一、布朗之问
22年前，有一个叫布朗的美国人，叫莱斯特·布朗(Lester Brown)，是经济学家，美国世界观察研究所所长。他提出了这么一个疑问，又叫“布朗之问”：21世纪谁来养活中国人？其理论出发点是这样的，将来中国的人口达到16亿人的时候，我们大概需要7亿吨粮食。这7亿吨粮食哪儿来，中国只有大概18亿亩农田。如果按照美国的工业化农业模式计算产量，很显然布朗没有说错。布朗之问提出来以后，引起了中国领导人的高度重视。我当时博士刚毕业，那时候也在科学院，我们研究室也开各种会议来讨论怎么来解决吃饭问题。那么，布朗之问是怎么一回事呢？
1994年9月，美国《世界观察》杂志刊载了一篇题为《谁来养活中国?》的学术文章，作者就是莱斯特·布朗。该文认为，快速发展的中国在其持续的工业化进程中，伴随着人口增加和消费结构改善，未来粮食需求将大幅度增加，但由于发展中出现的“耕地减少”、“水资源匮乏”和“环境的破坏”等问题，未来中国的粮食产量将会下降，中国面临的问题将是巨大的粮食缺口。为此，中国将越来越依赖粮食进口，并因此冲击世界粮食供应和价格。即使中国有足够的外汇储备，国际市场也不可能向13亿中国人提供如此巨量的粮食供应。作者为此预言，中国的粮荒将冲击世界。布朗先生的预言，是基于“中国正以极危险的速度从农业社会向工业社会转变”这样一个基本事实，其主要观点如下：
第一，中国粮食产量将每年下降0.5%。谷物产量将从1990年的3.4亿吨下降到2030年的2.72亿吨，减少20%，仅相当于中国1973年的粮食总产量。其理由是：1）由于工业化将占用大量耕地，中国的耕地面积将大幅度地减少；2）复种指数将下降；3）蔬菜、水果等种植面积的增加导致粮食种植面积相对下降；4）虽然中国单位土地的粮食产量会持续上升，但增长速度会减慢。中国粮食单产水平已很高，提高潜力不大。生物技术并没有如人们所希望的那样创造出好的品种，使谷物单产大幅提高。从1986年开始，中国的化肥施用量已超过美国，再加上中国水资源短缺等等，中国不可能大幅度提高粮食产量。
第二，由于中国人口不断增加，同时由于人们生活水平不断提高，要求相应地改善饮食结构，消费更多的肉类、家禽、水产等，为了生产这些副食品需要更多的饲料。按人均年消费粮食400公斤计算，到2030年，中国粮食消费需求将达到6.41亿吨。国内生产的粮食只能满足总需求的41%。中国的粮食供不应求，粮食缺口将高达3.78亿吨。
第三，由于中国产品畅销世界，积累了大量外汇，中国有足够的硬通货进口所需要的谷物。因为中国对粮食的需求量很大，世界粮食市场必将由买方市场转变为卖方市场。布朗以1990年为界，将前40年称为“粮食产量增长超过人口增长”的时代；以后的40年称为“食物短缺的时代”。布朗对世界上主要谷物出口国，例如澳大利亚、加拿大、美国、西欧、东欧、阿根廷、泰国的增产潜力进行了分析，认为这些国家的谷物产量和出口量虽有所增长，但潜力不大。根据他估算，全世界每年出口的粮食平均为2亿吨左右，即使把全世界可以出口的粮食都卖给中国，也养不活了中国人。
第四，中国大量进口粮食将导致世界粮价上升，致使第三世界的低收入国家和低收入人群无力购买必需的口粮。中国粮食进口将损害这些穷人的食品权利，加剧世界的贫困。
第五，巨大的人口对中国土地的压力将转变为对全球生态系统的压力，破坏森林、草原、水土流失，土壤板结、污染水和大气资源，触发全球生态危机。
基于上述分析，布朗断言：中国的粮食危机将引发全球生态危机，导致世界性的经济崩溃。粮食短缺将对世界经济和政治的冲击将超过20世纪70年代中期的石油危机。
22年过去了，离布朗预言的2030年中国粮荒时间表还有15年。从当前的粮食形势来看，“布朗之问”显然错了，过时了。因为22年后的中国，按照官方的说法，我们粮食已经实现了“十二连增”，2015年就生产了6.3亿吨粮，都快接近其预测的2030年中国需要6.41亿吨的数据，根本不会降低到什么届时我们只能产2.72亿吨粮的程度。然而，我们粮食连年丰收的数据，却遭遇了如下的挑战：我们在自己“产”的粮食还吃不完的前提下，每年还还要进口1亿吨粮，且数据是实质的，因为我们花出去的是真金白银，是布朗预测的“中国有足够的硬通货进口所需要的谷物”。这就是说，离“布朗之问”预警的2030年还有14年光景，我们就已经将国际上能够流通粮食是50%(1亿多吨)进口到中国了，14年之后呢？国际市场上的粮食都卖给中国吗？
