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发展生态农业让乡村“持续”美丽发布日期:2024-04-03 浏览次数:

  党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局,明确提出大力推进生态文明建设,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。随着习生态文明思想的正式提出,我国开始全局全方位推进生态文明建设。习生态文明思想强调人与自然环境的和谐共生,“绿水青山就是金山银山”正是习生态文明思想最具代表性的表达,是实现生态环境保护与经济发展的有机统一。作为一名从大学本科起便潜心于生态农业领域研究的生态人,我时常深感责任重大、使命光荣。

  我是农村的孩子,1987年出生在重庆市玉峰山镇石岩村,这是一个西南地区典型的山村,我的家在山腰上,山谷是稻田,山腰是梯田、旱地和村落,山顶是森林,视野的尽头是对面的山,爬上山顶看到的还是山。乡村的景观没有哈尼梯田那么壮丽,印象中还有些许杂乱和拥挤,儿时我的梦想便是走出这片大山,去欣赏更加壮阔的景观。到区重点中学读书后,从农村走出来的我不太自信,感觉和这个高楼林立的地方格格不入。但也是从那时起,我决心要做一个现代农民,回乡建设农村,改变乡村的落后和脏乱。

  后来,我考入中国农业大学生态学专业,师从乡村生态景观领域的专家宇振荣教授和刘云慧教授,并在北京的密云和顺义、河北张家口、湖北潜江等地开展实验。我发现,南北方的平原景观虽然广阔,却称不上美丽,总觉得差了点什么。读博期间,受国家留学基金资助,我来到法国农业科学院的景观生态研究室,跟随法国景观生态学领域的专家雅克·博德里(Jacques Baudry)教授学习。研究室位于法国西北部布列尼塔大区的雷恩市(Rennes),这里是一个典型的低坡丘陵农牧区,我们的试验地就在这个区域。每逢周末,我都会到附近的乡村走走,那里的景观带给我不一样的视觉体验。这里随手一拍便是风景,虽然中国也有很多美丽的乡村景观,像婺源的油菜花田,但整体上却与这里的一步一景有着很大区别。那时我便开始思考,如何建设我们的美丽乡村?如何在整体上提升乡村的生态景观?

  城镇化和经济的快速发展,导致土地利用格局变化,造成农业用地减少、景观破碎化、乡村景观受损、生物栖息地减少、农田多样性和生态系统服务降低。在欧美国家,乡村景观的发展很早就受到重视。目前,各国都开始意识到对生态环境的保护将直接影响人类的生存环境与可持续发展,并提出发展生态农业、可持续景观建设、绿色生产、基于自然的解决方案等一系列保护乡村景观的理念和方法。

  生态农业是一种可持续发展的农业模式,通过利用生态学原理和方法,实现农业生产的高效、优质、低耗和环保。推广生态农业可以提高农业产品的品质和效益,为农民增加收入,促进农村经济发展和农民增收。同时,生态农业发展强调农业产品生产与农业农村生态环境保护的结合,实现二者的和谐统一。从只关注粮食生产的集约化农业转变为推动多功能农业的发展,不断增强农业的可持续发展能力,不仅能为当代人提供充足、健康的食物,更能为后代保护持续可利用的农田以继续开发更具潜力的未来食品。可以说,生态农业是生态文明建设的重要组成部分和实现路径。

  目前,我主要从事农业景观格局与过程、农田生物多样性的保护与利用、有机种植与生态农业等方向的研究。此前,我参与了两位导师《乡村生态景观建设理论和技术》《生态型土地整治指南》《农业景观生物多样性保护的景观途径》等多部著作的撰写工作,这些书籍对如何建设美丽乡村、开展生态景观和农业生物多样性保护进行了较为系统的论述,也坚定了我对于通过合理布局乡村景观实现生物多样性保护和生态服务提升研究的探索之路。

  从小我便好奇,为什么玛雅文明、古埃及文明、古巴比伦文明等在经历繁盛后都毁灭了,而中华文明却能成为地球上唯一一个延续5000多年未曾中断的文明?历史学家、地理学家给出了各种各样的解答,但作为农业生态学的研究者,我更倾向这一观点:我国绵延数千年的农耕智慧是中华文明传承千年的重要原因之一。

  古时,玛雅人采用一种极原始的“米尔帕”耕作法,通过砍伐树木焚烧获取土壤养分来种植庄稼,待土壤贫瘠后等待其自然恢复,并再换另一块草木茂盛的土地继续焚烧种植,如此周而复始。然而,这样的耕作方式只能在较少人口种群数量下实现可持续,当人口压力增大时,这种方法显然不可行。反观我国,我们的祖先通过生产经验总结出“间套作”“堆肥”“种养结合”等农耕技术,以及“天人合一”“顺应天时”等智慧,这些都是我们宝贵的农业文化遗产。实现生态农业的发展,可以从这些传统农耕技术中汲取智慧,挖掘其中科学原理,有针对性地开展技术的提升与推广。

