发布时间:2023-09-18 16:37:25
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇生态农业的基本原理,期待它们能激发您的灵感。
[关键词]生态工程 基本原理 教学过程 教学反思
[中图分类号] G633.91[文献标识码] A[文章编号] 16746058(2016)140114
一、 教学过程
1. 巧用道歉视频,创设情境导入
播放冯小刚导演,葛优、李小璐、郑恺、白百何主演的2014年贺岁片《私人订制》最后一段“向大自然道歉”视频。学生观看视频,教师依次提出下列问题,引发学生思考分析:(1)四位主角为什么要向大自然道歉?(学生:雾霾天气频发、森林乱砍滥伐、煤炭过度开采、生态环境污染等问题都与人类的不当活动有关)(2)这些问题的背后又折射出怎样的问题?(学生:人口快速增长的压力、生产生活及经济发展所需等导致人类对资源的不合理开发与利用,由此引起的生态恶化和环境污染,充分暴露出传统经济发展模式的弊端,难以可持续发展。)(3)解决上述问题的有效途径是什么?(教师:建设生态工程,就是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,对已破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,达到经济效益和生态效益的同步发展,从而促进人类社会和自然环境的和谐发展,进而实现可持续发展。与一般的传统工程相比,生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。)
2.运用模型构建,引导学生自主探究
[案例1]出示“石油农业”模式图。教师:“石油农业”模式是以美国为代表的西方经济发达国家的高投入、高产出的农业现代化模式,由于需要大量使用石油作为原料或动力而得名。该农业模式对解决粮食需求和提高粮食产量起到重要作用,但同时由于其高能耗、高污染,使粮食品质和安全不断下降,难以可持续发展。解决这一问题的有效途径之一就是要发展生态农业。
介绍“传统生态农业”模式。教师:“无废弃物农业”模式是我国古代最早、最生动的一种生态工程模式。请同学们利用所给的项目绘制“无废弃物农业”的物质和能量流动图,可分组讨论、交流与合作。在学生讨论出现疑惑的地方时,教师应协助学生解答,以完成概念图的模型构建。
根据上述模型构建活动,教师提出以下思考问题:上述“无废弃物农业”模式的突出优势是什么?(回答:充分利用废弃物中的能量,通过物质的循环利用和能量的多级利用,实现废弃物的资源化,达到无废弃物生产,减少环境污染。)进而引导学生归纳总结出“物质循环再生原理”。
引出“现代生态农业”模式。教师:上述“无废弃物农业”模式是我国传统农业的辉煌成就之一,但已无法满足人们对现代农业发展的需要。在上述传统农业的基础上,可增设沼气池、蘑菇等环节更好地利用物质能量。请同学们自主构建,完成下列“现代生态农业”的物质和能量流动图。
[案例2]出示“纯樟子松林、珊瑚礁区”图片。教师:我国“三北防护林”取得了巨大的生态效益和经济效益,但最初进行林带建设时,单一种植的樟子松林遇松毛虫害大量毁坏死亡;而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中,保持着很高的生物多样性?这是为什么呢?
学生:纯樟子松林的生物多样性低,食物链短而简单,缺少松毛虫的天敌,而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源,因而导致树林的大量毁坏死亡。珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复杂,不同的生物占据不同的生态位,通过食物链关系互相依存,充分利用了珊瑚礁生态系统的环境,实现了很好的物质循环和能量流动。
教师:从上述正面和反面的实例,你能得出怎样的结论?
学生:进行植树造林等生态工程建设时,必须要考虑生物的多样性,只有保持生态系统较高的生物多样性,才能维持生态系统结构和功能的稳定和平衡。(归纳总结出“物种多样性原理”)
[案例3]出示“灰色长城、水葫芦疯长、草原过度放牧”图片。教师:“三北防护林”的西北防护林早期栽种不适应当地环境的杨树林,导致“绿色”长城变成“灰色”长城。江苏、上海和浙江三省市交界孕育吴越的美丽太湖。近年来,由于富营养化促使太湖水体中水葫芦和藻类疯长,并导致鱼虾等水生生物大量死亡,给水生生态系统造成极大危害。如果在西北草原地区发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?
