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文档简介
《农业环境保护》——课程导入课程导入.pptx项目1绪论.pptx项目2农业生态环境问题.pptx项目3农业生态环境问题治理技术.pptx项目4农业生态环境问题管理.pptx项目5农业水土保持.pptx全套可编辑PPT课件主要内容《农业环境保护》课程学习内容有哪些?WHAT为什么要开设《农业环境保护》课程?WHY如何学好《农业环境保护》课程?HOW《农业环境保护》课程考核办法介绍一、《农业环境保护》课程学习内容?WHAT农业的定义农业是指国民经济中一个重要的产业部门,是利用动物、植物、微生物等生物的生长发育规律,通过人工培育来获得产品的各类生产活动。在日常生活中人们也通常将农业称为第一产业。第一产业与人类生存密切相关,即农产品与人类的衣、食(含药)、住、行关联性很大。当然,这里的“农业”是指广义“农业”,即农、林、牧、副、渔。
第1部分农业资源锐减1、农业资源锐减的成因2、农业资源锐减对农业生产的危害3、应对农业资源锐减的措施
第2部分生态严重破坏1、生态严重破坏的成因2、生态严重破坏对农业生产的危害3、应对生态严重破坏的措施农业是以土地、水、气候和生物资源为基础的产业部门,这些资源的数量和质量的变化,将会直接影响着农业的生态环境和农业的发展。详情可参见以下4个方面内容。
第3部分环境污染加剧1、环境污染加剧的成因2、环境污染加剧对农业生产的危害3、应对环境污染加剧的措施
第4部分自然灾害频发1、自然灾害频发的成因2、自然灾害频发对农业生产的危害3、应对自然灾害频发的措施农业环境是指影响农业生物生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体。包括农业用地、水、大气、生物等重要组成部分。注:本课程不过多涉及影响农业的“社会环境”。从目前的农业生态环境来看,土地退化、土壤沙化、盐碱化和水土流失现象十分严重。农业水污染和由此产生的农田土壤污染、农药和化肥污染也时有发生。此外,还包括灾害等自然环境因素,所有这些因素都可能严重影响到农业的可持续发展和粮食安全。因此,农业环境保护已成为一个紧迫而重要的问题。注:农作物秸秆处置、畜禽废弃物资源化和农用薄膜回收是农业生产的衍生性问题。由上可见,新时期我们必须关注农业(生态)环境问题的类型、具体内容、成因、危害等。什么是农业环境?图1《农业环境保护》课程总体知识体系污染源污染因子原因分析治理对策(当前,人类以预防为主,因而不过多讨论)1.自然影响水、土、气、生等-2.人为活动生产农业废水外源污染管理措施法律法规、环境规划与管理、环境影响评价、财税政策引导、生态补偿等内源污染技术方法单项治理技术水环境治理(湿地技术、氧化塘技术、土地处理技术等)土壤生态修复技术(生物方法、物理方法、化学方法)固废资源化利用技术农田土壤外源污染……内源污染综合治理技术生态农业技术农业固废外源污染有机农业、绿色农业等标准化农业生产方式自然农业、内源污染生物农业、生活生活污水清洁生产技术、循环农业技术生活垃圾……二、本专业为什么要开设《农业环境保护》课程?WHY第一,专业学生角度(主要联系环境工程技术、环境监测技术、生态农业技术等专业特点进行分析)生态环境问题来源于:自然灾害和人为活动。人为活动中生产类型中除了工业生产之外,且目前农业生产活动对我国生态环境的影响贡献率已经超过50%!图2农村水环境恶化图3水产养殖尾水处置问题突出图4农田土壤环境污染问题严重图5设施农业土壤退化问题普遍图6农业固废处置难题常态化图7环境工程技术22-1专业人才培养方案(案例)图8环境工程技术专业20级(五年一贯制)人才培养方案(案例)图9学院《农业环境保护》课程标准第二,普通公民角度(生产、生活、人体健康和生态文明建设)农业生产中需要这方面知识。例如,农业污水治理,农田污染土壤净化,农业固体废弃物处置及资源化利用,农业中生态环境问题严重影响农产品的产量、品质和质量安全等。特别是农产品质量安全与人类健康密切相关,因此作为一个普通公民,理所当然就应该接受农业环境保护专业教育,这也是新时期生态文明社会建设的需要,因为生态环境保护是生态文明建设的重要内容(可联系社会现实问题说明)。思考题:为什么要建设生态文明?深入思考:什么是生态文明?如何建设生态文明?第三,国家角度农业是一个国家的重要产业。而农业外部与内部的生态环境问题对农业本身影响很大。例如,农用化学品的施用,正、负影响均有;其次,农业本身也是环境污染源。如水产养殖业、畜禽养殖业、种植业退(废)水的排放等。此外,间接污染还有农作物秸秆、畜禽排泄物的无序堆放均有可能带来的次生生态环境问题(可联系当地现实问题展开说明)。三、如何学好《农业环境保护》课程?HOW正如前文所述,无论是从专业学生角度,还是普通公民角度及国家角度,显显而易见《农业环境保护》课程都很重要。因此,本课程计划拟将深奥的专业知识传授与日常生产、生活有机联系起来,即教学与科普并重,采用校内课堂、社会(企业)课堂、网络课堂“双线互补、三课联动”教学模式,并配套相应考核措施,逐步培养学生专业信息收集、整理与辨别(注:知识来源多元化背景下,培养学生正确鉴别知识的“真”与“伪”已成为当前教学工作所必须面对的一个新问题,尤其是高职院校学生)、能“说”会“写”、创新创业意识、自我学习等综合能力与岗位素质。(1)校内课堂是指校内日常教学(含实验);(2)社会课堂是指参观企业/会展;何为“双线互补、三课联动”教学模式?(3)网络课堂是指在线收看中央电视台农业或其它频道中与本课程相关视频节目(含农环视界、农环在线、农业检测、农业中关村、农业先驱者、微生世界、微生物推广中心、种植牛人、中国食用菌协会、三农洞察、设施园艺之光、寿光菜博会、长江水生生物保护、中国野生动物保护协会、土壤改良与修复、土壤课堂、中国休闲农业、楚易环保土壤修复、地质人环境网、黑水虻中文站、环保技术大课堂、环保圈、江苏农技、全球变化与碳氮循环平台等APP),并学会查阅专业期刊、文献(鼓励采用人工智能软件kimi(月之暗面)、deepseek(深度求索)、豆包(字节跳动)、天工(昆化万维)、通义千问(阿里云)等先进技术手段)。本课程采用将三种教学方式衔接、贯通,形成相互补充、相得益彰态势。四、《农业环境保护》等课程考核办法介绍采用校内课堂、社会(企业)课堂、网络课堂“三课”联动教学形式,并配套相应有效的考核措施,逐步培养学生专业信息收集、整理与辨别、能“说”会“写”、创新创业意识、自我学习等综合素质与岗位关键能力,增强学生就业能力和职业可持续发展能力,也是将学生综合能力和职业岗位素质的培养融入日常专业教学过程的具体实践。《农业环境保护》课程总成绩=出勤考核(5%)+浏览平台课件、参与课后在线讨论与评教考核(5%)+小组专业微视频拍摄作业(10%)+个人作业和小组实验报告(20%)+平时课后自主学习环节[即5个与课程相关的专业视频(含5篇学习体会)、5篇与课程相关的专业论文(含5篇学习体会)](10%)+学期结束前课程专题个人PPT汇报(20%)+期末考试(30%)。注:可根据教学对象实际情况酌情对考核项目及其权重进行调整。关于考核的说明:①关于出勤问题,按照学校既有规定旷课1/3课时,将不能参与考试;②小组专业微视频拍摄作业一般要求选择晦涩难懂的专业知识点为主题,将其做成微视频课件(可含少量AI视频),有利于帮助同学们理解,优秀学生作品也可成为教师的教学素材。通常时长10分钟左右;③分组作业或实验实训时,各小组组长的课程成绩再另外酌情奖励0~10分,但总成绩不能超过100分(注:有意参照或模仿社会职业岗位实际情况);④上述考核办法仅适用于正常的初次课程考核,对于补考者而言《农业环境保护》则按照补考试卷实际得分确定成绩。
对于作业和实验报告:(1)本学期计划安排10次(每人只选做其中的5次即可,但是有两次必做,详见标识)课后作业(实验报告根据实际的实验次数确定),每次作业均在布置后的两周后上课时由指定课代表收缴。课代表不负责催缴作业(仅需提供未交同学名单即可),只需将收缴的作业本和未缴作业的同学名单记录交给任课教师即可,愈期不交者后果自负。任课老师批改作业和实验报告之后,自主拍摄作业、实验报告的全部内容(即合成1个PDF文件)再上传至学习通平台,有利于任课教师成绩统计,也是过程性考核项目之一。(2)请各班级统一作业用本,建议以班级为单位到文化用品市场统一批发,既便宜也美观。不接受散页纸作业!!!(说明:应辩证看待纸质作业,一方面避免电子版的“拷贝”作业问题,另一方面也可以让学生有机会练习写字,因为传统方式并不意味着“落后”)。(3)严禁抄袭作业。若发现有作业雷同者,请所有雷同者协商解决。若所有作业雷同者均不认为自己抄袭,则所有人均需重做作业或记为零分。(4)作业时要求大家学会正确使用中国知网查阅专业文献(鼓励采用人工智能软件),建议不要在普通百度中检索,因为有时候问题比较多,易干扰专业学习。因此,专业学生鼓励使用专业平台。(5)每次作业必须先写好作业题目,再按规定要求答题,否则作业无效!
