农业拓展与形态演变的动力机制

一、农业拓展与形态演变的动力机制

农业为什么拓展?农业形态之所以演变,无非是外生动力(exogenous driver)和内生动力(endogenous driver)共同作用的结果。外生动力也叫外在动力,是经济社会及环境可持续发展的需求;内生动力也叫内在动力,主要是科学技术尤其是生物科技。与第二次绿色革命的动力稍有不同的是;农业拓展与形态演变不一定需要借助国际社会的共同努力及其政策的共同推动。

(一)外生动力

五大全球性问题或其潜在危机的出现,以及由此引发的经济社会及环境对相关产业发展的绿色需求,客观上要求作为生物质相关产业基础的农业必须拓展、变革与转型,因而成为农业拓展与形态演变的外生动力。

农业变革的外生动力可分解为五项因素:

第一,粮食、纤维、食油以及为工业增值服务的原材料需求,后者包括为生产清洁可持续能源、化学品、生物基材料而兴起的对能源作物、藻类、农林水主副产品及其废弃物的需求。

第二,为缓解水土资源紧张状况,提高淡水资源、土地资源特别是耕地利用率的需求。

第三,农业新功能需求,包括:功能食品需求;与食品相关的营养需求和健康医疗需求;增强作物抗性(抗病虫害、节水、耐旱、耐盐碱等)需求;生物多样性及其他生态需求。

第四,为应对全球气候变化、减少化石能源消耗的节能减排(低碳)需求,包括消纳处理城市固体废弃物的需求。

第五,为解决当代面临的食品及营养、健康医疗、资源、环境等全球性问题而采取的政治与公共管理需求。

(二)内生动力

科学技术特别是其中的生物科技推动了农业新型业态的形成,是农业拓展与形态演变的内生动力。例如,新一代基因编辑技术CRISPR-Cas9正在成为植物育种的革命性技术,因其可能摆脱“外源基因”的说辞而促进“新型”转基因农业的发展。再如,互联网等信息技术催生了“互联网+农业”新业态的形成。

相对于由经济社会及环境外在需求(拉动)构成农业拓展、变革与转型的外生动力,以分子生物学及基因工程为核心的生命科学与现代生物技术,则成为推动农业拓展、变革与转型的内生动力。

生命的本质是复杂的化学作用,自然界所有生命具有本质上的高度一致性。这种一致性主要表现为以下几个方面。

第一,生命特征的基本组成物质和生物界遗传物质的共性——所有生物的蛋白质都是由相同的20种氨基酸以肽键连接,核酸都是由相同的4种核苷酸以核苷酸链构成。

第二,基因规律在所有生物体内的表达(语言)机制是相同的。

第三,遗传密码的通用性——几乎所有的生命都共用一套遗传密码,为“人为改变生物性状”提供实现可能性。

第四,生命有共同的起源,不同生物体的细胞中的很多结构如细胞核、线粒体、高尔基复合体等具有相似性。

第五,所有生物的生化反应都是由酶来催化的——基本的生化相似性,物质和能量代谢过程很相似。

分子生物学与基因工程揭示出生命本质的高度一致性,使得基因能够在不同生物体之间转换表达,来自两种生命形态的基因可以融为一体。由此自然界物种之间的界限或称种间隔离(基因隔离)或将被打破,各种生物的基因可以通过修饰或编辑在分子水平上实现通用,基因在跨界的不同生物体之间转换表达,从理论变成实践、从可能化为现实,从而让生物表现出以自然处理方式(含杂交育种)难以获得的对人类有益的性状,正在从根本上导致农业与其他生物质产业的融合及边界淡化,进而增强农业的可拓展性。因此,生命本质的高度一致性,既构成新一轮农业变化拓展的物质基础,也成为新型农业体系形成与发展的理论基础。