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Discussion on agricultural product quality and safety problem from ecological view.

农产品质量安全的生态观认识


可持续农业概念提出30多年,世界各地区都有不同的认识.我国类似的概念被称作生态农业,历经几十年的实践,在理论、模式及配套技术上都有了认识总结,但迄今仍然缺乏明确界定的应用指导.欧盟提出的有机农业模式现在被广为接受,但其受益群体和承担的社会责任、生态责任均有一定的局限性.针对以上问题,本文从生态学角度出发,分析了生态失衡弊端对农产品质量安全的负面影响,提出了可持续安全农产品概念.支持该概念的农业生产模式追求两方面的价值,一是拥有一个健康的生态圈环境作为农业产业平台,二是能从这个产业平台可持续地获取安全农产品.围绕该概念的核心价值,设计了生产可持续安全农产品的农业构建模式,同时提出了对不可逆、不可控、难修复的农艺措施在改良之前放弃使用的原则.最后通过与有机农业在承担责任、受益群体、农艺措施选用以及对转基因技术的认识等方面进行对比,反证可持续安全农业模式下生产的农产品在数量安全、质量安全上的先进性.
 

There are many different perspectives about the sustainable agriculture, which had been proposed since the last three decades in the world. While China’s ecologists and agronomists proposed a similar concept named ‘ecological agriculture’. Although ecological agriculture in China has achieved substantial progress, including theory, models and supporting technologies nearly several decades of practice and development, its application guidance still is not yet clear. The organic agriculture model proposed by European Union is popular, but it is limited in the beneficiary groups and the social and ecological responsibility. In this context, the article based on an ecological point of view, analyzed the shortcomings of ecological imbalance caused by a single mode of agricultural production and the negative impact on the quality of agricultural products, and discussed the core values of ecological agriculture. On this basis, we put forward the concept of sustainable security of agricultural products. Based on this concept, an agricultural platform was established under the healthy ecosysphere environment, and from this agricultural platform, agricultural products could be safely and sustainably obtained. Around the central value of the concept, we designed the agricultural sustainable and security production model. Finally, we compared the responsibility, benefiting groups, agronomic practices selection and other aspects of sustainable agriculture with organic agriculture, and proved the advancement of sustainable agricultural model in agricultural production quality and safety.


全 文 :农产品质量安全的生态观认识∗
肖  明1  董  楠2  吕  新3∗∗
( 1青海省农林科学院, 西宁 810016; 2中国农业大学资源与环境学院, 北京 100193; 3石河子大学农学院, 新疆石河子
832003)
摘  要  可持续农业概念提出 30多年,世界各地区都有不同的认识.我国类似的概念被称作
生态农业,历经几十年的实践,在理论、模式及配套技术上都有了认识总结,但迄今仍然缺乏
明确界定的应用指导.欧盟提出的有机农业模式现在被广为接受,但其受益群体和承担的社
会责任、生态责任均有一定的局限性.针对以上问题,本文从生态学角度出发,分析了生态失
衡弊端对农产品质量安全的负面影响,提出了可持续安全农产品概念.支持该概念的农业生
产模式追求两方面的价值,一是拥有一个健康的生态圈环境作为农业产业平台,二是能从这
个产业平台可持续地获取安全农产品.围绕该概念的核心价值,设计了生产可持续安全农产
品的农业构建模式,同时提出了对不可逆、不可控、难修复的农艺措施在改良之前放弃使用的
原则.最后通过与有机农业在承担责任、受益群体、农艺措施选用以及对转基因技术的认识等
方面进行对比,反证可持续安全农业模式下生产的农产品在数量安全、质量安全上的先进性.
关键词  单一种植农业; 生态失衡; 可持续安全农业; 有机农业
文章编号  1001-9332(2015)08-2571-10  中图分类号  S19  文献标识码  A
Discussion on agricultural product quality and safety problem from ecological view. XIAO
Ming1, DONG Nan2, LYU Xin3 ( 1Qinghai Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Xi’ning
810016, China; 2College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University,
Beijing 100193, China; 3College of Agronomy, Shihezi University, Shihezi 832003, Xinjiang, Chi⁃
na) . ⁃Chin. J. Appl. Ecol., 2015, 26(8): 2571-2580.
Abstract: There are many different perspectives about the sustainable agriculture, which had been
proposed since the last three decades in the world. While China’ s ecologists and agronomists pro⁃
posed a similar concept named ‘ecological agriculture’. Although ecological agriculture in China
has achieved substantial progress, including theory, models and supporting technologies nearly se⁃
veral decades of practice and development, its application guidance still is not yet clear. The organic
agriculture model proposed by European Union is popular, but it is limited in the beneficiary groups
and the social and ecological responsibility. In this context, the article based on an ecological point
of view, analyzed the shortcomings of ecological imbalance caused by a single mode of agricultural
production and the negative impact on the quality of agricultural products, and discussed the core
values of ecological agriculture. On this basis, we put forward the concept of sustainable security of
agricultural products. Based on this concept, an agricultural platform was established under the
healthy ecosysphere environment, and from this agricultural platform, agricultural products could be
safely and sustainably obtained. Around the central value of the concept, we designed the agricul⁃
tural sustainable and security production model. Finally, we compared the responsibility, benefiting
groups, agronomic practices selection and other aspects of sustainable agriculture with organic agri⁃
culture, and proved the advancement of sustainable agricultural model in agricultural production
quality and safety.
