有機農業生產對生態環境的影響概述

鄭力文++徐義軍++凌有求++陳志++張夢杰++李康勇

摘要 農業生產是人類有意識改造大自然的一種生產活動，但由于部分人類的貪欲，在某些情況下這種改造活動對大自然造成了嚴重的破壞，而有機農業在生產過程中拒絕農藥、化肥等化學合成物質的投入，采用對環境影響小的方法培肥土壤、防治病蟲害，是一種環境友好型農業生產方式。本文綜述了有機農業的定義、生產準則以及有機農業在增加區域生物多樣性、改善土壤環境和保護生態環境等方面的重要意義，多角度反映出有機農業對環境友好的內在稟賦，認為政府、企業、農民應當合力推進有機農業的蓬勃發展。

關鍵詞 有機農業；生態環境；生物多樣性；土壤改良；保護環境

中圖分類號 S345 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）23-0149-03

Abstract Agricultural production is a kind of conscious activities of human to transform the nature，but the transformation has caused serious damage to nature due to the greediness of human beings under some circumstances.Organic agriculture is a kind of environmentally friendly way of agricultural production，because there is no use of chemicals during production such as pesticides or fertilizers，and the method with little environmental impact is adopted to improving soil fertility and pest control.In this paper，the definition and production standards of organic agriculture were reviewed，as well as the important role of organic agriculture played in regional biodiversity，soil improvement and environmental protection.The friendliness of organic agriculture to environment was reflected from multiple perspectives. It′s believed that the government，enterprises and farmers should promote the development of organic agriculture together.

Key words organic agriculture；ecological environment；biodiversity；soil improvement；environment protection

農業是人類有意識改造大自然以獲得食物來源的一種生產活動，是承載著人類文明延續與發展的根基。但發展到現代農業之后，農藥和化肥的過度使用在生產出大量農產品的同時，也造成了嚴重的食品安全隱患以及土壤肥力下降、自然環境污染嚴重、生物多樣性被破壞等嚴峻的環境問題[1]，人們必須要意識到現代石油農業并不是解決人類溫飽問題的最佳途徑，應該尋求一種對環境友好的農業生產方式。而有機農業在保障農產品安全、防止水土流失、改善生態環境等方面都能起到積極的作用[2]，是一種可持續發展的環境友好型農業生產方式，應該得到大力推廣。但在傳統農業種植區域，政府與農民在應用和推廣有機種植模式上的積極性不高。鑒于此，本文綜述近年來有機農業生產活動對生態環境積極影響的相關文獻，以期為我國有機種植模式的進一步推廣提供科學依據。

1 有機農業的概念界定與生產準則

準確地界定有機農業的概念是研究有機農業的首要步驟，根據國家標準《有機產品》（GB/T 19630.1—2011），有機農業是指遵照有機農業生產標準，在生產中不采用基因工程獲得的生物及其產物，不使用化學合成的農藥、化肥、生長調節劑、飼料添加劑等物質，而是遵循自然規律和生態學原理，協調種植業和養殖業的平衡，采用一系列可持續發展的農業技術以維持持續穩定的農業生產體系的一種農業生產方式[3]。在有機生產體系中，以農業清潔生產為指導思想，核心要求是建立、恢復農業生態系統包括動物、植物和土壤微生物在內的生物多樣性以及由這些生物參與、推動的物質和能量循環，以保持、提高土壤的長效肥力和易耕性[4]；具體的土壤培肥措施是激發系統內稟的自然肥力供給，如將作物秸稈、畜禽糞便和有機廢棄物等腐熟還田以及輪作豆科作物、綠肥等，并采用農作物（間）輪作、耕種抗性作物品種以及物理措施、生物措施和生態措施作為控制農田病蟲草害的主要手段，同時配合合理的耕作方式以保持水土，達到維護農業生產體系、保護生態環境的目的[5-7]。

