胡 濤, 齊 曄, 孫鴻良

(1.湖石可持續(xù)發(fā)展研究所 深圳 518081; 2.清華大學公共管理學院 北京 100083; 3.中國農業(yè)科學院 北京 100081)

1 生態(tài)農業(yè)理念的提出及其產生背景

農業(yè)是社會發(fā)展與繁榮的基礎[1]。經歷了從原始的刀耕火種、自給自足的傳統(tǒng)農業(yè)到現(xiàn)代化農業(yè),通過科學技術的進步和土地利用的集約化, 人類社會在農業(yè)生產上取得了巨大的成就。但建立在工業(yè)化基礎上的現(xiàn)代農業(yè), 消耗大量資源和能源也帶來了一些嚴重問題, 并引發(fā)了包括生物多樣性喪失、水土流失、土地退化、生態(tài)資產破壞、環(huán)境污染等一系列全球性的生態(tài)與環(huán)境問題[2-3]。據(jù)統(tǒng)計我國西北地區(qū)以人為因素造成生態(tài)資產破壞損失值最大的是新疆和青海, 分別占其1985年國民經濟收入的86.3%和93.5%, 甘肅和陜西次之, 分別占10.62%和8.97%[4]。造成這些問題的原因是多樣的, 其中農業(yè)的發(fā)展方式或是關鍵之一。人們越來越認識到農業(yè)的目標不僅要提高產量, 還需提高產品質量、確保食品安全; 不僅要提高土地產出率、獲得經濟利益,更應尊重自然、保護環(huán)境, 發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的多種環(huán)境服務功能并促進農村的可持續(xù)發(fā)展[5]。由于過度利用造成農業(yè)生態(tài)資產破壞, 許多地方嘗試以“生態(tài)補償”來補救。為了糾正在經濟建設模式上追求表面繁榮的失誤以及在政策法制上缺乏約束力等問題,研究者和實踐者紛紛探求重建農業(yè)新模式來替代[6]。各國紛紛提出了有機農業(yè)、生物農業(yè)、自然農業(yè)、生態(tài)農業(yè)、復合農業(yè)、循環(huán)農業(yè)、可持續(xù)農業(yè)等模式與理念。盡管它們的名稱和內涵不盡相同, 但是都反映了適應時代變革和探索農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的強烈愿望[7]。

四十多年前, 著名生態(tài)學家馬世駿先生適時提出生態(tài)工程建設的設想。1987年, 馬世駿、李松華先生撰文[8]指出: “生態(tài)工程是應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質循環(huán)再生的原理, 結合系統(tǒng)工程的最優(yōu)化方法, 設計的分層多級利用物質的生產工藝系統(tǒng)”,并指出: “運用了生態(tài)工程原理建立起來的農業(yè)才是生態(tài)農業(yè)”。

人類對生態(tài)系統(tǒng)的利用往往超越了自然生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和恢復力的閾限, 造成生態(tài)系統(tǒng)退化。石油農業(yè)的理論和實踐不符合生態(tài)工程的原理, 需要以生態(tài)農業(yè)對其進行改造甚至替代。20世紀80年代末90年代初, 我國各地紛紛發(fā)展生態(tài)村、生態(tài)縣,這與馬世駿先生的生態(tài)工程理念在全國傳播有關。同時國家連續(xù)幾年發(fā)布的一號文件強調調整農業(yè)產業(yè)結構, 皆起到了重要的引導作用。早在20世紀90年代初, 全國生態(tài)農業(yè)試點就達2000多個, 通過評審的生態(tài)村、鄉(xiāng)、縣、市等達100多個。馬世駿先生對此頗為肯定, 他在作為筆者之一1993年主編出版的《生態(tài)農業(yè)的理論與方法》一書的序言中寫道: “生態(tài)農業(yè)在我國的興起, 有其政治、社會、經濟背景,現(xiàn)時各地建立的生態(tài)農業(yè)試點(或稱農業(yè)生態(tài)工程、廢物資源化工程等)已不同程度地顯示出它在緩解糧食、資源、農村能源、人口(就業(yè))、環(huán)境污染五大世界性重大社會問題上所起的作用, 同時對我國農村經濟增長做出了貢獻”[9]。說明生態(tài)農業(yè)試點早在40年前就已取得了顯著成效。

