鄉(xiāng)村振興背景下農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展*
——生態(tài)農(nóng)業(yè)工程

魏秀菊,廖 艷,朱 明

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院/中國農(nóng)業(yè)工程學會 北京 100125)

我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展進入新階段,2018 年國務(wù)院發(fā)布《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018-2020)》,提出2035 年鄉(xiāng)村振興取得決定性進展,基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化,2050 年全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)強、農(nóng)村美、農(nóng)民富的鄉(xiāng)村全面振興的目標。鄉(xiāng)村振興的總要求是“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風文明、治理有效、生活富裕”,涵蓋政治、經(jīng)濟、文化、生態(tài)等多個方面[1]。其中,產(chǎn)業(yè)興旺,需提升我國農(nóng)業(yè)、加工業(yè)、旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)實力,提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與附加值,要求農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展;生態(tài)宜居,需要建設(shè)美麗鄉(xiāng)村,提升農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量,建設(shè)良好生態(tài)環(huán)境,是鄉(xiāng)村振興生態(tài)內(nèi)涵的直接體現(xiàn);鄉(xiāng)風文明,以推動鄉(xiāng)村人文環(huán)境的建設(shè)為目標,包含農(nóng)村居民環(huán)保意識的培養(yǎng)等;治理有效,要求實現(xiàn)鄉(xiāng)村的科學管理,生態(tài)環(huán)境保護是重要內(nèi)容之一;生活富裕,建設(shè)鄉(xiāng)村居民生活富裕的社會,在提升經(jīng)濟效益目標的同時兼顧環(huán)境效益、生態(tài)效益和社會效益的統(tǒng)一。農(nóng)業(yè)工程在農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展進程中做出了重要貢獻,新時代鄉(xiāng)村振興命題對農(nóng)業(yè)工程學科的發(fā)展提出了新的要求,其中,加強生態(tài)建設(shè)為重要內(nèi)容之一,審視鄉(xiāng)村振興目標、實現(xiàn)措施和途徑,面向農(nóng)業(yè)工程,提出生態(tài)農(nóng)業(yè)工程發(fā)展方向。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是“石油農(nóng)業(yè)”,投入大量的化肥、農(nóng)藥,農(nóng)業(yè)機械消耗大量能源,在實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高效高產(chǎn)的同時,也帶來了環(huán)境的巨大破壞和農(nóng)業(yè)的不可持續(xù)發(fā)展。而生態(tài)化是人類文明的出路,也是農(nóng)業(yè)走出困境進入可持續(xù)發(fā)展的題中之義[2]。農(nóng)業(yè)工程學科已經(jīng)有120 年的發(fā)展歷史,創(chuàng)造了規(guī)模化、集約化生產(chǎn)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)輝煌;同時在人口、資源、環(huán)境和能源約束趨緊條件下,也致力于環(huán)境友好、資源高效利用及節(jié)省能源的技術(shù)改造,并取得重大成就。但是,在整體協(xié)調(diào)、學科綜合交叉應(yīng)用、領(lǐng)域頂層設(shè)計方面,農(nóng)業(yè)工程尚需針對全方位生態(tài)化發(fā)展進一步系統(tǒng)化、整體化、標準化,以適應(yīng)鄉(xiāng)村振興時代背景下農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的需求。

在《服務(wù)于鄉(xiāng)村振興的農(nóng)業(yè)工程發(fā)展戰(zhàn)略研究》報告中,首次提出發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)工程學科[3]。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程學科的基本內(nèi)涵是將生態(tài)學原理、系統(tǒng)理論融入農(nóng)業(yè)工程學科及工程技術(shù)中,強調(diào)經(jīng)濟、社會、生態(tài)3 方面的綜合效益提升,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)農(nóng)業(yè)的思想起源于古老的農(nóng)業(yè)文明智慧,但今天農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化已經(jīng)高度發(fā)達,要克服其不完全生態(tài)化發(fā)展弊端、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展,不必要也不可能回歸到原始生態(tài)農(nóng)業(yè)狀態(tài),而是在此基礎(chǔ)上加以進階,以生態(tài)理念結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學科、農(nóng)業(yè)科學技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展取得了極大進步,如何全方位適應(yīng)鄉(xiāng)村振興發(fā)展途徑和可持續(xù)發(fā)展目標,需要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)工程。為此,有必要首先探討生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的內(nèi)涵與定位,考察其在鄉(xiāng)村振興背景下的重要性及發(fā)展前景,并明晰發(fā)展方向等問題。

1 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的概念和內(nèi)涵及定位

1.1 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的概念

在深入研究生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)工程、系統(tǒng)工程、農(nóng)業(yè)生態(tài)工程理論及思想方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展階段、鄉(xiāng)村振興發(fā)展的重大社會需求,以及農(nóng)業(yè)工程學科的發(fā)展進程,筆者提出生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的概念,即生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展,是為了滿足生態(tài)化社會及農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展需求,在農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)領(lǐng)域,利用生態(tài)學、系統(tǒng)工程學理論,采用生態(tài)工程技術(shù)方法,在農(nóng)業(yè)工程技術(shù)體系中,綜合農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、自然、資源及環(huán)境因素,遵循整體、系統(tǒng)、循環(huán)和協(xié)調(diào)發(fā)展理念,提升農(nóng)業(yè)工程學科的理論和方法,保障社會的糧食安全、食品安全和生態(tài)安全,并綜合提高經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是在區(qū)域發(fā)展中,以生態(tài)農(nóng)業(yè)理論為基礎(chǔ),結(jié)合農(nóng)業(yè)工程理論,對區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)應(yīng)用農(nóng)業(yè)工程技術(shù),在實施規(guī)?；a(chǎn)的設(shè)計中,盡量保證農(nóng)業(yè)生物種群多樣化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)多樣化、農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合發(fā)展、三產(chǎn)融合發(fā)展、城鄉(xiāng)融合發(fā)展,實現(xiàn)綠色植被最大化,水土資源高效、合理利用,實施物質(zhì)、能量的多級循環(huán),資源能源的再生運營,達到廢棄物、污染及資源消耗最少化,實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境及社會效益同步增長和資源可持續(xù)利用的目標。

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程立足于農(nóng)業(yè)工程,注重生態(tài)環(huán)境的保護,綜合運用生態(tài)學原理、系統(tǒng)論思想和工程學方法,使農(nóng)業(yè)在發(fā)展中實現(xiàn)“整體、循環(huán)、再生、協(xié)調(diào)”要求。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是鄉(xiāng)村振興進程中農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展,契合鄉(xiāng)村振興對農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)、“三農(nóng)”發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)的需求,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護、資源高效利用的統(tǒng)一,使農(nóng)業(yè)走向新型的綜合農(nóng)業(yè)體系-生態(tài)農(nóng)業(yè),最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的技術(shù)手段,是走向農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的途徑,是農(nóng)業(yè)工程在鄉(xiāng)村振興需求中的進階發(fā)展。

