有机农业对农业生产环境影响的实证分析

2007.8新疆农垦经济［摘要］常规农业所带来的环境破坏影响越来越被人们所认识，有机农业作为一种新型的农业发展模式，以保持农业可持续发展和环境影响最小化为其基本原则，已经成为实施农业可持续发展的重要举措。与常规农业相比，有机农业以利用农业本身内部的资源为最大特征，力求保持社会环境的良性发展。本文对有机农业生产所影响到的土地资源、水资源、大气资源及生态系统等方面进行探讨，并实证分析了有机农业和常规农业发展分别对农业生产环境的影响，结果表明,发展有机农业对环境的影响有优于常规农业的发展。［关键词］有机农业常规农业农业环境有机农业对农业生产环境影响的实证分析许恒周肖屹吴冠岑（南京农业大学公共管理学院江苏南京210095农业是一个与自然生态资源（土地、气候、水等有直接联系，并建立在对它们加以利用的基础上的产业，农业生产与生态环境是相互依存、相互影响、休戚与共的一对矛盾统一体。有机农业是一种不用人工合成的肥料、农药、生长调节剂和饲料添加剂的生产体系。与常规农业的最大不同在于，该生产体系可以使农业生产环境得以改善。它以土壤肥力为主要生产力，尽可能地依靠作物轮作、多样化种植、机械耕作和生物防治等措施防治病虫害，以种植豆科绿肥和利用作物残体、动物粪便及农场附近的有机废物来增加土壤肥力和耕作性能，生产出健康的食品。从而可以看出，有机农业的发展不仅要有良好的农业生态环境，而且它的实施将使农业生态环境更加优化。一、有机农业生产与相关环境因素的分析（一土地资源农业生产中投入土地的多少和质量直接影响着农业生产效率和生产水平。就土地质量而言，它应该包括气候、地理条件及其附属影响土地功能发挥的各种属性等。在特定的区域，影响土地生产力的是土地的耕作属性，即土壤的物理化学特性。正常的农业生产经营活动并不造成土地资源的减少和再生，只能影响土壤质量的改善或退化。所以，农业生产活动对土地资源产生的影响局限于土壤质量本身的变化，相应的价值评估也仅局限于对由于质量变动引起的土地资源价值的增减。在现代农业生产中，由于生产力的发展和科技的进步，化肥、农药等的使用也的确提高了农业的生产水平。但它们的使用好像一把双刃剑，在提高农业产量的同时对农业生产的载体 农业生态环境2007.8新疆农垦经济土地也造成了严重的污染，破坏土壤结构,土壤有机质含量减少，土壤板结,使得土壤肥力降低和土地生产力下降。有机农业的发展正好解决了现代农业对土地造成的危害。因为有机农业主要投入的生产资料中不使用化学合成的肥料、农药等，可以减少对自然生态环境的污染，还可以充分利用生态系统的整体协调、自生、循环、再生原理,采用科学的土壤培肥、作物轮作、生物防虫防病等措施既解决了大量使用化肥、农药带来的害处，可以使土地活化，增加土壤中的有益生物群，提高土壤肥力,并且有利于防止水土流失及土壤沙化,有助于有机农业的可持续性发展。（二水资源水是人类赖以生存的所必须的资源，它也是工农业生产所必须的基本生产资料，无论是一个地区的水资源数量或水资源的质量都与该地区社会经济发展息息相关。在农业发展中，水资源更是一种不可替代的生产要素。在现代农业生产中，由于大量化肥、农药的使用，使得它们汇集到湖泊、水库、河流等，同时由于大量的N、P等元素流失造成了江河湖泊水质的富营养化，造成了严重的水资源污染问题。氮素化肥对地面水和地下水的污染成为农业生态环境中的一个重大问题。氮素化肥是地下水重要的氮污染源，氮肥经挥发、淋溶、反硝化作用和地面径流等途径，流失到水体和土壤中。氮素化肥对农业生态环境的污染主要是由于硝态氮造成的，特别是在水源短缺干旱地区，氮肥是地下硝酸盐的主要来源，是水质下降乃至破坏的主要祸根。同时，过量施氮肥和磷肥，使大量的氮和磷营养元素随农田排水或雨水进入到江河湖泊,导致水体的富营养化，引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖，水体溶解氧下降，水质恶化，使鱼类或其它生物大量死亡。而有机农业崇尚营养循环利用和营养流失最小化，因此与常规的农业生产方式相比，地表水和地下水资源能够得到有效的保护。Younie&Watson以及Eltun进行的有机农业和常规农业的直接比较研究表明，有机农业N淋失的潜力低于常规农业。由于有机农业采用平衡的轮作系统,避免使用农业化学合成物质，而且鼓励严格的肥力管理，有机系统能够有效地保护农业地区地表水和地下水的水质。（三大气资源我国是化肥施用大国，据联合国粮农组织统计,2000~2001年度，世界平均施肥水平为91kg/hm2,而我国为256kg/hm2。我国每公顷土地的肥料施用量是日本的2倍、美国的2.4倍、澳大利亚的8.2倍、俄罗斯的9倍;并且有机肥的施用比例逐年减少。