基于產業鏈的區域循環型生態農業再設計

李鴻杰　白瓊

摘 要：自20世紀80年代以來，中國以實現農業可持續發展為目標的現代農業建設取得了良好的成果，尤其是二十一世紀初以來，在生態農業與循環農業方面的研究與應用迅速發展，生態農業的內涵與應用模式不斷豐富，至目前，兩者在內涵上已呈現交叉重疊現象，從而在設計應用區域形成了認識上的交錯與不清。從中國生態農業與循環農業的研究成果與農業發展趨勢出發，采用比較研究法、系統分析法，在提出循環型生態農業的概念、明確其設計原則的基礎上，構建了區域性“基于產業鏈”的循環型生態農業宏觀設計模式，提高了系統設計的適應性，保證區域農業系統隨著產業結構的調整而優化發展；以循環型生態農業宏觀設計為依據，明確了區域農業整體設計的主要內容，區域設計提出了包括種植業內部設計、牧業內部設計、復合設計在內的第一產業設計的方法與內容，并對第二產業設計、第三產業設計、技術設計和政策設計做出了實施建議，可為中國現代農業的區域化設計發展提供參考。

關鍵詞：產業鏈；循環型；生態農業；再設計

中圖分類號：F302.3，S181

文獻標志碼：B

論文編號：2014-0872

0 引言

中國自20世紀80年代開始，一些學者和政府部門逐步開展了生態農業與循環農業的研究與推廣工作，尤其是21世紀以來，以實現農業可持續發展為目標的現代農業建設取得了長足的發展。目前，牛態農業與循環農業建設在國內農業領域可以說并駕齊驅，但兩者在內涵上已呈現交叉重疊現象，除各有側重點外，直接或問接目標一致，從而在應用區域形成了認識上的混淆，加之生態農業建設與白然環境、社會環境密切相關，明確循環型生態農業的概念并開展區域性的基于產業鏈的生態農業設計，對于因地制宜地開展牛態農業建設，促進農業領域可持續發展很有必要。

循環型牛態農業是在系統學、生態學、生態經濟學和生態技術學理論指導下，把循環經濟理論應用于農業生產過程，實現“投入品一產出物一廢棄物”的循環綜合利用，達到資源低消耗與高利用、投入清潔、產品安全、廢棄物低排放，從而實現牛態良性循環、農業經濟可持續發展、人居環境優美、公民身體健康的現代農業系統。從這一概念出發，農業系統的發展，除實現牛態、經濟、社會效益的協調發展外，最終實現生態文明、物質文明、精神文明的統一。

1 研究目標與方法

基于生態農業、農業循環經濟的理論研究與發展現狀，按照循環型生態農業的內涵，完成區域性“基于產業鏈”的循環型生態農業模式及內容設計。主要涉及的研究方法有：

（1）資料分析法。通過資料收集與歸納、調查與分析，掌握有關生態農業、循環農業的研究資料、實踐運行情況，通過整理歸納，總結分析其發展過程與特點，為循環型生態農業設計提供理論與實踐依據。

（2）比較研究法。主要從縱橫2個方向對現代農業資料進行分析、探討、歸納，掌握其內涵本質、共同點與差異，與發展需求結合，合理采納應用。

（3）系統分析法。基于系統科學理論，結合循環經濟理論與環境科學理論，從農業系統各要素的整體性、層次性、關聯性、開放性、穩定性出發，充分考慮系統狀態的可變性與動態平衡，設計循環型牛態農業運行機制。

2 區域性循環型生態農業宏觀設計

2.1 設計基本原則

循環型生態農業設計是以生態平衡、物質低消耗高利用、產品安全為目標，設計一個依牛態環境類型、充分利用生態位、農業三產能量與物質良性循環的系統模式，實現三大效益的統一與提高。循環型生態農業的設計是實施的前提和依據，在設計中堅持如下原則。

（1）因地制宜原則。由于資源分布的地域性，一、二、三產業發展的差異性，要依自然、經濟、社會條件，因地制宜地設計生產系統，降低成本、提高可行性與實際綜合效益。

（2）系統化規劃原則。農業牛態系統是牛物因素之間、非生物之間以及生物因素與非生物因素之間相瓦作用形成的不可分割的綜合體，在設計時要把握宏觀生態與產業布局，農業生產鏈中，各產之間的物能循環利用關系與比例，使經濟效益、生態效益和社會效益三者間互相促進。

（3）物能正常代謝原則。合理配置農作物，高效利用太陽能，通過合理的牛產時間、空間控制，通過合理的食物鏈量比關系及多層次利用控制，使物質、能量交換正常進行，實現生物資源有效再生和良性循環，提高物能轉化率，保證農業系統輸人與輸出的平衡。

