现代农业发展研究——有机农业能够拯救化学农业吗？

钟晓萍，彭亚拉

(中国人民大学农业与农村发展学院，北京 100872)



现代农业发展研究
——有机农业能够拯救化学农业吗？

钟晓萍，彭亚拉*

(中国人民大学农业与农村发展学院，北京 100872)

2003～2012年间我国粮食产量实现“十连增”，被称为“黄金十年”，粮食供给已然能够保障国民生存所需。但高产背后，高投入、高能耗的化学农业带来了一系列影响农业可持续发展的问题。该文注重讨论化学农业对生物多样性尤其是遗传多样性造成的严重破坏，以及高效农业发展使传统农耕文化逐渐淡出人们视野的消极影响。认为在“生态文明”理念指导下，国家农业政策正在促使我国农业从目前的反生态发展模式转向体现多功能性的生态农业模式。有机农业在保护生物多样性、传承农耕文化和保障食品安全方面具有的独特作用，使得有机发展模式成为我国农业可持续发展的有效途径之一。

遗传多样性；农耕文化；有机农业；生态保护

黄金十年，我国粮食产量从约4.31亿t增长到5.89亿t，年均增长3.06%，而人均粮食产量也从333.29 kg增长到435.42 kg，年均增长2.25%，粮食产量的快速增长使得我国的基本粮食安全得以保障。从人均粮食拥有量来看，我国粮食产量已能满足国人的温饱，并向小康阶段迈进。有学者甚至指出，我国以19%的人口生产了全球67%的蔬菜和30%的大米，事实上已经存在农业生产过剩问题[1]。我国农业已经不再需要在发展与环境保护这样的“鱼和熊掌”间艰难取舍，而应在保障粮食安全的同时更加注重生态环境保护。长期以来我国农业生产效率较低，农民为增产对化肥、农药等的投入决策扭曲，使农业立体污染、生物多样性破坏以及食品安全等问题日益凸显。党的“十八大”历史性地作出了“大力推进生态文明建设”的战略决策，要求把生态文明建设放在突出地位，国家农业政策重心随之向提倡体现多功能性的生态农业转变。有机农业是顺应“生态文明”理念的有效发展模式，他在保护生物多样性、维持农业景观等方面具有的独特作用，必然使之成为化学农业的有效替代，也是人均水土资源稀缺的中国寻找农业可持续发展模式可能的、有价值的政策选择。

该文着重于概述化学农业的推行对文化景观、生物多样性造成的破坏及随之而来的问题，探讨在国家农业政策重心转向生态农业模式的背景下，有机农业发展模式可能是维护食品安全、保护赖以生存的生态环境所应当而且必须采取的行动。

1 生物多样性及农耕文化的破坏

1.1 生物多样性遭到破坏 生物多样性涵盖3个层次：物种多样性、遗传多样性及生态系统多样性。简单来说，生物多样性就是地球上所有生物的总和。资源与环境经济学主要考虑生物多样性的利用价值与非利用价值。其中，利用价值包括为人类提供食物、能源和生产原材料等的直接利用价值；吸收和分解环境中的有机废物、农药和其他污染物等的非直接利用价值以及生物的未来利用价值。非利用价值则包括遗产价值(为后代保留的价值)以及存在价值(生境继续存在的知识价值)。

我国是全球生物多样性丰富的国家之一，丰富多样的自然条件孕育了丰富的生物物种及多彩的生态系统。但随着工农业发展和城镇化建设，生物多样性遭到的破坏逐渐加重。

农业过度开发，如毁林开荒、过垦过牧，使得生物的生境破碎化，生态系统多样性丧失严重，而生物遗传多样性(物种种群及个体遗传变异总和)破坏引起的后果更为严重。我国水稻品种从20世纪40年代的46 000多个到目前不足1 000个，种植面积10 000 hm2以上的仅300片左右，且半数以上是杂交稻[2]。杂交可能使得物种合并，形成不同种类的群间的遗传同化，直接导致植物种群的杂合子劣势而产生远交衰退[3]。我国大面积推广玉米杂交种，从玉米遗传单一性指标来看，每年2个贡献最大的亲本的遗传贡献率平均在40% 左右，说明玉米生产的遗传单一性已相当严重[4]。李海明等研究发现遗传单一性与玉米单产呈负相关关系：遗传单一性每增加1%，玉米单产减少13%[5]。可见，生物遗传多样性破坏不仅带来巨大的经济损失，也给农业的可持续发展带来了潜在威胁。