在农业生产中，大量施用的化肥多为氮肥，而有将近60%〜70%的氮元素进入环境。其中，化肥中的氮元素等进入大气后，增加了温室气体含量，导致大气温度升高。另外，氮素肥料施入土壤以后，在土壤微生物的作用下，经过硝化过程和反硝化过程，均可产生大量的氮氧化物，其单位分子量的增温潜能是温室气体CO2的200倍，同时还会引起酸沉降，甚至导致臭氧层破坏。研究表明,在由人类活动所造成的氮氧化物浓度增加中，有70%为来自农业,其中有70%为施用化肥造成。另外，施用氨态氮肥可导致相当于肥料施用量大约13%〜28%的NH3逸入大气。大气中的氨气经降雨等形式进入水体,造成水体富营养化。有机农业是一种以注重生态环境保护的农业发展模式。在有机农业发展中，由于施用有机肥料和生物措施来防治病虫害，通过农业生态系统内部相互作用来增加土壤肥力，保持生物多样性，避免生态环境遭受污染，因而就可以大大地减少由常规农业生产中排放出来的有害气体。从大气环境保护方面来说，有机农业的发展对减少农业生产中氮元素的排放、缓解温室效应等方面具有重要的作用。据Dalsgaard人等估计,发展低投入的农业生产方式有助于减少农业源CO2的释放，100%向有机农业转换可以导致化石能源的净消耗减少9%〜51%。在丹麦,如果将所有的农业用地100%转换成有机农业，则农业体系中农业消耗能量和氮元素流通的减少可使国家的整个温室气体（CO2,CH4,N2O的排放量相应减少13%〜38%。（四农业生态系统（生物多样性农业生态环境2007.8新疆农垦经济农业活动是人类最早作用于自然生态系统的活动,它改变当地的自然生态系统使之成为人工生态系统，特别是现代农业,不但使土地景观结构发生改变而且使自然生态系统的组成结构，物质循环和能量流动特征发生变化。农业生态系统是人们利用农业生物与非生物环境之间以及生物种群之间相互作用而建立起来的并按人类社会需求进行物质生产的有机整体。现代农业生产将化肥、机械、石油等作为衣业栽培的技术手段、动力和能源，以栽培作物为中心，以单一种群结构为系统功能单元，以实现经济产量为最高目标;其生态特征是排斥生物多样性，以减少种间竞争，牺牲环境，以获得暂时高产，因而农业生产力的增长是在牺牲许多生态系统价值的基础上实现的。从生物多样性的系统观点来看，农业系统在很大程度上正在成为一种只生产一个或两个物种的系统，因而改变了田园景观和减少了生物物种多样性。在许多生态系统中，农业生产活动是威胁生物多样性惟一的最重要的因素。现代农业生产对农业生态系统的破坏主要是由农用化学物质、基因工程技术的使用以及各种不当的土地利用方式而引起的。而有机农业是一种对环境、社会和经济友好的生产方式，它尊重植物、动物和景观的自然演化进程。从哲学的观点和从客观的维持生产力的角度来讲,有机农业提倡天人合一,物土不二和与自然秩序相和谐的哲学理念，它的使命是在农业系统中保护生物多样性。有机农业正是通过不减少基因和物种多样性，不毁坏重要的环境和生态系统的方式，来保护利用生物资源,维护农业生态系统的平衡,从而促进农业生态系统的主要功能趋于良性循环。二、有机农业生产及常规农业对环境影响的评价分析（一评价指标体系构建的原则地域性原则，由于我国地域广阔，各地的农业生产条件及环境也不相同,因而应按照地域性原则来选取适合本地农业生产情况的指标。科学性原则，评价指标的选取必须全面、准确，能客观地反映系统的本质和特点，避免概念模糊和设置重复的指标，最大程度地反映有机农业生产对环境影响的真实程度。可操作性原则,在评价指标的选取时，应充分考虑到数据的可获得性，选取的评价指标应适应于指标使用者的理解接受能力和判断能力，从而在验证有机农业生产对环境的影响时可以被充分利用。系统性原则，有机农业的生产本身就是一个复杂的农业生产系统，与之相关的还包括生态系统，土壤生物系统等，因而，在分析其对环境的影响时，要从系统论的观点出发,用系统论的眼光来选取评价指标。动态性原则，任何事物都是发展的、运动的,随着周围环境的变化，其本身的一些结构、功能等也会发生相应的变化。可比性原则，指标体系的建立要有利于同一系统不同时间以及同一时间不同系统间的比较研究，使评价结果具有不同时段的纵向可比性和相同层次不同系统在同一时间的横向可比性。（二有机农业生产对环境影响评价指标体系的构建及评价指标选取有机农业生产对环境的影响涉及到土地资源、水资源、大气资源以及生态资源等,要全面、准确地评价其对环境的影响，就要合理、细致地选择评价指标。在本文中，根据指标选取的一般原则并结合有机农业生产对环境影响的特点和要求,我们将其分为三个主要的影响因子，分别为有机农业生产对土地资源、水资源、大气资源的影响,对生态系统的影响我们把它放在土地资源里面,然后将各个方面细分为若干个具体评价指标,从而形成一个具有三个层次,13个具体评价指标的有机农业生产对环境影响的评价指标体系。