对于PPT课程专题汇报:为了加强学生专业信息收集与整理能力培养,将学生关键能力培养融入平时课程教学过程之中,要求每个学生一学期至少阅读5篇专业期刊文章(来自“中国知网”,且必须与本课程教学内容有关)、在央视频道或高规格平台下载并观看5个视频(必须与本课程教学内容有关),并将阅读的5篇专业期刊(caj/pdf文件)及撰写相应的个人体会(word文件)、收看的5个视频文件及撰写的相应个人体会(word文件)先以个人文件夹归档,上传至学习通平台供任课老师备查,简称“5-5-1”课后作业。同时,一般在本学期中期之后,将召集所有班级学生集中汇报。汇报选题:从自己阅读的5篇专业期刊文章,或者收看的5个视频中挑选其中一个主题(也可另选主题,但是必须与“农业环境保护”相关)进行汇报与分享,并以此检查学生对文章或视频的理解和掌握程度,无故不参加课程汇报者本课程无成绩。提醒:不建议初学者采用AI自动生成课程专题PPT,实践效果并不好!若要用,须不断优化,否则会偏离预期目标。在确定主题之后,应根据主题内容制作一个3~5分钟左右的PPT文件进行交流汇报。原则上要求幻灯片内容10~15张,每张幻灯片6~8行字。汇报时要求条理清晰,表述正确,脱稿汇报,以此考核学生制作PPT、汇报PPT的技能。关于实验课程分组计划:原则上根据班级人数划分5~8组(酌情而定),组长通过遴选方式产生,小组人员自由组合,不再按学号分段式划分。各组长全权负责本组学生课堂管理、助教、实验报告的监督、实验室卫生人员的确定等相关事宜。此举旨在培养学生团结互助意识、集体荣誉感和工作责任心。组内人员应排序,以便组长或相关成员空缺时相关教学任务仍然能够顺利落实。关于“菁英”人才培养的设想:为在高职院校培养具有卓越能力的高素质人才,并联系学院实际情况,探索技术技能型的“菁英”人才培养路径,本人计划继续进行一些创新性尝试,以期积累与丰富高质量人才培养经验。相关说明:(1)“菁英”班采用虚拟形式,不实际组班。形式类似于协会(环境工程学院技能社团)、专业爱好群、兴趣小组形式。(2)任课班级内遴选10%左右对专业(农业、环保)有兴趣、有情怀、具有上进心,自愿加入的同学入围,优先录用有专业特长的学生。(3)入围学生具有优先参与各种技术技能比赛、创新创业比赛、教科研活动、专业类社会实践活动、顶岗实习与就业单位推荐等权利。END《农业环境保护》
第一节农业生态环境的概念
项目一绪论1.1农业的概念农业是指国民经济中一个重要产业部门,是以利用动物、植物、微生物等生物的生长发育规律,通过人工培育来获得产品(食品(粮食、饲料、蔬菜、肉品、水产品、蜂蜜等)、生活用品(棉花、丝绸等)、工业原料(酿酒原料、甘蔗、甜菜,橡胶等)、医药用品(动植物药材)、嗜好品(烟草、咖啡)、肥料(绿肥等))等的生产活动,属于第一产业。农业是以土地、水、气候和生物资源为基础的产业部门,这些资源的数量和质量变化,直接影响着农业的生态环境和农业的发展。进入20世纪后,随着世界人口急剧增长,自然资源快速消耗,出现了气候变暖、土地沙漠化、水资源污染、生物多样性减少等重大资源环境问题,不同程度地困扰着各国农业的发展和人民生活的改善,甚至政局的稳定。面对经济全球化趋势和国际农产品一体化的进程,世界各国正在积极制定保护和改善农业环境质量、防治农产品污染的政策和措施,发展相关技术,并加紧推进农业环境保护工作进程。因此,农业生态环境是21世纪人类必须面对的社会重大问题之一。林地农田黑土地红壤土土壤是怎么来的?土壤主要是岩石受到风化作用演变过来的。它需要走过一段漫长的“打怪升级”之路,经过复杂的物理、化学和生物作用,才能从一块光秃秃、硬邦邦的石头,变成我们常见的供养万物的肥沃土壤。母质、气候、生物、地形、时间五大关键因素,会综合影响到土壤的形成。在演变开始的时候,只有裸露在地球表面的岩石,丝毫看不到土壤的身影。岩石在风吹、日晒和雨淋等外界环境的作用下,发生一系列物理、化学变化,日积月累,最终被侵蚀成碎屑,形成土壤的最原始部分——成土母质。接着,生物作为土壤形成过程中最活跃的因素,参与到有机物质的形成。土壤中的各种动植物残体、微生物及其分解和合成的各种有机物质等,构成了土壤有机质。土壤有机质能够改善土壤通透性,增加土壤肥力和增加土壤生物多样性,是土壤形成的重要标志。山体挖方边坡与表土受侵蚀边坡,陕西延安,2026.01.20土壤由矿物质、有机物质、水分、空气组成,与大气圈、水圈、岩石圈和生物圈一起构成了自然环境的五大圈层(图1-1)。土壤陈铺在地球陆地表面,犹如一层皮肤保护着地球,也供养着不计其数的陆地生命。因此,土壤学家将其形象地比喻为“地球的皮肤”。大部分的土壤大致可以分为A、B、C三层。A层,又叫表土层或者腐殖质层,是植物生长、动物和微生物活动最频繁的层次,也最易受人类的扰动。B层,又叫心土层,处于土壤剖面的中间层次,包含大量从表土淋溶下来的物质。比如,由于下雨或者灌溉,矿物质盐类或细颗粒物质等从表层土壤中迁移到下层。由于有物质的移动和淀积,所以表土层和心土层最能反映出土壤形成过程的特点。C层,又叫母质层,这是一个非常形象的名称,母质层就像母亲一样,源源不断地为土壤的形成提供原材料。图1-1全球生态系统结构示意图(即土壤圈与大气圈、水圈、岩石圈、生物圈共同构成了自然环境的五大圈层)土壤形成过程示意图土壤形成过程中母质、时间的影响效果示意图土壤形成过程中气候、生物、地形的影响效果示意图土壤层示意图土壤生态系统示意图土壤功能示意图农田土壤层示意图城镇土壤层示意图我国不同颜色的土壤分布示意图我国不同类型土壤示意图五彩斑斓的土壤类型土壤退化过程示意图母质和地形是比较稳定的影响因素,气候和生物则是比较活跃的影响因素,它们在土壤形成中的作用随着时间的演变而不断变化。土壤是一个经历着不断变化的自然实体,并且它的形成过程是相当缓慢的。形成1厘米厚的土壤,可能需要几百年的时间,而形成1米厚的土壤则需要上万年的时间。因而民间有“千年龟,万年土”的说法。对于人类来说,我们终其一生都无法完整见证哪怕是1厘米土壤的形成。没有土壤,能不能进行农业(含种植业、养殖业等)生产?思考:你认为“土壤”与“土地”概念之间有区别吗?水是生命之源灌溉水旱灾喀斯特地貌(贵州,亦称石漠化现象)光、热等自然气候资源水稻小麦油菜蔬菜类1.1.1农业的分类(1)根据内涵定义。可分为广义农业和狭义农业。广义农业是指:农、林、牧、副、渔。狭义农业是指:种植业、养殖业。(2)根据生产力的性质和状况。农业可分为原始农业、古代农业、近代农业、现代农业(一般理解为:依靠机械化、信息化、设施化武装起来的农业生产方式)等。设施养殖业设施种植业传统农业生产方式现代农业生产方式最新现代农业生产方式最新现代农业生产方式(3)根据生产方式。农业有:立体农业、设施农业等。(4)根据农业生产技术规范(原料要求、过程标准、实施标准、产品标准)。农业有:无公害农业、生态农业、有机农业等。(5)根据农业提供功能(功能拓展,趋势为一、二、三产业融合)。农业有:传统农业、旅游农业、观光农业、休闲农业、创意农业等。但是,需要特别指出:休闲观光农业时别人必须无法复制您的技术或模式,提高核心竞争力,多数时候必须做强农业(“强一产、优二产、活三产”)。