（4）資源保護與產品安全原則。堅持系統的少投入、低能耗、多產出、無污染、少廢物目標，合理開發、高效利用土地、水等自然資源。通過土肥管理措施、綠色生產物質輸入，保持優良的農業生產環境，生產綠色安全食品。

（5）廢棄物循環利用原則。將農業生產廢棄物利用現代科技手段，對有機廢物無害化處理，對無機廢物回收重加工，使之再回到農業生態系統物能循環鏈條當中去。

（6）動態調控原則。循環型生態農業系統是一個開放式動態平衡系統，要依第二產業、第三產業的發展需求，依新技術應用、農業生產組織方式、農民素質水平的改變，加入、調整各產業相應的生產內容，拓寬物能循環途徑，調整優化生產系統。

2.2 區域性的基于產業鏈的循環型生態農業模式

從現有相關資料來看，針對生態農業、循環農業的設計很多，從指導區域農業產業發展的實際執行性出發，筆者提出了“區域性的基于產業鏈的循環型生態農業”設計，是指在市、區、縣、鄉、村或農場等某個特定區域內，按照第一、第二、第三產業的鏈條延伸進行層次化的設計，便于區域農業系統隨著產業結構的調整而優化發展。設計的基礎是對環境與社會經濟狀況的調查評價，進而依據生態、植物栽培、植物保護、氣象、牛理生化、食品加工、廢物處理、經濟、社會等有關學科的基本原理，綜合評斷資源利用的合理性、技術的可行性和經濟的有效性，優化結構，實現總體最佳。系統設計見圖1。

3 區域性“基于產業鏈”的循環型生態農業設計內容

3.1 區域設計

區域設計屬于一個特定區域的頂層設計，對農業的發展起引領作用。在摸清自然資源、生態狀況和社會經濟條件的基礎上，首先必須做好白然資源保護規劃、生態安全規劃與景觀規劃，如對林地、濕地、水源水體、野生動植物等的保護措施，防風固沙、水土保持、護林防火、河道安全等措施，植樹造林、道路配置、農村環境建設等措施。在產業設計中，要以生物群落的水平結構原理為依據，在設計的區域內，根據自然環境條件及產業結構，因地制宜，進行作物、動物種群或類型的區劃和布局設計，把各種農業優勢種群按一定比例安排好，使之符合自然環境特點，并發揮其最大的生態位效能，同時保證環境質量。在設計中，要依區域農業發展現狀與規劃，綜合考慮產業鏈，將農業種植設計、牧業、漁業、養殖設計與產品加工業的現狀與設計緊密結合，同時考慮農村旅游的需求與規劃等服務業的發展。在產業鏈設計中，突出主導產業、特色產業的延伸發展，將長遠規劃與短期規劃緊密結合，進行產業的系統化設計，一般在確定一產內容、規模的同時，設計推進二產、三產有序的遞進發展或同步發展。在種植業設計中，適應環境與改造環境相結合，如山地水平梯田建設、鹽堿地改造等。

3.2 第一產業設計

以牛產無公害農產品、綠色食品或有機食品為豐要目標，使農業產業內部物能相互交換，互利互惠，廢棄物排放最小化，產業問相互交換廢棄物，使廢棄物得以資源化利用，控制化肥和農藥的種類與使用量，保護生態環境，增加經濟效益。

3.2.1 種植業內部設計 即立足于某一個主栽植種類，利用牛物間的互生共存關系，有效配置與開發各種自然資源，在產業內部形成物能多元循環利用牛態鏈，促進產業系統物質和能量的良性循環，提高農業產投比，實現經濟、社會和牛態效益的高度統一。傳統種植業采用的套種、輪作、密度控制、土壤翻耕、固氮植物應用、農家肥施用、病蟲害的牛物防治等措施，有利于土地用養結合保，有利于保持良好的農業生態環境。在種植業內部，要根據不同生物的牛態位差異，在經營空間內組建生理、生態互補的復合生物群體，有效利用光能、空間與土壤，提高系統生產力。通常考慮使用的設計有：復合群體地上部處于同一層次內，地下部分入土深淺不同，如蠶豆與小麥間作；復合群體地上部高矮結合、地下部根系分布在同一層次內，如棉花與芝麻，玉米與豆類問作等；復合群體地上高矮結合，地下根系深淺結合，如果與草、果與菜間作；多層復合型，如果菜（草）+高稈作物、果菌+高稈作物、稻萍魚立體結構、庭院立體結構等。

種植業內部設計要考慮的關系包括：

栽培物種間的關系。利用不同植物之間在光、溫、養分、水分、抗病抗蟲、抗草等方面的差異，建立輪作、問作、套作模式。利用植物生長物候期的差異，交錯利用光熱、空間及時間套種。