2 中國生態(tài)農業(yè)40年回顧

2.1 生態(tài)農業(yè)理念被廣泛接受, 并進入生態(tài)文明新階段

李文華把中國生態(tài)農業(yè)的發(fā)展大致分為傳統(tǒng)技能積累、起步發(fā)展、穩(wěn)步發(fā)展和創(chuàng)新發(fā)展4個階段[5]。他認為中國自古崇尚“天人合一”、保護自然、用地養(yǎng)地相結合。在樸素的生態(tài)學思想的指引下, 開發(fā)了一系列寶貴的生態(tài)農業(yè)模式與技術[10]。例如以稻魚共生、?；~塘為代表的農業(yè)綜合模式, 和以都江堰、坎兒井為典型的傳統(tǒng)農業(yè)工程等。在長期的農業(yè)實踐中積累了樸素而豐富的經驗, 奠定了人與自然共榮共存的生態(tài)哲學理念, 并蘊涵著值得今天借鑒的生態(tài)保護和可持續(xù)發(fā)展的意識。

我國生態(tài)起步發(fā)展階段肇始于將樸素的傳統(tǒng)經驗上升到科學理論和方法[11]。20世紀80年代初, 針對農業(yè)現(xiàn)代化的一些弊端[12], 學術界在深入調查中,對我國農業(yè)發(fā)展道路進行了廣泛討論, 在一些地方開展了生態(tài)農業(yè)的試點。在這一實踐背景下,1981年, 馬世駿先生在農業(yè)生態(tài)工程學術討論會上提出了“整體、協(xié)調、循環(huán)、再生”生態(tài)工程建設理念[8]。1982年, 葉謙吉先生在銀川農業(yè)生態(tài)經濟學術討論會上發(fā)表《生態(tài)農業(yè)——中國農業(yè)的一次綠色革命》[13]一文, 一部分高等農業(yè)院校和科研單位開始了生態(tài)農業(yè)的探索。

20世紀90年代后, 我國生態(tài)農業(yè)進入穩(wěn)步發(fā)展階段。研究者從物質與能量、結構與功能、系統(tǒng)設計與效益評價等角度對典型生態(tài)農業(yè)模式進行研究[14-17], 初步形成具有中國特色的生態(tài)農業(yè)的理論體系[5,18], 生態(tài)農業(yè)理論與方法研究不斷深化, 并受到世界廣泛關注。1991年5月, 馬世駿先生和農業(yè)部邊疆先生共同定義了中國生態(tài)農業(yè)的基本概念, 認為生態(tài)農業(yè)是指在經濟和環(huán)境協(xié)調發(fā)展原則下, 根據(jù)生態(tài)學、生態(tài)經濟學的生物和物質循環(huán)再生的原理,總結吸收各種農業(yè)生產方式的成功經驗, 應用生態(tài)系統(tǒng)工程方法和現(xiàn)代科學技術建立和發(fā)展起來的合理安排農業(yè)生產的優(yōu)化模式, 因地制宜的農業(yè)體系[1]。在此期間高等院校與研究所相應出版了有關專著,有沈亨理、李文華、葉謙吉、駱世明、王兆騫等出版的教材, 王如松、石山、任繼侗、韓純儒、張壬午等出版的專著, 以及由農業(yè)部邊疆、郭書田、李毓堂等主編出版的生態(tài)農業(yè)會議論文匯編等。與此同時錢學森先生提出第六次產業(yè)革命概念, 發(fā)表了“迎接第六次產業(yè)革命, 建立農業(yè)型知識密集產業(yè)”一文(1984年), 對我國北方大面積退化草地進行修復、改良與建立人工草地有重要指導作用。全國建立了草地管理建設十大基礎體系, 在20多個省(自治區(qū))建立了40多個草地牧業(yè)綜合開發(fā)試驗點, 我國草產業(yè)得到蓬勃發(fā)展, 使廣大退化草地在草產業(yè)發(fā)展過程中既提供大量優(yōu)質飼料, 又改善生態(tài)環(huán)境[19]。1993年, 李文華在瑞士出版了《Integrated Farming Systems in China》[20]一書, 提出適合中國的農業(yè)分類系統(tǒng)和綜合評價體系。2001年, 李文華主編的《Agro-Ecological Farming Systems in China》[2]對中國的傳統(tǒng)經驗和研究成果進行了全面闡述。聯(lián)合國教科文組織高度評價, 并將其列為生態(tài)學系列叢書出版。該書傳播了中國具有先鋒作用的重要工作,并應用于不同的生態(tài)-地理地帶的可持續(xù)農業(yè)中。孫鴻良教授系統(tǒng)總結了中國生態(tài)農業(yè)的理論與方法,著有《生態(tài)農業(yè)的理論與方法》一書[9], 得到了國內外同行的認可。同時, 以朱有勇為代表的中國學者,在《Nature》和《PNAS》等國際知名學術期刊上發(fā)表了一系列文章, 揭示并驗證了中國傳統(tǒng)生態(tài)農業(yè)模式可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)學機制[21-22]。