  云南农业大学朱有勇院士在一次出差中偶然发现不同水稻品种(地方和杂交品种)的混合间栽模式可以控制稻瘟病,他同时也观察到这样间栽种植两种水稻似乎是当地农民有意为之。在深入研究后,朱有勇与研究团队发现,稻瘟病敏感品种和抗病品种间作,通过遗传差异、微气候调节、空间阻碍等各种机制可以显著控制敏感品种糯稻的稻瘟病。这一系列成果发表在Nature等国际权威期刊上,引起全球关注。此后,其研究团队还拓展利用物种合理配置促进营养利用,增加生物固氮,增强作物抗逆性;集成物种多样性时空优化配置要素,构建控制病虫害促进增产的技术体系。该技术于2007年-2010年,在西南地区累计推广8500多万亩,形成作物多样性时空配置有效控制病害技术创新体系。

  生物多样性的合理布局,不仅解决了作物病害的控制问题,同时还提高了水稻单位面积的产量。据统计,农民从每亩稻田的增产中能额外收入百余元,而且还减少了农药和化肥的使用量,降低了生产成本,改善了农民的生活水平和农田生态环境,展现出现代农业生态环境下实现可持续生产的光明前景。

  间套作是间作和套作的合称。间作是同时期按照一定行数的比例间隔种植两种以上的作物,间种往往是高棵作物与矮棵作物间种,两种作物共同生长期比较长。套作主要在一种作物生长的后期种上另一种作物,是在前季作物生长后期的株、行、畦间播种或栽植后季作物的种植方式。中国农业大学李隆教授一直从事间套作体系资源高效利用的机制及长期效应的研究工作,通过深挖我国传统农耕技术中间套作的科学智慧,其课题组发现间套作不仅可以增加作物的产量,还可以通过不同作物根系特性的差异及与之相关的土壤微生物和动物差异,增加土壤生物的多样性。同时,这种不同物种的组合利用不同时期和不同空间上的养分资源,实现了资源的互补利用,提高了对土壤和肥料的利用率,增加产量并减少养分流失及环境污染,让农业生产对环境更加友好。李隆教授后将间套作技术在全球大力推广,不仅在发展中国家,一些欧美国家也开始研究并采用相关技术。

  除此以外,有机肥的堆制和研发,稻田养鱼、养虾、养鸭,立体农业,基塘系统,等等,都有着我国农业生态学家俯身研究的身影。他们挖掘传承中国传统农业中蕴含的朴素生态学思想,为推广应用这些生态智慧起到了重要作用。要实现生态农业在现代农业生产中的发展,需要我们不断加强生态农业相关的科学研究,尤其是发现总结我国传统农业中的科学原理,提升完善相关技术并推广应用。而这些都需要国家和社会对生态农业研究的持续投入和关注。

  我国农业产品发展经历了从无公害农产品(目前已经取消)到绿色食品,再到有机食品及地理标志产品、良好农业规范(GAP)产品发展的过程,农产品质量安全水平和价值不断提高。相对于普通农产品的生产,绿色有机食品等往往有更加严格的要求,特别是农业有机食品的生产过程需要使用多项生态农业技术,如秸秆还田、绿肥覆盖、有机肥堆制、间套轮作、天敌培养、植物篱、功能植物带、种养结合、稻渔共生,等等。虽然有机农业具有提升农产品价值、增加就业、促进农民增收、提高生物多样性等诸多优势,但目前更多的研究倾向认为,有机农业由于不使用化肥农药,会降低农田产量。改革开放45年来,虽然我国经济取得了巨大发展,粮食产量也保持逐年增加的稳定态势,但人多地少的国情和当前的国际局势,都要求我们必须持续稳定粮食生产。因此,我国目前还不具备大面积发展有机农业的相关基础和条件。相比之下,生态农业不禁止化肥农药的使用,可以结合绿肥、有机肥以及生态技术实现更生态友好的生产方式,不但不会降低产量,还有助于生态环境的保护,助力农业的可持续和绿色发展。

  与此同时,推广生态农业也是推动农村经济转型升级的有效途径。随着我国经济的飞速发展,人们的生活水平和消费观念都在不断升级,消费者正由“吃得饱”向“吃得好”“吃得健康”转变。消费需求和观念的转变也为生态农产品的发展带来机遇,提升生态农产品价值,打造生态农产品品牌,可以实现农业生态产品从量到质的蜕变。

