《农业生态工程》PPT课件.ppt

,农业生态工程,Ecological Engineering of Agriculture,生态农业是以综合农业发展（包括农林牧副渔及加工）为框架，合理配置资源，进行全面规划、相互协调的整体农业，是优化了的农业，兼顾经济、社会和生态效益。,农林牧渔复合生态工程,农林牧渔复合生态系统是指在同一土地管理单元之上，人为地把多年生木本植物(如乔木、灌木、棕榈、竹类等)与其他栽培植物(如农作物、药用植物、经济植物以及真菌等)和动物，在空间上或按一定的时序安排在一起而进行管理的资源利用和经营系统的综合。 在农林(牧)渔复合生态系统中，不同组分间应具有生态学和经济学上的联系。 农林牧渔复合生态系统建设符合生态工程的性质和特征，因而也称为农林牧渔复合生态工程。,概念,农林牧复合经营系统的生物成分必须与环境条件相适应，要因地制宜地进行经营类型的选择和系统的辅助设计。 农林牧复合经营系统的各生物成分之间，不是孤立的，是互相联系、互相作用的，在引入物种时要谨慎从事，要考虑到该物种对其他物种和整个系统的影响。 必须保证物流与能流的通畅，通过提高第一性生产力和提高生态效率(能量转化率)来提高整个系统的生产力；又通过多层级地利用物质和能量，减少外流浪费，提高系统的综合效益。,（1）生态学原理,依据的原理,增产与增值原则: 打破单一经营，保证生态系统自身的稳定和持续发展；合理有效地人工调控(如桑基鱼塘中鱼环的增加，农牧系统中粪肥先生产沼气再做肥料将生产转化链拉长等)。 供求法则: 在提高系统物种多样性的同时，顺应市场供求形成的价格导向，进行不同作物品种的时空配置，力争向市场提供丰富多样、适销对路的产品。 充分利用自然资源和劳动力资源: 如桐农间作，利用泡桐秋冬的落叶及初夏的开花生叶与小麦基本不争光；合理安排农业劳力(季节性)和农村劳力(多种就业)，以提高系统的效益和农民的经济收入。,（2）生态经济学原理,长效与短效相结合：农林牧渔复合经营中，农业项目一般周期较短，畜牧业相差较大，从几个月到23年，林业则较长，但若干年后年年会有效益；应长短结合，以短养长地安排多种经营项目，优先发展“短平快”的项目，积极安排中长期项目，以利于经济综合健康发展。 风险最小原则：农林牧渔受自然生态环境影响很大，合理配置可减少灾害带来的损失；市场价格和需求对生产结构影响也很大，因地制宜发展多元化经营，做到物种多样化，产品多样化，结构系列化，分散市场风险，提高系统竞争性。 发展资源节约型和技术密集型系统：发展立体生产结构，使光、热、水和土地等资源得到充分利用，提高系统总产出；尽量减少生产转化链中废弃物的排出，将其解决在重新利用、再生的增值环中；加大科技的参与和投入，使复合生态系统结构更合理、效益最佳，保持经济的持续增长。,整体性原则：按生态规律和经济规律进行调控，实行整体发展。 协调发展原则：通过协调发展，建立良性循环系统。 可持续性原则：合理开发，科学运行，兼顾生态效益。 动态调控原则：动态过程，不断调整，适应形势变化。,体现的原则：,农户层次 农场层次 村镇及流域层次 县市（区）层次,农业生态工程模式,“桑基鱼塘”生态工程模式,桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。 能量的多级利用及物质的循环利用： （1）桑叶用于喂蚕，蚕可以生产蚕丝； （2）桑树的凋落物和蚕沙（粪）落到鱼塘中，作为鱼的饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可以促进鱼的生长； （3）甘蔗可以榨糖，糖渣用来喂猪，猪的排泄物也进入鱼塘； （4）鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经过微生物的分解，又可以作为桑和甘蔗的有机肥料。 桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃农业”的要求。,生物立体共生型,农业生态工程,图2 桑基鱼塘系统物质循环和能量流动示意图,“稻田养殖”生态工程,云南省2002年投资380多万元施行稻田养鱼、养虾、养蟹，面积150多万亩，产量3.6万多吨，创产值3.65亿元，参与养殖的农民人均收入大大提高。 水稻种植与水产养殖技术相结合生态工程新模式，实现了“千斤稻田百斤鱼”，稻、鱼、菜、果、花卉、禽、畜配种养的综合经营，收到了“一地两用，一水两用，一季多收”，仅养鱼每亩就收入100150元，高的可达千元。 