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　　效法自然生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)進(jìn)化機(jī)制

　　認(rèn)識(shí)和效法自然生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)進(jìn)化的機(jī)制，是認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)弊端和構(gòu)建可持續(xù)農(nóng)業(yè)的科學(xué)基礎(chǔ)。自然生態(tài)系統(tǒng)之所以能夠生生不息地持續(xù)進(jìn)化，是因?yàn)樗哂凶匝h(huán)、自平衡、自適應(yīng)機(jī)制。

　　在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物以太陽(yáng)能為能量，利用二氧化碳和土壤中的水分及各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)生產(chǎn)自身，動(dòng)物吃植物獲得物質(zhì)和能量來(lái)生產(chǎn)自身，其排泄物和動(dòng)植物死亡的殘?bào)w經(jīng)微生物分解還原后又回到了土壤中。自然生態(tài)系統(tǒng)的這種自循環(huán)是進(jìn)化式循環(huán)，因?yàn)椴粌H取之于土壤中的物質(zhì)能不斷地返回到土壤中，而且由于不同植物根系的深淺不同、對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求不同，深根植物的根系深入巖石的縫隙使之崩解變成土壤，使原固結(jié)于巖石中的各種植物所需物質(zhì)散布到土壤中，植物通過(guò)吸收將其提取出來(lái)，動(dòng)植物殘?bào)w分解后又返回到土壤中，這一物質(zhì)循環(huán)過(guò)程使地表堅(jiān)硬的巖石外殼不斷生成土壤，使土壤中植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)不斷增多，無(wú)用的或有害的物質(zhì)則不斷流失，從而使土壤變得越來(lái)越深厚、松軟、肥沃、涵水。自然生態(tài)系統(tǒng)中的植物生產(chǎn)者、動(dòng)物消費(fèi)者、微生物還原者和土壤、大氣等無(wú)機(jī)環(huán)境共同構(gòu)成一個(gè)協(xié)同進(jìn)化的循環(huán)過(guò)程。

　　在熱帶雨林中，昆蟲可能有數(shù)百萬(wàn)個(gè)物種，而且種群數(shù)量龐大，但為什么從來(lái)不會(huì)發(fā)生蟲災(zāi)？原因就是自然生態(tài)系統(tǒng)的自平衡機(jī)制使得任何一個(gè)物種都不可能失控性地增長(zhǎng)。自然生態(tài)系統(tǒng)具有極其豐富的生物多樣性，這種生物多樣性是生物在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，充分利用各種空間和資源而逐步形成的，各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互適應(yīng)、相互利用和相互制約，共同形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的自平衡體系。這個(gè)自平衡體系不僅包括地表陸海動(dòng)植物和微生物，還包括地下土壤這個(gè)巨大的生物區(qū)系，其自平衡機(jī)制不僅體現(xiàn)于一個(gè)個(gè)具體的生態(tài)系統(tǒng)，而且體現(xiàn)于整個(gè)生物圈。

　　所有的生物都要通過(guò)對(duì)環(huán)境的自適應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)化，不能適應(yīng)的都會(huì)滅亡。深根樹在吸取土壤深層的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)方面具有優(yōu)勢(shì)，但這也給淺根植物提供了生存空間和資源；高大的闊葉喬木在捕獲太陽(yáng)能方面具有優(yōu)勢(shì)，但針葉樹、灌木、茅草、青苔、適陰植物同樣也能找到自己的生存空間和資源。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，所有的生物都是靠自適應(yīng)性來(lái)實(shí)現(xiàn)生存和進(jìn)化的。

　　認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)的不可持續(xù)性

　　現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)不可持續(xù)，是因?yàn)樗鼏适Я俗匝h(huán)、自平衡、自適應(yīng)性。

　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個(gè)突出社會(huì)特征是它的市場(chǎng)性，即農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)在遠(yuǎn)離產(chǎn)地的城市甚至國(guó)外市場(chǎng)。這在生態(tài)學(xué)上帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，即以農(nóng)產(chǎn)品形式取走的農(nóng)田物質(zhì)不能再返回到農(nóng)田，從而使農(nóng)田的物質(zhì)循環(huán)鏈斷裂，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)因地力枯竭而不可持續(xù)。現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)用向農(nóng)田大量施用化學(xué)肥料的辦法來(lái)替代農(nóng)田物質(zhì)循環(huán)斷裂的環(huán)節(jié)，這又引起以下問(wèn)題：增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物耗、能耗和成本，遲早會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)化學(xué)肥料所需原料的枯竭，使替代不可持續(xù)；化肥破壞了土壤生物區(qū)系的結(jié)構(gòu)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；農(nóng)產(chǎn)品在遠(yuǎn)離農(nóng)村的大城市集中消費(fèi)，既大大增加了農(nóng)產(chǎn)品加工、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等過(guò)程中的能量消耗、農(nóng)產(chǎn)品損耗、環(huán)境污染，而且農(nóng)產(chǎn)品在消費(fèi)后所產(chǎn)生的大量有機(jī)垃圾和人類排泄物成了城市環(huán)境的一個(gè)巨大污染源。

