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現代農業的發展正面臨著人口劇增、資源短缺與環境污染的嚴峻挑戰,一些不利因素對農業的生產和發展構成了嚴重威脅。目前洪旱災害過于頻繁、森林覆蓋率相對低、植被結構不盡合理,水土流失較為嚴重、中低產田比例居高,綜合開發能力偏弱,農業面源污染擴展[1]等,都單因素或多因素交織地影響著農業生產力的正常發揮,同時,常規農業生產中的化肥、農藥、農用薄膜等的過量和不合理使用,工業廢棄物過度排放,其不僅制約了我國農業經濟的發展,而且使得農業環境污染日趨嚴重。在這種重負的資源環境條件束縛下,僅僅依靠常規的農業發展模式是難以取得突破的,人們別無他途的要優化選擇可持續發展戰略與技術模式。凡能提高土、水、肥、氣等自然資源利用效率和保護環境的技術,都將成為農業技術體系中的新熱點[2]。 而循環經濟運用于農業領域的首要原則是節約資源,減少污染,提高效益,降低成本。因地制宜的發展循環農業,對實現農業經濟與鄉村建設整體協調的目標將具有極其重要的意義。不言而喻,發展鄉村農業循環經濟與優化現代農作制度是緊密相連的,促進農業循環經濟的發展必然要求對傳統農作制度進行改革和創新,改變以往實施末端治理的模式,建立一套集資源、生產、技術、市場為一體的物質循環利用與可持續發展的新型農作制度。以有效實現農業高產、優質、高效、生態、安全和農民增收為目標,將農業資源環境的利用和保護協調統一起來,走出一條“集約持續”與“環境友好”的優化型農作制度的發展道路[3]。 1我國南方農作制度的現狀與發展 1.1我國南方農作制度的演進過程 農作制度作為人類活動對區域生態環境演變作用的主要因素之一,是種植制度的拓展和延伸,優化現代農作制度是推動現代農業發展的一項重要措施與實現途徑。合理與優化的農作制度強調資源合理分配利用以及系統的經濟高效管理,其必須以具體的耕作制度(作物布局、復種、間作、套種和輪作等)為核心,以土壤管理制度(土壤耕作、施肥、排灌和防除雜草等)為保證,以保持農業生態平衡和可持續發展為前提,以資源的高效利用和合理配置為原則,以改善農業生產條件和基礎設施為基礎,以求達到經濟、社會與生態的和諧統一。在人類活動中,農業活動主要通過改變其地表植被、生物種類、土壤成分和性狀、生態系統的組成結構、能量流動和物質循環來影響環境演變。其中農作制度是農業改變生態環境的主要方式。就南方山區開發而言,根據歷史演變進程農作制度大概可以劃分為撂荒制、休閑制、輪作制和集約制4個階段[4],在農作制度演進的各個不同階段,由于耕作方式、技術手段的不同,而導致農業對環境演變作用的方式和程度也不盡相同。①撂荒制,由于采用完全依靠土壤自然肥力的“刀耕火種”的耕作方式進行生產,一段時間后會因為地力的耗竭而無法繼續使用。雖對水文、大氣基本無影響,但降低了植被覆蓋度。由于馴化野生物種,豐富了生物多樣性。②休閑制,它是原始農業向傳統農業轉化的重要標志。在這一階段,土地經過2-3年的休閑期后土壤肥力可以自然恢復。由于使用了鐵制工具、人工培肥、借助畜力,人類對環境的影響程度明顯增強。③輪作制,由于土地頻繁的耕種,作物不斷的輪換種植,對耕種技術、糞肥使用技術和作物種類的選擇有了相對更高的要求,從而提高了土地利用率,對土壤、水文和物種等環境因素的作用程度也更高。④集約制,它分為傳統和現代兩個階段。傳統集約制主要體現在精耕細作和多熟種植兩方面,在生產實踐中通常依賴品種選育、間作套種、促早熟栽培技術以及工具的革新等技術手段提高效率。工業革命的全面興起和現代農業科學技術的迅速發展為傳統農業向現代農業轉變提供了物質基礎,其采用作物間混套種、復種的空間集約型耕作方式,機械化、自動化技術大量使用極大提高了生產效率,也拓寬了人類改變自然的范圍。