资环概论第十三章

全球变化对中国农业的可能影响 第一节全球变化概述第二节温室效应增强对中国农业的影响第三节臭氧层空洞对中国农业的可能影响第四节酸雨对农业的影响 第一节全球变化概述 一全球变化的概念与背景概念 温室效应增强 臭氧层空洞扩大 森林锐减和物种灭绝 土地退化以及资源短缺和环境污染等全球性的与人类生存和发展休戚相关的环境问题 第一节全球变化概述 工业革命后 特别是20世纪以来 科学技术的飞速发展进步 使人类干扰自然 改造自然的力量空前强大 由于对自然认识的渐进性 在经济飞速发展的同时人类也为自己的行为付出了血的代价 20世纪初频繁发生的环境事故曾经引起人们对世界末日的恐慌 同时也开始考虑人类与自然的关系 并将环境问题的防治列入世界各国的重要日程 1972年召开了第一次关于全球环境的国际会议 人类环境会议 通过了 人类环境宣言 和 联合国国际行动计划 第一节全球变化概述 发达国家的经济活动 化学物质和化石燃料的应用 排放大量的温室气体和破坏臭氧层的气体 臭氧层破坏 全球变暖 酸雨 发展国家的人口急剧增加 热带雨林减少 荒漠化 在发展的过程中不注意环境问题引起的公害 全球变化引起的野生物种的减少 第一节全球变化概述 二主要的全球性环境问题1臭氧层及其变化趋势臭氧是大气中一种痕量气体 基本上集中在平流层底部和对流层中 距地面20 25公里 浓度不超过10mg kg 紫外线 的波长为200 400nm 分为UV A320 400 UV B280 320 UV C200 280nm 太阳辐射中的UV C可以杀死人和生物 但几乎全部能被臭氧层吸收 难以达到地表 UV B可以杀死生物或引起人体和生物明显的生理效应 臭氧层可以吸收其大部分 UV A对人体的危害很小 臭氧层吸收的也很少 第一节全球变化概述 2温室效应与全球气候变化3酸雨和环境酸化范围扩大酸雨是指雨水中含有一定数量的酸性物质 硫酸 硝酸 盐酸等 的降水现象 泛指pH值小于5 6的雨雪或者其他形式的大气降水 欧洲近20年的监测数据表明 欧洲降水的酸度每年增加10 瑞典 丹麦 波兰 德国等国的酸雨pH值多为4 0 5 0 在北美酸雨的pH值在3 4更是很平常的事情 第一节全球变化概述 酸雨的危害 对植物外部的损伤对农作物生长和产量的影响对土壤的影响对土壤微生物和酶活性的影响 第一节全球变化概述 4其他全球性环境问题淡水资源危机 森林锐减 物种灭绝 水土流失 土地荒漠化 垃圾和有毒化学物品污染等七大环境问题 这些生态环境问题将制约和影响经济的发展 甚至危及人类的生存和繁衍 第二节温室效应增强对中国农业的影响 一全球气候变暖对农业的普遍影响1CO2浓度与农作物产量2气候带和农业带的移动3夏季干旱化的影响4对热带地区农业的影响5气候变暖对渔业的影响6对海洋生态系统的影响 温度和紫外线 第二节温室效应增强对中国农业的影响 二气候变暖对中国农业的影响1全球气候变化背景下中国变化的趋势温度和降水格局变化与华北暖干趋势 气候带和农业气候界线的北移气候变化的农业效应敏感区 海陆交接带 农牧交错带 山地平原交错带 沙漠边缘绿洲 城乡交错带 干湿交替带 第二节温室效应增强对中国农业的影响 2气候变化对中国农业生产的影响种植界线 区域农业 农业生产的布局 作物产量 对林木业的影响 第二节温室效应增强对中国农业的影响 三气候变化对中国农业影响的基本政策加强对气候变化的研究调整农业布局 结构 合理规划耕作制度和种植制度实施 大农业 的战略 改善生态环境开展抗逆品种选育高度重视农业气候敏感区的综合防治措施 农业的可持续发展 可持续发展的内涵 内涵 人类要发展 尤其是贫穷落后的国家要发展 发展要与资源 