Key words: monoculture agriculture; ecological imbalance; sustainable security agriculture;
organic agriculture.
∗农业部农产品质量安全风险评估实验室(西宁)项目(07B170303201300291)和青海省应用基础研究项目(2015⁃ZJ⁃709)资助.
∗∗通讯作者. E⁃mail: lxshz@ 126.com
2014⁃08⁃28收稿,2015⁃03⁃19接受.
应 用 生 态 学 报  2015年 8月  第 26卷  第 8期                                                         
Chinese Journal of Applied Ecology, Aug. 2015, 26(8): 2571-2580
    农业生产的实质就是人类调整生态结构,影响
生物种群竞争,帮助目标作物成为优势种群,从而达
到获取作物产量的效果.起初,人类从事农业生产的
目的相对简单,就是通过劳动,调整生态、影响生物
种群竞争、获得农产品.随着技术的发展和社会的分
工,尤其进入市场经济环境后,农产品的专业化、商
品化发展促使农业生产遵循资本运作的基本规律,
即追求利润的最大化.围绕这一目标,投入最少、产
出最大就成为农业生产的普遍模式.在这种模式下,
农产品生产所追求的就是在单位面积空间内获取最
大的作物产出,为此,农田中所有环境资源都提供给
目标作物所应用.为避免其他植物对土壤营养以及
光、热、水的争夺,非目标植物被冠以杂草的名称被
铲除杀死;同样,为了避免产量损失,驱赶、杀死采食
动物的农艺措施被广泛应用.在这种情况下,生物物
种单一稀少,种群结构单薄脆弱,能量和物质循环被
阻断,农业生态系统向着不平衡的极端方向发展,越
来越严重地威胁着农业生态系统的可持续生产.联
合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organiza⁃
tion of the United Nations,FAO) [1]的资料显示,人们
种植或采集过的植物品种超过 7000 种,然而,据估
计,如今仅 30种作物为人类提供食物,占能量需求
的 95%,而其中仅 5种作物(水稻、小麦、玉米、小米
和高粱)约占人类能量需求的 60%.集约化、专业化
和规模化致使农业生产模式更加单一化,加剧着农
业生态系统遗传多样性、基因多样性、物种多样性和
生态多样性的破坏与丧失.农村自然景观单调乏味,
生态环境愈加脆弱,野生动植物种类和数量减少.人
类为了追求农业生产利润的最大化,长期的品种筛
选使得粮食和农业动物遗传资源的基因多样性大量
丢失,在成员国向粮农组织报告的约 8200个品种当
中,有超过 2500 个品种面临灭绝风险或已灭绝.在
21世纪的前 6年当中,超过 60 个品种,几乎以每月
1 个的速度永久消失,其独特的遗传构成也随之消
失[2] .在北美洲,20%曾经常见鸟种的数量至少下降
了一半,而在欧洲则达到了 45%[3] .
20世纪 70 年代末,为应对高产集约化农业生
产模式带来的环境和社会负面影响,“可持续农业”
概念被提出,随即这一理念被广泛认可、接受、拥护
和使用[4] .在我国,相类同的概念被称作“生态工
程”、“生态农业”,在 20世纪 80 年代初先后由马世
骏等[5]和叶谦吉[6]提出.我国生态农业历经几十年
的实践摸索,如今总结了符合自己国情的理论、模式
及相应配套技术[7-8],并在可持续农业发展的量化
及指示因子方面做了研究探索[4] .然而,时至今日,
可持续农业的定义有许多种,每个作者或项目管理
人对“什么是可持续农业”都有自己的答案[4] .每个
行业角度都有自己对可持续农业的认识和描述,其
概念多是描述,少有规范和界定. Dumanski 等[9]在
仔细分析可持续农业的各种概念后发现,这些概念
都无一例外的过于泛泛而疏于应用,很难对可持续
性进行衡量和度测.
本文从农产品质量安全认识出发,从生态角度
分析农产品质量受到污染和农业生态环境受到破坏
的原因,提出可持续安全农产品概念.围绕这一概念
的核心价值,在资源分配、生态功能单位建设、农艺
措施选用原则方面做了明确界定,同时对化学肥料、
化学农药以及转基因技术选用遵循这一原则进行了
具体阐述.
