农业科技发展态势与面向2020年的战略选择

1.至2020年农业领域科技发展新趋势新特点。世界农业科技发展新趋势将体现在如下5个方面：（1）植物种质资源与现代育种科技,如大规模植物种质资源发掘,光合作用研究的突破将加快现代育种大变革速度,系统生物学将为大规模基因资源发掘和利用提供系统的理论与技术基础,分子设计育种将产生突破性品种并催生智能品种诞生,第二代生物质原料生产将成为大农业的重要组成部分;（2）动物种质资源与现代育种科技,如大规模动物种质资源发掘,传统育种和基因工程相结合培育新品系是动物遗传育种发展方向,动物克隆技术和转基因动物将进一步取得突破,良种化和健康养殖科技发展迅速;（3）源节约型农业科技,如耕地资源集约利用与耕地质量定向培育科技发展,农田生态系统节水技术体系和建设流域水资源保障体系,高效新肥料研制和集成农田生态系统养分技术,低碳农业技术将成为未来的重要技术;（4）农业生产与食品安全科技,如支撑食品安全的生产技术发展迅速,更加关注营养保健功能食品的科技和食品安全监控技术,危险性快速评估技术体系技术得到广泛应用;（5）农业信息化和精准农业科技,如农业信息服务网络化科技和种养业管理信息化科技将加速发展,精准农业科技进入新的发展阶段,农业装备制造技术向大型和复式作业等方向发展。2.中国农业发展和粮食安全面临的挑战和对科技的重大需求。（1）农业发展面临新的挑战。在生产上,小规模经营与大市场和现代化的矛盾更加突出;耕地刚性下降和水资源短缺对农业形成的威胁越来越严峻;科技体系不能适应市场发展和农民对技术的需求;许多农业资源的利用和管理与农业食物系统的可持续性相悖。在市场上,对食品质量和安全将提出更高要求;整个农产品供应链系统正经历着历史性变化;贸易自由化使农产品进口压力进一步加大。（2）国家粮食安全面临的挑战：我国粮食安全于2008年已经突破了95%自给率目标,2010年更下降到90.6%;我们预测,我国粮食需求在2020年将达到6.7亿t,在现有政策下需求增长将高于生产增长,粮食自给率到2020年将下降到87%左右。（3）农业科技创新是发展农业和保障国家粮食安全的重大需求：面对农业发展和粮食安全的挑战,我国急需在植物种质资源利用与现代育种、动物种质资源利用与现代育种、资源节约型农业、农业生产与食品安全、农业信息化和精准农业等五大科技领域实现突破。为此,国家最近对农业科技发展提出了新的要求,特别是构建＂生态高值农业＂技术体系。中国科学院的优势在于多学科联合,能够在科技综合研究和集成基础上实现重大突破。如果把以上五大科技领域联合起来,在＂生态高值农业＂科技发展上将能起到国家科技发展的引领作用。3.面向2020的农业科技战略选择：构建我国生态高值农业产业体系。生态高值农业含义：所谓＂生态＂,就是要体现农业既能为社会提供安全、优质的农产品,又能实现农业资源的永续利用;所谓＂高值＂,就是要体现农业有很高的土地产出率、投入产出率、劳动生产率。因此,＂生态高值农业＂是集约化经营与生态化生产有机结合的现代农业。它以健康消费需求为导向,以提高农业市场竞争力和可持续发展能力为核心,是转变农业增长方式、提高农业综合生产能力的集中体现。生态高值农业科技的发展目标：到2020年,通过重点农业科技领域的重大创新突破,为不断满足日益增长的农产品总量、质量、安全和多功能的需求以及改善农业生产结构、生态环境和农业资源永续利用等生态高值农业体系提供科技支撑。生态高值农业研发内容：（1）提升＂中国至2050年农业科技发展路线图＂的理念与五大科技领域的研究水平;（2）建立生态高值农业的综合技术体系;（3）研发六大城市圈（如北京、上海、重庆、武汉、沈阳、南京等）、十大典型区域生态高值农业发展模式及其技术支撑体系（长三角城市群郊区生态高值农业模式,华中种养加一体化农业圈层模式,西南山地立体农业生态高值农业模式,南方亚热带特种农林果综合开发模式,滨海滩涂农业综合开发利用模式,黄土高原水土保持及农林果流域开发模式,黄淮海平原粮养加农业综合模式,东北平原粮食基地综合开发利用模式,西北寒旱区农牧综合开发模式,北部漠境盐湖综合整理开发模式）;（4）建设农产品产业化、加工产业化和综合产业化三大体系。最后在上述4个层次研发基础上,全面建立我国生态高值农业产业化网络体系。我国生态高值农业技术体系的构建：根据我国的现状,目前应主要从以下几个方面进行技术创新,（1）无公害农产品种养殖技术;（2）农产品加工技术;（3）我国传统农业精华技术;（4）标准化生产技术;（5）高新农业技术。对中国科学院提出的建议：（1）将＂生态高值农业＂列为中国科学院＂十二五＂的重大研发项目;（2）组织＂农业领域战略研究组＂和中国科学院有关单位提出生态高值农业建设的项目规划,并通过院部将此项目向国家有关部委推荐;（3）组织全院农业科研力量,联合全国的有关力量,首先在城市郊区农业与经济相对发达的地区,建立我国＂生态高值农业＂模式及其配套技术体系。     