1.2 农耕文化遭到破坏 广义的传统农耕文化是建立在传统农业经济基础上的文化形态，是生产关系、社会关系、典章制度以及与之相适应的道德、风俗、习惯等意识形态的总和[6]。农耕文化作为我国传统文化的核心组成部分，凝聚了世代先民的勤劳和智慧，对整个文化社会的发展与传承有着不可替代的作用。

在农业文明发展与传承过程中，人与自然的“和谐统一”关系、小农与社会之间基于亲缘、血缘和地缘联系的互相融合逐渐形成。在“天人合一”观念的指引下，古人遵循协调和谐的三才观、趋时避害的农时观、变废为宝的循环观等行为法则[7]，注重农林牧渔的有机结合，践行最质朴的可持续发展观，实现人与自然的和谐，体现出农耕文化的生态价值。农耕文化也具有重要的经济价值。我国农民在实践中摸索出的系列特色耕作制度及农业技术，创造出土地连续耕种2000多年而地力不衰减的奇迹[8]；农耕文化持续存在，其优美的田园风光、古朴的农耕情调具有独特魅力，对于发展休闲观光农业、增加农民收入的作用不可忽视。独具特色的农耕文化也是重要的文化遗产，如浙江青田的稻鱼共生系统，对于传播稻鱼共生知识、传承独特的“田鱼干”制作工艺意义重大。

目前农业生产中存在的化肥农药不合理使用、忽视倒茬轮作等现象，使得许多数千年来哺育中华民族繁衍生息的民俗用品、传统农具、传统技艺走向衰落，我国农业实践中一些优良传统和理念正在消失[7]，同时许多农业文化景观也逐渐的消失。以云南哈尼梯田为例，人口增长使原有的生产方式无法满足生存所需，哈尼族人开始改造原有农业生态系统：过度开发森林、过量使用化肥、稻田改种经济作物及文化自卑等因素导致梯田稻作生产出现衰微和传承危机，当地生态系统失衡；同时，哈尼族独具特色的“蘑菇房”、祭祀节庆举办场所等在物理和精神空间上均受到挤压[9]。

2 有机农业——对生态、农业景观、食品安全问题的应对

随着化学农业带来的问题日益突出，农业的可持续发展和人类的健康与安全受到严重威胁。有机农业由于禁止使用转基因获得的生物及其产物，禁止使用化肥、农药、除草剂等人工合成物质，因而对于生物多样性的保护、农业景观多样性的增加以及保障食品源的安全具有积极作用。这种内在的推动力使得有机农业成为应对化学农业问题的有效解决之道。

2.1 保护生物多样性 国内外学者对于发展有机农业与生态保护的关系有比较全面的研究。研究生物多样性，国外研究者多采用空间分区的方法(主要考虑地块、田地和农场3种类型)或者采用对照组的方法，以总生物多样性(γ-diversity)、 生境内的多样性(α-diversity，指一个样本单元内的平均物种数量)和生境间的多样性(β-diversity，β=γ-α)为衡量指数，来具体衡量物种丰度(species richness)以及物种单位面积覆盖率(abundance)这两个指标，从而得出发展有机农业有利于维持和增加生物多样性的结论。Koen Mondelaers等以及Janne Bengtsson等的元分析指出大多数国外研究认为发展有机农业有益于生态环境的保护[10-11]。

2.1.1 植物多样性保护。Janne Bengtsson等的研究表明，与现代化农业相比，有机农业系统的物种丰度通常会高出30%，而物种单位面积覆盖率则会高出50%[11]。Yann Clough等则使用α多样性和β多样性两个指标来比较有机和现代化2种不同管理模式下节肢动物和植物的多样性差异，结果表明在有机管理模式下，禁止除草剂的使用使得植物种类的丰度和数量都在增加[10-15]。这个效应与动物的增加是相互呼应的，因为阔叶显花植物的增加吸引了更多的蜜蜂集聚，传粉者的骤增使得植物的多样性增加。植物多样性增加的其他途径来源于β多样性，即整个农场系统自然景观和结构的多样性，在有机模式管理下更加差异化，亦即能够为多种植物的生长提供适宜的环境。Doreen Gabriel(2006)对于德国Soester Boerde、Leine Bergland、Lahn-Dill Bergland 3个农业区域的研究也支持植物多样性增加主要源自β多样性[16]。他们认为无论从微尺度(800 plots)、中尺度(40 fields)还是宏观尺度(3 regions)来看，有机农场的α-、β-、γ-多样性都显著高于现代化农场，而β-多样性分别解释了3个衡量尺度中生物多样性37%、25%和16%。Juri Nascimbene等(2012)更是在此基础上区分了一年生植物和多年生植物对于两种不同管理模式的反应，结果表明有机农业不会破坏多年生植物的生命循环，从而更加有利于增加其丰度和多样性[13]。

