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0引言 粮食生产的自然再生产过程是粮食生物与自然环境进行的物质、能量的交换过程，受自然环境因素的影响较大。生态环境的自净能力和容量是有限的，经济活动造成的生态环境破坏程度一旦越过临界点，粮食生产和人类其他活动必将遭到自然的报复［1］。单纯地依靠技术和投资而不加强对农业生态环境的保护，是难以保障粮食安全的。我国粮食总体生产力明显提高的同时，农田生态污染也日益严重，农业生态环境面临着巨大的挑战。保障我国粮食安全的关键任务在于围绕粮食主产区加强农业生态环境保护机制建设，为提升粮食产量和粮食品质提供必要条件。本文以河南省为代表的粮食主产区为例，从生态环境保护对粮食安全的作用机理、农业生态环境存在的问题及对策建议等方面进行分析，探讨粮食安全视角下的主产区生态环境保护机制的构建问题。 1农业生态环境对粮食安全的作用机理 1992年，我国政府就提出了粮食安全的概念，即，“能够有效地提供全体居民以数量充足、结构合理、质量达标的包括粮食在内的各种食物”［2］。在既定的农业技术水平和有限的环境约束条件下，粮食安全受到人口、耕地、水资源、气候和能源等生态环境因素的制约，生态环境保障是粮食安全的基础，能够从粮食产量和质量方面对粮食安全产生重要影响。积极处理和认真对待农业生态环境问题，是保证粮食质量、提高粮食产量和实现粮食安全的重要内容。 1．1农业生态环境对粮食生产要素的作用机制 1972年，罗马俱乐部在公开出版的《增长的极限》一书指出，由于人类社会工农业增长呈指数化的趋势，造成了对自然资源的过度开发，必然会造成自然资源的日益枯竭和生态环境的不断恶化。粮食生产的可持续生产离不开肥沃的土壤、充足的水资源和适宜的气候等生态环境条件。随着人类对自然资源的盲目开发程度的深入，粮食生产所必需的耕地、水等自然资源稀缺性问题和生态环境的承载力问题越来越严重。我国人口数量的持续增长及其对物质和生活质量的需求大幅提升，使得工业化和城镇化将成为必然要求，现代工业的典型特征是在大规模人工产品的工业生产过程中，对自然资源进行了掠夺性开发的同时直接消耗了大量的石油和煤炭等矿产资源，并排放了大量具有严重污染性的废气、废液和废渣等，对自然资源的掠夺性开发和高排放的污染物严重破坏了农业生态环境系统。随着工业对农业发展的逐渐渗透，在农业生产中大量使用了化肥、除草剂、生长调节剂、农药等化学合成物质以及畜禽粪便的不当处置、农田废弃物与污水灌溉等使农业生产环境污染程度不断加重。大量依靠石油、煤炭及化学物质进行生产的工农业的发展，带来了酸雾和酸雨等，造成了农村原本清洁的大气、水源与土壤的严重破坏，导致水源污染、水质下降、土壤污染和耕地质量下降等生态问题［3］。农业生态环境的恶化最终对粮食与食品造成污染，制约了粮食质量和产量的提升，成为阻碍粮食生产可持续发展的重要因素。 1．2生态环境恶化制约了粮食产量的增加 水、耕地等自然资源是小麦、水稻和玉米等粮食作物生长的最重要与最基础的物质保障，农业生态环境污染破坏了耕地、水资源的平衡，造成粮食减产不可逆转。生态环境恶化导致粮食产量受到威胁的主要表现在耕地面积的减少和气候变化造成粮食的大量减产。目前，我国耕地仅占世界耕地的9%，水资源仅占世界的5%，但人口占世界人口的25%。近10年来，我耕地面积减少的速度越来越快，到2010年人均耕地只有0．093hm2，不到世界人均耕地的1/3，而且中低产田占耕地的2/3。我国是一个人口众多的国家，据专家预测，到2015年将达到14．11亿人，2025年将达到15．44亿人，2035年将有可能达到16亿［6］。人口的持续增长，使得我国粮食需求呈线性上升趋势，粮食的需求弹性小刚性大。我国耕地中低产田的比例大，而且污染程度高，盐碱化速度快，在现有技术水平单产量的上升空间是很小的。耕地面积不断减少，单产量上升空间很小而人口不断增加的矛盾，构成了我国粮食生产的弱质化特征。粮食生产是生物性生产，使得自然再生产与经济再生产交织在一起，自然条件的变化对粮食生产的影响很大。生态环境恶化导致的自然灾害，包括气候变化引起的旱灾和水灾以及病虫害等，解放以来，旱灾、水灾和虫灾也频繁出现，有时在同一时间不同地区旱灾与水灾同时出现。