环境相协调 可持续发展的原则 公平性原则 当代人的公平 占世界人口1 5的人处于贫困状态 两极分化的世界不可能会带来世界的可持续发展 要给世界公平的分配和公平发展的权利 代际人的公平 给后代发展的权利 公平分配有限资源 发达国家消耗的能源占世界的80 消耗地球资源获得自身的发展 其他国家也应该有这样的权利 所以联合国 关于环境与发展的里约热内卢宣言 认为各国拥有按照其本国的环境与发展政策开发本国自然资源的主权权利 而且要确保其活动不致破坏其他国家的环境 持续性原则 人类经济和社会的发展不能超越资源与环境的承载能力 共同性原则 世界各国历史 文化和发展水平的差异 可持续发展的目标 政策和实施的步骤也不可能统一 但总体上应体现出公平和持续的原则 是共同的 必须联合行动 达到共同的目标 3实现可持续发展的措施和行动 实现可持续发展的目标 国际社会普遍认为 人口问题 城市发展问题 能源利用问题 广泛公平的利益分配方向 3 1实行可持续发展战略 要实现可持续发展 首先要考虑资源和环境的长期承载力 要合理配置资源 3 2采取有效措施 防止工业污染 目前影响我国的重要环境污染是工业生产 造成工业生产污染严重的主要原因是设备陈旧 技术落后 缺乏环境保护意识 重点治理占我国工业污染85 负荷的9000家企业 积极推行清洁生产 将污染控制在生产的全过程 3 3城市综合治理 3 4提高能源的利用率3 5发展生态农业3 6大力推进科技进步 加强环境科学研究 积极发展环境保护产业 3 7充分利用经济手段保护环境3 8加强环境教育 不断提高全民族的环境意识3 9健全法制 强化环境管理3 10制定我国的环境保护计划 4农业可持续发展 联合国粮农组织 FAO 认为可持续农业是一种能够保护和维护土地 水和动植物资源 不会造成环境退化 同时在技术上适当可行 经济上有或 能够被社会广泛接受的农业 中国2002年可持续发展战略报告 1可持续发展能力的定义 可持续发展能力的定义可以描述成 个特定系统在规定目标和预设阶段内可以成功地将其发展度 协调度 持续度稳定地约束在可持续发展阈值内的概率 即 个特定的系统成功地延伸至可持续发展目标的能力 牛文元 持续发展导论1994 在可持续能力研究的开拓中 最近一期的 科学 杂志 Science 2001 vol 292 pp 641 642 刊登了由23位世界著名的可持续发展研究者联名发表了题 可持续能力学 sustainabilityscience 的论文 其中对于可持续能力定义为 可持续能力的本质是如何维系地球生存支持系统去满足人类基本需求的能力 在中国科学院研究组对于可持续发展能力的认识中 己经总结出可持续能力所包括的三大本质体现 即定义中所指出的 发展度 协调度 和 持续度 发展度构成了可持续能力的 动力表征 是可持续能力不断提高的发动机 它所具有的内涵是 1 社会财富增长的度量 2 发展质量提高的度量 3 理性需求满足的度量 4 创新能力培育的度量 5 文化内涵进步的度量 协调度以环境与发展之间的平衡 效率与公平之间的平衡 物质与精神之间的平衡为其基本识别 协调度构成了可持续能力的 公正表征 是可持续能力不断优化的调节者 它所具有的内涵是 1 人际 代际 区际之间的协调 2 物质文明与精神文明之间的协调 3 经济效率与社会公平之间的协调 4 自由竞争与有序规范之间的协调 5 开拓创新与有效继承之间的协调 持续度以人均财富的世代非减 投资边际效益的世代非减 生态服务价值 valuseofecologicalserve 的世代非减为其基本识别 持续度构成了可持续能力的 稳定表征 是可持续能力不断维系的促进剂 它所具有的内涵是 