生態(tài)農(nóng)業(yè)是把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展和保護環(huán)境、高效利用資源融為一體的新型綜合農(nóng)業(yè)體系,是全面發(fā)揮農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)方式[4]。生態(tài)農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展方向,農(nóng)業(yè)本身就是一個生態(tài)產(chǎn)業(yè)[5]。生態(tài)農(nóng)業(yè)依據(jù)“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”原則,運用系統(tǒng)工程方法,全面規(guī)劃、合理組織農(nóng)業(yè)生產(chǎn),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和安全;強調(diào)通過人工設(shè)計的生態(tài)工程,實現(xiàn)生產(chǎn)過程中資源開發(fā)、環(huán)境保護、生態(tài)調(diào)節(jié)和生態(tài)循環(huán)[6-8]。我國探索通過生態(tài)農(nóng)場建設(shè)來推進生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部先后在2020 年和2022 年發(fā)布《生態(tài)農(nóng)場評價技術(shù)規(guī)范》和《推進生態(tài)農(nóng)場建設(shè)的指導(dǎo)意見》[9-10],且在2021 年評審出我國第一批生態(tài)農(nóng)場132 家?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的支持技術(shù)是農(nóng)業(yè)工程;顯然,生態(tài)農(nóng)業(yè)的實現(xiàn),需要農(nóng)業(yè)工程的晉級,而生態(tài)農(nóng)業(yè)工程以農(nóng)業(yè)農(nóng)村為服務(wù)對象,是農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展,正是實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的技術(shù)手段。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的目標是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),所以二者是路徑和目標的關(guān)系,或者說是方法和對象的關(guān)系。

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是農(nóng)業(yè)工程生態(tài)化發(fā)展方向,在發(fā)展理念與內(nèi)涵上全面提升傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)工程生態(tài)化思想,主要體現(xiàn)為: 一方面,把生態(tài)學原理與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程科技進行集成,將生態(tài)科學成果系統(tǒng)融入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程中,在農(nóng)業(yè)工程實施中對生態(tài)環(huán)境的保護、污染的治理等,保障農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的持久生產(chǎn)力,使農(nóng)業(yè)朝綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展;另一方面,尊重生態(tài)學規(guī)律,重視生物與生存環(huán)境之間的相互關(guān)系,注重生態(tài)環(huán)境保護,以生態(tài)貫穿整個農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展體系,不但推動農(nóng)業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展,同時還促進具有“共存、共生、共享”三共特征[2]的農(nóng)村地區(qū)環(huán)境的改善、經(jīng)濟的發(fā)展。遵循這兩方面的發(fā)展思想,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程既能彌補農(nóng)業(yè)工程技術(shù)對生態(tài)環(huán)境保護系統(tǒng)性的不足,又能促進農(nóng)村地區(qū)的整體發(fā)展與進步,因此提升農(nóng)業(yè)工程科技的生態(tài)內(nèi)涵,擴充農(nóng)業(yè)工程科技的應(yīng)用與影響范圍,滿足鄉(xiāng)村振興發(fā)展需求。

1.2 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的定位

1.2.1 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)業(yè)工程的關(guān)系

在農(nóng)業(yè)工程發(fā)展進程中,隨著資源環(huán)境問題的出現(xiàn),早期就賦予了資源節(jié)約、環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展理念。美國于1907 年創(chuàng)立美國農(nóng)業(yè)工程師學會,1930 年提出農(nóng)業(yè)工程遇到土壤流失等嚴峻問題,提出農(nóng)業(yè)工程學科要關(guān)注資源節(jié)約和避免環(huán)境污染的問題[11-12];中國的農(nóng)業(yè)工程發(fā)展較晚,也在1990 年提出圍繞資源節(jié)約、環(huán)境保護改革農(nóng)業(yè)工程發(fā)展方向。從農(nóng)業(yè)工程的各個分支和二級學科來看,均在不懈追求生態(tài)保護目標。例如農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展致力于信息化、智能化、節(jié)能環(huán)保的機械系統(tǒng)開發(fā),保護性耕作及精準農(nóng)業(yè)工程控制的發(fā)展;農(nóng)業(yè)水土工程除了水土保持工程外的一系列節(jié)水灌溉、生態(tài)灌區(qū)發(fā)展等實踐;農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程致力于推動新型工業(yè)化種植和畜禽養(yǎng)殖的綠色發(fā)展、廢棄物有效處理、資源化利用等;農(nóng)村能源工程關(guān)注可再生能源、節(jié)能技術(shù)的開發(fā)利用以及能源環(huán)境與生態(tài)平衡的關(guān)系,如利用生物質(zhì)能源技術(shù)建立可持續(xù)的能源供應(yīng)體系等,均體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)工程的資源節(jié)約、環(huán)境保護、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念及實踐應(yīng)用。

雖蘊含有生態(tài)保護理念,但長期以來,農(nóng)業(yè)工程并沒有將生態(tài)理念系統(tǒng)化統(tǒng)籌規(guī)劃,各分支學科中較為單一、孤立,缺少應(yīng)用中系統(tǒng)思想和發(fā)展路徑,難以適應(yīng)區(qū)域農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合發(fā)展要求,同時也是農(nóng)業(yè)工程學科發(fā)展的一種不平衡。學者程序[13]曾于2000 年指出,農(nóng)業(yè)生態(tài)工程長期以來未進入我國農(nóng)業(yè)工程學的主流,人才和技術(shù)設(shè)備均十分缺乏,呼吁農(nóng)業(yè)工程學科加強生態(tài)化研究。以生態(tài)文明建設(shè)為重點的鄉(xiāng)村振興的時代命題,為拓展新的農(nóng)業(yè)工程分支學科帶來了難得的機遇,農(nóng)業(yè)工程應(yīng)抓住這一良機,將農(nóng)業(yè)生物科學與生態(tài)、工程、經(jīng)濟、人文社會科學等進行融合,積極拓展和建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程分支學科,更系統(tǒng)地集成農(nóng)業(yè)工程技術(shù)中的生態(tài)因子,滿足鄉(xiāng)村振興對生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略需求,致力于解決我國資源、環(huán)境、能源約束趨緊、可持續(xù)發(fā)展受阻的問題,更好地服務(wù)于我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展。

1.2.2 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程、生態(tài)工程、農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的關(guān)系

