1、生态农业与其未来 傅晓华 1 赵运林 2 （1.湖南农业大学生命科学院 湖南长沙 410006；2.湖南城市学院 湖南益阳 413000） 摘要：生态农业遵循生态学和经济学的基本原理，以系统学方法和依靠当代高科技实现了农业清洁生产、无公害农产品生产，发展了农业循环经济。生态农业是对现代农业的一场革命，它利用传统农业精华和现代科技成果，通过人工设计生态工程、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一。未来生态农业，走农业可持续发展的道路，是一种资源充分利用、合理配置和调节控制的高科技农业。 关键词：生态农业；可持续发展；未来 Th
2、e ecosystem agriculture with its future Fu Xiao-hua1 Zhao Yun-lin2 (1. Agriculture university of Hunan, Changsha, 410004; 2. City college of Hunan,Yiyang,413000) Abstract: The ecosystem agriculture follows the basic principle of the ecology and economics, by the system science, depending on the cont
3、emporary high technology to carry out the agriculture to sweep the production, having no harmful effects agricultural product production, developping the agriculture circulation economy. The ecosystem agriculture is a revolution to the modern agriculture, it makes use of the traditional agriculture
4、essence and modern science and technology results, passing the artificial design ecosystem engineering and moderating development and the , using of resource of the environments and the antinomy of the of the protections, becoming the ecosystem up with economic previous two virtuous cycle, the econo
5、my, ecosystem, social three greatest performances unify. In the future the ecosystem agriculture, walk the agriculture can keep on the road of the development, is a kind of resources is full to make use of, the reasonable installs and regulates the control of high-tech agriculture. Key Words: Ecosys
6、tem agriculture; Sustainable development; Future 生态农业是以生态学理论为主导，运用系统工程方法，以合理利用农业自然资源和保护良好的生态环境为前提，因地制宜地规划、组织和进行农业生产的一种农业。是一种根据生态系统内物质循环和能量转化规律建立起来的综合农业生态系统，它以科学技术为依托，各种高新技术优化组合而形成的一种生态合理、良性循环的精准-信息农业系统。 一、生态农业是对现代农业的革命 现代农业在促进农业生产力巨大飞跃的同时，也逐渐暴露出许多严重的缺点和弊端，一是消耗大量能源，二是资源遭到严重破坏，三是环境污染严重，这些问题严重困饶农业可持续发展
