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| 21世纪农业科技与农业可持续发展 | |||||
| 作者：佚名 文章来源：跨世纪科技与社会可持续发展 点击数： 更新时间：2004-6-28 | |||||
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面向21世纪，信息技术正在迅速渗透到社会、经济、文化和科学技术等各个领域，也在渗入到农业生产、科研等各个领域，这种渗透对农业的发展具有如下诸多影响： 1、加速传统农业的信息化改造和农业管理自动化 计算机和信息技术将使经验型和分散型的农业技术趋于定量化、规范化和集成化，改变农业科技和生产管理的经验性强、科学性和精确性不够的缺陷。在农业环境与控制、土壤调查、作物生产、畜牧生产、配方施肥和配合饲料、灌溉自动化、品种选育与选用、农业机械、农业防灾减灾、农产品加工、仓储管理、作物产量预测、农业病虫害预测预报、疫病防治及产后处理、农业经济管理、农业财会以及农业信息服务等方面都可以应用计算机进行管理和调控。例如，利用信息技术可以使播种密度按土壤的肥沃程度自动调节，施肥则可以根据土壤的有效肥分多少而补充。应用计算机和信息技术可以掌握、分析、使用各种信息，帮助农场进行管理和决策，使农业实现进一步降低生产成本、生产数量更多、营养价值更高、价格合理的农产品的目的。在动物科技和生产方面，利用计算机技术改进动物遗传育种技术，可以显著地提高选种的准确率，从宏观和微观两个方面提高育种效果。80年代中期以来，信息技术使农产品市场的运作也发生着革命性的变化。 2、森林管理 利用计算机和遥感技术，还可以进行森林火灾的预测预报、森林资源调查、森林病虫害预测预报和诊断等。我国几个主要林区已应用遥感技术预报火情。到21世纪上半页，我国将建立起全国性的森林火险遥感测报系统。 3、建立农业数据库 农业数据库是把农业信息经数据化处理后存储在计算机中的一类信息存在形式。农业数据库领域宽广，有农业资源、农业生产资料、农业技术、农产品市场、农业政策、农业生产企业、农业气象、土壤等各种专题性或综合性的数据库。信息网络的发展为克服农业分散性和区域性强的弱点而使信息资源得到有效利用成为可能，能够快速方便地为不同地域的用户提供服务。例如，农作物品种资源数据库对于农作物品种资源及育种的研究、种植品种的挑选及引种、种子的交易等具有重要的帮助。美国的“种质植物资源信息网”已收集了数以百万计的种子和植物数据，数以千亿计的基因数据。土壤数据库储存有土壤的剖面描述、理化性质、肥力水平与特征等各种数据，在农业生产上可用于指导施肥等工作。目前，许多国家、国际组织、地区甚至农场都在建立各种层次的农业数据库。其中，有许多数据库已进入全球信息资源网，实现了信息资源共享。1985年，世界范围内即已有428个农业数据库。此后新建和投入使用的农业数据库更是加速增长。 4、农业科技研究重要手段 信息技术为未来农业科技研究提供重要手段，有效地推动农业科技研究的发展。①21世纪的农业科研将采用一系列全新的科学方法如系统方法、信息方法、控制方法、非线性科学方法等。借助于信息技术手段，这些方法将在21世纪农业科技研究活动中发挥无法估量的巨大作用。②信息技术为农业科研开辟了全新的领域。农业各行业均有待于开发出大量的应用软件。例如，开发作物病虫害预报软件，奶牛场管理软件，等等。③农业科技人员可以利用信息网络进行远距离的合作研究与交流，大大地提高农业科技的研究效率。 信息技术在农业领域的这种发展趋势，将对整个农业生产、农业经济、农业科研、农业教育以及农村发展和农村文化生活产生无法估量的积极影响。 三、工程技术使农业得到全新的武装 由于材料科学、信息技术、工程技术、生物技术和现代农业科技的发展和综合运用，21世纪的工程技术将使农业得到全新的武装。 1、设施农业技术迅速发展 传统农业受土壤、气候等自然环境的影响和制约。人工创造的技术高度密集的工厂化、智能化、自动化生产体系能够为农业减少甚至摆脱对于自然条件和人类劳动的依赖程度创造条件。