摘要：本文論述了動物營養學與生態學的關系、生態營養的概念以及研究內容；著重論述了可持續發展應遵循的生態學基本原理對動物理學的指導作用。最后提出了動物營養學研究和技術的應用尊重生態道德觀點。
主題詞：動物營養 可持續發展 生態學 生態營養
1989年，世界環境與發展委員會發表了《我們共同的未來》，提出可持續發展的概念。自此，可持續發展觀體現在國民經濟的各個領域，當今世界各國所謂“生態農業”、“有機農業”、“自然農業”等等，都是結合本國實際，為發展持續農業具體設計的。動物營養學在畜牧業中占據顯要的位置，現代畜牧業基礎——飼料工業，就是依據動物營養學基本理論和實踐發展起來的，并繼續支撐著現代畜牧業。因此動物營養學研究在我國的生態農業中扮演著一個極其重要的角色。畜牧業發展速度越快規模越大，動物營養學的影響就越明顯。在某種程度上，過去的動物營養技術的研究和應用更重視經濟效益，而對生態環境有所忽略，以至于近年來動物營養學技術通過飼料工業、養殖業對生態環境產生的負面效應已經十分突出。本文僅就動物營養學在生態學中的地位和可持續發展應遵循的生態學基本原理對動物營養學研究的指導作用等方面作以簡單闡述，希望對動物營養學研究有所借鑒。
1. 動物營養學與生態學的關系
1.1 動物營養在生態系統中的地位
生態學是研究有機體與其環境相互作用的科學。環境有兩個明顯區別的部分：物理環境和生物環境。前者包括溫度、可利用水、土壤酸度等；后者構成其它有機體對于機體施加的任何影響，包括競爭、捕食、寄生和合作。生態學研究并不局限于“自然”系統——了解人類對自然的影響和人工生態系統（例如農田、畜場）的生態也都是重要領域。動物營養學是闡述營養物質攝入與生物活動之間關系的科學，通過研究攝入營養素對生命活動的影響，揭示動物利用營養物質變質規律。在動物營養學主要任務中研究動物營養與生態環境之間關系是重要的一方面。在整個地球生態系統的食物鏈中，各種生物都能按自己的生存方式攝取營養物質，以保障整個生態系統的平衡。而營養物質的流轉過程就是動態的營養和營養過程，在這個營養過程中由于主體的不同，從而形成了微生物營養、植物營養和動物營養。從傳統生態學角度來看，營養（動物營養、植物營養、微生物營養）是聯系生態系統各組成部分的基本聯系方式。是生物之間、生物與非生物之間聯系的紐帶。雖然生態系統都有其特殊性和復雜性，但總的來說，生態系統的物質總是不斷地處于循環之中，生態系統中各部分是通過食物鏈也就是營養來聯系的，當食物鏈中某種生物的營養過程的負擔過重就會打破整個生態平衡，對環境造成極大的破壞。過去由于偏向追求畜牧業規模效益與產量，忽視了動物營養在生態系統中的地位，造成動物營養食物鏈局部膨脹中斷，從而引發畜產公害。事實上畜禽的營養過程沒有也不可能脫離整個生態系統的食物鏈，它們的食物來源仍主要來自種植業和自然環境，所產生的廢物也進入周圍環境。
畜禽—環境—人三者之間有著與自然生態系統類似的物質能量流動方式，動物營養研究的目的就是要使系統中動物產品環節所占有的物質能量盡量加大，在流向人類的物質能量盡可能多的同時要降低排泄排遺和廢氣污水等污染因子的不良影響。當然供給人類的動物產品不只是數量問題，畜產品質量和畜產品食用安全問題也在動物營養之列。如果只重視為人類提供數量更多的畜產品，而忽略了其它方面（諸如環境污染、畜產品品質的提高等）就會產生很多生態和環境問題，動物營養專家已充分認識到某些動物營養學研究成果損害生態環境和人類自身安全的實際情況，并提出了生態營養概念。
1.2 生態營養（Eco-nutrition）
國內眾多學者從不同角度對生態營養的含義加以概括。有的學者認為生態營養是在配方營養基礎上，應用生態學原理調整動物體內和環境中微生物種類和數量，保持體內微生態平衡和機體健康，激發消化吸收能力，從而廣泛高效地利用一切可能的飼料，減少抗生素和化學藥物使用，低成本生產優質安全畜產品，減少對環境的污染對人類健康的危害（劉玉慶，2002）。還有的學者認為生態營養是建立在生物技術措施對畜禽整體進行營養調控的一門應用科學（方熱軍，2002），盧德勛（1990）提出了計量營養、綠色營養技術，指出要應用系統科學的思維原則和研究方法以計算機為主要研究手段在精確數量化的基礎上進行正確的飼養和營養決策以實現營養調控，減少營養浪費。邢廷銑(1996)認為動物生態營養學是以生態學和生態經濟學為理論基礎，應用系統科學的研究方法，把環境—動物—產品作為一個整體，研究動物在生存條件構成的多維環境條件中，對各營養要素的動態需求，在精確量化的基礎上，用計算機模擬物質流、能量流和經濟流的動態轉化、平衡及調控模式，以求用盡可能少的飼料資源，在盡可能短的周期內，生產出盡可能多而優的畜產品，獲得盡可能大的經濟效益，達到或維持盡可能最佳的生態平衡。雖然各種定義出發點不同但有一點是相同的，就是生態學原理對動物營養有著最基本的指導作用。筆者認為動物營養作為整個地球生態系統中的一環，遵循生態學基本原理是動物營養學研究應有之意，之所以特殊強調是因為過去有所忽略。