例如，根据农业部农情调度，2010年入冬以来一直到2011年2月，河北、山西、江苏、安徽、山东、河南、陕西和甘肃8省出现了严重旱情，冬小麦受旱640．7万hm2，占8省冬小麦种植面积的35．1%、耕地面积的21．7%，受旱冬小麦面积和产量均占全国的8成以上［5］。尽管近年来我国粮食主产区大力改善了农田水利建设，但是抵抗自然灾害的能力仍然很弱。自然灾害对农业生产的影响是一个很大的因素，不仅使当年粮食减产，而且对灾后几年的粮食生产都会造成不利影响。 1．3农业生态环境恶化制约了粮食品质的提升 农业生态环境污染并逐渐加重的趋势对农业生产造成巨大损害，导致以粮食为原料的食品质量受到严重威胁。近几十年来，受GDP政绩追求的影响，大量采用石油与煤炭等能源产生了大量二氧化碳和硫化物等大气污染物。一方面，产生了“温室效应”，破坏了粮食作物赖以生存的气候环境;另一方面，这些有害气体与空气中的水分相结合形成酸雨。含有硫酸、硝酸、盐酸和许多有机酸的酸雨，使土壤的酸度增加，导致土壤中的钙、磷、钾等元素的过量溶解和损失，造成土壤肥力的降低，同时还会造成土壤中某些有毒元素活化，对土壤造成严重的污染。当土壤中的铝、镉等重金属溶解，导致粮食为原料的食品极易产生锅、镉和汞中毒现象。这些食品被人体吸收以后可能会带来大脑神经系统损伤和骨骼严重变形的严重问题。农业生态环境污染程度带来的土壤重金属超标、灌溉水源的污染以及人类大量滥用面粉增白剂与添加剂等，使有毒物在粮食等食品中残留严重，导致粮食品质的下降。而粮食品质的下降会诱发多种疾病，导致消费者的身心健康收到损害。 #p#分页标题#e#
2农业生态环境恶化的成因分析 在我国粮食总产量持续增加的同时，粮食安全面临的生态环境问题隐患日趋严重，随时会带来粮食产量、粮食与食品质量的退化，严重制约着我国粮食生产的可持续发展。对于粮食主产区来说，最大的问题就是在工业化和城镇化进程中存在的耕地面积缩减、水资源短缺带来的粮食增产潜力下降和工业污染、化肥、农药过量投入导致的耕地质量与粮食品质下降等问题。以河南省为例，人均耕地面积只有0．081hm2，低于全国平均水平的0．0927hm2。近年来，随着工业化和城镇化的深入，城镇延展、公用事业征用与退耕还林等因素，使河南省耕地面积每年平均以1．33万hm4多的速度减少［4］。2010年7月份的《2009年河南省环境状况公报》显示，尽管河南省生态环境保护取得了显著成效，空气、水和耕地等生态环境有较大改善，但农业面源污染严重对粮食安全依然存在巨大隐患。以河南为代表的粮食主产区农业生态环境问题依然十分严峻。我国粮食主产区生态环境恶化的表现及原因主要有以下几个方面。 2．1传统的粮食耕作方式破坏了农业生态环境 长期以来，一些地方由于过于强调粮食生产，进行大面积地开荒造田和毁林耕种，在耕作中大量使用化肥、农药和不合理的灌溉方式，使农业生态系统受到破坏。传统的粮食耕作方式尽管短时期增加了粮食总产量，但不利于粮食生产的可持续性，严重威胁到了粮食安全和食品安全。大面积砍伐毁林和开荒，使我国的森林与草地赤字增加，对空气的净化功能下降，增加了“温室效应”的可能性。同时，由于防沙、固土和气候的调节功能下降，造成了旱涝气候、土地沙漠化、水土流失和沙尘暴等自然灾害，农业生态平衡遭到严重破坏。化肥、农药与除草剂等的无节制，使用在实现粮食产量幅度增加、农业劳动量减少的情况下也带来了耕地资源退化、生态污染和粮食品质的劣化。以河南省为代表的粮食主产区，在粮食生产中以氮肥为主，而氮肥的利用率相对较低，超过50%流失到河流、湖泊等水体中，或者渗透到土壤中去;农药和杀虫剂等化学物质的使用量每年以上万吨的速度增加，污染日趋严重。过度的化肥与农药等化学物质使用，造成土壤板结、耕地生产能力下降、粮食品质下降和水质污染，使农业生态系统和食物链受到严重污染。从产业链的角度讲，由于化肥的主要原料是煤炭与天然气等矿产资源，也带来了资源的约束和消耗。农药与除草剂的使用更是直接破坏了农业生态平衡，增加了对土壤、水体和大气的污染，更为严重的是对粮食和食品产生直接的污染，造成以粮食为原料的食品品质下降。 2．