生態(tài)工程由美國生態(tài)學家Odum 于1957 年提出,我國生態(tài)工程始自20 世紀70 年代末。生態(tài)工程主要以社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為對象,以可持續(xù)發(fā)展作為總目標[14],遵循生態(tài)系統(tǒng)的整體觀,考慮了設(shè)計過程的復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性,應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中的元素,最終實現(xiàn)和保證生態(tài)系統(tǒng)的健康[15]。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程立足于農(nóng)業(yè)工程基礎(chǔ),是農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展,也是農(nóng)業(yè)工程的進階。生態(tài)工程應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,為農(nóng)業(yè)生態(tài)工程,農(nóng)業(yè)生態(tài)工程與農(nóng)業(yè)工程交叉形成的科技體系,為生態(tài)農(nóng)業(yè)工程,故生態(tài)農(nóng)業(yè)工程也可以看作是生態(tài)工程的一個分支。

農(nóng)業(yè)生態(tài)工程是將生態(tài)工程原理應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝體系和技術(shù),在我國已有50 多年的發(fā)展歷史,其實質(zhì)是將生態(tài)學原理與系統(tǒng)工程方法和現(xiàn)代技術(shù)手段相結(jié)合,實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)資源的高效、綜合利用,并促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[16-17]。本文所提出的生態(tài)農(nóng)業(yè)工程,在發(fā)展目的、實施路徑上,與農(nóng)業(yè)生態(tài)工程有交叉,但并不是同一個概念。農(nóng)業(yè)生態(tài)工程基于生態(tài)工程而發(fā)展,立足點是生態(tài)工程,涵蓋范圍比較廣,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的生態(tài)工程工藝、方法和措施都屬其范疇。而本研究定義的生態(tài)農(nóng)業(yè)工程基于農(nóng)業(yè)工程而提出,立足點是農(nóng)業(yè)工程,是農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展。農(nóng)業(yè)工程至今已有約120 年發(fā)展歷史,具有較成熟的學科理論基礎(chǔ)、學科體系,生態(tài)化發(fā)展是其適應(yīng)鄉(xiāng)村振興時代農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展要求的必然選擇和發(fā)展趨勢,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是農(nóng)業(yè)工程在農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展新階段的晉級和拓展。在學科范圍上,生態(tài)工程與農(nóng)業(yè)工程的交叉融合,是生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的范疇,這一范疇相對農(nóng)業(yè)生態(tài)工程要窄一些[18]。此外,早期某些文獻中,將農(nóng)業(yè)生態(tài)工程也稱為生態(tài)農(nóng)業(yè)工程[19],為同一概念的兩種稱謂,與本研究提出的生態(tài)農(nóng)業(yè)工程概念不同,特別強調(diào)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的交叉領(lǐng)域。

為闡明生態(tài)農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)業(yè)工程、生態(tài)工程、農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的關(guān)系,繪制了圖1。從圖1a 可知,生態(tài)工程在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用為農(nóng)業(yè)生態(tài)工程,圖中單橫格陰影部分;農(nóng)業(yè)工程與生態(tài)工程的交叉區(qū)域,網(wǎng)格陰影示意的區(qū)域,構(gòu)成生態(tài)農(nóng)業(yè)工程范疇,該領(lǐng)域亦可理解為農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的交叉學科。可見,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程同時是農(nóng)業(yè)工程和生態(tài)工程的分支,為農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)業(yè)生態(tài)工程交叉學科,但二者并不完全等同,是兩個不同的概念。他們的關(guān)系可進一步由圖1b 表示。

圖1 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)業(yè)工程、生態(tài)工程、農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的關(guān)系Fig.1 Relationship between Ecological Agricultural Engineering and Agricultural Engineering,Ecological Engineering,Agricultural Ecological Engineering

2 發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)工程推進鄉(xiāng)村振興目標的實現(xiàn)

2.1 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程促進生態(tài)文明建設(shè)

農(nóng)業(yè)的生態(tài)、綠色及高質(zhì)量發(fā)展是鄉(xiāng)村振興的重要內(nèi)容。農(nóng)業(yè)是生態(tài)產(chǎn)品的重要供給者,鄉(xiāng)村是生態(tài)涵養(yǎng)的主體區(qū),生態(tài)是鄉(xiāng)村最大的發(fā)展優(yōu)勢。鄉(xiāng)村振興,生態(tài)宜居是關(guān)鍵[1]。實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理,加快推行鄉(xiāng)村綠色發(fā)展方式,加強農(nóng)村人居環(huán)境整治,有利于構(gòu)建人與自然和諧共生的鄉(xiāng)村發(fā)展新格局,實現(xiàn)百姓富、生態(tài)美的統(tǒng)一。

良好的生態(tài)環(huán)境是一種公共的福祉。目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨很嚴重的生態(tài)問題,資源消耗、耕地質(zhì)量退化、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染加重等。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),我國農(nóng)業(yè)污染量占全國總污染量的1/3～1/2,已成為土壤、水體、大氣污染的重要來源[20];農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化及農(nóng)藥、化肥等過量使用,同時還引發(fā)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程以“生態(tài)”為鮮明標記,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)中實施生態(tài)化的農(nóng)業(yè)工程技術(shù),注重生態(tài)環(huán)境保護,實現(xiàn)鄉(xiāng)村環(huán)境的生態(tài)宜居、人與自然的和諧發(fā)展。

中國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖產(chǎn)生了大量的畜禽糞污,種養(yǎng)循環(huán)技術(shù)能對畜禽糞污進行資源化利用。其中,沼氣工程通過厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣可用作生活能源,沼液和沼渣可作為肥料還田。好氧發(fā)酵將畜禽糞污中的復(fù)雜有機物分解轉(zhuǎn)化后生成腐熟的有機肥[21]。2019 年,全國畜禽糞污綜合利用率達70%,規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設(shè)施裝備配套率達63%。農(nóng)業(yè)工程生態(tài)化的發(fā)展,是強調(diào)綜合、整體、系統(tǒng)化地進行生態(tài)發(fā)展,有望進一步提高畜禽糞污的綜合利用率,能更好地實現(xiàn)鄉(xiāng)村生態(tài)和鄉(xiāng)村人居環(huán)境的改善[22]。

2.2 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程支撐鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展

鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展是破解鄉(xiāng)村發(fā)展難題、促進鄉(xiāng)村振興的根本之策。產(chǎn)業(yè)興旺可用糧食綜合生產(chǎn)能力、農(nóng)業(yè)科技進步貢獻率、農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比、休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游接待人次等指標來衡量[1]。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)的應(yīng)用,能在這幾個方面有效地推動鄉(xiāng)村振興的實施。