目前生態營養研究領域幾乎傳統動物營養學的不完善之處。諸如抗生素替代物的研究——益生素、功能性寡糖的研究；提高飼料中磷利用率的植酸酶的應用；提高飼料蛋白質利用率降低氮排出的理想蛋白質理論、人工合成氨基酸的應用；此外還有降低糞臭味添加劑沸石、絲蘭屬植物提取等的應用。同時不少學者還提到了計算機技術在動物營養學中的應用，計算機技術在動物營養學中的應用范圍還很局限，遠沒有達到其所能發揮的作用，現代計算機技術具備模擬動物生理過程的能力，只是動物營養學生理在很多方面研究得還不深入，很多營養機理還沒有完全弄清,隨著動物營養研究的深入動物營養學與計算機技術必將結合的更加緊密，將來動物營養學者可以用計算機技術完善地模擬動物的營養需要，建立各種畜禽營養需要計算機模型。1998年的NRC標準已采用了可以幫助配方軟件使用者確定特定條件下豬的營養需要量的數學模型。
2. 可持續發展應遵循的生態學基本原理對動物營養學研究的指導作用
從目前的情況來看，動物營養研究已不僅是蛋白質、碳水化合物、脂肪及基本礦物元素維生素，近些年研究更多的是氨基酸、微量元素、激素等，但仍未能以生態學觀點對待本處于生態系統中的動物營養。以介紹幾個與可持續發展應遵循的生態學基本原理，動物營養學研究和新技術的采用應遵循這些基本要求，做到生態利益和經濟效益和統一。
2.1 生態學第一定律或生態偏移原理（first law of ecology or principle of ecological backlash）：在生態系統中人們所做的每件事都可能產生難以預測的后果。
現代養殖業與傳統養殖業最明顯的不同就是集約化大生產。在自然界中不會見到如此眾多畜禽聚集在臺此小的空間，它們從出生就一直處于人工環境中，采食不同于自然界的食物，因此，充足平衡的營養供應以滿足大規模的畜禽養殖，最大限度地發揮畜禽的生產性能是畜禽飼料者和動物營養學家共同的目標。動物營養學正是適應這種需要而獲得長足發展的，盡管現代動物營養發展到相當高的水平，但是有些風險還是無法清楚地預料到，最明顯例子莫過于肉骨粉的使用與瘋牛病的流行。瘋牛病也稱“牛海綿狀腦病”，是發生在牛中樞神經系統病變，癥狀與羊瘙癢病類似。此病的流行是由于牛吃了含有患瘙癢病的羊制成的肉骨粉而引起的，致病因子是一種特異的蛋白質。更可怕的是這是一種人畜共患病，人類患此病稱為“克雅氏病”，患者表現為腦組織損傷直至死亡，近幾年已發現“克雅氏病”變異型，全球有數萬人感染此病。在自然界牛吃到羊的肉骨特別是患瘙癢病羊的是不大可能的，而在人工養殖條件下，在動物營養學的指導下成為了事實，可是動物營養學家和養殖業者無論如何也沒有想到有這樣惡劣后果，瘋牛病不但毀了英國的養牛業還導致大量人口感染死亡。自然界不僅比我們想象的復雜，而且比我們所能想象的更復雜，所以我們做的每件事都會給生態環境帶來影響，可能是難以想象的不良后果，瘋牛病就是不當動物營養技術帶來的最慘痛的教訓。
2.2生態學第二定律或稱生態學關聯原理 (second law of ecology or principle of ecological interrelatedness)：自然界的每一件事物都與其它事物相聯系，人類全部活動亦居于這種聯系之中。
人類發展畜牧業作為自身的食物來源之一，實質是模擬了動物自然生長過程，并且通過動物營養學技術提高了生產率，人類這種行為改變了自然界進化過程中形成的已有的固定的營養模式。可是動物營養過程不是孤立的，人類最大限度得到畜禽產品卻又把糞尿等畜牧業污染物又還給了自然界。集約化大規模生產方式和動物營養技術的應用，使這些污染物毒害性更大、數量更多，而且又很集中，使自然生態系統很消納。這種狀況的產生是由于人類沒有充分認識人工條件下動物的營養過程與其它方面也是息息相關的，沒有將養殖業置于生態系統完整的鏈條中。采用生態工程技術可以改變這種狀況。所謂生態工程技術簡單地說就是運用生態系統的物種共生和物質循環再生原理，并結合系統工程方法所設計的多層次利用的工程技術，在生態畜牧業中畜牧生態工程實踐很多，也很成功，動物營養技術是其中很重要的一部分。因此，動物營養學研究就應該充分考慮這個系統工程中其它部分，例如提高種植業水平和發展三元種植業為飼料配合提供更廣泛更優質的飼料來源，以及如何運用營養原理調控糞等污染物的成分和濃度來適應下個環節的處理利用等等。總之，就是要把動物營養學研究納入全面系統的規劃中去。
