中国生态农业创新发展的重要原则：农业空龄生态位的合理开发与生产要素科学配置的优化耦合

黄曦

（福建省农业农村工作研究中心，福州 350003）

0 引言

根据国情和农业发展的需要，应用马列主义的时空论，把信息论、系统论、控制论与生物学、生态学、社会经济学紧密地结合起来，通过合理开发利用农业空龄生态位和科学配置生产要素的全方位、全过程的精巧耦合[1-2]，创新生态农业发展，建设具有中国特色的高能、优质、高效生态农业。

1 空龄生态位的合理开发与生产要素精准配置优化耦合的概念

空间和时间作为客观实在的物质形态，是农业经济再生产不可缺少的资源条件。任何农业再生产都需要占用一定的空间，任何农业生产过程都在一定的时间中进行。恩格斯在《反杜林论》中说过：“任何存在的基本形式就是空间和时间；时间之外的存在和空间之外的存在都是极大的荒唐。”在农业生产中，空间具有资源性、有限性、区位差异性、相对稳定性和可更性，可分解为区位、面积、深度、厚度、层次、密度等形式；时间具有资源性、有限性、连续性、选择性、不可逆性，不可贮存性，亦可分解为生产时间、劳动时间、流通时间、周转时间。在农业经济再生产过程中，生产对象占用适宜的空间位和时间段及其质与量的构成所产生的功能作用的总合，就称之为农业空龄经济生态位[3-4]。

农业空龄生态位的开发与生产要素配置的优化耦合，是在充分合理地开发空间和时间生态位资源条件的同时，投入适量的、构成比例合理的生产要素，通过二者精巧的组合接续和实施适用的技术措施，共同作用于农业生产的全过程，充分发挥自然资源条件、生产对象和各种生产要素的潜在生产力，引发谐振，形成功放效应，从而提高农业生态经济系统效益。

2 生态农业发展的必然的选择

中国人多耕地少[5]，人地背反增减，资源短缺日益严重[6-8]，农业生产总水平低，生产规模小，资金不足，制约着农业系统生产力水平的提高。我们别无选择，必须利用生产对象和生产要素相互依存和可替代的关系、占用空间和时间的差异性，以及物质循环和能量转换的特点，全方位开发利用空间生态位[9-10]和巧妙利用时间生态位[11-12]，统筹组合农业生产，以延长有效的生产时间，提高土地生产率，弥补土地、资金短缺，缓解劳动力富余等带来的种种困扰。

此外，农产品的市场竞争日趋尖锐。竞争的胜负，主要取决于农产品的比较优势[13-14]。同种产品的比较优势表现在占用资源的形态和空龄量、产品的质量和经营成本上。生产者为了提高产品的市场竞争力，必须应用先进科学技术，充分、合理地开发利用空龄生态位，并且根据生态系统中生产要素的供求变化，适时、适量给予补充，优化空龄生态位开发与生产要素配置的耦合[15-16]，在形成新的生产力的同时，增强市场竞争力，才能不断推进生态农业持续高效发展。

3 优化耦合的客观依据、原则

农业空龄生态位的开发与生产要素配置的优化耦合，是以客观需要和可能为前提的。

首先是自然资源条件的差异性和多宜性[17-18]，为农业空龄生态位的开发和生产要素配置的优化耦合提供可能。由于自然界中固体运动的地质循环、液体运动的水循环、气体运动的大气循环，以及有机界的生物循环的长期交互作用，不断演化，使不同地区、不同方位，形成不同的自然资源条件，适宜于多种农业生产。同时，人们通过扩大或者改变要素投入组合，使生态位的开发和生产要素配置形成千姿百态的耦合模式，生产出琳琅满目的农产品。

其次，生产要素具有多种类、多效能、可流动、可贮存和有限性的特点[19-20]。生产者可以选择适宜的生产对象，在适宜的生产时间和空间进行生产，并且可以根据需要，合理地配置生产要素，创造更多的财富。