其對環境的影響主要包括:一是改變土壤深層構造和土壤成分,土壤三化嚴重;二是水資源嚴重短缺、大型水利工程改變了水文生態系統、化肥農藥引起水環境惡化;三是CO2、SO2、粉塵等改變了大氣組成;四是草地退化、森林減少,植被覆蓋度大幅度下降;五是現代育種技術和基因工程培育出新品種,豐富特種資源,大量物種由于環境的改變而滅絕,物種多樣性降低。 1.2循環經濟理念下的現代農作制 循環農業理念來源于豐富的生態哲學思想,又稱農業循環經濟。作為一種先進且實用的經濟發展模式,可以讓人們站在一個全新的整體視角看待現代農業的發展問題。將循環經濟思想引入現代農業生產的全過程,在既定的農業資源存量、環境容量以及生態閥值綜合約束下,從節約農業資源、保護生態環境與提高綜合效益的起點出發,以追求更高的經濟效益、更少的資源消耗、更低的環境污染和更多的勞動力就業為目標,把現代農業生產與生態環境保護有機地結合起來,通過末端物質能量的有序回流來有效地形成物質能量循環利用的閉環農業生產體系[5]。這對于轉變我國農業高投入、低產出、低效益、資源高消耗的增長方式以及緩解資源相對緊缺與人們需求增長的矛盾將起到積極作用,從而可以避免過度利用、生態退化、環境惡化、災害多發等一系列問題的擴展與漫延,以求有效地統籌協調農業與資源、生產與環境的關系。很顯然,大力推廣農業循環經濟對促進區域農業可持續發展,實現現代農業建設的戰略目標具有重要的實踐意義。循環農業作為一種新的增長方式,其核心是貫徹科學發展觀與可持續發展戰略,應用循環經濟理論與產業鏈條延伸的理念,重點要在“節約、保護、利用、拓展”4個環節上下功夫,實現農業由單向式資源利用向循環式梯級利用、集約高耗型向節約高效型轉變,拓展和延伸農業產業鏈條,推進農業生產清潔化、農村廢棄物的資源化。在發展理念上,要從大產業、大生態、大農業的角度,確立鄉村農業循環經濟的新理念。用循環經濟的思路指導農業生產,摒棄依靠消耗資源來發展經濟的做法,優化配置鄉村資源,提高資源利用效率,建立有利于節約資源和環境友好的生產與生活方式。 2我國南方的集約型農作模式 #p#分頁標題#e# 2.1稻田立體種養模式 農作制度是農業生產干擾環境及其影響動態演變的主要因素,近年來,為了適應現代農業發展,因地制宜的推動區域性循環農業的發展成為新農村建趙雅靜等:試論發展農業循環經濟與優化現代農作制度設的一項關鍵內容。推廣農業循環經濟模式作為建設和諧型社會的重要技術途徑,不僅具有學術研究價值,并且對農業的可持續發展具有重要的借鑒和指導作用。就南方稻區以及山區流域農田而言,新型農作制度正在深入探索,其中影響較大的有三個模式。(1)“稻—鴨”共作模式。“稻—鴨”共作生態系統是一種綜合利用的多生物共生模式,即以水田為基礎、種稻為中心、家鴨野養為特點的自然生態和人為干預相結合的復合生態系統,該技術極大地發揮了稻田的生產功能、養殖功能、生態功能,它充分發揮了水禽許多未被認識和利用的潛在功能,其實際成效不僅起到增收的作用,而且生產過程符合環保農業的要求。研究已表明“:稻—鴨”共作具有較高的經濟效益和良好的生態效應[6-8]。近幾年,在長江中下游地區又進一步發展出“稻—鴨—薯”的耕作方式,即鴨子上市、水稻收獲后進行稻草全程覆蓋免耕栽種馬鈴薯。在更大程度上提高稻田的復種指數及稻田的利用效率,從而進一步提升了農田綜合生產能力,使種地與養地在優化農作制中得以統一。(2)“稻—萍—魚”共生模式。自1982年以來,福建省農業科學院研究并建立了“稻—萍—魚”高效低耗低污染的共生體系,其采用壟栽水稻的方式把傳統的稻田養萍和稻田養魚技術巧妙地結合起來,構建成“壟面種稻-水面養萍-水中養魚”的立體結構以達到“魚吃萍除草、魚排泄物肥稻、稻護魚肥魚、萍肥田助稻”的循環種養模式,實現了農民增收與環境保護間的良性循環,該模式已先后在浙江、湖南、四川等省廣泛應用[9]。