1  单一种植农业生产模式引发的生态失衡和对农
产品质量安全的影响
1􀆰 1  资源环境的富营养化和土壤、农产品的重金属
污染
单一种植农业生产模式下,由于采食作物的动
物被驱杀,与之竞争的植物被铲除[10],目标作物生
物产出占据了资源空间中绝大多数的份额,当这些
产出物被外运后,每年随作物产品带走大量影响土
壤肥力的物质.据研究,随收获的小麦每年从 1 hm2
土地带走 70 kg氮、30 kg磷、50 kg钾和 30 kg钙[11] .
土地养分的单方面支出远大于生态环境补充,所以,
在新一轮的种植生产中,作物将面临营养供应不足
的问题.为了保障产量不下降,人为补充土壤养分的
措施,即施肥措施被采用.出于成本及速效性的考
虑,高浓度的化学肥料成为土地营养补充的主要来
源[12] .近几年,我国年化肥使用总量接近 5000×104
t,单位耕地面积施肥总量接近 400 kg·hm-2,但化
肥利用率仅为 10% ~ 30%[13-14] .向农田投入大量的
化肥,是当前农业稳定和提高作物产量的重要措施,
然而过量的农田化肥投入,不但引起肥料利用效率
下降、施肥的经济效益下降,还会污染农业生态环
境,其中资源环境富营养化及重金属污染[15-17]是两
个主要方面.
1􀆰 1􀆰 1资源环境富营养化   由于肥料利用率低,农
田土壤的肥料投入量往往大于作物吸收量,多余的
肥料则通过多种形式向生态圈内散发,造成土壤、水
系、大气污染,同时也导致生态圈内营养物的失
衡[14,18-19] .其中,农田流失氮、磷肥进入水体造成水
2752 应  用  生  态  学  报                                      26卷
资源富营养化,就是一个生态圈内营养物质失衡的
典型例子[11,13,18] .
1􀆰 1􀆰 2土壤重金属污染  大多农业肥料属于低成本
生产资料,它们的加工成本投入有限,产品不纯,附
属杂质多,尤其是重金属携带量比较大,长期施用造
成重金属的土壤积累[20-23] .据估计,在人类活动对
土壤镉的贡献中,磷肥施用占 54% ~58%[24-26] .虽然
中国磷肥中镉的平均含量远低于国际上 5 ~ 50
mg·kg-1的常见范围,但从美国等一些国家进口的
磷肥中镉含量较高,有的甚至高达 205 mg·kg-1[27] .
施用含有铅、汞、镉、砷等的农药也可以导致农田土
壤重金属污染,如砷被大量用于杀虫剂、杀菌剂、杀
鼠剂、除草剂而引起土壤砷污染[28] .重金属在土壤
中大量累积会对整个土壤生态系统造成显著影响,
集中表现在土壤肥力质量下降、土壤微生物群落结
构发生演替、土壤酶活性受到抑制、植物(农产品)
品质降低等方面,并最终通过食物链影响人体健
康[16-17,29-33] .包括化学肥料投入等人类活动影响所
引起的重金属污染已经成为一个世界性的环境问
题,而且 90%的重金属最终进入到土壤[34] .据报道,
中国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近
2000×104 hm2,约占总耕地面积的 1 / 5[35] .土壤重金
属污染导致严重的经济损失,如中国每年因重金属
污染而减产的粮食超过 1000×104 t,另外被重金属
污染的粮食每年多达 1200×104 t,合计经济损失至
少 200亿元[35] .
以上两种污染,一方面直接或间接影响着农产
品质量安全,另一方面所引发的生态环境的失衡,有
局部的,也有区域性的,已经威胁到水系和生物圈的
安全[22,36-38],致使生态环境可持续生产安全农产品
的能力遭到破坏.所以,以单一作物为中心目标的农
业生产不仅影响农产品的质量安全,更为严重的是
威胁着安全农产品生产的可持续性.
1􀆰 2  生物链单一引发的农产品农药污染
作物被播种到农田中后,人们希望收获所有的
产品.无论人们的愿望如何,客观事实是目标作物仍
然处在食物链中,自然成为农田生态环境中一些动
物的采食对象.昆虫纲、蛛形纲、线虫纲的小虫子(以
下统称昆虫)是作物采食者中的主要物种,它们的
采食范围包括作物的种子、根、茎、叶、花、果实,甚至
汁液.在作物的不同生育期,不同植株部位都有相应
的采食虫类.全世界有 1000 多万种昆虫,再加上蛛
形纲、线虫纲等种类,自然界中的虫子种类非常庞
大[39-40],几乎每一种作物(植物)种类都有其相应的
采食者.由于食物链的生物选择作用,光合作用的生
产者———绿色植物决定着采食者的种类结构,即作
物种类决定了它的采食昆虫种类[41-42] .例如,种植
小麦培养了小麦蓟马、小麦吸浆虫[43-44];种植棉花
选择了棉蚜、红蜘蛛、棉铃虫[45] .所以,在农业生产
中所谓“害虫”的种类,正是由作物种类自身的存在
而决定.