由于材料科学技术、先进的制造技术、信息技术和控制技术等在农业科技研究、开发中的广泛渗透和运用，在农业生产的某些领域正在走向人造环境全过程自动化生产。设施农业在蔬菜、花卉等园艺作物的种植方面已经取得了非常成功的经验。在许多过去无法种植农作物的高寒地带或者不毛之地，现在变成了良好的农业生产基地。借助于农业工程设施，自然的障碍得以克服。许多过去只能在大田一年一季种植的植物，现在可以一年四季在植物工厂中生产。农业设施在树苗工厂化生产方面也大有用武之地。目前，美国、日本、荷兰、以色列、加拿大、奥地利、丹麦等国家都建立了大量的植物工厂。日本已拥有1000多套完全由电脑来控制的设施园艺系统，种植面积超过4万多公顷。荷兰则更是拥有3000多座电脑控制园艺设施。在21世纪，智能化的设施农业将成为重要的农业生产发展方向，并且向更加宽广的领域扩展，信息技术和自动控制技术将使植物工厂的普及完全成为现实。 2、农业机械的发展将达到前所未有的水平 21世纪，新型的农业机械技术将使农业劳动生产率进一步得到提高。农业机械化水平目前在各国之间差异很大。美国几乎已经在农业生产的各个环节全部实现了机械化。英国、法国、德国、俄罗斯、加拿大和日本等国也已经基本上实现了农业机械化。中国等发展中国家的农业机械化也发展迅速。面向21世纪，农业机械技术的发展将产生一些新的特点：①农业领域的各种行业、各个生产环节的农机具品种更加完善和系统配套。②高度智能化的农用机器人的数量将迅速增加，以解决许多发达国家（如日本）的农业劳动力危机、代替人去干艰苦和危险的农活、提高某些农活的精确度以及降低生产成本，提高农业劳动生产率。其它农业机械也将向着智能化方向发展。③灌溉机械多样化和精确化。针对淡水资源减少的趋势，以节水、灌溉施肥、灌溉施药为目的的滴灌、浸润灌溉等智能化、自动化灌溉机械将得到飞速发展，以大大提高水资源的利用率，缓解水资源危机。④从陆地农业机械向海洋农业机械和空中农业机械发展。农用飞机的数量将急剧增加。⑤农业机械向功率大型化、运作高速化、工作面宽幅化、作业联合化、操作自动化方向发展。 四、农业化学技术的完善与广泛应用 农业化学技术为农业的发展作出了巨大的贡献，其本身的发展也非常迅速。1960年到1990年这30年间，世界化肥生产量增长了4.5倍，农药销售额增长了28倍，世界粮食产量的40％，约8亿吨得益于化肥和农药。世界十大农药公司内部的年科研经费达15亿美元以上，它们拥有强大的科技力量和先进的技术。农业化学技术在21世纪总的发展趋势是：一方面继续完善，使其对人类和环境更加安全；另一方面是向农业生产的各个领域扩展。 1、化肥 化肥技术将向高浓度化肥、长效肥料、复合肥料、液体肥料以及提高肥料利用率方向发展。同时，化肥的产量将迅速增长。 2、农药 农药仍将是21世纪防治农作物病、虫、螨、杂草和鼠害的重要手段之一。21世纪将发展对人畜安全无害、对环境的污染程度低农药技术。 3、种子包衣技术 化学技术已广泛应用于制造种子包衣。在植物种子外表包裹一层含有农药、化肥、植物生长调节剂或益菌的能迅速固化的薄膜，能够起到保护幼苗、简化劳动环节、增加产量的作用。这项技术在21世纪将逐渐推广普及。 五、生物能源开发 面对化石能源的枯竭与危机，21世纪的农业将产生“固化”太阳能以生产生物能源的新产业，“石油植物”和“能源林场”将兴盛起来。生物能源属于“绿色能源”，它具有可再生性、再生周期短、对环境污染少、使用安全、来源万世不竭等优点。利用大量的作物秸秆，以及在自然条件下种植一年生和多年生能源植物及藻类，通过高效率的微生物发酵，生产酒精、沼气等能源物质，可以部分代替化石能源。目前，能源植物的开发和植物能源物质高效转化技术的研究均已取得巨大的进展。美国已对200多个表现出生物量生产潜力的植物种、变种和栽培品种进行了田间鉴定，并对能源植物与粮食、饲料、纤维植物之间的差异进行了研究。美国已筛选出30多种含有类似天然石油成分的植物，它们的树干中所含汁液经过处理可制成液体燃料。可以把森林植物转化为甲醇、甲烷和氢气等气体燃料的装置已经开发出来。美国已大规模利用过剩谷物生产酒精作为能源，日本和法国分别计划用甘蔗和甜菜等植物生产酒精作为补充能源。