农业生态学

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未完，待续

工业化农业并没有像其宣称地那样能够养活世界，随着其局限性和对环境和健康的负面影响不断突显，人们急需反思农业生产模式。

农业生态学作为生态科学在农业系统中的应用，被认为是农业发展的方向。

了解农业生态学的原理后，会发现生态祖传家园是完美的解决方案。

1. 农业生态学

全世界15亿公顷的农业土地中，高达90%都被工业化单一种植方式所主导，这是以以高度依赖外部投入、高度依赖能源为主要特点的。 世界各地的人们，在很大程度上只依赖12种粮食和23种蔬菜。 然而，这些单一种植的作物极易受到病虫害的威胁与气候变化的影响，这也是历史上几次大饥荒的重要原因，例如，缺少品种多样性的农业在爱尔兰和印度就遭遇了失败。

工业化农业的发展是随着20世纪60年代的绿色革命而同步产生的。 发达国家创建了数个国际性农业研究中心，在这些中心里由研究温带地区的科学家“教”热带地区的农民如何开展农业生产。 科学成为当权者的一种工具。 那些获得资助的农业项目是为了满足一个特定的政治目标，以牺牲当地作物品种为代价，来推广清一色的所谓“高产品种”。

绿色革命始于墨西哥，然后传播到印度和其他地区。 绿色革命技术对规模是有要求的，更偏爱大规模生产。当今世界各地，这种模式仍然普遍存在。时至今日，大规模工业化农业生产在世界各地大行其道，农场数量不断减少而农场规模却不断增加。然而，遗传资源多样性遭到巨大破坏，工业化农业取代了很多自然的、多样化的农耕系统。

单一种植方式可能会带来短期的经济利益，但从长远来看并非最佳的生态系统利用方式。绝大多数主要农作物的遗传资源高度同质化，很容易受到虫害和疾病（以及气候变化）的影响。这导致了农业生产越来越依赖于使用农药。因为昆虫和杂草会产生抗药性，所以我们不得不开发新的农药，并加大用量。这就是所谓的“跑步机效应”(pesticide treadmill)。 此外，边际收益递减规律表明，产量达到峰值后，化学肥料使用越多，产量反而会有所下降。

绿色革命基于三个假设：永远充裕且廉价的能源；气候稳定和不变；取之不竭的水资源。 所有这些假设今天都是无效的。

在全球范围内，农业在使用了12%的土地，却消耗了70%的水。现有的水资源难以维持我们目前的消费水平。

最重要的是，工业化农业根本就不像其声称的那样能养活世界，这类农业生产方式使用了地球70-80%的耕地，70%的水以及80%的矿物燃料，仅能生产出人类所需食物的30%。实际上，工业化农业生产出的生物燃料和饲料要多于产出的食物。在工业化农产品产业链中，约33%-40%的粮食在生产和运输环节被浪费，或者直接被扔弃。全球粮食供应中约有40%被用作动物饲料。

我们需要在土地上恢复农业多样性（在遗传资源层面和物种类型方面),这里指的不仅是作物品种的多样性，还包括饮食和药物的多样性等。

还存在与农业相关的外部性因素，如对健康的损坏和对环境的影响。 这意味着，当我们将温室气体排放、水体污染、生物多样性减少、土壤流失、公共健康损害及其它外部影响都计算在内时，当前的粮食成本实际上更高。 在英国，工业化农业的外部性因素所造成的的损失约为每公顷205英镑(当前汇率折为1859人民币)。

在未来几十年里，农业面临的挑战是，在气候变化、社会动荡和金融危机的情况下，在耕地面积不增加的情况下，以更低的石油、水和氮肥消耗，实现大幅度及可持续地增加食物产量。 我们需要反思当前的农业系统，也需要一个全新的范式。 未来的农业系统必须摆脱对化石燃料的依赖，对自然环境友好，降低对环境影响，能够发挥多功能性，能够应对气候变化冲击，并成为本地食物体系的基础，能够兼容传统和本地创新。

因此，我们正在寻找具有高生产力、高效率和生物多样性的系统，这些系统具有较高的回收率，使用较低的外部投入，在使用当地资源方面具有复原力和效率， 并具有高度的协同作用和一体化。 这些新系统以生态农业为基础。 这是我们摆脱食品公司控制的途径.