产业园生态效率评价——以九发生态产业园为例

生态产业园区的发展和评价已成为包括我国在内的全球产业可持续发展研究的热点领域。生态效率指标强调以较少资源投入和较低污染排放生产更多较高质量的产品,能同时评价经济效益和环境效益,符合人类可持续发展目标,现已是指导和评价生态工业园可持续发展建设的有效工具。本文应用生态效率理论和方法,对2004年九发生态产业园的运行情况进行了效率评价和生态功能探讨,并与同年全国平均生态效率指标进行了对比,发现九发生态产业园虽然产业链网较完善,但系统实际运行的生态效率高低不一。其中,单位原材料产出率和单位废水排放产出率指标明显低于全国平均水平,表明系统的生态功能发挥不足。因此,需进一步提高九发生态产业园的资源利用效率和能源使用效率,从而增加其经济效益和环境效益、促进其可持续发展。     

依靠科技进步 发展低碳农业

在全球携手应对气候变暖、减少温室气体排放的背景下,发展低碳经济是解决气候变化与经济发展矛盾的有效途径。通过描述气候变化、固碳减排对粮食安全、土壤碳汇、森林固碳、资源循环利用等影响和促进作用,深入分析发展低碳经济与可持续发展的关系,探讨如何在农业领域内开发高效循环生产体系,从而实现农业生产过程的固碳减排目的。由此,提出发展低碳农业是实现低碳经济的目标之一,它是一个复合技术体系,涉及了绿色农业、循环农业、生态文明、可持续发展理念。必须通过科学技术的突破,改造、提升低碳农业技术,改变农业现有的＂高能耗、高污染＂的生产状况,实现低碳生产、生活方式的转变。最后提出发展现代的低碳农业产业经济的对策和思考。     

基于GIS和能值分析的黑龙江省农业生态经济格局综合评价

采用能值分析方法和GIS空间分析技术,基于黑龙江省77个县(市、区)的社会经济统计数据,从时空动态视角评价了黑龙江省域及各县域的农业生态经济格局及其综合发展水平。结果表明,1996—2012年间,黑龙江省农业生态经济系统的能值投入与产出均呈明显的增长趋势,林产品产出能值增长幅度较大。1996—2012年研究区的环境承受压力增大,环境负载率由6.61增加到10.21,净能值产出率由5.37减少到4.79,可持续发展指数由7.47下降到5.43,说明该系统的可持续发展性能正在逐年弱化。在空间格局上,黑龙江省南部地区经济发展水平显著优于北部地区,但其农业生态环境水平和系统可持续能力低于北部地区。为了增加黑龙江省农业生态系统的可持续发展能力,未来需进一步调整农业结构,优化资源配置的投入,提高资源利用效率,降低环境负载率,使农业生态经济系统逐渐步入健康可持续发展轨道。     