化学农药比较容易杀死昆虫,杀虫量很大,使用
方法简单,可以不伤到植株,成为农业生产中驱杀昆
虫的主要手段.化学农药的毒杀机理包括触杀、胃
毒、神经刺激、抑制生长发育等.起初,化学农药施用
的目的是针对一、两种采食虫类.由于使用方法多是
广泛喷施,所以很难达到定点毒杀的效果,其结果往
往毒杀了几乎所有的昆虫种群,造成了昆虫种群的
全面破坏[19,45-47] .害虫对农药的抵抗一般被定义为
“虽然农药对同一物种的大多数正常个体有致命作
用已得到证实,但随着害虫种群的进化,部分个体将
能忍耐一定剂量的农药” [48] .当某种昆虫在农药的
高压选择下产生耐药性[45],而其天敌种群,即食物
链上的捕食者不能跟进的话,采食作物的虫类就会
大量爆发[46],造成作物的大范围被采食.为了保护
作物少受损失,新一轮的农药被大面积使用,昆虫生
态结构又一次被调整.从生态学角度讲,农作物大面
积受到采食昆虫侵害的原因是人为影响生物种群竞
争,使作物采食昆虫成为优势种群的结果,所谓恶性
害虫,正是这种人为影响下生态选择的产物.针对微
生物(包括细菌、真菌、病毒等)对作物的侵染进行
农药控制,其作用的结果类似于农药对昆虫的调整
选择.
化学农药的粗放施用[49]是一种宁可错杀也不
漏杀的措施[47],农药覆盖了农田中所有的空间,包
括土壤地表、作物植株、作物果实,造成了土壤、植株
体以及作物果实的农药残留[50] . Carson[51]于 1962
年在美国发表了《寂静的春天》一书,该书通过大量
充分的科学依据论证了杀虫剂所引发的水源、土壤
污染,使生物链被破坏,导致人类罹患各种疾病.
Pimentel[52]对美国因农牧业的农药施用所造成的经
济和环境损失做了统计:“每年,公众健康投资 11
亿;害虫抗药性研究投资 15 亿;因农药施用所造成
的粮食减产损失 11亿,鸟类死亡损失 22亿,地下水
污染损失 20亿”.我国每年农药施用量达 146.0×104
t,其中,化学农药占 90%左右,高毒农药约占 70%,
单位耕地面积施用量约 15 kg·hm-2,而农药有效利
用率仅为 20% ~ 30%,在土壤中的残留率达 50% ~
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60%[13] .化学农药的普遍使用,造成了农产品农药残
留的广泛存在[53-54],也使得农药残留成为农产品质
量安全危害的一个重要组成部分.
2  有限安全农产品概念和可持续安全农产品概念
的提出
    由于人类对自然认知的局限性和迫于人口增长
的压力,当前的单一种植农业生产模式以牺牲资源
和环境为代价图取发展,现已受到大自然的无情报
复与惩罚[55],尤其是农产品质量安全问题尤为突
出.为了摆脱现有的困境,从生态视角分析农产品质
量安全问题,提出了“可持续安全农产品”的全新概
念,并基于此设计可持续安全农产品的农业生产
模式.
2􀆰 1  有限安全农产品概念
在一个生态环境中,以单一的植物种群为目标
作物,调整所有资源环境和生物种群贡献于这个目
标作物的生长,以其产出为唯一目的的农业生态调
控生产模式,称为单一生产模式.单一生产模式下,
生物链被打破,物质和能量循环被阻断,农田土壤营
养通过生物产出持续输出,生态循环补充很少.为了
补充土壤养分维护作物产量,化学肥料的投入措施
不得不采用;同样在这种模式下,生物物种单薄,病
虫害很容易爆发,化学农药的使用也是被动和必须
的.这些被动采用的农艺措施一方面是造成农产品
质量受损的直接原因,同时也是土壤营养失衡、昆虫
种类单一、种群结构失衡的推进动力.这些失衡矛盾
又由化学肥料、化学农药等措施加以调节、补充、挽
救,如此循环往复,失衡程度越来越大,调节难度和
成本越来越高.这些失衡积累到一定程度,其结果是
资源环境受到重金属和农药污染,土壤有机质下降,
土壤板结,最终导致产量受阻,生产投入成本升高,
使土地可持续生产能力遭到破坏.同样,农产品也受
到重金属污染和农药污染,致使农作物产品质量安
全下降.
