游修龄:农田和油田

农田和油田在一定程度上可以代表人类演进的两个阶段。

农田时期的人类,生活和劳动所需的衣食原料——各种纤维和淀粉、蛋白质、脂肪等,都来自太阳能的转化。这种转化从原始农业开始,一直到19世纪,延续了约万年的时间。

农耕

进入20世纪以来,随着工业革命和科学技术的迅猛发展,人们对生活的需求,日益多样化,光凭农田转化的太阳能已经不能满足,必须有不断外加的能源,才能实现。最早是开采煤炭,但自1960年代起,石油消费开始替代煤炭,一跃成为世界第一能源,从20世纪后半叶到进入21世纪,人们开始过着农田加油田的生活方式。虽然农田是基本的,但油田的比重已经远远超过农田。

同样一亩地,现代粮食的亩产是传统农业的三四倍甚至更多,制约传统农业继续提高产量的不是太阳和空气,而是土壤里的营养元素。土壤含有的营养元素是有限的,特别是构成生命基础的蛋白质所必需的氮,随着作物收获就被带走,减少了就要补回去。既然亩产增加好多倍,营养元素的消耗量也要相应增加许多,这不是传统农业那种依靠茎秆还田、种植绿肥和施加人畜粪肥所能弥补得了的,必须紧跟着从外部施加被消耗的氮、磷、钾等化肥(以及相应的除草剂、农药)等,这些外加的能源,归根到底都来自石油。只有开采了石油,才有条件制造化肥、农药、除草剂、塑料薄膜等现代农业不可缺少的辅助物资。

现代农业生产的全过程从整地、排灌、中耕到收获的各种农业机械,以及接下来的农产品加工、包装、贮藏、运输,直到陈列于商店的货架上为止,全部的过程说到底都需要石油能的投入才能启动,才能不断运转。

从能量的角度看,农田收获的麦子,经过人工手制的一碗面,与从超市里购买来的一碗等量的速煮面,两者所含的能量是差不多的,消费者并没有从速煮面里吃进较手工面更多的能量。但是,两者所付出的能量却有天壤之别。

从麦田收获制作的手工面,其所支付的能量只是人的体力劳动支出。而超市出售的速煮面,从田间收获麦子开始,先集中送到面粉厂里,统一加工成袋装的标准麦粉,再转到面食加工厂里,经过一系列流水线的加工,最后成为小包装的成品面,再外加商品包装,经由公路、铁路、水路或航空运输,送到各个市场,再分散上架销售。这个复杂的加工销售过程,就是一系列石油消耗的过程,并没有给消费者添加任何额外的能量吸收,但是消费者无形中却已为此支付了这一碗速煮面的外加能量消耗。消费者一次从超市购买好多食品,回家以后,先要贮放到冰箱里,然后分次消费,路上来回坐汽车等等,无一例外都建立在消耗石油能的基础之上。

同样的一碗面,手工面从生产到消费的距离甚短,人力运输就解决问题。速煮面的生产则要牵动工厂、运输、商品等一系列环节的工商人等,他们都是从农田转移出来的,正是石油促成这种转移,实现了人口的城市化,分化出第一、第二和第三产业的从业者。

如果把农田转化的太阳能通俗地比作一个人的工资收入,他对生活的安排必须根据他的工资收入,进行收支平衡的消费;而有了石油,很象一个人从银行提取他从前辈继承来的大量遗产存款,他可以不必考虑工资的多少,就大幅度消费,提高自己的生活水平。

农田加油田,是人类从此进入工资收入和银行遗产双管齐下的消费方式。在这种消费结构中,农田的支付能力虽然还需要努力提高,但其副作用也日益令人不安(见笔者“单一栽培问题”)。油田的支付能力由于石油的贮藏量(地球银行存款)非常庞大丰富,给人以生生世世、取之不尽、用之不竭的错觉,使人们的消费欲望膨胀不已。由温饱而充裕,由充裕而过剩,因过剩而奢侈,肆意浪费糟蹋地球资源,污染大气环境,破坏生态平衡。在这个过程中,历史遗留的贫穷问题不但没有解决,贫富差距反而更加拉大。消耗石油不仅加速了地球资源的衰竭,同时还以榨取弱势人群的人力资源,降低他们的生活水平为代价。

中国历史上从春秋战国到秦汉的分裂和统一,两汉到魏晋南北朝的统一和分裂,元和清的入侵和统一,说到底都是争夺能源的生存空间~农田(汉族)和牧场(边疆民族),最后以民族融合、农田统一结束。

