[科普中国]-农业系统

概念

农业系统是指在一定的自然条件和社会经济条件下，农业各部门或各种作物的生产要素按各种比例、采用不同方式结合而成的系统。它是农业土地利用方式的总称，一般用来指某一种农业类型（见农业地域类型）。2

内容研究历史相当长的时间以来，有些人往往用分割、孤立的知识来了解这样一个复杂系统的发展变化，在研究农业问题时，“只见树木，不见森林”，在进行农业科学试验时，往往只重视单因子的研究，而不重视多因子的综合试验；更不能从整体出发，从部分与整体的联系中，揭示系统的运动规律。这样，就阻碍了农业科学研究的发展，也影响了对农业的改造。

近20多年来，蓬勃发展的系统科学，推动了人们用系统的概念和系统的方法研究农业，产生了许多新的学科，使农业科学技术别开生面，理论思维的水平大大提高，推动了农业现代化的发展。

用系统概念和系统方法研究生态，出现了系统生态学。用系统概念和系统方法研究土壤，把土壤与生态系统联系起来，研究土壤与环境条件的相互关系，研究该系统本身的结构、功能，平衡和演变的规律，就建立了土壤生态系统这门学科。

20世纪70年代初，日本学者小田桂三郎等人运用自然科学基础理论和最新技术手段研究农田生态，试图建立农田生态学新方向，出版了《农田生态学》一书，对农业科学技术的发展做出了宝贵贡献。他们取得成就的重要原因之一，就在于他们从生态系统的观点，以物质循环和能量转化为中心，运用“系统的解析”的数理模拟方法，对农田生态系统进行了综合的、动态的研究。

农业耕作制度的建立和发展，也日益依赖于系统概念和系统方法的指导。因为农业生产本身是一个农业生态系统，研究、建立现代化的耕作制度，必须研究不同条件下整个农业生态系统的结构和机能，明确保持各种农业生态系统中物质合理循环和能量高效率转化的途径和方法。我国农业耕作改制中的许多成功的经验，集中到一点就是注意了系统生态的合理平衡。有些在改制中出现的问题。例如，不论高山、丘陵、洼地，～律种粮食的做法，就是导致生态平衡遭受严重破坏、农业生产发生衰退或停滞不前的一个原因。

近年来运用系统概念和系统方法研究农业基础科学的趋势也日益加强。例如，光合作用研究的发展趋势，不仅机理的研究向分子水平、电子水平发展，而且生理生态的研究从研究一个植株发展到研究群体、研究整个生态区的生态系统。人们已经采用电子计算机和各种遥测仪器，测定森林、草地、农田对光能的利用和气体交换情况，进行系统分析，建立模型，实现数学模拟，帮助人们对该系统进行预测、研制和选择最优设计。3

影响因素每个农业系统都是高度复杂的，它包含着一定的组成成份。在系统生产过程中，这些成份相互联系、紧密结合，各自在自己的位置上发挥着功用以维持系统的高度有序性。并且在某种程度上，这些成份的功用还可以被其他相应成份所替代(如我们可以把原来种植高粱的地方改种玉米，或者为了恢复地力，我们不是休耕而是种植大豆)。虽然这有可能导致系统产生微小的变化，但系统并不会因此而打乱其正常秩序，这一变化同时还可以反过来，实事亦通常如此。但是，系统中某些要素的变化是有一定限度的，如果变化过于剧烈，则原系统就有可能遭致破坏。4

农业生产首先是生物再生产过程，而生物的生长、发育和繁殖与周围环境密切相关，因此农业系统受到气候、地形、水文、土壤和微生物等自然环境因素的限制及其综合影响。另一方面，农业又是一种经济再生产过程，还要受到社会需求和经济、技术水平的制约。因此，农业系统的形成和发展还要受到社会经济技术条件的影响，发生变化。2

划分标准世界上不少农业地理学者和农学者对农业系统进行过划分，划分标准大体上都是根据土地性质、气候、劳动力、资金、风险、经营方式和生产水平等因素划分的。如美国的D.S.惠特尔西1936年提出下列标准：①作物和牲畜的结合；②土地利用的强度；③农场产品的生产和分配方式；④农场机械化方式和程度；⑤有关的农业设施的形式及其联系。以后也有一些地理学家指出这套标准存在不足之处，如未包括农场的规模、土地所有制的类型等指标以及缺乏定量尺度。1