广东省农业现代化科技示范区的能值分析与评价指标研究

为了从生态经济学角度揭示农业现代化示范区园区的生态经济运行质量,探索一条能更客观、更简单地评价农业科技园区的新途径,文章运用能值理论和方法,分析和评价了广东省农业现代化科技示范区的能值投资率、能值产出率、能值密度、人均能值用量、环境负载率、能值生产率、每万元产值消耗能值和基于能值分析的可持续发展指数等指标,并从中筛选出其能值评价的主要指标。主要结果如下,(1)从2000—2004年,广东省农业现代化科技示范区的总投入能值和总产出能值呈现快速增加的趋势,能值密度和环境负载率持续增加,人均能值使用量,能值投资率和能值生产率呈波动增加的趋势,而能值产出率,可持续发展指数和每万元产值消耗能值呈波动下降的趋势。这说明该示范区总体上呈现快速发展的趋势,经济实力和科技竞争力不断增加。(2)本研究运用主成分分析法、因子分析法和实证对比研究法提出评价农业现代化科技示范区的最佳指标是人均能值使用量和环境负载率。     

微生物资源的开发利用与农业可持续发展

对微生物资源在农业可持续发展中的作用及其合理开发利用进行了阐述和总结。认为微生物作为一种宝贵的资源,它与农业可持续发展的关系十分密切,它在土壤肥力的提高与保持、营养元素的转化、环境净化与生态系统的平衡等方面起着极其重要的作用。因此,加强以微生物肥料、微生物农药、微生物食品、微生物饲料、环境激素和环境工程微生物等为核心的农业清洁生产技术的研究与开发利用将具有广阔的应用前景。微生物农业即所谓的"白色农业"将成为未来农业可持续发展的重要方向之一。     

"奶牛-沼气-牧草"循环型农业系统的能值分析

为探讨奶牛-沼气-牧草循环型农业模式(模式Ⅰ)的结构功能和生态经济效益,应用能值分析方法对其进行研究,并与单一奶牛养殖模式(模式Ⅱ)进行比较。结果表明:模式Ⅰ的净能值产出率(4.06)比模式Ⅱ(4.13)低;模式Ⅰ能值可持续发展指标值为10.27,模式Ⅱ为9.57,模式Ⅰ具有更高的可持续发展能力;模式Ⅰ的环境负载率(0.11)低于模式Ⅱ(0.12),并且模式Ⅱ能值废弃率为21.72%,模式Ⅰ为0,因此模式Ⅰ对环境的压力小;模式Ⅰ产出能值反馈率达到30.63%,系统自组织能力强。模式Ⅰ的净效益是模式Ⅱ的1.13倍,但产投比是模式Ⅱ的97.64%。以能值-货币价值计算的生态经济效益分析结果与实际经济效益分析结果基本一致。因此,模式Ⅰ具有环境压力小、自组织能力强、可持续发展能力较强的特征,但仍需进一步优化系统内部结构,提高生产效率。     

中国农业可持续发展技术

随着经济的高速发展，中国农业面临着环境与发展的双重挑战。为实现农业的可持续发展，必须在继承传统农业技术精华和引进现代农业新技术的基础上，运用生态经济学原理和系统工程方法，在不同层次上建立起具有中国特色的农业可持续发展技术体系。通过协调环境保护与经济发展、自然资源开发及其永续利用的关系，实现生态与经济的良性循环，达到持续发展的目标。     

华北平原集约农区种植业生态经济系统的能值分析——以河北沧州为例

从能值的角度出发,以华北平原代表区域——河北省沧州地区2003年统计数据和调查数据为基础,对该地区种植业生态经济系统的能值投入和产出进行首次分析。结果显示:该地区不可更新的工业辅助能占总能值投入的78.5%,可更新的能值投入仅占21.4%(可更新环境资源8.79%、可更新有机12.68%),说明农业生产过渡依赖于外源不可更新辅助能的投入;此外,高系统太阳能值转换率、低净能值产出率和高环境负荷率的特点,表明该地区种植业的科技发展水平比较高,对环境的压力相当大。综合结果说明种植业系统对环境资源的过度利用必然会引起生态环境的破坏。基于此,提出华北平原集约农区种植业生态经济系统可持续发展对策:以优化施肥为基础,合理减少化肥投入为代表,适当降低工业辅助能投入;调整农业增产投入战略,努力解决该地区以水资源短缺为主的作物增产限制因子;改变农业生产中有机能值与无机能值的投入比例,降低系统环境负荷率。     