（三数据标准化处理由于各个体指标数据具有不同的性质,因而有必要对数据进行标准化处理，以消除量纲的差异带来的不可比性。指标数据的标准化处理也就是数据的无量纲化处理,从而使不同的各类指标值转化为可以进行直接计算的数值。本文采取标准值（SODS处理法，在对个体指标比较分析的基农业生态环境图1有机农业开发对环境影响的评价指标体系础上，找到一个较为合适的标准值,然后对该指标相对于标准值作标准化处理，计算各指标的标准化值。假设各个体指标为Xi,标准值为Xs,那么不同指标的Zi则按如下公式得出标准化处理结果:Zi=Xi/Xs如果指标Xi>Xs,那么给定Xi=Xs,使Zi标准化结果不超过1;当指标为负作用指标时，采用Zi=Xs/Xi。权重的确定及综合评价模型在反映有机农业开发对环境影响的各个指标中每一个指标所起的作用是不同的,而权值则表征了各种不同指标对该影响所起到的不等的作用。在确定权值时尽量消除主观因素的影响，突出权重的客观性。确定评价指标体系中各指标相对权重的方法主要有德尔菲法（专家打分法、层次分析法和模型法等，在本文中，主要利用德尔菲法（专家打分法来确定各评价指标的权重。各评价指标的权重值及标准化值见下表（表1。在对有机农业开发对环境的影响程度进行评价计算时，本文采用的是综合评分分析法。综合评分分析法的基本评价模型，一般采用简单线性加权法，其具体计算公式可用下式表示：ID二ZWi（ZWijPij其中,ID代表有机农业开发对环境影响的程度,n表示二级评价指标的个数,m表示第i个二级评价指标的个数,Pij为第i个二级评价指标的第j项指标标准化后的值,Wij为第i个二级评价指标的第j个指标在其中的权重值。三、对环境影响的评价分析及简单结论在进行综合评价时，对土地资源、水资源和大气资源等指标仍然采用专家打分法来确定权重，其指标值及权重见表2。应用以上数据及公式可得，南京溧水某有机田园有机农业生产对环境影响的程度为68.46%,而常规农业生产对生产环境的影响程度为50.81%。通过对有机、常规农业生产（下转第44页表1南京溧水某有机田园各评价个体指标标准化值及权重表2南京溧水某有机田园二级指标值及其权重（上接第34页对农业生产环境的影响分析，可以看出，不论是从土壤呼吸强度、含氮量、水体富养化程度等指标来看，农业生产环境中的各指标值都是不断朝良性方向发展。可见，有机农业生产对农业生产环境的影响是积极的，它可以不断优化农业生产环境，促进农业可持续发展。从以上的分析得知，发展有机农业具有良好的环境生态效益，是实施农业可持续发展的重要举措。它可以减少对环境的压力，减轻环境污染,有利于生态环境的恢复。有机农业带来的环境影响比常规农业要低;而且有利于保护地表水和地下水的水质,增进生物多样性保护，减少农业源温室气体的排放量;在土壤有机质含量、土壤结构、土壤中的动植物活性和人类健康等方面，有机农业也表现出了特别的促进结果，但是有机农业作为一种农业生产方式，并不能解决常规农业面临的所有问题。总之,有机农业正在受到不断扩展和发展的挑战，以满足对有机食品需求不断增长和对环境不断关注的要求。为了满足消费者的需求,生产和环境影响之间的关系必须得到平衡。未来有机农业的目标将不仅仅满足于环境影响最小化和有机生产最优化，而应综合考虑有机农业活动对环境的影响、农业生产效率和农业生产方式的地区性差异等因素，因地制宜地制定有机农业的发展原则，以确保有能力遵循该原则并有效控制有机农业对环境和自然造成的影响。参考文献甘玲，农业环境与有机农业发展探讨[J].现代农业装备.2003.(2:43-45Dalsgaard,Halberg.N,Fenger.J.Fossilenergyuseandemissionofgreenhousegasesthreescenariosforconversionto100%organicfarminginDenmark[C].In:vanLerlandE,LansinkAO,SchmiemanE.ProceedingsoftheInternationalConferenceonSustainableEnergy:NewChal-lengesforAgricultureandImplicationsforLandUse,Wa-geningen,TheNetherlands,2000.11.任杰，农村环境现状与发展有机农业的必要性分析[J].合肥学院学报.2004.14(3:37-40(责任编辑:李豫新对新疆经济的带动作用不言而喻。值得注意的是建筑业,