生物经济与农业绿色转型

2017-12-15 编辑:Traveler 来源:《中国人口•资源与环境》
生物经济与农业绿色转型

邓心安   郭 源  孟高旗

 
摘要  通过对国内外生物质涉农企业经营领域的综合观察与实证归纳,推断并证实“新型农业体系”的假说,进一步明确基于生物经济的新型农业体系能够作为农业绿色转型的目标模式。新型农业体系的构建,不仅能够回答“农业增长方式不可持续”和“未来农业走向何处”两大问题,而且意味着未来农业的重新定义、范式转换以及理论创新,因而称新型农业体系为“革命性未来农业”。
关键词  生物经济;生物质产业链;新型农业体系
中图分类号  F062.1

 
Bioeconomy and Green Transformation of Agriculture
DENG Xin-an  GUO Yuan  MENG Gao-qi
 
Abstract  The hypothesis of new agriculture system has been inferred and confirmed by integrated observation and empirical induction to business fields of biomass & agriculture-related companies at home and abroad. Thus the new agriculture system based on bioeconomy can be defined further as the vision model of green transformation of agriculture. As the framework of new agriculture system can answer not only these two big issues “why is the extensive growth mode of agriculture unsustainable” and “what is the vision of future agriculture”, but also means redefinition, paradigm shift and theory innovation for future agriculture, thus the new agriculture system can be named as “revolutionary future agriculture”.
Key words  bioeconomy; biomass industry chain; new agriculture system
 
1 问题的提出
        中国农业存在一系列环境与生态问题,面临着如何由目前相对粗放的增长模式向未来可持续的绿色增长模式转型[1]的问题。正在兴起的生物经济,为“如何转型”提供了生物经济与农业相结合发展的契合点,为农业发展观转变与绿色转型提供了时代性机遇[2]

1.1中国农业相对粗放的增长方式不可持续
        化肥与粮食分别在农业投入与产出中具有代表性。以化肥与粮食为例,表明中国农业相对粗放型增长方式与生产模式不可持续。1978–2014年,中国粮食产量从30477万吨增长到60703万吨(统计数据未包括台港澳,下同),增加了近1倍,而同期化肥使用量从884万吨增长到5996万吨,增加了5.78倍[3]。与国际水平比较,近年来中国的化肥施用量为世界平均水平的3~4倍,相当于占世界7%的耕地施用了世界35%以上的化肥,而产出的粮食只占世界粮食产量的20%;2015年中国水稻、小麦、玉米三大粮食作物的化肥利用率为35%,远低于发达国家[3,4]
        中国粮食的“十二连增”是建立在化肥、农药等化学品以及人工的高投入,水体及土壤大面积污染的基础上。也就是说,即使以粮食为代表的农业“增长”是连续的,但由于环境污染严重、农产品成本与价格普遍高于国际市场、供需结构性矛盾突出,因而农业增长方式不可持续。

1.2 未来农业走向何处
        如何将农业增长方式从不可持续转变为可持续,涉及到农业如何实现绿色增长与转型问题。从世界范围讲,农业产值/GDP比重、农业劳动力/总劳动力比重的两条时间序列曲线,一般都随着时间的推移而向下延伸并趋近于时间横坐标,但中国农业发展的这两种趋势更加突出。
        这种普遍性兼具中国突出特色的现象背后隐含着两个深层次的追问:①当代农业形态是否会“消失”?还是可能演进为其他综合形态(假设一)。②传统的常规农民是否“终结”?还是主体演变成为某类“新型农民”(假设二)。如何避免农业和农民的占比不断趋近于横坐标的“可怕”后果,既涉及对未来农业和农民的重新定义,也涉及到农业发展观及认识论的问题,因而,这两个追问属于农业哲学层面上的问题[5]