2工业和生活污染对农业生态环境造成巨大威胁 除了化肥、农药和除草剂等对农业生态环境造成了严峻的威胁之外，工业污染、农业生产工业化和农村居民生活方式的变化也加剧了农业生态环境的破坏程度。随着我国工业化和城镇化的进程加快，城市生活产生的大量垃圾直接在城市郊区农村堆放、填埋或焚烧等方式进行处理;城市工业和农村工业的“废气、废水和废渣”的排放，使农村的大气、河流和土壤遭到了严重污染。农业生产和农村生活造成的生态环境污染，主要表现为人畜排泄物直接流入水体，生活垃圾和作物秸秆、食用菌生产残渣等农业生产垃圾对农村水体的严重污染。在禁止秸秆在田间焚烧之后，仅河南省每年就有2000万t的秸秆、食用菌残渣与藤蔓等被推入水中，或者置于村头，一经降雨便对水源造成污染。以河南宿鸭湖水库为例，在检测中发现，水质污染严重，化学耗氧量超标3．2倍，挥发性酚超标1．4倍，水污染给河南省的粮食生产和粮食质量带来了潜在威胁［4］。河南省每年在农业生产中，使用超过1万t的农膜，而仅有50%能够回收，剩下的只能在农田中慢慢分解，造成农田污染。 2．3旱涝等自然灾害频繁加重了农业生态环境问题 近年来，由于自然灾害的增加，使粮食主产区资源环境问题更加峻，加之水资源分布不平衡和污染严重，对粮食生产带来了挑战。我国粮食主产区土地面积和水资源及其不平衡，北方耕地面积约占全国总面积的3/5，而水资源仅占全国总量的1/5。与此相对照，南方耕地面积占全国总量的2/5，而水资源仅占全国总量的4/5。加之，以水土为重点的农业基础设施不完备，抵御自然灾害能力不强，对粮食等食物产业构成严重制约。近年来，粮食增产最多的河南、黑龙江、吉林、辽宁和山东是国家级粮食主产区，但由于每年降雨不均匀，气候干旱导致这5个粮食主产区省份水资源严重匮乏。其中，河南、山东人均水资源量不足全国的1/4。产粮大省河南由于森林覆盖率低，旱涝等气候性自然灾害频繁，春季、初夏、盛夏和冬天发生干旱的概率高，对冬小麦等粮食生产的造成了严重影响，加剧了河南省粮食生产的难度系数。粮食主产区还面临着水土流失的威胁，目前全国有水土流失面积占国土总面积的37%，需要治理的面积有200万hm2多。在河南西部的黄河流域，每年水土流失量达到6500万t;南部淮河流域，每年的水土流失量达到7000万t。在土壤流失的过程中还造成了氮磷钾等肥料的流失。水土流失会恶化生态环境，加剧洪涝和干旱灾害，极大地破坏农业生产条件。 2．4耕地数量和质量的下降制约了粮食生产安全 受工业化、城镇化的影响和水土流失的威胁，我国耕地面积持续减少，距离生存保障临界点的1．2亿hm2红线越来越近，生态污染的影响导致我国耕地质量变劣，地力下降。生态恶化造成我国自然灾害频繁，林草植被遭受破坏，耕地沙化严重，加剧了我国耕地面积的减少。近年来，天然沙漠扩张和沙质土壤的植被破坏，导致土地沙化问题迅速蔓延。据统计，我国沙化土地面积超过170万km2，占国土面积的18%，对我国粮食安全提出了严峻的挑战。目前，我国有600万hm2耕地属于盐渍土，土壤的盐渍化加剧了我国耕地资源短缺的问题。盐碱地和酸性土壤造成土壤板结，通透性差，肥料利用率低，不利于作物根系生长，抗旱能力差，严重制约着高产、优质与高效生态农业的发展。在粮食主产区的华北地区，耕地有机质含量低于1．2%，比1．5%以上含量的高产稳产田标准低，严重制约了我国粮食生产水平的提高。#p#分页标题#e# 2．5粮食主产区缺乏健全的农业生态环境补偿机制 我国改革开放以来，尽管已经出台了一系列与生态环境保护有关的法律法规，但生态环境补偿法律保障不力、方式过于单一、标准不尽合理、征用各自为政、缺乏有效监管和范围狭窄等问题仍非常明显。现阶段，生态环境补偿机制在我国推行还面临许多困难和制约因素。我国的环境管理体制存在严重缺陷，横向管理体制不健全，尤其是缺少城乡协调体制，无法解决城乡生态环境补偿问题，制约了农业生态环境补偿机制的建立。特别是农村地区，生态环境十分脆弱，自身资本投入不足，资本市场又发展滞后，限制了农业生态环境投资的增加。 3粮食主产区农业生态环境优化的对策 改革开放以来，我国粮食生产能力得到了快速提升。2010年，我国粮食总产量达到了54640万t，实现了连续7年的粮食增产。其中，全国粮食生产大省河南从1978年的粮食总产量2097．4万t增长到2010年的5437万t，增加了1．