隨著農業生產發展和農村經濟增長,對復合生態體系的耕作技術提出了更高要求,“稻一萍一魚”立體種養技術的新思路也使得環境保護和經濟效益比從前傳統稻魚共生模式更勝一籌。(3)“糧—經”輪作模式。南方雙季稻區的“煙一稻一菜”耕作制度也是一種糧、經兼顧,水旱輪作的循環種植模式,同時又避開了不利的氣候因子,解決了過去連年種雙季稻致使土壤潛育化嚴重的問題,從而確保糧食增收。采用此種生產模式進行雜交水稻制種,早秋季制種比大面積晚稻生產提早25-30d收割,從制種農戶全年的整體效益來看,每公頃產值比雙季水稻生產增加4.1萬元以上,純收入增加3.6萬元以上[10]。不僅提高了水熱資源的利用效率與土地生產率,并且在很大程度上提升了勞動生產率和稻田的經濟效益[11]。 2.2秸稈菌業循環模式 稻、麥秸稈中含有豐富的營養成分。我國每年農業生產都將伴隨產生大量的秸稈廢料,其絕大部分被焚燒,不但造成資源的浪費,而且嚴重污染了環境,近年來,在傳統食用菌生產的基礎上,又開發出了秸稈立體栽培食用菌的新技術,將秸稈作為食用菌的栽培料,形成一條“秸稈一食用菌一菌渣一有機肥一還田”的生態產業循環鏈。不僅解決了目前食用菌栽培原料緊缺問題,而且具有極大的生態和社會效益[12,13]。秸稈菌業循環模式充分挖掘作物秸稈的價值,經濟合理地開發利用作物秸稈,既減少了資源的浪費,又提高了土壤生產力,既可培肥地力,又能促進農、畜、菌、牧業的全面發展,從而使農業增效、農民增收,推進農業的可持續發展[14]。實踐表明:優化農作制度,就是要著力解決提高單位面積農業生產力的問題,使農田或耕地生產更多的優質綠色產品。優化農作制度,就是要著力解決減少單位面積外來投入品的問題,使農田或耕地產生更少的生產廢棄物質。實際上,優化農作制度與農業循環經濟的目標是一致的,而且是互為基礎、相互促進的。 2.3山地生態果園模式 福建省近年來的紅壤山地生態果園建設作為一種新型的農作方式正在廣泛推廣,山地生態果園建設的重點就是依據循環經濟核心理念,突出“節約、保護、利用、拓展”的耕作原則。以發展山地果業為龍頭,以套種優質牧草為紐帶,按照“整體、協調、循環、再生”的設計要點,建立以“果一草一牧一菌一沼”依序有效鏈接的山地生態經濟系統,其模式框架與循環途徑展現了多因素參與以及多層次利用的特點(圖1),其有效的運作對于合理開發山地資源,加快山區農村經濟的發展,具有十分重要的現實意義。針對紅壤山地果園開發中存在生態系統受損,經濟效益低下等現狀,通過合理套種多品種牧草,改善果園生態環境。研究表明,將直立型禾本科牧草南非馬唐種于梯埂邊,并將匍匐型禾本科牧草百喜草撒播于梯埂上,能夠有效地防止水土流失,防治效果達57%-76%[15]。另外,牧草覆蓋形成的小生態環境有利于更好地發揮天敵對害蟲種群的自然控制作用[16]。事實上,生態果園建設是一種新型的農作模式,合理利用資源,優化系統管理,克服傳統農業以犧牲生態效益來換取經濟效益的短期行為,增加丘陵山地的植被覆蓋率、改善生態環境,實現循環農業可持續發展的多重目標。 3優化現代農作制度的幾點啟示 3.1建立并完善以提高利用效率與持續發展為主導的資源節約型農作體系 農業的集約化與持續化是當前世界農業發展的兩大動向[17],優化農作制度與發展農業循環經濟是實現現代農業可持續發展的基本要求,倡導整體協調、循環再生、節約資源、環境友好、高產優質與滿足供求是現代農業的主導方向。建立與完善資源節約型農作體系是使農業在更高層次上實現超常規、跨越式科學發展的有效途徑和載體。切情創立循環利用型農作模式,能夠有效地保護耕地面積、改善耕地質量,遏制環境惡化,實現和諧共存。