农业生态学是生态学科学在农业系统中的应用。 总体而言，它力图建立一种不需要外部投入的生态结构，在其中以不同物种间必要的相互作用激发系统运转。 例如，一个被森林包围的生态农场将从林地中获益良多，如有益昆虫栖息和土壤有机质增强。 例如，这与棉花种植园形成了鲜明的对比，一片单一种植棉花的种植园就需要源源不断地从外部补充能量。

常规农业将自然简化处理，因为它把自然生态系统转变为单一种植模式（见方框1）。 常规农业生态系统与自然生态系统之间存在显著差异；例如，前者遗传多样性低，矿物循环开放，后者遗传多样性高，矿物循环封闭。 自然生态系统的固有优势是：相互依存、自我调节、自我更新、自给自足、效率和多样性。 当我们转向单一种植时，生态系统失去了这些优势并被简化处理，从而不得不需要外部因素输入。换句话说，农业生态学能够模拟并重建自然生态系统原本拥有的固有优势。

影响常规农业的思想

传统的农业制度是由于四种思想的影响而产生的。
第一个观点源于笛卡尔的思想，提出将整体分解，详细研究不同的组成部分；科学家和农学家因此需要专业化。然而，这忽视了一点，即对于一门科学而言，需要整合所有信息，以一种系统的和完整的方式看待农业系统。

第二种思想出现在达尔文引入适者生存的概念时。 然而，他没有看到在本质上有比竞争更多的合作和互动。他的理论影响了生物学家和经济学家的关注点集中在了竞争上。

第三种思想是基于李比希(Justus von Leibeig)的理论，即总会有一个因素会限制生产力，因此要达 到最佳生产力，就必须克服限制因素。
因此，例如，如果你的限制因子是氮，你必须添加氮；如果限制因子是害虫，那么你必须去除害虫。然而，这种方法忽略了一个事实，即限制因素实际上是更深层次的生态功能失灵后显现出来的症状，因此治理表面症状只会带来更多的问题。 当我们控制一个限制因素时，另一个因素就会出现。 随着化学投入，产量增加到一点，然后下降。例如，产量不会以与施用氮肥相同的速度增长。 传统农业的结论是，正是这种品种没有反应，因此需要新的品种。 然而，由于土壤中化肥过多，产量下降，使其呈酸性。 这反过来影响微生物群落和土壤中其他营养物质的可用性。 此外，当我们施用化肥时，它是非常可溶性的，植物吸收的氮不能代谢成蛋白质和氨基酸。 叶子中的游离氮吸引和刺激害虫，如蚜虫，利用氮进行繁殖。 另一方面，农业生态学检查问题的根本原因，而不是解决症状。 在这种情况下，使用豆科植物将氮放入土壤将是一个更好的选择，因为氮被缓慢释放，不会导致氮在叶片中的积累。 许多研究人员发现，蚜虫繁殖力和发育速率的增加与叶片组织中可溶性氮水平的增加密切相关。 化学氮肥抑制蛋白质合成，使植物更容易受到病虫害的影响的观点是法国科学家提出的F.查布索在1960年代。

第四种方法是基于马尔萨斯，他认为人口增长与粮食生产力之间的差距会产生饥饿，解决办法是生产更多的粮食。 马尔萨斯对绿色革命有很大的影响，绿色革命认为，产量高于一切，因此不遗余力推动增加产量来提升生产力。

农业生态学需要自下而上推动，尤其应该通过乡村社会运动来建立。

2. 农业生态学：概念和原理

2.1 原理

农业科学是一门利用社会、生物和农业科学并将其与传统知识和农民知识相结合的科学。 这就产生了以具体技术形式实现的基本原则。 农业生态战略的核心是， 农业生态系统应模仿当地生态系统的运作，从而表现出紧密的养分循环、复杂的结构和增强的生物多样性。 人们的期望是，这种农业模拟物，就像它们的自然模型一样，可以生产、抗虫害和保守营养。 从自然中学习可以发展农业生态系统，最小限度地依赖农业化学投入和能源，强调农业生态系统的许多生物成分之间的相互作用和协同作用，以加强循环利用和生物控制，从而提高整体生态效率和环境保护。