云南省财政投资100多万元实施稻鱼示范工程，在506个贫困村实施连片稻田养鱼扶贫工程示范面积3.4万多亩，平均亩产鱼78.7千克，参与项目农户人均增收275元。,云南省稻田养鱼，一举多得,青田县方山乡龙现村的稻田养鱼，被确定为首批4个世界农业遗产保护项目之一，得到联合国粮农组织对该世界遗产的保护。 龙现村稻田养鱼有1200多年的历史，种稻结合养鱼除了可以为市场提供淡水鱼外，水稻可为鱼类提供遮阴和有机物质，鱼类又可以为水提供氧气、吞食害虫、有益于养分循环，达到粮食增产目的。,青田县稻田养鱼被列为世界首批农业遗产保护项目,4,“红树林沼泽基围塘”生态工程,农林牧渔综合发展型生态工程,在我国北方地区，由于冬天气温很低，会导致农作物不能生长，家畜生长缓慢，甚至停止，沼气池不能正常产气；而农民要解决蔬菜的不间断生产问题。 （1）“四位一体”生态工程模式：是适合我国北方农村的一种新型复合生态模式。“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分，是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。 （2）运行原理：日光温室的增温效应使蔬菜等作物在冬天也能正常生长；使猪禽免受严寒而快速生长；温室内的植物为动物提供氧气，同时吸收二氧化碳；人、猪、禽的粪尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气，同时温室的高温也提高了沼气在冬天的产气稳定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于减少蔬菜的病虫害，提高蔬菜的产量和质量。 （3）效果：“四位一体”生态工程模式应用物质循环和生物多样性等原理，提高了单位面积的产出，同时减少了环境污染，大大提高了农业综合效益。,“四位一体”生态工程模式,以沼气为纽带农业生态工程,图5 “四位一体”生态工程物质循环示意图,水葫芦也叫凤眠莲、水荷花，是生长于河流、湖泊、池塘、水库、稻田等水流缓慢水域的多年生浮水草本植物。世纪年代，我国从南美洲引进水葫芦，最初主要用作猪的饲料。 随着饲料工业的发展，水葫芦作为饲料逐渐失去利用价值而无人采收。由于水葫芦具有极强的繁殖能力和耐热怕寒的特性，在我国南方许多地方大量滋生蔓延，成为破坏生态环境的一大灾害。 水葫芦已被列为世界大害草之一，国家环保局已把它列为首批最危险的种外来入侵物种之一。,水葫芦的综合利用,优点：能抑制藻类生长，吸附潜藏在水中的磷等有毒有害化学物质，少量分布时具有观赏价值，对水有种净化作用，其植株可作饲料。 污染的加剧，河道中氮、磷等营养物质含量逐渐增高，为水葫芦疯涨提供了适宜的环境，水葫芦大量疯长的主要危害： 造成河道堵塞，挡道、螺旋浆被缠，影响通航； 疯长的水葫芦“排除异己”形成优势物种，影响水底生物的生长，剥夺了其它水生物种 “生存权”，造成生态链失衡； 降低了水中溶解氧的浓度，造成鱼虾死亡； 景观水域遭受视觉污染。衰老腐烂后吸附的有害物质又将再次分解，潜入水中影响水质。,水葫芦疯长，严重危及到人民群众的生活安全、生产安全和当地的生态环境安全。 仅四川省已有以上的河流受到水葫芦不同程度的污染，有以上的流域污染严重。据省环保局统计，遂宁、资阳、南充、广安、自贡、内江、乐山、眉山、宜宾、德阳、绵阳、成都等个市水葫芦覆盖面积达多亩，其中乐山市浏沧河水葫芦覆盖水域面积达。 由于水葫芦危害，条小流域水质急剧下降，其中有条小流域低于类水质标准，有的低于类，有的甚至是劣类水质。,浙江省海宁市日前在治理水葫芦方面探索出了生态化治理新途径：将水葫芦与畜禽粪便混合发酵，生产沼气，然后再用沼气与柴油进行混合发电，沼液和沼渣则可作为有机肥料。 同仁沼气发电站，将畜禽粪便与水葫芦结合起来综合利用工。附近的同仁养殖园区年饲养生猪1.5万头，肉鸡10万羽。多年来，由于缺乏治理手段，大量的畜禽粪便给当地造成了严重的环境污染。为解决这一问题，结合水葫芦治理，海宁市农经局针对这两种“废物”搞起了研究，并于今年7月投入试发电，目前运转良好。,水葫芦与畜禽粪便混合发酵产沼气及有机肥料,同仁沼气发电站先将水葫芦与畜禽粪便混合在一起发酵产出沼气，然后将沼气与柴油输入油气混合发电机进行发电。