生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科內涵探討

　　摘要：生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科面臨新的機遇與挑戰(zhàn)。該研究依據(jù)生態(tài)文明時代的新思想與新要求，提出了生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科新的內涵，探討了農(nóng)業(yè)工程學科研究對象、理論體系和研究方法等學科要素的演變。生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科的研究對象從農(nóng)業(yè)生物系統(tǒng)向農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)拓展、理論體系融入生態(tài)文明理念、研究方法應具備系統(tǒng)工程思維，并對國內外農(nóng)業(yè)工程學科探索實踐的事例進行了分析，為社會持續(xù)繁榮的農(nóng)業(yè)文化倫理形態(tài)提供技術支撐，使農(nóng)業(yè)工程學科成為推進人、自然、社會和諧共生、良性循環(huán)、全面發(fā)展的科學力量。

　　關鍵詞：農(nóng)業(yè)工程；生態(tài)；文明；學科內涵；學科發(fā)展

　　0引言

　　的農(nóng)業(yè)工程技術有著悠久的歷史。公元前256年修建的都江堰水利工程，世界最早的有關農(nóng)業(yè)工程技術的著作如《耒耜經(jīng)》、《齊民要術》等，均見證了中國農(nóng)業(yè)工程在農(nóng)業(yè)文明時代的發(fā)展[1]。進入工業(yè)文明時代后，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學科最早起源于美國，1907年美國農(nóng)業(yè)工程師學會的成立標志著農(nóng)業(yè)工程作為一門獨立工程學科地位的確立，同時也首次提出并使用了“農(nóng)業(yè)工程”一詞。的農(nóng)業(yè)工程學科是自1979年農(nóng)業(yè)工程學會成立后才得以明確[2]。作為工業(yè)文明時代發(fā)展的產(chǎn)物，農(nóng)業(yè)工程學科解決了一系列工業(yè)文明社會中現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展所面臨的工程學難題，并得到不斷發(fā)展成熟，在科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、研究隊伍、平臺建設、交流合作、學術成果等方面取得了巨大的成就，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展做出了杰出的貢獻[3-7]。

　　文明是人類社會進步的標志。人類的發(fā)展進程先后經(jīng)歷了原始文明、農(nóng)業(yè)文明和工業(yè)文明，生態(tài)文明是人類發(fā)展的一個新的文明境界，是工業(yè)文明之后的文明形態(tài)[8-9]。共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會提出了走向社會主義生態(tài)文明新時代[10-11]。在十九大中也強調了生態(tài)文明建設在未來的發(fā)展中的重要性[12]，這些都標志著社會正在從工業(yè)文明進入生態(tài)文明時代。工業(yè)文明開啟了人類現(xiàn)代化生產(chǎn)和生活，但在技術發(fā)展的同時也造成了全球性的資源與環(huán)境問題，化石能源的過度使用出現(xiàn)了日益嚴重的人類生存危機[13-14]。工業(yè)文明時代的高生產(chǎn)率發(fā)展觀顯然存在一定不足和問題，人類開始考慮各種生產(chǎn)生活行為對環(huán)境的影響[15]，開始考慮在向自然索取的同時如何回報自然、保護自然，這種觀念的改變充分反映了人類文明的進步，也是開啟生態(tài)文明建設的必然要求[16-18]。在生態(tài)文明時代開啟之時，作為與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境直接相關的農(nóng)業(yè)工程學科必須在理論上提升認識高度，所有的研究都應該強調人與水、土、綠等資源利用和諧共生的科學倫理觀，把保護自然環(huán)境、維護生態(tài)平衡上升為倫理道德來認識[19-21]。要在學科建設和人才培養(yǎng)的過程中，以這樣的思想為指導，充分體現(xiàn)社會文明的進步[22-24]。科研方向選擇是否合理，學科建設方向是否正確，學科發(fā)展是否有生命力，主要的衡量標準應該是：是否充分地考慮了人與自然的協(xié)調關系、是否充分地考慮了生態(tài)的正常循環(huán)[25-27]。本文根據(jù)生態(tài)文明時代的新思想與新要求，提出了適應生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科新的內涵，探討了學科新的研究對象、理論體系和研究方法，并分析了國內外農(nóng)業(yè)工程學科探索實踐的事例，幫助農(nóng)業(yè)工程學科在生態(tài)文明建設中發(fā)揮應有的作用，適應新時代的需求，為構建和諧社會做出貢獻。

