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1、第六章农业可持续发展第一节农业生态系统与农业可持续发展一、农业生态系统的概念及特性（一）农业生态系统概念农业生态系统是指在人类积极参与下，利用农业生物和环境之间以及生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效的生态机能，进行能量转化、物质循环，并按照人类的理想进行物质生产的有机综合体。它和自然生态系统相比，增加了一个特殊的成份人类。所以，它是自然、经济、社会的一个复合生态系统，可称之为“农业生态经济系统”。（二）农业生态系统特性 1、农业生态系统是一个开放的系统农业生态系统与外部的能量、物质交换是农业持续发展的重要研究领域。为了持续提高能量的利用率，在生产过程中，人类必须从外界向系统内部投
2、入大量的辅助能源（机械、化肥、农药排灌、运输等）。另外，也会向系统外输出能量和物质（农产品、污染物等）。2、农业生态系统具有多目标性由于生态系统、经济系统与社会系统等各子系统之间相互依赖、相互影响，所以，在以大农业为基础，立足于土地资源利用建设生态农业时，必须协调各子系统之间的关系，使系统稳定性提高，实现有序和协调的发展，以获得大系统的最优化组合，实现生态、经济和社会效益同步提高的目的。3、农业生态系统组成单一，稳定性差农业生态系统的生物物种是人工培育或选择的，虽然经济价值较高，但抗逆性差，导致其本身的反馈机制脆弱，自我调节能力衰减，易遭不良环境或社会经济的影响，为了防灾除害，维持系统稳定，不
3、得不人为地投入更多的物质和能量，以维持其系统的平衡与稳定。4、农业生态系统的“双向调控”机制农业生态系统常采用人工调控和自然调控相结合的措施，进行外部调控。如为了获得高产稳产，除充分挖掘生物本身的潜力外，常采取一系列的农业技术措施调控外界环境条件，发挥生物的生产潜能，提高生产力。而自然生态系统仅是单向调控机智。5、资源的永续利用是系统实现良性循环的前提农业生产是人类最基本的生产活动，它与工业生产有本质的区别。一方面它通过动物、植物及微生物等生命体，依靠自身生长、发育机能来完成与周围环境(光、热、水、土等)之间进行物质与能量交换过程。另外，人类生产和生活过程中产生的大量废弃物，也要通过发挥生态系
4、统内的光、热、水、气以及各种生物自净化的功能加以吸收和降解。二、农业生态系统的演替（一）传统农业系统 1、采集渔猎农业系统 最原始的一种农业系统，人类的生活完全依附于自然生态系统，捕食者依靠最简单的生产工具（树枝、石头等）采集食物、渔猎动物。产生力低下，但对生态系统破坏较小。2、游牧农业系统 新石器时代以后，人类开始驯化野生动、植物从事农业生产，根据气候、地势、水源及牧草生长情况，随季节变换家畜的放牧地。在次生产力水平下，要维持6.5口人家庭的生活，需要养3540头牛，降雨量为200mm时，要占400ha的放牧地。3、烧恳农业系统 也叫刀耕火种农业系统，是人类最早的种植业方式。他用火烧的方法清
5、除地面上的植被，利用灰烬和自然肥力、简单工具种植农作物。4、固定农业系统 它是依靠人畜力固定在某块土地上从事农业生产的农业系统。采取各种间作、套种、复种和轮作的方式进行生产，同时通过粪肥还田和豆科作物固氮补充土壤肥力。此阶段，发达国家已发展机械化集约农业，增加工业辅助能，提高土地生产率和劳动生产率。而发展中国家正注视着非机械化的农业系统的发展前景，力求向高生产力和高稳定的生态稳定方向发展。5、工业化农业系统 也叫机械化的集约农业系统，指将工业技术的革新成果引入农业，提高农业生产力。主要措施是操作机械化、设施（温室、畜舍等）现代化，大量施用化肥及除草剂等。通过大量的工业产品的投入来维持系统的高产