2.3生態學第三定律或稱化學上不干擾原則(third law of ecology or principle of chemical non-interference)：人類產生的任何化學物質都不應干擾地球上的自然生物地球化學循環，否則地球上的生命維持系統將不可避免的退化。
畜牧業對生態的破壞是很嚴重的，主要表現在糞尿和呼出的氣體（如甲烷）以及噪聲等等。現代集約化養殖的畜禽所采食的飼料與畜禽的祖先大不相同，因此所排糞便的成分也不同。動物營養學研究為獲得最佳營養效果，飼料中采用了高濃度的氮磷，以及一些礦物質，如高銅、高鋅、鉻還有一些胂制劑。以胂制劑為例，有機胂在動物體內不易吸收，排出體外變成毒性極強的無機砷。張子儀（1997）預測，一個萬頭豬場按美國FDA允許使用的胂制劑推薦量計算，連續使用5～8年后，豬場向環境排放了一噸砷，并且將時土壤和地下水帶來長期的污染。對以地下水為水源的人群來說無疑產生巨大的毒害作用，據統計，飲水中砷含量與人皮膚癌發病率成正相關，成年人每日從飲食中攝取3mg的砷，經2～3周就會死亡。同時這種污染也殃也及周圍環境中的其它物種，使整個周圍生態系統退化。
2.4承受限度原理(law of limits):地球生命維持系統能夠承受一定壓力,但其承受力是有限度的。
把向生物圈和大自然索取和排放廢物都控制在生態承載力的限度內或閾值之內那么人類活動就不至于造成對自然的破壞，而且通過科學的生態規劃設計還可以優化生態環境，只有這樣才能不斷提高生態系統維生命的能力。當前的實際情況卻不是這樣的，集約化養殖場大量糞便污水和惡臭有毒有害污染物集中在有限的土地上，這些超負荷污染物對生態環境造成了嚴重的損害，使生態恢復周期大大延長。粗略估算，一個萬頭豬場每年排放3萬噸糞尿，其中糞1.26萬噸，尿1.74萬噸。全年將向豬場周圍排放107噸氮（相當于375噸尿素）和31噸磷(相當于118噸過磷酸鈣),按最高水平施肥量來計算,也至少需要1300～4000hm2
農田,面積如此之大，自然消化是很不容易的。
3.生態道德(ecological morality)是為一定社會調整人類與自然界相關系的行業規范總和.通常包括保護生態環境不允許破壞和污染生態環境；禁止破壞生態平衡的行為，維護生態系統的功能過程，包括物質循環和能量循環，保證自然社會可持續發展等等。動物營養研究學應遵守生態道德。動物營養學研究絕不僅僅是自然科學問題，作為一門應用學科，還涉及到經濟社會等其它諸多方面的問題。對于飼料企業和養殖業者來說，經濟利益是他們的直接驅動力。為此，動物營養學研究者被要求采取各種手段來提高飼料的轉化率，盡量以最低成本取得最大的經濟利益，導致大量損害生態環境和人類自身的添加劑和藥品的研制和應用。例如鹽酸克倫特羅中毒事件、抗生素濫用問題。在七十年代由于基因工程的發展，在實驗室中培育出具抗藥性的超級細菌，人們擔心會流入自然界給人類帶來危害，所幸的是這類危害沒有發生。然而，在畜牧業生產中由于抗生素作為飼料添加劑，這種擔心卻成為了現實。1992年美國科學家已經在肉雞飼料中發現了抗所有抗生素的超級細菌。甚至在某些益生素中采用含有抗藥因子的基因工程菌，其結果更是不堪設想的。這種違反生態道德的做法實際上也在危害人類自身的安全。動物營養學家在研究新型飼料及添加劑的時候，應認真考慮對環境及人類自身有什么副作用，不可以片面追求經濟效益，而不顧生態效益甚至人身安全，這種做法是不符合生態道德的，嚴重的也是違法的。
4.結束語
動物營養是一門既古老又年輕的科學，它的起源可追溯到人類早期馴養野生動物的時期，大發展卻只有近200年。發展過程是曲折的，忽庸置疑的是生態學基本理論對動物營養學長遠發展有著極其重要的作用。為了畜牧業可持續發展，動物營養學研究和技術的應用充分遵循生態學基本原則
作者：吳興利 邊連全 轉貼自：中國畜牧獸醫行業網
