共生理論視角下創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟研究范式

朱鵬頤,黃新煥

福建師范大學 經(jīng)濟學院,福州 350117

共生理論視角下創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟研究范式

朱鵬頤*,黃新煥

福建師范大學 經(jīng)濟學院,福州 350117

共生理論認為異質(zhì)共生生物在其生存過程中會表現(xiàn)出相互依存的關系。試圖將這一論點移植到農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟研究中,用以處理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中生態(tài)效益與經(jīng)濟效益之間矛盾的問題。為此,把農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟視為由生態(tài)單元與經(jīng)濟單元組成的異質(zhì)共生體,分析了該共生體的結構與共生模式,并采用Logistic方程與數(shù)值模擬方法,探討農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體的共生機制,揭示共生單元間的演化規(guī)律與成長特征。研究表明：共生模式在農(nóng)業(yè)實踐上創(chuàng)新應用的主要目標是將共生體從寄生共生模式向互惠共生模式轉型,并提出正向轉型的激勵策略。共生單元的選擇必須具有兼容性,共生單元間有明確的共生界面,促使物質(zhì)、能量和信息的交流,以增加共生體內(nèi)自由能。共生關系正向發(fā)展要遵循共生演進規(guī)律,偏利共生模式是演進到互惠共生模式的必經(jīng)過程。培育互惠共生適存的共生環(huán)境對促進共生體演進至關重要。這些研究成果為農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟研究提供一個新范式,并開創(chuàng)一條研究新思路與方法。

農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟；共生理論；共生機制；創(chuàng)新研究范式

在全球環(huán)境變化,生態(tài)面臨危機中,生態(tài)與經(jīng)濟的融合始終是研究的主題。經(jīng)濟效益主要涉及當前和局部利益。而生態(tài)環(huán)境效益則涉及到長遠與宏觀利益。因此經(jīng)濟價值標準與生態(tài)價值標準之間存在明顯沖突,協(xié)調(diào)兩者矛盾是當前研究的棘手問題。隨著經(jīng)濟規(guī)模不斷擴大,生態(tài)環(huán)境退化日益嚴重。于是提出退化生態(tài)恢復問題,但一些地方過度強調(diào)生態(tài)恢復而忽視了人類的經(jīng)濟需要,致使生態(tài)恢復缺乏動力。實際上生態(tài)恢復不僅是一個生態(tài)過程,也是經(jīng)濟價值提升過程,只有兩者融合,生態(tài)恢復才能持續(xù)穩(wěn)定。這個問題已經(jīng)引起許多學者的重視,當前文獻所見研究熱點主要集中在系統(tǒng)耦合概念上,焦點在“系統(tǒng)耦合模式[1]”、“系統(tǒng)耦合態(tài)勢[2-3]”、“系統(tǒng)耦合效應[4]”方面,而“系統(tǒng)耦合過程模型”研究相對滯后[5]。于是在經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的關系上缺乏一個有說服力的融合理論。共生理論為解決這個問題提供理論基礎。共生理論出于生物學。Scott[6]提出共生是兩個或多個生物,在生理上相互依存程度達到平衡的狀態(tài)。這是生物種群生態(tài)學種間關系分析的方法論。隨后許多學者把這一方法論廣泛應用于許多領域[7-8],如工業(yè)[9]、金融業(yè)[10-11]、城市管理[12]、企業(yè)管理[13-14]和農(nóng)業(yè)[15-16]等。在農(nóng)業(yè)中,主要應用于經(jīng)營模式、特色農(nóng)業(yè)和休閑農(nóng)業(yè)等方面的研究。本文另辟一個新路徑,把共生理論引入農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟研究中,把經(jīng)濟單元與生態(tài)單元視為共存于農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體中的兩個獨立單元的異質(zhì)共生。正由于存在這種異質(zhì)性,才使多個共生單元在生存過程中能夠建立更加相互依存的關系[17],并表現(xiàn)出更強的互補性。一個共生單元的生存發(fā)展以其它共生單元的存在為前提,同時又以它自身的存在強化著其它共生單元的生存本領。這種互補性是共生體共同進化和結構更新的基礎,為生態(tài)與經(jīng)濟“雙贏”找到理論依據(jù)。遍查國內(nèi)外文獻,共生理論在諸多領域上廣泛應用,唯獨未見在生態(tài)與經(jīng)濟上融合上的研究報道(中國科學技術信息研究所科技查新報告,編號20141100100613)。

