摘要：本文论述了动物营养学与生态学的关系、生态营养的概念以及研究内容；着重论述了可持续发展应遵循的生态学基本原理对动物理学的指导作用。最后提出了动物营养学研究和技术的应用尊重生态道德观点。
主题词：动物营养 可持续发展 生态学 生态营养
1989年，世界环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》，提出可持续发展的概念。自此，可持续发展观体现在国民经济的各个领域，当今世界各国所谓“生态农业”、“有机农业”、“自然农业”等等，都是结合本国实际，为发展持续农业具体设计的。动物营养学在畜牧业中占据显要的位置，现代畜牧业基础——饲料工业，就是依据动物营养学基本理论和实践发展起来的，并继续支撑着现代畜牧业。因此动物营养学研究在我国的生态农业中扮演着一个极其重要的角色。畜牧业发展速度越快规模越大，动物营养学的影响就越明显。在某种程度上，过去的动物营养技术的研究和应用更重视经济效益，而对生态环境有所忽略，以至于近年来动物营养学技术通过饲料工业、养殖业对生态环境产生的负面效应已经十分突出。本文仅就动物营养学在生态学中的地位和可持续发展应遵循的生态学基本原理对动物营养学研究的指导作用等方面作以简单阐述，希望对动物营养学研究有所借鉴。
1. 动物营养学与生态学的关系
1.1 动物营养在生态系统中的地位
生态学是研究有机体与其环境相互作用的科学。环境有两个明显区别的部分：物理环境和生物环境。前者包括温度、可利用水、土壤酸度等；后者构成其它有机体对于机体施加的任何影响，包括竞争、捕食、寄生和合作。生态学研究并不局限于“自然”系统——了解人类对自然的影响和人工生态系统（例如农田、畜场）的生态也都是重要领域。动物营养学是阐述营养物质摄入与生物活动之间关系的科学，通过研究摄入营养素对生命活动的影响，揭示动物利用营养物质变质规律。在动物营养学主要任务中研究动物营养与生态环境之间关系是重要的一方面。在整个地球生态系统的食物链中，各种生物都能按自己的生存方式摄取营养物质，以保障整个生态系统的平衡。而营养物质的流转过程就是动态的营养和营养过程，在这个营养过程中由于主体的不同，从而形成了微生物营养、植物营养和动物营养。从传统生态学角度来看，营养（动物营养、植物营养、微生物营养）是联系生态系统各组成部分的基本联系方式。是生物之间、生物与非生物之间联系的纽带。虽然生态系统都有其特殊性和复杂性，但总的来说，生态系统的物质总是不断地处于循环之中，生态系统中各部分是通过食物链也就是营养来联系的，当食物链中某种生物的营养过程的负担过重就会打破整个生态平衡，对环境造成极大的破坏。过去由于偏向追求畜牧业规模效益与产量，忽视了动物营养在生态系统中的地位，造成动物营养食物链局部膨胀中断，从而引发畜产公害。事实上畜禽的营养过程没有也不可能脱离整个生态系统的食物链，它们的食物来源仍主要来自种植业和自然环境，所产生的废物也进入周围环境。
畜禽—环境—人三者之间有着与自然生态系统类似的物质能量流动方式，动物营养研究的目的就是要使系统中动物产品环节所占有的物质能量尽量加大，在流向人类的物质能量尽可能多的同时要降低排泄排遗和废气污水等污染因子的不良影响。当然供给人类的动物产品不只是数量问题，畜产品质量和畜产品食用安全问题也在动物营养之列。如果只重视为人类提供数量更多的畜产品，而忽略了其它方面（诸如环境污染、畜产品品质的提高等）就会产生很多生态和环境问题，动物营养专家已充分认识到某些动物营养学研究成果损害生态环境和人类自身安全的实际情况，并提出了生态营养概念。
1.2 生态营养（Eco-nutrition）
国内众多学者从不同角度对生态营养的含义加以概括。有的学者认为生态营养是在配方营养基础上，应用生态学原理调整动物体内和环境中微生物种类和数量，保持体内微生态平衡和机体健康，激发消化吸收能力，从而广泛高效地利用一切可能的饲料，减少抗生素和化学药物使用，低成本生产优质安全畜产品，减少对环境的污染对人类健康的危害（刘玉庆，2002）。还有的学者认为生态营养是建立在生物技术措施对畜禽整体进行营养调控的一门应用科学（方热军，2002），卢德勋（1990）提出了计量营养、绿色营养技术，指出要应用系统科学的思维原则和研究方法以计算机为主要研究手段在精确数量化的基础上进行正确的饲养和营养决策以实现营养调控，减少营养浪费。邢廷铣(1996)认为动物生态营养学是以生态学和生态经济学为理论基础，应用系统科学的研究方法，把环境—动物—产品作为一个整体，研究动物在生存条件构成的多维环境条件中，对各营养要素的动态需求，在精确量化的基础上，用计算机模拟物质流、能量流和经济流的动态转化、平衡及调控模式，以求用尽可能少的饲料资源，在尽可能短的周期内，生产出尽可能多而优的畜产品，获得尽可能大的经济效益，达到或维持尽可能最佳的生态平衡。虽然各种定义出发点不同但有一点是相同的，就是生态学原理对动物营养有着最基本的指导作用。笔者认为动物营养作为整个地球生态系统中的一环，遵循生态学基本原理是动物营养学研究应有之意，之所以特殊强调是因为过去有所忽略。
