论坛撷萃 | 骆世明：生物多样性利用与生态农业

华南农业大学前校长、教授

骆世明：大家下午好！我今天给大家分享的题目是，生物多样性利用与生态农业。

01

对待生物多样性的两种思路

我先讲讲生态农业的思路。工业化农业和生态农业有完全不同的思路。工业化农业的眼睛仅仅钉着承担产出功能的农作物或者畜禽本身，其他的生物都认为是多余的或者是有害的，为此不得不大量使用除草剂、杀虫剂、杀菌剂、抗菌素，想方设法把他们清除掉，以便创造一个“干净”的生产环境（图1）。另外还要大量施用化肥、添加剂、激素，以便刺激作物与畜禽生长。这样的措施让产量上去了，但是资源耗歇、环境破坏、食品污染也出来了。

图1 典型工业化农业模式

生态农业的思路则是把自然环境与农业生产看成一个整体，看到生物与生物之间丰富多彩的相互作用，看到生物与环境密切的关系，并想方设法在不同的生物之间构建一个“联盟”。这样可以让智慧的自然过程来替代顾此失彼的人类干预，从而获得事半功倍的效果，减少对资源的依赖，使我们的产品更加绿色（图2）。

图2 在农业利用生物多样性的思路

大规模单一种植的观念其实已经在逐步在世界多国被否定了。例如，欧盟共同农业政策规定，凡是10公顷以上的农场至少要种植2种作物。30公顷以上的农场就必须有3种以上的作物，而且第一种作物面积不能超过75%，头两种作物加起来不能超过95%，最少的一种作物不少于5%。

福建农业大学林文雄原副校长带我去看他们在福建莆田的有机水稻种植。在这个村子里种了很多不同品种的水稻。在田埂上种植吸引水稻三化螟的香根草。田边种了带花植物，很多害虫天敌会在那里栖息。稻田间保留了小水塘，让青蛙有一个稳定的栖息地。水塘里还放养了鲶鱼。稻田周围的山坡绿树成荫，高低错落，蜂、蝶、鸟、雀很多。到了晚上，稻田周围可以看到成群的萤火虫。这个村子的水稻生产不用农药不用化肥。有一年隔壁村子的常规水稻田出现了稻飞虱爆发，但隔一条田埂，这个村有机生产的稻田里，却没有稻飞虱造成的危害。这就是在农业生产中利用生物多样性的一个典型例子。

02

农业生物多样性利用的创新源头

农业生物多样性利用的方法有两个突出来源。农业科研人员长期在一线勤奋钻研所获得了大量生物多样性利用的创新成果。这个来源很容易被人认可。在田间日夜操劳的农民是一个非常大的创新源泉。这个来源却容易被忽视。其实，无论是传统的农民，还是现代的农民，包括我们现在的新农人都是生物多样性在农业利用的创新源泉。

让我们先看看自然界的生物进化。不同的物种长期生活在同一环境下，通过长期适应性，就会进化出相似的形态特征和生理特征。生态学上把发生了趋同进化的这些不同物种的生物称为在该环境里生活的同一种“生活型”。例如青蛙、河马、鳄鱼为了适应两栖生活，形态上都有两个鼻孔和两个眼睛在水面上，形态相似（图3）。为了适应空中飞行的生活方式，不论是鸟类的白鸽、昆虫类的蜻蜓，还是哺乳类的蝙蝠，经过生物进化都形成了一个大大的翅膀和轻盈的身躯。在水里面，哺乳动物的鲸鱼、海豹、海豚都进化出像鱼一样适应水体阻力的流线型体型和类似鳍的前肢。

图3 水陆两栖生活动物的形态趋同

在农业发展的历史长河里，是否也存在聪明的“趋同适应”现象呢？回答是肯定的。先看看低洼地。在华南的珠江三角洲，农民为了充分利用低洼地，逐步发展出了桑基鱼塘。在这个系统中，基上种桑，塘里养鱼，蚕沙下塘，塘泥回基，形成一个循环体系。鱼塘还混养了吃浮游生物的大头鱼、吃草的草鱼、吃碎屑和底栖生物的鲫鱼和鲤鱼。这是传统农民的智慧。在相隔上千公里的长江三角浙江湖州等地，在一千多年前也创造了类似的桑基鱼塘系统。现在浙江湖州的桑基鱼塘还是世界农业文化遗产（图4）。