2 机遇与平台

2.1生物经济正孕育新的经济时代
        生物经济是以生命科学与生物技术的研究开发与应用为基础的、建立在生物技术产品和产业之上的经济,是一个与农业经济、工业经济、信息经济相对应的新的经济形态[5];是利用可再生生物资源、高效生物过程(bioprocess)以及生态产业集群来生产可持续生物基产品、创造就业和收入的一种经济形态[6];是通过生物质的可持续生产和转换来获得食品、健康、纤维和工业产品及能源等一系列产品的经济形态[7]
        目前经济社会的主流正处在信息经济时代及生物经济的成长阶段[8,9],正在迈向生物经济时代(参见图1)。正如只有当信息经济发展到当今其成熟阶段,才可以称为经济社会(主流)已经进入了信息经济时代一样;预计在2020年代末期生物经济步入其发展的成熟阶段,那时才可称经济社会进入了生物经济时代——以生物基产品的廉价而普遍应用为标志[9,10]
 
图1  生物经济时代与其他经济时代的关系示意图
 
2.2生物经济正在成为可持续发展的综合平台
        当代经济社会面临的食品安全、营养与健康、环境及气候变化、资源与生态等全球性重大问题,与农业及其他生物质产业直接或间接相关[11]。生物经济颠覆了“使用化石资源生产产品”观念,转而替代利用可再生生物资源,正在开启新的“生物范式”(bio-paradigm)。生命本质的高度一致性[8]、生物经济的技术通用性及生物质基础的跨领域共性,证明生物经济正在成为迈向可持续未来的综合平台。
        生命本质上是分子间复杂的化学作用。自然界所有生命具有本质上的高度一致性,其意义在于:生命本质的高度一致性是分子生物学的物质基础,也是基因工程的理论基础,为“人为改变生物性状”提供了可能,推动了生物相关产业的融合发展,如能源作物、生物材料、黄金大米、疫苗香蕉、生物制造。由分子生物学及基因工程所揭示出的生命本质的高度一致性及其应用,从根本上打破了物种间的界限,因而增强了农业的可拓展性。
        生物经济的前沿技术都是生物质产业的共性技术,具有通用性特点。
        生物过程的低碳环保、循环利用、可持续特征,使得生物经济具有绿色化经济功能、多样化生态功能以及人本化社会功能。生物经济众多领域的共性特征是以生物质为基础,即生物相关产业领域都具有可再生、可持续、绿色等跨领域的生物质共性。

3 案例观察与实证意涵

3.1生物质产业链案例
3.1.1 龙力玉米产业链
        山东龙力生物科技股份有限公司(简称“龙力”),是以玉米主副产品为原料生产系列产品的生物质企业。其产品涉及领域包括:传统种植业——玉米种植;以玉米淀粉及淀粉糖、低聚木糖、木糖醇为核心的新食品、营养及健康保健品;由燃料乙醇、沼气及其发电构成的生物能源;通过酶解木质素生产的生物材料;利用农业有机废弃物生产有利于环境的生态产品[5]
3.1.2 德青源鸡蛋产业链
        北京德青源生态农场(简称“德青源”),是以鸡蛋为主导产品的生态农业企业。涉及领域包括:玉米及果蔬种植、蛋鸡养殖,以及种养业上下游产品——有机肥、饲料、病虫害防治等常规农业系统;以鸡蛋及其系列加工产品为主的新型食品与营养系统;以沼气及其发电为内容的可再生能源系统;以清洁环境及生态服务为特征的环境与生态系统[1]
3.1.3 帝斯曼生物质产业链
        荷兰皇家帝斯曼集团是生命科学与材料科学相结合的生物质跨国公司。其产品及服务涉及玉米及其残渣等生物质原料(feedstock)、新型食品、营养、健康、能源、材料、环保等领域,包括:维生素与抗生素、保健品、涂料与油漆、饲料成分、生物能源(纤维素生物燃料和生物气)、生物基材料、化学品结构单体(生物基琥珀酸等),以及个人护理、医疗设备、生命防护等健康医疗服务[5]
3.1.4 塞内克斯大豆产业链
        塞内克斯能源与农业公司的产品涉及领域包括:以大豆种植业及其主产品大豆油为核心的常规农业系统;由大豆及其副产品加工而成的豆制品、大豆粉、酱油、卵磷脂等组成的食品与营养系统;由精炼过程中产生的副产品脱脂豆饼加工形成的动物饲料;以大豆生物柴油为核心的生物能源系统;以大豆塑料、泡沫等组成的生物材料系统;以大豆天然固氮为代表的生态环境系统(见图2)。