此外,近年来还有将农业工业化、农业信息化的趋势特别明显,形成诸如精准农业、信息农业、数字农业、智慧农业、物联网农业等多种新型称呼。规模化生产(葡萄,新疆吐鲁番)规模化生产(蟠桃)设施化生产(蟠桃)设施化生产(火龙果)设施化养殖生产(奶牛)设施化养殖生产(肉猪养殖)标准化生产(蟠桃)食用菌生产(规模化、工厂化)植物工厂休闲(体验)农业休闲观光农业(新疆吐鲁番葡萄沟)休闲观光农业(新疆吐鲁番葡萄沟,葡萄晾干房)休闲观光农业(甘肃敦煌市鸣沙山)阳光(生态)餐厅(浙江)创意农业创意农业休闲农业(农、文、旅结合)休闲农业(农、文、旅结合)休闲农业(农、文、旅结合)“康养”农业(鱼疗法)“康养”农业(园艺疗法)1.2生态与环境的概念1.2.1生态生态就是指一切生物的生存状态,以及生物之间和生物与环境(包含非生物环境和生物环境)之间相互作用(分为正面作用和负面作用)的关系。生态学(Ecology)的产生最早是从研究生物个体而开始。1869年,德国生物学家E.海克尔(ErnstHaeckel)最早提出生态学的概念,它是研究生物及其环境间、生物之间及其对生态系统的影响的一门学科。实际上,现在也有人将环境之间的相互影响关系也纳入其研究范畴(例如:大气中CO2浓度波动,会引起温度等环境因子的变化)。但如今,现实社会中生态学已经渗透到各个领域,“生态”一词涉及的范畴也越来越广,人们常常用“生态”来定义许多美好的事物,如健康的、美的、和谐的等事物均可冠以“生态”修饰。当然,不同文化背景的人对“生态”的定义内涵会有所不同,理解也不一样。多元的世界需要多元的文化,正如,自然界的“生态”所追求的物种多样性一样,以此来维持生态系统的平衡发展。然而,“环境”总是相对于某一中心事物而言。环境因中心事物的不同而不同,随中心事物的变化而变化。我们通常所称的环境就是指人类的环境。人类环境分为自然环境和社会环境。1.2.2环境环境是指与体系有关的周围客观事物的总和,体系是指被研究的对象,即指中心事物。环境总是相对于某项中心事物而言的,它因中心事物不同而改变,随中心事物的变化而变化。中心事物与环境既相互对立,又相互依存、相互作用和相互转化的,在它们之间存在着对立、统一的关系。环境学的中心事物是人类,环境是以人类为主体、与人类密切相关的外部世界,即是人类生存、繁衍所必需的、相适应的环境。环境作为非常复杂的体系,目前尚未形成一个公认的分类方法。按照环境的主体分,以人类作为主体,其他的生命物质和非生命物质都被视为环境要素,即环境就是人类的生存环境;按环境的范围大小,环境可分为特定的不同的空间环境、车间环境、生活区环境、城市环境等;也可分为不同层次的环境,如区域环境、全球环境和宇宙环境;按照环境要素的属性可分成自然环境和社会环境两大类。在自然环境中,按其主要的环境组成要素,可再分为大气环境、水环境、土壤环境、生物环境、地质环境等。社会环境按人类对环境的利用或环境的功能再进行分类,如聚落环境、生产环境、交通环境、文化环境等。社会环境的发展和演替,受自然规律、经济规律以及社会规律的支配和制约,其质量是人类物质文明建设和精神文明建设的标志之一。1.2.3生态与环境的区别与联系根据定义区分;都是描述两事物之间的关系状况,但侧重点不同。是否具有中心事物?相对性?中心体是否一定是生物因素?引伸思考:(1)“生态工程”与“环境工程”的区别与联系;
(2)“生态农业”与“农业生态”的区别与联系?1.3农业环境的概念农业环境是指农业生物(包括和种栽培植物、林木植物、牲畜、家禽和鱼类等)正常生长繁育所需的各种环境要素的综合整体,主要包括水、土壤、空气、光照、温度等环境要素。表1-1农业环境要素气候要素太阳辐射、气温、空气、湿度、风等土壤要素地温、土壤水分、通气性、酸碱度、无机物、有机物等水要素池塘、河流、湖泊、水库、海洋、地下水、灌溉水等生物要素植物、动物、微生物等人为因子人对生物的作用,包括环境污染、生态破坏等1.4农业生态系统农业生态系统是经过人为驯化了的自然生态系统。它与自然生态系统一样,在结构上包括两大组分:生物组分和环境组分,生物组分可分为生产者、消费者和分解者三大功能类群。环境组分又可分为辐射(温、光)、气体、水体、土体等。农业生物和农业环境相互作用和影响形成了一个统一的农业生态系统。农业生态系统是在人类生产活动干预下经过长期发展和适应而形成的一种人工生态系统,是保持着一定的动态平衡关系的整体。
但是,农业生态系统的环境与生物组分均有其明显特点:(1)农业环境兼具生产环境和生活环境的双重功能,农业生物为人类提高衣(棉花、蚕丝、麻)、食(粮食、肉类)、住(木材)、行(船以及马、驴、骡等牲畜交通工具)、医(中药材)、乐(烟草、咖啡、花卉等)等功能。(2)农业生态系统的特殊性还在于:生物组分以人工驯化和选育的农业生物为主,生物组分中人是系统中最重要的调控力量。环境组分中,除了自然环境组分,还有人工环境组分,如排灌渠、地膜、温室、禽舍、道路等。同时,农业生态系统中的大气、土壤和水也受到了人类活动的深刻影响。(3)除系统组分之外,系统输入、系统输出、系统功能、系统调控等方面具有一定特色。正确理解与区分以下概念:生态系统:生物与生物之间及生物与其生存环境之间密切联系、相互作用,通过物质交换、能量转化和信息传递,成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。自然生态系统人工生态系统自然生态系统与人工生态系统的区别与联系农业生态系统1.4.1农业生态系统中的生物组分生物组分中也包括:各种植物、动物及微生物。与自然生态系统的生物一样,农业生态系统生物组分作为农业生态系统的核心组分,同样可以分为绿色植物为主的初级生产者(如各种农作物、林木果树等),以动物为主的次级生产者(消费者,如各种畜禽和鱼类等)和以微生物为主的腐生生产者(分解者,如土壤微生物)。除了以由人工种养的生物为主以外,还包括野生生物(包括各种有害的和无害的)。此外,还增加了一种重要的大型消费者--人,不过他还起着生态系统中“分解者”的作用。(1)从食物链角度划分生物组分初级生产者水生植物:淡水植物(莲、菱、茭白等)和海水植物(海带、紫菜等);陆生植物:粮食作用(水稻、小麦、高粱、玉米等)、经济作物(甘蔗、棉花、花生、麻等)、饲料作物(象草、紫花苜蓿、苏丹草等)、园艺作物(果树、蔬菜、花卉等)和林业植物(经济林、用材林、薪材林等)次级生产者(消费者)水生动物:淡水养殖(草鱼、鲢鱼、鲤鱼、甲鱼等)、海水养殖(石斑鱼、龙虾等)、滩涂养殖(对虾、蟹、贝类等);陆生动物:家禽(鸡、鸭、鹅等)、家畜(猪、牛、羊、马等)、珍稀动物(珍珠鸡、雉鸡、鸵鸟等)、小动物(蚯蚓、蚕、蜜蜂等)分解者真菌:蘑菇、草菇等;腐生生产者:细菌与甲烷菌、杀螟杆菌;土壤微生物等;人(一般作为消费者)(2)从生产特性划分生物组分农田生物:多种农作物、稻田中人工放养的鱼、蛙、红萍,以及农田杂草、自然界昆虫、病原菌、土壤微生物等;注意:“农田生物”与“农业生物”的区别!林果业生物:人工林果业和部分自然森林。它由林木群落、林下植物、食叶昆虫、鸟类、哺乳动物、节肢动物和腐食性动物等。