即使粮食“十二连增”是真实发生的，我们生产粮食的代价，也是采取的是污染环境的办法生产的。其格局是：在中国生产化肥、杀虫剂和除草剂，在美国农田大量使用，污染该国农田生态环境，其次还使转基因技术鼓励使用更多的除草剂，这一切都加重了全球环境灾难。随着城市化进程和经济大潮不断涌现，中国有2亿多人从农村游离出来，他们原本粮食自给自足，现在要靠买着吃。我们不仅购买粮食，还购买了全球资源，澳大利亚的铁矿石，蒙古国的煤矿，俄罗斯的天然气，缅甸、印尼的木材，生态足迹几乎遍布全球。
买遍天下其实为一种畸形的经济发展模式。中国已变成温室气体排放第一大国，不得不说是与农业生产方法和经济结构发生了巨大变化有关。中国用牺牲生态环境和健康的代价，开始动用全球如美国、巴西、阿根廷、俄罗斯、越南、菲律宾等国农田来满足吃饭问题，其实已提前15年应验了布朗之问，且满足的仅仅是数量安全，质量安全有待商榷。
二、形势不容乐观
我们来看看，现代农业还能不能再往前走下去呢？我刚从山东农村调查回来，我们发现现在大部分农民开始纷纷撂荒进城打工去了。那么谁在种地呢？是老人在种地。中国人平均种地的年龄达到了57岁，再十年以后这些人变成67岁了，谁来给你种地？现在就是出现了一个严重的现象，就是农村出现了“三留守”现象，谁在留守？老人、妇女和我们的孩子。
为什么会造成这种现象？正是因为他们这种农业方式逼迫的农民不愿意到地里去投入更多的劳动，而借助于更多的化学的方法，那就是大化肥、大农药，除草剂、添加剂、农膜大量使用，甚至有人继续幻想用转基因的办法来生产粮食。从刚建国到现在，我们地里的化肥用量超过了一百倍，从原来的一公顷8斤左右到现在的一公顷800斤左右。中国科学院土壤研究所原所长赵其国院士，估计我国化肥使用量过去50年来增加了60倍，笔者估计的数据是100倍。我们是一边在吃粮食，一边也在吃化肥。农药使了多少呢？农药的量也是严重的增加，一亩地约2斤使到地里去，另外一种就是大量的地膜增加在土壤里，一些地膜的覆盖，覆盖的目的是为了什么呢？是为了让它保温，保证一定的湿度，更能够除草，很显然，农业更加简单了。但是农膜怎么去除？这个农膜大部分被用于农民烧掉，就地焚烧。
农膜焚烧以后，看起来干净了，但是有一种非常严重危害的物质，就是二噁英致癌物进入了空气中，就是现在我们人用这种方式来生产粮食，生产食物，一边制造食物，一边制造污染，甚至是严重的致癌物。我的博士生在做试验的时候，把小麦的根洗出来之后，发现残留20多年前的地膜还在土壤里。仅2013年，我国就有50万吨农膜残留在我们的土壤里
我们用这种非常廉价的方式生产食物，我们的人也付出了严重的健康代价。这个健康代价就是中国有越来越多的人会感觉到的，就是癌症病人越来越多，心脏病人越来越多，高血压、不孕不育、食物过敏，甚至儿童的性早熟，都纷纷出现了。对于13亿人口的大国，我们继续采用对抗的方法，让农民背井离乡的方式是不是可持续的。
三、我们的解决方案
在过去的一二十年里，笔者领导的课题组也进行了各种探索，今天在这里给大家分享我的科研成果。我们认为要科学回答“布朗之问”，解决中国人的吃饭问题，可能来自于生态农业，而且是高效的生态农业。必须让我们的农业附加值提高，让农民愿意去经营，才可以解决中国人吃得饱、吃得好问题。我们如何来回答布朗之问呢？显然还是需要我们自己解决，除了正常贸易外，100%解决自己的吃饭问题，且既要满足数量安全还要满足质量安全。这个解决方案如下：