現代常規農業是目前我國耕作面積最大的農業生產方式，其長期、大量地施用農藥、化肥等會抑制農田生物多樣性的發展，而且殘留在農田里的農藥和化肥會嚴重污染、破壞土壤環境，并可能經淋失和徑流進入地下水和河流、湖泊等水域環境造成嚴重的水污染[8-12]。而有機農業作為一種環境友好、可持續的農業生產方式，堅持不使用農藥、化肥等物質，強調以自然、環保、不破壞農田生態的方式進行耕作、生產，避免了對水體、土壤及大氣環境造成污染；而且有機農業重視科學、合理的耕作制度，采用間作、輪作等科學栽培法，不僅可以改善耕作土壤的理化性質，還能有效減少病蟲害發生的機率，進一步達到保護土壤環境和生物多樣性的目的[4-7，13]。總的來說，有機農業的生產過程對環境友好，能夠控制農業生產過程中可能對水域環境產生的面源污染，促使土地肥力恢復，增加農業生態系統中的生物多樣性，能夠切實有效地保護和修復當地的生態環境。endprint

2 有機農業的生態效益

有機農業將動物、植物和土壤視作一個整體，強調在這個整體內部的資源循環利用，而且生產過程更注重保護自然環境及生物多樣性，會充分考慮環境的承載力，使農業生產能與自然環境保護相協調，真正做到對環境友好。相關實踐表明，開展有機農業可以使農業生產所造成的面源污染情況得到有效控制，包括動物、植物、土壤動物和土壤微生物在內的生物多樣性也能迅速增加，同時減輕土地、水體和動植物界的受損程度，進而恢復和改善農業生產環境[14]。

2.1 增加生物多樣性

有研究表明，在過去40年內，集約化的農業生產活動是許多農田鳥類、雜草、土壤動物和土壤微生物等物種豐富度及多度下降的重要原因[8-9]。而有機農業拒絕使用農藥、化肥，對生產區域內各種動物、植物、土壤動物與土壤微生物的危害極小，可以有效地恢復和保持生產區域內生物的多樣性[15-16]。益鳥等動物天敵是有機農業體系中生物防治蟲害的重要環節。與常規農田相比，有機農田中鳥類（尤其是地面孵化的鳥類）的種類和數量更高。如李現華等[17]對內蒙古磴口縣境內常規農業系統和有機農業系統中動物多樣性的調查結果表明，有機農業種植區的有益鳥類等生物的數量較多，而且有益昆蟲（尤其是七星瓢蟲）的數量也明顯增加，而蚜蟲等害蟲的蟲口密度則明顯降低。節肢動物也是農田中數量較多的一類動物，根據相關的研究發現，有機農田內節肢動物的物種豐富度與多度都明顯高于常規農田[18-19]，有助于實現對農田害蟲的生態控制。

與傳統農業生產對雜草等植物的敵對態度不同，有機農業生產允許相對多樣化的雜草生長，甚至在農田休耕時期還會輪作某些能起到綠肥作用的草類。有機農業對于雜草的態度較為溫和，因而在有機農田中雜草密度、生物量或地面覆蓋物通常高于常規農田系統[20-23]；還有相關研究發現，采用有機種植的農田內有較高的闊葉雜草[24]以及除草劑敏感型雜草[25]的物種豐富度和多度。有機種植方式下，農田中土壤動物的種類和數量也會有所增加，如蚯蚓就是土壤肥力的重要指示動物，蚯蚓的數量能反映土壤的結構、微氣候、營養和毒性等土壤狀況。有研究表明，采用有機管理方式的農田中，土壤內蚯蚓的密度、數量均比常規農田高，如Brown[26]的研究報導發現，有機農田內蚯蚓的密度約為常規農田的2倍；還有其他相關研究也發現，有機農田較常規農田擁有較多的蚯蚓種群數量[27]。