景观生态学在农业景观生态规划中的应用

从景观生态学的基本原理入手 ,阐述景观生态学在农业景观生态规划中的应用。认为农业景观规划设计不仅关注景观的“土地利用”、“土地肥力”以及人类的短期需求 ,更强调景观的生态价值和美学价值及其带给人类的长期效益。农业景观生态规划设计的中心任务就是创建一个可持续发展的整体区域生态系统。以江苏省宝应县为例进行分析     

The ecological dynamics of low external input agriculture: A case study of hill farming in a developing country

This paper on Low External Input Agriculture (LEIA) has explored how indigenous hill farming systems in a developing country setting of rural Nepal are functioning and which ecological properties of such systems could contribute to the development of Low External Input and Sustainable Agriculture (LEISA). Three cases were studied using direct field observation, group discussion and interviews, and the important practices of LEIA were ranked into eight classes to analyse the ecological sustainability of the hill farming systems. The study shows that the hill farming system is complex, diverse, heavily reliant on local resources and focuses on the renewability of production resources within the farm. All this can greatly contribute to make the system ecologically sustainable. However, demands for increased production put considerable pressure on farmers to apply external inputs which, if in excess, may jeopardise the whole system. A prerequisite for guidance in careful soil management is the strengthening of supportive research aimed at teaching farmers how to use external inputs. This must agree with the principles of sustainable agriculture and take into account the site-specific variations which are characteristic of Nepalese hill farming systems. We defined the term Ecological Dynamics as 'the pattern of changes in structure and/or forces in processes which govern the development of natural and artificial ecosystems'. This definition assists in identification of trends in ecological sustainability. Understanding indigenous farming systems reveals important ecological clues essential for the development of sustainable agriculture.     

Comparative study of Chinese ecological agriculture and sustainable agriculture

Although sustainable development has already been promulgated as one of its fundamental strategies by the national government since 1993, sustainable development, as an exotic new paradigm characteristic of profound philosophical and ethical thinking initiated in developed countries, is still not familiar to the Chinese people. Fortunately, in parallel to the evolution of sustainable agriculture, mainly in developed countries, since the beginning of the 1980s, Chinese agricultural scientists and technicians have already innovated their own unique form of Chinese Ecological Agriculture (CEA), on the basis of traditional agriculture that has been sustained for more than 4000 years. The basic principle of CEA emphasizes the obeying of both ecological rules and economic rules, as well as the approach of systematics and ecological engineering exactly corresponding to those adopted by sustainable development. The major difference between the two is that CEA has already been executed on a very large scale and has served as an effective and popularized way to implement sustainable agriculture in most parts of China. Also, as an active way of intensifying agriculture in terms of more inputs of skills, knowledge and labour, CEA is contributing much to all-round rural development throughout China.     

基于能值方法的广东省农业系统分析

采用能值理论和方法对广东省农业系统的能值投入结构和产出特征进行分析,以期弥补单纯经济分析中出现的自然环境投入价值缺失的不足,并尝试加入农业基本建设投资和农业保险的计量,完善系统投入结构的能值计算。同时,引入Y*/Y指标使广东省农业系统的生产水平与全球平均水平相比较,以利于评价广东省农业系统的生产力及其发展水平,并为其优化发展提供理论依据和现实指导。研究结果:广东省农业系统2003年的能值投资率(3.12)、环境负载率(1.70)、能值/货币比率(4.26E 12sej.$-1)、净能值产出率(1.25)和Y*/Y(0.96)。上述结果与中国平均水平、中国其他省份以及一些发达国家(如意大利和日本)的相应指标比较,表明广东农业系统发展水平高于全国平均水平,低于发达国家。系统能值投入产出结构分析发现,不可更新的工业辅助能值占系统投入总能值的61.92%。为此,应进一步提高农业的可更新能值投入和优化投入结构。     

