预计到2050年，世界人口将增加到90亿，这将对世界农业发展提出巨大的挑战。能否生产出足够多的粮食，能否保证粮食安全将是世界各国人民共同关心的问题。几十年来，中国人凭着自己的勤劳智慧，基本实现了“用7%的耕地养育了世界21%的人口”的奇迹。与此同时，中国农业也面临着很多严峻的问题，中国粮食安全问题依然不容乐观。

　　中国发展生态农业的必要性

　　“人多地少”是中国的基本国情。我国耕地面积在世界上排第四，仅次于美国、俄罗斯和印度；但是中国人口众多，人均耕地面积仅1.4亩，不到世界人均耕地面积的50%。而且我国的耕地面积还处于逐年下降的趋势，已经从2005年的18.31亿亩减少到2010年的18.26亿亩，预计到2015年和2020年将分别减少到17.98亿亩和17.69亿亩。18亿亩左右的耕地要生产出供给13多亿人的食物，这对任何国家都是难度巨大的一件事。不仅如此，根据国土资源部公布的《中国耕地质量等级调查与评定》结果，我国的优等田地和高等田地仅占32.6%、中等田地占50.6%、低产田地占16.7%，其中西部地区和东北地区耕地平均质量较低。上述结果是综合自然条件、耕作制度、基础设施、农业生产技术及投入等因素得出的，由此可知，我国低产田面积为6亿亩左右。

　　目前，我国粮食产量是以大量使用化肥、农药，大量消耗地下水为代价的，农业环境污染严重。我国耕地总量占世界总量的7%，但使用的化肥和农药的总量却分别占世界的35%和20%。单位面积化学农药的平均用量比世界水平高2.5至5倍，每年遭受残留农药污染的作物面积达12亿亩。大量使用化肥农药导致水源污染、土地流失、河道淤塞、海洋污染、生态变迁和疾病丛生等环境问题并造成了大量的经济损失。化肥农药的应用虽然使过去40年农作物产量增加了一倍，但是近20年在不断增加化肥使用量的同时，农作物的产量却呈不断下降趋势，其根本原因是化肥、农药等合成化学物导致土壤中的固氮根菌及其它有机生物的死亡和它们与植物间的共生作用的下降，继而导致土壤肥力下降。

　　从可持续发展的角度看，中国未来农业只能走“用地养地”、“精耕细作”，配合一定现代化设备和生态技术的生态农业。因此，要解决粮食安全问题，要回到循环性的生态农业上来。这样的农业方式应该是有动物和植物共同参与的，虫害的防治用物理和生物的方式，少用或不用化学方法解决。动物粪便成为种粮的有机肥料，建立完整的农业循环生物链，发展高效生态循环农业。

　　生态农业的力量

　　要实现高效生态循环农业，就要充分利用作物秸秆饲养牲畜，用牲畜的粪便堆制有机肥回归大地，培肥地力。根据估算，我国年产秸秆6～7亿吨，折合鲜重达18～21亿吨。如果充分利用来喂养牛、羊等反刍动物，则相当于得到1亿吨的活牛重。活牛以54%的出肉率计算，得到5400万吨纯牛肉。按照1斤肉等于5斤粮食的营养和热量计算，相当于得到2.7亿吨粮食。扣除育肥过程中消耗的1亿吨粮食，净增加粮食1.7亿吨。另外，每头牛还产出约5吨牛粪,这些牛粪施加到大田里，即使使用一半的化肥，还可带来10%~20%的增产效应。如果有效利用秸秆资源，那么牛羊这些流动的“肥料厂”所制造的有机肥量将十分巨大。当然，这些都是理论计算值，在具体实践中，如将全国50%的秸秆利用起来，就可以支撑3.6~4.2亿头牛，增加牛粪32.8～38.3亿吨，折合2835～3310万吨硫酸胺。而且有机肥的大量使用对土壤地力的提高作用很大。根据我们在山东长达8年的有机肥还田实验，在一块低产田上每年每亩施用五吨牛粪，土壤有机质从0.7%恢复到了2%。

　　农区1亩的秸秆生物量相当于10亩草原生物量，所以还要考虑60亿亩草原恢复生产力带来的粮食节约量。我们做过“极端”的试验，即没有任何饲料补充，1亩草原上的草籽、草叶、昆虫等也能够满足至少1只散养柴鸡的生存，且对草原环境基本没有破坏。这笔账算下来，全国还可以增加31.5亿公斤的有机鸡肉，相当于0.158亿吨粮食。加上秸秆养牛的净增粮食产量，两项之和就有1.858亿吨，等于全国粮食在现有基础上增加37%。有了这些增加的粮食，中国人不仅能够吃饱，还能够吃好。