　　1生態(tài)文明時代的農(nóng)業(yè)工程學科內涵

　　生態(tài)文明要求人類按照地球生態(tài)系統(tǒng)平衡規(guī)律，規(guī)范各種生產(chǎn)活動和生活方式，所以農(nóng)業(yè)工程學科的內涵將會發(fā)生變化（見表1）。工業(yè)文明時代，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相對落后，農(nóng)業(yè)工程學科以農(nóng)業(yè)機械化、電氣化、水利化等技術為主要研究方向，目的是幫助提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、增加農(nóng)業(yè)經(jīng)濟收入，經(jīng)濟與技術是這個時期農(nóng)業(yè)工程學科關注的主要因素。進入生態(tài)文明時代，農(nóng)業(yè)工程學科發(fā)展的主要目的已轉變?yōu)榇龠M人與自然和諧共生，在尊重和維護自然環(huán)境的前提下，發(fā)展農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)濟，在關注人與農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時，更加注重人與自然的關系。農(nóng)業(yè)工程學科不再僅僅關注農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟與技術，農(nóng)業(yè)生態(tài)和農(nóng)業(yè)文化等因素也將受到學科發(fā)展的重視，并且占據(jù)著重要地位。生態(tài)文明時代認為改善生態(tài)環(huán)境和降低資源消耗本身就可以充分發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和降低資源消耗就能高質量發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，增加農(nóng)業(yè)經(jīng)濟收入。自古以來的農(nóng)業(yè)文化推崇自然和諧，傳統(tǒng)文化中理想的家庭模式是“耕讀傳家”，既要有“耕”來維持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，又要有“讀”來提高農(nóng)業(yè)科技水平，農(nóng)業(yè)工程學科正是實現(xiàn)“讀”的有力保障，因此農(nóng)業(yè)文化因素正是農(nóng)業(yè)工程學科發(fā)展不可或缺的部分。在人類文明的發(fā)展過程中，農(nóng)業(yè)工程學科的關注重點將從單一的生存要素向兼顧生產(chǎn)、生活、生態(tài)三要素的方向拓展，完成“一生”到“三生”的轉變。學科研究對象要從生物系統(tǒng)向生態(tài)系統(tǒng)拓展、理論體系要融入生態(tài)文明理念、研究方法要具備系統(tǒng)工程思維，為生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科賦予新的發(fā)展內涵。

　　1.1生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科研究對象

　　農(nóng)業(yè)工程學科在生態(tài)文明建設中發(fā)展的主要目的產(chǎn)生了變化，學科的研究對象也將隨之改變（見表2）。

　　生態(tài)文明時代，農(nóng)業(yè)工程學科發(fā)展是以人與農(nóng)業(yè)資源、生產(chǎn)、消費構成的生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，將人、生態(tài)、生產(chǎn)等效益的協(xié)調統(tǒng)一作為目標，融合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學技術與優(yōu)秀農(nóng)業(yè)文化于一體，從生態(tài)平衡角度、以系統(tǒng)工程原理分析解決農(nóng)業(yè)工程問題，為社會持續(xù)繁榮的農(nóng)業(yè)文化倫理形態(tài)提供技術支撐，使農(nóng)業(yè)工程學科成為推進人、自然、社會和諧共生、良性循環(huán)、全面發(fā)展的科學力量。