1 農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生機制

1.1 共生體的構成

農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體是由農(nóng)業(yè)生態(tài)共生單元與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟共生單元構成的。農(nóng)業(yè)生態(tài)共生單元是由農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生物種群兩大要素構成。其中,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境包括農(nóng)作物生長所依賴的氣候、土壤、水等環(huán)境要素；農(nóng)業(yè)生物種群則包括種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)等所涉及到的動物、植物和微生物種群。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟共生單元主要由農(nóng)業(yè)投入與農(nóng)業(yè)產(chǎn)出兩大要素構成。其中,農(nóng)業(yè)投入包括勞動力、技術、資金投入。農(nóng)業(yè)產(chǎn)出包括各類農(nóng)產(chǎn)品及其加工品產(chǎn)量及產(chǎn)值。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟共生單元邊界以內(nèi)的集合體以完成其經(jīng)濟功能為目標,而農(nóng)業(yè)生態(tài)共生單元邊界以內(nèi)的集合體以完成其生態(tài)功能為目標。共生界面為共生單元之間的能量流、物質(zhì)流、信息流和價值流提供順暢的通道,促進共生體的演進與發(fā)展。于是經(jīng)濟共生單元保證了生態(tài)共生單元發(fā)展的物質(zhì)基礎,而生態(tài)共生單元提供經(jīng)濟共生單元發(fā)展的適宜自然條件,同時又消化和處理經(jīng)濟共生單元產(chǎn)生的各種產(chǎn)物,兩者相互交織、相互作用構成共生體(圖1)。

圖1 農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體結構Fig.1 Symbiont structure of agro-eco-economy

1.2 共生模式的形成

共生單元是構成共生體的基本能量生產(chǎn)和交換單位,共生單元之間依靠共生界面?zhèn)鲗芰慷l(fā)生關系,兩個共生單元通過共生界面接觸之后將產(chǎn)生共生能量并進行分配,從而構成共生模式,這體現(xiàn)了單元之間共生關系的本質(zhì)。共生模式的形成及演化發(fā)展的外在條件構成共生環(huán)境。共生單元、共生模式、共生環(huán)境3個要素構成共生體。

共生模式有寄生共生、偏利共生、互惠共生等模式。寄生共生表現(xiàn)為在共生單元之間一種單向的物質(zhì)或能量轉移,有利于共生單元的一方發(fā)展而不利于另一方發(fā)展。一些地區(qū)由于掠奪式經(jīng)營土地,能量單向經(jīng)濟共生單元轉移,影響到生態(tài)共生單元的活力,導致共生環(huán)境受損,形成寄生共生模式。偏利共生模式表現(xiàn)為在共生單元之間表現(xiàn)能量的分配雖然集中于某一方,但另一方?jīng)]有凈損失。發(fā)展農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟,在資源承載量與環(huán)境容量許可的狀況下,經(jīng)濟共生單元的發(fā)展并不對生態(tài)共生單元產(chǎn)生影響,這期間盡管經(jīng)濟共生單元快速發(fā)展,但不損害生態(tài)共生單元,這屬于偏利經(jīng)濟共生模式。而在生態(tài)環(huán)境嚴重退化地區(qū),雖然生態(tài)共生單元有所發(fā)展,但未達到一定水準,仍然不對經(jīng)濟共生單元產(chǎn)生影響,這屬于偏利生態(tài)共生模式。互惠共生表現(xiàn)為共生單元之間能量雙向分配,如經(jīng)濟與生態(tài)兩個共生單元共同得利,新的能量源源不斷地產(chǎn)生,促進共生關系演化與發(fā)展,形成互惠共生模式。這是發(fā)展農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟的最佳模式。在寄生共生模式轉型到互惠共生模式的過程中往往出現(xiàn)過渡性的偏利共生模式。

1.3 共生關系演化規(guī)律與成長特征

掌握共生關系的演化規(guī)律與成長特征是應用共生理論研究農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟的先行條件。農(nóng)業(yè)生態(tài)共生單元中輸出的能量應遵循投入產(chǎn)出相適應法則,其輸入量和輸出量(對應經(jīng)濟共生單元的輸入量)之間存在非線性、負反饋為特征的演化關系。Logistic方程恰能描述在環(huán)境容量限制下,由正反饋力和負反饋力綜合作用而導致的非線性的logistic曲線式增長。Logistic方程已應用于工業(yè)[18]、城市管理[19]、企業(yè)管理[20]、農(nóng)業(yè)管理[21-22]等方面。尚未有Logistic方程在農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟研究中創(chuàng)新應用。因此,本文嘗試利用Logistic方程來描述農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體演化過程中共生單元內(nèi)部的增長規(guī)律及共生單元間的相互作用關系,進而考察共生模式間的轉化關系,以謀取最佳模式。

