全 文 ： * ?山东省自然科学基金项目 ( 2004ZX28)和山东理工大学科研基金资助
收稿日期 : 2005-02-06 改回日期 : 2005-03-28
构建农林循环经济初探 *
张录强
(山东理工大学生命科学学院 淄博 255049)
摘 要 构建农林循环经济体系是建设循环经济和循环型社会的重要组成部分。重点探讨了构建农林循环经济的
基本原理 (循环再生 )、农林生态系统在物质循环再生方面存在的问题及其解决途径。
关键词 循环经济 农林生态系统 途径
A primary discussion on the construction of agriculture and forestry circular economy . ZHANG Lu-Qiang(Collegeof Life
Science, Shandong University of Technology, Zibo 255049,China) , CJEA ,2006,14(2) :8～10
Abstract The construction of agriculture and forestry circular economy is the important composition of circular economy
andcircular society . In this paper , the primary principle of agriculture and forestry circular economy ( cycling and reviv-
ing) , the practical problems and their solutions in agriculture and forestry ecosystem are stated .
Key words Circular economy, Ecosystem of agricultureand forestry, Ways
( Received Feb .6, 2005; revised March 28, 2005)
1 构建农林循环经济的基本原理
循环经济是实现可持续发展的理想经济模式。它要求遵循生态学规律 , 合理利用自然资源和环境容
量 ,在物质不断循环、再生利用的基础上最大限度地构建“存量循环”的稳态经济发展模式 , 减轻人类活动对
自然生态系统的不利影响和过度依赖 ,使经济系统和谐地纳入自然生态系统 , 实现社会 - 经济 - 自然复合生
态系统的良性运转和持续发展。十六届四中全会决议提出 :“大力发展循环经济 , 建设节约型社会”。并把
发展循环经济作为编制“十一五”规划的重要指导原则 , 用循环经济理念指导编制各类规划。这意味着循环
经济已经正式成为我国经济与社会发展的战略选择 ,循环经济正在从理想转变为大规模的社会实践。
物质循环、再生利用是生态学的基本原理 , 也是建设和发展循环经济的理论基础。在自然生态系统中
植物从环境中吸收无机物 ,利用太阳能通过光合作用合成有机物 , 为其自身及其他生物的生存提供食物 , 它
们是生态系统中的生产者 ;动物等异养生物不能进行光合作用 , 只能直接、间接地以生产者为食 , 它们构成
了生态系统中的消费者 ;生态系统中的另一类生物———分解者 ( 包括大量的微小生物如细菌、真菌等 ) , 将有
机物 (植物枯枝落叶、动物个体、排泄物等 ) 分解成小分子的无机物 , 归还自然界供生产者循环利用。经过长
期的自然演化 , 自然生态系统形成了完整的生产者、消费者、分解者结构 , 可以自我完成“生产→消费→分
解→再生产”为特征的物质循环功能 , 能量流动和信息传递通畅 , 系统对其自身状态能够进行有效地调控 ,
生物圈处于良性发展状态。在亿万年地球历史进化过程中物质循环、再生利用的自然规律 , 使地球上有限
的物质资源无限地循环利用 ,使有限的地球环境孕育、并保障其生生不息和持续、有序发展。
2 我国农林生产系统存在的问题及其成因