6、出，是一个能量、物质投入与输出的开放性较强的系统。（二）替代型农业系统 1、有机农业 有机农业是一种完全不用或者基本不用人工合成的化肥、农药、生长调节剂和家畜饲料添加剂的生产体系。它主要靠作物轮作、作物秸杆、家畜粪肥、豆科作物、绿肥、农场外的有机废弃物、含有矿物营养的岩石保持土壤肥力，尽可能采用生物防治抑制杂草和病虫危害。有机农业在降低能耗、充分利用光合产物、加强营养物质再循环、保护环境及提高农畜产品质量方面，具明显优势，但单产较低。只有在人们认识到其产品的优质后，主要靠优质优价提高经济。2、自然农业 日本的福岗正延先生受我国道教思想的影响提出了自然农业。他认为人类对自然的干预太多，主张农业应
7、与自然合作，而不是征服自然，所以应采取以下措施进行农业生产：（1）不翻耕，让植物根系、土壤动物及微生物疏松土壤。（2）不施化肥，靠绿肥、秸杆还田及动物粪肥培肥地力。（3）不中耕、不除草，用秸杆和种植三叶草覆盖农田，保护土壤。（4）不施农药，靠自然平衡机理控制病虫杂草。3、生物农业 利用生物学原理建立的农业体系，德国应用较多。他提倡靠各种生物学过程培养土壤肥力；建立完善的、科学的物质循环系统；建立有效的生物防治技术体系；将腐烂的有机物用做农田的土壤改良剂；充分发挥各种生物的作用，实现农业生态系统的废物再循环利用。4、生态农业 是按照生态学原理和生态经济规律，因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生
8、产和农村经济的系统工程体系。也就是以生态学的原理为指导，应用农业生态工程的方法及现代科技成就建立起来的具有生态合理性、经济有效性的技术集约型农业，它具有以下特点：（1）强凋以提高第一性生产力作为活化整个农业生态系统的前提，为此不但不排斥，而且积极应用新技术(包括常规增产技术)和合理投入；（2）强凋发挥农业生态系统的整体功能。通过生态规划与生态技术实现扬长避短和系统优化、“接口”强化，而不仅仅局限于提高单一作物产量或单一产业；（3）部分实现稀缺资源的替代和弥补，一方面充分挖掘系统内部资源潜力，另一方面高效利用购买性农业投入；（4）通过改善各种结构(包括产业结构、投入结构)，在不增加其他投入的情况
9、下提高农业综合效益；（5）通过物质循环、能量多层次综合利用和系列化深加工实现经济增值，实现废弃物资源化利用，提高农业效益，降低成本，为农村大量过剩劳动力创造农业内部就业机会，维护农民积极性；（6）改善农村生态环境，提高林草覆盖率，减少水土流失和污染，提高农产品的安全性等。三、农业生态系统良性循环与持续发展（一）农业生态系统良性循环的特征农业生态系统是一个复合系统，他包括生态系统、经济系统和农业技术系统。物质循环、能量流动、信息传递以及价值转移是该系统的基本功能，当农业生态系统的结构合理时，这些功能能够协同发挥作用，使系统处于良性循环状态，其生产力稳步、持续地提高。相反，系统处于恶性循环之中，可