1.3.1 共生關系演化規(guī)律

假設當經(jīng)濟共生單元和生態(tài)共生單元單獨存在于農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體時,其發(fā)展演化均遵從Logistic規(guī)律。

記x1(t)是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟生態(tài)共生體中經(jīng)濟共生單元的能量規(guī)模,r1是經(jīng)濟共生單元能量的固有增長率,N1是環(huán)境對經(jīng)濟共生單元獨自成長的最大容量。那么,對于經(jīng)濟共生單元,有:

dx1/dt=r1x1(1-x1/N1)

式中,因子(1-x1/N1)表示由于經(jīng)濟共生單元成長過程中對有限資源的消耗而產(chǎn)生的對其本身規(guī)模增長的阻滯作用,x1/N1為經(jīng)濟共生單元消耗的資源占總資源的比例。

記x2(t)是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟生態(tài)共生體中生態(tài)共生單元的能量規(guī)模,r2是生態(tài)共生單元能量的固有增長率,N2分別是環(huán)境對生態(tài)共生單元獨自成長的最大容量。那么,對于生態(tài)共生單元,有:

dx2/dt=r2x2(1-x2/N2)

式中,因子(1-x2/N2)表示由于生態(tài)共生單元成長過程中對有限資源的消耗而產(chǎn)生的對其本身規(guī)模增長的阻滯作用,x2/N2為生態(tài)共生單元消耗的資源占總資源的比例。

當經(jīng)濟共生單元與生態(tài)共生單元在同一農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體時,共生關系可能有互惠共生、偏利共生和寄生共生3種模式。這3種模式將產(chǎn)生不同的效應。如上所述,互惠共生由于一個共生單元的存在而使另一共生單元發(fā)展得更好；偏利共生則是兩個共生單元在成長的過程中一共生單元受益而另一共生單元既無益又無害；寄生共生則其中一個單元的增長將對另一單元產(chǎn)生負效應。

據(jù)此關系,對于經(jīng)濟共生單元x1(t),應在因子(1-x1/N1)中引入共生單元的共生系數(shù)。共生系數(shù)的大小表示共生效應大小。在共生條件下,經(jīng)濟共生單元的演化動力學方程為:

dx1/dt=r1x1(1-x1/N1-b1x2/N2)

(1)

同理,可得到生態(tài)共生單元的演化動力學方程為

dx2/dt=r2x2(1-x2/N2-b2x1/N1)

(2)

式中,b1表示生態(tài)共生單元對經(jīng)濟共生單元的共生系數(shù),b2表示經(jīng)濟共生單元對生態(tài)共生單元的共生系數(shù)。

根據(jù)b1和b2不同的取值組合,可以判斷農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體的共生關系,如表1所示。

表1 農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體的共生關系

1.3.2 共生模式成長特征

由于農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體中的經(jīng)濟共生單元和生態(tài)共生單元間的共生關系演化需要較長時間,實證研究等方法較難刻畫兩者共生關系的演化過程。而計算機仿真則可以較好地反映農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體在特定情境下動態(tài)變化的過程,反映出共生模式的成長特征。

為了形象說明單元間共生系數(shù)對系統(tǒng)共生關系演化的影響,本文假設經(jīng)濟共生單元與生態(tài)共生單元能量的固有增長率分別為r1=0.15,r2=0.05,環(huán)境支持它們單獨成長的最大容量N1=N2=1500,演化周期為1600。利用Matlab 2008對公式(1)和(2)進行模擬,探討在b1和b2的不同取值組合下,經(jīng)濟共生單元和生態(tài)共生單元的共生關系的演化過程。在仿真實驗中,利用b1、b2的其它取值進行仿真實驗的敏感性分析,實驗結果雖然在數(shù)值上略有差異,但在趨勢和規(guī)律上和本文所分析結果一致。仿真結果如圖2—圖7所示。

由圖2可知,b1=-0.3,b2=-0.1時,經(jīng)濟共生單元與生態(tài)共生單元互惠共生,各共生單元能量規(guī)模上限都朝著大于單獨成長時最大規(guī)模的方向演化,最終在不同上限達到穩(wěn)定狀態(tài)。并由此得知,各共生單元規(guī)模上限的增幅與共生系數(shù)有關,共生系數(shù)的絕對值越大,規(guī)模上限增幅越大。