在自给自足的自然经济条件下 ,规模有限的食品生产在本地进行、本地消费 , 养分自然以牲畜和人类排
泄物方式返还土壤 ,农田生态系统物质循环结构完整且功能稳定。规模化生产、城乡分工以及向市场经济
的转变 ,使资源和产品 ( 粮食等 )在更加广阔的空间范围内流动 , 人畜排泄物中的养分很难再全部返还土壤。
人类生活系统与农业生产系统之间营养联系被打断 , 营养循环遭到严重破坏 , 导致人类社会 - 经济 - 自然复
合生态系统的稳态破坏且整体功能衰退。一方面导致土壤有机质含量降低 , 土地生产潜力下降 , 农民只得
依赖大量施用化肥以补充土壤营养素的损失、维持土地生产力 , 加大了生产成本 ,并进一步导致土壤面源污
第 14 ?卷第 2期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14 No .2
2 0 0 6 ?年 4 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture April, 2006
染 ,危及食品安全和环境健康等一系列问题 , 致使农业生产系统处于持续衰退状态 ; 另一方面城市又必须建
设规模化的污染物处理设施对各种污染物 (其中部分可作为土壤营养物质 ) 进行处理 , 使城市背负沉重的财
政包袱 , 在垃圾包围、环境退化困境中艰难前行。这使工业经济条件下地球生态系统的一部分转变为单纯
的初级生产者 (如农田 ) , 而另外部分转变为单纯的消费者 ( 如城市 ) 和分解者 ( 如垃圾处理场、污水处理厂
等 ) , 这种分工打破了生态系统原有的生产者、消费者和分解者结构以及以“生产→消费→分解→再生产”为
特征的物质循环有机联系 ,改变了生态系统物流、能流和信息流的对称状态 , 产生了结构和功能上的破缺 ,
导致复合生态系统稳态的破坏和功能的衰退。
在林业生产中存在着与农业生产相似情况 , 皆伐采伐方式使大量营养物质以木材的形式输出 , 而不能
得到有效补充 ,导致林地贫瘠化、植被退行性演替 ,这在热带雨林表现尤为突出。热带雨林地区气候条件优
越、适合植被生长 , 土壤中绝大部分可利用的营养物质被植物吸收和保存 , 因此土壤营养成为热带雨林发展
演替的限制因素 , 一旦地表植被皆伐即意味着热带雨林生态系统中大部分营养物质被强制输出 , 导致土壤
贫瘠化甚至荒漠化 ,这也是热带雨林一旦被破坏则更难修复的原因所在。在城市园林管理方面 , 有些地方
把园林地面清扫得干干净净 ,以此作为清洁、卫生和管理良好的标准。其实林地地表自然形成的枯枝落叶
层具有重要生态功能 ,是园林生态系统物质循环的重要环节 , 它可有效缓冲降水对地表的冲刷和保持水土 ,
更为重要的是枯枝落叶被分解者 (土壤微生物 ) 分解后可为土壤补充养分 , 供植被重复利用 , 从而形成营养
物质吸收、利用、降解和再利用的物质循环通路 ,使土壤营养物质输出与输入平衡 , 土壤肥力稳定 , 植被持续
繁荣。若将林地中枯枝落叶人为清除 , 林地物质循环通路被打断 , 土壤不能得到有效的养分补充而愈发贫
瘠 ,这就是人们通常所见城市行道树或园林缺乏天然林生机盎然、苍翠欲滴的原因所在。近年来全国各地
掀起引进国外草种进行大面积绿化的热潮 , 这种耗费巨资建设的“短平快”绿化工程被有关专家称为“绿色
沙漠”, 它不但没能发挥人们预期的减轻热岛效应、净化空气、保持水土和增加生物多样性、吸收噪音的作
用 ,反而造成严重的生态负效应 , 一是城市草坪管理中土质退化与农林生态系统土壤退化的原因类似 , 草坪
修剪物往往被管理者当作垃圾废弃掉 ,使土壤得不到有效的营养补充而土质恶化 ; 二是草皮根系较浅 , 只能
利用土壤表层水分 ,需要不断浇水才能维持其生存 , 故凡大面积种植草皮的城市均陷入水资源短缺的窘境 ,
且养护人工草皮需要不断施肥和喷药 ,也给城市造成大量的化学污染 [ 1] 。