图4 珠三角的桑基鱼塘（左）和长三角的桑基鱼塘（右）

在珠三角低洼地还有一个称为“高畦深沟”的农田系统。农民在地下水位高的冲积平原上通过挖深沟、抬畦面，实现了可以在畦面种植果树、蔬菜、甘蔗，有水层的深沟成为作业通道，或者种水稻和养鱼。每年沟里的淤泥回到畦面。这是一个适应低洼地的高效种植体系。长江中下游的“兴化垛田”有类似结构，也成为了全球重要农业文化遗产。在南亚孟加拉的南部低洼地，有一个称为“ridge and ditch system”的“沟畦系统”,结构也类似“高畦深沟”系统。远在西半球的墨西哥南部，低洼地上农民发展出的“传统架田”，通过挖沟垒田，形成了一个独特的生产体系。墨西哥这个“传统架田”也是世界重要农业文化遗产。比较这4个不同地点，但同样是水位高的河流下游区域，竟然独自发展出了结构相似的农业生产体系（图5）。这农民通过辛勤劳动，在与自然界长期交往的过程中创造出来的趋同适应例子。

图5 同处大河下游低洼区的珠三角高畦深沟系统（左上），长三角兴化垛田（左下），墨西哥南部传统架田（右上），孟加拉南部沟畦系统（右下）

与传统农民一样，当代农民在农业生物多样性利用方面也有非常丰富的发明创造。香蕉病枯萎病是一个非常难对付的香蕉病害。广东东莞的农民发现，香蕉与韭菜间种就不容易犯这个病了。后来我们的研究表明韭菜根系分泌物有一些成分能够对香蕉枯萎病病原菌产生强烈的抑制作用。广东韶关的农民发现，桑园旁边种了枫杨树能够吸引蝗虫，可以不用农药而消除蝗虫对桑园的威胁。

千百万农民在千锤百炼的“试错”探索过程里面逐步探索出来的农业实践方法非常宝贵。我们要尊重农民的创新精神，善于发掘传统经验的“秘密”，传播传统农业、现代农民和新农夫的创新经验。

03

农业生物多样性利用的途径

生物多样性的概念包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。农业生物多样性利用也可以从这三个层次来理解。

（一）基因多样性利用

基因多样性利用很重要的一个方面就是保护和利用民间丰富多样的作物与畜禽品种。例如在云南海拔高达两三千米的哈尼梯田，农家品种的产量和抗稻瘟病的稳定性比现代品种好。分子生物学研究表明，传统农家品种的遗传背景复杂多样，现代品种的基因背景却整齐划一。稻瘟病病原菌很容易通过突变打破现代品种的单一抗性壁垒实现入侵，却难以通过多位点同时变异来突破传统品种的抗性。还有一个基因多样性利用的例子是云南农业大学朱有勇院士创造的高秆感稻瘟病传统农家水稻品种与矮秆抗稻瘟病杂交水稻的间种。水稻不同品种的间种实现了在不施农药的情况下，稻瘟病不再施虐，产量高，收益好。不同水稻品种间套种减少病害的原理包括了品种间抗性差异和高度差异造成的农田小气侯作用、硅吸收作用、物理阻隔作用、病原菌生理小种与宿主多样化作用等（图6）。

图6 抗性和高度不同水稻品种间种能减少稻瘟病的机理示意图

（二）物种多样性利用

生物多样性利用在物种层次的例子很多。大家可能都比较熟悉引进作物害虫的天敌来防治害虫。如引进瓢虫控制蚜虫、引进捕食蟎控制红蜘蛛等。有一个防治玉米螟的“推拉体系”设计相当巧妙。人们通过研究发现玉米螟不喜欢豇豆，但却十分喜欢苏丹草。因此通过在玉米地间种豇豆，把玉米螟“推”走，在玉米地周围中一圈苏丹草，把玉米螟“拉”过去。一推一拉的结果是玉米地不施药也没有玉米螟危害了。这个体系还有其他好处：由于豇豆是豆科作物，可以肥田；苏丹草是饲料作物，可以喂牛羊。

杂草也可以通过生物多样性防除。有两种植物，一种是猫爪豆，另一种是毛叶苕子，可以通过间种、轮种、覆盖等方式减少田间杂草。由于它们都是豆科作物，还有改良土壤作用。

稻田养鸭也是物种层次利用生物多样性的好例子。鸭子吃草、吃虫、吃福寿螺。鸭子觅食走动过程可以抖落水稻叶片露水，减少病害。鸭子走动过程空气被混入田土，有利于减少厌氧过程产生的甲烷排放。鸭在运动中触碰水稻还有降低水稻株高、增强水稻抗倒伏能力的效果。稻田养鸭体系可以生产有机水稻，也可以产出高质量的稻田鸭（图7）。另一个例子是稻田养鱼。鱼不但吃了水里面的虫和草，而且会主动触碰水稻，把水稻上面的害虫给摇下来，然后吃掉。水稻反过来为鱼提供一个相对稳定的环境。，目前稻田养鱼作为一个重要的渔业生产补充方式得到了农业农村部的大力推广。