牧业生物:家畜、家禽及其伴生的有害病原菌和虫等;渔业生物:人工放养的鱼类、虾、贝、蟹和水体浮游生物(浮游动物和浮游植物)、水生维管植物、底栖动物等;虫菌生物:小动物(蚯蚓、蝎子等)、昆虫类(蜜蜂、蚕和寄生蜂等)及农用微生物(食用菌、甲烷菌)等,群落庞大。1.4.2农业生态系统的环境组分环境是由各种环境因素(生物的和非生物的因子)构成。它是影响和制约生物活动的一切外界自然条件的总和。农业生态系统的环境组分包括:自然环境组分和人工环境组分。自然环境是指全球的圈层--大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈等在该地区的部分所构成的环境,又称原生环境。人工环境是指由于人为因素的作用使自然环境发生了某些变化的环境,又称为次生环境。狭义的人工环境是指人为创造的环境,如地膜覆盖地、温室大棚等,广义的人工环境是指人为因素使环境发生了栽些变化,如兴修水利后的农田环境、人工造林种草后的林地或草地环境,以及防护林带间的农地环境等。(1)自然环境组分气候因素(温、光、水、气(空气、风));土壤因素(物理、化学性质);地形地貌;生物因素(自然界中除被人们种养殖之外的一切生物所构成农业生态系统的生物环境)(2)人工环境组分广义的人工环境组分是指人类根据生产的需要,通过采用各种调控技术措施所改善的自然环境组分和人工建立的农业设施。人工调控技术包括:施肥、排灌、耕作、病虫草害防治、作物布局、饲料配方等技术,通过这些调控技术,大大改善动植物的生长发育环境条件,有利于动植物的健康生长、发育。农业设施:塑料大棚、温室、灌溉设施、网箱、无土栽培设施、水库、畜禽舍。农业设施的建立,为农业生物的生长发育创造了有利的条件,扩大了农业生产的分布范围,延伸了生长时期,从而大大提高农产品产出。1.4.3农业生态系统的特点农业生态系统与自然生态系统的区别(1)系统的生物构成不同;(2)系统净生产力高;(3)系统开放程度大;(4)系统稳定性差;(5)系统服从的规律不同;(6)系统的“目的性”不同。(自然生态系统的“目的”是使生物现存量最大,并维持系统结构和功能的平衡与稳定;农业生态系统的“目的”则完全服从人类在社会、经济和生态环境方面的需求)。1.5农业环境的特点范围的广阔性(农业生产的范围非常广阔,但由于各地自然条件不同,形成了各种各样的地区农业环境)系统的不稳定性(由于是一个物质、能量流进流出的开放系统,农业系统缺少对抗环境变化的“缓冲力”和自我调节能力)质量恶化的不易觉察和不易恢复性(农业环境质量恶化是积累性的,一般不会在宏观上立马出现明显变化,但是在表现出明显的质变后,要恢复和改善它的生产能力却又是不容易的,如太湖等大江大湖的污染问题,农田土壤退化问题。因此农业环境保护应以预防为主)1.6我国突出的农业生态环境问题1.6.1生态环境问题表现(1)水问题(灌溉水、养殖水污染;旱涝频发);(2)土壤(退化、污染等);(3)大气污染及沉降(酸雨等);(4)生物因素方面(品种单一、外种入侵、转基因等);(5)农业资源过度开发(过度捕捞、滥伐森林、乱垦草原、围湖造田、围栏养殖);(6)气候因子异常,灾害频发1.6.2农业生态环境问题分类农业资源锐减生态严重破坏环境污染加剧自然灾害频发1.6.2.1农业资源锐减农业用地减少林地、草地面积减少湿地面积减少淡水资源减少生物品种资源减少
(1)过度人为干扰
高强度开垦作业,如:高密度大规模水产养殖业的饲料污染(重金属、激素、剩余物等)。湖泊围栏养殖人类和其他生物居住并赖以生存的地球,形成至今约有46亿年了。在过去的2亿年中,自然界每27年有一种植物从地球上消失,每个世纪约有90多种脊椎动物灭绝。随着人类活动的不断加剧,物种灭绝的速度也不断加快,目前物种灭绝的速度是自然灭绝速度的1000倍左右(Wilson1988)。寂静的森林、农田、河流!(《寂静的春天》雷切尔•卡逊,1962)1.6.2.2生态严重破坏水土流失严重土地沙化、荒漠化土地石漠化土壤盐渍化地下水位下降生物多样性减少外种入侵和转基因风险增加科学之问:河流湖泊中放养花白鲢等动物真的能有效净化水体蓝藻吗?据报道,放养花白鲢可治理河流、湖泊蓝藻(“蓝藻清道夫”)
(1)物种加速灭绝人类食物、产品供应减少鱼类大量死亡(2)生境地环境恶化生境地受到污染;生境地生态遭受破坏。生境地受污染,物种(蛇、蜜蜂、荧火虫、蚯蚓等)逐渐消失(3)人为滥捕、滥伐
违法捕猎野生动物;违法盗伐植物等。青蛙被放生破坏植被空心莲子草(水花生)
凤眼蓝(水葫芦)互花米草牛蛙其次,近年来,随着一股饲养动物“宠物热”和动植物“引种热”的兴起,被媒体曝光频率比较高的物种还有:食人鱼、鳄龟、雀鳝、加拿大一枝黄花等。2023年中共中央1号文件中“(十三)严厉打击非法引入外来物种行为,实施重大危害入侵物种防控攻坚行动,加强“异宠”交易与放生规范管理。”(注:要关注新规定的陆续出台)食人鱼黄金蟒雀鳝鳄龟鳄鱼三裂叶豚草加拿大一枝黄花蛇类被不科学放生(3)转基因生物技术
改变生态系统结构和食物安全性(有争议,以基因决定性状和大熊猫食性变化导致器官结构改变为例)。其中,转基因农产品较为关注,如:转基因抗虫棉;转基因玉米;转基因大豆;转基因水稻(2012年8月31日,国内一些网站刊发了“美国一家科研机构选取湖南省衡阳市一所小学的学生进行转基因大米人体试验”的报道。)等。为了延缓害虫对转基因作物抗性的产生,科学界通常采用庇护所策略(Refuge),即在转基因作物附近种植20%的非转基因作物作为害虫的庇护所,以提供足够敏感性害虫对抗性基因进行有效稀释,从而延缓抗性产生和发展。庇护所抗性治理策略的理论
转基因抗虫棉转基因玉米转基因大豆转基因水稻(黄金大米)蚵蚪青蛙1.6.2.3环境污染加剧农业水环境污染(含地下水污染)农业大气环境污染(工业、汽车尾气排放)农田土壤污染(化学品、地膜)固体废物的污染(畜禽排泄物、农林植物秸秆)农产品污染(农残、蔬菜中硝酸盐或亚硝酸盐含量高)中国社科院农村发展研究所研究员张晓山指出,目前,我国化肥使用量约占世界的三分之一,化肥利用率仅为33%,农药利用率为35%左右,年使用地膜约130万吨,回收率不足60%,年产生畜禽粪污约38亿吨,有效处理率仅为42%;农业年均缺水约300亿立方米;农业灌溉用水有效利用系数仅为0.52,低于发达国家约20个百分点。农药残留污染是排在第二位的问题。现在,山东全省化学农药年使用总量一般在16万吨左右,农药利用率不到30%,比发达国家低20个百分点以上,其中大部分农药残留消解在土壤、水等环境介质中。农药残留污染不但对有益生物特别是微生物造成伤害,破坏生态平衡,导致病害加重,耕地生产能力下降,而且造成农产品农药残留超标,影响农产品质量安全,危及公众身体健康。现在,山东的许多地方,放眼望去是白花花一片,这就是残留的地膜。在长期使用地膜的土地中,地膜残留量一般在每亩4公斤以上,最高的已经到了11公斤。残留地膜可在土壤中存留200~400年。由于地膜厚度小,易破损,所以一般不回收。但是残留地膜不仅破坏土壤结构,降低透气性、透水性,而且影响作物出苗,阻碍根系生长,可导致农作物减产10%以上。