在此階段, 一批總結性的成果陸續(xù)面世。1994年, 《中國農林復合經營》出版, 對國內的傳統(tǒng)經驗和農林復合領域的研究成果進行了全面闡述[23]。2003年, 由李文華院士主編近百位科研人員共同編撰的《生態(tài)農業(yè)——中國可持續(xù)農業(yè)的理論與實踐》正式出版, 從發(fā)展、原理、模式、技術、區(qū)域、管理、展望等方面, 對中國生態(tài)農業(yè)進行了系統(tǒng)總結[24],獲得了中國圖書獎。在此期間, 我國生態(tài)農業(yè)進入了蓬勃發(fā)展階段。1993年由農業(yè)部等7部門組成了“全國生態(tài)農業(yè)縣建設領導小組”, 啟動了第一批51個生態(tài)農業(yè)縣建設工作[25]。2000年, 國家啟動了第二批50個全國生態(tài)農業(yè)縣建設工作[26], 同時提出在全國大力推廣和發(fā)展生態(tài)農業(yè)。2002年, 農業(yè)部向全國征集了370種生態(tài)農業(yè)模式與技術體系, 并遴選出具有代表性的10個生態(tài)模式類型, 包括北方“四位一體”模式、南方“豬-沼-果(稻、菜、魚)”模式、平原農林牧復合模式、草地生態(tài)恢復與可持續(xù)利用模式、人工草地、生態(tài)種植模式、生態(tài)畜牧業(yè)生產模式、生態(tài)漁業(yè)模式、丘陵山區(qū)小流域綜合治理利用型模式、設施生態(tài)農業(yè)模式和觀光生態(tài)農業(yè)模式[27]等。

21世紀以來, 我國生態(tài)農業(yè)得到政府大力支持并進入創(chuàng)新發(fā)展階段。2003?2021年中國連續(xù)多年發(fā)布促進“三農”綜合發(fā)展的中央一號文件, 明確肯定并鼓勵發(fā)展生態(tài)農業(yè), 提高農業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力, 促進鄉(xiāng)村振興。2012年, 黨的十八大將生態(tài)文明建設納入“五位一體”中國特色社會主義總體布局, 要求“把生態(tài)文明建設放在突出地位, 融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程”。中國的生態(tài)農業(yè)隨之進入新階段。生態(tài)農業(yè)的研究和發(fā)展更強調系統(tǒng)性和綠色發(fā)展, 充分發(fā)揮農業(yè)的多樣性與多功能特點, 重視農業(yè)生產中積累的傳統(tǒng)知識和農耕文化。2002年, 聯(lián)合國糧農組織發(fā)起了全球重要農業(yè)文化遺產(Globally Important Agricultural Heritage Systems, GIAHS)的保護工作[27-28]。中國學者積極參與, 從生態(tài)、文化、農史、農業(yè)、法律等多學科角度開展了深入研究, 推動了該項工作的順利進行[29-30]。駱世明[31]認為, 我國社會經濟發(fā)展水平已經接近或到達實施農業(yè)生態(tài)轉型的拐點, 提出了我國未來農業(yè)生態(tài)轉型的方略。

2020年6月底全球共有22個國家的62個傳統(tǒng)農業(yè)系統(tǒng)被列入到GIAHS名錄中, 其中15個在中國。2012年3月, 農業(yè)部正式發(fā)文開展中國重要農業(yè)文化遺產的挖掘和保護工作。目前, 已批準5批共118個中國重要農業(yè)文化遺產[32]?？梢哉f, 中國生態(tài)農業(yè)經過40多年的實踐和發(fā)展, 積累了豐富的經驗和教訓, 構建了與農村發(fā)展、農民致富和環(huán)境保護與修復、資源高效利用融為一體的新型綜合農業(yè)體系,進入與區(qū)域經濟、產業(yè)化和農村生態(tài)環(huán)境建設緊密結合的新階段, 融入生態(tài)文明建設體系。

隨著生態(tài)農業(yè)實踐的迅猛發(fā)展, 關于生態(tài)農業(yè)的科學研究日趨深入。得益于科技界的高度重視、各級政府的有力推動和農民的積極參與, 生態(tài)農業(yè)的發(fā)展在理論研究、定位研究、工程模式、技術集成、生產管理等各方面都取得了明顯進步。中國生態(tài)學學會建立了農業(yè)生態(tài)學專業(yè)委員會, 原中國科學院石家莊農業(yè)現(xiàn)代化研究所創(chuàng)辦了《中國生態(tài)農業(yè)學報》, 一批研究文章和學術專著在國內外發(fā)表。特別是在全國形成了許多不同類型的生態(tài)農業(yè)模式,建立了不同規(guī)模的生態(tài)農業(yè)試點, 各試點單位在經濟、社會和生態(tài)環(huán)境等方面都有很大程度的改善和提高。例如在實踐中農業(yè)生態(tài)工程因幾大生態(tài)效應產生了更大經濟效益。這些生態(tài)效應包括整體效應、邊緣效應、協(xié)調效應、資源循環(huán)再生效應。說明通過系統(tǒng)耦合與生態(tài)工程以擴大能源、物源規(guī)模可以獲得多種產業(yè)的整合效應, 走向經濟繁榮與可持續(xù)發(fā)展[33]。這些成就的取得充分顯示了生態(tài)農業(yè)理論的正確性、現(xiàn)實性與可行性, 具有勃勃生機并釋放巨大的發(fā)展?jié)摿? 體現(xiàn)了農民、科技人員和領導干部通力合作之下的創(chuàng)造力, 使生態(tài)效益、經濟效益、社會效益皆十分顯著, 代表了中國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。