类型划分农业系统的分布范围既可大到全世界，也可小到一个农场单位或一种农业耕作制度。划分标准不同，对全世界的农业系统进行的类型划分也不同。例如美国的D.B.格里格于1969年提出全世界可划分 9种农业系统类型:①迁移农业，即轮耕；②亚洲水稻耕作；③草原放牧业；④地中海式农业；⑤西欧和北美的混合经营农业；⑥乳酪业；⑦种植园农业；⑧大牧场；⑨大规模谷物生产。波兰地理学家J.科斯特罗维茨基于1982年则把世界农业系统分为6个一级类型:①传统的粗放农业；②传统的集约化农业；③市场农业;④社会主义农业;⑤高度专业化牲畜饲养业；⑥大庄园式农业。下分20个二级类型和100多个三级类型。1

任何一个农业系统，都是存在于一定自然环境中的，我们根据这些自然环境的特点，可以把目前世界各地的农业系统归并成以下几个重要类型：

⑴热带和赤道区的农业系统：本区终年高温，温差季节变化小，不同地域上其降水量及时序分布差别很大。这种自然条件的差别，使得本区的农业经济形式有以下几个分异：

①原始迁徙农业：这一类型主要分布于赤道地区。农业落后的耕民们在这里开垦出小块土地，种上薯类、高粱等作物。一旦地力耗尽，就弃置已用耕地而另觅新区。他们使用的农具非常简单，几乎不能生产出用来交换的多余农产品，饲养的动物也很少。由于生活不定居，频繁的迁徙，使得他们无多少财物可言。

②热带自耕农种植业：这一类型广泛分布于热带地区，其生产能力较前者为高。这里的农民一般拥有一到十几公顷的土地，种植的作物有小米、高粱、稻米、落花生、木薯等。为了保持地力，他们可能每次留出一定面积的休耕地，但生活是属于定居性质。为了进行市场交换，他们可能生产少量的落花生、可可、棕油等。这里，改进种植方式和扩大农产品市场的潜力很大。

③种植园农业：这一类型是由于受西方资本主义经营管理方式的影响而形成的。其农业生产的投资和规模一般很大，常向外界雇佣劳动力来从事生产，多集中种植单一、多年生一类的作物，如橡胶、可可、大麻、咖啡、茶叶中的某一种。农产品一般需经过精细的加工处理，然后再向市场销售。一般来说，种植园农业的生产效率较高，但由于连作，土壤肥力易引起下降，同时又由于它多受外国的控制，故易引起政治纠纷。

④季风区农业：这一类型以南亚、东南亚和东亚地区比较典型。其自然条件的特点是雨量大而集中，有一短暂的雨季。在暖湿季节，除了一些由于地形因素而限制的地方外，都以集约经营、灌溉种植的水田农业为特征。一般来说，旱季作物是在水稻后才收割，但亦通常有一部分是在春季。季风区农业能够维持高密度人口的生活，在南亚、东亚和东南亚地区，其乡村人口的密度是世界上最高的。随着空间分布上温度的降低和雨量的渐减，这一农业类型最终消失于亚洲大陆内部的一些干旱山区和高原地带。4

⑵中纬农业系统：在这块气候温和的地区，一方面，由于过去的一百五十年中的工业化和城市化的发展，引起了农产品的巨额需求。同时，也还有许多地方依然比较落后，至今还是保持着自给自足的经济形式。本区农业系统可大致划分如下三个类型：

①地中海式农业：这种农业系统的特色非常鲜明，且两千年来变化一直很小，在其分布地区，降水主要集中在冬季，而炎热的夏季一般比较干旱，没有灌溉，作物此时将停止生长。谷类作物这里一般冬季种植，夏季收割，由于夏季干旱，故无春播作物，耐旱的橄榄、葡萄等在农业生产中有着极其重要的地位。在有河水灌溉的地方，还有玉米、棉花等作物种植，充足的水源，保证了它们在旱季的正常生长。