植物基因工程和微生物发酵工程的发展，利用木纤维生产酒精将成为可能。这将大大降低成本，使农业生产加速形成生物能源开发的新兴产业。 第三节 21世纪世界农业发展大趋势 一、可持续农业是世界农业发展的根本方向 1、可持续农业问题的提出 自从西方工业革命以来，特别是本世纪下半页以来，发达国家普遍实行以工业积累来支持农业的政策，大力发展农业生产力，推进农业的产业化、企业化和现代化，极大地提高了农业的劳动生产率。发展中国家则主要是依赖消耗自然资源的方法解决粮食问题。然而，农业的这些发展道路都付出了沉重的代价，带来了巨大的弊端。因此，本世纪80年代，可持续农业的思想观念首先在一些发达国家发展起来，随后迅速影响全球。美国加利福尼亚州议会在1985年通过的“可持续农业研究教育法”中最先提出“可持续农业”概念。1987年世界环境与发展委员会提出了“2000年：转向可持续农业的全球政策”。1988年美国农业部把“低耗可持续农业”列为重点研究项目。联合国粮农组织于1988年制订了“可持续农业生产：对国际农业研究的要求”文件，于1989年通过了有关可持续农业发展活动的决议，于1991年在荷兰召开“农业与环境”国际会议并发表了“可持续农业和农村发展的丹波宣言和行动纲领”。1992年联合国环境和发展大会发表了“21世纪议程可持续发展”和“里约宣言”。一些与农业和环境有关的国际组织都纷纷改变其研究支持项目的根本方向，把可持续农业的研究与发展作为优先支持的领域。由此可见，世界各国都逐渐认识到，作为国民经济基础的农业，既要提高劳动生产率，更需要走可持续发展的道路。面向21世纪，可持续农业将是农业发展的根本方向。 2、可持续农业的基本内容 可持续农业是未来农业发展的新模式，其基本涵义是持续、持久和永续。联合国粮农组织认为可持续农业是：采取某种使用和维护自然资源基础的方式，以及实行技术变革和机制性改革，以确保当代人类及其后代对农产品的需求得到不断满足的农业；它是一种能够对土地、水和动植物遗传资源进行有效的保护、不造成环境退化、技术上应用适当、经济上能维持下去以及社会上能够接受的发展。发展可持续农业的原则是：保持人与自然的协调发展，保持人的需求与生态环境良性循环的一致性，在社会与自然环境之间建立起持久稳定的和谐关系。可持续农业的主要目标是：保持农业生产率稳定增长，提高食物生产和保障食物安全；保护和改善农业生态环境，合理、永续地利用自然资源，特别是生物资源和可再生资源；发展农村经济，增加农民收入，根除贫困。可持续农业的主要内容是：保持区域性水、土、林等资源的科学和综合的开发利用，在满足社会发展需求的同时，改善资源状况，保持生态环境的良性循环；寻求最佳的物质、能源投入产出模式和资源利用模式；减少和防止对环境和生态的污染和破坏。未来农村经济、社会的发展是在可持续发展战略指导下的发展。这就必然迫使人们越来越把持续农业发展战略及其相应的农业科技发展战略研究摆在重要的地位，迫使人们从全方位来寻求具体的对策和措施。 3、农业发展的功效观念面临变革 过去，人们往往把农业的发展理解为简单的农业经济的增长，导致在农业生产上片面追求经济效益而忽视社会效益特别是生态效益。这种对农业发展的功效的单一化、片面的理解将为全面、系统和辩证的理解所取代。环境代价、生态资源贮量、农业资源成本、农业科技进步等新概念将被纳入到经济学和农业经济管理学的范畴里。世界农业的发展将越来越兼顾经济、社会、生态、文化、科技的全面、综合的发展，将逐渐转移到以社会发展为手段、以人的全面发展为中心的轨道上来，达到“生产要增长、生态要改善、生活要提高、人性要发展”的目的。同时，一些发达国家已经开始在实践中实施可持续农业的发展模式。例如，以美国为代表的北美一些发达国家实行以环境保护为主攻目标的购买性、低资源投入可持续农业发展模式；以日本和西欧等国家则实行以管理利用资源和有效保护环境为基础的环境保护型持续农业发展模式。 4、农业科技以可持续农业为范式进行新综合 农业的可持续发展受各种因素的影响。在这些因素中，农业科技的影响发挥着越来越大的作用。然而，科学技术，特别是技术，既可以带来利益，也可以造成危害。