用这种单一模式生产,其产品即使在一定期限
内达到无害化标准(包括农药、重金属残留等)被称
为安全农产品,但这种安全一方面只能保证食用者
不受食物污染危害,不能保障农产品品质不下降;另
一方面,生产这种产品的农业系统本身的安全性在
持续遭到破坏,其可持续生产能力将难以为继.所
以,这种模式所支持的农产品安全是有限的安全,只
能被称作有限安全农产品.长期摄食单一环境中生
产出来的有限安全农产品,将使人们面临两大困惑:
1)是否能保障食用者的长期健康? 2)生态环境退
化,可持续生产面临威胁,没有可持续生产,如何长
远保障安全农产品的获取?
2􀆰 2  可持续安全农产品概念
为了消除单一种植农业生产模式引发的生态失
衡和对农产品质量安全的影响,人们需要一个既能
够保护生态环境健康、又能够支持农产品质量安全
的可持续农业生产模式.在这种模式中,农产品的产
出不再只是以作物生产为唯一考虑目标,而要考虑
两方面的问题,即生态环境的健康和安全农产品的
产出.首先,人们要修缮一个生态圈,在这个生态圈
里,一个完整而且有生命力的食物链被维护,以保障
物质循环和能量流动的正常进行.其次,在这个循环
中,所有在这个食物链上的生物存在的合理性得到
认可,允许除作物以外的其他生物在食物链上参与
摄取与生产,从而保障生物物种的多样性、食物链的
完整以及物质能量的平衡与良性循环.人类依然是
这个生态环境中的最大摄取者,但摄取的方式发生
改变:不再是单一作物,而是在这个食物链多个环节
都摄取一部分.
支持除栽培作物以外的生物参与农业生物链的
组建,同时允许其他生物参与食物链中摄取的农业
生产模式,可以保障农业生态区内生物物种的多样
性,继而维护了食物链结构的稳定,保障了生态圈内
物质的良性循环与平衡.这样做最大的好处就是可
以减少外源肥料的使用数量,从而降低造成资源环
境富营养化的影响强度.外源肥料施用量的减少,相
应减少了重金属的外源输入量,而少部分的外源重
金属可以通过生物输出得到平衡[17,55],有效降低重
金属的环境积累.
承认采食作物昆虫在食物链中存在的生态地
位,允许其采食一部分作物,采用一些生态、精确手
段调整昆虫种群数量[18],放弃采用广谱、灭生性杀
虫剂,从而保障昆虫种群结构的完整性和搭配合理
性,有效避免单一种群昆虫的爆发[56-61] .
总体来说,这种将目标作物、养殖畜群置身于食
物链中的农业生产模式,可以维护农业生态系统中
物质和能量不间断循环,保护生态环境的健康和可
持续生产能力,继而可以保障安全农产品的长期供
应.同时,在这种模式中,农产品生产可以有效降低
化肥、农药过量使用和不准确使用的影响,使农产品
品质及安全得到保护.通过这种模式生产的农产品,
被定义为可持续安全农产品,支持这种产品生产的
模式,被称作可持续安全农业模式.
4752 应  用  生  态  学  报                                      26卷
3  可持续安全农业模式的构建
可持续安全农业所围绕的中心目标就是构建一
个健康的农业生态体系,并能够依托这个生态体系
可持续地生产安全农产品.其价值体现在两方面,一
是拥有一个健康的生态圈环境作为农业产业平台,
二是能从这个产业平台可持续地获取安全农产品,
前者是后者的基础,是价值核心,后者是前者的产出
物,是价值的延伸.围绕中心目标,可持续安全农业
所涉及的建设内容包括:1)构建一个完整、有生命
力的以食物链为核心的生态圈,充分利用生态圈内
资源实现物质循环,减少外源物质的投入,避免外源
物质对环境的影响,同时实现无废弃物产出;2)构
建生态功能单位,维护生物多样性及生物种群的合
理搭配,以应对生态圈内生物物种的失衡,同时也应
对气候变化带来的波动影响,维护生态圈的稳定运
行.为此,应从资源分配、生态功能单位建设、农艺措
施选用等方面同时着手,统筹协调规划.
3􀆰 1  功能单位组成与土地资源分配
一个生态体系的中心构件是食物链.在可持续
安全农业生态体系食物链中,栽培作物首先扮演的
是绿色植物生产者的角色,承担全生态体系物质能
量的生产积累功能,支持食物链中物质能量供应.其
次,部分农作物生物产量作为农产品被人类收获,实
现农业生产目的.在保障生态圈物质循环合理比例
的前提下,为实现作物生产达到最佳效益,作物生产
将占据合适的土地资源比例,这是全生态区土地资
源中主要的一部分.比较多的作物种类搭配和不同
的轮作制度,是丰富物种资源、协调利用物质资源的
有效方式.例如:稻鱼共生系统就有协调资源、增加
收益的功效[62] .