2.2 生態(tài)農業(yè)技術經濟體系建立、生態(tài)經濟效益不斷上升

早在1978年青藏高原的青海香日德就出現(xiàn)春小麥(Triticum aestivum)單產22 792.5 kg?hm?2的高產紀錄, 使生長季光能利用率高達5.9%, 至今仍經久不衰。孫鴻良[34]指出其關鍵原因在于生態(tài)技術進步, 從整體上調動了系統(tǒng)功能優(yōu)化, 特別是在增長生態(tài)系統(tǒng)自組織能力與發(fā)揮整體效應上。

生態(tài)農業(yè)體系建設的一個重要標志是相關的企業(yè)發(fā)展迅速, 產值和效益不斷提高。根據(jù)2020年12月國家統(tǒng)計數(shù)據(jù), 中國A股市場的綠色生態(tài)農業(yè)概念上市公司一共有34家, 其中5只股票在上海證券交易所交易, 另外的29只股票在深圳證券交易所上市。市值排在前10位的公司(股票簡稱)依次為海大集團、北大荒、隆平高科、魯西化工、新洋豐、中糧科技、登海種業(yè)、三聚環(huán)保、禾豐牧業(yè)、羅牛山, 其中排名第一的海大集團主要從事飼料、種苗、生物制藥、智慧養(yǎng)殖等農業(yè)經營, 為近百萬戶種養(yǎng)戶提供全面的技術服務解決方案, 以循環(huán)生態(tài)農業(yè)理念幫助種養(yǎng)殖戶提升管理水品實現(xiàn)高質量發(fā)展。2020年, 海大集團飼料銷量1466萬t, 實現(xiàn)營業(yè)收入603.24億元, 市值超過980億元, 而到了2021年4月,其市值更增長到1329億元, 市值增長率超過35%, 他們不僅有很高的經濟效益, 而且對環(huán)境保護也有一定的貢獻。

2.3 生態(tài)農業(yè)對實現(xiàn)碳中和的作用逐漸凸顯

我國碳達峰碳中和“1+N”政策體系將盡快發(fā)布,中國氣候變化事務特使謝振華在主題為“全球綠色復蘇與ESG投資機遇”的全球財富管理論壇2021北京峰會上指出, 2060年實現(xiàn)碳中和不只是二氧化碳,還有包括甲烷、氧化亞氮等全部非碳溫室氣體。農業(yè)是甲烷、氧化亞氮等非碳溫室氣體排放的主要來源, 生態(tài)農業(yè)對農村生活污水、垃圾、畜禽糞便、秸稈等廢棄物進行綜合利用的整體思維, 將促使農業(yè)領域非碳溫室氣體大幅減排, 盡早實現(xiàn)碳中和目標。

3 生態(tài)農業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

3.1 生態(tài)農業(yè)的工程化、體系化程度仍不夠高

從供給側的角度看, 生態(tài)農業(yè)的建設需要將農業(yè)生態(tài)工程的理念轉化為系列工程技術才能實現(xiàn)其功能。當前, 生態(tài)農業(yè)的溫室大棚工程、畜禽糞污處理工程、農村能源工程、農村環(huán)境工程、灌溉工程等方面的技術, 雖然有很大進步, 但相關的工程化水平還有很大發(fā)展?jié)摿τ写诰?。農業(yè)本身是一個龐大的生態(tài)系統(tǒng), 生態(tài)農業(yè)試圖將諸多子系統(tǒng)的工程有機整合為一體, 還缺乏一系列的大量的定量化工程設計依據(jù)。當前仍然是設想多、工程化程度卻較低, 產業(yè)規(guī)模較小, 這與農業(yè)生態(tài)工程研究不足、工程化參數(shù)太少有關。