过去，对农业技术的经济效益比较重视，而对其生态效应和社会效应却比较忽视；只看到正效应，无视负效应。为了避免或者减轻农业技术的应用所造成的危害，21世纪，人们将围绕可持续发展问题、特别是农业可持续发展问题，对传统的农业科技发展、进步以及功效观念进行反思，以可持续农业为范式将农业科技与人类的所有知识、学科进行全新的综合。可持续农业对农业技术要求的大趋势是：必须树立生态意识和全局观念，加快对于能够减少环境污染以及减少原材料、自然资源和能源消耗的绿色技术（Green Technology）的研究、开发以及农业产业的绿色技术化进程，尽快缩小非绿色技术的使用范围和规模，淘汰对生态系统造成破坏性影响的“远”绿色技术，大力推广绿色技术特别是对生态系统发展产生积极作用的“深”绿色技术，以实现农业产业的生态化和可持续发展战略，确保经济、社会、环境三者之间的协调发展。 二、依靠科技进步将是世界各国发展农业的普遍战略 可持续发展的主题是发展。农业经济的高产优质高效是可持续农业的重要前提，而农业科技进步又是保障农业高产优质高效的基础。因此，发展可持续农业的根本出路在于农业科技的进步，依靠科技进步将是21世纪世界各国发展农业的普遍战略。 1、依靠科技进步促进农业发展的成功经验 本世纪下半页以来，由于一系列基础理论逐渐转化为农业技术或农业科技产业而得到广泛应用，大大地促进了农业生产的发展。 （1）世界农业发展的成功经验。本世纪上半页，由于在农业生产中还很少应用现代农业科学技术，世界粮食亩产仅由世纪初的62公斤提高到1950年的67公斤，平均年增长0.1公斤，且增长的方式主要是依靠扩大耕地面积，农业处于低生产率、低发展速度和低科技水平的资源农业时期。1950年到1980年，世界粮食单产由67公斤提高到153公斤，平均年增长2.8公斤，是前半个世纪的28倍。这一时期农业高速发展的根本原因在于科技进步：科技对于提高土地生产率的贡献率为81％，对提高劳动生产率上的贡献率是73％。世界各国都将吸取这种成功的经验，进一步把农业科技的进步作为发展农业生产的基本战略。 （2）中国农业发展的成功经验。本世纪下半页以来，我国农业科技的发展，大大促进了农业的发展，为农业增产增收增效发挥了巨大的推动作用。1950年到1980年，中国粮食亩产由78公斤增长到252公斤，年均增长5.8公斤，比世界年均增长量高出一倍。目前科技进步在我国农业增长中的贡献份额已经达到35％左右。其主要表现为：①遗传学理论的广泛应用和育种技术的突破，使农业生产的产量大幅度提高。②耕作制度的改革使全国复种指数提高了25％，增加播种面积4亿多亩；栽培技术的改进和完善使粮食单产水平比1949年提高了3倍多；饲养技术得到了改进和综合配套，使动物性农产品的产出率得到显著的提高。③生物和工程措施相结合综合防御农业灾害，有效地减少了农产品的损失。④生物技术、信息技术等高新技术和传统农业技术的有机结合，促进了农业生产力的进一步提高。由此可见，中国农业现代化的根本出路是科学技术的进步。因此，将科技兴农作为我国的基本国策也就具有必然性。 2、维持和提高高生产率和高效益必然依靠农业科技进步 发达国家农业从业人口仅占从业总人口的5％以下。美国农民人均产粮110吨、产肉101吨，一个美国农民可供养80个人。法国农民人均产粮45吨、产肉56吨。近30年，美国农业投入的产出率指数由72上升到135，1990年的投入产出比为1:1.55。仅有1500万人口和人均耕地0.66公顷的荷兰，农产品出口总值仅次于美国，居世界第二位；从1985年到1990年，人均净创汇由1.8万美元上升到5.7万美元。农业生产条件很差的以色列1991年农业出口创汇6亿美元，占出口总额的5.6％。发达国家要想继续保持这种生产率，必然把工作重心放在促进农业科技进步方面，而要在此基础上进一步提高劳动生产率和效益就更加是如此。 3、各国采取的措施 面向21世纪，发达国家如美国、欧共体各国、日本等都把农业置于关系国家生存与发展的战略地位，都从国际战略的高度进一步依靠科技进步发展农业。具体措施是：①加大对农业科技资金的投入，鼓励和支持农业高新技术的研究和开发，积极地建立各自庞大的农业科研机构和技术推广体系，提高农业科技装备水平。