2024-6-2 17:04 |个人分类:生态科普|系统分类:科普集锦

[本博按] 什么样的农业才能叫生态农业？不解决这个根本问题，生态农业很难形成产业。另外，生态农业的边界在哪里？生态农业的科学原理与应用技术有哪些？生态农业能够解决所有农业问题吗？这些问题长期困惑生态农业的从业者、消费者和管理者。从即日起，笔者将采取连载的方式陆续回答上述问题，希望读者关注并提出批评意见。文章发表在中国农业大学学报 2024，29（6）：08⁃18.

试论生态农业的边界与科学技术原理

蒋高明1,2 刘美珍1,2 赵建设3

（1. 中国科学院植物研究所/植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093；

2. 中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049；

3. 河南中远有机农业研究所, 郑州 450053）

摘 要 由于生态农业概念模糊，加之边界不清，生态学界对生态农业科学原理与技术总结不够，公众对生态农业理解有误，阻碍了生态农业产业发展。在总结和归纳1982-2022年发表的相关文献基础上，本研究简要回顾了国内外生态农业提出的背景及其含义；分析了现代农业的9种主要形态及其特征；重新定义了生态农业概念；厘清了生态农业的边界；提出了指导生态农业发展的理论体系与科学技术。并以弘毅生态农场18年实践为例，验证了本研究提出的生态农业概念、理论与技术体系具有重要的应用与推广价值。

关键词 生态农业；科学原理；范畴；应用技术；食品安全

中图分类号（F323. 3） 文章编号 文献标志码 A

Discussion on the boundary of eco-agriculture and its scientific technology principles

JIANG Gaoming 1,2 LIU Meizhen 1,2 ZHAO Jianshe3

(1. State Key Laboratory of vegetation and environmental change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China;

2. School of resources and environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;

3. Henan Institute of Orangic Agriculture, Zhengzhou 450053, China)

Abstract Due to the unclear concept of eco-agriculture and the vague boundary, the scientific principles and technologies of eco-agriculture have not been well summarized, resulting in a serious misunderstanding of eco-agriculture in the society, which hindered the development of eco-agriculture industry. On the basis of summarizing the relevant literature published from 1982 to 2022, this study briefly reviews the background and significance of eco-agriculture concept at home and abroad, and analyzes the 9 main forms and characteristics of modern agriculture. The concept and the boundaries of eco-agriculture have been refined and clarified. Then we have proposed a theoretical system of science and technology to guide the health development of eco-agriculture. Finally, taking the 18 years practice of Hongyi Ecological Farm as an example, this study proves that the concept, theory, and technology of eco-agriculture proposed here have important application and promotion values.

Keywords modern eco-agriculture; scientific principles; category; application technology; food security

第一次绿色革命以来，农业科学技术不断更新，大量人工合成化学物质应用到种植和养殖过程中，提高了单位土地面积产出，满足了19个发展中国家对食物的需求[1]。然而，数量型农业以牺牲食物质量、生态环境和人类健康为代价[2]，该农业模式并不可持续，生态农业和有机农业应运而生[3-5]。

生态农业之所以重要，是因为其对环境与健康保护意义重大。现代农业高度依赖石化能源，依赖化学肥料、农药与地膜等，这些化学物质的生产、运输与使用，释放了大量温室气体[6-7]，造成严重的环境污染。过量施用化肥，尤其是氮肥，导致土壤酸化严重。以中国为例，2019年化肥平均使用量以N计为325 kg/hm2，远远超过世界平均水平123 kg/hm2 [8]。据不完全统计，中国公布使用的农药、化肥、添加剂、兽药等种类高达50 626种[9]。过量使用化肥，导致土壤酸碱度下降[10]、土壤板结、耕地质量下降、生产力降低、土壤侵蚀、土壤有机质流失等，全球每年仅与土壤侵蚀有关的公共和环境健康损失就超过450亿美元[11]。现代农业模式下，全球每年约460万t化学农药喷洒到环境中，其中99%释放到土壤、水体和大气中[12]。另外，农用地膜的广泛使用污染了农田环境，造成严重的“白色污染”[13]。

以第一次绿色革命为标志的数量型农业，忽略了食物的营养与健康功能，从而导致作物营养品质下降[14-15]，造成隐性饥饿问题，由此威胁着世界上20多亿人口[16]。隐形饥饿是由于营养不平衡，或缺乏某种维生素，或缺乏人体必须的矿物质，同时其他营养成分过度摄入，所产生的隐蔽性营养需求的饥饿症状。隐性饥饿能引起慢性疾病和其他健康失调[17]，如最常见的Fe、I和维生素A缺乏导致的各种疾病。最易受隐性饥饿威胁的人群是生育年龄的妇女、儿童和老人[18]。有研究表明，因农药污染，儿童智力也受到影响[19]。人类多种重大疾病爆发、寿命降低、不育不孕疾病流行与传统农耕方式改变密不可分[20-22]。

为解决现代化学农业带来的问题，国内外学者和政府都进行了各种理论探索与实践[23-24]。上世纪80年代，侯学煜[25]提出了“大农业” “大粮食”观点，指出森林、草原、农田、水域等应分别属于不同的生态系统类型，但从区域观点出发，山、水、林、田、湖、路、村是相互联系的，农、林、牧、副、渔构成了特殊的生态系统，其中不同子系统都能够生产或提供食物，不能搞“围湖造田”、“毁林开荒”、“向草原要粮”等极端的农业模式。侯学煜的上述观点，为生态农业发展奠定了重要理论基础。

1993年，由农业部等7个部委局组成的“全国生态农业县建设领导小组”，启动了第一批51个生态农业县建设工作[26]。2000年，国家启动了第二批50个全国生态农业县建设工作，同时提出在全国大力推广和发展生态农业的任务。2002年，农业部向全国征集到了370种生态农业模式或技术体系，并遴选出具有代表性的10个生态模式类型，包括北方“四位一体”模式、南方“猪-沼-果（稻、菜、鱼）”模式、平原农林牧复合模式、草地生态恢复与持续利用模式、生态种植模式、生态畜牧业生产模式、生态渔业模式、丘陵山区小流域综合治理利用型模式、设施生态农业模式和观光生态农业模式[27-28]。

生态农业经历近半个世纪的发展，引起了越来越多的关注。在政策层面上，中国加大了对生态农业的扶持力度。作为生态农业主要场所的生态农场，得到了国家农业农村部的重视。农业农村部按照《“十四五”全国农业绿色发展规划》有关要求，制定了《推进生态农场建设的指导意见》，以加快推进生态农场建设，促进农业绿色低碳转型[29]。

然而，在现代农业大背景下，生态农业没有起到遏制农业生态系统与人类健康退化的趋势。生态农产品没有得到市场认可，依然停留在小众范围之内。随着社会经济的发展与农业科学技术的不断进步，生态农业原有的含义已不适应当今发展需求，突出表现在概念模糊、边界不清，较多非生态农业元素如农药、化肥、地膜、激素，反季节种植与养殖、无土栽培等都混在生态农业中。由于生态农业的科学原理不明，人们将生态农业简单等同于原始农业，没有形成独特的产业。在陈旧理论指导下，生态农业所使用的科学技术被忽略，转而使用大量化学农业技术，严重阻碍了生态农业发展与生态文明建设。本研究试就生态农业相关热点问题，尤其从生态农业的概念、意义、范畴、科学原理与应用技术等方面介绍有关进展，以期为引领生态农业产业发展提供理论依据。