因此，第一次农业绿色革命是不可持续的，我们需要一场真正的农业绿色革命，即农业生态革命，围绕生态做文章，进行一系列深层次变革与创新。农业生态革命尤其在我国更是迫在眉睫，因为我国农业化学投入品的使用强度和数量已远超于其他国家，造成的生态危害也是十分广泛的。
我国农业生态革命提出的背景
长期以来，我国农业的常规发展理念主要围绕着如何通过增加化学投入品提高产量，即所谓的“数量农业”，而不是“质量农业”，以至于对资源管理、环境治理和生态护理方面关注不够，没有科学完整的措施体系保障农业可持续发展。因此，下列几个主要方面的问题成了农业进一步发展的瓶颈。
首先，从耕地资源来看，普遍存在有机质减少、团粒结构退化。从生物资源来看，由于不注重利用当地特有生物品种，农业上优良生物资源的优势也逐渐丧失。从水资源来看，单一农作物种植不能形成多维生态的水资源高效利用模式，加大了农业用水缺口。
其次，由于大量使用化学投入品破坏了产地环境，造成了水土气生立体污染。水体方面，不仅地表水被污染，更可怕的是地下水也被污染；土壤方面，不仅耕作层被污染，而且犁底层也有长期污染的积累；气体方面，不仅化肥农药产生了有毒气体，更普遍的是化学农业形成了大量温室气体排放；生物方面，不仅地上的动植物体被污染，农田地下的微生物群落也受到严重侵害。此外，由于不重视农业有机剩余物的资源化利用，形成了农业上最不该有的生物污染源：畜禽粪便污染和秸秆污染。
第三，大规模单一种植模式和轻视农田林网建设以及过度除草对农业生态系统形成了不利影响，削弱了农业生态系统的稳定性，同时还使得生物群落之间的相生相克功能不能得到应有的发挥，增加了病虫害的发生率。此外，单一种植还加剧了土壤肥力的下降。当然，传统的间作套种会给机械化操作带来困难，但这些本可以可以通过一定宽度的带状种植予以变通解决，我们却忽视了。
第四，我国农业自然禀赋数量短缺和质量不足兼有，从源头上削弱了农业发展的自然基础，导致生态农业发展的空间受到限制。同时，长期以来，我国农业对资源高效综合利用和生态环境保护的技术储备明显不足。农业生态革命需要组装集成先进的现代农业科技，以优质高效、资源节约、低碳环保为目标，创新构建特效科学技术体系。另外，我国农业的小规模分散经营的抵御风险的能力也不强，而且在一定程度上影响了生态农业中物质能量循环转换与高效利用，限制了农业综合效益的发挥。
第五，从政策上来看，生态农业呈现很强的正外部性，需要激励机制。然而，我们在这方面还没有建立起完善的机制。这种机制可以引导农业生产者重视生态行为，有利于实施生态化生产，使用生态型农业投入品，在提高农产品质量安全水平的同时，有效减少农业污染，保护农业生态系统。
习近平总书记在人民日报上曾经发表题为“走高效生态的新型农业现代化道路”的文章，认为高效生态农业是集约化经营与生态化生产有机耦合的现代农业，是坚持以科学发展观为统领，走经济高效、产品安全、资源节约、环境友好、技术密集的新型农业现代化道路。当代农业发展很大程度上以过度消耗资源、污染环境和破坏生态为代价，从长期来看是不可持续的。将资源合理利用、环境治理保护和生态平衡修复融入到农业产业发展中是未来我国农业发展的正确方向。
农业生态革命的理论分析
马克思和恩格斯反思人与自然的关系，形成了马克思主义生态观。一方面，马克思主义生态观认为自然先于人类社会而存在，人是自然发展到一定阶段的产物，是自然的一部分，必须依赖于自然界来生存。另一方面，马克思主义生态观认为世界的本源是物质的，物质决定意识。客观的物质世界决定并影响着人的生产活动，人的一切活动都是在物质本身预先存在的条件下进行的，人类只有认识并把握自然的运行规律才能够改造自然。此外，马克思主义生态观认为人与自然的关系在本质上是以实践为基础的对立统一关系。人以自身的内在需求为尺度，通过发挥主观能动性积极改造自然的过程实质上是改变自然的物质形态，将自然不断人化、社会化的过程。也是在这一过程中，自然界才真正成为人类生产和生活资料的来源，成为联系人与人之间关系的纽带。马克思主义生态观强调，人在发挥主观能动性改造自然的同时要充分尊重自然自身的运行规律，促进人与自然的和谐共处。
