定性和定量两种土地条件变化指标，其中定性变化指 标要求直观、易于获取，如土壤颜色、地表形态等；定量指标强调计算方法的规范与统一。具体应用指标的选择一定要立足于评价区域的土地资源特征，变化指标的观测频率取决于指标本身的特征，在观测值的分析比较方法上，可采用横向比较(place-to-place)、纵向比较(time-to-time)和假设比较(with-and-without)等综合分析，并通过因果分析分辨出是自身内部因子还是外部因子。该评价指标体系曾用于哥斯达黎加等地的土地健康评价，取得了较为满
19、意的结果。4 生态 经济 系统整合模型在建立生态农业最优化模式中的应用展望生态农业最优化模式的建立属于评价、规划与预测一体化的综合研究，是 根据生态学和 经济学原理， 应用系统工程方法建立和发展起来的具有生态合理性、功能良性循 环的农业体系。在研究 过程中，必 须 充分考虑农业生态系统、宏观经济系统以及社会系统之间的相互协调与制约关系。如何将这个复杂的系统简化到可以研究的程度，并合理解决部分变量的不确定性、非定量性、非编序性等都是研究的重点和难点，为建模特 别是系统最 优化带来了相当大的困难。由于生态经济 系统整合模型的研究可以将生 态的、 经济的、社会的以及生物物理模型整合在可持续发展框架中
20、，考察生态系统与经济系统之间的相互作用和反馈关系，采用遥感与计算机建模技术，结合多种生 态模型和计量经济模型，预测 、模 拟 、优化生态经济系统，从而为解决这一问题提供了很好的手段，成为今后生 态经济学研究的一个重要侧面 23。遥感信息的提取与计算机建模软硬件设施技术的飞速发展，尤其是两者的结合为生态经济 系统整合模型的建立提供了强有力的数据和工具支持，使模型研究至少在技术上变得更容易。计 算机模拟模型是帮助理解整合的生 态经济系统的复杂功能的最好工具之一。在 High Performance System，Inc（HPS）基于 Forrester 建模 图形语言上开发的一种便于思想交流的软件
21、 STELLA 之后，由于它具有可操作性，将定量与定性分析相结合及能 够处理高阶次、非 线性、多重反馈的复杂时变的社会系统有关问题（预测功能）等特点，该软件被大量 应用于生态经济 系统的建模 2426。其中有关农业资源与环境的管理与利用的整合模型是生态经济整合模型中非常重要的一部分。目前也已建立了很多有关农业系统可持续性的生态经济整合模型，并得出 许多优化的农业可持续发展模式 27, 28。设计中包含 农民个体、社会 经济以及生态等多目标的农业生态系统管理决策支持模型，关注自然保持和环境保护与农业生产之间的关系，其核心是一个多目标线性规划模型，用于 经济 和生态目标融合的农业可持续发展的土地利
22、用方式选择，模拟在农田层次上政治和经济条件对农业土地利用方式决策的影响以及在区域尺度上生产技术的经济和生态目标之间的平衡。除STELLA 软件外，国外基于系统动力学还开发出许多用于生态经济系统整合模拟的应用软件包，包括网络模型POWERSIM、使用者可以作二次开发的 EXTEND、数学功能比较强大的 SIMULINK 以及 VENSIM 和 MODEL MAKER 等等 2931。借助这些软件包，可以更好地理解复杂系统，并能准确预测 、模 拟、优化生态经济系统，为区域的生态农业结构调整和发展规划提供一种有用的模式。系统动力学模型在国内也得到了一些应用 32, 33，但由于方法和理念过于保守和陈
23、旧，多被用于对系统进行模拟预测，而非展现对经济与生态环境关系的基本理解和评价。因此，国外生态经济整合模型研究方法和理念上的创新对于我国的生态经济系统整合模型研究具有十分重要的借鉴意义。5 结语综上所述，生态农业对 于解决当前 农业发展中存在的经济与环境的矛盾是一个很好的途径，通 过对农业系统的有序科学的管理，有望达到经济与生 态双赢的目的。目前国内外的许多综合效益评价方法之间是可以互补的，其中土壤质量变化和可持续系统之间有着密不可分的关系。 对土地健康状况进行评价可以定量评价生态效益在系统综合效益中所占的比例，从而突出生态功能在生 态农业实践中的重要作用。同时由于生 态经济整合模型包含 现实世
24、界复杂性的严格的经验分析方法，在指 导 人们构建生态农业系统最优化模式上具有巨大优势，借助目前各种相关 软件包的开发和问世，该方法在解决 农业资 源可持续利用及为制定合理的规划和管理方法等问题方面更具应用前景。参考文献：1 ANN M J. Investing in Natural Capital: The Ecological Economics Approach to SustainsbilityM. Washington: Island Press, 1994.2 陈耀邦. 可持续发展战略读本M. 北京: 中国计划出版社, 1996. 1-4.3 赵其国. 现代生态农业与农业安全J. 生
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39、ege Of Resources Science and Technology, Beijing Normal University, 100875 Beijing, China;Education Ministry Key Laboratory Environmental Change and Natural Calamity, Beijing Normal University, 100875 Beijing, ChinaAbstract: Attention has been focused on the development of ecological agriculture in
40、China and its comprehensive benefit appraisal systems. Traditional agriculture cannot meet the demands of a growing population and current agricultural practice has also been posing environmental problems and causes agricultural production hazard in the future. Although as a direction for the develo
41、pment of sustainable agriculture, theories of ecological agriculture has matured, and is widely acknowledged and practiced, researches on the comprehensive benefit appraisal system and optimized model of ecological agriculture are still at the beginning stage, which has considerably restricted the p
42、opularization and extension of ecological agriculture. It is difficult to appraise its ecological benefit because of the complexity and diversity of the ecosystem. This article aims at analyzing and discussing measurements of comprehensive benefit appraisal of ecological agriculture system, based on
43、 both the Chinese and overseas experience. Considering the characteristics and important role of land health evaluation in appraising sustainable agricultural development, the method of calculating ecological benefit can be simplified and its relevance in the comprehensive benefit strengthened. The advantages and prospects of ecological-economic integration model research for setting up optimized ecological agriculture system was also 李新宇等：生态农业系统综合效益评价研究动态与展望 689discussed.Key words: ecological agriculture; comprehensive benefit appraise; land health; ecological-economic integration model