7、，生态农业应运而生。 1生态农业是节省能源的农业 现代农业产品大幅度的增长是以物质和能量的高投入为代价的。全世界农业能耗从 1950 年到 1985 年的 35 年间增加了 6.9 倍，其中主要由于工业发达国家能耗增加了。现代农业主要依赖的已不是人力和土地，其产品大幅度的增长是以物质和能量的高投入为代价的，主要依赖是石油、机械及其制品的大量投入，所以有人称现代农业为“石油农业”。石油是一种不可再生资源，一旦石油短缺或枯竭，将给现代农业带来无法想象的灾难。而生态农业(Ecological Agriculture)的是“生态上能自我维持，低投入，经济上有生命力，在环境、伦理和审美方面可接受的小型农
8、业”。 1生态农业运用生态学原理和系统科学方法，把现代科学成果与传统农业技术的精华相结合而建立起来的具有生态合理性、功能良性循环的一种农业体系。生态农业用农家肥增加土壤肥力、用生物方法防治农作物病虫害，要求不使用化肥和化学农药，保护自己生存环境里的生态平衡，其产品被称为“绿色产品”。生态农业按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的替代农业。 2生态农业是循环利用的农业 现代农业是一种高投入高产出农业，它依靠大量消耗森林、淡水、土地、动植物物种等人类赖以生存和发展的重要资源来维持生产的运转，人类为
9、此付出昂贵的代价。森林面积逐步减少、淡水资源枯竭、生物物种资源濒危、土地沙漠化、表土流失等一系列的后果，正在威胁着人类。要从根本上解决这一切，就发必须从资源循环利用方面下功夫。而生态农业更强调建立生态平衡和物质良性循环，以资源的永续利用和生态环境保护为重要前提，根据生物与环境相协调适应、物种优化组合、能量物质高效率运转、输入输出平衡等原理，运用系统工程方法，依靠现代科学技术和社会经济信息的输入组织生产。通过食物链网络化、农业废弃物资源化，充分发挥资源潜力和物种多样性优势，建立物质循环体系。主要是利用森林、灌木、牧草、绿萍以及农作物来增加土壤中有机物质的积累，提高土壤微生物的活力，提高土壤肥力，
10、并要求把农场一切废弃物和厩肥以及城市垃圾和粪便等物质都用到农业生产中去，甚至把种植业、畜牧业和农产品加工业结合起来，形成一个物质大循环系统。可见，生态农业在生产方式和观念上与现代农业有着本质的区别，是 20 世纪 60 年代末期作为现代农业的“石油农业”的对立面而出现的概念，被认为是继石油农业之后世界农业发展的一个重要阶段。主要是通过提高太阳能的固定率和利用率、生物能的转化率、废弃物的再循环利用率等，促进物质在农业生态系统内部的循环利用和多次重复利用，以尽可能少的投入，求得尽可能多的产出，并获得生产发展、能源再利用、生态环境保护、经济效益等相统一的综合性效果，使农业生产处于良性循环中。 3生态
11、农业是环境保护的农业 现代农业使用的农药和有机氯杀虫剂等在环境中或在农作物产品中残留期长，含有铅、砷、汞的农药和有机氯杀虫剂等化学性质稳定，不易分解，在环境中或在农作物产品中残留期长，脂溶性高，污染危害严重。它除了直接污染土壤外，对大气水体都有不同程度的污染。农药施入农田后，在环境各介质中迁移转化，其中土壤是农药的贮藏库和集散地，大气和水是传递、扩大农药污染范围的媒介；农药作物是直接受污染者，动物是间接受污染者，动物的富集能力强，受污染程度最严重。环境中的农药通过各种渠道进入人体，如果人体摄入量超过允许的限度，则会诱发癌症，严重威胁人类的生命安全。农药大量施用后，在杀死一些害虫的同时，也造成以
12、害虫为食或控制害虫的天敌被杀害。食虫的鸟类也受到毒害。农药还导致害虫的抗药性增强。大量施用化肥是造成环境污染的又一重要原因。过量的施用化肥不仅破坏了土壤结构，使本来松软的土壤变得板结，而丧失了保水保肥的供水供肥的能力。生态农业不同现代农业，它通过适量施用化肥和低毒高效农药等，突破现代农业的局限性，但又保持其精耕细作、施用有机肥、间作套种等优良传统。它既是有机农业与无机农业相结合的综合体，又是一个庞大的综合系统工程和高效的、复杂的人工生态系统以及先进的农业生产体系。生态农业遵循生态学、生态经济学规律，运用系统工程方法和现代科学技术，集约化经营的农业发展模式，是一个农业生态经济复合系统，将农业生态
13、系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益，适应市场经济发展并着力保护环境的农业。 二、生态农业的特点与理念 中国生态农业的基本内涵是：按照生态学原理和生态经济规律，因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工程体系。它要求把发展粮食与多种经济作物生产，发展大田种植与林、牧、副、渔业，发展大农业与第二、三产业结合起来，利用传统农业精华和现代科技成果，通过人工设计生态工程、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一。 1生态农业的特点 第一，综合性。生态农业强调发挥农业生态系统的整体功能，以大农业为