学生:西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量(环境容纳量);针对公共草地的过度放牧问题,应该实行草地承包,调动个人的管理积极性,减少过度放牧现象。另外,可以在有条件的地方,人工种植牧草,增加牧草产量。
教师:从上述3个实例,你能得出怎样的结论?
学生:进行生态工程建设时,要处理好生物与环境的协调与平衡问题,要栽种适宜树种,要考虑生物数量不能超出环境承载量。(归纳总结出“协调与平衡原理”)
教师:进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更要整体考虑经济和社会等的影响力。例如,进行林业生态工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑 [本文由WWw.DYLw.NET提供,第 一论 文网进行和服务,欢迎光DYlw.NeT 联系方式QQ 712086966]贫困地区农民的粮食、烧柴以及收入等生活问题。如果农民的生计得不到保证,随时会发生“前面造林,后面砍林”的现象。这体现了什么原理?
学生:整体性原理。
[案例4]出示“四位一体”农业生态工程模式图。教师:“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、猪禽舍、厕所、蔬菜栽培与日光温室有机组合在一起,将农业生产、农村经济发展、生态环境保护、资源高效利用融为一体。图3为“四位一体”农业生态工程模式及物质和能量流动图。
关键词:循环农业;原理;应用;
前景循环农业是相对于传统农业发展提出的一种新的环境友好型农作模式,是运用可持续发展思想和循环经济理论与生态工程学的方法,在保护农业生态环境和充分利用高新技术的基础上,调整和优化农业生态系统内部结构及产业结构,提高农业系统物质能量的多级循环利用,严格控制外部有害物质的投入和农业废弃物的产生,最大限度地减轻环境污染和提高资源利用效率,使农业经济活动真正纳入到农业生态系统循环中,实现生态的良性循环与农业的可持续发展。
1循环农业的基本原理
发展农业循环经济就是把循环经济的基本原理应用于农业生产系统,是构建可持续农业发展战略的根本途径、实现形式、技术措施。基于这种认识,笔者认为建立循环农业体系主要依据的基本原理包括以下几点。(1)能量耗散低熵原理。农业是开放系统,其功能由热力学第二定律决定,只有通过外界能量的投入,才能降低系统熵值,提高系统的功能。因此,合理投入是人类对农业系统加强控制的关键途径,不能将循环农业理解为低投入甚至不投入的农业。认为只要依靠循环就可以实现耗散系统平衡的认识是不科学的。(2)资源循环再生原理。农业系统是一种在自然生态系统基础上的人工生态系统,其资源类型:一是光热水等自然资源,需要周年高效循环利用;二是化肥、农药、机械等系统外购买性资源,需要尽量减少不合理投入并提高效率;三是秸秆、粪便等农业生产中间废弃资源,需要再生利用;四是农业系统排放到大气和地下的有害物质和温室气体等,需要实现可预见、可控制,减少无效排放。通过农业系统内循环和系统外反馈循环相结合,提高能量转化率和物质循环利用率。(3)物质组链加环原理。在农业系统中,物质沿着不同环节上的食物链营养级传递和转移,利用不同营养级的动物和微生物,分级、分次反复循环和利用,使上一级循环转移到下一级的物质,再次转化为能够为人们直接利用的生物产品和生物质能。因此,通过食物链加环、组链,减少非生产循环,增强生产循环,提高物质循环周转率,生产出更多的产品,减少废弃物排放。(4)生态经济协调原理。农业是生态经济系统,其产业目标既要获得生产力和经济效率,又要维护生态协调。在特定条件下,农业的经济功能往往和生态功能处于矛盾之中,因此,需要按照生态经济协调的原则设计循环农业产业体系,既要获得合理的生产力,又要将其建立在资源环境可承受范围之内,形成一种“经济高效、技术可行、生态安全、环境友好、社会认可”的可持续农业模式。