增強糧食綜合生產(chǎn)能力,是確保糧食安全的重要途徑。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的系列工程技術(shù)與措施,可保護水、土、肥等生態(tài)環(huán)境因子或優(yōu)化投入要素,有效提高糧食產(chǎn)量和產(chǎn)出能力。例如,保護性耕作采用少耕或免耕、秸稈還田、深松、病蟲草害綜合防治等技術(shù)[23-25],可增強土壤持水能力與水分利用率,并有效抑制風蝕水蝕,保障糧食生產(chǎn)。

我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村存在嚴重的環(huán)境問題,但環(huán)境監(jiān)測能力薄弱,影響對生態(tài)環(huán)境的治理。借助大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、遙感等信息技術(shù),農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化工程在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和治理中發(fā)揮著重要的作用,體現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技進步的貢獻。2020 年,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化水平為22.5%,農(nóng)業(yè)科技貢獻率達60.7%,農(nóng)業(yè)科技發(fā)揮著農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展最重要驅(qū)動力的作用[26-27]。

農(nóng)產(chǎn)品加工可充分利用農(nóng)業(yè)資源,提升農(nóng)產(chǎn)品附加值,同時減少資源和能源的浪費,消除農(nóng)業(yè)廢棄物可能造成的污染,生態(tài)效益和經(jīng)濟效益均十分突出[28],是我國推進農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重點和鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,處于融合產(chǎn)業(yè)鏈的核心地位[29]。我國農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比值2020 年為2.4∶1。進一步增強對農(nóng)業(yè)資源的利用深度和強度,是農(nóng)業(yè)工程中農(nóng)產(chǎn)品加工生態(tài)化發(fā)展的方向。

農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展,帶來農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)效率的提高,為農(nóng)業(yè)勞動力向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、向城市轉(zhuǎn)移提供了條件,并促進鄉(xiāng)村新業(yè)態(tài)的興起。鄉(xiāng)村旅游和休閑農(nóng)業(yè)是農(nóng)村第一和第三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的典型代表,促進了鄉(xiāng)村經(jīng)濟的多樣化發(fā)展,也為農(nóng)民提供更多的就業(yè)機會,是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長點。

2.3 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程支撐系統(tǒng)化鄉(xiāng)村振興發(fā)展

鄉(xiāng)村振興的總要求是“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風文明、治理有效、生活富?！?分別體現(xiàn)或反映鄉(xiāng)村振興的經(jīng)濟基礎(chǔ)、鄉(xiāng)村經(jīng)濟與生態(tài)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系、鄉(xiāng)村人文環(huán)境的文明程度、農(nóng)村社會健康發(fā)展保障以及鄉(xiāng)村振興的根本目標[30-31]。所以,鄉(xiāng)村振興是浩大的系統(tǒng)工程,要同時實現(xiàn)農(nóng)業(yè)強、農(nóng)村美和農(nóng)民富。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是系統(tǒng)性工程,能有力地促進農(nóng)村三產(chǎn)融合發(fā)展,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護、農(nóng)民富裕,滿足鄉(xiāng)村振興對農(nóng)業(yè)科技系統(tǒng)性的內(nèi)在要求。

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程通過農(nóng)業(yè)與第二、第三產(chǎn)業(yè)的結(jié)合,可促進農(nóng)村三產(chǎn)融合發(fā)展。農(nóng)村三產(chǎn)融合發(fā)展可打破產(chǎn)業(yè)壁壘,延伸農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,拓展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)范圍,形成新業(yè)態(tài)和商業(yè)模式,創(chuàng)造農(nóng)民增收途徑[32-33]。農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游是農(nóng)村三產(chǎn)融合發(fā)展的代表。其中,農(nóng)產(chǎn)品加工能深度利用農(nóng)業(yè)資源,并使農(nóng)業(yè)初級產(chǎn)品生產(chǎn)向商品化加工、品牌化經(jīng)營進階[34];休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游將鄉(xiāng)村景觀、地域文化、傳統(tǒng)技藝、特色資源等充分結(jié)合,能將生態(tài)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。通過第一產(chǎn)業(yè)與第二或第三產(chǎn)業(yè)的融合,能提高農(nóng)業(yè)綜合效益,帶動地方經(jīng)濟發(fā)展,促進鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)興旺。

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程促進農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村生活、農(nóng)民富裕的同步實現(xiàn)。農(nóng)村能源工程對畜禽糞污等農(nóng)業(yè)廢棄物進行資源化利用,既實現(xiàn)能源供給的綠色化,減少農(nóng)民生活成本支出,又顯著減少農(nóng)業(yè)面源污染,改善農(nóng)村居民生產(chǎn)生活環(huán)境,同時還能提升土壤地力,增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力。農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息工程可以為數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ)條件[35],并推動鄉(xiāng)村的信息化服務(wù),使鄉(xiāng)村居民更好地享受現(xiàn)代化生活,同時通過農(nóng)產(chǎn)品電商平臺網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),暢通循環(huán)經(jīng)濟,推動鄉(xiāng)村經(jīng)濟新業(yè)態(tài)發(fā)展,使農(nóng)民獲得更高經(jīng)濟收入。這些表明生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的系列技術(shù)、措施是解決“三農(nóng)”問題的重要途徑,適應(yīng)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的系統(tǒng)化要求。

2.4 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展

鄉(xiāng)村振興是我國當代的時代命題,是破解三農(nóng)問題的關(guān)鍵舉措。在農(nóng)業(yè)發(fā)展進程中,“發(fā)展”和“保護”之間始終存在很大的沖突。我國農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力的高速增長,部分是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的,而歷史的經(jīng)驗與教訓告訴我們,我國不能再走發(fā)達國家先污染、后治理的老路[36]。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展,高度重視經(jīng)濟、社會效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一,致力于保障糧食安全、食品安全和生態(tài)安全,實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程打破領(lǐng)域界限,按照整體、循環(huán)發(fā)展理念,統(tǒng)籌農(nóng)牧結(jié)合,使種植業(yè)與畜牧業(yè)發(fā)揮互補效應(yīng),自然資源得到最大化利用并減少環(huán)境污染,同時還推進鄉(xiāng)村的二三產(chǎn)業(yè)融合,促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)牧結(jié)合是包括我國在內(nèi)的亞洲農(nóng)業(yè)的最主要生產(chǎn)方式之一[37]。農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)承擔了我國大部分畜產(chǎn)品的生產(chǎn)與供應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計,我國豬肉產(chǎn)量的91%、牛肉產(chǎn)量的85%、羊肉產(chǎn)量的65%、牛奶產(chǎn)量的70%,都來自農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)[38]。中國太湖地區(qū)的農(nóng)桑牧漁模式、關(guān)中地區(qū)的糧草輪作等,都是農(nóng)牧結(jié)合的代表。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程推動現(xiàn)代農(nóng)牧結(jié)合的發(fā)展,農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)的集約化、專業(yè)化與組織化程度將不斷得到提高[37]。