1 逼近 三零状态 即生态赤字为零 环境胁迫为零 生态价值与生产价值之比率变化为零 2 向自然的索取与对自然的回馈相平衡 充分建立人与自然的协同进化机制 3 充分尊重自然遗产和历史文化遗产 同时担负起为后代扩大更多文明积累的责任 4 逐步实现 自然 社会 经济 复杂巨系统的可持续发展目标 第十二章全球变化对中国农业影响 12 1全球变化概述 1 全球变化 指温室效应增强 臭氧层空洞扩大 森林锐减和物种灭绝 土地退化以及资源短缺和环境污染等全球性的与人类生存和发展休戚相关的环境问题的变化 2 主要的全球性环境问题 见7 2 12 2温室效应对中国农业的影响 1 全球变暖对农业的普遍影响 CO2浓度与农作物产量CO2浓度增加 促进植物的光合作用 提高作物的生产能力 气候带和农业带的波动 第十二章全球变化对中国农业影响 续 向两极方向移动的趋势 在中纬度地区 气温每升高1 气候带向极地方向移动200 300km 夏季干旱化的影响在中纬度地区 夏季干旱减少10 30 对热带地区农业的影响对低纬度的半沙漠地区降水减少 气候变暖对渔业的影响海平面上升 影响一些物种的生存 对海洋生态系统的影响改变海洋生物的分布 其它 导致区域性水土流失加剧 第十二章全球变化对中国农业影响 续 2 全球变暖对中国农业的普遍影响 全球变化背景下的中国变化趋势 A 温度和降水格局的重大变化与华北暖干趋势 B 影响气候带和中国农业气候界线的北移 C 气候变化的农业效应敏感区如海陆交接带 农牧交错带 山地平原过渡带 沙漠边缘绿洲带 城乡交错带 干湿交错带 气候变化对中国农业生产的影响对种植界限的影响 界限北移150 250km 沿海拔上升150 200m 对区域性农业的影响 各个农业变暖 第十二章全球变化对中国农业影响 续 对农业生产布局 复种指数增加 种植界限北移对作物生产 对热量不足的高纬度和高海拔地区有利 而对生长期短的作物不利 对林牧业 影响林业生产的格局与生产力 利 敝 增加林业和草地生态系统的脆弱性 3 气候变化对中国农业影响的基本对策 加强对气候变化研究 调整农业布局 结构 合理规划耕作制度与种植制度 实施大农业的战略 改善农业生态环境 开展抗逆品种选育 高度重视农业气候敏感区的综合防御措施 第十二章全球变化对中国农业影响 续 12 3臭氧层空洞对中国农业的影响破坏人的免疫系统 使患呼吸道系统等传染病的病人增多 动植物生理紊乱 继而发生病变 初级生物产量降低 12 4酸雨对农业的影响 1 危害 导致环境的酸化 破坏原有生态系统的稳定 2 酸雨对农业生态系统的影响 引起植物外部损害 对农作物和产量的影响叶片损害 产量减少 对土壤的影响促进土壤中Al活化 盐基饱和度降低 土壤对酸雨的缓冲性能CEC BS 第十二章全球变化对中国农业影响 续 土壤微生物和酶活性的影响使碳 氨转化过程受到影响 3 酸雨防治对策 加强大气污染物和酸雨的连续监测 重视国际间的协作 调整能源结构 提高能源利用效率 减少SO2和氮氧化物的排放 尾气脱硫脱氮 第十三章自然灾害与减灾 13 1农业自然灾害的原因 分类与特征 1 自然灾害是指危害人类生命财产和生存条件的自然变异事件 自然灾害系统中通常包括孕灾环境 灾害源 灾害载体和受灾体 2 自然灾害的特征 时空群发性 灾害链现象 周期性 3 农业自然灾害对农业生产的影响 对农业生物的直接伤害 使农业生物发生不利于人类利益的改变 次生灾害和衍生灾害的发生 有的灾害可能影响多年 有时还诱发病虫草害 对农业生态环境的破坏 对农业设施的破坏或对生产活动的影响 第十三章自然灾害与减灾 续 灾害使农业生产的成本增大 效率下降 4 自然灾害的分类 