由圖3可知,b1=0.3,b2=0.1時,經(jīng)濟共生單元與生態(tài)共生單元競爭共生,某一共生單元的成長會抑制另一共生單元的成長,兩個共生單元達到穩(wěn)定狀態(tài)時,規(guī)模上限低于單獨成長時最大規(guī)模。由于b1>b2,生態(tài)共生單元成長對經(jīng)濟共生單元成長的抑制作用更大,最終經(jīng)濟共生單元的規(guī)模上限比生態(tài)共生單元小。

由圖4可知,當b1=1.4,b2=0.8時,經(jīng)濟共生單元與生態(tài)共生單元處于惡性競爭模式,共生系數(shù)大于1的經(jīng)濟共生單元被生態(tài)共生單元抑制而率先滅絕,生態(tài)共生單元則獨立成長發(fā)展,能量規(guī)模上限小于單獨成長時最大規(guī)模。

由圖5可知,當b1=0.3,b2=-0.2時,經(jīng)濟共生單元與生態(tài)共生單元處于寄生共生模式,經(jīng)濟共生單元的成長受到生態(tài)共生單元的抑制,而經(jīng)濟共生單元則促進生態(tài)共生單元的成長。當兩個共生單元處于平衡狀態(tài)時,經(jīng)濟共生單元規(guī)模上限低于單獨成長時最大規(guī)模,而生態(tài)共生單元的規(guī)模上限高于單獨成長時最大規(guī)模。

圖2 互惠共生模式Fig.2 Mutualism model

圖3 競爭共生模式Fig.3 Competitive symbiosis model

圖4 惡性競爭模式Fig.4 Vicious competition model

圖5 寄生共生模式Fig.5 parasitism model

圖6 偏利共生模式Fig.6 commensalism model

圖7 獨立共存模式Fig.7 Independent coexistence model

由圖6可知,當b1=0,b2=-0.1時,經(jīng)濟共生單元與生態(tài)共生單元處于偏利共生模式,經(jīng)濟共生單元的成長不受生態(tài)共生單元的影響,而經(jīng)濟共生單元則促進生態(tài)共生單元的成長。當兩個共生單元處于平衡狀態(tài)時,經(jīng)濟共生單元規(guī)模上限等于單獨成長時最大規(guī)模,而生態(tài)單元規(guī)模上限高于單獨成長時最大規(guī)模。

由圖7可知,當b1=b2=0時,經(jīng)濟共生單元與生態(tài)共生單元處于獨立共存模式,兩個共生單元互不影響。當兩個共生單元處于平衡狀態(tài)時,經(jīng)濟共生單元和生態(tài)共生單元的規(guī)模上限為單獨成長時最大規(guī)模。

2 在農(nóng)業(yè)領域應用的激勵策略

異質(zhì)共生存在著正向(演進)與反向(退化)兩種可能性。既可以出現(xiàn)共生單元之間的相互吸引、相互合作、相互補充以及相互促進[23],也可能以性質(zhì)相反的面目出現(xiàn)[24-25]。在實際操作中,要緊緊把握互惠共生是共生體演進的根本法則, 應用激勵策略,促其向互惠共生模式轉型。