這就要求我們要以科學發展觀為統領,堅持不懈地大力發展農業循環經濟,建設環保型生態農業,開發并有效推廣既節約資源又保護環境的農業技術,重點推廣廢棄物綜合利用技術、相關產業鏈接技術和可再生能源開發利用技術,實現人與自然的協調發展。現代高度集約化的農作制度對資源環境的開發利用強度較大,必須重視對資源與生態環境的有效保護,協調用養矛盾,處理好降低消耗、培肥地力、減少污染、提高效益之間的關系,實現農業廢棄物的能源化、飼料化和肥料化。#p#分頁標題#e# 3.2建立并完善以山地水土保持和防災減災為核心的種養結合型農作制度 南方山地由于地形、氣候以及土質等特有的不利因素,水土流失嚴重,作物生長不良,不但使產量減少,品質受到影響,還會間接造成環境污染,水質劣化,洪水及泥沙災害。植被恢復是在南方紅壤丘陵區水土保持的重要手段[18],實踐證明:山地生態系統的退化實質上是山地植被的破壞和生物多樣性的損失,扭曲了生態系統結構,引起生物地球化學循環過程與生態鏈的短縮與斷鏈,增加了系統的脆弱性。山地受損果園的本質是生態元之間的鏈接斷裂或弱化,使系統網絡結構破碎化,使生態鏈斷裂,引起生態系統功能衰退[19]。因此,山地的綜合開發,必須貫徹落實整體協調等循環再生原則,實現人與自然的和諧相處。同時,要堅持“以防為主,防抗結合,綜合治理”的防災減災方針,加強山地基礎設施配套建設,在災害重發區和多發季節,健全減災避災型保育框系,通過選擇抗性品種,合理搭配品種和種植茬口安排,搞好山區林農牧業的區劃布局,綜合運用工程措施和農藝措施,提高農業避災抗災與種養結合管理能力。 3.3建立并完善以物質良性循環和多級利用為核心的循環利用型農作制度 建構新的現代循環農業模式,發展現代農業循環經濟,關鍵在于優化建構新的農業物質循環通道或鏈條體系[20]。為此,需要充分把握住現代農業循環經濟發展的基本取向、重點與對策。在現代農業生產過程中,循環經濟所倡導的是一種物質不斷循環與再生利用的經濟發展模式,即“資源一產品一消費一再生資源一再生產品”的物質反復循環流動[21],從根本上消除環境與發展之間的矛盾。隨著世界各國對于生物質能開發利用的廣泛關注,以及各種生物質能轉化技術的成熟和發展,作為一種有效緩解全球能源危機問題的主要途徑,生物質能產業應該引起高度重視。 3.4建立并完善以開發優質產品與綠色農業為核心的綜合拓展型農作制度 隨著市場對資源配置的導向作用日益增強,要求現代農業必須將農業安全與人類健康列為首位[22]。農產品質量的高低和優劣成為決定市場競爭力的關鍵因素,現代農業應堅持“以質取勝”的戰略方針,在保證數量安全的前提下,適應消費多元化、優質化、層次化的需求,以全面提高質量和效益為中心,發揮優勢,突出特色,積極調整品種結構。同時,通過自然資源的循環利用以及農業生產全過程控制,嚴格控制外部有害物質的投入,生產和使用對環境友好的“綠色”農用化學品(化肥、農藥、地膜等),并利用GIS等新技術提高其有效利用率[23],降低農業生產及其它產品的服務過程對環境和人類的風險,以更有效且更持續地保障生態安全和食物安全。 4展望 隨著市場經濟與現代農業不斷深入發展,在全國倡導建立資源節約型、環境友好型和諧社會的大背景下,必然要求將循環經濟發展戰略、發展理念和當前我國農作制度建設的成功實踐相互結合起來,對傳統農作制度進行改革和創新,建立資源、生產、技術、市場為一體的新型農作制度,是當前我國農作制度建設在農業環境保護、農業資源高效利用和農產品安全保障方面面臨的一個比較重要的實際問題。在結合我國的具體國情、總結以往成功經驗的基礎上,很有必要借鑒國外的先進技術和理念對國內農作制度的資源利用、經營效益進行一些定量化評估和改進,優化現代農作制度,實現農村經濟與農業綜合開發的可持續發展。