生态农林业与生态建筑学

大规模的产业化农业生产在自然、资源消耗、经济和社会各方面导致很多问题。生态农业避免人造肥料、化学杀虫和杂草控制。尽管收获时产量减少了20%，在质量上却有所提高。许多研究表明生态种植的食物比传统种植的食物多了10%—30%的维生素和矿物质。

1）农业

现代产业化的农业生产不符合生态原则。如果饲料在一个地方种植，牛又在另一个地方饲养，牛粪的回田循环就几乎不可能实现了。这意味着牛粪和为种植饲料施用的化肥两个地方发生了氮泄露。在可持续农业中，养牛所需的大部分饲料都要来自于自己或临近的农田。

（1）产业化农业。存在三个层面上的问题：本地的、区域的、全球的。① 本地层面。在本地层面，单一种植和化学控制害虫的采用破坏了生物多样性。对于私人农场来说很难达到收入增长，经营者依靠来自欧盟的补助。农村地区人口正在减少，这样导致了服务退化和农民孤独、艰难和单调的生活。② 区域层面。在区域层面，主要来自家畜的营养物质氮和磷的泄露，导致了河道和地表水体的富营养化，并且地下水也被泄露出的硝酸盐污染了。大约40%泄露的氮来自于农业。同时由于在区域层面上已经实现了生产专业化，所以运输的距离长，价格昂贵并且能耗大。在社会关系上，消费者和生产食物的农场之间的联系已经消失了。③ 全球层面。在全球层面，农业影响了气候变化。20%的能源消耗用于食物的生产。化肥的生产是能源密集的并且如果化肥像现在这样浪费，磷会供不应求。全球的产业化农业极端依赖于便宜的能源。每生产带有一个单位能量的食物，需要消耗10—15单位的能源。喷洒的化肥中大约有50%会流失到空气和海洋中。化肥中含有氮氧化合物，是二氧化碳对气候影响的300倍。在最近的50年，化肥的使用从10 t / hm2增加到了80 t / hm2，而粮食的营养成分却只有30年前的一半。化肥主要给作物补充氮、磷、钾，而维生素矿物质以及基本的氨基酸却很少得到补充。牛和羊由于其消化系统的特点，会排出大量的沼气。每生产1 kg牛肉会产生13 kg的温室气体，每生产1 kg羊肉会产生17 kg的温室气体。生产猪肉和鸡肉的排放量则只有一半。自然放牧可以降低排放量，因为牧草吸收了大量的碳排放。食品专利正在变得越来越普遍，这同时威胁了食品安全和物种多样性。

生态足迹指养活某个群体需要的土地面积（图3-255）。不同民族的生活习惯导致了不同尺度的生态足迹（图3-256）。在这个概念的帮助下，就可以发现哪些变化对于可持续发展是必须具备的。在过去的50年，随着化肥使用量的大量增长，农业的门槛日渐提高。在经济上，欧美的农业政策是个灾难。大量的农业补助被用来生产过剩的产品并投放到世界市场上。结果是发展中国家的农民无力竞争，只能保持贫穷。

（2）BERAS。波罗的海生态循环农业及社会（BERAS）是一个研究项目，这个项目主要是调查波罗的海濒临死亡的原因和拯救它的办法。富营养化的问题导致有毒水藻的旺盛生长，这会引起海底缺氧，从而使其了无生机（图3-257）。这个问题主要是由传统农业引起的，但同样也是不适当的污物净化过程和含磷洗涤剂的使用所引起。由农业产生的排向波罗的海的氮和磷的增长的一个主要原因是作物和畜牧业分离的农业专门化（图3-258）。大型畜牧场从动物粪便中泄露出营养物质，而农田从人造化肥中泄露出营养物质（图3-259）。BERAS的建议是转向生态农业，保持当地动物和作物之间的生态平衡（图3-260）。带有三叶草和草坪的牧场应该在所有的农场中出现。基于生态再循环的农业会使排出的营养物质减少一半（图3-261）。本地生态再循环农业的食物生产、加工和分配可以减少每人40%的基本能源消耗和20%的温室气体排放。同样，生产食物所需能源可以减少一半并且如果素食食物的消耗增长，至多每周只吃一次由食草动物而来的肉类，温室气体的排放也相应减少。一条生态的和本地导向的食物链带来的是从化学农药中的解放、更大的物种多样性和更加基于自然放牧的畜牧业。