②调整农业政策，把“高效、低耗、持续发展”的农业作为重要国策，以进一步提高农业劳动生产率和商品生产率，增强国际竞争力。③与农业教育相结合，培育大批农业科技人才。如日本建立了以国立农业科研机构为主导的科研体系，并与地方政府和全国“农协”的科研推广组织相结合，成为“科技立国”的一个重要组成部分。美国通过国会立法，政府扶持等措施，建立了全国各州的农业教育、科研、推广三结合的体系，为农业发展培养大批高素质的农业人才，确保农业科研成果来源不断，使农业科研成果加速得到的推广和应用。 综上所述，世界各国都将把依靠科学技术的进步以促进农业生产的发展作为解决农业问题的普遍战略。因此，其农业政策的重心将倾向于鼓励农业科学技术的发展和推广应用，并且通过政府的资助和扶植措施，不断地促进农业科学技术的创新和进步。同时，各个国家将进一步制定和实行更合理有效的科技政策，以推动农业高科技的研究和开发，强化农业高科技创新的功能，并尽可能利用和依靠市场竞争压力来引导创新，以充分调动农业科技人员开展科技创新的积极性。 三、农业科技产业迅速发展 在以生物技术、信息技术和工程技术为中心的新技术革命的推动下，世界农业将发生结构性变革，农业科技产业将成为21世纪农业发展的重要趋势之一。 1、农业科技产业 农业科技产业一是为农业生产提供科技产品服务的产业。它把优良的动植物种苗、先进的栽培饲养、培肥改土、施肥灌溉、植保兽医、农业机械和农艺设施等技术进行规范、集成、固化并形成产品，进入农业生产资料市场，克服农业生产的区域性和分散性所带来的局限，加快农业科技成果的转化。 二是利用先进的科技方法直接为人们提供生物性高技术产品。农业科技产业可分为传统农业科技产业、农业高技术产业以及这两类产业共同构成的综合性产业三大类型。 2、农业科技产业具有许多功能 首先，农业生产的区域性和分散性的特点要求具有强大的技术推广体系。因此，农业科技产业能够加快农业科技成果的转化。其次，能够为农业生产提供生产资料等服务。再次，直接提供生物性高技术产品。最后，农业高科技的产业化对促进农业产业结构合理化和高层次化有着巨大的推动作用。 3、农业科技产业发展状况和趋势 发达国家的农业科技产业已具有良好的基础。以美国为例，农业科技产业是支撑美国现代农业的重要力量，其总人口的17％，约2000万人，以大大小小的公司形式为农户提供农业科技产品，支撑着仅占总人口2％的农民。美国农村劳动力20%用于产前，10%用于产中，70%用于产后。目前世界上较大的生物技术公司有300多家，生物农兽药、肥料、农田排灌、农业设施、绿色环保等各类农业科技公司在发达国家已经相当普遍。80年代以来，美国信息技术的兴起，使农业信息服务发展为一种新的农业科技产业。现在提供农业信息服务的商业性系统已超过300多家。用户通过网络即可以获取有关天气、农产品市场价格、农业新技术、农业新闻和农业政策等农业信息。这种农业科技产业的发展趋势在21世纪将更加强大。21世纪，中国的农业科技产业将得到长足的发展，促使农业科技成果转化率由现有的30％左右逐渐向国际先进水平靠拢。 四、农业生产领域扩大 21世纪初期，农业科技研究领域的迅速扩大将促进未来农业生产领域的扩展。 1、生产对象的扩展 传统农业主要以植物性和动物性产品为其生产对象，而未来农业将由动植物产品向微生物产品、由初级生物性产品向食品、生物化工、医药、能源产品等方向拓展，传统的工农业界限将越来越模糊。另外，单细胞蛋白、生物农药和肥料等产品的微生物发酵生产、海洋农牧场、生物能源、生物反应器生产多肽药物以及农产品加工业等将得到迅速发展。木材利用将从原木初级产品生产向锯材产品、胶合板、纤维板、刨花板、贴面板、木浆、纸板、林产品加工业和林产品化学工业等多层次深加工全树综合利用方向发展，生产出种类繁多的产品。 2、向新的空间领域扩展 由陆地农业向海洋农业发展。像对待地力一样提高“海力”，促进水产养殖、增值向集约化、农牧化方向发展，营造海洋农场、海洋牧场、海洋林场，实现蓝色革命。森林将向城市、庭 |
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