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程提升農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng),對農(nóng)作物、林木、動物進行復(fù)合式生產(chǎn)經(jīng)營,構(gòu)建的人工生態(tài)系統(tǒng)具有環(huán)境友好和生態(tài)可持續(xù)的特征,能有效提升系統(tǒng)生態(tài)功能,減少風蝕、水蝕,增加生物多樣性,提升土壤肥力,使土地得到可持續(xù)利用,并增強系統(tǒng)的生產(chǎn)能力[38]。如南方紅壤丘陵地區(qū)的果間套種技術(shù),既能治理水土流失,又能改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤表層有機質(zhì)和有效水庫容,提高抗旱能力[39]。北川退耕還林采用的林藥、林茶桑、林草牧等農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營模式,每年減少泥沙流失量近10 萬 t,涵養(yǎng)水源超過10 萬 m3,獲得了十分顯著的生態(tài)保護效果[40]。

3 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程發(fā)展前景

3.1 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是糧食安全的重要保障

糧食是戰(zhàn)略性商品,也是工業(yè)原料、戰(zhàn)略儲備物資[41]。糧食安全是關(guān)系國計民生的重大問題,也是實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在鄉(xiāng)村振興進程中,農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)田水利工程、高標準農(nóng)田建設(shè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)業(yè)等農(nóng)業(yè)工程進一步向生態(tài)化發(fā)展,能在更深遠的層面上實現(xiàn)“藏糧于技、藏糧于地”,推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的提質(zhì)增效,為我國糧食安全提供重要保障。

1)農(nóng)業(yè)機械化工程。筆者以第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)占比為主線,糧食安全為前提,定量研究農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展對農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟建設(shè)的影響。選擇我國近10年農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的相關(guān)數(shù)據(jù),經(jīng)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),主要農(nóng)作物耕種收綜合機械化率逐年提高,從57%增加到72%,增加15 個百分點;農(nóng)機化發(fā)展大幅度提高勞動效率,保障主要農(nóng)作物種植面積穩(wěn)中有升,糧食產(chǎn)量連續(xù)增加;第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)占比從33%下降到23%,降幅達到10 個百分點,由于農(nóng)機化發(fā)展提高了勞動效率,一產(chǎn)減勞不減種,保障了糧食安全[3]。生態(tài)化的農(nóng)機化發(fā)展,通過精少量播種、高效綠色植保、化肥深施、種肥同播、水肥一體化等技術(shù)措施,在提高勞動生產(chǎn)率的同時更大程度地提高資源利用率、土地產(chǎn)出率,促進糧食增產(chǎn),是“藏糧于技”的重要載體[42]。

2)農(nóng)田水利工程。水利是農(nóng)業(yè)的命脈,新中國成立以來糧食生產(chǎn)取得的重大成就,與農(nóng)田水利事業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。農(nóng)田水利工程可以適時解決耕地灌溉、農(nóng)民飲水和畜牧業(yè)發(fā)展等問題,尤其在干旱半干旱地區(qū)更是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵要素。截至2018 年底,全國耕地灌溉面積達6827.2 萬hm2,節(jié)水灌溉工程面積為3613.7 萬hm2,其中噴灌、微灌面積1133.8 萬hm2,低壓管灌面積1056.6 萬hm2[3]。開展農(nóng)田水利生態(tài)化灌區(qū)建設(shè),通過科學規(guī)劃、合理施工促進水土保持及灌區(qū)生態(tài)化發(fā)展,可減少耕地損失,涵養(yǎng)耕地水分,減少污染,提高灌區(qū)水土質(zhì)量,保障灌區(qū)生態(tài)質(zhì)量,為糧食生產(chǎn)提供良好的條件。

3)高標準農(nóng)田建設(shè)工程。高標準農(nóng)田建設(shè)的主體農(nóng)業(yè)工程技術(shù)是土地利用工程,是農(nóng)業(yè)先進技術(shù)與農(nóng)業(yè)工程生態(tài)化綜合集成技術(shù)的應(yīng)用。我國人均耕地面積少,不到世界平均水平的50%;優(yōu)質(zhì)農(nóng)田少,69%的耕地為中低產(chǎn)田,50%的耕地缺乏灌溉設(shè)施,耕地退化嚴重,客觀上決定了土地供需矛盾將長時間存在[43-45]。提高耕地的單位面積產(chǎn)出,實現(xiàn)“藏糧于地、藏糧于技”,保障糧食安全。截至2020 年底,我國已完成8 億畝高標準農(nóng)田的建設(shè)[46]。高標準農(nóng)田的綜合生產(chǎn)能力增強,可促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型升級,改善生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)農(nóng)民的節(jié)本增收。

4)設(shè)施種植與養(yǎng)殖工程。設(shè)施種植與養(yǎng)殖是設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù),是使用人工技術(shù)手段,創(chuàng)造光溫等環(huán)境因子可調(diào)控的利于動植物生長的環(huán)境,實現(xiàn)集約化周年生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率,保障重要農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)。可充分利用空閑地和廢棄地進行生產(chǎn),有效提高土地產(chǎn)出率;通過人工調(diào)控光、溫、水等生產(chǎn)要素,可打破地域與季節(jié)的限制,實現(xiàn)高緯度地區(qū)生產(chǎn)及周年連續(xù)生產(chǎn),擴大生產(chǎn)區(qū)域及提高復(fù)種指數(shù);為動植物提供最佳生長環(huán)境,實現(xiàn)高產(chǎn)。農(nóng)業(yè)工程在貧瘠土地上實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn),在保障重要農(nóng)副產(chǎn)品供應(yīng)的基礎(chǔ)上,不與糧食作物爭田地,是應(yīng)對我國人多地少這一農(nóng)業(yè)發(fā)展約束條件的有效技術(shù)工程。2018年底,我國各類設(shè)施種植面積達4.1×106hm2,大棚、日光溫室、連棟溫室等使用年限10 年以上的設(shè)施總面積約1.9×106hm2,穩(wěn)居世界第一[47]。

3.2 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是緩解能源危機的重要舉措

農(nóng)村能源與環(huán)境工程是典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展內(nèi)容,包括能源節(jié)約、能源生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護幾個大的方面。農(nóng)村能源是鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民生活不可缺少的資源。農(nóng)村地區(qū)擁有豐富的太陽能、生物質(zhì)能、小水電、地熱及風能等可再生能源,但能源問題一直是農(nóng)村發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。發(fā)展光伏發(fā)電、生物質(zhì)能等農(nóng)村能源環(huán)境工程,能充分發(fā)掘農(nóng)村能源資源潛力,構(gòu)建清潔低碳、多能融合的農(nóng)村現(xiàn)代能源體系,推動農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型,緩解能源危機。

