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农业生态学国家精品课程课件(第十章)

农业生态学国家精品课程课件(第十章)


第十章 生态农业与可持续发展
Chapter 10: Ecological agriculture and sustainable development

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第一节 农业发展的几个历史阶段
一、农业发展的几个历史阶段 二、现代农业发展取得的成就 三、现代农业发展所带来的问题

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一、农业发展的几个历史阶段

㈠、原始农业
利用自然力自发进行物质生产,主要供给自己 (劳动者及其家庭)的初级农业形式。 ? 主要形式:刀耕火种(slash and burn),又称 转移农业(shifting agriculture)、轮歇栽培或 撩荒制。 ? 特点:人对农业生态系统的干预少,土壤营养 平衡完全依靠自然恢复,土地利用率和生产水 平都很低。
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㈡、传统农业
是以自给为主要目的的传统固定农业。 目前,许多发展中国家未实现现代化,基本 上仍属于传统固定农业。分两类: ? 三 圃 制:以庄园为单位分林、牧、耕地三部分, 定期轮换,逐渐演变为草田轮作制。 ? 有机农业:又称东方农业,以中国的传统固定农 业为代表,最早出现于前汉时期。

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特点:精耕细作,充分用地,积极养地,用养结合, 地力常新,生产目的是为了满足自己生活的目的。 主要措施: ? 精耕细作,利用连作、轮作复种、间作套种、 多熟种植充分利用土地和太阳能; ? 采用粮豆轮作、粮肥轮作和施用粪肥等实现 养地,维护地力常新; ? 以人力、畜力为动力,农牧结合,很少使用 商业能。

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㈢、现代农业
主要形式:机械化集约农业(mechanized intensive agriculture)和石油农业。 ? 主要特点: – 运用发达的工业能力,向农业大量输入机械、化 肥、燃料、电力等各种形式的工业辅助能。 – 土地生产力、劳动生产力及商品生产率都大大提 高。 ? 20世纪20年代,美国率先实现以机械化为主要特征 的农业现代化,到60年代,占世界耕地40%、人口 20%的工业化国家先后实现由传统农业向现代农业 的转变。
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二、 现代农业发展取得的成就
㈠、发达国家
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发达国家率先进入现代化农业阶段,显著提高了社 会生产力,经济增长了几十倍,创造了前所未有的 物质财富。 – 美国玉米生产每公顷所需人工由1945年的1200个 减至1975年的12个,同时产量也由2t/hm2提高至 8t/hm2。 – 使美国成为世界最大的粮食出口国,80年代,其 粮食出口量占世界粮食贸易总量的五分之三。
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㈡、发展中国家
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发展中国家在20世纪60年代开展了一场“绿色革 命”,在大幅度提高作物生产力方面起了巨大的推 动作用。 – 推广新品种矮秆小麦、矮秆水稻、杂交水稻。 – 增施化肥、农药,发展水利。 – 农业单产、总产大幅度提高。解决18个国家、占 世界总人口56%的人的粮食问题。 – 中国和印度是实施“绿色革命”的典范。

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三、现代农业发展带来的问题
㈠、石油农业的问题
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化石能源的大量的消耗 – 石油储量的不断下降,价格不断上涨,依靠 化石能源的现代农业根本无法长期维持。 – 据估计,若世界60亿人均采用美国的食物生 产技术和膳食水平,则目前世界全部的化石 能源只能维持30年。

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造成资源、环境破坏及污染等一系列生态问题 –水体的富养化、食品含毒等问题; –土壤结构恶化,系统内部有机质和养分的亏 缺; –病虫害加重,害虫种类增多; –生物多样性和种内异质性减低,系统的内部 的调控能力; 国外有学者尖锐的指出:石油农业不管产 量有多高,经济效果有多好,实际上都是在大 灾难前拾到的一点好处。

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㈡、发展中国家农业的问题
由于人口的压力,对资源进行掠夺式经营, 造成资源破坏,生态环境恶化,灾害频繁。 ? 化肥、农药的投入不断增多,导致生产成本 上升,污染等问题,严重影响农业的稳定性 和持续发展。
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第二节 国外替代农业的理论和实践
一、自然农业 二、有机农业 三、生态农业 四、可持续农业