马克思主义生态观还认为，人类─土地之间的新陈代谢出现裂痕，自然条件的再生产就会受到损害，农业如果造成人类与地球之间天然和谐的新陈代谢关系的冲突，就会破坏土壤持久肥力的永恒的自然条件，破坏一切财富的源泉──土地，必须加以整体恢复。马克思主义生态观告诉我们，如果社会制度立足于不停剥削、掠夺人与自然界，就是个无法持续发展的体系。马克思主义“生态的基本三角”强调：（1）自然资源应由社会运用而非占有；（2）由联合的生产者调节人类与自然之间的新陈代谢关系；（3）满足共同的需要──不仅满足当前的世代也要满足未来的世代（以及生命本身）。马克思主义生态观进一步提出，整个社会，一个民族，以至一切同时存在的社会加在一起，必须像好家长那样，把土地改良后，传给后代。为人类平等与为地球而战的斗争正合而为一。我们只有一个前途：永续的人类发展。
恩格斯的《自然辩证法》对当时社会的生态问题进行了关注和剖析，全面分析了人与自然的辩证关系，高瞻远瞩地看到了人与自然关系恶化后的生态危机，包含着丰富、深刻的生态哲学思想。恩格斯在《自然辩证法》中提出，我们每走一步都要记住：我们决不像征服者统治异族人那样支配自然界，决不像站在自然界之外似的去支配自然界。
依据一般理论分析可以得知，在开放性的农业系统中，物质流动和能量转换是通过链、环、网持续利用物质功效的多级循环。这种多级循环带来的循环增值，既可以减少附在废弃物上的价值流失和对环境的负效应，又可以加大附在产品上的价值增量和对环境的正效应。由单纯的考虑物质运动向物质运动与价值运动、生态循环与经济循环、环境保护与社会保障相结合的综合思维转变，是可持续发展的必然要求。物质流动和能量转换是自然生态系统的基本功能，其对应的价值流动与循环增值又是社会经济系统的基本功能。农业必须既遵循自然规律，又遵循经济规律，要合理利用自然资源，在资源不断循环利用的基础上发展经济，在经济不断发展的同时保护资源。
从物质流动和能量转换的方向看，常规农业是一种单向流动的线性经济，即“资源→产品→废弃物”。线性经济的增长，其特点是高强度地资源消耗和高强度地污染。农业生态革命必须构建一种促进人与自然协调和谐的经济发展模式，运用生态学规律把经济活动组织成一个循环式流程，全程多环节实现“资源→产品→废弃物→资源”，以最大限度利用进入系统的物质和能量，提高资源利用效率，充分发挥资源价值，尽可能地减少污染物排放，在增加经济效益的同时，提升生态环境质量和社会生活质量。
农业系统中的物质单元在系统中某个子系统的同级循环增值或各子系统间的多级循环增值是农业生态系统的本质要求。通过系统中物质单元的循环增值，农业可以用同样的资源量创造更大的价值量。只有农业系统内部所有未附在产品上的物质单元都尽可能地循环增值，才能为经济系统带来更大的价值。如何才能使未附在效用产品上的物质单元在经济系统内多次地经过生产过程实现充分循环增值呢？只有用合理的价值链条拉动物质单元，才能形成畅通的循环通道，因为经济系统内的各子系统（各部门以及不同环节）是不同的经济理性单位，他们需要通过价值链进行交易，也就是说，他们需要计较价值，价值流是物质流和能量流的实际拉动力。
农业作为一个复合资源利用系统，它所产生的多重循环增值效益是不可估量的。而且，不单是价值得以循环增值，用于生产农业投入品的初始资源的开采量也会大量减少。伴随系统资源的永续利用，必将有力地推动可持续发展。实践中，我们应该把以生产农产品为目的的动脉产业和以处理废弃物为主的静脉产业穿插结合，打造动静脉产业集群，谋求资源的高效利用和废弃物的“低排放”甚至“零排放”，充分体现循环经济的本质要求，以实现农业产出价值高增长、农业资源消耗零增长、农业污染排放负增长的发展格局。其中，最为关键的是如何对常规产品生产的动脉产业所产生的废弃物进行深层次资源化利用，打造静脉产业新的价值增长点，并进一步促进动脉产业的发展，形成高盈利动静脉产业联合体。我国农业废弃物资源化利用一直走不出困境，一个关键性的问题是没有形成高盈利循环增值模式。目前，这方面的各具特色的价值增长点已经不断涌现，把这些价值增长点串成多维循环体系，必然会产生巨大的盈利空间。