再就是农业生产对象的可选择性，空间布局的离散性，生产时段的可控性，市场需求的波动性，生产者可根据资源条件和市场需求，选择生产对象、时间和空间进行生产。

对空龄生态位的开发与农业生产要素配置的优化耦合必须遵循以下原则。

（1）生态适宜原则[21-22]。“物竞天择、适者生存”，是不可抗拒的自然法则。在开发农业空龄生态位与生产要素配置时，既要根据生产对象对环境的要求、社会对该产品的需要，把各种生产布局到最适宜的环境中去，又要根据生产对象之间及其与资源环境之间的相互影响进行科学的组合和有序的衔接，使之适应环境条件，促进生物的正常生产和增强抗御灾害的能力。

（2）平衡原则[23-24]。生态农业创新发展的基础是物能动态平衡。优化耦合，就是通过科学调控，实现资源要素的供给与生产对象需求及社会经济发展需要完美地结合，保持物能转化的动态平衡，实现农业生态系统有序、协调地发展。

（3）功放原则。生态农业系统整体功能是由系统结构决定的。生态位的开发利用过程，由于生产空间和生产时间的精密组合、接续、交错、叠加和生产对象在生产过程中对环境的影响，带来互补互利以及产生的多级循环转化和增效作用，激发系统内在的增产潜能，产生功放效应，扩增新的生产力。

（4）资源再生与增值原则。农业自然资源开发利用不当，有些可再生资源会失去再生能力。一些生产要素的投入，不能被充分利用。因此，空龄生态位的开发与生产要素的配置，须根据市场需求和生态系统的内在转换规律，进行增优汰劣的整合，保证可再生资源不断增强再生能力，发挥非再生资源的效能，使得资源要素，发挥更大的效能，实现资源持续增值，农业增产增效。

（5）持续发展原则[25-26]。通过科学组织管理，转化不同能量物质形成新的能量物质，使农业生产吸收转化资源要素的总量保持在资源要素供应的阈值内，可供给的资源要素在物质能量循环过程中不断积累，物能丰度逐步提高，从而实现农业生态平衡的持续性、经济发展的有效性及保护环境的增益性等目标。

（6）增产增效原则。生产者采用适用的科学技术，调整生产空间结构，有序衔接生产时间，从而提高农业空龄的有效容积率，确保农业生态系统物能高效循环转化，利用有限的资源生产出更多的农产品。

4 空龄生态位合理开发与农业生产要素科学配置的优化耦合

空龄生态位的开发利用与生产要素配置主要从空龄区位、空龄内在功能和空龄结构调整3个方面进行优化耦合。

4.1 空龄区位优化耦合

区位是指农业生态位开发利用与生产要素配置所处的空间和时间的处位。

4.1.1 空间生态区位的开发与生产要素配置的优化耦合 生产者通过精心组织和调控垂直和水平空间生态位的开发与生产要素的配置，促使物能循环转换有序、增效。

（1）垂直优化耦合。在现有的科学技术条件下，垂直空间最主要的物能转化层包括：地上主要是距地面15 m以下，关键是2.5 m以下，地下主要是距地面2.5 m以内，关键是1 m以内，水体主要是水下40 m以内，关键是15 m以内。人们通过占用不同层次空间的生物群体的科学组合和采用适宜的工程措施，形成多层次的生产系统，其层次越多，覆盖度越大，对周围的水分、空气、光温、养分等利用的范围越大，形成的生物量也就越多。垂直空间生态位的开发与生产要素配置的优化耦合主要类型有以下几种。

一是层状耦合。生产者根据生产对象的特性、占用空间大小、高低及其变化过程的时间差进行组合，把可利用的原生空间和再生产空间充分利用起来，在不同的空间高度、深度形成多种质、多层次的生产系统[27-28]。如：采取螺、贝、鲢鱼、草鱼等混养，鲢鱼在上层，吃食浮游生物，草鱼在下层，食用植物嫩叶，螺、贝在底层，滤食泥水中的残余食饵。空间多层组合，物能多元循转，可产出多种产品，从而提高水体空龄利用率。

二是镶嵌耦合。生产者根据物种的亲和性和空间资源的适宜性，把适生的物种镶嵌进适宜的空间和再生空间[29-31]。如：甘蔗生长到一定高度，其垅间形成阴、潮的空间，适种蘑菇，菇床下的垅沟放水养鱼，形成蔗-菇-鱼多元生产系统。