　　工業(yè)文明時代，農(nóng)業(yè)工程學科下設農(nóng)業(yè)機械化與裝備工程、農(nóng)業(yè)水土工程、農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程、農(nóng)業(yè)電氣化與信息化工程和農(nóng)業(yè)生物系統(tǒng)工程五個學科方向，不同學科方向間關聯(lián)性較小，其研究對象和發(fā)展特點也各不相同[1]。生態(tài)文明時代，農(nóng)業(yè)工程學科的發(fā)展需要綜合考慮人、生態(tài)、生產(chǎn)等多種因素，所以研究對象也不再局限于某種單一的物質，而是將涉及人、生態(tài)、生產(chǎn)等因素的農(nóng)業(yè)資源和農(nóng)業(yè)文化等系統(tǒng)作為一個整體進行研究，不僅要提高勞動生產(chǎn)率，還要追求生態(tài)環(huán)境的保護、農(nóng)耕文化的傳承以及人與自然的和諧發(fā)展。從單一性向系統(tǒng)性的轉變是生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科研究對象最顯著的變化。

　　1.2生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科理論體系

　　學科的理論體系會隨著研究對象的變化而改變。工業(yè)文明下，作為一門交叉性學科，農(nóng)業(yè)工程學科的發(fā)展與工程科學、生物科學和管理科學的發(fā)展密切相關，支撐其學科的基礎知識體系如圖1所示。

　　2農(nóng)業(yè)工程學科發(fā)展與建設

　　2.1農(nóng)業(yè)工程學科發(fā)展趨勢

　　農(nóng)業(yè)工程學科的發(fā)展順應社會的需求。當歐美各國相繼實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化后，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)工程學科理論體系已經(jīng)不能滿足其社會發(fā)展需求，在第三次科技革命的推動下，借助電子計算機、生物工程、新能源新材料等先進技術為學科發(fā)展帶來了新機遇[35-37]。20世紀90年代國際上農(nóng)業(yè)工程學科開始從原來基于應用的工程類學科向基于生物科學的工程類學科轉變。美國農(nóng)業(yè)工程師學會更名為美國農(nóng)業(yè)與生物工程師學會、加拿大農(nóng)業(yè)工程學會更名為加拿大生物工程學會、歐洲農(nóng)業(yè)工程大學研究聯(lián)盟更名為歐洲農(nóng)業(yè)與生物工程教育和研究聯(lián)盟，美國多所高校也將農(nóng)業(yè)工程系改為生物系統(tǒng)工程系、生物資源工程系、農(nóng)業(yè)與生物工程系等名稱[38-39]。從農(nóng)業(yè)工程學科在發(fā)達的發(fā)展實踐中不難看出，“生物系統(tǒng)”、“資源環(huán)境”等詞與農(nóng)業(yè)工程學科聯(lián)系越來越緊密，生態(tài)環(huán)境因素已經(jīng)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中占據(jù)著重要地位[40]。農(nóng)業(yè)工程學科的發(fā)展也在不斷進行著探索[41-43]。隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，農(nóng)業(yè)工程學科的地位、服務范圍和對象發(fā)生了很大的變化，多所高校也在不斷嘗試農(nóng)業(yè)工程學科的新理念，如浙江大學在繼續(xù)加強建設農(nóng)業(yè)工程傳統(tǒng)學科的前提下，進行了二級學科的探索，率先在全國設立了生物系統(tǒng)工程本科新專業(yè)[44-45]。中國的農(nóng)業(yè)工程學科也逐漸向生態(tài)平衡、環(huán)境保護以及社會經(jīng)濟的可持續(xù)方向發(fā)展。學科融合資源環(huán)境、生物科學和信息技術，為生物的生產(chǎn)、加工與資源的合理利用服務，關注改善生物生產(chǎn)手段和生物生長環(huán)境；設計提高人們生活質量的生物系統(tǒng)；為生物資源的合理利用提供先進的工程技術支持[46-47]。