14、出发点，按“整体、协调、循环、再生”的原则，全面规划，调整和优化农业结构，使农、林、牧、副、渔各业和农村一、二、三产业综合发展，并使各业之间互相支持，相得益彰，提高综合生产能力。 第二，多样性。生态农业针对我国地域辽阔，各地自然条件、资源基础、经济与社会发展水平差异较大的情况，充分吸收我国传统农业精华，结合现代科学技术，以多种生态模式、生态工程和丰富多彩的技术类型装备农业生产，使各区域都能扬长避短，充分发挥地区优势，各产业都根据社会需要与当地实际协调发展。 第三，高效性。生态农业通过物质循环和能量多层次综合利用和系列化深加工，实现经济增值，实行废弃物资源化利用，降低农业成本，提高效益，为农村大
15、量剩余劳动力创造农业内部就业机会，保护农民从事农业的积极性。 第四，持续性。发展生态农业能够保护和改善生态环境，防治污染，维护生态平衡，提高农产品的安全性，变农业和农村经济的常规发展为持续发展，把环境建设同经济发展紧密结合起来，在最大限度地满足人们对农产品日益增长的需求的同时，提高生态系统的稳定性和持续性，增强农业发展后劲。 2生态农业的理念 生态农业是一种全新的生态理念，既重视农业生态系统建设，实现高产稳产，保证农业效益的提高，又加强对全部土地资源的合理开发利用和建设；既重视农业生态系统的良性循环，保护生态环境，又不排斥现代科技成果的合理使用，促进经济发展的需要；既有适合不同区域自然条件的农
16、业生态类型，又有适合不同技术层次经济文化水平的生态农业模式。生态农业作为现代农业发展的新模式在我国进行了广泛的实践。各地开展生态农业试点后，粮食总产平均增幅 15%以上，单产较试点前增长 10%以上，分别为全国平均增长水平的 4.5倍和 9.2 倍，人均粮食比试点前增加 21.4%。 2同时还改善了生态环境，增强了农业发展的后劲。生态农业作为替代农业，是对现代农业的完善，包括的类型很多，如持续农业、设施农业、有机农业等等，这些类型的划分其实都反映出生态农业的理念。 生态农业是一种现代集约的可持续农业。现代集约持续农业指的是在实现社会主义市场经济和农业现代化的过程中，调整结构，优化产业和产品构成
17、，提高农业综合生产力，增加资源产出率，保持农业生态平衡，逐步建设成为一个资源节约型、经营集约化、生产商品化的农业。现代集约持续农业的具体内容包括：一是确保国家食物安全和人民健康；二是传统的农业技术的精华和吸收现代高新科技相结合；三是目前仍以技术和劳力密集型的现代农业生产体系为主；四是保护资源和大力保护农村生态环境；五是重视提高农民素质和发扬中华民族农业文化的精华；六是切实保证农民收入持续稳定增长；七是注意逐步走向新的集体化和集约化和发展农村适度规模经济；八是从不同层次上优化农业和农村经济结构。集约持续农业有三个特点：一是集约农作，努力提高年单产，力争有田皆绿、四季常青，精耕细作，提高单位面积产
18、量与质量。二是高效增收。力争高产高效或高产，积极提高劳动生产率，因地制宜调整结构，适当增加园艺作物与养殖业比重，积极发展农产品加工业与其他二三产业；三是持续发展。即要强调自然生态与人工生态相结合，保护资源，改善生态环境，搞好水利与农田基本建设，改善生产条件，提高农业综合技术生产能力。生态农业是可持续农业，是 20 世纪 80 年代国外提出的一种农业发展战略思想，最近几年引起国际上的广泛注意，并从学术探讨进入试验研究和组织实施阶段。可持续农业是指通过重视可更新资源的利用，更多的依赖生物措施减少化石能源的投入，在发展的同时，保护资源，改善环境和提高食物质量，以实现农业可持续发展。 生态农业是一种设
19、施农业。设施农业是指利用人工建造的设施，为种植业、养殖业及其产品的贮藏保鲜等提供良好的环境条件，以期将农业生物的遗传潜力变为现实的巨大生产力，获得速生、高产、优质、高效的农畜产品的农业形式。先进的生产工艺与技术是通过一定的生产设施作为载体来体现的，现代化设施可调节光、热、水、气、矿质营养五大生活要素，能把外界环境的不良影响减少到最低限度，同时还可以对内环境加以补充，如加温，增加 CO2浓度等，在一定程度上克服了传统农业难以解决的限制因素，使得资源要素配置合理，加强了资源的集约高效利用，从而大幅度增进了系统生产力，形成高效益生产。近年来，随着工业进步，设施农业在国内飞速发展，从简单的地膜覆盖栽培