人类收获作物产量带出生态圈后,剩余农作物
生物产量留在生态圈食物链中,成为食物链上初级
消费者的食物.食物链中初级消费者的角色由养殖
业畜禽扮演.畜禽在扮演食物链中初级消费者时,主
要承担生态系统物质循环功能,同时为人类提供一
定的畜产品产出.作为可持续安全农业体系的一个
重要功能单位,养殖环节占据一定的土地资源比例.
自然界气候变化不稳定,会不定期出现一些极
端天气,其中最重要的矛盾之一就是干旱[63] .干旱
不定期发生,威胁农业生态系统的有效运行,所以农
业生态系统中具备一定水域面积作为水资源贮存、
调配是非常必要的.可持续安全农业体系优先考虑
将组建一个水环境,一方面延长食物链,充分应用食
物链功能实现物质循环,另一方面水环境作为一个
功能单位,用来应对气候变化带来的不稳定影响.养
殖业的副产物主要是畜禽粪便,可以进入土壤完成
土壤微生物参与的物质循环,继而补充土壤养分.养
殖业的副产物更有效的利用方式是进入水环境,其
价值主要体现在:第一,养殖业副产物支持水生食物
链,支持生物多样性,而生物多样性是农业可持续发
展的重要指示因子[4];第二,延长生态系统食物链,
可以有效利用水环境完善生态圈物质转化及循环利
用,同时减少物质循环过程中人力资源投入;第三,
一定水域面积的水资源贮备,可以应对气候变化带
来的干旱威胁,以稳定生态系统的有效运行,同时也
可以保护水资源质量,水资源质量也是农业可持续
发展的重要指示因子[4];第四,发展水产品养殖业,
收获水产品.
水环境系统的副产物主要是塘泥、肥水、水产品
副产物等,这些都可以比较容易地利用到种植环境,
以补充土壤营养,支持营养物质的循环利用.
在一个可持续安全农业生态系统中,组建一定
面积的林地面积作为功能单位是必要的.林地植物
物种结构一般包括乔木、灌木、草本植物等,这些都
是食物链中的绿色生产者.食物链中的初级消费者
主要由食草动物、昆虫等组成,高一级的消费者是
蛇、青蛙、猫头鹰、隼等.这个完整的食物链本身是一
个丰富的生物物种资源库,生物物种资源库为农业
生态系统提供了生物结构协调保障,类似于免疫系
统.在一个完整的食物链结构中,所有生物物种都有
采食、消费它的生物种群的存在,称作天敌,而一定
面积的林地,往往是这些天敌种群的繁衍栖息地.例
如,农田中的害虫在一个生物物种比较丰富的林地
生态系统中,一般都有害虫的天敌种群,或者是鸟
类、或是蛙类、或者是另一种昆虫,这些天敌种群与
害虫种群基本是伴生的.当栽培作物规模面积种植
时,也就意味着为采食它的昆虫提供了充足的食物
资源,在食物充足的条件下,采食昆虫会依靠其超强
的繁殖能力迅速繁殖,形成爆发.然而由于伴生天敌
的存在,害虫和天敌保持着合适的食物链比例关系,
害虫种群数量很难形成爆发危害.保持生物多样性
是林地系统在可持续安全农业生态系统中最有价值
的功能,同时也是农业可持续发展的重要指示因
子[4] .
3􀆰 2  农艺措施选用
在可持续安全农业生态体系建设中,核心内容
是拥有一个健康的农业生态系统平台,使农业生产
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在这个平台上得到实现.为维护可持续农业生态系
统有效运行和安全农产品的产出,合适的农艺措施
选用是必要的.对于可持续安全农业来说,农艺措施
的合适与否,其衡量标准一要看是否威胁生态健康,
二要看是否影响农产品质量安全.如果所采用的农
艺措施会对生态环境和农产品质量安全产生负面影
响,而且这种影响是不可逆、不可控、难修复的,在改
良之前,可持续安全农业原则上应放弃使用.
3􀆰 2􀆰 1不可逆措施   一些农艺措施采用后,对生态
环境会产生破坏性影响,而且这种影响无论生态系
统自身修复还是人为措施补救,都是无效的、不可逆
的,称作不可逆措施.例如,富含重金属的一些肥料
的粗放使用,包括鸡粪和某些种类的磷肥,在农田中
长期大量投入这些携带重金属的肥料,会造成土壤、
水资源重金属污染积累.这些积累在一定时期内很
难靠生态系统自身修复[29],也很难靠人为措施改良
补救,这种对资源环境造成几乎不可逆负面影响的
农艺措施,就是不可逆措施.