土壤中的微生物體（細菌、真菌等）在維持、增強土壤肥力方面發揮著關鍵作用，比如有益微生物群落會參與腐殖質的形成，能改善農田土壤的團粒結構，從而提高農田土壤的肥力狀況。而有機農田拒絕農藥和化肥的施用，減少了對土壤的破壞，在一定程度上改善了土壤微生物的生活環境。已有多項研究表明，采用免耕、輪作、施有機肥等有機種植模式的農田土壤微生物的生物量和生物活性均高于常規農田[28-32]。此外，秸稈還田作為有機農業種植體系中非常重要的土壤培肥手段之一，有大量研究發現，秸稈還田是有機農田中土壤微生物數量增加、活性增強的重要原因，如Ocio等[33]研究發現，在將秸稈翻壓還田7 d后，土壤中微生物的生物量增加了2倍；高美英等[34]對山西農業大學教學果園各層土壤中固氮菌數量的調查研究也發現，秸稈覆蓋還田可明顯增加果園各土層中固氮菌的數量，在整個0～60 cm耕作層內固氮菌數量年平均增加95.47%，尤其在0～20 cm土層中的固氮菌年平均增加量更達到了123.80%。

總的來說，有機種植方式能有效提高種植區域內動植物、土壤動物和微生物的多樣化組成，而生物多樣性又具有重要的生態作用，有利于控制有害生物的發生，也有利于實現土壤營養的優化循環和保持土壤肥力等。因此，農業種植活動應采取對環境友好的技術措施，以保護種植區域內的生物多樣性。

2.2 改良土壤

現代農業長期、大量地使用農藥、化肥、植物生長調節劑等物質，在提高作物產量的同時也嚴重損害了土壤環境，造成了如土壤中有機質減少、土壤微生物活力下降、土壤的蓄水保肥能力降低等惡果；而土壤是農業生產的根基，沒有健康、肥沃的土壤就沒有健康、營養的農產品，農業可持續發展的第一個要求就是保護和改良土壤。有機農業作為一種環境友好型的可持續農業，其發展初衷即是改善現代農業生產所造成的環境惡化，因而有機農業對于培肥、改良土壤極其重視。

有機農業的培肥理論認為土壤是一個有生命的系統，施肥是在培育土壤，進而由肥沃土壤為農作物提供所需養分。因此，有機農業種植的第一步就是采取各種措施（如施用有機肥和合理輪作等）改良、培肥土壤，激活土壤的生命。對于有機農業中培肥土壤的方式，歐陽喜輝等[35]總結了國內外多項關于有機農業的研究，得出有機農業通過施有機肥、秸稈還田、免耕和輪作等措施可以有效增加土壤有機質、促進土壤團聚能力以及提高土壤微生物活性，從而達到培肥土壤的目的。秸稈還田與輪作也是有機農業提倡的改良土壤、維持地力的重要手段，如王 寧等[36]的研究表明，秸稈還田能改善土壤環境，而且還能減少土壤堿性物質的流失，可以在一定程度上減緩土壤的酸化，維持土壤肥力；楊景成等[37]的研究也發現，與傳統種植制度相比，糧草輪作結合秸稈還田可以有效地降低對土壤有機質的衰減效應。

土壤微生物量碳是土壤有機庫中的活性部分，是表征土壤質量和肥力的一個重要指標。董 博等[38]通過長期定位試驗發現，長期施用有機肥（或有機肥與化肥配施）可以明顯增加耕作層土壤中的土壤微生物量碳和土壤有機碳。胡 誠等[39]通過多年施肥試驗發現，隨著有機肥施用量的提高，農田土壤中微生物量碳、土壤可溶性碳、總有機碳等含量都隨之增加。改良土壤、保護土壤環境是有機農業能夠持續發展的根本，而長期的有機種植反過來又能提高土壤肥力、增強土壤生產力，并通過改變土壤的通透性和孔隙度等自然結構性狀改善土壤環境，同時還在一定程度上增強土壤生物與微生物的活性，這都說明了有機農業是對環境友好且可持續的一種農業生產方式。endprint