工业革命以后的世界,由于油田的开发,过去因农田矛盾引发的战争,让位于新一轮争夺油田的战争。所以围绕油田的争夺,也可以比作地球子女对地球父母亲遗产瓜分的争夺。

坐收两次世界大战渔翁之利的美国,挟其科技先进的优势,领先示范享受到消费石油带来的生活丰裕充足的种种好处,欧洲继之,发展中国家为了追赶,加快工业化的速度,就必然跟着表现出对石油需求量的激增,从而加入这个越演越烈的全球性石油战略争夺战。

《人民日报》(2004/07/30 ) 报道胡见义院士的估计,全世界近十年间共开采了约350亿吨石油,到2003年止,世界石油的剩余可采储量仍达到1567亿吨,较十年前增加了11%。如按目前的年消费需求量计算,现有储量到2050年前还可开采 41年,报道说“石油资源的保障仍属乐观。”我国是从1993年起,成为石油的净进口国,2001年石油进口的依存度已经到34%,预计到2020年将进一步达到50 % 。

石油的开采不可能永远增长,据估计,今后20年,世界现有油田的产量将以年均4%~5%的速度递减,即使有新的油田开发投产,也不能扭转减少的总趋势。

“地球存款”的另一个户头是天然气,天然气作为洁净优质的能源,不会污染大气,有后来居上的趋势。2003年,世界天然气产量达到2.63万亿立方米,年增幅在5%以上,预计2030年以后将超过石油,成为第一能源。另一种估计,说天然气按目前的消费量占能源总量的26.6%计,还可以开采百年,如增加到占能源总量的40%,则只能开采七十年。百年也好,七十年也好, 四十一年也好,无论怎样计算,若同地球或人类的历史相比,都如同昙花一现,人们却觉得前途乐观,其实是一种只顾眼前,不顾子孙后代生活的短期思维和行为。

一些环保意识高度警惕的政府部门和科学家们,知道未雨绸缪的重要性,在石油、天然气耗竭之前,寻找可以取代油气的新能源。已知可以代替油气的能源有太阳能发电、原子能发电、风能、水能、潮汐能发电、植物石油能等,其中不少已经投入开发应用,这些新能源,各有各的优点,也各有各的局限性,甚至危险性,它们很难取代油和气,上升到主导地位。

以太阳能发电为例,日本最近已研制出5000平方米(有足球场那样大)的太阳能电池板,可以供应三百户的用电。这当然是很理想干净的能源,但要全面推广这种设备厂装置,首先要投入更大量的油气能的消耗。原子能发电是最干净、高效又持久的电能,但它的意外泄漏问题和易受战争破坏的威慑,始终是个阴影。

美国是最早开发水力发电和水力发电最多的国家,但主张拆除水坝最坚决的也是美国,迄今为止已经拆除了465座大坝。主要原因是大坝的平均寿命约50年,而美国已有四分之一的大坝超过50年。如不拆除,维修成本以及安全威胁与日俱增,一些大坝的维护费用甚至超过拆除的费用。特别是美国的环保意识浓厚,呼吁保护生态环境,促进根治污染、恢复迁徙鱼类的生存繁殖等起了很大作用。

再如埃及的阿斯旺水坝建成之后,解决了一百万亩季节性土地的终年灌溉问题, 新增加的水量又为数百万亩农田的开垦奠定了基础;同时还为周围的村庄提供电力。但阿斯旺带来的负面影响是当初所始料不及。过去尼罗河的定期泛滥,淤积了两岸的肥沃土地,在尼罗河入海处还淤积了宽约100公里的肥沃三角洲平原。几千年来,尼罗河养育了他的儿女,创造了埃及灿烂的文化。 大坝建成之后,尼罗河两岸绿洲失去了肥料的来源,又没有足够的淡水冲刷土壤中的盐分,致使土地盐渍化、沙漠化越来越严重,泥沙淤积使尼罗河下游成了静止的“湖泊”,导致血吸虫、疟蚊卷土重来,阿斯旺地区居民的血吸虫发病率高达80%-100%, 疟蚊从苏丹往北蔓延,尼罗河入海口的沙丁鱼也消失了。

巴西用种植甘蔗提取酒精,代替汽油开汽车,绝对干净不污染空气,技术也没有问题,但它的产量有限,成本过高,至今无法大量应用。风力、沼气发电等,都属可行,但规模有限,无法取代油气,但通过技术改进,这个难题可能会有解决的一天。

任何国家的经济开发和文化生活都要遵循开源和节流的准则,两者是相互促进和制约的统一。光强调开源,没有相应的节流,必然导致资源浪费,加速耗竭。因为任何一种新技术的发明,都会掀起新一轮的油气消耗高潮,新技术发明没有止境,油气消耗也永远没有满足的时候。节流有利于提高消费效率,缓冲对油气的无限制开发浪费。这个原则在农田时期和农田加油田时期都一样。