2.1 選擇互惠的共生對象

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不僅提供人類所需要的物質(zhì),而且同時具有調(diào)節(jié)大氣成分(吸收CO2、釋放O2)、凈化大氣(吸收大氣污染物、滯塵) 、涵養(yǎng)水分、保持水土和維持營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)等生態(tài)服務功能。而且后者所創(chuàng)造的價值要高于前者的10倍以上[26]。農(nóng)業(yè)這種生產(chǎn)功能與生態(tài)服務功能相互交織的特性,更易于建立起基于共同利益的兼容關系。農(nóng)業(yè)又是“多樣性”的產(chǎn)業(yè),包括種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)和涉農(nóng)服務業(yè),這又為選擇共生對象提供極有利的條件。這些特性恰是形成正向共生關系的最好基礎。而打下這個基礎的前提是選對共生對象。關于這一問題,許多學者作了探究。張小峰等提出：共生伙伴的選擇要求共生單元間關聯(lián)度不低于一個臨界值。任何單元都會以能力強、匹配性好的單元作為優(yōu)選共生對象[27]。Zaccaro等[28]認為：共生單元之間的合理分工, 產(chǎn)生共生能量。Fortin等[29]和 Cote等[30]提出了共生網(wǎng)絡概念,他們認為從“資源-產(chǎn)品-廢品”轉變成為“資源-產(chǎn)品-再生資源”的模式僅僅停留在副產(chǎn)品交換上沒有任何穩(wěn)定性保障,必須構建共生網(wǎng)絡的穩(wěn)定性,即在各產(chǎn)業(yè)之間相互關聯(lián)的基礎下,當內(nèi)部或外部環(huán)境發(fā)生變化時,產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部能夠保持穩(wěn)定循環(huán)的狀態(tài),使得共生網(wǎng)絡的發(fā)展具有韌性。正向共生關系的共生對象選擇必須是共生體內(nèi)各共生單元間存在確定的共生界面,具有內(nèi)在性質(zhì)的兼容,能按某種方式進行物質(zhì)、信息和能量的交流,促使體內(nèi)自由能的不斷增加,能形成整體結構和功能遠大于各共生單元之和的共生體。為使這一說法有操作可行性,先從模擬自然界生物群體的共生現(xiàn)象入手, 從中選出關聯(lián)性大的共生對象。如模擬食物鏈原理的生態(tài)共生。福建省馬坪鎮(zhèn)雖然自然條件優(yōu)越,但早期實行以水稻為主的耕作制,共生密度小,加以園地開發(fā)經(jīng)營不當,導致水土流失,經(jīng)濟單元和生態(tài)單元兩者共生系數(shù)異號,處于寄生共生模式。2001年模擬食物鏈原理,選擇若干個兼容共生單元共生,即在果園中種植牧草,以牧草發(fā)展畜牧業(yè),再以動物糞便培育食用菌,再以菌渣作果樹肥料,形成多單元的匹配鏈,共生密度增加,通過各共生單元之間的能流、物流、信息流以及人類活動價值流的有序輸入輸出,相應增強共生作用,以至形成經(jīng)濟單元和生態(tài)單元兩者共生系數(shù)同為負數(shù)的新共生體,其生態(tài)效益和經(jīng)濟效益比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)分別提高59%和41%[26],實現(xiàn)了互惠共生模式。由此看出,選擇共生對象的要害在于關聯(lián)度。目前一些地區(qū)實施農(nóng)業(yè)多種經(jīng)營方式,盡管增加共生密度,但因共生單元之間的關聯(lián)性不大,收效也不大。如福建省森林覆蓋率雖為全國之冠,但因缺乏成熟合理的林農(nóng)復合經(jīng)營手段,共生體內(nèi)各共生單元關聯(lián)性不大,導致經(jīng)濟效益仍然低下。馬坪鎮(zhèn)還依據(jù)生態(tài)位原理組成立體空間共生。以庭院養(yǎng)殖(以養(yǎng)蜂、養(yǎng)牛、栽菇為主)為紐帶,將高丘林(園)地 (以生態(tài)防護和林業(yè)開發(fā)為主)、低丘園地 (以坡地果園套種、間種牧草開發(fā)為主)、平地耕地 (以糧-經(jīng)-飼種植為主)和洼地水域 (以淡水養(yǎng)殖)協(xié)調(diào)構建高空-高丘-低丘-平地-洼地多層次的物質(zhì)與能量空間循環(huán)。這種立體空間共生體不僅地力提高,而且單位面積的收入比一般大田高6—8倍,農(nóng)民人均純收入增長在8.8%以上[31-32]。此外,自然界還有生理共生(豆科植物與禾本科植物共生)、時序共生(植物自然替代)等多樣共生現(xiàn)象可以模擬。從自然界共生現(xiàn)象中提煉出適宜的共生對象,既涉及物種搭配、部門聯(lián)合、空間配置和時序安排,又涉及共生單元數(shù)量、序列、共生單元間關聯(lián)性等技術。這些都是當前技術創(chuàng)新的重要課題。

2.2 順乎共生演進規(guī)律

選擇適當對象構建共生體之后,雙方進入共生的適應、整合過程,先在結構和功能上進行調(diào)整,以實現(xiàn)彼此間的相互適應,繼則相互作用產(chǎn)生新能量,不斷演進,這是一種自組織過程,表現(xiàn)開放性、非線性以及漲落性等特點。作者評估2004—2010年福建省農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象[33]。當2004—2005年經(jīng)濟發(fā)展緩慢,共生體處于偏利生態(tài)共生模式,通過激發(fā)經(jīng)濟共生單元活力之后,及至2006年演進成為互惠共生模式。又因經(jīng)濟共生單元能量持續(xù)增長,生態(tài)共生單元能量供應跟不上與之相匹配,2007—2009年處在偏利經(jīng)濟共生模式,通過激發(fā)生態(tài)單元活力之后,2010年又演進成為高一級水平的互惠共生模式,如圖8所示。發(fā)展的總的趨勢是由偏利共生模式到互惠共生模式,再由互惠共生模式達到新的偏利共生模式,隨后又出現(xiàn)高一級的互惠共生模式?；セ莨采Ｊ脚c偏利共生模式貫穿于農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展全過程,推動農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟從低層次向高層次演化。這反映農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟互惠共生模式需要經(jīng)過偏利共生模式過程,否則只能是低水平的互惠共生模式。因此可以認為偏利共生模式是農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟互惠共生模式演進的必經(jīng)過程。

