二 种植业面临的挑战

20世纪中期以来，种植业取得了举世瞩目的发展。世界粮食产量的快速增长主要得益于农业“绿色革命”。第一次农业绿色革命始于20世纪50年代的墨西哥，60年代后期在大多数发展中国家相继大规模开展。第一次绿色革命的一个显著特征是大面积推广现代高产品种，大量使用化学物质（化肥和农药）和灌溉用水，因此也被人称为“肥水农业”。通过这场绿色革命，发展中国家农业科技进步加快，灌溉技术不断发展，良种良法得到推广应用，农药、化肥等农业投入品和以石油燃料为动力的农用机械得到大面积使用，大大提高了农业生产率。

毋庸置疑，第一次绿色革命对世界农业，尤其是种植业发展起到了促进作用，功不可没。然而，其带来的负面效应及后遗症也是显著的。近年来，第一次农业绿色革命的局限性和对长期可持续发展带来的问题日益暴露出来。在许多国家，长期过分依赖化肥的投入，过量施用农药和不合理使用土地，带来耕地质量严重下降，土壤日益贫瘠甚至退化，地下水枯竭，虫害肆虐，生物多样性遭到侵蚀等负面影响。作物继续增产乏力，对种植业的可持续发展造成威胁。联合国粮农组织最近发布的《土地及水资源状况》指出，全球农业生产已接近资源极限的地区正在迅速增加，许多地区农业生产增速不断放缓，如今仅有“绿色革命”全盛时期的1/2。农业生产增长率一直在持续下降，如主要粮食作物小麦单产的年增长速度已由1980年的5%左右滑落到2005年的2%，水稻及玉米单产增长则从原来的3%以上下降到1%左右。更为严重的是，由于人口的不断增长，人均耕地面积的逐渐减少和化学物质的不断投入，农业生产体系出现不可持续性，自然资源基础的质量得不到可靠保障，粮食安全和人类社会的整体生存质量受到新一轮威胁。农业持续发展面临新的挑战，亟待第二次新的绿色革命予以应对。

第二次绿色革命由世界粮食理事会第16次部长会议于1990年首次提出，其初衷比较单纯，旨在通过国际社会共同努力，运用以基因工程为核心的现代生物技术，培育既高产又富含营养的动植物新品种以及功能菌种，促使农业生产方式发生革命性变化，在促进农业生产及食品增长的同时，确保环境可持续发展，从而为发展中国家培育既高产又富含维生素和矿物质的作物新品种。随着近年来人们对可持续发展认识的提高和对第一次绿色革命的不断反思，对第二次绿色革命有了新的认识。

2006年9月12日，联合国粮农组织前任总干事雅克·迪乌夫呼吁国际社会发起第二次绿色革命，以满足人口不断增长的对食品的需求，同时保护好自然资源和环境。

2008年5月14日，联合国秘书长潘基文呼吁国际社会共同努力，推动新一代技术和耕作方式的开发利用，使第二次绿色革命成为可能，以便在促进农业生产的同时，确保环境和可持续发展目标。因此，也有专家认为“第二次绿色革命”的关键点是“少投入，多产出，保护环境”，即通过国际社会共同努力，促使农业生产方式发生革命性变化，在促进农业生产及食品增长的同时，确保环境可持续发展。相对于第一次绿色革命的目标主要是增加食品产量而言，第二次绿色革命的目标则是多元化发展。新绿色革命的重点不再是单纯介绍新种类高产小麦或稻米，而是聚焦于更充分、更有效地利用现有自然资源，即在追求粮食增长的同时，更加关注生态保护与环境可持续发展。

（一）种植业生产环境状况发生变化

在人们不断采用各种手段努力增加作物产量的同时，种植业生产环境及社会经济状况也在迅速变化。气候变化、能源短缺、水土资源退化等对种植业持续发展带来许多新的制约。

1．气候变化

全球气候变化是影响种植业持续发展的严峻挑战之一，如气温、降水的改变，极端天气增多，自然灾害频发以及突发性病虫害等。农业，尤其种植业，是对气候最为敏感的产业。气候变化对种植业带来的不利因素，将加大农作物生产的不稳定性，不仅影响作物品种的可种性及其种植时间，也会对种植业生产潜力造成威胁。气候变化会以多种方式对种植业产生影响，如气温升高、降水变化造成干旱或洪涝灾害、杂草生长和病虫害带来的压力等。有关研究表明，平均温度上升会导致作物生育期缩短与早熟、有效分蘖减少、穗重下降、产量降低等。