第一、人口就地城镇化，发展高效生态农业产业。让30%的农业人口(约3.9亿)，生产出自己的优质食物，并可为剩余人口的10%提供优质食物。优质优价，将在家从事农业的人群收入，提高到比进城打工还要高。以目前的经济条件，至少每个农村家庭收入10-15万元。这些专职农民，专门为人类生产安全的食物，其中主粮约2亿吨粮，同时生产约1亿吨的蔬菜。留守的农村居民，优先享受有机食品供应，加上城市的高消费人口，全国人消费有机食品比例60%，超过目前发达国家20-30%左右的比例。根据我们的前期科研数据测算，仅利用2亿亩耕地即可生产2亿吨粮，满足月13亿中国人对有机粮需求（城市低收入者依靠国家政策补助消费）；利用另外1.3亿亩优质耕地生产蔬菜果，以亩产均5000斤蔬菜产量计算（中国人均年消费蔬菜500斤）。中国人均消费水果160斤，全国需求量1.04亿吨，亩产水果4000斤计算，约需耕地0.51亿亩。
这30%的非大城市人群职业是农民，但居住条件要优于市民，他们住在别墅里，开轿车进城，环境要美化，农田里没有有害化学物质，鸟语花香，山清水秀。他们从事的是没有环境污染的生态农业，收入高，健康，劳动强度低于在城市打工，其职业受人尊重。上述各项共需耕地3.81亿亩，取整数为4亿亩。在该主粮和主要果蔬有机生产系统中，利用现代生态农业技术，每年可满足2亿吨的粮食，3.25亿吨蔬菜和1.04亿吨水果的需求。
第二，以少数民族为主牧区就地城镇化，发展生态畜牧业。占全国人口的20%（约2.6亿人），这些人口利用60亿亩的广阔空间，肉奶类完全可以实现自我满足，其多余的有机牛羊肉可以与农区交换有机粮食。我国60亿亩草原生物生产力是天然不足的，总生物量约3亿多吨，显然不能靠牺牲环境拼牲畜数量，在这里要发展生态乃至有机畜牧产品，将价位提高，用城市消费的力量带动草原环境保护。中国的牧区目前仅贡献了全国约20%的牛羊肉，显然这部分牛羊肉不能与农区的牛羊肉卖一样的价格。在这样的生态格局调整下，建议将牧区大部分还牧，那些不适合造林的地方还草。
第三、专业生产牲畜的饲料。再分出10%左右的人口(约1.3亿)，利用其余的10亿亩耕地，采取现代农业科学技术，主要是机械化、集约化种植，为动物专门生产食物。以亩产光合产物1吨计算(籽粒加地上部，集约化以后产量没有精耕细作的高)，即可生产10亿吨地上部生物量(约50%为籽粒)，完全可满足牲畜对4亿吨饲料粮的需求。采取集约化方式种植，每人耕作的土地百亩以上，人均收入也可提高。100%的光合产物可就地转化为饲料，产生的大量肥料部分进行就地生态循环，部分进入生态农业区作为肥料，满足有机食物、蔬菜、果树有机肥需求。因为这里的空间相对大，饲料充足，可杜绝饲料添加剂，让动物自由生长。在为饲料生产的农田里，可以使用化肥和少量农药。在该区域生产的人群居住在生态小城镇中，食物也完全自给自足。
第四、工业化用粮的生产采取与动物生产粮食同样的办法。分离生产人与动物食物，土地压力就变小了。还有约4亿亩耕地，生产不足1亿多吨的工业化用粮没有什么压力。这部分用粮也带动约5%(0.65亿)的人口就业。经过上述调整，中国已基本回答了布朗之问。
第五、农民职业化，居住环境生态化。从事农业的人口今后不能再以农民户口对待，统一为居民，他们的职业是就地的，从一产到三产都会涉及，从种植、养殖、加工、销售、旅游、小城镇建设与维护，农产品不进城加工，消费也就地解决。因为外调的量很少，只有10%左右，完全可以实现零添加农产品加工，彻底保障农产品安全。就地的有机废弃物全部回归农田，只有带出的10%的光合产物需要其他系统返回。在留种生态小城镇中的农民进一步专业分工，从事加工、银行、教育、餐饮、宾馆、维修、娱乐、旅游、物流、商贸等职业，这些原本在大城市里的工业化用工，直接在农产品的源头进行，从而又可分离出10%左右的人群，但他们不进入大城市，其需要的食物就地解决，他们的土地可委托其他农户耕作，他们也是有机食品的最初消费者。
第六、自然陆地空间副食供应潜力作为后备食物来源。对于自然陆地空间，如森林、湿地，这些只需要自然保护即可，不需要投入饵料，让自然界的养分循环。我国还有约10亩湿地，20亿亩森林，约养活5000万人口（人口占比3.8%）。他们的职业主要是自然保护与抚育，有工资性收入，其中可食部分的光合产物（如鱼类、林下产品等）到农区换粮食。我国仅淡水鱼产量就达2635.08万吨，如果没有生态压力，大自然为人类的回报是很大的。