2.1.2 动物多样性保护。有机农业对于动物多样性的影响并不十分显著，尤其是在β多样性指标下，因为动物在生境间的流动性更大，更依赖于合适的栖息地和丰富的资源，因此依附地表的动物的多样性，如蜘蛛，则可能减少[13]。但从小的地块(plot/field)来看，动物的多样性是在增加的，主因是害虫天敌数量和种类的增加[17]，还有鸟类及捕食性昆虫的大幅增加。英国鸟类监管委员会(BTO)对22 组匹配农场鸟类的繁殖以及越冬方式的研究结果表明，有机农场中由于无脊椎动物和食物资源丰富，云雀的繁殖密度显著高于现代化农场。德国的研究人员也发现，在勃兰登堡州的Schorfheide-Chorin 生物保护区，豆科作物田地云雀及其他陆地繁殖鸟类的百分比较高[18]。Koen Mondelaers等(2009)更是提出农业生物多样性(agro-biodiversity)和自然生物多样性(natural biodiversity)的概念，认为有机模式会增加农场主养殖的牲畜种类和数量，以及野生动物的多样性[10]。Kristina Belfrage等则研究英国2种类型农场中鸟类种类和分区的多样性，发现有机农场要比现代化模式分别高出55%和78%，而面积比较小(<52 hm2)的农场多样性更加丰富，鸟类种类丰度高出2倍，鸟类分区多样性超过3倍有余，蝴蝶的多样性高出7倍，大黄蜂的数量则要多出13倍有余。他们认为有机小农场模式是建立“高自然价值农业系统”的基础[19]。

2.1.3 微生物多样性保护。 土壤中微生物和土壤表层动物的多样性，如真菌、蚯蚓和部分的节肢动物，在有机农业系统中也呈增加的态势。有机轮作制度所依赖的天然生态过程和土壤中的某种真菌(AM fungi)是共生的，这种丛枝菌根真菌的活动会使植物的根系扩张，土壤活性增强，其中的营养物质被充分开发，加上蚯蚓数量的激增(100万条/hm2增加到500万条/hm2)，有效增加了土壤中有机质的含量(比现代化模式高6.4个百分点)[10]，进而增加微生物的种类，同时涵养水分[15]，产生固碳的效果。这个结果表明有机农业在减少温室气体排放方面也具有不可替代的作用。

2.2 增加农业景观多样性 由于有机农业有利于保护生物多样性，同时讲究多元化的栽培，对于农业景观的管理与保护也有积极作用。荷兰的Stobblaar等对比德国、瑞典和荷兰的农场对照组，发现有机农场的景观和耕作系统的多样性更加丰富，因为有机管理模式下，农场具有更多形状、颜色、气味、声音和空间构造，更多农场上的加工，以及更多的人参与生产，使得有机农场的土地类型、植被、动物以及劳力等的多样性增加，并且各个组分间的关联度更大[18]。R. H. Gibson等研究了英国西南部的10组配比农场，指出有机农场具有更高比例的半自然植被(连续块状分布的林地)以及边界区域的植被(田边、篱墙)，也比传统农场含有更多的景观元素，如非作物区、草地、林地等，使得农场周围的景观更加异质化，增加了生境间多样性[14]。Kristina Belfrage等关注于两种不同模式下农场规模对于景观及生物多样性的影响，发现有机小农场更加注重田块的分区来实现多样化种植，导致田埂和沟渠增加。随着这些“未开垦生境”(non-cultivated habitats)的增加，农业景观的结构性和差异化彰显，既保护了农业景观，也增加了其多样性[19]。M. Rundlöf等也指出有机农场的多样轮作，带来更高比例的草地以及种植多种固氮作物，重塑了农业景观的异质性[20]。由此可见，有机农业对于保护农业文化景观、传承农耕文化有积极的潜在效果。