　　大規(guī)模、單一化、種養(yǎng)分離的農(nóng)業(yè)模式是現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)的基本摸式，因?yàn)樗m應(yīng)提高產(chǎn)量、技術(shù)服務(wù)、機(jī)械作業(yè)、農(nóng)業(yè)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷、規(guī)模效益等現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。但這種模式帶來(lái)了一系列的生態(tài)學(xué)問(wèn)題。其一，它把人類的食物來(lái)源從歷史上的幾萬(wàn)個(gè)物種作了最大化的簡(jiǎn)化，使現(xiàn)在全球三分之二的食物來(lái)自水稻、小麥、玉米、馬鈴薯、大麥、木薯、高梁七種農(nóng)作物，這就把人類的食物安全置于一個(gè)極狹窄的、高風(fēng)險(xiǎn)的遺傳基礎(chǔ)之上。其二，它不僅使農(nóng)田不能實(shí)現(xiàn)全年作物有效覆蓋，從而造成遍及全球的水土流失，而且使本可以進(jìn)行持續(xù)生物生產(chǎn)的寶貴自然資源被間斷性閑置。其三，它導(dǎo)致農(nóng)田的生物多樣性低于荒漠，從而使農(nóng)業(yè)完全喪失了生物多樣性的自平衡機(jī)制，這就為病蟲害的大規(guī)模發(fā)生提供了條件。其四，現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)用大量施用化學(xué)殺蟲劑、殺草劑、抗生素等辦法來(lái)替代生態(tài)系統(tǒng)的自平衡機(jī)制，像大量施用化學(xué)肥料一樣既增加了農(nóng)業(yè)的物耗、能耗和成本，而且這些化學(xué)物品的原料遲早也將枯竭，從而不可持續(xù)。其五，化學(xué)農(nóng)藥的使用范圍不可能同時(shí)覆蓋全部“害蟲”、病菌，加上“害蟲”、病菌繁殖、變異、適應(yīng)性進(jìn)化的速度極快，因而用化學(xué)武器消滅“害蟲”、病菌不僅達(dá)不到目的，而且嚴(yán)重污染了食物鏈和整個(gè)環(huán)境，使所有生物包括人類自身也深受其害，并嚴(yán)重?cái)_亂了自然生態(tài)系統(tǒng)自平衡的機(jī)制。

　　現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)種養(yǎng)的一些動(dòng)植物品種已脫離在自然環(huán)境中適應(yīng)性進(jìn)化的進(jìn)程，從而喪失了對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的自適應(yīng)能力，它們是人類選擇而不是自然選擇的結(jié)果，因而只有在人類的科技呵護(hù)和特設(shè)環(huán)境中才能生存，這種農(nóng)業(yè)的自然基礎(chǔ)和社會(huì)基礎(chǔ)都是極其脆弱的。就自然基礎(chǔ)而言，現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)依賴于物質(zhì)和能量的高投入，隨著這些化石能源的瀕臨枯竭，現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)的成本將不斷攀升直至無(wú)以為繼。因而，現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)的物質(zhì)和能量高投入都是不可持續(xù)的，這種高投入帶來(lái)的高污染也是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和整個(gè)生命系統(tǒng)可持續(xù)進(jìn)化所不可承受的。就社會(huì)基礎(chǔ)而言，現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)的高投入直接帶來(lái)了它的高成本，加上食物生產(chǎn)供應(yīng)鏈中復(fù)雜的社會(huì)分工環(huán)節(jié)，使得它即使依賴于財(cái)政的巨額補(bǔ)貼仍然缺乏發(fā)展的動(dòng)力。依賴于巨額補(bǔ)貼和規(guī)模經(jīng)營(yíng)的發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)還借助市場(chǎng)機(jī)制摧毀了一些貧窮國(guó)家的小農(nóng)業(yè)，使全球出現(xiàn)糧食危機(jī)。

　　推進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展

　　農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)的不可持續(xù)性決定了必須變革農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，使農(nóng)業(yè)盡快轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展軌道。這種轉(zhuǎn)變當(dāng)然不可能一步到位，但千里之行，始于足下。