从实质上来讲，废弃物也是资源经过生产过程后输出的产物之一，对应的是一定量的资源消耗。例如，我国每年生产6亿多吨粮食，同时也生产了约8亿吨秸秆，其中有3亿吨秸秆白白腐烂和焚烧，这就等于白白浪费和消耗了生产3亿吨秸秆的耕地、淡水和其他农业投入品等资源。如果这3亿吨秸秆通过农业系统内部的循环重新经过生产过程加以单次利用，那么对应的物质单元循环利用率就等于增加了3/（6+8）或21%。如果我国目前尚未得到利用的3亿吨秸秆能被多级充分循环利用，1个单元农业资源就转变成了1/(1- 21%)=1.27单元，那么对应的物质单元循环利用率就等于增加了27%，相当于增加了27%的耕地、淡水和其他农业投入品等资源，如果在生产结构保持不变的情况下，就等于增加了27%的产出效益。当然，实际情况一般在21%至27%之间。
生产子系统构成越丰富，越能让物质单元更充分地循环，从而更多地附在效用产品上走出经济系统以增加产出量。同时，每级循环的转化技术水平也是影响物质单元能否更多地附在产品上的关键因素，如果这一级循环的转化技术水平较高，物质单元通过这一级就能较多地附在产品上。技术水平在各级循环转化上起决定作用。
农业生态革命的总体要求就是要在现有的综合资源存载量、环境容量以及生态阈值约束下，重新组织和调整生产和生活方式，促使物质能量利用率的提高和投入量的减少，并最大限度地控制污染物的排放，保证价值不断增值和农业农村的可持续发展。农业生态革命的基本任务是自然禀赋的节约和多维循环利用，最大限度地提高资源利用效率。农业生态革命的根本原则是消除经济增长与自然禀赋保护之间的尖锐矛盾，达到既保护自然禀赋，又促进农业生产并提高农民生活水平的自然—经济—社会综合效果。农业生态系统内部的物质循环系统就像人的血液循环系统，如果人的血液循环系统出现了阻塞，人就不会健康，同样，农业内部的物质循环系统不畅通，农业也不可能健康可持续发展。
农业生态革命的基本思路
农业生态革命必须兼顾两个方面，即在保障农产品供给的同时注重保护农业资源、环境与生态。考虑到我国农业的发展现状，这两个目标要同时兼顾必将在当前和今后相当长的时间内对农业形成巨大的双重压力，因此，我们必须多方面统筹谋划。
农业生态革命要在加强农业生态系统治理和恢复的同时，通过深化农业结构调整、推进生态科技创新，着力加强资源、环境、生态等自然禀赋的利用与保护。要把持自然禀赋的开发与修复的动态平衡，坚持生态产业化、产业生态化，并在发展中保护、在保护中发展。
首先，要根据区域自然禀赋条件，灵活选择农业种养结构，构建复合生态系统模式，以利于物质和能量的多层次利用，提高空间和光能利用率，增加生物质产量。复合生态系统中的物种多样性可提高物质循环和能量转化的效率，从而充分利用有机剩余物，增加养殖业的饲料和种植业的肥料有机来源，减少化学肥料和饲料添加剂的使用；可为病虫害防控提供天然相生相克条件，从而减少化学药剂的使用量。
其次，强调适度规模化的种养组合，能够充分发挥整体农业生态功能，以实现最佳的产出效益。农业是涵盖农、林、牧、渔等种养业在内的综合经营体系, 要注重发挥农业系统的整体功能，这是实现综合效益最大化的重要前提。因此，要根据当地的具体情况进行合适的种养业与大生态系统的耦合搭配，瞄准最高的整体产出水平。
第三，资源、环境、生态等自然禀赋质量低下是当前农业的普遍问题，生态革命要求整个农业生产系统在很大程度上减轻生产活动对自然禀赋的干扰。同时，注重用生态的方法恢复和提高自然禀赋的质量，有效控制资源破坏、环境污染、生态衰退，使农业与农村自然系统持续得到改善，增强发展后劲。