1)節(jié)能減排是生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的重要發(fā)展方向。農(nóng)業(yè)機械精準化發(fā)展、信息化及智能化發(fā)展過程中,均包含動力裝備、節(jié)能減排的相關(guān)技術(shù)革新改造內(nèi)容。

2)可再生能源是石化能源的重要替代品。光伏發(fā)電、地熱利用工程、水利水電及風能利用工程等均為清潔能源工程,可替代化石能源且不排放溫室氣體和有毒有害物質(zhì),不產(chǎn)生噪聲,既解決能源不足的問題,又能避免對環(huán)境產(chǎn)生污染和破壞。可再生清潔能源工程作為生態(tài)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)的一個重要方向,在中國農(nóng)村具有廣闊的發(fā)展前景。

3)生物質(zhì)兼具能源和資源屬性。生物質(zhì)能源是可再生能源的重要組成部分,農(nóng)林牧業(yè)及其生產(chǎn)的廢棄物均可為其資源,是未來化石燃料和原料的重要替代品。據(jù)統(tǒng)計,我國農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、有機廢棄物與農(nóng)產(chǎn)品加工殘余物每年可制備的生物質(zhì)燃氣產(chǎn)量分別約為600 億m3、750 億m3、90 億m3和60 億m3,總量達1500 億m3[48]。對各類農(nóng)業(yè)廢棄物進行厭氧發(fā)酵制取生物質(zhì)燃氣,廢棄物資源化能從根本上減少環(huán)境污染,改善農(nóng)村生活條件,生物質(zhì)能利用在我國農(nóng)村有巨大的優(yōu)勢和發(fā)展空間。

3.3 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的有效路徑

農(nóng)村建筑工程、農(nóng)業(yè)水土工程、農(nóng)村能源環(huán)境工程等技術(shù)和措施,可以系統(tǒng)治理農(nóng)村污水、垃圾,對農(nóng)村建筑以及基礎(chǔ)設(shè)施進行高標準建設(shè),并治理水土流失,有效防控農(nóng)藥化肥等面源污染,對改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、促進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施、推進美麗鄉(xiāng)村建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實意義[48]。

1)農(nóng)村建筑工程建設(shè)美麗鄉(xiāng)村。農(nóng)村建筑工程涉及村落景觀規(guī)劃、民居建筑、鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等內(nèi)容。鄉(xiāng)村空間是自然環(huán)境和社會環(huán)境的綜合體,是承載鄉(xiāng)村居民的生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動[49]的場地。生態(tài)化的農(nóng)村建筑工程強調(diào)建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)、資源的節(jié)約,例如節(jié)能環(huán)保新材料應(yīng)用,太陽能、沼氣等可再生能源的應(yīng)用等。在進行鄉(xiāng)村建設(shè)時,生態(tài)農(nóng)村建筑工程通過鄉(xiāng)村科學規(guī)劃和設(shè)計以保護鄉(xiāng)村聚落特色,并在水電路氣網(wǎng)訊等基礎(chǔ)設(shè)施上配套完善,為鄉(xiāng)村居民的生活幸福提供保障。

2)生態(tài)農(nóng)業(yè)水土工程實施生態(tài)保護。生態(tài)農(nóng)業(yè)水土工程包括農(nóng)田水利工程和農(nóng)村水利工程兩部分,農(nóng)田水利工程除了農(nóng)田灌排水利工程、農(nóng)村飲水保障工程外,最體現(xiàn)生態(tài)功能的是水土保持工程和污水治理工程。農(nóng)業(yè)面源污染是我國水環(huán)境污染的“大戶”,畜禽養(yǎng)殖、種植業(yè)和農(nóng)村生活均是污染源[50]。污水資源化治理工程措施通過減少化肥施用、更換新型肥料及無害化處理畜禽養(yǎng)殖廢棄物等,能有效減少農(nóng)業(yè)面源污染,提高農(nóng)村飲用水水質(zhì)[51];此外還能減少水土流失,增加植被,改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,因此在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中將大有用武之地。

3)農(nóng)村能源環(huán)境工程。農(nóng)村能源工程通過發(fā)展清潔低碳能源,在豐富農(nóng)村能源供給的同時,顯著減少對農(nóng)田、水體、空氣等的污染;農(nóng)村環(huán)境治理可改善人居環(huán)境,提升村容村貌。如鄉(xiāng)村地區(qū)廣泛開展的“廁所革命”,通過如廁設(shè)施設(shè)計、排污管網(wǎng)建設(shè)、糞污無公害處理等,美化鄉(xiāng)村地區(qū)的村容村貌、提高鄉(xiāng)村居民的生活品質(zhì)。

4)鄉(xiāng)村景觀綠化工程提高鄉(xiāng)村人居環(huán)境質(zhì)量。鄉(xiāng)村綠化能夠凈化空氣,提升景觀美觀度,營造優(yōu)美宜居的美麗鄉(xiāng)村。鄉(xiāng)村綠化還可與鄉(xiāng)村旅游業(yè)、林業(yè)等結(jié)合,通過種植經(jīng)濟樹種和觀賞植物,促進鄉(xiāng)村經(jīng)濟發(fā)展[52-53]。如橡膠種植業(yè)就是云南西雙版納農(nóng)村地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)和主要創(chuàng)收產(chǎn)業(yè)。

3.4 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是實現(xiàn)生活富裕的途徑

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程首先服務(wù)于農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn),第一產(chǎn)業(yè)是社會發(fā)展的基礎(chǔ),提供加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原材料,糧食生產(chǎn)是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ),是社會穩(wěn)定的壓艙石,是鄉(xiāng)村生活富裕的先決條件。

農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)村運輸業(yè)、鄉(xiāng)村旅游與休閑農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品電商等都是農(nóng)村三產(chǎn)融合發(fā)展的重要方面,能夠加快農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,破解農(nóng)產(chǎn)品附加值低、交易成本高等突出問題,有效拓寬鄉(xiāng)村居民的就業(yè)渠道,提高農(nóng)民收入。農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)覆蓋面寬,涉及糧、油等農(nóng)產(chǎn)品品類,以及果品、蔬菜、畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品等,與人們生活息息相關(guān)。2019 年,全國規(guī)模以上農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)8.1 萬家,共吸納3000 多萬農(nóng)民就業(yè),帶動小農(nóng)戶超過1 億戶;規(guī)模以上農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)以22.4 萬億元的營業(yè)收入,占到全部規(guī)模以上工業(yè)主營業(yè)務(wù)收入的21.4%[54]?？傮w來說,我國農(nóng)產(chǎn)品的深加工產(chǎn)品相對較少,農(nóng)副產(chǎn)品綜合利用差。要實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品價值增值,發(fā)展生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品加工工程,推動節(jié)能減排、廢棄物資源化轉(zhuǎn)化的層級利用,實現(xiàn)多級循環(huán)的生態(tài)化發(fā)展,是未來重要的發(fā)展方向。