设计可持续农业的一个关键农业生态战略是将多样性整合进农田和周边景观。
农田这一层面可以实现的多样化主要有: 品种混合、轮作、复合种植、混农林系统和种养结合等方式进行的，而周围景观这一层面则有树篱、走廊等形式，使农民能有充分的选择来开展各种空间和时间上的组合实验。 新兴的生态特性在多样化的农业生态系统中发展，使该系统能够以维持土壤肥力、作物生产和害虫调节的方式运作。 提高农业生态系统多样性和复杂性的农业生态管理做法是土壤质量、植物健康和作物生产力的基础。

农业生态学的根源在于生态学，应用对自然生态系统的理解，并将其与机械化农业生态系统进行比较。 生态学具有以下六个原则：
•网络：自然界是在其他相互连接的生物系统内嵌套的生物系统网络..
•循环：物质循环不断地通过生命网络，因此生态系统不会产生废物。
•太阳能：这是驱动所有生态循环的基本能源.. (这就是为什么生态农业强调植物多样性，因为植物将太阳能转化为化学能，为其他网络和食物网提供动力。)
•合作：生态系统中的能量和资源的交换通过无处不在的合作而不是竞争来维持的。(因此，挑战在于设计协同系统。)
•多样性：所有生态系统的稳定性和恢复力都来自于丰富的多样性。
•动态平衡：生态系统是一个灵活的、不断波动的网络..

借鉴上述原则，基于农业生态学的农业系统设计是基于以下五个原则的应用：

•加强生物质的循环利用，优化养分有效性，平衡养分流动。
•确保有利于植物生长的土壤条件，特别是通过管理有机质和提高土壤生物活性。
•通过小气候管理、集水和土壤管理，通过增加土壤覆盖，尽量减少太阳辐射、空气和水流动造成的损失。
•农业生态系统的物种和遗传多样性在时间和空间上的田间和景观水平。
•加强农业生物多样性成分之间有益的生物相互作用和协同作用，从而促进关键的生态过程和服务。

农业生态原则采取技术形式或做法，以便加以应用。 例如，农场一级的空间和时间多样化原则在实践中采取多文化的形式。 这些做法促进了农业生态系统发挥作用的基本过程，如养分循环、虫害调节和杂草控制化感作用。 如果我们想知道农业生态学是如何运作的，那么我们就使用土壤质量和植物健康等指标，这使我们能够掌握一个系统的脉搏，看看这些原则是否得到了正确的应用。
适当的技术应以土著知识和理由为基础；在经济上可行、可利用和以当地资源为基础；对环境无害和对社会、文化和性别问题敏感；规避风险并适应不同的情况；提高农场的全部生产力和稳定性。
因此，农民不应再只是信息的被动接受者，接受自上而下传来的信息，而是应该形成农民自己的网络来交流信息，这需要由那些致力于“三农”事业的组织结构来协助完成。

2.2 基于农业生态学的实践及系统

多样化农业系统的时间和空间设计及其主要农业生态效应

轮作：谷物-豆类序列形式的时间多样性。 营养物质是保守的，从一个季节到下一个季节提供，害虫、疾病和杂草的生命周期被中断。

复合种植：在一定的空间邻近范围内种植两种或两种以上作物的耕作系统，导致生物互 补，提高养分利用效率和害虫调节，从而提高作物产量稳定性。

混农林系统：树木与一年生作物一起生长，除了改变小气候外，还保持和改善土壤肥力， 因为一些树木有助于固氮和从深层土壤中吸收养分，而它们的凋落物有助于补充土壤养分，维持有机质，并支持复杂的土壤食物网。
掩护 庄稼 和 覆盖：使用纯或混合的草茎，例如在果树下，可以减少侵蚀，为土壤提供养分，并加强对害虫的生物控制。 在保护性耕作中，在土壤表面平整覆盖作物混合物是一种减少土壤侵蚀和降低土壤水分和温度波动，改善土壤质量和增强杂草抑制，从而获得更好的作物性能的策略..