3.2 生態(tài)農業(yè)與碳市場銜接度不高

農業(yè)生產過程中, 垃圾露天堆放、污水外排、畜禽糞便處置過程都會產生大量甲烷; 農田施肥、秸稈還田等則產生氧化亞氮。一方面甲烷、氧化亞氮目前收集、利用困難, 少有最佳實踐案例; 另一方面, 目前甲烷、氧化亞氮等非碳溫室氣體還無法拿到碳市場進行交易。生態(tài)農業(yè)工程化過程中因資金問題往往出現(xiàn)“曬太陽”現(xiàn)象, 資本市場由于看不到非碳溫室氣體在碳市場中的收益遲遲不愿進入生態(tài)農業(yè)賽道, 造成生態(tài)農業(yè)與碳市場嚴重脫鉤, 可持續(xù)性不強。

3.3 市場上的生態(tài)農產品尚需消費者的更多認可

從需求側的角度看, 由于近年來我國居民生態(tài)消費意識覺醒, 對高品質農產品有旺盛的需求, 特別是無污染的有機生態(tài)農產品。生態(tài)農業(yè)產品由于投入較多, 本應在市場上的價格比普通農業(yè)產品要高一些。但這些額外成本在市場價格中并未充分體現(xiàn)出來, 由于生態(tài)農產品價格偏高, 認知和認可度不夠,消費者的購買意愿難以轉化為實際的行動。

而生態(tài)農產品必須在保護、改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境的前提下, 才能生產出合格的無公害的、富營養(yǎng)的、健康的農產品。但目前市場上, 在可供選擇的屬于真正生態(tài)農產品中, 缺乏信任度高的、具嚴格認證的產品。有些“有機食品” “綠色食品”證書遭到消費者質疑。生態(tài)農產品市場亟需強化政府監(jiān)管, 打擊假冒偽劣的生態(tài)農產品。只有消費者對生態(tài)農產品有足夠的信心, 才能將消費者對生態(tài)農產品的需要轉化為市場需求。

3.4 生態(tài)農業(yè)建設缺乏充分的政策支持

從政策法規(guī)角度來看, 生態(tài)農業(yè)具有公共產品屬性, 其帶來的良好的生態(tài)環(huán)境效益與積極正面的社會效益需要政策予以鼓勵與支持, 包括建立有效的激勵政策與保障體系, 以及對生態(tài)資產破壞需要修復而獲取產品的補償政策等。當今政策在制定與實施過程中, 往往缺乏全面系統(tǒng)性。例如, 對使用有機肥生產出的有機生態(tài)食品缺乏足夠的鼓勵配套措施, 使得農民并沒有經濟激勵動機愿意更多地使用有機肥進行生產。20世紀80年代提出的草原法, 提出類似農業(yè)土地承包制, 要求以草定畜, 以牲畜頭數(shù)為統(tǒng)計單位, 而缺乏草場載畜量的限額指標, 無形中認可了草場超載, 造成草場大面積退化。有關政策法規(guī)缺乏相互的協(xié)調性、整體性, 例如林地養(yǎng)鴨應有養(yǎng)林政策, 也要根據(jù)林地蟲害情況制定定量養(yǎng)鴨政策等。

3.5 生態(tài)農產品的國際貿易程度依然偏低

從國際貿易角度來看, 目前生態(tài)農產品的國際化程度很低。很大程度上, 是把生態(tài)農產品僅僅當作普通的商品看待, 而不是從改善全球環(huán)境的角度將其定義為解決氣候變化與全球環(huán)境問題的環(huán)境產品與服務(Environmental Goods and Services)[35]。

雖然有全球生態(tài)網絡(GEN)對生態(tài)產品標識的協(xié)調, 但在國際層面依然缺乏有共識的生態(tài)農產品標志, 使得各國的農產品往往難以互認。目前我國的生態(tài)農產品出口量很小, 只有少量經國際認證的農產品能夠出口到一些發(fā)達國家。例如, 經國際有機食品協(xié)會(IFOAM)認證的茶葉, 在歐盟市場銷售不錯。生態(tài)農產品是世界貿易組織(WTO)定義的生態(tài)標志(Eco-label)產品一部分[36]。如果WTO談判形成生態(tài)標志相關的新協(xié)議, 未來我國的生態(tài)農產品國際化具有很大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4 生態(tài)農業(yè)建設展望

我國繼農業(yè)文明、工業(yè)文明之后, 順應世界發(fā)展大趨勢, 黨的十八大把生態(tài)文明建設納入中國特色社會主義事業(yè)“五位一體”總體布局, 明確提出了推進生態(tài)文明建設。其實, 馬世駿和王如松先生[37]1984年就提出了社會-經濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng), 為生態(tài)文明理念的提出提供了科學依據(jù)。目前, 我國已進入生態(tài)文明建設的新時代。生態(tài)農業(yè)是生態(tài)文明建設的一個重要組成部分, 在脫貧攻堅戰(zhàn)取得舉世矚目的巨大成就之后, 我國又迎來了鄉(xiāng)村振興的新機遇。展望未來, 我國生態(tài)農業(yè)的發(fā)展需要在以下幾方面加以強化。