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一、自然农业(Natural faming)
日本福冈正延受中国道教“无为而治”思想影响,在 20世纪50年代提出。 ? 主 张:农业应与自然合作,而不是改造自然。 ? 主要技术: – 不翻耕,依靠植物根系,土壤微生物疏松土壤; – 不施化肥,靠绿肥、秸杆、动物粪肥提高地力; – 不中耕,不用除草剂; – 不用化学农药,让自然平衡机制控制病虫害。
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实施效果:无污染,田间用工减少,土壤肥力和 保水能力提高,水稻产量4927-5824kg/hm,与当 地传统方法栽培水稻产量水平相当。
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二、有机农业(Organic agriculture)
或称生物农业(Bioagriculture)
针对集约农业弊病,受中国传统农业启发, 本世纪初由英、美农学家总结向西方推广。目 前在欧洲、美国约有1%的农户实施有机农业。
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指导思想:土壤是一个有生命的系统,通过供 给有机物可改良土壤,保持养分平衡,不施或 少施人工合成物质。

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核心技术: – 轮作制。轮作中保持绿肥、豆科作物、覆盖 作物等的覆盖面积; – 耕作方法。用凿型耙和圆盘耙浅耕,不犁翻 土壤; – 维持土壤肥力。利用生物固N、轮作、秸杆、 厩肥等保持土壤肥力和耕性; – 控制病虫害。主要采用非化学的方法。利用 耕作、栽培、生物措施防治病虫害。

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实施效果: – 产量稍低,一般比常规农场低5-10%,干旱 年份产量持平或稍高,总收入低17%左右。 – 生产成本下降,工业辅助能投入减少,由于 控制水土流失和污染的成本显著下降。 – 综合起来,纯收入稍低,低4%。 – 节约能源,具有较好的保护资源和环境的作 用。

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三、生态农业(Ecoagriculture)
1.1970年,美国土壤学家W.Albreche提出。 2.1981年,英国农学家M.Worthington定义: 生态上能自我维持,低输入,经济上有生命力, 在环境、伦理和审美方面可接受的小型农业。 3.许多替代农业模式都源于生态农业思想。旨在克服 石油农业或工业化农业的危机。 "Regenerative Agriculture" is briefly defined as the rational use of natural, existing resources in rural areas for agricultural production, while preventing and solving ecological problems.
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主要措施: – 用、养地作物轮作,增施粪肥,采用生物防治; – 放牧地混种牧草,混合放养,发展小型畜禽养 殖; – 尽量利用各种再生资源和劳畜力; – 发展小型工业、手工业,自行加工农副产品。 – 保护动、植物资源等。 西方生态农业强调低投入,未摆脱自给自足 的小农羁绊,同时,也是建立在发达国家现代化 农业水平极高、农产品大量过剩的基础上,与中 国的生态农业追求高的土地生产力,大幅度提高 投入效率是有明显区别的。
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四、可持续农业
20世纪80年代,西方发达国家出现了可持续农 业的思潮,希望以此作为替代农业的第二次尝试。 由于可持续农业吸取现代农业和自然农业的优缺点, 既强调粮食安全和发展农村经济,又强调资源和环 境保护,因而顺应了时代发展的需求,一出现就倍 受瞩目,许多国际组织、政府纷纷出台相应政策法 规,以此作为发展农业的指导思想, ? 农业可持续发展的目标 – 保护农业生产率稳定增长,提高食物生产的产量, 保障食物安全, – 保护和改善生态环境,合理永续地利用自然资源, 以满足人们生活和国民经济发展的需求。
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可持续农业(sustainable agriculture)
概念:管理和保护自然资源基础,调整技术和 机制变化的方向,以便确保获得并持续地满足 目前和今后世世代代人们的需求。 ? 含义: – 强调不能以牺牲子孙后代的生存、发展权益 作为换取当今发展的代价; – 要求兼顾经济、社会和生态效益三个方面。 生态上健康,经济上有活力,社会上能够接受。
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第三节 中国的生态农业
一、世界农业发展的阶段 二、中国农业发展面临的挑战 三、中国生态农业的产生和发展 四、中国生态农业技术