3􀆰 2􀆰 2不可控措施   一些农艺措施采用后,对生态
环境和农产品质量会产生目标意愿以外的影响,而
且这种影响很难限定到一定范围内,所造成的生态
环境或农产品质量安全的负面影响将难以控制.例
如农田中发生昆虫危害时,普遍的方法是采用杀虫
剂处理.实际上为害昆虫只是一、两种,但杀虫剂处
理几乎会对所有的昆虫和小型动物产生影响.杀虫
剂使用很难做到只控制为害种类而避免对其他种群
的影响,所以是一种不可控措施.同时,为害种群发
生时,一般只是存在于一部分植株的一些部位,但用
杀虫剂防控是全田喷施,做不到精确地施药到目标
种群,会无法避免地残留到植株的其他部位以及农
田的其余空间,在施药目标、施药量、施药空间上会
造成不可控制的负面影响,所以仍然是一种不可控
措施[50] .另外,由于作物对化肥的利用率很低,农业
生产中往往投入量大于实际吸收量,多余的肥料则
通过多种形式不加控制地向生态圈内散发,或留存
在土壤中、或进入水系、或进入大气,迁移扩散,造成
土壤、水系、大气污染,导致生态圈内营养物的失
衡[14],化学肥料的粗放使用也是一种不可控措施.
3􀆰 2􀆰 3难修复措施  一些农艺措施采用后会对生态
环境产生负面影响,这些影响很难靠生态系统自身
的修复能力去消除,虽然采用人为措施可以修复,但
当人为成本大于产出效益时,人为修复行为将受到
阻碍,其结果是自然生态自身无法修复,人为无力修
复,环境影响持续恶化,可持续安全生产遭到破坏.
例如生产中投入农田的塑料薄膜,会对生态环境产
生废弃物影响,生态系统对这些影响难以自身修复,
人为机械回收可以起到一定的修复效果.当薄膜的
厚度大于一定值时,回收价值高于回收成本,是可以
修复的;当薄膜的厚度小于一定值时,由于薄膜容易
破碎,机械回收效率会降低,最终导致回收效益低于
投入成本,造成实际生产中生产者回收意愿不强,生
态环境负面影响难以逆转,这样就成为难修复措施.
4  可持续安全农业与有机农业的区别
目前,国内外对生态农业存在不同的理解,经济
合作与发展组织(OECD)、联合国粮农组织(FAO)、
世界银行等组织以及国内一些学者都提出了各自的
定义和标准[8,64-68] .其中有机农业[67,69]是当前追求
安全农产品普遍接受的一种农业方式,在发达国家
和中国得到了广泛支持.可持续安全农业与有机农
业同属于生态农业范畴,两者在运作方式及效果上
有很多共同之处,但两者在承担责任、受益群体、农
艺措施选用以及对转基因技术的认识等方面存在一
些本质的区别.
4􀆰 1  承担责任及收益群体
农业生产是人类改造自然、利用自然最为长久、
最为普遍的一种行为,同时也是人类对自然环境影
响最大的行为之一[11],所以农业生产应当承担保护
生态环境、保护人类生存环境的相应责任.尤其在当
今世界人口膨胀、地球环境持续遭到破坏的情况下,
农业生产更应当承担保护环境的责任.有机农业强
调产品要来自于有机农业生产体系[67,70],提出了对
于资源环境的要求,有机农业对环境的改善是有积
极推动作用的.但是,有机农业产品数量有限,只能
在部分地区实行,其种植面积和产品数量只能占到
农业生产的小部分比例[70-72],所能承担的通过农业
方式保护生态环境的责任有限,其产品也只能提供
给小部分人群,产品受益群体有限.可持续安全农业
理念是在全面承担生态环境保护责任基础上提出
的,可持续安全农业所维护的核心价值就是全部农
业生态环境的健康安全,而足够数量的安全农产品
产出是这一核心价值的衍生产物.
4􀆰 2  农艺措施的选用
有机农业为了确保农产品质量安全,同时出于
对生命的尊重,强调动物福利,限制化学农药、化学
肥料等农艺措施[69,73] .如此一来,有机农业产品数量
有限,只能在局部地区适用,保障部分人群的安全农
产品需求,有机农业对生态环境的维护也只能是局
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部的、不彻底的.如果在当今社会全面推广有机农
业,很难保证全社会的农产品需求,受益群体有限,
所以仍然属于有限安全农业.可持续安全农业既要
纵向上维护一个健康的生态环境,维护安全农产品
的可持续产出,还要在横向上保证全社会安全农产
品的供应,是一种更为承担责任的农业生产方式.为
了达到这一目标,科学辨证地认识化学肥料、化学农
药等高效农业生产技术,在确保生态安全及农产品
质量安全的前提下,扬长避短,精确应用这些技术促
进生产[74],是可持续安全农业所选择的方向.
4􀆰 3  对转基因产品的认识
有机农业认为转基因产品违背了有机农业“遵
循自然规律和生态学原理”的基本原则,同时“转基
因产品存在难以消弭的安全隐患”,产生新的环境
污染,即“基因漂流”和“基因污染”,所以有机农业
全面拒绝转基因农产品[73,75-76] .
可持续安全农业对转基因产品认识首先是从生
态环境安全角度出发,其次从农产品安全角度考虑.