影响山东耕地质量下降的因素还有秸秆未有效利用、畜禽粪便污染、重金属污染等问题。据调查,中国现有耕地中,中低产田占耕地总面积的70%。粗放的耕作方式,特别是化肥过量施用造成耕地质量的退化,目前我国耕地退化面积占耕地总面积的40%以上。南方土壤酸化,华北平原耕层变浅,西北地区耕地盐渍化、沙化问题也很突出;全国耕地土壤点位污染超标率达到19.4%,南方地表水富营养化和北方地下水硝酸盐污染,西北等地农膜残留较多。农业部耕地质量建设与管理专家指导组研究员徐明岗指出,“这些年来,我国农业生产一直坚持高投入、高产出模式,耕地长期高强度、超负荷利用,耕地质量呈现出“三大”、“三低”态势。‘三大’指中低产田比例大、耕地质量退化面积大、污染耕地面积大;‘三低’指的是有机质含量低、补充耕地等级低、基础地力低”。(注:重视资料不断更新,尽可能引用最新资料及数据)超量使用化肥的后果是土壤酸化、次生盐渍化加重。近年来山东土壤酸化速度加快,胶东地区尤为突出,pH值小于5.5的酸化土壤面积已达980多万亩。全省1300万亩设施菜地中,有260万亩发生次生盐渍化(注:可以先测土化验找出原因及富余成分,再采用灌水压盐或淋水洗盐等传统盐碱地改良措施,但大面积、长期采用该方法会导致该区域地下水受污染!)。土壤酸化造成土壤养分比例失调,作物发病率升高,农产品品质下降。pH值低于4.5的地块,一般可造成作物减产30%以上。设施菜地种植4年后,土壤盐渍化现象逐年加重,严重影响作物产量和质量。化肥界业内人士告诉《第一财经日报》,在山东的一些蔬菜种植区,由于连续多年超量使用化肥,土地质量已经严重下降,也造成了“化肥依赖”。有的地方不得不用火车从东北地区拉来黑土进行土壤置换。而置换出的土壤,即使不再使用化肥,农作物几年内也难长得很好。这里“气”仅考虑大气环境污染问题(因为涉及相对比较专业问题,此处暂不考虑生态环境退化问题),主要有以下几种类型:工农业生产的废气排放及汽车尾气、生活废气排放、扬尘类、室内装饰气体污染。工业废气排放灰霾天气(1)呼吸道等疾病难道需要带氧气瓶才能出门?酸雨的形成过程化工厂周边地区植物受酸雨危害(2)环境污染
大气、水体、土壤、生物等(污染物会在之间迁移循环)
(3)气候变化
温室效应、热岛效应等(4)影响物种生存
例如:工业化发达城市中,污染物(SO2、NOX等)不能及时扩散,极易引发酸雨、雾霾等环境问题。土壤生态环境问题分为:土壤生态破坏和土壤环境污染两方面。污染土壤的危害过程示意图(6)食物安全(重金属、人工合成有机物超标等,全世界有名的公害病——水俣病和痛痛病,分别由汞污染和镉污染引起)。镉中毒引起“痛痛病”土壤镉污染区位(以镉米分布为例)(7)工农业生产长期施用农用化学品(农药、化肥、塑料膜),特别是设施农业生产中,棚内土壤亚硝酸盐累积问题突出。长期过量施用化肥(8)矿山开发重金属尾矿(9)工程建设
边坡的土壤流失。公路挖方铁路填方河流堤岸(10)垃圾填埋场(含垃圾随意堆放)垃圾填埋场(11)生态环境修复技术
理化方法;农业方法;生物方法(植物、动物、微生物等)。理化方法修复示意图生物方法修复示意图理化方法修复现场(吴江)城市生活垃圾堆场园林植物废弃物电子垃圾规模养殖场畜禽排泄物废弃农作物秸秆养殖场固废园林植物废弃物资源化利用农作物秸秆资源化利用生物质沼气生物质堆肥水生态环境问题分为:水生态环境污染和水生态环境破坏两方面。不过在一定条件下两者可以相互转化。生存与金钱孰重孰轻?河流干涸(13)水体富营养化
例如:影响饮用水安全水生植物过度繁殖(草型水体富营养化)太湖蓝藻(称为蓝细菌更科学)暴发(藻型水体富营养化)(14)生态系统崩溃
死湖、死河的出现,水体中动、植物难以生存。臭水沟“牛奶河”(15)工业污染物排放(包含洗车行业污水无序排放)工厂排污口洗车废水漫流(16)农业面源污染
农用化学品;畜禽排泄物;水产(禽)养殖废水;废弃植物秸秆等。“263”行动计划是江苏省2016年提出的解决影响环境质量改善的突出问题的行动计划。废弃植物秸秆无序堆放养殖场畜禽排泄物随意排放(17)生活污染
生活污水无序排放生活污水直接进入河道生活废弃物滞留河道1.6.2.4自然灾害频发旱涝、霜冻、台风等极端气候干热风病虫草害火灾鼠害当前,在生态环境领域与“温度”密切相关的热门话题主要包括两个方面:其一,温室效应(全球温室气体效应),过度排放的温室气体(CO2、CH4、NOX、CFC、O3等)造成,这类气体具有吸热和隔热的功能,它们在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来,因其作用类似于栽培植物的温室,故被称为“温室效应”。温室效应示意图生物活动规律紊乱北极冰川融化,白极熊生存危机全球海平面上升,岛国现生存危机其二,热岛效应:是指一个地区温度高于周边地区温度的现象。其中,最为人们熟知的城市热岛效应就是城市温度高于周边农村的现象。城市热岛效应示意图1.6.3农业生态环境的主要成因人口增长带来过度开发森林、草地、水域、湿地的不当开垦农用化学品的大量使用生产和生活方式的改变工业和小城镇化快速发展1.7农业生态环境问题对农业的影响对农产品的产量对农产品的质量对农产品的安全性1.8农业生态环境的保护措施(1)宣传教育(2)政策引导(税收、金融、产业结构调整)(3)行政管理(4)法制化建设(5)技术治理1.9农业生态环境保护的内容和任务目前,我国的农业环境污染问题仍在加剧,农业生态破坏得不到有力控制,农业生态环境保护的发展速度远远落后于经发展的要求,缺乏一整套行之有效、经济合理的防治污染措施,农业环境中的保护对象、内容及研究方法还在不断探索中。今后要进一步加强农业生态环境保护工作,从我国的实际出发,重点研究防治农业环境污染和生态破坏或退化的治理技术和管理措施。1.9.1农业生态环境保护的当前任务农业环境质量调查、监测和评价的研究环境污染对农业生产的影响、对农业生态系统的影响,以及污染物在农业生态统中的迁移、转化、积累、代谢规律的研究农业生产与全球气候变化的关系研究农业环境质量标准和污染控制标准的制定农业环境污染的综合防治技术和生态工程措施的研究生态农业研究农业环境监测技术和污染物分析测试方法的研究农业环境管理学的研究1.9.2农业生态环境保护的相关对策农业生态环境质量评价农业环境保护法规制度农业环境保护产业政策农业环境标准污染防治对策的经济效益分析全球气候变暖的影响大气污染对农作物的影响TheEND《农业环境保护》
项目二
农业生态环境问题农业环境问题农业资源锐减生态严重破坏环境污染加剧自然灾害频发任务1农业生态环境问题之一