图2  以生物质为基础的生物经济产业链
 
        以上生物质涉农企业具有以下共性特点:利用可再生的生物质,生产绿色环保、可持续的生物基系列产品及相关生态服务;注重生命科学与生物技术的研发创新;所生产的生物基产品绿色环保、可降解,资源可循环利用,直接或间接减少温室气体排放;与农业主副产品生产相结合,创造新的就业机会,直接或间接增加农民收入。

3.2生物质产业链的实证意涵
        作为生物经济与农业相结合发展的4个案例,其生物质产业链具有借鉴作用、推广价值以及启发与普适意义。首先,自然界生物质来源广泛,数量巨大,生物质的循环利用,能够为能源与环境问题的化解提供新的可持续发展途径。如果农业生产能够做到废物利用、循环发展,则可以减少农业污染与碳排放,改善农业生态,从而实现农业低碳环保与可持续发展[5]。其次,丰富多样的生物质类型及高效的生物过程,为生物质的深度开发提供了物质基础与技术手段,进而为生物制造及相关产业的绿色转型提供了可持续的解决方案。第三,全生物质产业链,既可以由单个企业(集团)主要领域组成,如中粮集团旗下的中粮生化能源有限公司等;也可以由不同企业从事相关上下游不同环节来体现,例如塞内克斯大豆产业链,未包括凯斯纽荷兰国际公司利用大豆副产物生产的大豆塑料板——用作联合收割机挡板,具有重量轻、易成型、坚固耐用、绿色环保可降解等优点。
        生物质产业链的形成,表明农业正在拓展;农与“非农”正进一步融合;农与“非农”的界线日趋模糊或淡化。沿着“生命本质的高度一致性–物种间的界限被彻底打破–农与非农边界淡化–农业可拓展–农业新业态”的逻辑路线[8],有助于理解生物质产业链对于生物相关产业融合与农业拓展的革命性意义。

4 实证归纳与理论创新

4.1新型农业体系是农业绿色转型的目标模式
        众多生物质涉农企业经营领域的演变可以归纳并抽象为:以种养业为核心并包含产前种子肥料和产后加工物流等农业前后部门的常规农业系统;以新型育种、基因改良或基因编辑为主要手段的新食品系统;增加或改善食品营养成分的营养系统;以改进人类健康为核心的健康医疗系统;由生物能源与生物材料构成的生物基资源系统;以改善环境生态或提供生态服务为主的环境与生态系统。这一抽象性综合模式与农业第三次拓展后形成的新型农业体系的“1+5”子系统框架[1,5]基本吻合,新型农业体系的理论预言或假说进一步得到验证。

4.2生命本质的高度一致性是新型农业体系的理论基础
        新型农业体系是在常规农业系统的基础上发展而来的未来农业的综合形态,是对现代农业领域和功能的转变与拓展,意味着未来农业由当代范畴拓展到与生物相关的传统“非农”范畴。农业变化与拓展是由经济社会的外在需求(拉动)和科技特别是生物科技的内生动力(推动)共同作用的结果。生命本质的高度一致性是新一轮农业变化与拓展,以及新型农业体系形成与发展的理论基础。

4.3农业易相发展理论是构建新型农业体系的指导思想
        构建新型农业体系,需要农业发展观的转变与理论创新;农业易相发展理论就是实证归纳基础上的农业可持续发展的理论创新[8]。她结合了中国古典哲学特别是“易经”中关于“整体”、“变化”的思想和现代可持续发展理论,是对现代农业发展理论的扬弃和补充,而非替代。