绿肥： 是播种以覆盖裸露土壤的快速生长植物。 它们的叶子能抑制杂草和根，防止水土流失。 当它们在绿色的同时挖入地面时，它们会把宝贵的养分还给土壤，改善土壤结构。

种养结合：通过作物-动物整合，可以实现高生物量输出和最佳养分循环。 将高密度种植的饲料灌木与改良的、高产的牧场和木材树木交织在一起的动物生产都结合在一个可以由牲畜直接放牧的系统中，提高了总生产力，而不需要外部投入。

水稻、杂草、昆虫、鱼类和鸭子的相互作用促进关键过程（养分循环、害虫防治等）的系统。)，让水稻系统在不需要外部输入的情况下运作。

2.3 农业生态学与农民的传统知识

农业生态系统的演化是社会与生态系统相互作用的结果。 我们需要了解人们是如何设计这些系统的，以及哪些知识培育了这些系统的管理。 农业系统是自然界和社会几个世纪以来共同进化和相互作用的产物。 互动越和谐，由此产生的农业体系越好.. 例如，安第斯地区的waru waru系统恢复了数百公顷的面积以克服高地的霜冻问题。 被水包围的凸起的床使农民能够在海拔4000米的霜冻中种植作物，因为水白天吸收热量，晚上释放热量。 在许多地方，作物种类和遗传多样性取决于文化多样性，因此农业生物多样性通过文化传统得以维持。

农业生态系统深深植根于传统小农的生态原理，他们几个世纪以来一直发展农业系统，其中许多系统提供了有希望的可持续性模型，因为这些系统促进生物多样性，在没有农用化学品的情况下茁壮成长，并维持全年产量满足当地粮食需求。在特定的地理和文化区域内，由关于植被、动物、土壤等的复杂形式的传统知识支撑着农耕系统的发展 。 乡土知识是从观察和体验式学习中积累起来的。 成功的适应的成果是代代相传的，历史经验表明上，成功的创新成果已经被广泛地与社区成员分享。

农业生态创新来自于农民的就地参与，以同行间的学习或平等的姿态进行参与的（不是自上而下），技术不是标准化的，而是相当灵活，可以应对和适应各种特殊环境。毫无疑问，传统作物管理做法的结合为农业生态学家提供了一种丰富的资源，他们寻求创造适合小农当地农业生态和社会经济环境的新型农业生态系统。 从正确检索和使用传统生态知识中可以产生几个好处和贡献：

•关于生产资源和环境（土壤、植物、降雨条件等）的详细当地知识。 )；
•经过时间考验，对当地地区的深入了解，作为任何农业生态干预的重要组成部分；
•确定向其他农民和地区传播的最佳农民做法；
•使用当地适应的作物品种和动物物种；
•考虑当地目标和优先事项、性别偏好等的技术发展标准。；
•测试新技术及其对本地系统和环境的“合适性”的基础。

农民对生态系统有着深刻的认识，因为他们生活在生态系统中，并与自然互动。 在许多情况下，这种知识被侵蚀和丧失。 无论如何，我们不应该把西方的科学和价值观强加于他们，而应该创造一种智慧的对话。 同时，我们不能将传统知识浪漫化。 伴随气候变化，环境正在发生变化，农民仅仅依靠传统知识可能无法应对新的挑战。 农业生态方法与传统方法相结合，将有助于优化系统和建立恢复力。

2.4 农业生态学与农村社会运动

农业生态学不是一门中立的科学；它与国际农民运动“农民之路”提出的粮食主权概念有关。 它旨在使农民自主和自给自足，即允许人们确定自己的发展模式。农业生态学在农村社会运动中发挥着核心作用，努力将农业生态耕作作为工业农业生产的破坏性做法和不健康食品的替代品。 在防御和/或征服物质领土方面，例如通过土地占领或有利于土地再分配的政策胜利，农民采用农业生态耕作作为（重新）配置农民或家庭农场领土的一部分。
对于农民和家庭农民及其运动来说，生态农业有助于建立对不利市场和政策的自主权，并帮助他们恢复退化的土壤及其农场和社区的生产能力。
通过社会进程和农民对农民的方法（横向交流思想和创新），农村运动正在帮助使农业生态替代方案达到前所未有的规模。
农业生态学符合农民的基本原理，并符合其粮食主权框架中的一项关键技术战略，原因有几个：

• 生态农业提供了各种方法，可以开发与特定农民社区的需要和情况密切相关的技术。
•农业生态技术和设计在社会上是活跃的，因为它们需要高度的公众参与。
• 农业生态技术在文化上是兼容的，因为它们不质疑农民的理由，而是实际上以传统农业知识为基础，将其与现代农业科学的要素结合起来。
• 实践在生态上是无害的，因为它们不试图从根本上改变或改变农民的生态系统，而是确定管理要素，一旦纳入，就会导致生产单元的优化。
• 农业生态方法在经济上是可行的，并通过强调当地资源和投入来打破技术依赖。