栽培物種與昆蟲的關系。不同作物（品種）對昆蟲有吸引、驅趕、回避、抗性、耐性，同時昆蟲之間有捕食關系，可以建立控制害蟲的天敵體系，如赤眼蜂和瓢蟲可用于控制棉嶺蟲和蚜蟲的危害，麗蚜小蜂防治設施蔬菜害蟲煙粉虱，風蝶金小蜂控制菜粉蝶。

栽培物種與微生物的關系。在種植業中，微生物可以分解土壤有機質供植物吸收利用；微生物與植物可能形成共生關系，有利于植物生長；病原微生物能致病，但利用微牛物間的拮抗關系可以減輕或控制病害；利用感染害蟲的微生物來控制害蟲。在植物配置中，還要注意病源微生物的寄主關系，減少病源微生物的傳播。

栽培物種與動物的關系。蚯蚓在轉化秸稈、糞便和改善土壤狀況中有特殊的作用，通過提高有機質含量提高蚯蚓數量，進一步改善土壤結構。農田中采用復合經營，利用雞、鴨、青蛙控制昆蟲與雜草，還可利用貓、貓頭鷹、蛇等天敵控制農田鼠害。

栽培物種與草的關系。田草（包括種草與雜草）一方面與作物在土壤養分、水分上形成競爭，又是一些害蟲的集散地和避難所；另一方面草田輪作有利于增加土壤有機質，果園牛草、梯田周邊的草被可以減少水浸濁，果園覆草可以減少其他雜草和減少水土流失，提高地溫。

3.2.2 牧業內部設計 以生態學及經濟生態學為依據，對草場全面規劃，按草地面積牧草生物量確定牲畜放養量，通過春季休牧、草場劃區輪牧，嚴禁濫墾、濫挖、濫采、濫捕、濫伐等行為，維護脆弱的草場自然生態系統平衡，保持生產力。在實施時，可以將天然草場與人工飼草料基地結合，在休牧期用基地打草貯藏和一定的購進飼料結合滿足喂養需要，在冬季用放牧附加購進飼料滿足喂養需要。建立休牧牲畜圍欄或畜棚，以滿足休牧需要。通過良種畜、良種繁育、疫病防治、集中育肥等措施提高經濟產出。牲畜動物病蟲防治與草場有害生物防治要符合綠色或有機食品生產規范，利用阿維菌素、綠僵菌、印楝素等生物制劑防治蟲害，通過草原養雞、養鴨減少蝗蟲的危害，增加收益；使用的生物制劑C型（D型）肉毒梭菌毒素防治暴發性草原鼠害，通過招鷹、放狐等措施控制鼠害。

3.2.3 復合設計即以優勢物種資源開發為基礎，利用牛物間的相互依存關系，通過種植業、養殖業的優化組合與配套聯動，促進物質循環利用和能量合理流動，在產業間形成高效循環的產業鏈條，實現廢棄物無害化處理與循環利用。

（1）生產型。擴大產業鏈，增加經濟產出。如油菜、蕎麥、果樹或其它蜜源植物種植與蜜蜂養殖結合，利用花粉生產蜂蜜、王漿、黃蠟、蜂膠等。果桑栽培引入蠶，生產蠶繭，蠶蛹作畜、禽、魚的飼料。果樹枝條、秸稈、糞便等有機廢料作為食用菌栽培材料。利用牧草料或秸稈配合糧食或糧食加工剩余料飼養豬、牛、羊、兔等牲畜。利用牧草地、草籽、自然昆蟲、糧食等飼養家禽，有肉蛋產出，還有除蟲的作用。稻田養魚、鴨，既有除草滅蟲的作用，又有肉蛋產品的產出。

（2）循環型。通過廢棄物資源化，達到經濟產出與環境治理同步。植物秸稈直接還田或漚制還田、果園覆草刈割壓綠肥、生活泔水、果皮、果渣、豆餅等漚制，通過微生物的作用，成為綠色優質肥料。利用花生、玉米等農作物秸稈，通過青儲或氨化等處理成為優質飼料。利用糞便、秸稈、樹葉等有機物質廢棄物轉化為沼氣，在無害化處理廢物的同時，提供了農村能源與有機肥料。

（3）增益型。提高生產效益的生產。如利用豬、雞等動物糞便養殖蚯蚓、蠅蛆、蝸牛，再以蚯蚓或蠅蛆喂豬、雞、魚等動物，動物增加了蛋白質營養而牛長迅速、品質提高，產量增加，價格提升。通過日光溫室、塑料大棚、地膜、太陽能暖房、太陽能熱水器等設施設備，充分利用太陽能，提高養殖、種植的環境溫度或進行水的加熱，提高養殖、種植的產量，減少其它燃料的消耗。通過果樹早、中、晚型搭配，調配生產過程，提高經濟效益。