農(nóng)業(yè)運輸產(chǎn)業(yè)和農(nóng)村電商相結(jié)合,通過完善農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品的互聯(lián)網(wǎng)銷售平臺,可擴大農(nóng)產(chǎn)品知名度和銷售半徑,使農(nóng)產(chǎn)品更快地完成從生產(chǎn)到消費的過程,還會帶動當?shù)匚锪?、倉儲等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2021 年,農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)零售額達2.05萬億元,農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)零售額4221 億元,農(nóng)村網(wǎng)商、網(wǎng)店有1632.5 萬家之多[55]。農(nóng)業(yè)運輸產(chǎn)業(yè)及農(nóng)村電商的發(fā)展,直接取決于農(nóng)業(yè)建筑工程及農(nóng)村信息化電氣化發(fā)展的狀況,均為生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的重要內(nèi)容。

3.5 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程拓展農(nóng)業(yè)工程學科的內(nèi)涵

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程學科是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化及鄉(xiāng)村振興的技術(shù)支撐。農(nóng)業(yè)工程科技面對我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的新階段,必須根據(jù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的要求,充分審視中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村特色及階段性,豐富和拓展自身內(nèi)容,更好適應(yīng)鄉(xiāng)村振興發(fā)展需求。在學科上,世界范圍內(nèi)以美國為代表,自20 世紀90 年代開始越來越多地將生物科學或農(nóng)業(yè)生物科學引入農(nóng)業(yè)工程學科中,農(nóng)業(yè)工程呈現(xiàn)以生物科學或農(nóng)業(yè)生物科學為基礎(chǔ)發(fā)展的趨勢。我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村特色明顯,發(fā)展階段與西方發(fā)達國家不同。自20 世紀70 年代以來,我國農(nóng)業(yè)工程學科已經(jīng)取得了較大的發(fā)展,作為初始階段,可在農(nóng)業(yè)工程一級學科下,增設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程二級學科,系統(tǒng)整合生態(tài)保護理念,突出和強調(diào)生態(tài)因子在農(nóng)業(yè)工程科學中的地位,集成農(nóng)業(yè)工程與生態(tài)工程研究成果,使零散、雛形的生態(tài)農(nóng)業(yè)工程學科走向系統(tǒng)化,發(fā)展豐富農(nóng)業(yè)工程學科內(nèi)容,以適應(yīng)新時期鄉(xiāng)村振興發(fā)展的重大需求。

4 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

農(nóng)業(yè)工程科學是綜合性應(yīng)用交叉學科,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程建立在農(nóng)業(yè)工程基礎(chǔ)上,根據(jù)鄉(xiāng)村振興宏大社會需求而提出,是農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化進階。為更好地服務(wù)于鄉(xiāng)村振興,推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展,提出以下生態(tài)農(nóng)業(yè)工程發(fā)展方向。

1)多學科領(lǐng)域原理與技術(shù)的融合和協(xié)同發(fā)展。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程本身是基于農(nóng)業(yè)工程學科的一門交叉科學,聚焦于經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益兼顧的復(fù)合性目標,故發(fā)展應(yīng)綜合生態(tài)學、系統(tǒng)科學、工程學等多學科的原理與技術(shù),并充分吸收和引入現(xiàn)代工程技術(shù)成果,如無人機、遙感技術(shù)等尖端科技。只有多學科的有機融合、協(xié)同發(fā)展,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程才能充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,推進鄉(xiāng)村振興及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的實現(xiàn)。

2)推動標準化發(fā)展。應(yīng)針對生態(tài)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)工程的融合加強高層研究、戰(zhàn)略規(guī)劃和方案設(shè)計,制定農(nóng)業(yè)工程生態(tài)化發(fā)展標準、鄉(xiāng)村振興評估標準體系,并制定發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)工程推動鄉(xiāng)村振興的目標框架、核算框架、組織框架等。

3)發(fā)展高度綜合組織化的生產(chǎn)模式。我國已有生態(tài)農(nóng)業(yè)一般基于當?shù)貍鹘y(tǒng)農(nóng)耕生態(tài)智慧而發(fā)展,多為散發(fā)性的生產(chǎn)模式,與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)結(jié)合較少,未能在最大規(guī)模上發(fā)揮生態(tài)優(yōu)勢和生產(chǎn)潛力。有必要對不同地域的代表性生態(tài)農(nóng)業(yè)模式進行總結(jié)并加以優(yōu)化,以高度組織化的模式在適宜地區(qū)進行推廣。生產(chǎn)模式由散發(fā)型變?yōu)楦叨染C合化、組織化、現(xiàn)代化、工程化,有助于發(fā)揮各模式的區(qū)域規(guī)模效應(yīng),最大程度釋放生產(chǎn)力。

4)應(yīng)用研究和理論研究并重。農(nóng)業(yè)工程在發(fā)展之初定位為應(yīng)用性學科,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程在其基礎(chǔ)上發(fā)展,以滿足鄉(xiāng)村振興的重大需求。但理論研究和應(yīng)用研究是學科的兩翼,不可偏廢。如果缺少深厚學術(shù)理論的支撐,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的應(yīng)用研究將難以深入和持續(xù)。農(nóng)業(yè)本身有其特殊性,具有與自然資源要素天然共生的屬性[2],基于生態(tài)科學開展學科研究,探索農(nóng)業(yè)要素與各環(huán)境因子之間的復(fù)雜關(guān)系,是生態(tài)學的精髓。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程需遵循學科發(fā)展規(guī)律,致力于前沿焦點問題開展科技創(chuàng)新,促進自身的可持續(xù)發(fā)展,以更好地實現(xiàn)助力鄉(xiāng)村振興的應(yīng)用目的。

5 生態(tài)農(nóng)業(yè)工程待研究的問題

生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是立足于我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展階段、鄉(xiāng)村振興宏大社會需求提出的學科發(fā)展方向。生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)工程、農(nóng)業(yè)生態(tài)工程學科已經(jīng)發(fā)展了幾十年,農(nóng)業(yè)工程已經(jīng)發(fā)展了120 年,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是在這樣的基礎(chǔ)上,面對我國鄉(xiāng)村振興的發(fā)展要求而提出的農(nóng)業(yè)工程生態(tài)化發(fā)展方向,也可以理解為農(nóng)業(yè)工程的高級發(fā)展階段。作為生態(tài)農(nóng)業(yè)工程初期研究,本研究僅從鄉(xiāng)村振興的學科需求角度,提出生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的學科發(fā)展方向,有一定的局限性。關(guān)于學科的內(nèi)涵、技術(shù)體系、評價體系等尚需深入研究。