——农业资源锐减的成因、危害及对策农业环境资源包括影响农业生产的各种资源约束和环境条件。根据资源的内涵可将农业环境资源分为自然资源和社会经济资源(如图2-1)。第一节农业环境资源概述农业环境资源自然资源社会经济资源区位资源耗竭性资源非耗竭性资源可再性资源非再性资源生物资源(森林、草地)、非生物资源(水、土等)重复利用资源、非重复利用资源太阳能、潮夕能、风能、大气、水、自然风光等劳动力、人口、科技、智力、体力、劳动成果、信息等主要指周边自然资源和社会经济资源对特定区域产生的特殊吸引力优势等自然资源是指在一定技术经济条件下,能作为人类农业生产所利用的一切自然物质和自然能量的总和;社会经济资源是指作为从事农业生产所需要的人力(人口、智力、体力等)和劳动成果的总和。此外,由于自然资源赋存与社会经济发展的区域性,会对特定区域的经济发展带来明显的区域优势,因此,区位优势也可以作为一种特殊属性的环境资源。环境资源(注:本课程只讲授自然资源部分的内容,社会经济资源属于经济学、社会学范畴,具体内容可参考经济学、社会管理学等课程)按照具体内容,也可分成:土地资源、水资源、大气资源、生物资源等。农业自然资源与一般的自然资源一样,按其产生的渊源和可利用性可分为:原生性自然资源(或非耗竭性资源)和后生性自然资源(或耗竭性资源)。原生性自然资源是随地球的产生及其运动而形成和存在的。如太阳能、空气、风、降水等,基本上是持续稳定的。它又可分为恒定性资源,如太阳、风、潮夕等,永远存在;易受污染或被误用的资源,如大气、水体、自然风光,如果利用不当,容易遭受破坏或变质。后生性自然资源是在地球的自然历史演化过程中的某一阶段形成的一类资源,其数量有限。它又可以分成再生性资源(或可更新资源)和非再生性资源(或不可更新资源)。可更新资源:土地资源、水资源、生物资源等。它们可以在较短的时间内再生或循环再现,但更新速度是有限的,如果利用速度超过了再生速度,则资源也会趋于耗竭;不可更新资源如各种矿物、煤、石油、泥炭、天然气等,需要经过漫长的地质年代才能形成,在现阶段生产水平下,它们是不能再生更新的。因此,越用越少,趋于耗竭。因此必须节约利用。备注:实际上各种矿物与石油、煤炭也有区别,例如煤、石油等一经利用其本身即不复存在,而铜、铁等金属矿物却是虽经过利用,但不完全失,只是原矿石料数量和本身的数量减少在所难免造成损失耗费。2.1.1农业环境资源的特征资源是一个历史范畴的概念,随着人类认识水平的提高而发生变化,所以物质资源化和资源潜力的发挥是无限的。因此说:世界上没有废弃物,只有放错地方的资源。一般自然环境资源有一些共同特征:(1)可用性。即资源必须是可以被人类利用的物质和能量;(2)有限性。即资源的数量在一定条件下是有限的,人类对其利用的程度更是有限的;(3)多宜性。即环境资源一般都有多种用途,如土地可用于农业、林业、牧业,也可用于工业、交通、建筑等。这也是引起行业资源竞争的主要原因之一,但也是产业结权钱调整的基础;(4)整体性。即环境资源的存在不是孤立的,而是相互联系、相互影响和相互依赖的复杂整体。一种资源的利用会影响其他资源的利用性能,也受其他资源利用状态的影响。如土地是一个较为广泛的概念,它可以包括特定的区域空间的土壤、水、空气、辐射等多种资源。由于水资源质量的变化,也会影响土地资源质量的变化。同样,水资源的缺乏会引起土地生产力的下降等。所以各种资源要素是相互联系的整体,而不是绝对孤立的;(5)区域性。环境资源存在空间分布的不均匀性和严格的区域性。如接受太阳辐射的不同,分布于地球不同部位的土地所分配的水热资源也不同,因而导致生态系统类型及资源赋存条件的明显不同。所以环境资源利用也受到区域特征影响;
(6)可塑性。即自然资源在受到外界有利的影响时会逐渐得到改善,而不利的干扰会导致资源质量的下降或破坏。这就为资源的定向利用和保护提供了依据;农业环境资源具有资源的一般特性,即具有可用性、有限性、多宜性、整体性、区域性和可塑性等。尤其是具有更强烈的整体性,其质量的优劣更多的取决于各种资源要素的匹配情况。此外,社会资源对农业自然资源影响很强烈,农业劳动力的综合素质、管理水平等对自然资源的利用效率有非常强烈的影响。因此,在社会经济发展中,必须正确地处理好自然资源利用与保护的关系。对自然资源的过度利用,势必影响资源整体的平衡,使其整体结构和功能以及在自然环境中的生态效能遭到破坏,甚至丧失,从而导致自然整体的破坏。因此,开发任一项自然资源,都必须注意保护人类赖以生存、生活、生产的自然环境资源。2.1.2农业环境资源问题资源与环境是物质条件的两种属性、两个侧面,二者关系密切,不可分割,而是可以相互转化、相互影响。人类对资源利用方式和开发强度必然会影响到环境的变化,而环境质量的变迁反过来也必然会影响到资源的质量。因此,所谓环境资源问题主要是指由于人类自身的行为导致其生存环境恶化、资源短缺或资源质量下降的现象,而问题的实质就是人类在环境资源利用过程中,由于不适当的利用和开发强度等引起生态环境质量退化的现象。其根源就是人类对自然认识的渐进性和对环境资源认识的不全面性。农业环境资源问题就是由于人类在处理环境与资源属性时,缺乏整体全面的考虑,造成农业环境质量下降和资源利用率降低的现象。随着科技发展和社会进步,人类对资源环境认识将日趋全面和深入,环境资源问题一定会逐渐得到解决。2.1.3资源与环境的关系(1)资源与环境的区别环境是指外界为人类经济提供的可能性和限制性;资源则是强调在相关经济领域中可以利用的自然因素和社会因素。(2)资源与环境的联系资源与环境是不可分割的整体,只是在研究对象上各有侧重。资源是环境中可用和有利的部分,即环境包括资源,资源的边界会随着科技发展而不断增加。如“废弃物是放错了地方的资源”2.1.4农业环境资源的利用特点及主要问题1、农业环境资源特点:(1)除了因农业生产本身的经营模式、经营理念等影响外,(2)还受到其他经济、社会发展的影响。如城镇化、工业化的发展在特定历史时期对农业生产产生了巨大的负面影响,不仅与农村、农业争夺土地、清洁水源等自然资源,而且还排放大量污染物,导致农业环境资源质量下降,使农业环境资源具有很大的不稳定性,易受多种因素干扰和威胁;(3)农业环境资源除了地域性差异非常明显外,由于用于农、林、牧、副、渔业等生产活动的类型不同而带来的经济、环境效益相差也很大;(4)农业生态系统本身的高投入(包括大量的化肥、农药和机械能等)也会使土壤生态系统性能的退化,例如:长期大量使用化肥、农药会导致农田土壤板结、肥力下降、病虫害加剧等系统不稳定现象;
(5)农业环境质量的恶化常常是很缓慢的,不易觉察,但一旦出现明显恶化现象后往往很难在短期内得到恢复。
因此,非常有必要对农业环境资源利用的特点和主要问题进行比较全面的认识!2、农业环境资源的主要问题由于农业化学物质的大量使用、工业化、城市化过程中污染物的过度排放,使农村生态环境受到严重污染,每年因明显污染事故而造成直接经济损失成的粮食损失就达千万吨,而对生产力危害不明显的污染情况就更严重,农产品重金属和农药等的残留超标十分惊人,加上养殖用激素、抗生素等潜在风险,使农产品的质量安全问题非常突出;由于资源的多用性,其他行业对资源的争夺导致农业环境资源在数量和质量上受到很大影响。例如,城乡建设、道路建设、工业发展等对土地资源的占用,导致农用土地资源数量下降。虽然国家制定了土地补偿机制,然而占用的良田常常用荒地、滩涂或整理后的土地来补偿。所以即使数量不变,但土地资源的质量实际上已经发生很大变化。农业环境资源的其他要素,如灌溉用水、空气质量、气候条件都不同程度受到人类各种活动的影响。我国对资源的利用率普遍较低,这也是农业环境资源的主要问题。第二节农业土地资源土地是重要的农业生产资料和劳动对象,同时也是人类赖以生存的活动领域。