水稻在传统生态农业中的作用

2019-12-15徐旺生

自然与文化遗产研究 2019年1期

徐旺生

（中国农业博物馆研究部，北京 100026）

中国耕地面积占世界耕地面积的7%，这7%的耕地面积支撑着超过20%的人口。中国拥有唯一不曾中断的文明，这与中国古代的精耕细作技术体系密切相关。美国国家土壤局局长富兰克林.金在20世纪初来东亚考察农业，他发现中国农民很普遍地用大约1英亩（1英亩≈0.4 ha）土地，养活一家人，而同样地块在当时的美国也许只能养活一只鸡。中国土地连续耕种了几千年，不仅没有出现土壤退化的现象，反而越种越肥沃。中国农业以豆科作物为核心的合理轮作，以及使用有机肥的农法，值得西方农业学习和借鉴。

刘冬生等引用美国植物学家King Z. L.的实验，后者曾用6种作物来做对水分利用率的实验。实验结果表明，水分利用率按粟、高粱、玉蜀黍的顺序依次降低，小麦耗水量较之粟高出一倍[1]。由此可看出，以粟类农作物为主的中国旱作农业特点与中国文明发展的不曾中断有关，而世界上其他几个古文明的消失与4 000前左右气候变化，以及过分依靠灌溉农业有关。

上述这些关于中国古代文明的论述值得肯定，因为没有精耕细作，中国农业的确无力供养那么多的人口。文明没有中断，与气候相关，也与小米相关，亚洲大陆因为青藏高原的隆起，内地干旱少雨，而能够抗旱的作物，特别是在北方，就会展示出优点。不过干旱化如果继续，小米的耐旱性能只能利用现有的墒情，但不能创造墒情。所以气候因素作用只是比其他文明国小，但还是会发生根本性变化。而事实上隋唐以后，中国北方还是出现了环境问题。

王建革认为，如果考察近4 000年的中国文明，很容易发现文明中心并不是在一个地区持续存在的，而是发生了明显的转移现象。具体来看，应发现其中黄土高原支持了最初的大约1 500年，华北平原支持了大约1 000年，南方的低湿地区支撑中国文明后期的1 500年[2]。具体说来，隋唐以前的北方旱作农业只对文明支持2 500年，而后中心开始转移，隋唐以后的中国，经济依赖于南方地区。

但是在论述魏晋南北朝时期开始，经济中心由北向南转移时，更多提到的是，北方人口向南方转移，带去了技术与资金，利用了江南地区的塘浦围田体系，通过筑堤，围垦沼泽土地，以确保旱涝保收。但是很少有人从作物的角度指出水稻的作用。显然南方稻作农业才是其根本与主角。这时依赖的不再是小米，而是大米。中国地理环境的特殊性，主要表现在南方低湿地与季风气候，夏季的高温与高湿，有利于水稻的生长。从隋唐以后，水稻成为南方经济中心的重要依靠。没有水稻，隋唐以后的历史是要重写的。

西欧有人从生态的角度认为河流的走向决定了文明是否中断，旱地作物也许存在纬度区别，西方人并不了解水稻的价值，中国的水稻在南北地区都能种植，水稻穿越了纬度限制。

水稻是中国古代文明自隋唐以后的最大的功臣，没有水稻，农业历史将是完全不一样的。前面讲了水稻的高产性能对古代的贡献，实际上更为重要的特点是水稻的生态功能，构成了合理的循环利用系统，才使得中国的农业支撑了众多的人口。

惠富平在《稻米春秋——中国稻作历史与文化》认为，旱作农业区常常发生农民起义，而水稻产区则基本上没有。以水稻为中心的高度合理的生态系统，构成了有机的生物系统，并构成了有弹性的社会系统。笔者曾经在“水稻与中国传统社会晚期的政治、经济、技术与环境”有所论述[3]，但是还有进一步论述的必要，下面具体论述水稻在传统农业系统中的生态价值。

1 水稻与牛、猪构成了大的生态循环利用系统

我们知道，中国古代在驯化与种植的过程中，不断地选育新的品种，北方旱作地区主要以小米为对象；而在南方，则是以水稻为主要驯化对象。水稻是自然赋予中国人的珍贵的礼物。它与猪、牛构成了一个非常合理的循环利用系统。