所谓可持续发展,便是一种对资源浪费的制约和缓解。农田时期的资源浪费,主要表现在滥伐森林、盲目围垦等。付出的代价是童山濯濯,水土流失,洪涝为害。孟子说“数罟(过密的网)不入洿池,鱼鄨不可胜食也;斧斤以时入山林,材木不可胜用也。”还有管子、荀子等,都有十分警惕的合乎可持续发展原理的言论。

据《经济日报》报道,2000年我国火电供电煤耗比日本高24.1%,吨钢可比能耗高20.9%,水泥综合能耗高44.0%,乙烯综合能耗高69.7%,合成氨综合能耗高44.2%。也就是说,如果把我国的主要高耗能工业产品的单位能耗下降一倍,就可以基本达到日本的能源利用水平!美国是高耗能且能源利用效率不高的国家,我国应该学习日本的节能精神和技术。

可以节能的地方甚多,城市的照明,即有极大的节能潜力,我们往往视而不见。譬如上海的节日路灯有200万盏,各式路灯13万盏,据上海电力部门测算,上海灯光工程全部开启后,耗电量将达20万千瓦,按每千瓦0·8元计,每天耗电费为16万元,一年约五六千万元,还不包括维修等费用。上海这种灯光榜样,全国其他城市不甘落后,紧跟仿效,那又将是多么可怕的天文数字浪费,难道这就是城市建设的目标?再如空调,当气温超过35℃,室内空调有26~27℃也够凉快了,但商场和办公大楼往往要维持22~23℃,导致室内外温差过大,高楼群排放的热气使室外街道空气温度激增,加剧了城市的热岛效应,恶化了环境,这还只是两个小例子。总之,没有节流的思想认识,当然不会有节流的行动。

自然界的规律,能源是分级顺次利用的,根本不存在无用的“垃圾”,垃圾是人类特有的产物。民间俗话说“大鱼吃小鱼,小鱼吃米虾,米虾吃泥巴。”是很生动的食物链概念表述。一堆牛粪拉在田间路上,很快引来专门爱食牛粪的甲虫——独角仙,它们吃食牛粪,还在里面产卵,孵化小幼虫。牛粪越来越少了,会有更小的昆虫来取食,最后的碎末,便由蚂蚁来搬运得干干净净。传统农业中,城乡之间也存在有机物循环利用的渠道,譬如城里人的粪尿,一日三餐的残羹剩菜,每天都有乡间的农民进城收集搬运,载回乡间,加以沤制,成为优良的有机肥料,返回农田,不存在污染环境的问题。

但是现代数以亿计的城市人口的粪尿——丰富的有机肥料,被抽水马桶冲走,退出了能量循环,既是能量的浪费,又污染了江河,还要投入大量治污的能耗,被称为“抽水马桶文明”。现代化的养猪场、养鸡场大量的粪尿,直接排放到河泊里,污染了河水,恶化了空气,影响沿河居民的生活和用水……,与此同时,农田却患了有机质饥饿症,不得不依靠油气生产的大量人造化肥,再次加重了环境污染。

现代城市居民的生活环境,都很讲究清洁卫生,打扫得干干净净,但城区郊外,便有可怕的垃圾场,臭气冲天,蚊蝇满地。更有各式各样很难分解的化工制品,过度包装物品,破旧汽车轮胎、淘汰的电视机、电脑硬软件等等,无法及时处理,不论中外,都是一样。德国和日本人民养成垃圾分类袋装的习惯,处理起来,比较方便。但是垃圾本身就是人类与大自然能量分级循环利用背道而驰的产物,也是人类过度消耗非再生能源——油气所带来的的恶果。所以追求不断提高生活享受的同时,千方百计开展节流,争取可持续发展,不光是当务之急,也是百年千年的大计。

本文作者介绍

游修龄教授

游修龄教授

著名农史学家游修龄,1920年5月9日生,浙江省温州市人。1943年7月毕业于前国立英士大学农学院。历任同校及浙江农业大学农学系助教、讲师、副教授、教授、系副主任、教务处处长、图书馆馆长等,兼任中国科学技术史学会理事,中国农业历史学会副理事长等。在从事现代农学教学和科研的同时,致力于中国农业史的研究,出版有《稲作史论集》(1993)、《中国稻作史》(1995)、《农史研究文集》(1999)、《中国稻作文化史》(2010),《中国农业通史·原始社会卷》(2008年)主编。《中国农业百科全书·原始农业卷》主编兼撰写人,《中国大百科全书·农业卷》农史分支主编。在与农史、考古、语文、饮食等有关的学术刊物上发表论文二百余篇。

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中国农业历史与文化-游修龄专栏 http://agri-history.ihns.ac.cn/scholars/yxl/yxl.htm

文章来源:中国农业历史与文化 http://agri-history.ihns.ac.cn

原文作于:2004年8月20日

图片来源:网络

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