目前生态营养研究领域几乎传统动物营养学的不完善之处。诸如抗生素替代物的研究——益生素、功能性寡糖的研究；提高饲料中磷利用率的植酸酶的应用；提高饲料蛋白质利用率降低氮排出的理想蛋白质理论、人工合成氨基酸的应用；此外还有降低粪臭味添加剂沸石、丝兰属植物提取等的应用。同时不少学者还提到了计算机技术在动物营养学中的应用，计算机技术在动物营养学中的应用范围还很局限，远没有达到其所能发挥的作用，现代计算机技术具备模拟动物生理过程的能力，只是动物营养学生理在很多方面研究得还不深入，很多营养机理还没有完全弄清,随着动物营养研究的深入动物营养学与计算机技术必将结合的更加紧密，将来动物营养学者可以用计算机技术完善地模拟动物的营养需要，建立各种畜禽营养需要计算机模型。1998年的NRC标准已采用了可以帮助配方软件使用者确定特定条件下猪的营养需要量的数学模型。
2. 可持续发展应遵循的生态学基本原理对动物营养学研究的指导作用
从目前的情况来看，动物营养研究已不仅是蛋白质、碳水化合物、脂肪及基本矿物元素维生素，近些年研究更多的是氨基酸、微量元素、激素等，但仍未能以生态学观点对待本处于生态系统中的动物营养。以介绍几个与可持续发展应遵循的生态学基本原理，动物营养学研究和新技术的采用应遵循这些基本要求，做到生态利益和经济效益和统一。
2.1 生态学第一定律或生态偏移原理（first law of ecology or principle of ecological backlash）：在生态系统中人们所做的每件事都可能产生难以预测的后果。
现代养殖业与传统养殖业最明显的不同就是集约化大生产。在自然界中不会见到如此众多畜禽聚集在台此小的空间，它们从出生就一直处于人工环境中，采食不同于自然界的食物，因此，充足平衡的营养供应以满足大规模的畜禽养殖，最大限度地发挥畜禽的生产性能是畜禽饲料者和动物营养学家共同的目标。动物营养学正是适应这种需要而获得长足发展的，尽管现代动物营养发展到相当高的水平，但是有些风险还是无法清楚地预料到，最明显例子莫过于肉骨粉的使用与疯牛病的流行。疯牛病也称“牛海绵状脑病”，是发生在牛中枢神经系统病变，症状与羊瘙痒病类似。此病的流行是由于牛吃了含有患瘙痒病的羊制成的肉骨粉而引起的，致病因子是一种特异的蛋白质。更可怕的是这是一种人畜共患病，人类患此病称为“克雅氏病”，患者表现为脑组织损伤直至死亡，近几年已发现“克雅氏病”变异型，全球有数万人感染此病。在自然界牛吃到羊的肉骨特别是患瘙痒病羊的是不大可能的，而在人工养殖条件下，在动物营养学的指导下成为了事实，可是动物营养学家和养殖业者无论如何也没有想到有这样恶劣后果，疯牛病不但毁了英国的养牛业还导致大量人口感染死亡。自然界不仅比我们想象的复杂，而且比我们所能想象的更复杂，所以我们做的每件事都会给生态环境带来影响，可能是难以想象的不良后果，疯牛病就是不当动物营养技术带来的最惨痛的教训。
2.2生态学第二定律或称生态学关联原理 (second law of ecology or principle of ecological interrelatedness)：自然界的每一件事物都与其它事物相联系，人类全部活动亦居于这种联系之中。