水葫芦可以改善原料的碳氮比例，提高沼气产量。目前该工程日产沼气5000立方米，一年可发电34万千瓦时。 若只用柴油来发电，一般每度电需用柴油 200克，采用油气混合发电的方法，每度电只需柴油60克、沼气0.5立方米，发电成本每度不到0.4元，大大低于生产生活用电价格。此外，利用沼渣每年还可生产有机肥1000余吨，两项合计每年可收益60多万元。 FAO（联合国粮农组织）总部技术官员罗伯特认为，水葫芦治理新技术极具创新性，FAO把这一技术在发展中国家大力推广。,作物秸杆的多级利用,物质能量多层分级利用生态工程。模拟不同种类生物群落的共生功能，包含分级利用和各取所需的生物结构。此类系统可进行多种类型和多种途径的模拟，并可在短期内取得显著的经济效益。 秸杆还田是保持土壤有机质的有效措施。在一定条件下，如果利用糖化过程先把秸杆变成饲料，而后用牲畜的排泄物及秸杆残渣来培养食用菌；生产食用菌的残余料又用于繁殖蚯蚓，最后才把剩下的残物返回农田，收效大增。 虽然还田桔杆有机质的肥效有所降低，但增加了生产沼气、食用菌、蚯蚓等的直接经济效益。,图6 利用秸杆生产食用菌和蚯蚓等产品的生态工程,生态系统通过完全的代谢过程同化和异化，使物质流在系统内不断循环，不仅保证了生物的再生与循环，且通过一定的生物群落与无机环境的结构调节，使得各种成分相互协调，达到良性循环的稳定状态。 将结构与功能统一的原理，用于农村工农业生产布局，即形成了多功能的农副工联合生态系统，亦称城乡复合生态系统。 系统由4个子系统组成，即农业生产子系统、加工工业子系统、居民生活区子系统和植物群落调节子系统。它的最大特点是将种植业、养殖业和加工业有机地结合起来，组成一个多功能的整体。,多功能的农副工联合生态系统类型,工业共生网络,图7 多功能的农副工联合生态工程,生态农业旅游过程,特点 自然性 文化性 可操作性 可持续性,类型 观光游玩型 休闲度假型 农家乐型,如何开发 因地制宜，科学开发 合理布局，考虑环境 试点和示范，逐步开展 科技投入，文化内涵 做好宣传工作,存在问题 缺乏宏观控制和指导 理解过于简单化 缺乏竞争优势，没特色 季节性成为发展瓶颈,开发意义 提高农产品的附加值，经济现代化和全面快速发展 人地共生的旅游业与农业相结合 对扩大内需，增加农民就业出路、增创农业收入有利 密切了城乡联系，促进城乡一体化，成为资源、环境和生产共享、优势互补、结构稳定、良性循环的旅游系统 为各民族、各区域就近游览、采风、融合交流提供了可能,海滨生态工程,生态工程及其进展,农业生态工程措施是合理利用和改良重金属严重污染农田的综合途径。它的主要措施包括农业改良和乔灌草土壤净化。农业改良主要是繁育水稻、玉米良种，种植能源高粱；在重污染区种植水稻、玉米良种，水稻用清污混灌。繁育的种子，翌年在非污染区种植。在污染区种植非食用作物如能源高粱，收获后从茎秆中提取酒精，残渣压制纤维板，并可提取糠醛，或将残渣进行沼气发酵作能源。 乔灌草土壤净化是指繁育建材用、观赏用苗木及绿化用草皮。从非污染区苗圃移栽树幼苗，在Cd重污染区繁育，种植草皮，移栽繁育，这些措施既可美化环境，又可净化土壤。此外，亦可种植蓖麻，用作肥皂的原料。农业生态工程既可在一定程度上阻止重金属对食物链的污染，又可获得良好的经济效益。,土壤净化综合治理农业生态工程,延庆县农业生态工程,延庆县农业生态工程包括：张山营农业生态工程和龙庆峡荒滩二期工程。其中张山营农业生态工程总面积5000亩，人工造林1000亩，设计栽植刺槐、油松、侧柏、黄栌等树种7.4万株；幼林抚 育1000亩；封山育林3000亩。龙庆峡荒滩二期工程3000亩，设计栽植侧柏、火炬、五角枫等树种16.8万株。 工程造林主要突出了三个特点：一是造林绿化与农民致富相结合，在立地条件比较好的地块栽植仁用杏等经济林，既绿化了环境，又增加了农民收入；二是造林绿化与美化相结合，五角枫等彩叶树种比例不低于30%，绿化美化兼顾；三是加强科技支撑力度，采用多种方法进行沙荒治理，在造林中使用了生态垫和保水剂等高科技产品，在林下播种柠条等进行播草盖沙来保护环境。,宜兴通过产业结构调整，在改善大气环境、治理太湖水污染、改善市容市貌、保护引用水源地等方面都取得了突破性进展。 投入经费30亿元，实施绿色、宜居、节约、碧水、蓝天、保障六大重点环保工程，全力打造“生态宜兴”。“绿色”工程：优化生态环境该市规划实施农田生态建设、无公害农产品生产等六大农业生态工程