图7 稻田养鸭（上）和稻田养鱼（下）模式

农作物的轮间套作也是物种层次的生物多样性利用方式。如玉米与蚕豆间作，玉米与马铃薯套作，水稻与紫云英轮作，橡胶与茶叶间作，枣树与小麦间作，果园间作绿肥等（图8）。由于光照、水分、养分、生物关系方面的互补作用，选择合适的间套作组合可以实现用地养地相结合，减少病虫害发生，产量的土地当量大于单一种植。

图8 麦豆间作（左上），枣粮间作（左下），

泡桐间作（右上），果园间作（右下）

（三）生态系统多样性

在华南典型农业生产流域，从山上到山下的冲积平原，可以看到顺序出现：上部水源保护林 → 中部多年生果园、茶园 → 缓坡梯田短期作物 → 平原区作物生产区 → 低洼地基塘系统与高畦深沟系统 → 沿海农田防护林体系（图9）。像这样，在一个景观区中布局丰富多样的生态系统有利于充分利用地形地貌特点保护水源、减少水土流失、减少自然灾害、保障生产的稳定与高效。

图9 华南典型农业流域的生态系统多样性布局

在农业区域保留一定量的自然和半自然生态系统是生态系统多样性在农业利用的另一个重要方法。在欧洲和北美，流经农业生产区域的溪流两边要求留有一定宽度的植被缓冲区（图10）。在这个区域中保留由乔灌草构建的半自然植被，减少水土流失，保护流水清洁，形成动物栖息地和迁徙走廊。我国多地的实践表明，农田田埂杂草有利于害虫天敌和中性昆虫的栖息。田埂种植害虫的驱赶植物或陷阱植物，有利于减少作物对农药的依赖。平原区农田周围的防护林带有利于减少大风和降温对农田作物的伤害，有利于保护有益生物。

图10 溪流两岸的植被缓冲带

04

生态农业的方法体系

生物多样性利用是生态农业中常用的重要方法。生态农业模式的结构优化还涉及区域的景观布局规划，养分水分的循环体系构建。生态农业技术体系重视涉及输入与输出的相关技术选用，包括资源节约技术、资源替代技术和资源增殖技术，污染防治与废物处理技术，食品安全存储、运输和后加工技术等（图11）。在一个地方实施生态农业，需要因地制宜，在模式选择与技术体系选配方面形成有效的组合。

图11 生态农业模式与生态农业技术体系示意图

05

生态农业大潮

在国际上目前认可Agroecology有三层涵义。Agroecology的第一层涵义是一门学科（Science），可以称为农业生态学。Agroecology的第二层涵义是一类实践（Practice），可以称为生态农业实践。Agroecology的第三层涵义是一种社会变革（Social Movement），可以称为社会的农业生态转型，或者社会的生态农业运动。我们社区支持农业（CSA）实际上是在大力推广生态农业的实践方式，本身也是一种推动农业生态转型的社会变革。

图12 骆世明（左二）在2018年10月第45届世界粮食安全委员会会议的生态农业专题研讨会上发言

其实，生态农业之路，不仅中国在走，全世界都在走。这是滚滚向前的一股社会潮流。希望我们的CSA成为在农业利用生物多样性的重要力量，成为我国生态农业的中坚！

谢谢！

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社会生态农业CSA联盟

社会生态农业CSA联盟由著名“三农”问题专家温铁军教授倡导成立，推动社会化、生态化的食物体系，自2003年开始培训农民学习立体循环农业和生态建筑、2009年开始构建全国的CSA网络，于2017年正式注册社会团体，连续每年举办年度最广泛参与的CSA大会，并与国际社会生态农业联盟（URGENCI）进行直接的对接。

联盟致力于成为全国社会化生态农业领域专业倡导型、多元服务型的社会团体，将全国各地认同并愿意支持CSA模式的生产者和消费者连接起来，构建社会生态农业互助网络，2017年发起“有种有种”全国性倡议活动。主要工作内容包括研究相关课题、举办年度CSA大会、推动建立参与式保障体系（PGS）和组织培训学习等。

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