10、能生产力暂时较高，但对于系统的持续发展产生影响。良性循环的农业生态系统有以下特征：1、较高的系统生产力2、稳定性 3、持续性 4、剩余性 5、多维性 6、开放有序性7、自理性8、动态平衡性（二）实现农业生态系统良性循环、持续发展的途径 1、调整农业生态系统的内部结构。2、维持农业生态系统输入和输出的平衡。3、增加植被的覆盖面，防止农业环境污染。4、在生态系统中增环加链提高经济效益。5、合理利用生态农业技术。第二节可持续发展的生态农业技术一、立体种养技术 在同一地面或水面上，农业生物分层利用空间的一种生产方式。它通过控制物种结构、生物空间分布、食物连结构等，以保证农业生态系统的良性循环，由于各个
11、地区自然条件、经济条件、生产水平的不同，形成了不同的模式。（一）平原区常用模式1、农田互利共生种植模式它是将农田与农业生物(作物、果树、食用菌等)合理组合排布，充实不同生态位，互利共生，农田四季常青，寸土不闲，以提高产量和效益。（1）以粮、棉、油为主的农田间套复种模式 粮棉间套复种、粮油间套复种、粮烟间套、粮粮间套复种等。（2）粮棉油菜菌共生模式 粮菜(瓜)共生、棉菜(瓜)共生、花生蔬菜共生、蔬菜食用菌共生等。（3）农果(林)共生模式 农果模式、农林模式等。（4）粮草共生模式 粮油(花生)草共生、粮棉草、粮菜草模式、农林牧共生等。2、种、养结合型模式（1）废物资源化、多级利用的养殖模式 鸡猪沼
12、气食用菌蚯蚓养殖模式 鸡粪加配合饲料养猪一猪粪加作物秸秆入沼气池生产沼气作农用能源，沼液肥田，沼渣栽培食用菌，菌糠或沼渣或牛粪养蚯蚓，蚯蚓加配合饲料再养鸡。菌猪沼肥模式 棉籽壳培养食用菌菌糠加配合饲料养猪猪粪和秸秆生产沼气沼渣、沼水肥田；鱼田蚕猪蚯蚓模式 鸭粪和配合饲料养鱼粪塘污泥肥桑田桑叶养蚕蚕叶梗屑加饲料养鸭、鱼、猪猪粪养蚯蚓蚯蚓加配合饲料养鸭。3、种、养、加结合型模式在上一模式基础上，增加了工业，使系统内的物质、能量流更为合理，效益增加，形成以工补农，以工促农，工农结合，共同发展的良性循环。4、贸、工、农结合模式在经济发达地区或城郊平原农区，以市场为导向，及时调整产业结构和产品结构，由市
13、场经济规律来配置农业资源和加工业结构、布局。市场决定加工种类和规模，而加工业是龙头，牵动着种、养业的不断发展。（二）山区常见模式1、小流域综合治理模式小流域综合治理是以水土保持为基础，林果业为重点，结合各种水保措施，把单一的农业经营向农工商联合经营转变，由单纯生产原料向原料深加工综合利用转变，逐步将水土流失的山区，建成果品、木材、畜牧等加工基地。小流域治理，坚持以生物措施为指导，实行生物措施与工程措施、田间工程与农业耕作、山上治理与山下治理相结合的原则，发挥山区生态系统的最大功能。小流域治理黄土高原无定河小流域治理2、林果粮牧模式大力发展林果，为整个山区农业生态系统建立绿色保护屏障，又通过林果
14、加工繁荣山区经济。在基本控制水土流失的前提下，建立农田，实行立体种植，力争粮食基本自给。开发荒山草坡，大养畜禽，转化山区资源优势为商品经济优势投资少、见效快，是增加农民收入的可行办法。3、贸工农结合模式立足当地优势，瞄准市场需求，发展立体种植及农副产品加工业，合理配置农、林、牧、副、渔各业结构，提高商品率，逐步进人市场，以贸促工、以工带农、以农养牧，形成贸工农结合的生态经济系统。（三）城郊模式1、近郊“贸工农”模式城市为其近郊提供了农副产品市场、对外贸易及发展乡镇加工业和第三产业的优势条件，所以，发展以农畜产品加工为主体的乡镇企业和商业服务性产业，如肉联加工厂、食品加工厂、奶制品厂等。以乡镇工