可持续安全农业认为,所有转基因技术使用的基因
资源均来源于自然界,也就是说自然界本身存在这
些基因.理论上讲,所有基因都有可能通过基因交换
实现重组,自然界中任何一部分基因组合成一个新
的基因群均存在可能,而转基因技术所创造的基因
组合,仍然属于这个范围,所以转基因技术可以理解
为是对自然界自身基因组合的一种促进和筛选.然
而正是这种促进与筛选,使转基因技术打破了一个
基本的自然规律,就是一个基因组合或生物物种形
成的时间与速度.自然界生物物种的产生、衍变、进
化经历了一个漫长的时间阶段,现有的生物物种均
经历了亿万年的演变、筛选,各物种之间既有你生我
死的竞争关系,又有相互依存的共生关系,演化到如
今,经过了一个漫长的时间历程.自然界中,每一种
生物均不是单独存在的,它既是生态系统的组成部
分,遵循生态系统的基本规律,同时也在逐步影响促
进着生态系统演化发展,协同其他生物共同组成一
个相对稳定的生态系统.农业生产体系的基础,正是
建立在这种相对稳定的基础之上,如果这种稳定被
打破,农业结构基础将面临调整,如果调整速度过
快,会引发一系列产业结构乃至社会经济问题.
就转基因技术而言,对一个生物物种植入或修
复一段基因,促使它具备一定适应性或生物特性,目
前的技术水平是可行的.但对新的基因组合所具备
的生物影响力的认识,只能做到有限的试验观察.当
转基因生物物种被投入到自然界中后,不仅仅是自
身适应生存的表现,更是一种对全生态系统的影响,
这种影响缓慢且长远,是一种蝴蝶效应.当这种影响
能够向着人类愿望发展,将是转基因技术给人类带
来的福祉;如果这种效应所带来的影响是恶性的,人
类既无法收回已经投放到自然界的物种,又不具备
对其的完全控制能力,整个农业生态系统将面临巨
大的变革挑战.
转基因技术作用的结果是将一个需要自然界几
百年、或几万年、甚至几亿年才有可能完成的生物基
因传递,人为地几乎瞬间推进到一个新的生物传递
通道中,随后又将这种基因通道载体投入自然界,交
由自然界控制.对于新生物种的投放是不可逆的,对
新物种带来的生态影响是不确定的;对通过新物种
带来的基因扩散是不可控的,对基因扩散带来的生
态影响也是不确定的.以人类现有短短几十年的转
基因技术积累来应对这些不可逆、不确定、不可控的
风险,目前阶段的科学认识以及技术准备还不充分.
对于这种没有成熟的控制能力的技术,可持续安全
农业反对现阶段在生产中使用.
然而,可持续安全农业支持转基因科学的深入
认识及技术积累,这样做一方面是为了在深入认识、
技术探索成熟的基础上使这一技术达到可逆、可控、
可修复,继而科学安全合理地将转基因技术应用到
农业生产中.另外,无论对转基因产品接受与否,当
前转基因技术应用已经普遍,转基因产品也已经随
处可见,为了应对转基因技术掌握在部分群体手里
有可能产生的负面影响,可持续安全农业理念认为,
主流社会保持转基因技术领先是非常必要的.
5  总    结
近年来国内外农产品质量安全危机事件频发,
凸显出现今农产品质量安全问题与生态资源环境的
不协调矛盾.为了摆脱现有的困境,“可持续安全农
业模式”概念及其农艺措施选用原则的提出,将推
进现代农业朝着人与自然和谐相处、合理体现人们
需求愿望的生态农业方向发展.该模式与有机农业
同属于生态农业范畴,但两者在承担责任、受益群
体、农艺措施选用以及对转基因技术的认识等方面
存在本质区别,是一种更为承担责任、更为兼顾全面
的农业模式,全部农业生态环境的健康安全与足够
数量的安全农产品产出,是这一农业生产模式的价
值取向.
“可持续安全农业”依托现有农业技术逐步实
践,围绕农产品市场需求与农业生态系统的良性维
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护协同进步,将会在现代科学技术成就的支持下不
断适应、更新、完善,向着可逆、可控、可修复的现代
精准农业技术方向发展.
综上所述,可持续安全农产品概念及其规划模
式植根于中国的社会背景,以生态学和生态经济学
的基本理论考虑农业生产发展方向问题,同时结合
中国的自然⁃社会⁃经济条件,融合传统理念与新技
术,为保障农产品数量安全和质量安全提出了一条
可持续发展的道路.
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作者简介  肖  明,男,1971 年生,副研究员,博士. 主要从
事与农产品质量安全有关的资源环境信息研究, 已发表研
究论文 20余篇. E⁃mail: mhmdxiao@ 163.com
责任编辑  杨  弘
0852 应  用  生  态  学  报                                      26卷