圖8 福建農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展趨勢圖 Fig.8 Development tendency of agricultural eco-economy in Fujian Province, Chinaa表示經(jīng)濟效益值; b 表示生態(tài)效益值; A 表示偏利生態(tài)共生;B 表示偏利經(jīng)濟共生;C 表示互惠共生

因此共生演進策略的重點是發(fā)揮偏利共生模式的過渡性演進作用,引導共生關系正向發(fā)展。傳統(tǒng)的生態(tài)重建偏重于自然生態(tài)一方的功能恢復,對經(jīng)濟一方往往關注不夠,于是不加區(qū)別地提出“生態(tài)領先”的口號。實際上生態(tài)重建應順乎共生演進規(guī)律,按演進的不同階段,決定“生態(tài)領先”或是“經(jīng)濟領先”。當經(jīng)濟發(fā)展到一定程度,生態(tài)環(huán)境承受了過大壓力,甚至出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境退化時要采用生態(tài)優(yōu)先策略。但對于經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)來說,經(jīng)濟效益既是目的又是手段。必須通過經(jīng)濟效益的激勵手段才能實現(xiàn)生態(tài)-經(jīng)濟共生體的形成。

2.3 培育互惠共生適存的共生環(huán)境

產(chǎn)生共生能量是互惠共生的最基本的要求,而共生界面對共生能量的形成和提升有著直接的制約作用[34]。如果通過共生界面介質(zhì),不僅能縮小共生單元之間的共生時間與成本,而且能擴展共生的維度和密度,其共生效果比界面直接交流更好。這說明共生體的演進固然要順乎其自身的規(guī)律,但也可以采用相應的共生介質(zhì)接觸機制與之相匹配, 促進共生體演進與發(fā)展。人類可以通過培育共生環(huán)境,善于應用共生界面介質(zhì),有效構建暢通、連續(xù)和穩(wěn)定的界面,以提高共生單元間能量雙向交流的動力,保障互惠共生界面功能有效發(fā)揮。科技、體制和政策等都是理想的共生界面介質(zhì),當前適應各種不同區(qū)域要求的最佳共生模式有待研究,因此要把科學技術作為共生界面介質(zhì),促成更多、更有效的共生體,適應各地需求。規(guī)模經(jīng)營形成“大農(nóng)業(yè)”格局,在共生單元之間適應、整合以及產(chǎn)生新能量方面均顯示許多優(yōu)勢。因此農(nóng)業(yè)經(jīng)營體制也是農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟共生體的共生界面介質(zhì)。其他如生態(tài)補償、農(nóng)業(yè)市場以及各種農(nóng)業(yè)布局都可能成為共生界面介質(zhì),影響共生體正向相變。但必須有一個前提,即順乎共生體的演變規(guī)律,也就是說共生環(huán)境要與共生體的演變相適應,即培育互惠共生適存的共生環(huán)境。

3 結語

在全球環(huán)境變化,生態(tài)面臨危機中,生態(tài)與經(jīng)濟的融合始終是研究的主題。當前研究只停留在系統(tǒng)耦合層面上,缺乏一個有說服力的融合理論。而生物異質(zhì)共生會表現(xiàn)更強的互補性為生態(tài)與經(jīng)濟的融合提供很好理論依據(jù),而且自然界有許多生物互惠共生現(xiàn)象可供模擬,為應用打開了廣闊的門徑。更由于農(nóng)業(yè)是對自然資源和環(huán)境依賴最大的產(chǎn)業(yè)部門, 而且表現(xiàn)生產(chǎn)功能與生態(tài)服務功能相互交織的特性,將這個理論用于農(nóng)業(yè)尤為適合。據(jù)此,本文論述共生理論在農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟研究中應用的新穎性與優(yōu)越性,探究其共生機制,揭示偏利共生模式是形成互惠共生模式的必經(jīng)過程。強調(diào)把握住互惠共生是共生體演化的總方向這一原則,采取相應的共生激勵策略,贏得經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一。

[1] Voinov A, Costanza R, Wainge L, Boumans R, Villa F, Maxwell T, Voinov H. Patuxent landscape model: Integrated ecological economic modeling of a watershed. Environmental Modelling & Software, 1999, 14(5): 473- 491.