按灾害形成发展过程和长短及缓急 突发型 地震 洪水 和缓发型 环境污染 水土流失 按因果关系 分为原生灾害 次生灾害和衍生灾害 按灾害的强度和等级分类 按成因分类 分为气象 海洋 地质 生物 人为自然灾害和宇宙灾害6类 农业自然灾害分为农业气象 农业地质 农业生物和农业环境灾害4类 第十三章自然灾害与减灾 续 13 2主要农业自然灾害类型 1 农业气象灾害指农业生产过程中不利天气或气候条件的总称 占我国农业受灾损失的70 80 如干旱 洪涝和湿害 冰雪 冰雹 冷害 冻害 霜冻 热害 日灼或日烧病 阴害 大风 台风 紫外辐射增加的危害 龙卷风 风沙和沙尘暴 2 农业地质灾害地质环境或地质体发生变异给人类造成的危害 如地震 滑坡 崩塌 泥石流 土地盐碱化 火山喷发 地面沉降和地裂缝 水土环境异常导致的地方病 3 农业环境灾害包括全球 区域和农田或畜舍三种尺度 第十三章自然灾害与减灾 续 如土地荒漠化 污染等 前面已有详细介绍 4 农业生物灾害有害生物在一定条件下暴发或流行对农业造成重大灾害和损失的自然变异过程 生物种群关系 共生 原始协同 种间竟争和寄生 特点 种类多 受灾体广 受害面积大 损失严重 成灾频繁 迁移发生 成灾突然 形态多变 测报防治难度大 生物之间相生相克 13 3农业自然灾害的监测 1 灾害监测是指人们在灾害孕育 发生 发展 衰减直至灾后对灾害的征兆 灾害现象及受灾后进行的观察 第十三章自然灾害与减灾 续 2 灾害监测分类按观察手段分为感官观察和仪器监测按观察对象分为直接监测和间接监测 3 农业自然灾害预测的过程和内容灾害预测的内容主要灾害种类及灾害三要素 发生时间 地点及强度 具体还包括灾害分布 未来的灾害演变趋势和灾害事件的预测 4 农业自然灾害预测的方法趋势外推法 周期分析法 相关分析法 概率法 研究灾害的触发条件 农业生物的抗逆性评定 13 4农业减灾对策 略 第十四章21世纪中国农业可持续发展 1 可持续发展 既满足当代人的需求 又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展 其目标是保证人类社会具有长久永续的发展能力 其内涵为 可持续发展的核心是发展 可持续发展强调经济发展与社会发展 资源利用和良性环境相协调 可持续发展的物质基础是资源的可持续利用 实现可持续发展战略的前提是控制人口增长 提高人口的质量 可持续发展强调建立和推行一种新型的生产和消费方式 可持续发展要求必须善待自然 实现人类与自然的和谐 第十四章21世纪中国农业可持续发展 续 可持续发展追求当前利益与长远利益 局部利益与整体利益的统一 2 实施可持续发展的原则公平性原则 可持续性原则 共同性原则 3 中国21世纪议程 主要内容 1994 提出了可持续发展总体战略 社会可持续发展 经济可持续发展 资源的合理利用和环境保护 其特点 以发展为核心 注重处理人口与发展的关系 突出对资源的有效保护 合理利用 强调与全世界环境保护及经济协调发展战略相协调 突出实施可持续发展的能力建设 第十四章21世纪中国农业可持续发展 续 4 中国可持续发展战略的实施 牢固树立人口意识和资源环境意识 建立高效益 资源节约型的国民经济体系 强化环境管理 充分发挥智力与人才资源优势 积极发展国际合作与交流 5 可持续农业可持续发展在农业上的应用 是一种能够长期地保证农业发展所依赖的环境质量和资源基础 为人类提供必需的食物和纤维的农业生产体系 既能支持整个社会的目前需要 又具备适应长期发展能力的农业生产体系 第十四章21世纪中国农业可持续发展 续 6 中国农业可持续发展的战略目标 在实现农业优质高