20、到具有现代化自动控制光温设备的大型工厂化设施，都取得了不少成功的经验。我国的设施农业打破了传统农业的时季、地域之“自然限制”，创造了速生、优质、高产、均衡、低耗的现代化农业，对农村脱贫致富，丰富城乡居民“菜篮子”和提高人民生活水平都起到了特殊的重要作用。实践证明，设施农业已成为当今社会农业高度集约化经营的最佳去处，必将成为耕地资源短缺的中国及水、热条件不足的北方地区农业发展的必然，并将成为今后 10 年中国农业现代化中发展最快的产业之一。 3 生态农业是一种有机农业。所谓有机农业是指完全不用人工合成的化学物质的生产制度，在可能的范围内，依靠轮作、绿肥及生物防治等方法，保持土壤的肥力和易耕性，供
21、给作物养分，防治病虫杂草危害的农业。有机农业的制度包括以下内容：一是有机农业的生产水平和经营水平较高的。二是只有在特殊情况下施用少量化肥或农药；三是使用机械作业；四是注意采用轮作和种植豆科作物，种植业与畜牧业结合；五是经济效益比一般农场要低。 三、生态农业的未来 生态农业不是农业演进的最后阶段，只不过是当代农业演进的最高水平。在生态农业以后，还将出现农业演进的新阶段。这个新阶段可能是高技术农业，也可能是精准农业，还可能是信息农业，精准农业是建立在信息技术的基础之上的，我们也把这两者的结合称之为“精准-信息农业”，但归根到底还是一种生态型的农业。 1生态型高技术农业 高技术农业就是指以生物技术、
22、电子信息技术和新材料为支柱的现代高新技术为核心技术的农业形式。这就使得现代农业发生了深刻的变化：一是科学技术研究转向以生物技术、信息技术为主的发展。目前生物技术和信息技术已渗透到农业的各个研究领域，极大地拓展了农业科学研究、农业生产的领域和范围，提高了农业生产的可控程度。二是农业机械化和自动化转向采用高科技技术武装农业机械，使高技术密集型的农用机械进入生产领域，如在联合收割机、播种机、施肥机等农用机械上安装全球卫星定位系统，采用农用智能机器人收获农产品，使用农用飞机进行施肥、施药等。三是农业化学化转向使用农业生物制品，借助生物技术、计算机信息技术，在保护农业生态环境的原则下，减少化肥、农药、除
23、草剂等化工制品使用量，大力发展生物性肥料、生物性农兽药、生物性生长调节剂等生物制品，并采用 3S 技术进行精确施肥、施药。四是作物和畜禽品种向更优质、高产、高抗逆性、广泛适应性方向发展以基因工程为核心的生物技术，突破了动物、植物、微生物之间的物种界限，改变了常规育种技术只能利用有限种内杂交的作法，大大地拓宽了生物界种质优势利用的范围，导致大批转基因动植物新品种的诞生。五是农田水利化，注重利用新型材料和节水设备，加强对输水灌溉工程、灌溉技术和设备进行改造，在大力发展渠道防渗、低压管道输水技术、喷灌、滴灌、喷微灌、渗灌等灌溉技术的基础上，配以电脑自动化设备，加强水资源科学管理。六是农业生产设施化、
24、工厂化，运用现代技术和设备，人工创造动植物适宜的生长环境和条件，进行高度集约化经营。七是管理和运行机制现代化，进一步完善农业生产布局区域化、生产过程专业化、生产管理企业化、生产服务社会化水平。八是农民文化素质现代化，主要表现在农民科技文化知识的现代化和农民思想观念的现代化。通过各种形式的教育、培训，提高农民的科技文化素质，改变农民思想观念，使农民既具有从事现代农业生产的技能，又具备经营现代农业、驾驭市场农业的能力。 2精准农业和信息农业 精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤
25、性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益，同时也是一种信息农业。精准农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统（GIS）。可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。精准农业并不过分强调高
26、产，而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代，是 21 世纪农业的重要发展方向。 中国农业素有精耕细作的传统，但这不是上述特定的以信息技术为支持的精准农业。从面向 21 世纪的未来农业发展看，中国也需要利用信息技术改造传统的农业，促进中国农业的现代化与信息化，进入知识经济时代。中国农业的现代化必须与信息化同步，实施“精准农业”要比美国、西欧国家复杂得多，难度也大得多，要与信息农业紧密结合。这是由于中国农田类型多样，农业基础薄弱，农村贫困，在相当长的时期内仍然是小农经济占主导成分。因此，实施精准农业、实现农业信息化在科学上、技术上和农业基础建设上需要作出更大努力，付出更多的代价，以探索一条适合