6倍;从1978年的人均粮食产量296．79kg增长到2010年的543．7kg，增加0．8倍［6］。河南省粮食生产实现了连续7年创新高、连续5年粮食总产量超千亿斤的良好状况，在保障本省1亿人口的粮食需求的同时，每年向全国其他省份每年输出粮食及以粮食为原料的食品1500万t。尽管如此，粮食安全是一个13亿人口大国保持社会稳定、经济实现可持续发展的基本条件，必须时刻保持警惕。粮食安全是一个国家繁荣富强、长治久安的基础，保障粮食安全要做到积极解决粮食主产区的生态环境问题，保障粮食产量和品质的同步提升。对于河南等粮食主产区来说，积极采取措施保护耕地面积和质量、大气和水资源等构成的生态环境系统等是保障国家粮食安全的重要途径［7］。针对以河南省为代表的粮食主产区粮食生产所面临的生态环境问题，建议采取以下几个方面的措施，来改善农业生态环境，提升我国粮食可持续生产能力。 3．1积极促进农业节能减排，改善农村生态环境 根据公共物品理论和外部不经济性内部化理论，针对工业化、城镇化和农业工业化过程中带来的生态环境污染，要进一步完善资源有偿使用制度和排污费制度。资源有偿使用制度是为了有效保护环境和维持资源持续利用国家采取的强制手段，使开发利用自然资源的单位和个人支付相应费用的管理措施，通过资源有偿使用制度的推行，以降低农业生产和生活用能消耗。针对那些排污重，超过一定标准要严格排污费征收标准，通过经济手段控制污染源。针对农村居民生活和农业生产废弃物造成农业生态环境问题，要通过科技推广提高农业废弃物的综合利用率，推进农业副产品和农村废弃物的资源化利用，着力推进以农户为单元的循环农业发展模式，条件许可的地方，积极建造沼气池对人畜粪便和秸秆进行循环利用，提升农业废弃物无害化处理和循环再利用，从而保障农业生态环境，为实现粮食生产品质的提升创造条件。 3．2积极转变农业经济发展方式，提升农业生态环境承载力 针对毁林开荒的生态环境破坏问题，要重点推进林业工程建设，鼓励全社会开展植树造林活动，提高我国森林覆盖率。健全和严格执行关于草原植被保护的制度和法律规范，积极实施草原保护工程，严禁草原复垦，实现草原植被和生态环境的持续保护。针对传统粮食生产中的大量使用化肥、农药和除草剂等化学物质导致农业生态环境破坏的问题，要积极利用科技实现农业生产方式转变，由依靠化肥、农药、助长剂投入为主的化学化、高投入、高能耗和低效益的传统农业，向实现化肥农药减量化、畜禽粪便无害化、生态系统清洁化为主要内容的大力推广秸秆沼气、生物质能、太阳能等清洁能源利用的现代有机农业转变。大力发展有机农业、生态农业和复合农业，实现有机化、生态化、低投入、低能耗和高效益的新兴农业生产方式［8］。 3．3强化以农田水利为重点的农业基础设施建设 针对河南等粮食主产区旱涝等自然灾害发生频繁的实际，要积极推行农田、水利、林业综合治理的农业生态环境保护模式。一是要加大对中低产田改造和土壤改良的力度，实施保护性耕作来提高耕地质量，增加高产稳产农田比重，积极推广秸秆还田，施用有机肥和种植绿肥;二是做好水利工程等基础设施建设，完善大型灌区建设配套设施和积极研发节水灌溉技术和节水改造任务，推广节水灌溉，搞好旱作农业示范工程。创新投资机制，采取以奖代补等形式，鼓励和支持农民广泛开展小型农田水利设施、小流域综合治理等项目建设。加强水生生物资源养护，加大增殖放流力度。推进重点流域和区域水土流失综合防治，加快荒漠化石漠化治理，加强自然保护区建设。 3．4完善农村生态环境补偿制度 农业生态环境补偿是指对损害生态环境的行为进行收费，或对保护生态环境的行为进行补偿，以提高该行为的成本或收益，达到保护生态环境的目的。建立和完善我国农村生态环境补偿机制，必须从我国农业生态环境问题产生的实际出发，通过制度化和法制化的方式实现解决农业生态环境补偿问题。城市工业和城市生活垃圾等外源污染是农村环境污染的一个来源因素，要着力健全城乡一体化的生态环境补偿制度设计，尽快建立起合理的农村环境保护补偿与救济机制，从制度和法律的层面有效地保障受到不平等待遇的农民生态环境权。要加大公共财政对农村生态环境保护的投入力度，着力控制农村面源污染，发展农业清洁生产，积极开发利用农村再生能源。为粮食生产提供一个清洁和安全的生态环境。