4.1 生態(tài)農業(yè)建設更加工程化、智能化

生態(tài)文明建設對生態(tài)農業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。為提高資源利用率、生態(tài)環(huán)境保護力度、農村能源供給能力, 以及提高生態(tài)經濟效率, 生態(tài)農業(yè)就必須走向完整的工程化建設。在這方面, 產業(yè)經濟學已經先行一步, 也是運用生態(tài)學原理建立起了工程化體系[38]。生態(tài)農業(yè)的工程化可以充分借鑒吸收產業(yè)經濟學的研究與實踐經驗。目前, 已經有一些大型養(yǎng)殖場采取了生態(tài)工程化措施處理畜禽糞污,生產沼氣, 并有沼渣、沼液肥田, 促進了農牧結合模式。大量的農作物秸稈也被用于工廠化生產食用菌,形成了規(guī)模經濟效益, 成為高效的循環(huán)農業(yè)系統(tǒng), 符合馬世駿先生所說的“運用了生態(tài)工程原理建立起來的農業(yè)才是生態(tài)農業(yè)”[8]。生態(tài)農業(yè)建設的工程化是未來的發(fā)展方向。

駱世明[39]2021年指出, 與國外相比較, 我國十分重視農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)與控制機制, 包括自然調控機制和人為調控機制。目前, 我國已經進入互聯(lián)網+的數(shù)字經濟時代, 人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、5G、物聯(lián)網、遙感等技術應用到社會生產生活的方方面面, 使生產效率更高。例如筆者之一與企業(yè)合作進行籽粒莧(Amaranthus hybridusL.)飼料的智慧農業(yè)生產與加工, 已初步在1 hm2的土地上產出莧干草45～75 t, 降低飼料成本5%～10%; 在智能導航下一臺播種機一天可精確播種33.3 hm2并與滴灌同步進行, 整個用工量節(jié)省了80%[40], 走出了智慧農業(yè)的第一步。智慧農業(yè)是“農業(yè)信息化發(fā)展從數(shù)字化到網絡化再到智能化的高級階段”, 其實現(xiàn)了農業(yè)“機器替代人力” “電腦代替人腦” “自主技術替代進口”的三大轉變[41], 生態(tài)農業(yè)更加工程化、智能化是必然發(fā)展趨勢。

4.2 生態(tài)農業(yè)發(fā)展更加低碳化

我國已進入生態(tài)文明建設階段。在扶貧攻堅戰(zhàn)取得決定性成果之后, 進入了鄉(xiāng)村振興階段。其中,改善農村人居環(huán)境, 堅持人與自然和諧共生, 走鄉(xiāng)村綠色發(fā)展之路是重點之一。目前, 農村的垃圾和生活污水、畜禽糞污、作物秸稈等有機污染物都面臨著處理成本高、處置水平低的難題, 嚴重影響了地表水、地下水、土壤甚至空氣的質量, 并制約了美麗鄉(xiāng)村與鄉(xiāng)村生態(tài)文明建設。

我國在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值, 努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標后, 在廣大的農村地區(qū), 何時碳達峰? 如何實現(xiàn)碳中和? 與城市不同, 農村不僅有二氧化碳排放, 還有甲烷、氧化亞氮等非碳溫室氣體排放問題。而甲烷、氧化亞氮的全球增溫潛力值(GWP)分別是二氧化碳的28倍、296倍, 都對全球氣候變化的影響巨大。值得注意的是, 建立在石油基礎上的現(xiàn)代農業(yè), 大大增加了農業(yè)生產過程的碳排放。而生態(tài)農業(yè)致力于以基于自然的解決方案替代基于石油和工業(yè)品的途徑, 對實現(xiàn)我國碳達峰和碳中和目標具有重要的戰(zhàn)略意義[42]。此外, 農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)本身可以發(fā)展成為重要碳匯, 吸收固定大氣中的二氧化碳。我國東北“黑土地”就是通過植被光合作用最終將大氣中的碳固定在土壤有機質中,而成為重要碳匯。但由于土壤呼吸對溫濕度和農作方式十分敏感[43], 因此順應自然的生態(tài)管理是促進土壤增匯的重要途徑。