在南方，水稻的价值不仅体现在其产量高上，而且水稻与其他物种构成了合理的生态系统。水稻与牛、猪构成了一个大的种养结合的循环利用系统。这个系统可溯源到余姚河姆渡遗址时期。距今大约7 000年前，新石器时代中期宁绍平原的农业经济和家畜饲养就比较发达。其中以在河姆渡遗址为代表，该遗址出土了稻谷遗存，经过科学鉴定，一度被认为是世界上最古老的人工栽培稻，只是后来陆续被湖南的考古发现所突破。除了稻作农业的高水平外，河姆渡遗址出土了猪、狗和水牛的骨骼，这些骨骼被证实为家养的。在出土的一件陶盆上，同时刻画稻穗和猪的图像。而用作生产工具的骨耜，是用水牛的肩胛骨制作而成的。具体而生动地反映出家畜饲养与农业生产的紧密关系。

实际上我们从大的场景来看，河姆渡遗址生活的古人，种植水稻，饲养家畜牛和猪，这就是一个由水牛、猪、水稻共同构成的生产系统，而这个系统发展到现在持续了数千年，一直到唐代开始发挥其更加重要的作用，并将这种作用延续至今。

在这个系统中，人是主导者，牛提供耕田的动力，主要用于种植水稻。人吃稻米，其副产品稻草用来喂牛，稻草富含纤维素，特别是以干草的形式作为冬天的主要饲料。

人吃米，牛吃草，剩下的米糠用于养猪。猪是一个收集器，吃人剩下的残羹剩饭、泔水，废物利用了人所不吃的东西。

水稻全身是宝。最珍贵的大米用来消费。牛和猪吃水稻的副产品，并且各自分类，不竞争。可能在特别严重的荒年才会从人口中夺食。稻草可用做原料，烧火做饭；稻草是建筑材料，成为屋顶上遮风雨的草棚；稻草可以制作草鞋；稻草还可作为猪圈和牛栏的垫料，经过猪、牛的践踏和嚼食之后，加上遗撒的便溺，堆积之后便成为稻田基肥的主要来源。

人、牛与猪，分工协调，各取所需，互不冲突，充分利用了水稻稻株全部，所有的剩余物与过腹产生的粪便又都回到土地，形成了一个循环利用系统。

这个系统中的动物主角一直没有改变，也许其中的牛由水牛变成了黄牛，因为黄牛也可以在水稻田中劳作。犁由此前的直辕犁改进为曲辕犁，效率更高。这个系统的特征是种养结合。

今天农家小规模的种养结合已经出现了明显的分离现象，养猪已经不是多数农家的日常选项，大田中此前耕牛的劳动的场景，被也被机械所替代。今天种养业中专业化、规模化生产快速发展，此前大规模的种养衔接变得种养分离，畜禽粪便、作物秸秆这些本应该是宝贵的资源，但由于种养循环的链条断裂，反而成为污染源[4]。2017年农业部推进5大行动，其中有3项行动涉及弥补上述种养循环链条断裂①中华人民共和国农业农村部. 农业部关于实施农业绿色发展五大行动的通知[EB/OL].[2017-4-26].http://www.moa.gov.cn/govpublic/BGT/201704/t20170426_5584189.htm.①畜禽粪污资源化利用行动。这个行动以规模化养殖场为重点，让种与养之间建立一个互利系统，使得种养结合、农牧循环，达到可持续发展的境界。在2020年左右，初步解决规模化畜禽养殖场的废物利用问题，污染变资源化。②果菜茶有机肥替代化肥行动。到2020年，果菜茶优势产区化肥用量减少20%以上，果菜茶核心产区和知名品牌生产基地（园区）化肥用量减少50%以上。③东北地区秸秆处理行动。到2020年，东北地区秸秆综合利用率达到80%以上，基本杜绝露天焚烧现象。。如果没有水稻参与，南方农业不可能形成这个大的循环利用系统。

2 水稻与小麦共同组成了稻麦二熟制，形成了水旱轮作系统

小麦是外来作物，至少在距今4 000年前被引入到中原地区。开始是在春天种植，很明显其需求水量要比小米高，在干旱的环境下自然产量难以对小米形成优势。后来人们逐渐摸索出冬天播种，也就是冬小麦。这时小麦与小米播种期不冲突，就有续绝继乏的功能，既解决青黄不接的问题，又可能在土地狭小地区实行二年三熟制度。小麦后来在南方推广，与水利形成新的轮作制度。

在唐代，为了提高土地的利用率，云南地区的人们开始将水稻与麦子的种植结合起来，形成稻麦二熟制。宋代以后，这种轮作方式盛行。这是一种以水稻为中心的水旱轮作方式，具有较好的生态效应与价值，具体如下：

