农业生态系统可持续发展的定量评价研究

　　一、农业生态系统的可持续发展

　　1．农业可持续发展内涵研究

　　对于农业可持续发展目前较为公认的是1991年由联合国粮农组织在“登博斯宣言”中定义的。农业可持续发展是指：管理和保护自然资源措施，调整技术和机制变化的方向，以便确保获得并持续满足目前和今后世世代代人们的需要。它的基本内涵可概括为：通过重视可更新资源的利用，更多地依靠生物措施来增进土壤肥力，减少石油产品的投入，在发展生产的同时，保护资源、改善环境并提高食物质量，实现农业的持续发展。

　　从对农业生态系统可持续发展本质的研究，我们可以认识到农业生态系统可持续发展必然包括生态、经济和社会这三个方面的可持续性：提高环境质量、加强生态稳固性，为发展提供良好的自然环境基础；通过技术改进增加动植物的生产力，提高经济产投比，从而加强社会经济的可行性；同时提高居民的生活水平，提供智力保障和科技支持。通过这三方面的有效平衡，可以取得农业生态系统的可持续发展。生态可持续性、生产力和利润及社会状况均是这个系统所必不可少的，缺少了任何一个方面，都是无法实现可持续发展的。因而对于其定义及内涵的研究必然要从这三个基本方面进行。

　　2．实现农业生态系统可持续发展的主要途径

　　现代农业是高度机械化和大量施用化肥、农药的农业经营方式，以高能耗及损害自然环境为代价。随着人们对可持续发展问题的日益重视，对农业生产方式的改革势在必行。持续农业日益被人们所重视，是实现农业生态系统可持续发展的一个主要途径。可持续农业是一个含义较为广泛的名词，目前使用较多的替代农业、低投入农业、有机农业和生态农业等均可以归入其范围。这些生产方式是在对传统农业生态模式进行研究和反思的基础上提出的，以持续发展的观点来看待人类生存和农业环境问题，以协调经济、生产、人口与资源、环境的关系。1988年美国即开始了低投入和可持续农业(LISA，Low Input and Sustainable Agriculture)研究和教育计划。英国建立了不同规模、不同类型的生态农场，并对生态农业进行了较为深入的研究。日本是自然农法的主要宣传、推广国家。菲律宾、德国等国家对可持续农业的研究也较为重视。

　　二、国外农业生态系统可持续发展的定量评价研究

　　对于可持续发展研究经历过初期定性化研究阶段后，目前开始有更多学者开始对这一领域进行多层次、不同研究领域的定量化研究，以期通过定量化的研究，给政策制定人员、农民以更多实际工作的指导，从而使科学研究可以与现实相结合，促进生态系统健康和良性发展。

　　1．研究的主要层次

　　农业生态系统是一个多时空的复杂多变系统，具有不确定性。因而对于这个系统的研究也就需要研究人员从多层次、不同时空来分析系统状态。其中农业生态系统在空间层次上可以分为：农田水平(field level)、农户水平(farming level)、区域水平(regional level)和国家水平等等。

　　目前对系统定量研究主要集中在农户水平上。在农产水平的生态系统，研究重点主要是农业生产方式对生态环境的影响以及经济投入产出状况。通过农作方式、畜牧生产方式等各方面条件的改变，从而分析适合当地农业发展的最佳模式。在这个水平中，不仅是生态、环境和经济这三方面的因素，政策也有很大的决定作用。由于生产的必须性，如何使农产参与到这个系统中，也是研究人员考虑的一个重点。因而在创建评价系统过程中，指标因子的易测性和直观性是指标因子选择的一个标准。N·Halberg(1999)在 Danish地区20个农场3年间通过磷、铜和氮元素含量、单位农畜产品能量消耗、农场小生境、未喷灌面积、害虫治理率、作物中杂草比等指标因子研究。Derk Jan Stobbelaar (2000)等人通过采用环境、生态、经济、社会和文化等方面的标准来比较规模不同的两个有机农场和周围农场。

　　区域水平和国家水平的农业生态系统更注重的是整个系统在经济、生态环境和社会这三个方面的研究。在这样宏观的系统层次，通过应用高科技手段如GIS、GPS等遥感技术，将信息转化为可以定量评价的系统情况，将是今后研究的主要趋势。

　　2．目前主要采用的指示因子

　　目前对于系统研究主要从生态、经济和社会这三个方面来研究某个系统的状态。表示系统状况的指标主要可分为生态可持续因子、经济可持续因子和社会可持续因子。不同的学者由于研究对象、研究目的差异选择的指示因子往往有一些差异，但是他们对于大部分指示因子的确定是没有异议的。