（3）生态农业。在生态农业中不使用化肥和农药。据估计生态农业比传统农业少消耗60%的能源。然而，仅仅不使用化肥农药还不足以转变为生态农业。要减少专门化分工并且需要混合农业（饲养作物和动物），这样才能以经济的、可行的方式使生态循环完整（图3-262）。食物加工需要分散。这样可以减少运输需要，并且可以为从食品工业而来的废物返回生态循环创造条件。食品生产应该主要导向满足当地需求（图3-263）。产量会减少一点但是质量会提高。产品过剩会消失，土地会保持开放并且生物多样性的条件会提高。KRAV是生态生产的认证组织。协会通过发展生态生产的标准致力于可持续发展，以证明他们是有效的并且推动KRAV的称号使用。为了履行KRAV的准则，生产不能使用化学杀虫剂和化肥，家畜要很好地照料并且能在室外自由活动，任何已知的转基因生物（GMO）不允许被应用于生产中。KRAV认证组织不接受转基因生物，因为健康风险还不清楚。而且，当转基因生物散播到自然中不知道会发生什么。这对生物多样性产生的潜在风险是明显的，包括物种内部和物种数量。目前在农业中实施的转基因食品的使用只有益于片面的、依赖化学使用的系统和一些跨国公司，他们同时拥有并出售种子和生物性农药。KRAV认证还会考虑二氧化碳排放问题。

图3-257　波罗的海富营养化

从农业中流失的营养物质导致的富营养化是波罗的海的一个主要问题。资料源于波罗的海生态循环农业及社会（BERAS）项目

图3-258　波罗的海生态循环农业及社会（BERAS）研究项目

该项目显示，导致水藻茂盛的主要原因是现代单一农业系统。畜牧场并没有把粪便再循环给农作物，而是把营养物质从粪便中流失掉了，同时农田也从化肥中流失了营养物质。资料源于蓝藻大爆发，MODIS AQUA 2005-07-06，数据来自美国国家航空和宇宙航行局，SMHI制作

图3-259　瑞典梅拉伦（Mälar）山谷专门种植的饲料

大部分饲料用于饲养猪。然而，瑞典绝大部分猪是在拉霍尔姆（Laholm）地区生产的。这意味从梅拉伦山谷运输到区域的氮和磷分别是返程的4倍和5倍。猪肥会送到某些地方，但是将猪肥运回梅拉伦山谷是不现实的。结果是这些猪肥被倒进海洋，导致拉霍尔姆湾成为瑞典污染最严重的海洋区域。资料源于Steineck et al，1997

图3-260　自给自足的小型农场与工业化农场的比较

带有小农田的12 000 m2的用地可以供养9户家庭（36人）。同样大的土地用作工业化农业只能供养一户家庭

图3-261　农业物质流动的复杂性

今天农田泄露的氮是建筑的10倍。资料源于《水的使用和管理》，拉尔斯 克里斯特 伦丁（Lars-Christer Lundin）编，乌普萨拉大学(www.xing528.com)

图3-262　单一作物到生态种植的转化

（4）生物动力学农业。简单地说，在生态农业中人们讨论不应该做什么，而在生物动力学农业中人们讨论应该做什么。实践生物动力学农业的人们并不是只把农业视作机械系统，重要的关注点是营养物质要返回生态循环，土壤不会被耗尽，可以通过轮作来减少对生态的侵害和毁坏。另外，他们认为农业同样受到宇宙力量的影响。因此，生物动力学的农学家遵循着播种和收获的历法，因为他们相信天体会影响收成，而且他们利用生物动力学方面的准备来强化宇宙因素的影响力。最重要的是，农业被视为“生命有机体系”，四种不同的元素即动物、轮作的植物、混合肥料和土壤，并必须相互平衡。