一是有利于土壤养分的循环利用。通过水旱轮作土壤中养分的积累和释放，而得到调节，促进土壤养分合理分阶段利用，间接地起到恢复和提高了地力的作用，形成了良性循环。

二是改善土壤的物理性状。长期种稻的土壤，尽管产量并不会快速减少，但是容易板结，改为旱作以后，可使土壤疏松，透气好，营养物质释放充分。

三是减轻病虫和农田污染对作物的病害。作物病害、虫害有许多附着于土壤、杂草、稻根及其他作物残体上，感染并传播疾病。通过水旱轮作，改变农田环境，可消灭和减少病源，消灭虫卵，达到减轻病虫危害的目的。

四是消除杂草。如同病虫害一样，杂草也有一定的适宜环境。水旱轮作后，水、旱杂草的生长环境发生变化，能达到抑制、减少，甚至消灭杂草的目的。

五是有利于充分利用土壤中各层次养分。水田作物与旱作作物的根系存在区别，对土壤养分的吸收存在区别。大致说来，水田作物一般根系较浅，主要吸收耕层养分；旱田作物主根入土较深，能加强对耕层及耕层以下养分的吸收。长期种植一种作物则只能利用其相应根系的营养。稻棉轮作，浅根系与深根系作物交替，能加强对土壤多层养分的吸收[5]。

稻麦二熟制对于南方经济的发展起了重要作用，使得这一地区能够充分利用土地获得粮食，特别是冬闲田。设想如果没有水稻，就不可能形成水旱轮作。因为水田作物目前只有水稻，不论长江中下游地区的稻麦轮作制的二熟制，还是珠江流域的两季稻加一麦的三熟制，都是以水稻为中心的。

3 水稻促成了小的种养结合系统——稻田养鱼、养鸭的生态农业出现

水稻除了与牛、猪形成大的循环利用体系，与小麦形成水旱轮作外，水稻种植还与养鱼、鸭、虾等结合，形成另外一种生态模式，被称作稻鱼等共生系统。明清时期，人们发现在稻田养鱼是一种很好的解决耕地面积有限，生存空间狭小，动物蛋白质不足的方式。浙江青田很早就形成了稻鱼共生系统，这是一种在空间上进行的立体“套种”，其原因是，明清以来人多地少成为普遍现象，于是人们需要充分地利用土地，不得不在种养业之间进行深度融合。当人们想吃鱼，而没有渔塘来养鱼时，于是利用稻田养鱼，形成了今天我们推崇的稻鱼共生系统。

稻鱼共生系统的意义重大：①稻鱼共生，种养结合，节约了土地，减少了中耕所需要的劳动力投入，可谓一举多得。“稻田养鱼”将种稻和养鱼有机地结合起来，田鱼觅食时，搅动田水，搅糊泥土，为水稻根系生长提供氧气，促进水稻生长。田鱼吃了稻田里的猪毛草、鸭舌草等杂草，以及叶蝉等害虫，免去了使用农药和除草剂，田鱼的排泄物又给稻田施加有机肥料。②长期以来，主要从事种植业的民族，劳动所得多是一些植物性食物，食物结构单一，品质欠佳。而“稻田养鱼”则在收获水稻的同时，还能收获动物蛋白，弥补了农耕民族食物中动物蛋白质不足的缺陷。③它是一种空间上进行的立体“套种”形式，节约了土地，在一定程度上缓和了长期以来历史上人地关系紧张的矛盾。④由于稻鱼共生，减少了对农药的依赖，维护了生物多样性，提升了水生环境中杂草的价值。

生物多样性能够抑制化学、石油农业所带来的负面影响，促进人与自然的和谐相处。除了稻鱼共生以外，人们还从事稻蟹共生，稻鸭共生，稻虾共生，甚至稻鱼鸭三者共生，这些都是利用养殖的动物吃田中杂草、害虫，而粪便用于肥田。

2005年，联合国粮食组织在评选首批全球重要农业文化遗产（GIAHS）时，将中国浙江青田稻田养鱼系统为特色的稻鱼共生系统列为5项全球重要农业文化遗产之一，即是考虑其具有可持续发展的潜力，并期待在今天在农业与环境之间建立一种和谐发展关系成为可能。而这所有的优势与前景都是基于水稻这个重要的作物之上。