筆者之一根據(jù)馬世駿先生的“生態(tài)工程”原理設計了一套碳中和農村環(huán)境綜合整治系統(tǒng)解決方案的生態(tài)農業(yè)模式, 既解決農村環(huán)境問題, 又可幫助實現(xiàn)農村碳中和目標。這個生態(tài)農業(yè)模式是基于人工智能可再生能源、環(huán)境與資源綜合生態(tài)系統(tǒng)設計(AI Ecosystem for Renewable Energy, Resources and Environment, AIERERE), 將可再生能源、環(huán)境與資源有機整合為一體, 綜合系統(tǒng)解決面臨的能源、資源、環(huán)境等可持續(xù)發(fā)展過程中存在的問題。由多個系統(tǒng)模塊組成, 每一個系統(tǒng)模塊承擔著明確的服務功能,系統(tǒng)模塊之間的邏輯關系以減污降碳之間內部關聯(lián)為基礎進行優(yōu)化設計, 各個系統(tǒng)模塊會預留其他接口, 可擴展連接到其他子系統(tǒng)模塊。

1)“綜合管理與控制子系統(tǒng)”基于各子系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)信息, 對其他子系統(tǒng)進行有效的調控, 以人工智能手段確保子系統(tǒng)之間分工合作、相互協(xié)調, 協(xié)同工作實現(xiàn)農村碳中和的目標。

2)“環(huán)境污染管理子系統(tǒng)”對村莊內進行嚴格的環(huán)境污染管理。村莊內產生的垃圾需要分類處置,生活污水、生活垃圾及枯枝爛葉、畜禽糞便等有機物, 不堆積、不外運, 與“有機質資源綜合利用子系統(tǒng)”銜接, 用于沼氣發(fā)電。

3)“有機質綜合利用子系統(tǒng)”將村莊內的所有生物質, 包括餐廚垃圾、排泄物、生活有機垃圾、高濃度生活污水等, 以及可能的畜禽糞便、果蔬枝葉雜質等生物質, 通過沼氣發(fā)酵進行綜合利用, 轉換為甲烷可燃氣能源與有機肥資源。甲烷可燃氣與“可再生電力微網子系統(tǒng)”銜接, 系統(tǒng)進行沼氣發(fā)電、存儲, 為村莊提供持續(xù)的電力供應。沼液沼渣還可進一步與“果蔬種植碳匯子系統(tǒng)”銜接, 用于果蔬種植以及碳吸收。

4)“果蔬碳匯子系統(tǒng)”是將經過“有機質資源綜合利用子系統(tǒng)”發(fā)酵后產生的沼渣、沼液作為有機肥,替代化肥, 用于村莊內農作物蔬菜種植、果樹栽培、園林綠化、防風治沙林等, 成為生態(tài)農業(yè)新模式。通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳成為碳匯, 起到碳吸收的作用, 可中和一部分碳排放; 有機肥替代化肥減少氧化亞氮排放。以上減排的甲烷和氧化亞氮、可再生能源替代來自電網的碳排放、吸收的碳匯, 及通過綜合管理系統(tǒng)效率提高后減排的碳, 經過溫室氣體減排核查, 經認證后獲得減排額度(CCER),可申請在碳市場進行交易出售。

5)“可再生電力微網子系統(tǒng)”由沼氣發(fā)電+風力發(fā)電+光伏發(fā)電+儲能組成, 作為分布式獨立可再生能源組成村莊的電力微網供電系統(tǒng), 為村莊內提供不間斷可持續(xù)的能源供給, 包括照明、空調、炊事、動力等。同時, 該系統(tǒng)也預留接入大電網的接口, 可將余電向電網出售。大電網可作為村莊的備用電力系統(tǒng)。

在國內相關競爭性產品比較中, 市場上往往對某一環(huán)境要素單獨進行處理, 例如餐廚廢棄物利用、能源電力微網綜合系統(tǒng)等, 少有項目將垃圾、污水、溫室氣體、糞便、秸稈廢棄物等不同環(huán)境要素融合進一個系統(tǒng), 并將可持續(xù)能源, 例如沼氣、電力微網等并入系統(tǒng)中形成微循環(huán)。