（5）本地的食物生产。本地的食物生产是保证生态循环和饭桌上新鲜的高质量食物的重要部分（图3-264）。在居民居住中心周围的农业应该同时包括饲养动物和培养作物、草料和绿肥（图3-265）。在这片区域也应该种植蔬菜和水果。加工应该在当地进行，因此需要当地的牛奶场、屠宰场、磨坊、面包房。产品可以由农民通过网络或当地商店直接卖出。生态系统可以通过使用来自食品工业和农业的废物以及食堂、餐厅和家用的餐桌废物实现循环，比如用作沼气设备。沼气设备可以生产出固体肥料混合并投放到田地中，生产出液体肥料以动物尿液的方式用到谷地和牧场，还可以生产出沼气用来运行拖拉机和车辆。人粪尿不能用作生产食物的肥料，但是可以作为能源林的肥料。

图3-263　生态农业的生态循环示意图

生态农业尝试保持生态循环的完整

2）生态林业

世界野生动物基金会（WWF）和瑞典自然保护协会制定了有关环境方面认证的林业准则。他们在目标上与森林工业一致。以下是大概内容。一些关键的生物群落（例如山林、古老的森林和湿地森林）应该从林业中排除。如果瑞典所有的森林拥有者都经过环境认证，瑞典森林用地的10%—15%会全部或部分地从使用中排除。落叶树储备量应该至少占总储备量的5%。伐木的方式必须适合森林的条件。在一个经过环境认证的森林，所有的枯木要留下来为各种昆虫和动物提供栖息地（图3-266）。这项标准不允许将森林用地耗尽或者使用化学杀虫剂。在斯堪的纳维亚，需要给予驯鹿业特别的关注，并且禁止在山林和主要生物群落铺设林业道路。① 森林管理委员会（FSC）。该委员会成立于1993年，由来自全世界的300余个成员组织组成。委员会由来自环境和人道组织以及有经济利益公司的人组成。FSC为好的林业实践建立了准则。准则涉及提升环境可持续性和社会进步的森林管理，同时维护经济利益。现今FSC的主要任务是开发准则并认证那些可以轮流认证森林管理的公司。② 森林认证认可计划（PEFC）组织。该组织在1999年建立并由遍及欧洲的家族森林管理者维持，同时包括许多欧洲森林工业和贸易组织。PEFC的目的是开发可持续的森林管理，在生产、环境和社会利益间维持良好的平衡。35个国家是其成员。带有PEFC标记表示产品至少有70%的材料来自于认证木材。

图3-264　临近周边农场的居住区

能源和植物营养问题可以通过减少农场和居住区间的距离来解决。根据生态学者福尔克 冈瑟（Folke Günther）的系统，城市需要重建以便分散人口。居住区应该有自身的水源和污水系统并且80%能够达到食物自足。资料源于福尔克 冈瑟（Folke Günther）

图3-265　私人菜园

一个私人的生物动力学菜园可以为一个家庭提供大部分的蔬菜需求。资料源于位于瑞典斯曼兰（Småland）孔斯霍尔（Kungshall）的沃恩（Wärn）家庭菜园

图3-266　森林景观中受到危害的物种

瑞典面积的60%覆盖有森林，大约有30 000种物种生长其中。许多植物和动物的生存受到威胁。大规模的林业减少了物种多样性。间隔10 15年的轮替砍伐森林被认为更好，而不是大面积皆伐。轮替砍伐的森林可以比皆伐多吸收30%的二氧化碳。资料源于《环境的十字路口》，瑞典环保局，1995

【注释】

[1]电流通过时产生吸热、放热现象的电子元件。