第七、海洋空间还可作为进一步的食物来源。中国300万平方公里的海洋面积，养活5000万人口(人口占比3.8%)是没有悬念的。海产品的生产与供应必须，按照生态渔业规律进行，禁止过度捕捞，逐步停止过度的饵料养殖，充分发挥海洋提供优质有机食物的功能。
这样，在大城市中需要购买食物的人口比例压缩在40%以内，其中的10%高端消费人群以优质价位消费有机食品，带动有机产业发展。剩余的30%人口，因为前面几个系统已经生产出来足够的食物，且国家以征收公粮的形式，购买来的都是非常安全的优质农产品，国家采取购买服务的做法将利润直接还给农民，已基本满足到绿色食物要求以上的质量，从而基本实现了全民消费有机或绿色食品。低收入人群是需要照顾的，国家政策性补贴。国家可通过购买生态和健康服务的做法，鼓励一线生产的优质食物向这部分人群倾斜。
经过上述调整，我们不但回答了布朗只问，还一揽子解决了食品安全问题，环境保护问题，全民健康的大部，就业问题和社会和谐问题，同时拉动经济消费，造假新的经济增长点。如果科学解决了粮食自给自足的问题，我们的粮食就可少进口或不进口。由此可见，充分发挥生态学的威力，发挥人的主观能动性，中国人解决自己的吃饭问题是有解的。
五、我们的前期实验
为了验证上述想法，10年前笔者带领课题组进入了一线村庄，从我长大那个村庄，山东省平邑县沂蒙山区，在这儿做生态农业的实践，取得了令人欣慰的成果。我们发现，只要农民有钱赚，愿意多投入一些劳动，产量是高的，质量是高的，经济效益也是高的，更关键的是，政府头疼的农业面源污染问题，一下子不见了。
在我小的时候，农村的河道是银沙滩，两边是本地的森林群落，里面有各种鸟，水里面有鱼有虾，这个水捧起来就能喝。就相当于是现在的一二级水，非常遗憾，现在的水变成了臭水沟，不能喝了，现在的农民开始去买水喝。那么怎么办？我是学生态的，学生态学了30多年，到现在我终于找到了生态学是可以用的。那么就是可以吃，可以解决吃饭问题，其次解决我们的生态环境问题。
如果我们用生态学的办法解决吃饭问题就很简单了。自然界中的好多东西是可以吃的，牛可以吃草，鹅能吃草，鱼也能够吃草，鸡能够吃虫，蚯蚓能吃牛粪，再用来喂鸡，这都是自然界的食物链都是一环一环的。现在使生态彻底循环起来，一环一环的把物种借鉴回来，把它们请回来。让你把一堆玉米秸秆变成牛肉，人类用什么技术也很难达到，但是对牛来讲非常轻松，吃下去就变成了牛肉。牛排泄的粪便就是优质的肥料继续增产，还可以变成能源，牛粪可以进入沼气池，然后就可以变成甲烷，供我们人类使用。
实验数据显示，牛消耗的饲料恰恰是达到了80%左右是来自于秸秆，是粗饲料，这个秸秆量就相当于我们的草原，我们60亿亩草原才产3亿吨的干物质，就是干草，我们18亿农田产多少呢？我们恰恰产了8亿吨的秸秆，这些秸秆利用起来都可以变成巨大的食物。
生态农业就是充分利用农业生态系统的各种元素，让它自我循环，唯有被城里人带走的元素回不到地里去，养分损失可通过其他办法补充回来。其中，被农民烧掉的秸秆就可以回到地里去，我们中国巨大的农田就可以变成一个很好的碳库，让耕地变黑，让它持续地增产，就是让元素循环。生态农业是增产的，但要坚持下去。我们当时做这个试验的时候，农民把最差的地租给我，当年这块地是打麦场，是低产田，产量两季不到半吨，如今我们早已实现了高产稳产的吨粮田。以此推算，为人生产食物，完全告别农药、化肥、除草剂，2亿亩低产田就都能提供当前中国人吃的2亿吨粮，证明我们前面的假设是成立的。
总之，解决中国人吃饭问题是是复杂的经济问题，是社会问题，是生存权问题，其次才是技术问题。优质的农产品卖上优质的价格，赚到钱回到农村，生态农业能带动就业，才可以实现生态平衡，保障食物安全。我的生态农业梦就是，将来我们的农民吃有机食品、住别墅、开轿车进城，18亿亩农田的三分之一告别化肥农药除草剂添加剂农膜。中国的60亿亩的草原，因为我们6亿亩的高产的农田使草原得到保护。再加上我们的森林、湿地和海洋，如果都告别了污染，都可以提供食物，人与人，人与自然的关系变得和谐起来。