②混合型农业：这一类型主要分布于欧洲西北部和美国东北部。由于大城市对农产品的巨额需求，使得它在本区占有统治地位。其生产的农产品大多在附近的城镇销售。一般说来，本区土地利用强度与其离开城镇距离的远近成反比。随着到城镇市场的运输时间和费用的增加，混合种养业及耕地种植业有取代相对更加经营集约的奶酪业、蔬菜和水果种植业及暖房种植业的趋势。总的说来，本区农业生产采取的是集约经营和高度资金密集的方式。对于一个靠近大城市以奶酪业生产占优势的地区来说，其农业生产的经营组织形式与以商品粮生产为主的地区是不同的。在这两者之间，则属于真正的种养业混合区，这里，人们一方面生产一部分自己所需的粮食，同时也利用耕地提供的饲料用粮，来进行牛、羊等牲畜的饲养。

③欧洲自耕农种植业：这一类型与前者有点类似，但更大的程度上是属于自给自足的生产类型。对市场的依赖性较小，每个农民种植的土地面积一般不大，分布零散，农机装备较差。过去，生产的粮食和其他农产品的数量很有限，主要是满足农民自身的需要。今天，除中、东欧外，这一农业生产类型已逐步让位于商品性的混合型农业。4

⑶旱地农业系统：它大多位于大陆的内部，由于水分不是很充足，故一般不能进行集约经营，大多以经营牧场和生产商品粮为主。

①牧场经营：它仅限于气候温和的草地边缘相对更干旱的地带。从上个世纪以来，它已逐渐失去了其对外界的奇异色彩和强烈的感染力，现正受到种植业的蚕食。在加拿大和美国，牧场多是养牛，其周围的种植农业区(生产饲料用粮)，多被用作牛的肥育场所。

②商品粮农业：这一类型分布于中纬草原的大部分地区，这里多种植单一作物。在北美和苏联草原的大片地区小麦是优势作物，澳大利亚、南非和南美的草原亦如此。一般说来，本区的种植业生产高度机械化，但并不是集约经营。有些雨量充足的地区，目前又出现了轮作耕种的趋势，这将有可能提高土地利用的集约化程度。

⑷极地和副极地区域的农业系统：本区很难说有农业系统的存在，由于气候严酷，种植业一般无法进行，仅由于速生饲料作物的生长，才能勉强从事一些畜牧业生产活动。4

应用与发展
1、"现代农业"生产力高，但生物多样性简单化、生物之间的相互作用及其生态学效应常常被忽略，其生产力的稳定性主要依赖于化学肥料、农药、灌溉和高产品种等的投入。传统农业则是利用当地生物多样性(物种多样性和遗传多样性)和生物之间的相互作用来产出食物和维持系统的稳定。因而现代农业能否借鉴传统农业对生物多样性利用的经验，将工业化模式的现代农业转换为生物多样性利用与现代技术相结合的农业受到关注。相关学者研究了农业系统中生物多样性的特点及农业方式对农业生物多样性的影响；综述了农业系统中生物多样性利用模式与效应方面的研究进展；讨论了在现代农业系统中，利用生物多样性需要开展的研究，即区域上如何布局农业景观多样性，农田内如何根据生物之间的互惠关系配置物种多样性的种养体系，如何建设与生物多样性利用相应的田间设施和发展新型的农业机械、并建立以信息化为基础的管理体系。5

2、恢复力作为社会-生态系统的一个重要属性，是复杂系统实施可持续发展的重要途径之一。在已有认识和研究成果的基础上，有相关研究者概述了关于恢复力及农业系统恢复力概念的观点。然后从农业系统恢复力的影响因素、农业系统恢复力评价和农业系统恢复力研究的尺度效应三方面梳理了近年来国内外的研究进展，从自然因素(水资源、土地资源和气候资源)和社会因素(经济状况、资源管理制度和社会特征等)两方面总结了影响农业系统恢复力的因素，探讨了时间尺度和空间尺度对农业系统恢复力的影响，从定性和定量评价两方面归纳了农业系统恢复力的度量方法。进而指出未来中国农业系统恢复力的研究应注重采用多尺度多过程耦合分析以及量化分析，加强对半干旱区以外气候变化较脆弱地区的研究，并且关注社会因素在农业系统恢复力中的作用。6