牧场退化的原因与农林生态系统略有不同 , 一般放牧可保证动物粪尿及时补充土壤营养物质的损失 ,
维持营养平衡 ,但过牧过载导致草场退化乃至荒漠化 , 草场资源未被科学有效地循环利用。而水产种养殖
业方面与陆地农林牧生态系统出现的问题有所不同 , 人类生产、生活活动向水体输入的物质 (营养或非营
养 )大于水体净化和向外输出物质的能力 , 导致水体富营养化和污染 , 而水产 ( 海产、淡水产 ) 资源日趋枯竭
的本质是人类对其掠夺性的利用超出其最大可持续产出 ,导致其资源的衰退。
水资源是农业生态系统中重要的生产性资源 ,我国水资源仅为世界平均水平的 1/ 5, 且大部分地表水体
污染负荷超过水体的自净化能力。由于地表水污染及降雨的非时效性 , 农业对地下水的依赖程度逐渐增
强。而地下淡水蓄水层可分为两类[ 2] 。一类可通过地表水渗透补充 , 但其补充速度和数量均有一定限度 ,
若该类淡水资源的开采量超过最大可持续供给量 , 地下水位就会下降 , 引起地表塌陷和地下蓄水空间的重
新分割 ,也会对淡水资源的供给格局产生重大影响。另一类淡水资源是不可补给的即化石蓄水层 , 这类蓄
水层一旦耗尽 ,资源即告终结。目前水资源危机已成为世界性的危机 , 主要粮食产区依赖超量开采地下水
维持粮食生产 ,由于水资源的不可持续利用 , 这种粮食生产的泡沫将面临严重的威胁。
品种资源是生物多样性的重要组分 , 与人类关系最密切 , 直接影响农林牧渔业生产和人类生活与健康
水平 ,是人类赖以生存和发展的重要物质基础。丰富多样的品种资源为选育和改良生产品种提供基本素
材 ,促进农林牧渔业健康发展 ,并为人类生存提供良好的环境和可持续发展的坚实基础。随着农林牧渔业
生产良种化程度的不断提高 , 生产品种的单一化及其遗传多样性的趋势更加明显 , 其潜在危险已经对人类
生产系统的可持续发展构成严重威胁 [ 3] 。生物物种、品种本身是可再生资源 , 在大的时间尺度上新物种不
断产生、原有物种不断消亡 ,生物界表现出进化与发展。有研究粗略估计现在物种灭绝的速度至少是其自
然进化速度的 1000倍。而 Ives A .R .等研究表明即使是“最弱”物种的灭绝 , 也会促使原来有抵抗能力的物
种对环境退化突然变得敏感起来[ 4] 。该连环式物种加速灭绝效应也会危及人类生态系统的稳定和功能。
3 农林循环经济的建构
农林生态系统是社会 - 经济 - 自然复合生态系统重要的子系统 ,构建农林循环经济体系是建设循环经济
第 2 ?期 张录强 : 构建农林循环经济初探 9
和循环型社会的重要组成部分。建构和发展农林循环经济的实质是重新耦合复合生态系统破缺的结构与功
能 ,建立和发展以资源平衡为特征的生态良性循环的高效生态农业体系。
在农业生产实践中秸秆还田可有效补充农田生产过程中的营养损失、提高土地生产力 , 这涉及到人类
复合生态系统中生产者 (农田 ) 、消费者 ( 城市 )之间物质循环的连接问题。因此必须改变现行的城市生活污
染物处理方式 ,如在城市建设中把源自居民区与工业区的废水分开 , 由于不含工业污染物 , 居民区生活废水
中高浓度有机物可通过加工制成有机肥返还农业生态系统 , 而垃圾是“混合资源”, 可通过垃圾分类将有机
垃圾腐熟后以有机肥形式回流农业生产系统 ,这些措施不仅可使城市垃圾资源化 , 减少城市垃圾生产量、减
轻城市污染物处理设施的压力 ,更为重要的是把人类复合生态系统中农田生态子系统和城市生活子系统的
物质循环有效连接起来 ,补充农田营养物质的损失 , 维持农田生态子系统的持续发展。若城市生态系统能
按照农林生态系统输出产品的数量 , 以补贴形式向其返还相应数量的有机肥料 , 则建立输入与输出平衡的
生态农、林业生产模式完全有可能实现。我国传统农耕、林作方式基本属于初级的有机或生态农业模式 , 仍
值得深入研究和借鉴。在园林管理实践中有意识地保留枯枝落叶层或将修剪枝叶粉碎后直接覆盖于林地
地表抑或将枝叶腐熟成有机肥料施用 ,实际上就是耦合林地物质循环的链条 , 完善其循环功能 , 使林木生长