  然而,我国目前还未建立关于生态农业产品的认证标准与体系,致使产品价格无法提高,优质优价无法体现,也无法通过市场经济调节的手段促进生态农业的发展。前些年,由农业农村部农业生态与资源保护总站牵头,中国农业大学、浙江大学、上海交通大学及西南大学等众多涉农类高校及科研单位联合开展了生态农场的调查和认定工作,并编写发布了行业标准《生态农场评价技术规范》,我有幸参与了其中关于农田生物多样性的部分工作。该标准构建了我国生态农场综合评价的指标体系和框架,对加强和推动我国生态农场的认定与评价起到了基础性文件的作用,目前已在全国范围内开展生态农场的评选工作。接下来,如果可以建立生态农场的农产品品牌和标识,提高生态农产品的价格,无疑会进一步促进更多农业生产主体采用生态农业的技术和生态农场的标准开展农业生产活动。而通过生态农产品的认证、宣传与品牌建设,可以有效利用市场经济调节手段推动生态农业的发展与转型,在以低价值农产品保障粮食安全的前提下,发展高价值农产品满足不同消费者多样化的需求,进一步提升农民的经济收入,助力乡村振兴。

  随着工业化、城镇化快速发展,大量农村青壮年外出务工,导致部分山区梯田撂荒。农业机械化是解决劳动力短缺、提升农业经济效益的必然选择,但是过小的田块会影响机械化效率,适度规模化的农业经营势在必行。高标准农田建设,是实现粮食高产稳产的重要途径,也是提高农业机械化生产效率的重要途径。《全国高标准农田建设规划(2021-2030年)》提出,到2030年建成12亿亩高标准农田,改造提升2.8亿亩高标准农田, 以此稳定保障1.2万亿斤以上粮食产能。

  2019年11月,国务院办公厅印发《关于切实加强高标准农田建设提升国家粮食安全保障能力的意见》,第一次把“生态友好”提到了与“集中连片、旱涝保收、节水高效、稳产高产”等要求同样重要的位置。农田生物多样性可以说是衡量生态友好最重要的指标之一,也是农业绿色可持续发展的基础资源,有助于增加虫害控制、传粉服务等生态系统服务。而集约化农业生产方式却是导致生物多样性丧失的主要原因之一,威胁到全球范围内濒危物种红色目录中60%的两栖动物和鸟类,以及10%-20%的其他物种,导致农业生态系统稳定性下降及功能弱化。因此,在高标准农田建设中保障粮食稳产高产的同时,恢复和提升农田生物多样性,提升农业生态系统的稳定性和持续性,是我国当前农业绿色、可持续发展急需解决的问题。

  高标准农田的“集中连片”和“生态友好”要求之间存在一定矛盾。“集中连片”不可避免地会减少农业景观中的小片林地、池塘、草地以及线性植被覆盖的田埂、沟渠等半自然生境,同时增加单个田块的面积。欧美国家研究表明,农田景观中半自然生境的减少和田块面积均值增加都不利于农田生物多样性及其相关的生态系统服务,如虫害控制、传粉等。这样就不符合“生态友好”的标准。因此,如何协调高标准农田建设中农业生产和生物多样性保护的关系,合理布局农业景观,实现粮食生产和生物多样性保护的双赢是当前我国乃至全球农业发展的重要研究方向,也是我们实验室的主攻方向。

  目前,实验室已取得部分初步结论,如在土地整理和高标准农田建设过程中适当保留现有或增加新的半自然生境,以保证半自然生境作为农田生物栖息地、避难所、越冬地等功能的发挥。在我的导师主持、我参与编写的《农田景观生物多样性保护导则》中,不仅提出通过保护和生态景观营造,使大于30公顷集中连片的农田区域中半自然生境比例达到8%-15%(欧美国家研究提出,保障农业景观中半自然生境的比例建议在20%以上),还提出尽量保留和增加不同的半自然生境类型,如多样化林地和原生的田埂等,划定适当的稻田田块大小(如川西地区5亩左右),以及不同田块在不同时间或空间种植不同作物或者同一作物的不同品种,都有利于增加整个景观的多样性,也有利于生物多样性的保护和服务提升。此外,我们还提议,在不占用耕地的情况下,利用农田边角地和边界种植野花带来增加天敌和传粉昆虫多样性,提高虫害控制和生物授粉功能。目前,我主持的“重庆丘陵山区传粉昆虫保护示范项目”获得联合国开发计划署(UNDP)全球环境基金小额赠款计划(GEF SGP)资助,正在重庆丘陵山区的农场开展野花带和独居蜂巢穴的研发推广工作,就是要让这些技术在当地落地生根。

  中国要美,农村必须美。生态农业发展是让农业更强、让农村更美、让农民更富的有效途径。随着农村“一穷二白”的样貌逐渐成为过去,农民生活的幸福感和自豪感也在不断增强,看着年少时的梦想一步步实现,我也将继续把所学所思用于实践,让乡村成为人们美好生活的向往之地。(作者系西南大学农学与生物科技学院副教授)