4 水稻不会造成水土流失

土壤自形成至能种植作物是一个漫长的过程。在中国北方，黄土是主要的土壤类型，其堆积很深，垂直层理，虽容易耕作，但容易形成水土流失。北方旱作农业必然会引起土壤的松动，因此到了汉代，水土流失问题已经相当严重。黄河在汉代之前名“河”，至汉代，由于河水浑浊不清，改名黄河。此后，随着自然生态环境的改变，社会生态也逐渐出现问题，由于北方战乱，中国的经济重心开始向南方转移。南方承接经济文化中心的转移，其根本原因是水稻生产在起作用。

与旱地容易导致水土流失相对照的是，低湿地水稻田不会造成水土流失，这是其一大优点。稻田的水面能够稳定土壤中的氮和有机质的含量。非平原地区的梯田和冲田的田埂，都能够起到减缓水土流失的作用，而不会造成如西南山地地区，因引进美洲高产旱作作物而引起水土流失问题。

5 水稻促进了对丘陵与山地高质量的利用

由于水稻的优势存在，丘陵地区出现了冲田，而高山有水源的地区出现了梯田。梯田是一种在高山地区种植水稻的土地利用形式。一般情况下，高山本来只能种植旱地作物，然而一旦有水源，人们便将其修成梯田，用来种水稻，以利用水稻的高产性能。典型意义的梯田，即坡度较高的高山梯田，多见于西南高山地区，山顶森林茂盛，能够涵养水源。它不需要开挖专门的蓄水设施，而是主要依靠梯田的土壤和森林涵养水源，形成隐形灌溉系统，涵养的水源持续下渗，以供水稻生长。

云南红河一带降水量充沛，高山上森林密布。随着时间的推移，山腰间修建了众多的梯田，梯田稻作文化越来越发达，并被今天的研究者总结为森林、梯田、村庄、河流四度同构体系，是当地人们赖以生存的体系，同时也是生态文明的典型，也被评选为联合国粮农组织的全球重要农业文化遗产。

除了高山梯田，广泛分布于南方丘陵地区的梯田，如湖北东部的冲田，是另外一种形式，或称为丘陵梯田，其面积远远要比高山梯田大。冲田是利用两丘之间的土地，开垦为梯级稻田，坡度比云南元阳等地的高山梯田要小，只是冲田上部有人工挖掘的独立池塘，蓄水以供灌溉，能够持续提供水稻生长过程中所需要的水分。

无论是高山梯田，还是丘陵梯田，其主要是借助水稻这个高产作物。如若没有水稻，南方高山与丘陵地区种植旱作作物的产量一定比水稻低，今天也就难以看到令人神往的梯田景观。

6 自然系统下的社会系统

水稻成为南方主要作物，支撑着整个国家的经济发展，唐代韩愈说江南赋税居整个国家的90%，历史上，大运河主要用来运输江南的粮食稻米，以供应北方之需。宋代的“苏常熟，天下足”；明代的“湖广熟，天下足”等谚语流传，都是因为水稻在其中起决定作用。

宋以后，南方地区人口的大幅度增长，政治系统的相对稳定，其中起决定作用的因素很多，但是水稻肯定是关键，因为高产的性能能够养活更多的人口。即使是人口增加，人均土地数量减少（封建地租在后期达到很高的水平，剥削程度远超过北方，有江南重赋一说），但一直到清末，并未发生大规模动乱，这充分体现了南方地区以水稻为主体的农业生态系统对社会具有强大的支持作用。何炳棣指出：封建统治者只要维护社会稳定、抗御北方的侵犯者，便可以获得长期的稳定统治，与封建社会前1 000年的那种政治动乱情形形成鲜明的对比。尽管没有“均田制”的推广而平衡地权，也没有汉武帝那样大规模兴修水利而发展生产，但宋、明、清3个王朝统治时间各超过200多年。到了清末，南方地区在人口压力进一步增加的条件下，才发生像太平天国这样的社会动荡局面。而农民起义主要发生在北方的旱作农业区。

学术界认为中国清代人口的快速增长主要与美洲作物的引进，并大量种植于山区有关。次要原因是清代前期将历代相沿的丁银并入田赋，摊丁入亩，客观上减轻了底层农民人头税的负担。这固然是一种合理的解释，但并没有对水稻在其中的重要作用给予足够的关注。事实上，水稻的作用远比美洲作物重要，美洲作物在这一时期并没有取代水稻的地位，它们只是替代了原有的旱作作物，如小麦、小米等。这也间接说明了当时社会主要依靠以水稻为中心的多熟制度，水稻生产技术也有相应进步，如水旱轮作、稻鱼共生等。直到20世纪70年代粮食短缺时，许多南方地区改旱地为水田，目的便是为提高产量。