　　不斷降低農(nóng)業(yè)的化石能源消耗和物質(zhì)消耗包括水耗，既是今天應(yīng)對(duì)資源枯竭、環(huán)境污染的必然選擇，也是轉(zhuǎn)換農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的現(xiàn)實(shí)起點(diǎn)。發(fā)展節(jié)約型農(nóng)業(yè)，首先要盡最大可能地用有機(jī)肥替代化學(xué)肥料。施用有機(jī)肥可以使作物保持營(yíng)養(yǎng)平衡，因而也就可以在減少化肥施用量的同時(shí)，減少蟲害和農(nóng)藥的施用量。我國(guó)農(nóng)民人均耕地很少，種植一些飼料作物，并將農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化成飼料，同時(shí)利用家庭的剩余飯菜，發(fā)展家庭養(yǎng)殖業(yè)，這就等于是既提高了土地糧食產(chǎn)出率，又增加了畜禽糞便，把人畜糞便、有機(jī)廢物和環(huán)境中的雜草、枯枝落葉、塘溝淤泥等轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥料返回到農(nóng)田，又可以在很大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)化肥的替代和減少農(nóng)藥的施用量，從而大大提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)的綜合效益。 

　　節(jié)約型農(nóng)業(yè)要達(dá)到節(jié)約的最大化，就需要通過(guò)物質(zhì)循環(huán)機(jī)制實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。循環(huán)農(nóng)業(yè)要使取之于農(nóng)田的物質(zhì)能返回到農(nóng)田，需要通過(guò)一系列的大小循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在種植作物的同時(shí)種植固氮植物，就可以在種植環(huán)節(jié)在農(nóng)田實(shí)現(xiàn)氮的小循環(huán)；同時(shí)放養(yǎng)某些吃雜草、蟲子的小動(dòng)物，動(dòng)物在除蟲的同時(shí)，其糞便又給作物施肥，也是農(nóng)田物質(zhì)的一種小循環(huán)。農(nóng)作物收獲后就地加工，除一部分可供直接最終消費(fèi)的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)外，其余留下就地消費(fèi)，將養(yǎng)殖業(yè)全部放在農(nóng)村，將作物秸稈和糧食加工的剩余物最大化地轉(zhuǎn)化為飼料，將人畜糞便和不能轉(zhuǎn)化為飼料的有機(jī)廢料進(jìn)行厭氧處理，獲得燃效肥效更高的甲烷燃料和有機(jī)肥料，這是農(nóng)村生產(chǎn)與消費(fèi)的中循環(huán)。進(jìn)入城市的農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)消費(fèi)后，其剩余物和排泄物可進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化厭氧處理，所產(chǎn)生的甲烷可供小區(qū)居民作燃料，有機(jī)肥可返回到農(nóng)田利用，這是城鄉(xiāng)生產(chǎn)與消費(fèi)的一種大循環(huán)。通過(guò)這種大中小循環(huán)的結(jié)合，不僅可以重建農(nóng)田物質(zhì)循環(huán)鏈，節(jié)約物能投入，而且還能獲得廉價(jià)的可持續(xù)利用的清潔燃料，并大大減少環(huán)境污染。

　　節(jié)約和循環(huán)都是要實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，資源的充分利用就是沒(méi)有資源浪費(fèi)、沒(méi)有廢物棄置，這包括土地、肥料、降雨、光熱、物種、空間等一切農(nóng)業(yè)資源的最大化利用。這種利用只有通過(guò)豐富的生物多樣性才能實(shí)現(xiàn)，這就要求農(nóng)業(yè)要效法自然，這種農(nóng)業(yè)就是生態(tài)農(nóng)業(yè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)不僅要實(shí)現(xiàn)資源的高效利用、物質(zhì)的充分循環(huán)，而且要實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)、自平衡。生態(tài)系統(tǒng)的抗逆性和自平衡能力與生物多樣性正相關(guān)，生態(tài)農(nóng)業(yè)的根本特性，是它與自然生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同性和它自身的可持續(xù)性，這種可持續(xù)性是建立在生物多樣性的自平衡基礎(chǔ)之上的。這是幾十種乃至幾百種互利共生的植物、動(dòng)物、微生物的有機(jī)組合，是生物學(xué)、園藝學(xué)、生態(tài)學(xué)和傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的集成，在開(kāi)始設(shè)計(jì)和構(gòu)建時(shí)，需要有多樣化知識(shí)的綜合，在以后的過(guò)程中，主要靠其自身的自適應(yīng)、自循環(huán)、自平衡來(lái)持續(xù)生產(chǎn)，因而這不僅是常年產(chǎn)出、多產(chǎn)高產(chǎn)的農(nóng)業(yè)，而且是“自己照顧自己的農(nóng)業(yè)”。目前在全球許多地方得到應(yīng)用的“生物集約園藝法”，可以視為是生態(tài)農(nóng)業(yè)的一種雛形，與化學(xué)農(nóng)業(yè)相比，這種農(nóng)業(yè)模式每生產(chǎn)一個(gè)單位食物，所需的水可減少88％，所需的土地可減少60％至80％，除需要幾種簡(jiǎn)單的手工工具外，不需要額外的資本和化學(xué)物質(zhì)投入。