随着人类社会生产的发展和人口的迅速增加,土地资源与人类社会发展的矛盾逐渐成为全球性重大问题。人口畸形增长对地球形成不断增长的巨大压力和沉重负担,而由于自然因素的不良影响和对土地的不合理利用造成石漠化、沙漠化、盐渍化、水土流失、土壤污染和生物多样性减少等使土地退化趋势逐渐加剧。所以土地的数量和质量问题严重地摆址人类面前,成为人类持续生存与发展的重大威胁,农业生产必须将人类对生物圈和土地的破坏力量转变为建设力量,否则将造成更大的灾难。2.2.1土地资源的基本属性土地:是具有当地地理空间(经纬度、高程)的,以土壤为基础的,与气候、地形地貌、水文地质条件、表生地球化学因素、自然生物群落之间相互作用所构成的自然综合体。土地资源:是指在一定技术条件和时间内可以为人类利用的土地。人类在利用土地资源的过程中也包括了改造,所以土地资源既包括了资源的自然属性,也包含了人类利用、改造的经济属性,故称其为“历史的自然经济综合体”。在某些情况下,可以将土地与土地资源同等看待,但土地资源更多在考虑经济活动和人类生存发展的范畴。2.2.1.1土地的基本属性土地是自然环境的立地基础,又是自然资源的重要组成,是人类从事一切社会实践的基地,它除了有自然资源的基本属性之外,还具有一系列特有的自然、经济属性。1、土地的自然属性(1)数量的有限性(不考虑地质运动过程情况下基本不变);(2)土地位置的固定性(“不动产”的代表,土地分布与水热等自然气候条件密切相关,因而必须因地制宜利用土地);(3)不可替代性;(4)土地利用的永续性(展示了实现社会、经济可持续发展的可能性);2、土地的经济特性(1)土地供给的稀缺性;(2)土地用途的多样性(要求在利用土地时本着土地利用效益最大原则,力求土地用途、利用规模和利用方法等均为最佳);(3)土地用途变更的困难性。(有时容易,但大我数情况下十分困难)(4)土地的资产性(作为资产保存,可以买卖或转让)2.2.1.2土地的分类根据不同的属性和目的,土地可以分成不同的类别:1、按地膜特征分:山地、高原、平原、盆地、丘陵等;2、按土地质地分:黏土地、壤土地、沙土地;3、按土地所有权分:私有、国有和集体所有;4、按土地的经济用途(最常用)分:耕地、林地、草地、水域(水面)、未利用土地、建设用地、工矿用地、交通用地。2.2.1.3我国土地资源我国土地总面积960×104km2,居世界第三位。其中,耕地14%,园地1%,林地24%,牧草地27%,水域4%,交通用地1%,居民点及工矿用地2%,未利用土地27%(来自:2003年中国国土资源公报,注意数据动态更新)。我国土地资源有以下特点:(1)土地资源绝对数量多,但人均占有量少我国人均土地面积只有0.777hm2(11.65亩),只相当于世界平均值的1/3。人均耕地面积0.106hm2
(1.59亩),不足世界人均数的43%。(2)土地资源分布不平衡,且生产力的地域差异很大。
(3)我国土地资源质量较差。
(4)土地资源生产力集中在耕地上。
(5)后备耕地资源不足。2.2.3我国土地资源开发利用中存在的主要问题1、盲目扩大耕地面积使土地资源退化(1)坡地开垦导致水土流失(2)围湖造田加速湖泊沼泽化进程(3)草地滥垦滥挖导致草场沙化2、非农业用地迅速扩大
我国1957-1985年每年净减耕地800万亩,仅1985年就净减1500亩。按此速度发展下去,我国的全部耕地将在200年之内全部被占完。解放后30多年城市扩张占用的土地面积为城市原来面积的4-6倍。从1978-1998年我国城市数量由原来不足200个增加到600多个。我国殃有非农业建设用地约3.8亿亩,按最低标准计算,到2050年也将达到7.2亿亩,其中增加的3.4亿亩非农用地估计要占用1.9亿亩耕地。3、土壤污染
随着工业化和城市化的发展,特别是乡镇工业的发展,大量的“三废”物质通过大气、水和固体废弃物形式进入土壤。同时,农业生产技术的发展,人为地施用化肥、农药和污水灌溉等,使土壤污染日趋严重,依赖于土地生产的农业产品面临前所未有的质量安全问题,也给农用土地资源的质量保证和恢复提出了非常紧迫的新课题。2.2.4土地资源减少问题对策我国土地资源问题的焦点在土地资源有限与人口增长无限的矛盾上,因此合理利用土地和、保护土地和严格控制人口增长成为我国解决土地资源问题的基本国策。1、加强土地管理,保护耕地,严格控制非农业用地;2、严格控制人口据估算我国土地现有生产能力大约可承载12亿左右的人口,如果到2025年整个投入水平增加到中等水平,可承载15亿人口。因此,严格控制人口增长始终是解决土地资源问题的一个主要课题。3、提高单位土地农产品生产力(例如,通过农学家们的努力育种、设施农业的兴起)4、增加农业投入,改造中低产田和加强农、林、牧业业生产基地建设中低产田改造是提高土地承载力的主要途径,而任何一种中低产田如土壤侵蚀、土壤盐渍化、土壤沙化、土壤次生潜育化(指土壤长期滞水,严重缺氧,产生较多还原物质,使高价铁、锰化合物转化为低价状态,使土体变为蓝灰色或青灰色的现象)的改造都需要农田水利工程的投入。加强商品粮基地、优质棉基地、饲奉地和山区林果基地建设,以便国家宏观调控,安全地应对各种意外困难。5、加强我国土地资源的宏观建设根据已经掌握的资料和技术条件,拟定国土资源开发规划,通过如三北防护林等项目的建设改善宏观生态环境,从根本上防治土壤沙化,通过跨流域的调水工程,提高我国水土资源的利用率和缺水地区的土地生产力。6、土壤污染防治从控制和治理污染源入手,加强土壤污染治理,合理利用污水灌溉。加强土壤环境监测和评价,及时预报土壤的环境质量变化和潜在风险问题,针对性地采取相应的对策措施。其次,加强对污染土壤修复和生态恢复的研究,特别是矿区复垦、复绿工程的制度化建设。第三节农业水资源水是地球上一切生命发生和存在的最重要的物质基础。它除了用于人类生活外,还可用于工农业生产、发电、航运、建造优美环境和娱乐休息场所及形成良好的生态环境等。2.3.1我国水资源的特点我国水资源十分丰富。据分析计算,我国地表水和地下水量分别为27115×108m3、8288×108m3,扣除二者间的重复量7279×108m3后,则我国多年平均水资源总量28124×108m3。(注意数据更新)2.3.2我国水资源主要问题1、我国水资源人均和亩均水量少我国水资源总量28124×108m3。其中河川径流量为27115×108m3,居世界第六位。但是,我国人均水资源量只有2710m3