2.3 保障食品安全 有机农业禁止使用化学合成物，几乎不会形成农药、重金属微量元素的残留，并且遵循动植物的自然生长过程，使得有机产品具有健康(healthiness)和卫生(health)的质量特征。Lairon,D与法国食品安全委员会(AFSSA)的一份报告指出：94%～100%的有机农产品不含任何杀虫剂残留，有机蔬菜中的硝酸盐含量低于传统蔬菜约50%；有机植物产品含有更多的矿物元素、干物质及酶等抗氧化营养素；有机动物产品含有更多的多不饱和脂肪酸[21]。可见，有机农业在保障食品安全的同时也使有机产品富含更多的营养物质。K. Brandt等通过元分析认为有机果蔬中含有更丰富的酚酸及其他免疫化合物，而维生素C比传统果蔬高6个百分点，次生代谢产物的含量高12%，与免疫力相关的化合物含量则高16%[22]。Sancar bulut等研究了有机肥的使用及非化学杂草控制方式对于小麦质量的影响，发现施用有机肥如牛的粪便还田可以有效增加小麦的出粉率、Zeleny沉淀值(与蛋白质含量和制作面包的质量有关)、湿麸质含量以及酶的活性[23]。此外，有机饲养生产的奶制品也含有更多营养物质。Eny Palupi等采用元分析技术，用Hedges’d效应值分析方法比较了现代和有机奶制品所含营养元素的差别，发现有机奶制品含有更多的蛋白质、ALA、总n-3脂肪酸、顺-9及反-11共轭亚油酸、二十碳五烯酸等营养元素，以及含有更多能够表示奶制品营养质量的n-3和n-6比率[24]，表明有机奶制品更有益于人类的身体健康。

3 结语

以化学品高投入为特征的现代化农业发展模式带来了严重的生物多样性破坏以及农耕文化逐渐消失的问题，使得农业生产方式转向体现多功能性的生态农业模式迫在眉睫。有机农业的自然价值是“天然(naturalness)”，即天然有机、天然生态以及天然整体。这种价值观指导下的实践，即要求在农业生产过程中不使用化学物质的同时，遵循生态规则和尊重生命系统的整体性，因而有机农业发展模式在保护生物多样性、保护传统农耕文化等方面具有积极作用。发展和推广有机农业有益于改善我国当下日益恶化的农业生态环境，也利于形成人与自然和谐发展、协调共生的生态机制，践行“生态文明”价值观，实现生态环境的可持续发展。我国应大力推行有机农业发展模式，有序推进生态文明建设，营造“绿水青山”的生态环境。

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Study on Modern Agriculture Development—Organic Farming can Save Chemical Farming

ZHONG Xiao-ping, PENG Ya-la*

(School of Agricultural Economics and Rural Development, Renmin University of China, Beijing 100872)

Between the golden decade (2003-2012), the grain production in China achieved “the tenth consecutive growth”, food supply has been able to ensure national survival needs. High-yield behind, however, is the series of problems impacting the sustainable development of agriculture caused by a chemical agriculture with high investment and high energy consumption. This study attach much importance to the serious destruction of biodiversity, especially to the genetic diversity as well as the negative effect of causing traditional farming culture gradually fading away. Under the guidance of “ecological civilization”concept, the national agricultural policy is prompting China's agriculture from the current anti-ecological development model to convert to the ecological agriculture model embodying the versatility. Organic agriculture’s unique effects on protecting biodiversity, inheriting our farming culture and safeguarding food security, make the organic development pattern becomes one of the effective approaches to the sustainable development of agriculture in China.

Genetic diversity; Farming culture; Organic agriculture; Ecological protection

国家自然科学基金项目(71373269);《区域优势特色有机产品认证关键技术研究与示范》(2014BAK19B00)。

钟晓萍(1993-)，女，四川德阳人，本科生，专业:食品经济与管理。*通讯作者，硕士，副教授，从事食品安全、粮食安全和营养学研究。

2015-04-02

S 13

A

0517-6611(2015)17-381-03