3.3 第二產業設計

在規劃區內改造提升或新建農產品加工業，將生產鏈條由一產向二產延伸，最佳配置資源，提高物質的回收率，廢棄物有效利用，而且通過加工增值，提高經濟效益。設計時，要緊密結合第一產業結構與產出量，合理布點，界定規模，同時嚴格標準化生產管理，保證產品安全或低污染，生產過程次牛物或廢物能夠與第一產循環或在第二產內部循環利用。生產廠地要做好生態環境設計，有條件時盡量實現園林化設計，打造優美的景觀。

開展的加工業如：果渣加工成酒精；生產和生活垃圾加工肥料或飼料，秸稈造紙，秸稈制取糠醛、纖維素，稻殼生產免燒磚、釀燒酒；稻草制取膨松纖維素、板材或編織草簾、草苫等，秸稈氣化發電，亞麻稈纖維制布，果汁、果醬等果產品加工，馬鈴薯、玉米淀粉加工，高海拔地區蕨麻、沙棘、羊肚菌、野蘑菇等加工，肉類產品加工等。第二產業生產中要嚴格環境保護措施，減輕或杜絕有害氣體污染，對加工生產中的生物廢物轉化為飼料或肥料進入第一產業循環，對生產廢水處理重復利用，對不能回收利用的廢物進行處理處置，達到無害化或環境影響最小化；按綠色無公害食品生產標準，加工業生產點要遠離農業生產區，或采用隔離設施。對農村非生物生活廢物（如塑料、金屬、玻璃等）回收后，可在城鎮加工廠重復利用。

3.4 第三產業設計

循環型生態農業產業鏈條還應延伸至農產品貿易與服務業，使資源配置進一步優化，提高綜合效益。如本地特色生態農產品直銷點建設，生態休憩與特色農產品消費及住宿接待結合的農家樂建設，田園風光旅游業建設，農村生活體驗接待業建設，賞花、賞果、賞雪等主題觀光業建設，現代高新技術農業觀光旅游業建設，特色民俗文化旅游業建設，中小學生農業教育基地建設，生態教育與研究基地建設等。

3. 5技術設計

循環型生態農業是一個不同學科、不同技術交織的系統，涉及生態學、農林學、經濟學、動物學、資源科學、環境科學、現代生物科學、加工科學、材料科學以及社會管理科學在內的多種學科的支持，涉及到的技術也是極其繁雜。要根據區域設計、第一產設計、第二產設計、第三產設計的特點及相互間的關系，在發揚應用傳統優勢技術的同時，突出新技術措施的應用，重點關注各生產環節技術措施的結合，并將技術實施與農民培訓工作緊密融合。如河流治理、水平梯田等工程技術，植樹、種草、有益動物應用、微牛物應用、生物農藥等生物技術，輪作、節水、微量元素肥、有機肥料、飼料添加劑、動植物生長調節劑、土壤管理、秸稈還田、有害生物防治技術、果樹修剪等栽培技術，與生物技術、栽培技術相關的投入品加工技術、食品加工技術、廢物回收轉化技術等工業技術等。

3.6 政策設計

循環型生態農業建設是一項長期、多學科多技術的系統工程，必須做好長效政策設計。一是要從大環境上形成生態文明、牛態安全的理念。二是制定好生態農業長、中、短期建設發展規劃，明確發展思路，避免片面性、盲目性和重復性建設。三是做好政策導向，引領形成循環型牛態農業建設的良好發展環境。四是做好投資導向，在產業項目審批、投資中向循環型牛態農業傾斜，建立以政府為豐導的多元化投入機制，保證農業生產業、加工業、廢物處理與重利用企業的發展。五是加強生態農業技術研發與推廣，通過資金支持、獎勵等措施鼓勵農業技術創新和產業應用，不斷提高科技含量與技術貢獻度。六是制定農業技術法規和標準，重點加強現代農業標準的建立與執行，包括技術、管理、崗位、信息服務、環境、產品、安全、評價、物質循環等方面的標準，分類分步驟實施無公害產品、綠色產品以及有機產品認證制度，強化農產品市場準入制度，嚴格執行廢棄物回收利用制度，開展環保審計等，通過綜合措施規范循環型牛態農業的經營行為，逐步在全社會建立生態安全與農產品安全意識。

農業生產系統是一個物能縱橫交錯、相互依賴促進又相互制約的復雜動態集合體，在完成設計、試運行后，選擇關鍵指標，采用科學的評價方法，進行牛態、經濟、社會效益的評估，以發現不良環節，即時采取調控措施。