15、业和第三产业为龙头，带动养殖业、种植业、林果业的发展。2、远郊以“无公害”蔬菜生产为主的模式蔬菜是市民日常生活不可少的主要副食品，远郊污染轻，应建立“无公害”蔬菜生产基地，并发展其它辅助性产业。3、郊县资源利用型模式郊县与近郊相比，往往交通不便，科技信息不畅，这些地区立体种养应根据土壤、水域、草场、森林等资源状况，合理开发利用自然资源，建立为城市提供肉、蛋、奶、鱼、等农副产品生产基地，并合理配置各业比重，以保资源永续利用。二、农村能源综合利用技术 农村能源泛指一切用于农村生产和生活的能源，通常包括秸杆、新柴、人畜粪便、沼气、小水电以及太阳能、风能、地热能等新能源。目前，以沼气为纽带的农村再生能
16、源的利用是“生态家园富民”工程的核心内容，它既可提供洁净的能源，还有助于实现农业生态系统的良性循环及废弃物的综合利用。农村能源风力发电农村能源太阳能教室农村能源小水电三、庭院经济的开发与利用（一）庭院经济的类型1、方便实用型 这一类型是目前北方地区农村庭院经济的主要形式，农户可根据自己的喜好安排一些省时、省力又有一定经济效益的项目。如庭院种植红提或者蔬菜，或者养殖一些粗放管理的家畜家禽，一般不需要很高的技术，投资小、方便实用。产品主要是满足自身需要，即使作为商品出售，收入不高，一般几使元到几百元，对庭院的利用不充分。2、技术效益型 此种类型是目前庭院发展的主干。其特点是农户充分发挥自己的技术特
17、长，根据市场变化，组配高产高效模式，如庭院立体种养食用菌生产等。这种类型要求农户有一定的技术特长，懂管理、重信息，投资相对较高，也比较费时费力，获得的效益也较大，是纯商品性生产。农户庭院收入高的有数千元，低的也在千元以上，平均收入2045元。3、环境美化型 农户庭院存在的主要环境问题是脏、乱、差，由养殖业和秆等物品产生的固体废弃物及气味。为了从根本上改变农村居民的环境问题，许多农户将庭院养殖业进行加工改造，代之以花卉、盆景及户用沼气池等，从而丰富了庭院构成，优化了庭院生态位，改善了居住环境。其特点是要求居民有知识、懂技术，并有一定的环境美化意识，是一种较高层次的类型，经济效益一般户均可达156
18、0元，而且环境优雅。（二）庭院经济开发与利用的模式1、庭院立体种植模式 利用不同的植物种类和品种，依据庭院不同的生态条件，多方位、多层次充分利用光、热、水、气及庭院空间，取得较高生产效益的一种农业模式。它把各种林木、花卉、果树、蔬菜、药材等植物相互搭配，合理安排，从而充分地利用时空及各种资源。如沿着庭院的空地墙边栽植葡萄，葡萄架下建苗床种蘑菇（木耳），四周可种植一些观赏花卉等。2、庭院立体养殖模式 在庭院的地面或水面上分层利用空间养殖各种农业动物或鱼类的饲养方式。如在南方的庭院池塘中养鱼，池塘上层打架养鸭，鸭粪进入池塘作鱼饲料。也可形成系列化的养殖，如肉鸡系列化养殖，从引进父母代开始，孵化、育
19、雏、产蛋、营销等，并附之养猪，将鸡粪配合饲料喂猪，猪粪养蚯蚓，蚯蚓喂鸡，从而形成良性循环养殖多级利用的食物链结构，使多种养殖项目相互连接，互相促进，协调发展，提高物质和能量的转化效率。3、庭院立体种养模式 在庭院内合理布局农业生物（动物、植物、微生物），使它们分层利用空间的种养结合方式。如南方的稻萍鱼种养，北方的林果菌方式。也可在庭院内栽植葡萄，葡萄架下养兔（鸡、猪）等。4、庭院种养加立体开发模式 在庭院内将种植、养殖、加工、沼气合理搭配的“四位一体”的生产模式。如在庭院内安装饲料加工设备，建沼气池，大棚，种植蔬菜（花卉）、养猪（鸡）。饲料养猪，猪粪进沼气池，沼液、沼渣作为种植的肥料，形成种养