　　2.2農(nóng)業(yè)工程學科應用探討

　　在生態(tài)文明時代，農(nóng)業(yè)工程學科擁有了新的內涵，工業(yè)文明時代的農(nóng)業(yè)工程學科已經(jīng)無法滿足當今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。為了推進生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科的發(fā)展，2017年河南農(nóng)業(yè)大學與黃河科技學院深度合作，以農(nóng)業(yè)工程學科新的內涵思想為指導，共建了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程研究院?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程研究院是以生態(tài)文明建設中的農(nóng)業(yè)工程學科理論與工程技術為主要研究方向的共建科研機構，充分發(fā)揮公辦和民辦高校各自的優(yōu)勢，形成了特色鮮明的不同辦學層次相結合的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程協(xié)同教育模式，推動農(nóng)業(yè)工程學科從工業(yè)文明向生態(tài)文明的轉變?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程研究院通過資源整合共享，按照生態(tài)文明建設理念，圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的工程技術以及生態(tài)文明建設問題開展可持續(xù)研究，以社會經(jīng)濟持續(xù)繁榮為基本宗旨研究構建生態(tài)平衡系統(tǒng)模式并實踐示范，同時探索農(nóng)業(yè)文化倫理形態(tài)形成途徑，推動生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科的科學研究和人才培養(yǎng)。自然界生態(tài)平衡是指植物生長、動物利用、微生物還原過程中物質與能量的平衡，植物生長消耗土壤養(yǎng)分及水和二氧化碳，將無機質轉化為有機質，動物利用植物從有機質到有機質，物質性質沒有發(fā)生變化，地球表面有機質之所以沒有堆積如山就是因為微生物的還原作用，將有機質轉變?yōu)闊o機質，從而達到平衡[48-49]。在工業(yè)文明以前這個過程是平衡的，由于工業(yè)文明時代化肥和石化能源的使用，植物生長和動物利用過程中的一部分有機質沒有通過微生物及時還原回到土壤，造成環(huán)境污染土壤退化，這個平衡遭到了破壞[50-51]。因此生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科需要研究開發(fā)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化循環(huán)利用技術，利用現(xiàn)代生物技術和工程技術強化微生物還原，并及時回歸土壤補充植物生產(chǎn)過程所消耗的營養(yǎng)，減少化肥和石化能源的使用，從綠色環(huán)保的角度出發(fā)，按照圖4表示的物質與能量循環(huán)規(guī)律，建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品流通和消費的廢棄物回收儲運體系，為循環(huán)利用提供資源保障，恢復生態(tài)平衡。此外，還需要開展人與自然和諧共生的工廠化農(nóng)業(yè)，通過工廠化農(nóng)業(yè)進行不依賴于外部能量的資源化循環(huán)利用試驗，構建局部生態(tài)平衡系統(tǒng)，建立資源化技術集成開發(fā)的科研實踐基地、農(nóng)業(yè)工程本科生及研究生的實驗實習基地、農(nóng)業(yè)文化倫理形態(tài)物化說明的教育基地。探索一條農(nóng)業(yè)資源高效利用與生態(tài)文明建設協(xié)調發(fā)展的新途徑，推出一批現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術標志性成果，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向綠色、環(huán)保、可循環(huán)方向發(fā)展。

　　3結論

　　生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科擁有了新的內涵，學科的研究對象、理論體系、研究方法都發(fā)生了相應的改變。農(nóng)業(yè)工程學科以人與農(nóng)業(yè)資源、生產(chǎn)、消費構成的生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，在關注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時，更注重人與自然的和諧共生關系；理論體系融入生態(tài)文明理念，為弘揚農(nóng)業(yè)文化做出貢獻；將研究方法進行了補充和完善，新加入了系統(tǒng)科學、數(shù)值模擬、大數(shù)據(jù)、云計算等研究方法。通過對國內外農(nóng)業(yè)工程學科發(fā)展趨勢分析，表明了生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科新內涵的發(fā)展理念符合社會進步的需求，可為進一步豐富和完善農(nóng)業(yè)工程學科理論體系提供科學參考，使生態(tài)文明時代農(nóng)業(yè)工程學科成為推進人、自然、社會和諧共生、良性循環(huán)、全面發(fā)展的重要力量。

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　　張全國1,2，楊雪梅2，王應寬3，李文哲4,2，夏晨曦2，徐廣印1，茹光明2，孫勇4，王艷錦2，王振鋒1，李哲2

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