人类发展畜牧业作为自身的食物来源之一，实质是模拟了动物自然生长过程，并且通过动物营养学技术提高了生产率，人类这种行为改变了自然界进化过程中形成的已有的固定的营养模式。可是动物营养过程不是孤立的，人类最大限度得到畜禽产品却又把粪尿等畜牧业污染物又还给了自然界。集约化大规模生产方式和动物营养技术的应用，使这些污染物毒害性更大、数量更多，而且又很集中，使自然生态系统很消纳。这种状况的产生是由于人类没有充分认识人工条件下动物的营养过程与其它方面也是息息相关的，没有将养殖业置于生态系统完整的链条中。采用生态工程技术可以改变这种状况。所谓生态工程技术简单地说就是运用生态系统的物种共生和物质循环再生原理，并结合系统工程方法所设计的多层次利用的工程技术，在生态畜牧业中畜牧生态工程实践很多，也很成功，动物营养技术是其中很重要的一部分。因此，动物营养学研究就应该充分考虑这个系统工程中其它部分，例如提高种植业水平和发展三元种植业为饲料配合提供更广泛更优质的饲料来源，以及如何运用营养原理调控粪等污染物的成分和浓度来适应下个环节的处理利用等等。总之，就是要把动物营养学研究纳入全面系统的规划中去。
2.3生态学第三定律或称化学上不干扰原则(third law of ecology or principle of chemical non-interference)：人类产生的任何化学物质都不应干扰地球上的自然生物地球化学循环，否则地球上的生命维持系统将不可避免的退化。
畜牧业对生态的破坏是很严重的，主要表现在粪尿和呼出的气体（如甲烷）以及噪声等等。现代集约化养殖的畜禽所采食的饲料与畜禽的祖先大不相同，因此所排粪便的成分也不同。动物营养学研究为获得最佳营养效果，饲料中采用了高浓度的氮磷，以及一些矿物质，如高铜、高锌、铬还有一些胂制剂。以胂制剂为例，有机胂在动物体内不易吸收，排出体外变成毒性极强的无机砷。张子仪（1997）预测，一个万头猪场按美国FDA允许使用的胂制剂推荐量计算，连续使用5～8年后，猪场向环境排放了一吨砷，并且将时土壤和地下水带来长期的污染。对以地下水为水源的人群来说无疑产生巨大的毒害作用，据统计，饮水中砷含量与人皮肤癌发病率成正相关，成年人每日从饮食中摄取3mg的砷，经2～3周就会死亡。同时这种污染也殃也及周围环境中的其它物种，使整个周围生态系统退化。
2.4承受限度原理(law of limits):地球生命维持系统能够承受一定压力,但其承受力是有限度的。
把向生物圈和大自然索取和排放废物都控制在生态承载力的限度内或阈值之内那么人类活动就不至于造成对自然的破坏，而且通过科学的生态规划设计还可以优化生态环境，只有这样才能不断提高生态系统维生命的能力。当前的实际情况却不是这样的，集约化养殖场大量粪便污水和恶臭有毒有害污染物集中在有限的土地上，这些超负荷污染物对生态环境造成了严重的损害，使生态恢复周期大大延长。粗略估算，一个万头猪场每年排放3万吨粪尿，其中粪1.26万吨，尿1.74万吨。全年将向猪场周围排放107吨氮（相当于375吨尿素）和31吨磷(相当于118吨过磷酸钙),按最高水平施肥量来计算,也至少需要1300～4000hm2
农田,面积如此之大，自然消化是很不容易的。
3.生态道德(ecological morality)是为一定社会调整人类与自然界相关系的行业规范总和.通常包括保护生态环境不允许破坏和污染生态环境；禁止破坏生态平衡的行为，维护生态系统的功能过程，包括物质循环和能量循环，保证自然社会可持续发展等等。动物营养研究学应遵守生态道德。动物营养学研究绝不仅仅是自然科学问题，作为一门应用学科，还涉及到经济社会等其它诸多方面的问题。对于饲料企业和养殖业者来说，经济利益是他们的直接驱动力。为此，动物营养学研究者被要求采取各种手段来提高饲料的转化率，尽量以最低成本取得最大的经济利益，导致大量损害生态环境和人类自身的添加剂和药品的研制和应用。例如盐酸克伦特罗中毒事件、抗生素滥用问题。在七十年代由于基因工程的发展，在实验室中培育出具抗药性的超级细菌，人们担心会流入自然界给人类带来危害，所幸的是这类危害没有发生。然而，在畜牧业生产中由于抗生素作为饲料添加剂，这种担心却成为了现实。1992年美国科学家已经在肉鸡饲料中发现了抗所有抗生素的超级细菌。甚至在某些益生素中采用含有抗药因子的基因工程菌，其结果更是不堪设想的。这种违反生态道德的做法实际上也在危害人类自身的安全。动物营养学家在研究新型饲料及添加剂的时候，应认真考虑对环境及人类自身有什么副作用，不可以片面追求经济效益，而不顾生态效益甚至人身安全，这种做法是不符合生态道德的，严重的也是违法的。
4.结束语
动物营养是一门既古老又年轻的科学，它的起源可追溯到人类早期驯养野生动物的时期，大发展却只有近200年。发展过程是曲折的，忽庸置疑的是生态学基本理论对动物营养学长远发展有着极其重要的作用。为了畜牧业可持续发展，动物营养学研究和技术的应用充分遵循生态学基本原则
作者：吴兴利 边连全 转贴自：中国畜牧兽医行业网