　　量化生态可持续的指标因子一般主要采用：土壤、水分、生物多样性、空气质量等等。其中土壤质量主要是指土壤的物理、化学和生物完整性，即保水保肥能力、抗酸碱化能力、抗侵蚀能力、有机质含量和营养元素的比值等。土壤中的微生物生物量也成为目前对于土壤评价的一个指标因子。经济可持续发展的指标因子主要有生产力、利润、投入／产出比、绿色GDP等。社会可持续发展指标因子则包括人口素质、人口数量和结构、社会保障体制等等。

　　无论在研究的哪一层次，指示因子的选择均需从其研究对象、研究目的和研究手段等方面充分考虑来选择。这一方面的研究是目前人们所研究的一个热点，这充分表明了指标因子对评价结果的影响；同样也说明了采用何种指示因子也是研究中的一个难点。这就必须首先了解研究对象也就是系统的特点，其次是根据研究的需要，总结所需解决的问题，最后根据问题所在来确定指示因子。

　　3．主要采用的研究方法

　　目前量化研究仍然处在一个探索的阶段，不同研究领域的学者提出了不同的研究方法。从而也为可持续发展提供了更多更全面的理解。

　　对可持续发展的研究主要是四步判断法建立评价体系框架的方法来进行。首先，表述系统要达到何种可持续发展状态；其次，这个目标达到时需要哪些指标因子(生态、经济、社会)来表示；第三，进行这些数据的量化；最后，根据量化结果，来对这个系统的发展提出建议。其中goal-oriented concept的方法就是其中一种代表。该体系通过目标定义、建立指标因子子集、量化指标因子和最后提出管理的建议，从而完成对一个特殊案例的研究。Eckert、Breitschuh和S．von Wirén-Leh(2001)认为这种评价体系框架方法的建立，缩小了以往理论和实践之间的距离，这种理论体系得到了许多研究学者在不同领域、不同层次的应用。A．M．G．Cornelissen(2001)等人应用模糊子集理论来建立两个理论模型，并应用于实际，从而预测发展的过程及其结果。应用模糊子集理论建立了人类对可持续发展期望和一个数学模型之间的联系。J．W．Hansen和J．W．Jones(1995)认为可持续发展可以简单地定义为“一个系统延续至将来的能力”或“一特定目标下和一特定将来时段内能达到可持续状态的概率。”从此出发，他们利用一个系统框架来模拟系统发展的过程。

　　三、定量化研究的复杂性及目前研究的不足之处

　　可持续发展的定量化研究是一个较有争议性的研究领域，不同的学者专家均有不同的见解和研究方法，这是与其特性密不可分的。可持续发展并不是一个过程的终点，而是代表它自身发展的过程。这个过程是以目前生态、社会、经济问题和信息为基础的动态发展过程。这个过程复杂多变，有许多不确定因素，从而使研究遇到了许多困难。

　　目前，对于这个过程的研究，主要有以下几种不足。首先，指示因子的选择问题。由于可持续发展问题的不确定性。用少量、静止的指示因子往往并不能很好地反映系统的动态变化过程。这增加了研究的难度并可能危及其可信度。如何从众多因素中选择能很好表现系统状态的指标因子也是其中一个较难把握的难题。其次，指示因子往往并不都是数字形式表现的，很多是一种状态、过程的表述。量化这些因子也是目前研究的一个重点。最后，采用何种方法来模拟这个系统的过程在目前仍然处于研究阶段。

　　四、对我国农业生态系统可持续发展研究的借鉴

　　我国对农业生态系统可持续发展的定量评价的研究目前主要集中于评价指标体系建立的问题，对于系统整体的认识及对多层次、多维度的系统的研究还存在很大空间。对于国外研究状况的全面了解，可对国内研究提出一些新的课题，如建立应用框架体系评价系统的判断方法即为我们的研究开拓了一个新的视角；不同的研究方法，如建立模型模拟系统、应用遥感技术与实验研究相结合等，也很值得借鉴。

　　另外，如何使农民加入到农业政策、措施的制定过程中，是目前国外研究人员研究的一个热点，而我们在这一方面往往并未引起重视。这一方面的研究对农业生态系统可持续发展有着较为重要的作用。要实现这一系统的良性发展，必需要让其中的主要参与者能够参与到这个过程的研究工作中。

　　作者单位：浙江大学生命科学院