5 结论与讨论

5.1生物经济为农业绿色转型提供了可持续的综合平台
        农业绿色转型是化解当前中国“农业不可持续”问题的必由之路。生物经济为农业绿色转型提供可持续发展综合平台,体现在“五生”方面:①生物质及其他生物资源的可再生性,是农业绿色转型的基础;②生命科学与现代生物技术,是开发利用生物过程及其特异性、实现农业低碳绿色发展的技术平台;③生命本质高度一致性,是农业绿色转型与新型农业体系构建的内生动力;④经济社会对农业多功能与可持续发展需求,是农业绿色转型的外生动力;⑤发展绿色农业,扩大“绿领”就业机会,是民生及福利社会的需要。

5.2新型农业体系是“革命性未来农业”
        生物质涉农企业经营领域的实证归纳表明:基于生物经济的农业发展研究,拓展了对农业的全新与全方位理解,具有革命意义。由实证归纳得出的新型农业体系是农业绿色转型的目标模式,可作为解决传统农业“消失”问题的愿景方案。新型农业体系的构建涉及到农业乃至制造业发展范式的转变。也就是说,面对新的生物经济时代,农业不仅需要拓展,而且需要重新定义。事实证明,以物理和化学定律为主的产业模式正在被基于生物过程的“生物范式”所部分取代,后者通过生命科学与生物技术将生物可再生原材料转化为各类生物基产品,并变革传统的“用化学问题处理环保问题”方式。
        新型农业体系既非横空出世也非孤立存在,而是生物经济时代(背景–后位)、生物经济(平台–下位)、新型农业体系(目标–前位)、第二次绿色革命(手段–中位)、农业易相发展理论(大脑–上位)“五位一体”思想体系的核心组成部分。
        由此回应了开篇提出的“未来农业走向何处”中的两个追问(即假设一、二):①当今农业会不会“消失”?不会,而是成为“超农业”——新型农业体系;②农民会不会“终结”?不会,而是大部分演变成为“新型农民”——新型农业体系中拓展领域的从业者。
 
 
参考文献
[1] 邓心安,刘江.农业形态演变与绿色转型的目标模式[J].东北农业大学学报(社科版),2016,14(1):1-6.
[2]Joachim Von Braun. Bioeconomy and sustainable development-dimensions[J]. Rural21, 2014, 48(3):6-9.
[3] 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴2015[M]. 北京:中国统计出版社,2015.
[4] 韦本辉.探寻绿色农业发展“良方”[N]. 中国科学报,2016-01-27(5).
[5] 邓心安,许冰茹,杨多贵.生物经济对农业可持续发展的影响[J].中国科技论坛,2015(12):69-74.
[6] OECD. Biotechnology for Sustainable Growth and Development[EB/OL]. [2004-01-29/2017-09-02]. http://www.oecd.org/dataoecd/43/2/33784888.PDF.
[7] ETPs. The European Bioeconomy in 2030: Delivering Sustainable Growth by addressing the Grand Societal Challenges[EB/OL].[2011/2017-09-02]. http://www.epsoweb.org/file/560.
[8] 邓心安,王世杰,曾海燕.农业易相发展理论的缘起及其时代意蕴[J].自然辩证法研究,2012,28(9):88-93.
[9] Stan Davis and Christopher Meyer. What will replace the Tech Economy[J].Time, 2000, 155(21): 76-77.
[10]邓心安,张应禄.经济时代的演进及生物经济法则初探.浙江大学学报(人文社会科学版)[J],2010,40(2):144-151.
[11]OECD. The Bioeconomy to 2030: designing a policy agenda[R]. Paris: OECD, 2009.
 
 
摘编自:邓心安,郭源,孟高旗. 生物经济与农业绿色转型[J].中国人口·资源与环境,2017(S2):25-28.