27、中国特点的发展道路。我国实施精准农业必定是一个渐进过程，大致上可分为三个阶段：第一阶段为引进、试验、示范阶段。从根本上讲，最重要的是引进精准农业的概念。要根据中国实际，引进必要的技术和装备，建立试验示范点，探索精准农业规律和技术，摸索经验；第二阶段将试验示范工作扩展到大型国营农场和小型农户，即抓一大一小，大小并举，特别要注重在小型农户中实施精准农业的概念和方法，进一步探索规律和积累经验；第三阶段，在多点试验示范基础上，形成中国特色的“精准-信息农业模式”，并在部分地区形成实用化和产业化。在项目上，我们主张吏多地开展节水、节肥、控制杂草与病虫害的节约农药措施的试验研究，以积累经验，为全面实施精准
28、农业提供科学基础。我国是个贫水国家，又是水资源浪费严重的国家，农田灌溉水的有效利用率只有 45，而先进国家达 50-70。根据田间土壤水分情况实施精确灌溉，最大程度地提高田间水分利用率是我国农业资源利用的重要方向。我国化肥利用率也相当低，仅在 30-40，氮肥损失率高达 70-80，浪费十分严重，还造成环境问题。 4实施精准-信息农业，根据田间土壤养分的变异，精确施肥，将会大大节省肥的用量，减低投入。 3生态农业的发展模式 生态农业发展模式是实行粮、豆轮作，混种牧草，混合放牧，增施有机肥，采用生物防治，实行少免耕，减少化肥、农药、机械的投入等。现在创造了许多具有明显增产增收效益的生态农业模式，
29、如稻田养鱼、养萍，林粮、林果、林药间作的主体农业模式，农、林、牧结合，粮、桑、渔结合，种、养、加结合等复合生态系统模式，鸡粪喂猪、猪粪喂鱼等有机废物多级综合利用的模式，这些都是具体的操作模式。从生态学、农业学和经济学理论出发，我们又可以把生态农业未来的发展模式分为利用型、配置型和调节控制型三种模式。 一是以“食物链”原理为依据发展起来的良性循环多级利用型模式。生物之间相互储存又相互制约，一个生态系统中往往同时并存着多种生物，它们通过一条条食物链密切地联系在一起。如按照食物链的构成和维系规律，合理组织生产，就能最大限度地发掘资源潜力，节省资源且减少环境污染。如利用作物秸秆作饲料养猪，猪粪养蛆，蛆
30、喂鸡，鸡粪施于作物，在这循环中，废弃物被合理利用，可减少环境污染。利用生态系统中生物间相互制约，即一个物种对另一物种相克或捕食的天敌关系，还可人为地调节生物种群，达到降低害虫、杂草及病菌对作物危害的作用，如利用赤眼蜂对付玉米螟杀螟、杆菌防治稻纵卷叶螟等。 二是根据生物群落演替原理发展起来的时空演替合理配置型模式。根据生物群落生长的时空特点和演替规律，合理配置农业资源，组织农业生产，是生态农业重要内容之一。采用这种模式，可充分利用农业资源，使产业结构趋向合理，并保护好农业生态环境。如为了让农副业生产向空间或地下多层次发展，可在田间实行高秆、矮秆作物搭配种植，同时在田间的沟、渠、过道的空间搭设棚架
31、，栽种葡萄、云豆等爬蔓作物；或可在温室、蔬菜大棚、专业化生产工厂里，采用普通栽培、无土栽培等方法，进行多层次生产；还可将种植植物和动物养殖搭配起来等。在时间演替上，可采用间作方式，在同一土地种植成熟期不同的作物，以充分利用资源。 三是在生态经济学原理指导下的系统调节控制型模式。在一个生态系统中，生物为了繁衍生息，必须随时随地从环境中摄取物质和能量，同时环境在生物生命活动过程中也得到某些补给，以恢复元气和活力。环境影响生物，生物也影响环境，受到生物影响而改变了的环境又对生物产生出新的影响。如果不顾这个规律，过度开发，只顾索取，不给回报，便会使环境质量下降，资源枯竭。5所以生态农业必须通过合理耕作
32、、种养结合来调节控制生态系统，实现良性循环和可持续发展。如合理使用化肥、农药，有机和无机相结合，资源利用和保护相结合，促进生态和经济两方面的良性循环。 注释与参考文献 1王俊芹,李宪松.区域农业生态安全的综合评价研究以河北省为例J.中国经济评论,2007(11):50. 2黄斌. 对我国生态农业发展的思考J.安徽农业科学. 2007(2):22. 3廖允成,王立祥.设施农业与中国农业现代化建设J.农业现代化研究,1999(1):28. 4刘爱明,封志明.现代精准农业及我国精准农业的发展方向J.中国农业大学学报,2000(2):46. 5张伟东,王雪峰.几种典型生态农业模式的优点及实现途径J.中国农业生态学学报,2007(1):180. 作者：傅晓华，中南林业科技大学副教授 赵运林，湖南城市学院教授、博导 （本文发表于湖南城市学院学报2008 年 1 期）