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一、 世界农业发展的阶段
?回顾各国农业发展的道路可以看出,随着生产力

的发展,农业的社会效益、经济效益和生态效益 依次成为农业发展的一种目标。

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第一阶段:满足温饱需求为核心。 第二阶段:满足相对富裕纳入农业发展目标。 第三阶段:满足高质量生活的生态环境、食品质 量与未来繁荣列入农业发展目标。 中国农业现处于第二阶段。

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二、中国农业发展面临的挑战
中国从20世纪60年代开始由传统农业进入常 规现代化阶段,中国农业发展的现状和面临的 挑战决定农业必须把社会、经济和生态效益同 时列入发展目标。 ㈠、满足巨额农产品数量增长,品质改善的挑战。 – 满足人口衣食需求的挑战(见表) – 发展农村经济,实现农民增收的挑战。 ㈡、农业资源短缺与农业生态环境恶化的挑战。 – 土地退化严重,农业灾害频繁。 – 污染严重。
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农产品增长的需求
年 人 粮 食 棉 花 总 人 单 总 人 单 代 口(亿) 产(亿吨) 均(kg) 产 产(亿 kg) 均(kg) 产 2000 13 5 384 40 3.1 2030 16 6.4 400 70 4.5 100% 增加

60%

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三、中国生态农业的产生和发展
中国的生态农业(Chinese Ecological Agriculture CEA)是适应中国国情特点下产生的农业可持续发 展模式,它体现了生态与经济协调发展的可持续发展 战略,同时,也是一项由农民自发创造,政府积极支 持,科技人员主动参与的伟大实践。

㈠、中国生态农业的特点
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以追求高产、优质、高效为目的。 传统农业的精华与现代科技相结合。 强调物质的适当投入。 劳动密集型和技术密集型相结合。 个别农场的发展与区域发展相结合。
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㈡、中国生态农业的定义和内涵
生态农业:因地制宜利用现代科学技术,并与传 统农业精华相结合,充分发挥区域资源优势, 依据经济发展水平及‘整体、协调、循环、再 生’的原则,运用系统工程方法,全面规划, 合理组织农业生产,实现高产、优质、高效、 可持续发展,达到生态与经济两个系统的良性 循环和经济、生态、社会三大效益的统一。 简言之: CEA:是把农业生产增长、农村发展和生态环境 的治理与保护融为一体的现代化农业生产体系。

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内涵: – 生态农业是农业发展观念的转变 – 生态农业是以系统观念为指导,组织现代农 业生产的一种方式。 – 生态农业技术是一套经济而高效的农村实用 技术。

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㈢、认识中国生态农业需澄清的几个错误认识
– 生态农业就是环境保护。 – 生态农业拒绝投入。 – 生态农业是拒绝高科技的。 – 生态农业是小规模的试验。

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四、中国生态农业技术
㈠、多维用地技术
指为了提高土地生产力,通过农业生物组合, 从空间和时间上利用土地,充分发挥土地所承载的 农业自然资源潜力。 – 集约种植。 – 立体种养。

㈡、物质能量多级利用及有机废弃物转化再生 技术
利用食物链原理,采用食物链加环的办法组建 新的食物链,使物质能量通过食物链中的不同生物 以多级多次转化利用,形成无废弃物的生产体系。
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㈢、物质良性循环技术
包括: – 生物养地技术。 – 农牧结合,共同发展。 – 水土保持技术。 – 建立多能互补的农村能源结构。 – 科学合理使用化肥。

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㈣、有害生物综合防治技术
– 生态措施。 – 生物防治。 – 耕作栽培措施。 – 合理使用化学农药。

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㈤、生物能及再生能源的开发利用技术
生物再生能源包括:植物有机质、太阳能、风 能、水利能、地热能等。 – 沼气池能源的开发利用技术。 – 因地制宜开发薪碳林。 – 太阳能、风能、水利能等再生资源的利用

㈥、生产自净技术
– 沼气池发酵技术处理粪肥污染。 – 农业生态系统对污水的净化作用。 – 污水灌溉。
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