1)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程學科體系研究。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程根據(jù)重大社會需求而提出,學科的基礎(chǔ)理論、應(yīng)用理論、研究范圍、學科研究方向及其特色、知識架構(gòu)、研究方法等需深入探討,需要農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)業(yè)生態(tài)工程及生態(tài)農(nóng)業(yè)學者協(xié)作,根據(jù)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的服務(wù)對象、基礎(chǔ)知識、理論和實踐能力要求,合理設(shè)置并統(tǒng)籌完善自身的學科體系。加強生態(tài)農(nóng)業(yè)工程學科研究,強化具有支撐作用的基礎(chǔ)學科、有優(yōu)勢的重點學科的地位。要注重需求導(dǎo)向,圍繞鄉(xiāng)村振興國家戰(zhàn)略下的農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展重大需求進行規(guī)劃設(shè)置;注重創(chuàng)新,追蹤國際農(nóng)業(yè)工程學科發(fā)展前沿,設(shè)置具有創(chuàng)新性的學科方向[23]。在實踐應(yīng)用中不斷探索并深入研究,構(gòu)建逐步完善的生態(tài)農(nóng)業(yè)工程學科體系。

2)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程學科內(nèi)涵的進一步探索。本研究初步定義了生態(tài)農(nóng)業(yè)工程,但該方向與農(nóng)業(yè)工程中各分支學科的統(tǒng)領(lǐng)連接,以及與生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)工程和農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的交叉及互補的關(guān)系、融合體系等還需進一步研究分析。

3)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)體系研究。農(nóng)業(yè)工程學科已經(jīng)成熟,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程需在原農(nóng)業(yè)工程學科基礎(chǔ)上,立足生態(tài)原理,探討農(nóng)業(yè)農(nóng)村區(qū)域發(fā)展中的頂層設(shè)計、物質(zhì)和能量的層級流動、循環(huán)技術(shù)體系,以及集生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)工程與農(nóng)業(yè)工程于一體的系統(tǒng)配套技術(shù)體系;發(fā)展農(nóng)業(yè)工程技術(shù)支持的以生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展為目標的科技體系,把零散、孤立的僅實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)局部發(fā)展的技術(shù),按照生態(tài)化系統(tǒng)化思想連接起來,成為區(qū)域整體的技術(shù)體系和應(yīng)用模式。

4)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程評價體系研究。面向生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展,以農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展為終極目標,根據(jù)經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益最大化原則,綜合農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展、鄉(xiāng)村振興的各項具體指標,納入影響農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的各種因素,構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)工程評價體系,對農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展做出綜合評價。這一研究將促進生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展,有力推進鄉(xiāng)村振興進程。

6 結(jié)論

為了全方位適應(yīng)鄉(xiāng)村振興發(fā)展途徑和可持續(xù)發(fā)展目標,本文提出農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展,即生態(tài)農(nóng)業(yè)工程,并重申生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的內(nèi)涵與定位,在鄉(xiāng)村振興背景下的重要性、發(fā)展前景,以及發(fā)展方向和未來待研究范疇等問題進行了探討,獲得以下主要結(jié)論。

1)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的概念[23]。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展,是為了滿足生態(tài)化社會及農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展需求,在農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)領(lǐng)域,利用生態(tài)學、系統(tǒng)工程學理論,采用生態(tài)工程技術(shù)方法,在農(nóng)業(yè)工程技術(shù)體系中,綜合農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、自然、資源及環(huán)境因素,遵循整體、系統(tǒng)、循環(huán)和協(xié)調(diào)發(fā)展理念,提升農(nóng)業(yè)工程學科的理論和方法,保障社會的糧食安全、食品安全和生態(tài)安全,并綜合提高經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程的內(nèi)涵。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是立足于鄉(xiāng)村振興重大需求而提出,面向生態(tài)農(nóng)業(yè)而發(fā)展,最終是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的支持技術(shù)是農(nóng)業(yè)工程,生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展需要農(nóng)業(yè)工程的生態(tài)化發(fā)展,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程是實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的技術(shù)手段。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程適應(yīng)鄉(xiāng)村振興的發(fā)展需求,可保障農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的持久生產(chǎn)力,推動農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,并促進農(nóng)村地區(qū)環(huán)境的改善、經(jīng)濟的發(fā)展;在定位上,生態(tài)農(nóng)業(yè)工程可視為生態(tài)工程和農(nóng)業(yè)工程的交叉學科。

3)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程推進鄉(xiāng)村振興目標的實現(xiàn)。有利于實現(xiàn)鄉(xiāng)村環(huán)境的生態(tài)宜居、人與自然的和諧發(fā)展,促進生態(tài)文明建設(shè);能通過增強糧食綜合生產(chǎn)能力、提高農(nóng)業(yè)信息化水平、增強對農(nóng)業(yè)資源的利用深度和強度、助推鄉(xiāng)村旅游和休閑農(nóng)業(yè)的發(fā)展,對鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮積極的促進作用;能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護、農(nóng)民富裕,滿足鄉(xiāng)村振興對農(nóng)業(yè)科技系統(tǒng)性的內(nèi)在要求;能通過整體、循環(huán)發(fā)展理念,使發(fā)展和保護并行,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。

4)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程適應(yīng)鄉(xiāng)村振興系統(tǒng)化協(xié)同發(fā)展。可實現(xiàn)“藏糧于地、藏糧于技”,保障我國糧食安全;能構(gòu)建清潔低碳的農(nóng)村現(xiàn)代能源體系,緩解能源危機;能提高農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量,推進美麗鄉(xiāng)村建設(shè);能推動鄉(xiāng)村經(jīng)濟發(fā)展,提高農(nóng)民收入水平;可拓展農(nóng)業(yè)工程學科的內(nèi)涵,具有廣闊的發(fā)展前景。

5)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程發(fā)展重點。生態(tài)農(nóng)業(yè)工程需多學科領(lǐng)域原理與技術(shù)融合協(xié)同發(fā)展、制訂系列標準推動標準化、生產(chǎn)模式高度綜合和組織化、應(yīng)用研究和理論研究并重,并開展學科體系的系統(tǒng)研究、內(nèi)涵的深度探索,以及推動技術(shù)體系、評價體系等方面的深入研究。