20、加沼良性循环的生产模式。四、绿色食品生产技术 绿色食品技术是一种集农业、环保、卫生、食品于一体的新兴食品产业。其显著特点一是安全、无污染；二是优质、有营养；三是其生产过程与生态环境保护紧密结合。绿色食品生产必须具备四条标准：第一，产品或产品原料的产地必须符合绿色食品的生态环境标准；第二，农作物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工等必须符合绿色食品的生产操作规程；第三，产品必须符合绿色食品的质量和卫生标准；第四，产品的标签必须符合绿色食品标志设计标准手册中的规定。（一）选择生产基地依据绿色食品是无污染、安全、优质、营养类的食品，所以产品或产品原料的产地必须符合绿色食品的生态环境标准。因此，绿色食品
21、基地的选择显得十分重要。绿色食品基地的生态环境主要包括大气、水、土壤等环境。（二）绿色食品生产的综合技术1、农业固体废弃物堆肥无害化处理技术 2、绿 色 食 品 生 产 中 的 施 肥 技 术 （1）测土施肥 （2）多施有机肥，少施或不施化肥 （3）使用其它生物肥料 3、绿色食品生产中的植保措施 （1）生物防治技术（2）农业防治技术 （3）物理及机械防治（4）其他防治技术 第三节区域农业可持续发展一、农业可持续发展的目标及重点（一）农业可持续发展的目标根据社会可持续发展的观念，联合国粮农组织提出了可持续农业的概念，它的内涵是以科技和知识化的劳动投入为主，物质资源投入为辅，能兼顾经济、社会、生态
22、效益的，并使经济、社会、生态得以协调、持续发展的农业。农业可持续发展的基本特征一是投入的合理性，即以科技和知识化的劳动投入为主，减少物资资源的投入，提高资源的利用率和产出率，为农业的持续发展创造物质基础；二是系统的协调性，即通过系统协调促进生产发展，通过人与自然、生产与资源、经济与环境的协调，促进生产、经济、生态的持续发展；三是发展的持续性，通过合理投入和系统功能的协调，保证农业经济发展的持续性和资源的永续利用，环境持续优良。在我国，关于农业可持续发展的主要目标可概述为：1、确保食物安全，消除饥饿。食物安全包括数量上的安全和质量上的保证。2、发展农村经济，增加农民收入，消除贫困。3、保护和改善
23、资源环境，实现资源永续利用。（二）农业可持续发展的重点1、国外农业可持续发展的重点由于西方国家工业化程度高、经济基础雄厚、资源丰富，主要关心的是生活、环境质量、生产成本以及减少农业补贴等问题，因此，在农业持续发展上，突出表现为以下几个方面：（1）重视减少现代农业耗能，提高能量转化效率，建立节能型农业生产体系；（2）在生产范畴上，主要限于种植业，农场规模较大；（3）以产品质量与生态环境保护为主，牺牲经济效益的案例在初期阶段较为多见，但目前已开始从低投入(LISA)向高效率化(HESA)可持续农业方向发展；（4）开始从理论、观念上的争论转向新技术体系的探索，特别重视我国和发展中国家传统农业技术精华
24、的引进与应用，但由于西方传统观念的束缚，就如何将东方传统的技术精华与现代科技有机结合进行整体组装方面重视不够，且多侧重农田耕作方式的研究。2、我国农业可持续发展的重点我国人均农业资源占有量较少，尤其是耕地很少，所以，从国情出发，我们面对的不仅仅是环境问题，解决温饱和消除贫困是农业生产发展必须考虑的问题。继承和发扬我国传统农业的精华，并在实践中总结出具有中国特色的农业持续发展模式，从以下几方面作起：（1）以生态学的原理为指导，发展生态农业；（2）从经济、生态、技术三个方面探索农业生态社会经济复合系统中的良性循环，使生态与经济两个持续性同步发展；（3）建立一套较为完整农业可持续发展的建设方法、技术体系；（4）将农业可持续发展从户、村转向乡、县区域化、规模化的发展。