能持续获得养分。草坪管理不能照搬此法 , 修剪物直接覆盖在草皮上会导致其死亡 , 将修剪物腐熟后可用
作草皮堆肥。水体污染控制应以水体自净化容量为依据 , 严格控制污染物的输入和水产种养殖密度 , 维持
水体生产力的稳定。对牧草和水产资源的利用必须限制在其最大可持续产出范围内 , 并及时恢复和保护生
物资源。在自然生态系统中物质循环效率实际上对生态系统的生产力影响显著 ,一定程度上人为提高农林
生态系统的物质循环效率 , 只要不破坏循环即可促进生态系统生产力的提高。如通过发展草食动物饲养
业 ,使秸秆过腹还田可提高营养物质转化效率 , 更快满足植物生长需要 , 提高生产效率 ; 亦可通过青贮饲养
动物把秸秆转换成数量可观的动物食品。目前各类农业生产性资源潜力 ( 土壤、品种和田间管理技术等 )的
进一步挖掘日益困难 ,有关专家提出提高水资源效率将是 21世纪提高农业生产潜力的主要途径。传统的应
对地下水位下降、水资源短缺反应链是 : 水资源短缺→刺激或鼓励用户打深井 , 或者引水、调水→用水规模
继续扩大→最终导致水资源枯竭。要想实现水资源的持续利用必须改变这种资源管理模式 , 其反应链应
是 :水资源短缺→提高水资源价格、抑制水消费 ,刺激或鼓励用户提高水资源效率→压缩用水规模→最终实
现水资源的可持续利用。政府应尽快通过建立可行的水资源预警、价格调节和管理机制 , 实现水资源的持
续利用 ,在农业领域应加快发展以节水、高效为特征的新型农业。目前国内外用于保存品种资源的方法主
要有原生境保护和非原生境保护两大类 , 原生境保护 ( In-situ conservation) 亦称就地保护 , 是指在原生生态
环境中进行就地繁殖保护 ,原生境保护不仅保护品种资源本身 , 且保护品种资源赖以形成的自然生态环境 ,
保护其与环境协同进化的潜力 ,因此有效的原生境保护是保护品种资源最佳方法 , 建立自然保护区、天然公
园是保护野生种、野生近缘种等品种资源的主要形式 , 地方品种资源可通过就地农田保护、保种场保护的方
式进行原生境保护。非原生境保护 ( Ex-situ conservation)亦称异地保护 , 是指在原生生态环境之外进行的品
种资源保护 ,若品种资源的生存环境遭到破坏 , 非原生境保护就显得格外重要 , 非原生境保护的形式、保存
材料多种多样 ,如在原产地之外通过建立植物园、动物园、植物种质圃和动物保种场等进行活体保种 , 通过
建立低温、超低温冷库保存植物种子、动植物胚胎、动植物器官与组织、体细胞和生殖细胞及杂交细胞、DNA
文库等 ,通过建立试管苗种质库对组织培养物进行保存等 , 而具体品种资源应采用何种保护方式主要取决
于品种资源的生物学特性。
发展循环经济、建立循环型社会意味着社会生产方式、生活方式、组织方式和价值观念的根本转变 , 也
是一场深刻的社会变革 ,绝不是哪一个部门可以独立完成的。农林生态子系统只是人类复合生态系统循环
链条中的一部分 , 其循环经济模式的建构需要社会各层面的支持 , 同时农林循环经济的建构也为复合生态
系统循环经济体系的构建提供坚实的支撑。
参 考 文 献 h
1 李 浩 .加拿大对人工草皮说不 .生态经济 , 2004 ( 3) : 76～77
2 [美 ]莱斯特·布朗著 .B 模式———拯救地球延续文明 .北京 :东方出版社 , 2003 .29
3 张录强 , 陈志伟 ,贾成友等 .品种资源及其保护 .山东理工大学学报 (自然科学版 ) , 2004 ( 5) : 21～27
4 Ives A .R ., Cardinale J .B . Food- web interactions govern the resistanceof communitiesafter non-random extinctions . Nature,2004,429: 174～177
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