2.3 保護環境

現代農業生產過程中，農藥、化肥的過度使用會破壞農田土壤的理化性質，加劇水土流失、旱澇災害，加劇對水、土和大氣環境的污染，威脅生態環境安全。而有機農業采取對環境友好的方式、措施進行農業生產，能有效地保護環境，眾多學者通過調查研究認為，相較于現代常規農業，有機農業具有防止水土流失、減少土壤污染、保護生物多樣性、減少地下水污染、保護地表水水質以及控制溫室氣體排放等良好的生態效益[40-45]。

有機農業在改善土壤環境、保持水土方面具有重要貢獻，如盧 東等[46]在多個有機種植基地中的試驗表明，在控制好有機肥原料的情況下，有機農業土壤重金屬污染的威脅較常規農業小；許恒周等[47]通過試驗研究得出了有機農業有利于防止水土流失及土壤沙化、有助于農業可持續性發展的結論；Rigby D等[48]關于有機農業的研究也顯示有機農業可以改善土壤養分缺乏狀況，實現土壤肥力的持續供應和永久利用；此外，杜相革等[49]也認為有機農業可以改善土壤環境及其中的營養循環、改善土壤動植物的生存條件等，能有效增加土壤生物多樣性，進而促進整個農田生態系統的可持續功能。

有機農業對水環境的保護則主要體現在減少農藥和化肥對地下水和地表水的污染，據相關學者估測，全世界施用于土壤中的氮肥有30%～50%經淋失進入到地下水中[50]，而我國相關部門的統計也發現農業面源污染對河流和湖泊富營養化現象的貢獻率達到60%～80%[51]，可以說現代農業是造成地下水和地表水環境污染的主要原因。而有機農業采用了輪作和休耕培肥地力、拒絕施用農藥和化肥等，減少農業生產對水環境的污染，有效地保護了地表水和地下水的水質安全，據席運官等[42]對有機稻田與常規稻田排水污染進行比較研究發現，有機水稻種植方式可減少農田排水中氮的排放量，還會降低排水中的總磷濃度；徐田偉[52]也發現了有機種植業的發展可以控制區域水土流失、降低非點源污染的水平，認為發展有機農業是我國控制農業面源污染的有效途徑之一。

現代農田生態系統是主要的溫室氣體排放源，尤其是近年來CH4和N2O的排放量增加更是主要來源于現代農業生產活動[53]，而有機農業鼓勵系統內的資源循環利用，減少了內部資源的浪費和外部資源的消耗，進而減少了溫室氣體的排放，改善了大氣環境狀況。在一項針對丹麥農業的研究中發現，如果將丹麥所有的農業用地全部轉換成有機農業，則農業體系中的能量消耗和氮流通的減少可使丹麥全國溫室氣體（CO2、CH4和N2O）的排放量相應減少13%～38%[54]。

綜合可知，有機農業可以不斷改善農業生產環境，保護農業耕作范圍內的土壤、水體和大氣環境，尤其是在生態環境處于亞健康的地區發展有機農業還能夠有效地減輕農業面源污染，加快地區生態環境的恢復，促進有機農業的可持續發展。

3 結語

農業生產作為人類食物的最重要來源，保證其穩定生產是人類文明存續與發展的根基所在；而自然環境是人類的生存環境，保證其安全、健康也是人類社會存在的基礎，人們應當兼顧農業生產和自然環境的安全。因此，農業的發展最終還是要走環境友好和可持續化的途徑。而有機農業對生產環境的苛刻要求以及在增加生物多樣性、改善土壤環境和對于自然環境的保護和改良作用等都充分說明了有機農業具有內在的環境友好稟賦，是一種值得大力推廣的可持續農業。

目前看來，我國有機食品有著巨大的國內外市場，國際上對有機產品的需求逐年增加，同時國內的有機食品消費也表現出迅速上升的趨勢。雖然有機農產品的生產成本與產量方面存在一定的劣勢，但由于其產品單價大大高于常規農產品，故總體上看有機農業的經濟效益仍高于常規農業。綜合環境效益以及社會需求、經濟效益來看，我國應當大力發展有機農業，充分發動政府、企業、農民等多方合作，努力推進我國有機農業的蓬勃發展。

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