A sustainability assessment of a high-yield agroecosystem in Huantai County,China

Sustainable agricultural development is a perennial issue for agricultural researchers, government managers, and policy makers worldwide, but especially in developing countries. In China, farms in Shandong Province epitomize modern agriculture and play a vital role in providing food for the burgeoning population. However, Chinese agriculture is being challenged by declining resources and environmental deterioration resulting from modern farming practices. China must establish an efficient agricultural sustainability index (ASI) to evaluate agricultural conditions and offer recommendations for sustainable development. Here, we use Huantai County, Shandong Province to test a regionalscale ASI from social, economic and ecological factors that includes 11 sustainability indicators. To further evaluate the complex agroecosystem, we employed the analytic hierarchy process (AHP) and AMOEBA methods to assess agricultural sustainability from 1982 to 2003. The results show that environmental problems, especially groundwater depletion, are limiting regional sustainable development.     

生态农业系统综合效益评价研究动态与展望

总结了国内外生态农业发展和生态农业系统生态经济评价体系及评价的方法，阐述了生态农业综合效益评价的特点及国内外研究的最新动态。提出土壤健康在农业持续发展评价中的重要性。最后指出了生态-经济系统整合模型在建立生态农业最优化模式中的应用前景。     

The systems approach for sustainable development at catchment and parish group levels

SUMMARY

Sustainable development considers the development of urban and rural areas, and agriculture is an important element in reaching that aim. After decades of using synthetic pesticides, fertilisers and growth hormones in agriculture, farmers as well as the public, policy and decision makers require options to minimise the negative impacts of agricultural practices on the environment and humans consistent with so called sustainable development. Such options are possible, but require time and a range of approaches. Agricultural production systems in Kent belong to a system and so the systems approach becomes useful to solve their problems. Agricultural activities are interrelated, considering their hierarchical levels and their interactions. Hence, agroecology as a discipline using a systems approach suggests the catchment level as an appropriate unit for the analysis, design, development and evaluation of the ecological and socioeconomic interactions that take place within it. This kind of analysis ideally requires a multidisciplinary team, using disciplinary tools such as GIs and many sources of data. The combination of such a wide range of types of data in a systems approach to sustainability is described as a way to support the public, researchers, policy and decision makers.     

WTO框架下重构农村公共服务体系的探讨

我国已经加入WTO后,由于在谈判过程中我国在农业方面的让步比较大,如果不利用“绿箱政策”加强农村公共服务体系建设,农业和农村经济的竞争力必然大大下降．“绿箱”政策是一种问接式的保护政策,不在《农业协议》限制之列,而且“绿箱”政策中许多条款都涉及到保护本国农业的可持续发展能力,得到了各国的一致赞同．因此,我国有必要对农村公共服务体系的改革与发展历程进行一次系统清理,在此基础上认真总结正反两方面的经验和教训,重新构筑农村公共服务体系。     

Moving towards sustainable development: rhetoric,policy and reality of ecological agriculture in China

Past decades have witnessed the rise of sustainable agriculture movements throughout the world. In parallel with this international trend, ecological agriculture (with essential goals of food security, rural employment, poverty alleviation, natural resource management and environmental protection) has been advocated as a workable approach for the realization of sustainable agriculture in China. Two decades of ecological agricultural development have shown that it not only gained legitimacy at the senior policy level but also became a focus of scientific research in fields such as ecological economics, ecology, and agricultural and environmental sciences. However, this endeavour is hardly known in the West and little attention has been paid so far to examining the broader politico-economic and sociocultural contexts within which it has evolved. This paper attempts to provide a general review of the emerging background, development history, policy initiatives and recent tendencies of ecological agriculture. In addition, the extant problems and potential contributions of this alternative practice to China's sustainable agricultural development are discussed. The purpose of this study is to identify the gap between the policy rhetoric and practical implementation of Chinese ecological agriculture and therefore to facilitate its moving towards sustainable development.