支持生态农业所需的因素包括扶持政策、公平市场、推广、参与性研究和农民对农民的交流。 最终的结果应该是一种新的、生物多样性的有机农业，它以社区或家庭为基础，在生物和文化上是多样化的，是中小型的，并在消费者和农民之间提供了强有力的联系。

农业生态学是高度知识密集型的，其基础不是自上而下提供的技术，而是在农民知识和实验的基础上发展起来的技术。 因此，生态农业强调本地社区在通过农民田研究和基层推广方法开展试验、评估和推广创新等方面的能力建设。
强调多样性、协同作用、循环利用和一体化以及重视社区参与的社会进程的技术方法表明，人力培养开发是旨在增加农民特别是资源贫乏农民的选择权的基础。
生态农业促进以社区为导向的办法，照顾其成员的生活需要，强调自力更生，以及优先保障地产地销来缩短食物里程。

拉丁美洲和其他区域生态农业的扩大启动了一个有趣的认知、技术和社会政治创新进程，与新的政治情景密切相关，如进步政府的出现和农民和土著人民的抵抗运动。 因此，新的农业生态科学和技术范式正在与社会运动和政治进程不断相互作用。

农业生态学不是中立的，是自我反思的，这导致了对常规农业和工业化农业的批判。农业生态革命的技术层面产生于这样一个事实，即与强调种子化学包和“神奇子弹” 食谱的绿色革命和其他强化方法相反，农业生态与根据农民当地社会经济需要及其生物物理环境采取多种技术形式的原则相一致。 农业生态创新是在农民横向参与下发展的；技术的灵活性使他们能够应对和适应当前的具体情况。

3. 生物多样性在生态农业中的作用

4. 提高农业生态系统生态害虫管理的植物多样性

5. 转变为有机管理的农业生态基础

5.1作物轮作

5.2加强土壤健康

5.3作物多样性

5.4可持续性指标

6.农业生态和粮食主权

7.地球在危急中: 基于农业生态学设计具有恢复力的农业系统

参考资料

USEFUL RESOURCES

ActionAid(2010)Farmer-led sustainable agriculture. http://www.actionaid.org/publications/
smallholder-led-sustainable-agriculture-actionaid-international-briefing
ParrottN,Marsden T(2002)The Real Green Revolution: OrganicandAgroecological Farming in the South. Greenpeace Environmental Trust,London. http://www.greenpeace.org.uk/MultimediaFiles/Live/FullReport/4526.pdf
UK Food Group (2010) Securing future food:towards ecological food provision. http://www.ukfg.org.uk/pdf/Securing_future_food.pdf
UNCTAD/UNEP(2008)Organic Agriculture and Food Security in Africa. United Nations,New York. http://www.unctad.org/en/docs/ditcted200715_en.pdf
http://www.groundswellinternational.org/how-we-work/agroecological-farming/
http:/pubs.iied.org/pdfs/14629IIED.pdf
http://www.coventry.ac.uk/Global/05%20Research%20section%20assets/Research/CAFS/Publication,%20Journal%20Articles/MainstreamingAgroecology_WEB.pdf
http:/www.actionaid.org/publications/fed-nows-time-invest-agroecology
http://www10.iadb.org/intal/intalcdi/PE/2013/10704.pdf
http://plenty.150m.com/New_VisualPages/Agro-Ecology/
http://ag-transition.org/contributor/ecumenical-advocacy-alliance/
http://www.iatp.org/files/2013_11_07_ScalingUpAgroecology_SV.pdf
http://www.fao.org/fileadmin/templates/agphome/scpi/Agroecology/Agroecology_Scaling-up_agroecology_what_why_and_how_-OxfamSol-FINAL.pdf
http://usc-canada.org/UserFiles/File/scaling-up-agroecology.pdf
https://www.oxfam.org/sites/www.oxfam.org/files/ib-building-new-agricultural-future-agr-oecology-280414-en.pdf
http://www.globalagriculture.org/report-topics/agroecology.html
http://www.greenpeace.org/international/en/publications/Campaign-reports/Agriculture/Food-and-Farming-Vision/
http://www.greenpeace.org/international/en/publications/reports/Ecological-farming-Drought-resistant-agriculture/
http://www.agroeco.org