气候变暖还直接影响病虫害的发生流行及其地域分布。温度直接影响病虫害的生长发育及其危害能力。气温升高后，某些虫害的分布区可能扩大，这就是为何暖冬往往会导致来年虫害大暴发的原因。农业生物灾害种类多、危害大是粮食增产和农产品质量提高的重要制约因素。

2．能源短缺

种植业生产可以利用的自然环境除了气候资源外，还包括土地资源、水资源、生物资源和能源等。由于全球能源短缺，使成为农业和粮食生产供应能源的能力和能源价格充满不确定性。化肥、农药、农膜等农业生产所需要的关键生产资料，通常受石油、煤炭、天然气等能源市场价格的直接影响。随着石油价格的上升，带来生产资料价格上涨，农业生产成本不断增加，给种植业生产的持续稳定发展带来不利影响，农业比较效益偏低的问题更加突出。

与此同时，受能源危机影响，全球生物燃料成为农产品最大的新兴需求来源，不断增加的生物燃料产量已对农产品市场和粮食安全产生显著影响。生物燃料的发展造成农产品价格上涨，将有限的种植业资源生产的产品用于非食物用途，给全球粮食安全增加了压力。

（二）耕地退化严重，土壤质量下降

耕地是作物生产的基础，维护耕地数量与质量，对种植业可持续发展至关重要。根据联合国粮农组织最近公布的《世界粮食和农业领域土地及水资源状况》表明，全球25%的土地已高度退化，其他8%为中度退化，36%为稳定或轻度退化，仅有10%，大约有16亿公顷质量好、生产力最高的土地能被用来种植农作物（这些数字包括所有类型的土地，而不仅仅是农田），但也被列为“正在改善”的类别。

由于一些传统耕作方式导致水蚀和风蚀，有机质流失，表土板结，盐碱化和土壤污染，以及养分流失，全球土地正逐渐退化。土壤退化降低了化肥、灌溉等投入的生产能力。据联合国环境规划署估计，不可持续的土地利用方式已导致全球农田生产率年均净减少0.2%。更令人担忧的是，适耕土地的分布情况对最需要增产的国家十分不利（见表1、图1）。低收入国家的人均耕地面积还不及高收入国家的一半，而且适耕性也较低。在人口快速增长的发展中国家，大多数没有进一步扩大耕地面积的空间。因此，随着人口及收入变化，预计对粮食增产的需求将集中在低收入国家。

联合国粮农组织有关土壤退化的定义，不仅包括土壤资源退化本身，还包括对受影响生态系统其他方面的评估，如生物多样性的丧失。根据联合国粮农组织首次对全球土地状况的全面评估，土壤质量下降是目前粮食安全和农业发展的最大威胁。所有大洲的大部分地区都存在土地退化情况，其中亚洲为土地退化发生率最高的地区。目前，约有占旱地面积47%的雨养耕地土壤肥力下降和土壤结构退化，占旱地面积30%的人口密集程度高和农业潜力大的灌溉耕地退化（见图2）。

（三）水资源退化 危及种植业生产力

联合国粮农组织的资料表明，在过去50年里，全球耕地面积扩大了12%，全球灌溉面积同期扩大了一倍，在新增净耕地面积中占到绝大部分。同时，由于主要作物单产的大幅提高，农产品产量增长了2.5~3倍，其中40%以上粮食增产源于灌溉耕地。然而世界上一些地方的增产却带来了土地及水资源退化以及相关生态系统产品及服务的恶化。

在发展中国家由于农业灌溉排水基础设施薄弱，多数耕地是“望天田”，雨养农业仍然是世界上主要的农业生产系统，也是多数农村贫困人口赖以生存的基础。然而，雨养农业受到降雨量不稳定因素影响，生长期中土壤湿度难以持续保持，导致肥料、农药和植物养分的利用效率降低，从而导致单产减少。

受全球水资源危机影响，灌溉水资源问题将是制约种植业生产持续稳定发展的重要因素。一方面，农业生产的灌溉所需资本和投入成本将随之提高；另一方面，第一次绿色革命后，发展中国家通常大量投入灌溉来替代自然资源。但在许多发展中国家，由于农业用水方式粗放，水资源利用效率效益不高，造成水资源短缺与水资源浪费共存的尴尬局面。

在环境变化、能源短缺以及资源退化的共同影响下，未来粮食安全的可持续性也日益面临更为严峻的挑战。