[2] 王繼軍, 姜志德, 連坡, 郭滿才, 姜峻, 蘇鑫, 李慧, 牛艷麗. 70年來陜西省紙坊溝流域農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)耦合態(tài)勢. 生態(tài)學報, 2009, 29(9): 5130- 5137.

[3] 唐婷, 李超, 張雷, 呂坤, 周治國. 江蘇省區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟的時空變異分析. 生態(tài)學報, 2014, 34(14): 4025- 4036.

[4] 劉興元, 王鎖民, 郭正剛. 半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)資源的復合經(jīng)營模式及生態(tài)經(jīng)濟耦合效應研究. 自然資源學報, 2004, 19(5): 624- 631.

[5] 王繼軍, 郭滿才, 姜志德, 蘇鑫, 李慧, 李奇睿. 農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)耦合過程模型的建立及應用. 生態(tài)學報, 2010, 30(9): 2371- 2378.

[6] Scott G D. Plant Symbiosis. London: Edward Arnold, 1969.

[7] 何自力, 徐學軍. 生物共生學說的發(fā)展與在其他領域的應用研究綜述. 企業(yè)家天地: 理論版, 2006, (11): 132- 135.

[8] 王珍珍, 鮑星華. 產(chǎn)業(yè)共生理論發(fā)展現(xiàn)狀及應用研究. 華東經(jīng)濟管理, 2012, 26(10): 131- 136.

[9] Gallopoulos N E, Frosch R A. Strategies for manufacturing. Scientific American, l989, 261(3): 144- 152.

[10] Ehrenfeld J. Putting a spotlight on metaphors and analogies in industrial ecology. Journal of Industrial Ecology, 2003, 7(1): 1- 4.

[11] Boyle C A, Baetz B W. A prototype knowledge-based decision support system for industrial waste management: Part II. Application to a Trinidadian industrial estate case study. Waste Management, 1997, l7(7): 411- 428.

[12] 馬永俊, 胡希軍. 城鎮(zhèn)群的共生發(fā)展研究——以浙中金華城鎮(zhèn)群為例. 經(jīng)濟地理, 2006, 26(2): 237- 240.

[13] Lowe E A Warren J L, Moran S R. Discovering Industrial Ecology: An Executive Briefing and Sourcebook. Cleveland: Battelle Press, 1997.

[14] Ehrenfeld J. Industrial ecology: A new field or only a metaphor. Journal of Cleaner Production, 2004, 12(8/10): 825- 831.

[15] 衡霞. 基于共生理論的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式研究. 經(jīng)濟研究導刊, 2008, (17): 36- 38

[16] Karlsson M, Wolf A. Using an optimization model to evaluate the economic benefits of industrial symbiosis in the forest industry. Journal of Cleaner Production, 2008, 16(14): 1536- 1544.

[17] 李燕. 共生哲學的基本理念. 理論學習, 2005, (5): 73- 74.

[18] 聶榮, 錢克明, 潘德惠. 基于Logistic方程的創(chuàng)新技術傳播模式及其穩(wěn)定性分析. 管理工程學報, 2006, 20(1): 41- 45.

[19] 張慶普, 胡運權. 城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)復合Logistic發(fā)展機制的探討. 哈爾濱工業(yè)大學學報, 1995, 27(4): 13l- 135.

[20] 曹玉責. 企業(yè)集群共生模型及其穩(wěn)定性分析. 華北水利水電學院學報: 社會科學版, 2005, 21(1): 33- 35.

[21] Lpez-Ovejero R F, Garcia A G Y, de CarvalhoS J P, Christoffoleti P J, Neto D D, Martins F, Nicolai M. Using thermal units for estimating critical period of weed competition in off-season maize crop. Journal of Environmental Science and Health, Part B: Pesticides Food Contaminants and Agricultural Wastes, 2005, 40(1): 1- 11.

[22] Misra A K, Lata K, Shukla J B. A mathematical model for the depletion of forestry resources due to population and population pressure augmented industrialization. International Journal of Modeling, Simulation and Scientific Computing, 2014, 5(1): 16.