4.3 生態(tài)農產品的市場化價值提高

未來隨著我國人均收入的快速提升, 以及對食品安全與營養(yǎng)健康的關注, 消費者購買生態(tài)農產品的支付意愿增強, 生態(tài)農產品的市場化價值將會越來越高。例如, 生態(tài)農業(yè)發(fā)展的早期, 著名的“稻田養(yǎng)魚”生態(tài)農業(yè)模式一直發(fā)展的不溫不火。主要原因是稻田養(yǎng)魚的生產成本高于單純的水稻種植, 而消費者購買生態(tài)農產品的意愿不足夠強, 導致無論是水稻還是魚的市場價值都不夠高。沒有足夠的經濟激勵, “稻田養(yǎng)魚”就難以更大規(guī)模地發(fā)展。但今天我國對生態(tài)產品的消費能力已大幅上升, “稻田養(yǎng)魚”的發(fā)展?jié)摿σ汛蠓忍岣?。在湖北潛江更是發(fā)展出了“稻田+小龍蝦”的生態(tài)農業(yè)新模式。這種新模式的發(fā)展, 一方面是由于對生態(tài)農產品的消費意愿與能力提高, 另一方面是由于小龍蝦的市場價值遠高于稻田養(yǎng)魚生產的青草鰱鳙等四大家魚的市場價值。因此, “稻田+小龍蝦”模式的經濟效益遠高于傳統(tǒng)的“稻田養(yǎng)魚”, 刺激了農民發(fā)展此模式的積極性。與此同時, 與傳統(tǒng)的“稻田養(yǎng)魚”中的魚所發(fā)揮的功能一樣, 作為環(huán)境清道夫的小龍蝦在稻田里吃昆蟲卵、寄生蟲等, 可不必使用農藥化肥。在這樣的稻田里生產出的水稻成為綠色有機農產品。隨著麻辣小龍蝦在新世代消費者中風靡, 對小龍蝦與有機水稻的需求更加旺盛, 這將進一步推動“稻田+小龍蝦”的生態(tài)農業(yè)模式的可持續(xù)發(fā)展, 并有利于生態(tài)農業(yè)產品的市場化價值提高。

4.4 生態(tài)農業(yè)的政策更加精準化、協(xié)調化

國家各部委以及各地政府曾出臺了一系列的相關政策, 有力地支持了生態(tài)農業(yè)的發(fā)展。為了把生態(tài)農業(yè)的生態(tài)效益、扶貧效益、文化旅游效益等正面外部性完全內部化, 建立“綠水青山”轉化為“金山銀山”的價值實現(xiàn)機制, 還將會有更加細致的生態(tài)農業(yè)發(fā)展促進與支持政策, 包括科學研究、人才培養(yǎng)、稅收優(yōu)惠、市場推廣、標準制定、技術創(chuàng)新、對外貿易等扶持政策。

4.5 我國的生態(tài)農業(yè)模式在國際市場上受到高度認可, 產品可信度將不斷提高

隨著我國生態(tài)農業(yè)的發(fā)展越來越規(guī)?；?、產業(yè)化, 生態(tài)農產品將會具有更大的出口潛能。需要在國際層面(或至少雙邊層面)實現(xiàn)生態(tài)產品標準的互認, 釋放生態(tài)農產品出口的潛能, 擴大生態(tài)農產品市場, 幫助農民增收并保護環(huán)境。同理, 也可以促進優(yōu)秀生態(tài)農產品進口。例如, 可以與巴西開展“生態(tài)有機產品”互認, 進口非轉基因的有機種植的大豆。這既能滿足我國消費者的需求, 還能抑制巴西大豆的野蠻生長、促進可持續(xù)發(fā)展, 保護森林和全球的生態(tài)。胡濤等[44]2017年指出, 如果生態(tài)農產品被納入到廣義綠色產品的范疇, 還會隨著我國對綠色“一帶一路”建設中綠色產品的投資與貿易, 進入“一帶一路”國家的市場。

此外, 隨著我國國力的迅速提高, 軟實力也在不斷增長。未來我國的生態(tài)農業(yè)發(fā)展經驗可以更加廣泛傳播推廣, 為發(fā)展中國家提供技術, 實現(xiàn)合作共贏。

5 結語

目前我國的生態(tài)農業(yè)發(fā)展已融入了生態(tài)文明建設體系的新階段, 這是我國農業(yè)發(fā)展的必然結果。生態(tài)文明建設的根本是尊重自然、順應自然和保護自然, 這與農業(yè)生態(tài)工程建設不謀而合。據(jù)此, 生態(tài)農業(yè)建設是我國實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的重要途徑, 是節(jié)約資源和保護環(huán)境基本國策在農業(yè)生產上的體現(xiàn),是實現(xiàn)碳中和的有效手段, 是激發(fā)農業(yè)生產后勁與環(huán)境建設同步發(fā)展的途徑, 也是當代生態(tài)文明的一個重要組成部分[45]。自黨的十八大做出“大力推進生態(tài)文明建設”的戰(zhàn)略決策以來, 更是把生態(tài)農業(yè)建設推向了生態(tài)文明新高度?！白鹬刈匀弧?“生態(tài)優(yōu)先” “綠色發(fā)展” “生態(tài)平衡” “安全低碳”以及可持續(xù)發(fā)展是生態(tài)農業(yè)與生態(tài)文明共同的建設目標, 因此生態(tài)農業(yè)融入到生態(tài)文明建設體系之中, 成為國家生態(tài)文明建設的重要組成部分, 互相促進, 相得益彰。