　　恢复草原并提高耕地生产力

　　要实现关于未来生态农业的整体布局，需要用到我们较早之前提出的一个战略思路，即“畜南下，禽北上”。该思路主要针对减少牧区牲畜、恢复草原和解决农区秸秆污染、大量化肥造成地力下降等问题。我国有各类草地约60亿亩，是农田的3倍多，占整个国土面积的41%。但是如此广阔的草原并没有喂饱1/3的牧区牛羊。连续多年的放牧造成我国90%的草原出现不同程度的退化。而全国18亿亩农田每年能产7亿吨秸秆，这些秸秆是优良的牧草。中国平均每人每年需求3.7只鸡，目前鸡主要在农区养殖，人禽争粮。简单地说，“畜南下，禽北上”，就是将牧区的牲畜转移到秸秆过剩的农区饲养，将农区集中饲养的家禽转移到草原牧区散养。因此，牲畜的主产区应由内蒙古、西藏、新疆、青海等低光合生产的传统牧区进入山东、河南、河北、四川、湖南等的粮食生产大省，即畜要“南下”；而禽类应进入草原的传统牧区，即禽要“北上”。

　　生态农业初步布局

　　我国发展生态农业的整体思路是：在不影响粮食数量安全格局的前提下，利用我国18亿亩耕地中的6亿亩低产田和生态保护区域，发展符合国情的“高效生态农业”，实现双重的“粮食安全”，增产增收，保护环境。重点在青藏高原地区、黄土高原区、西北干旱区和西南丘陵山地等布局生态农业，以上4个地区低产田分别占各自总耕地面积的62.1%、56.2%、43.1%和33.4%。同时在山东、河南、河北、湖广、四川盆地、江苏、安徽等土地平整和热量资源丰富的地区，用大量有机肥培育地力，实现吨粮田。在这些低产田为主的地区发展生态农业或者优先布局各地区的低产田，就能够实现不影响国家粮食安全格局，仅需6亿亩耕地就能生产出6亿吨粮食，超过目前全国的粮食产量，还保护了人类的生存环境，保护了消费者的身体健康。

　　具体的做法是用生态学的办法，充分利用作物秸秆，秸秆通过反刍动物过腹还田，用大量有机肥培育地力，加之配套的关键生态生产技术，把低产田变成高产田，实现吨粮田。低产田到高产田的改造时间需要若干年，在转换期间产量无法实现吨粮，但是由于这些田地本身就是低产田，所以暂时也不会影响到国家粮食安全。而且生产的食品都是生态食品，市场价格要高于常规种植食品，这样也能提高土地价值。一旦实现吨粮田，将会带来巨大的经济和生态效益。我们在山东的生态农业实践已经收到了很好的效果。

　　生态保护区域本身环境质量非常高，非常适宜规划生态农业，利用环境资源优势和现代生态农业技术，生产优质健康食品，并实现效益最大化。由于1亩地生产的秸秆生物量相当于10亩草原生物量，在农区养牛等牲畜，就解放了草原的放牧压力。我们做过实验，在草原放养鸡禽，400亩草地可以养鸡15000只，每亩可养37.5只，这些鸡只食用约2/3的粮食，其余的靠草原虫子和部分草籽补充，最关键的是这里的鸡因为其生存空间由农区的7~8只/m2到草原的0.05~0.06只/m2，生存空间扩大了100多倍。加上很少吃药，饲料也不使用添加剂，是真正的健康食品。去掉成本和人工费，每亩可收入375元，是养牛羊的37.5倍。这样不仅能够保护60亿亩草原，同时还能让农民增收。同样的，24亿亩森林、9.9亿亩湿地、300万平方公里海洋，这些区域完全可以告别现在农业流动的危害要素，生产安全的食物。这样能使将近70%的国土环境得到严格保护，远离化学污染，减少环境治理费用和医疗费用，国民经济整体效益大幅提高。

　　这样的生态农业布局不仅不影响国家粮食安全格局，还可以稳定提高农民收益，吸引农民返乡务农。现在中国农村“空心化”现象严重。一方面，全国各地的工业化进程不断侵蚀农民的种粮用地；另一方面，由于农民进城打工，一部分土地因无人料理而荒废掉。长此以往将动摇我们这个人口大国的粮食基础。只要实现了生态农业的布局，让农民看到实际的效益，使农业从业人员得到应有的尊重，相信会有大批农民选择放弃在城市打工而回到自己的家乡。这样的转变将带来城乡和谐、社会稳定、农民就业、环境保护、节能减排、农村儿童教育等方方面面的重大变化。

　　作者单位：中国科学院植物研究所