三是梯阶耦合。利用地形地貌的高度差及其生态环境的不同[32-33]，如利用山顶、山腰、山下温度不同和水土运动规律，分别种植用材林、经济林、粮食、经济作物，既能保持水土，又发展了生产。

（2）水平优化耦合。由于自然要素长期影响和人类的干预控制，引起水平空间及其不同时间的理化形态、水分、内含养分，以及局部水热条件等的差异，根据空龄生态位的差异，生态位开发与生产要素配置主要采取以下模式。

一是地块空间生态位的开发与生产要素配置的优化耦合。地块生态位是指资源经济条件相同、生产功能基本一致的水土空间。如：一个地块、一汪水、一个养殖场等。它是构成农业总体空间的基本单元，空龄开发与生产要素配置的优化耦合模式主要有：镶嵌、交套、递级、关联等。

二是地段空间生态位的开发与生产要素配置的优化耦合。地段是指具有生态适宜性相对一致的不同地块组成一定范围的空间。由于地段内各种资源要素联系密切。因此，地段空间生态位的开发与生产要素配置的优化耦合，首先要因地制宜，适地适产。在此基础上，突出优势，长短结合，以短养长，并且将各项生产周转时间位错开，形成多种循环、滚动发展的生态系统，达到节本、增产、提效。优化耦合模式主要有：链交耦合、网状耦合、递变耦合、多元耦合。

三是区域生态位的开发与生产要素配置的优化耦合。区域是指生态经济的主要特征相对一致、资源经济关联密切、范围相对较大的空间。区域开发与要素配置的优化耦合，首先要根据资源条件适宜性布局生产，以节省用于改造资源环境所需要的投入；其次，以市场需求为导向，根据市场对农产品的种类、数量、时间等的需求，安排生产，适时投入必要的生产要素，同时理顺和拓展流通渠道，提高系统生产力。优化耦合主要模式有：据点拓展、点轴扩散、中心地积聚与辐射及梯度发展等模式。

4.1.2 时间生态位的开发与生产要素配置的优化耦合

时间生态位的差异性、可变性，不仅是农业生产科学组合与有序衔接的客观依据，而且直接影响到社会需求和生态经济效益。因此生产者要根据不同时期的适宜性和社会需求的差异性，组织生产经营。首先要选择生产能力强的生产对象，其次要选择最能发挥增产潜能的关键时间位，最后要根据自然资源营养供给质和量的短缺及其构成，投入适量的营养要素。在农业生产中，耦合的内容、方式要做到：生产对象对资源条件的要求，要尽量与生产占用期间自然资源供给和环境条件的变化相吻合；生产要素配置的质和量要因地、因生产对象适时、适量投入；前后茬生产接续时期，对资金、劳力、技术等物质条件的需求集中，须与可供应能力相适应；生产的产品须与社会需求衔接；不同生产的接续要尽可能不碍产前又利后续生产的顺境接续。

4.2 空龄生态位的功能耦合

不同的空龄生态位都有其特定的功能，农业生产和生产要素投入对资源、环境、社会也都有一定的反作用。生产者为了实现生态位开发与生产要素配置产生功能谐振，获得功放的效果，一般采用2种主要耦合模式：（1）物能循转优化耦合。根据不同生产物能循环转化的内在关系，把生产中的各种物能小循环归纳生态经济系统的大循环，形成以小助大，以大带小的循环增益效应。为此要做到：一是要选择依存关系密切、系统物能循转过程较长、变换过程互补的生产对象，组合成多级、多环的农业生产系统，以提高系统生产力和对环境恶变的抗逆性。二是采取适用的工程、生物、技术等措施，如改良土壤、改善灌溉条件等，创造良好的环境条件，使资源条件的变化节律与生产对象的需求变化节律相吻合；此外，选择或改良生产对象，使之适应自然资源条件。与此同时，及时激活生产要素的增产潜能，共生合力，以提高系统物能循环转化的效率。三是投入生产要素质量的配比与生产对象的需求及其变化相协调，使生产要素供求处于动态平衡与良性循环状态。四要实现生产要素投入产出比最大。优化耦合模式主要有食物链耦合、产业链耦合和物能溢出耦合。（2）顺境耦合。每项农业生产，顺境影响是农业生产和社会经济持续发展的重要支持，而逆境影响则会抑制生产的正常发展。当逆境影响达到一定极限后，就会引起生态环境恶化，制约农业发展，甚至导致生产链的崩溃。因此，要十分重视生产与生态环境关系的顺境耦合。耦合模式主要有：互利耦合、依存耦合等。