,约为世界人均水资源的1/4,列世界第88位。亩均水资源量也只有1770m3,相当于世界平均数的2/3左右。因此,虽然我国水资源总量不少,但人均和亩均水量并不丰富。2、水资源在地区分布上很不均匀,水土资源组合平衡我国水资源的地区(空间)分布很不均匀,与耕地、人口的地区分布也不相适应。我国南方四区(长江中下游区、黄淮海区、西南区、华南区、)水资源总量占全国总量的81%,人口数占全国的54.7%,而耕地面积只占全国的35.9%;而北方四区(东北区、内蒙古及长城沿线区、黄土高原区、甘新区)水资源总量只占全国总量的14.4%,耕地面积却占全国的58.3%。3、水量年内及年际变化大,水旱灾害频繁我国地东亚季风区,降水和径流的年内分配很不均匀,年际变化大,少水年和多水年持续出现,平均约每三年发生一次较严重的水旱灾害。4、水土流失严重,许多河流含沙量大由于自然条件的限制和长期人类活动的影响,中国森林覆盖率只有12%,居世界第120位。水土流失严重,全国水土流失面积约150×104km2,约占国土面积的1/6左右。结果造成许多河流含沙量大,例如黄河年平均含沙量为37.7kg/m3,年输沙总量1.6×109t,居世界大河之首。5、我国水资源开发利用各地很不平衡在我国的南方,水的利用率较低,如长江只有16%,珠江15%,浙闽地区河流不到4%,西南地区河流不到1%。但在北方少水地区,地表水开发利用程度比较高,如海河流域利用率达到67%,辽河流域达到68%,淮河达到73%,黄河为39%,内陆河的开发利用达32%。地下水的开发利用也是北方高于南方,目前海河平原浅层地下水利用率达83%,黄河流域为49%。6、由于水体污染,水质型缺水非常普遍在浙江、江苏这样的一些降水较多的地区,仍存在严重的水资源短缺问题,其主要原因是由于水体污染,使原来的水资源失去了原来的使用功能。2.3.3水资源的利用和保护随着人口的增长,城市化、工业化进程和农业灌溉对水需求的日益增加,缺水将成为21世纪日益严重的问题。因此,必须积极采取措施进行水资源的保护。一般采取以下措施:1、实行科学灌溉,减少农业用水浪费;全世界用水的70%为农业灌溉用,但其利用率很低,水浪费严重。据估计,全世界只有37%的灌溉水用于作物生长,其余63%被遇。因此,改革灌溉方法是提高用水效率的最大潜力所在。采用防渗渠道、暗管输水、改进灌溉方式(喷、滴灌技术)2、调节水源流量,增加可靠供水水资源紧张的第一原因是自然条件的影响。如气候、地理位置、淡水分布不均匀等问题。人们试图通过调节水源流量、开发新水源的方式加以解决。(1)建造水库当然在建库时,必须研究对流域和水库周围生态系统的影响,否则会引起不良后果。(2)跨流域调水南水北调工程(3)地下蓄水目前,已有20多个国家在积极筹划人工补充地下水。(4)恢复河、湖流水质采用综合防治水污染的方法恢复河湖水质,即采用系统分析的方法,研究水体自净、污水处理规模、污水处理效率与水质目标及其费用之间的相互关系,应用水质模拟预测及评价技术,寻求优化治理方案,制订水污染控制规划。(5)合理利用地下水地下水是极重要的水资源之一,其储量仅次于极地冰川,比河水、湖水和大气水分的总和还多。但由于其补给速度慢,过量开采将引起许多问题。但在开采地下水源时应采取以下保护措施:①加强地下水源勘察工作,掌握水文地质资料,以便对资源作出正确的评价和合理的计划,避免过量开采和滥用水源;②全面规划,合理布局,统一考虑地表水和地下水的综合利用;③采取人工补给的方法,但必须注意防止地下水的污染;④设立监测网,随时了解地下水的动态和水质变化情况,以便及时采取防治措施。3、加强水资源管理为加强水资源管理,制定和完善合理利用水资源和防治污染的法规,改革用水经济政策。因此,要调整用水补贴政策,逐步以成本定价。其次,尽量对水资源进行循环利用,一方面节约水资源,另一方面一少了污水的排放,减少了污染的风险;再次,应积极发展多样化的污水处理系统,不一定都要像城市一样建污水处理厂,而是积极寻求提高水资源利用效率的途径,开发适合不同情况、不同规模的污水处理设施。第四节农业气候资源2.4.1农业气候资源概述2.4.1.1气候与气候资源气候作为一种人类和生物生存的环境条件早已是世人的共识。而且,从现代科学技术的观点来看,气候是一种极其宝贵的自然资源,它是指气候因子的总和,包括:太阳辐射、日照、热量、降水、空气及其运动性(风)。2.4.1.2农业气候资源的特点气候作为一种重要的农业自然资源,具有与其他自然资源不同的特点,具体如下:1、常年的有限性和长远的潜在性;例如:多年平均值相对稳定(有限性);可以年复一年地、周而复始地加以循环利用,永不枯竭。特别是通过培育对光、热资源高效利用的新品种,达到增产目的,发展潜力巨大(长远的潜在性)。2、适度性和非线性每种农业生物对光温水气等主要气候要素都有最低、最适、最高的三基点,只有处于在农业生物的可利用范围内才能成为资源,否则对农业生产带来负面影响,甚至造成自然灾害。3、节律性和波动性地球上大部分地区的气候(光、热、降水量等)具有明显的随季节而变化的周期性节律。4、气候要素之间相互影响、相互制约和共同作用。在光、热、水等诸因子中,任何一个因子的变化都会引起其他因子的改变。例如,降水多,空气湿度大,则云量增多,太阳辐射减少,从而导致气候下降,热量不足。此外,气候、土壤和生物资源权成一个整体,若没有优良的品种、肥沃的土壤或者他们与气候条件不能很好地匹配,也就发挥不出气候资源的优越性,产量也难以提高。单项资源如与其他资源组合不当,也不能转化为现实的资源优势。5、相对性不同种类的农业生物对环境的要求和适应能力有很大差别,有利与不利、气候资源与灾害在一定条件下可以相互转化。对此种生物不利的气候环境,对另一种生物却有可能是有利的,可以成为气候资源。6、可塑性农业气候资源可以通过人类活动在某种程度上和一定范围内调节、改善。如农田防护林网、地膜覆盖、合理耕作、农田基本建设和温室等人工设施,对另一种生物却有可能是有利的,可以成为气候资源。7、非商品性大气物质的密度低,流动性大,无边界,通常是有价无值,不能直接形成商品。农业气候资源只能趋利避害的措施使之转化为现实的资源,例如选择适宜的作物品种是提高光能利用率的重要途径,光能利用率提高的技术有所突破,将对生产力产生革命性的推动。2.4.1.3我国气候资源的特点我国气候表现出明显的季风性和大陆性特点,也主要表现在气温和降水两个方面。我国农业气候的有利条件是气候类型多样、雨热同季和大部分地区光热资源充足,不利条件是主要资源要素特别是降水时空分布不均匀,灾害频繁。2.4.2气候资源的应对之策1、加大力度改善全球气候环境,减少灾害发生频率;2、科学合理或因地制宜利用气候资源(农业布局)由于地形、社会经济和技术条件的影响,不同地区的实际生产水平和气候资源的优劣不完全一致。例如:气候资源丰富的华南和江南的一些丘陵作物单产低于全国平均,需要解决水土流失和土壤退化等到问题。西北的农业气候资源因降水稀少综合评价较差,但光温生产潜力十分巨大,如采取集雨截流和节水灌溉,可在局地形成有利的资源组合,大幅度提高作物单产。第五节农业生物资源2.5.1农业生物资源及其特征生物资源是指地球上对人类具有现实或潜在价值的基因、物种和生态系统的总称。植物、动物、微生物等各种具有生命的有机体都是生物资源。农业生物资源主要指可用于农、林、牧、副、渔等大农业生产的各种生物。农业生物资源的特点是:(1)基因型纯合,种群结构单一;(2)净生产力高;(3)抗逆性差。2.5.2生物多样性的资源价值(1)直接利用价值,例如人类的衣、食、住、行等;(2)生态价值(使生态系统更稳定);(3)科学价值(科研、探究);(4)美学价值;2.5.3中国生物资源的特征1、资源总量大,但质量普遍较低;2、资源结构不尽协调
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