要使我国农业生态革命顺利进行，还必须建立强有力的保障体系：
（一）系统化的政策法规
农业生态革命具有较大的正外部性效益，同时也承受着较大的机会成本，应实施扶持政策，建立激励机制，引导经营者的行为。此外，还要通过相应的法规体系建立相应的约束机制，限制经营者的破坏资源和生态环境的污染行为。因此，一方面要加大资源保护、环境治理和生态恢复的投入，另一方面要健全法律法规和配套的标准体系，提高农业资源、环境和生态方面的违法行为处罚力度。
（二）规模化的运营模式
农业生态革命需要适度规模经营促进专业化生产、集约化投入和商品化产出。同时，农业生态系统各子系统间的高效物质循环和能量转换也必须建立在一定规模之上。此外，具有一定规模的农业生态大系统和具有一定规模的各子系统，才能有效抵御大的自然灾害。因此，要加快培育从事规模化生产的新型农业经营主体在多维高效生态循环农业领域的技能。
（三）现代化的科学技术
农业生态革命要在挖掘传统生态农业技术精髓的基础上，采用现代农业技术弥补其缺陷。然而，对于传统生态农业技术也并不是简单的拿来，而是根据不同类型对接新的需求进行集成创新，然后再与现代科技进行二次创新。因此，要优化科技创新条件，加快资源节约型、环境友好型和生态保育型农业的研发和人才培养.
农业生态革命的科技体系
长期以来，我们的农业科技体系偏重于高产，而忽略了生态。现实当中，一般是通过高产得效益，并不是通过生态得效益，要做到既生态又高效的很难。因此，农业生态革命的科技体系必须不同于以化学农业科技为主的常规农业科技体系，而是以生物农业科技和物理农业科技为主的高效生态农业科技体系。
生物农业科技是根据生物学原理建立的农业科技体系，强调通过完善自然过程和各种生物学过程促进动植物生长，并建立起有效的生物防疫和生物植保体系，实现农业的生态增值与生态平衡相协调。生物农业科技除了涉及生物肥料、生物农药、生物饲料和生物兽药外，未来还将更直接地参与到动植物体内的代谢系统、免疫系统等生物学过程，使动植物健康生长，使农产品高产优质。
生物农业科技还注重动植物等生物群落之间的物质能量的循环转换，以生物循环提升农业生产力，达到农业生态系统的多维循环增值。实践中这种循环的前提是系统内物质和能量的资源化费用低于系统外对应资源输入的增加费用，可以通过生物农业科技提高循环转化水平，降低系统内物质和能量的资源化费用。
物理农业科技是物理技术和农业生产的有机结合，是利用光、热、声、电、磁等物理因子操控动植物的生长发育及其生活环境, 减少对化学农业的依赖，提高自然生产力，最终获取高产、优质、安全的农产品。
常规的物理农业科技就是我们常常见到的设施农业，通过大棚等人为设施增加植物的光、热供给，此外还有灯光诱虫、音乐养殖等。其实，物理农业科技还有很多方面。首先，在防疫和植保技术方面，用物理学方法灭杀病原微生物、害虫和杂草等不利于畜禽、鱼类和农作物的生物。例如，通过电处理技术消除土壤连作障碍；以加速的高能带电粒子为植物降低患上气传病害的可能性；利用噪声除草器发射一种超声噪音，来诱发杂草种子提前萌发，以便在作物生长之前施药除草；利用静电和电击技术杀灭螨虫和蝇类害虫；使用物理设备使禽畜养殖场环境净化、灭菌杀毒，同时还能将各类粉尘和飞沫进行及时的处理，为禽畜提供卫生的生活环境。其次，在生长技术方面，用物理学方法优化动植物生长。例如，应用空间电场与二氧化碳同补，使农作物产量倍增；应用光控生殖工艺，调理家禽、水生动物的生殖生长、排卵、受精等；利用强度适中的声波，刺激种子中的分子活性，使幼芽容易破皮而出，加快种子发芽速度；磁化处理种子，提高种子酶活性，使种子有更强的生命力和发芽率；利用等离子体和高压静电场等技术处理种子，促进种子的发育。
作者：朱立志（中国农业科学院农业经济与发展研究所研究员、北京中农生态农业科技研究院院长）