4.3 空龄生态位的开发与生产要素配置的结构优化耦合

4.3.1 空龄生态位质的构成优化耦合 空龄生态位和生产要素的质量、性能，基本决定空龄生态位开发的效能。而生产要素质的投入构成，则是空龄生态位合理有效开发的保障。二者优化结合，能有力地提升农业系统生产力。反之，就会阻碍、改变、或者降低空龄生态位的效能。例如，稻-萍-鱼生产组合，须做到稻-鱼-萍占用空间的比例适宜其生长发育，才能增进互利关系。反之，稻-萍-鱼占用时空比例不合理，生产要素投入不能与其需求一致，或农药过量施用，或饵料投入不当等，都会伤害系统生产。只有投入生产要素的质与量、空间与时间和生产对象需求及其变化的结构协调，才能增产增效。

4.3.2 空龄生态位量的构成优化耦合 主要包含以下5个方面。

（1）空间位和时间位构成及分布要适宜生产对象的需要，投入生产要素的质和量的构成也与之协调，才能增产增收。相反，空间大小、时间长短不适宜，要素投入不合理，就会影响系统生产力和生产效益，以至损坏某种生产。

（2）生产要素配置量的构成与生产对象对其需要的构成吻合。生产对象在生产各个时段需要的各种生产要素的量不同，因此要根据生产对象的需求构成投入相应的生产要素。若供求构成不吻合，短缺其中某种要素，其他的要素就成为多余，有的还会损害环境。例如，玉米大喇叭口期每公顷按N:P:K=2.7:1:2.1配施450 kg，可增产75%，若等量单施尿素，只增产30%。

（3）生产要素配置量的构成与自然资源可释放生产要素量的构成相匹配。自然资源条件在不同的空间位和时间位会释放不同的生产要素，有的供生产对象摄取，有的则风化流失，污染环境。生产要素投入量的构成与自然资源条件可释放的生产要素量的构成精准配合，既可提高生态经济效益，又防止污染。

（4）生产要素配置要与生产对象的食物链关系优化耦合。生产对象新陈代谢过程，吸纳营养素，同时排泄废物。有的排泄物可能成为另一物种的营养源。人们可根据物种间的食物链关系，将营养源需求差异组合成供求链。如：利用鱼类营养源不同的关系，按一定比例混养，可减少饵料投入，达到降本增效。

（5）空龄生态位开发与生产要素配置要顺应市场供求变化相。市场供求变化是农业生产的一大风险，因此必须依据市场供求的构成及其变化来决策生产，特别是可变周期的农产品生产。如一些农产品，赶上节日需求高峰期，可增加收入；若赶上市场需求不旺，产品滞销，价低效益小，甚至赔本。

空龄生态位开发与生产要素配置的优化耦合模式与总体产业经济发展有千丝万缕的联系。例如，采用稻-稻-麦的生产模式经济效益高。但若都取这种模式，则会因水源、物化劳动、活劳动投入过于集中，造成资金、劳力供应紧张，既影响生产，又因产品单一，不能满足多样化需求，影响社会经济效益。可见，优化耦合不是绝对的。同样模式，在具备条件的情况下，不失为优化耦合；在不具备条件的情况下，有可能成为劣化耦合。因此，优化耦合，不仅要综合考虑空间位开发的优化，而且要同时考虑时间位开发的优化；不仅要做到基本单元优化耦合，而且要同时做到总体优化耦合，使不同模式在总体空龄结构中都起同向协力、互利共赢的作用，使总体农业空龄经济形成强大的生产力。