[23] 劉榮增. 共生理論及其在構建和諧社會中的作用. 百家論壇, 2006, (1/2): 126- 127.

[24] Kogut B. The stability of joint ventures: reciprocity and competitive rivalry. The Journal of Industrial Economics, 1989, 38(2): 183- 198.

[25] Park S H, Russo M V. When competition eclipses cooperation: An event history analysis of joint venture failure. Management Science, 1996, 42(6): 875- 890.

[26] 朱鶴健, 何紹福, 姚成勝. 農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)耦合模擬與應用. 北京: 科學出版社, 2009.

[27] 張小峰, 孫啟貴. 區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的共生機制與合作創(chuàng)新模式研究. 科技管理研究, 2013, 33(5): 172- 177

[28] Zaccaro S J, Horn Z N J. Leadership theory and practice: Fostering an effective symbiosis. The Leadership Quarterly Bulletin, 2003, 14(6): 769- 806.

[29] Fortin M, Ningre F, Robert N, Mothe F. Quantifying the impact of forest management on the carbon balance of the forest-wood product chain: A case study applied to even-aged oak stands in France. Forest Ecology and Management, 2012, (279): 176- 188.

[30] Cote R, Wright R. Resource conservation and industrial symbiosis: Strategies for enhancing the environmental sustainability of the Keltic Petrochemical Cluster. Prepared by Eco-Efficiency Centre Dalhousie University, on Mar, 2006,(29):193- 210..

[31] 何紹福, 朱鶴健, 于蘇建. 優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源利用, 發(fā)展特色生態(tài)產(chǎn)業(yè)——馬坪鎮(zhèn)特色生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系建設. 三明高等?？茖W校學報, 2003, 20(2): 45- 50.

[32] 程炯, 李新通, 章憲, 林紹華, 葉綠保. 馬坪鎮(zhèn)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設途徑研究. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2001, 9(3): 108- 109.

[33] 朱鵬頤. 福建省農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢分析與策略. 西南農(nóng)業(yè)大學學報: 社會科學版, 2013, 11(10): 8- 11.

[34] 胡曉鵬. 產(chǎn)業(yè)共生: 理論界定及其內(nèi)在機理. 中國工業(yè)經(jīng)濟, 2008, (9): 118- 128.

Innovativeresearchparadigmofagriculturaleco-economyfromtheperspectiveofsymbiosistheory

ZHU Pengyi*, HUANG Xinhuan

SchoolofEconomics,FujianNormalUniversity,Fuzhou350117,China

Symbiosis theory reveals that creatures with heterogeneous symbiosis are interdependent with each other during the survival period. The present study attempts to place this theory into the eco-economy research field to solve the contradiction problems between ecological benefit and economic benefit in agriculture. For this purpose, the agricultural eco-economy was regarded as a heterogeneous symbiont consisting of an ecological unit and an economic unit. The structure and symbiotic patterns of the eco-economy symbiont were analyzed. The symbiotic mechanism of the eco-economy symbiont was explored with the Logistic equation and numerical simulation. The evolution rules and formative characteristics of the symbiont were revealed. The research showed that the main goal of innovative applications of symbiosis models in agricultural practices is the regulation of the symbiont to transform from the parasitism model to the mutualism model, and the excitation strategy of the positive transition was proposed. The choice of symbiotic units must be of a compatible nature and there must be a clear symbiotic interface between symbiotic units, prompting the exchange of matter, energy and information for enhancing the number of free energy within the symbiont. The positive development of a symbiotic relationship follows the rules of symbiotic evolution,the commensalism model is an inevitable process of the evolution to reach the mutualism model. Fostering the symbiotic environment for mutualism is very important for the evolution of the symbiont. The research results provide a new paradigm and opens up new thoughts and methods for research of the agricultural eco-economy.

agricultural eco-economy; symbiosis theory; symbiotic mechanisms; innovative research paradigm

福建省科學技術項目“海峽西岸經(jīng)濟區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟現(xiàn)狀評價與發(fā)展策略研究”(2010R0046)

2016- 08- 06; < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡出版日期

日期:2017- 06- 01

*通訊作者Corresponding author.E-mail: hjzhu6@163.com

10.5846/stxb201608061620

朱鵬頤,黃新煥.共生理論視角下創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟研究范式.生態(tài)學報,2017,37(20):6945- 6952.

Zhu P Y, Huang X H.Innovative research paradigm of agricultural eco-economy from the perspective of symbiosis theory.Acta Ecologica Sinica,2017,37(20):6945- 6952.