2循环农业的实际应用
我国循环农业实践模式以生态农业发展模式为基础,其基本雏形是北方“四位一体”生态农业模式和南方以沼气为纽带的“猪、沼、果”生态农业模式。重庆三峡库区是农业部规划的全国柑橘、蔬菜、生猪和草食牲畜优势农产品区域规划的核心区,是当地最具国际竞争优势的特色农产品,也是农民脱贫致富的支柱产业。但是,近年随着规模种养业的发展和农村劳动力大规模转移,规模养殖业产生的有机粪肥量大、肥效低、使用不便,逐步被化肥取代,往往弃用,加剧了面源污染。为此,从2008年起,重庆在农业部等国家相关部委的支持下,系统开展柑橘、蔬菜沼畜循环农业关键技术的攻关和有机肥替代化肥模式的探索,取得积极进展,建立三峡库区柑橘沼畜循环经济标准化技术体系,建成沼液还田示范基地0.67多万hm2,打造“畜-沼-菜”循环农业生产基地3.13…万hm2。主要做法有以下几点。2.1沼液肥水一体装备,整合诊断施肥,支撑化肥零使用针对传统“畜-沼-果(菜)”循环中沼液管灌易产气爆管,会生成磷酸镁铵(尿垢)结晶堵塞管网问题,研发沼液管道自动调压、固体结晶物收集装置和自冲洗工艺,发明沼液肥水一体灌溉装备,实现沼液管道便捷化利用,促进沼液大规模还田和零排放。针对饲料、冲水、畜禽种类的不同,沼液有效成分变幅大、用肥计量难问题,配套柑橘非充分灌溉和营养诊断配方施肥技术,通过测土测叶,支撑有机肥高效利用和化肥减量或零使用,同时替代灌溉水,节水节肥效果明显,已在长寿、开县、奉节等大规模应用。以长寿区农正农业为例,其万头猪场和166.67…hm2…晚熟杂柑果园,年施用沼肥10…t/667…m2,经营养监测,发现果园氮磷钙镁硫等大多数营养指标适宜,但是钾锌硼等元素缺乏,通过增施10…kg硫酸钾矿质肥补充,叶面喷硫酸锌、硼砂等矿质微量元素调控,近3年均实现全园化肥零施用,产品主要出口北美、东南亚等国,经济效益显著。2.2推动秸秆和粪污有机复合肥制备产业化,支撑化肥减量针对传统秸秆和柑橘皮渣资源化利用成本高、效益低问题,发明一种巨大芽孢杆菌M1,研发橘渣秸秆和猪牛粪便的高温自干燥发酵及其有机复合肥制备工艺,实现橘渣秸秆和猪牛粪便的高温自干燥、低成本腐熟发酵,先后研制出牛粪、橘渣、秸秆等为主料的有机无机缓释复合肥等4类省级高新技术产品,并全部获得肥料登记证,支撑有机无机缓释复合配方肥全面替代无机复合肥。如梁平县丰疆科技发展有限公司,应用柑橘营养诊断最适宜指标,研发氮、磷、钾为10∶4∶8的柑橘专用牛粪有机复合配方肥,替代15∶15∶15无机复合肥,年产能已达12…万t。重庆市重点推广的专用有机复合肥具有缓释性,符合柑橘生长的大量元素配方,富含有机肥,既有无机肥肥效高的特点,又有缓释肥肥效长的效果,还具备有机肥改良土壤、激活微量元素功效,适合撒施,省力省工,推动了柑橘专用肥有机化、配方化和缓释化,结合营养诊断控丰补缺,增产效果优于单纯无机复合肥,在重庆柑橘产区已经全面替代无机复合肥,卖出了无机肥的价格,社会、生态和经济效益示范显著。2.3建立循环农业标准化技术体系,实现可复制、可推广围绕三峡库区柑橘、蔬菜、畜禽生猪、淡水鱼等特色产业发展,我们以循环农业为纽带,相关产业循环链交叉环节关键技术为基础,因地制宜建立8个“猪-沼-果”国家级农业循环经济示范园区,并建成上百个果(菜)沼畜循环农业示范点。在合川区太和镇米市村蔬菜标准园内示范推广的“牛-沼-菜”种养循环模式中,蔬菜基地与邻近一家大型奶牛场达成生产合作,由奶牛场支付基地土地租金,安装直通基地的沼液输送管网,园区以有机肥形式,消化奶牛场产生的全部沼液、沼渣,解决蔬菜生产所需的大量有机肥,降低施肥成本,促进地力的保持。同时,基地采收后的玉米秸秆,又作为饲料供销给奶牛场,从而购建一条生态种养循环产业链,不仅节本增效,使基地年产蔬菜超过12…500…t,每667…m2收益超过…4…320元,销售总额达1…250万元以上,同时利于生态环境保护,减少农业面源污染。在此基础上,与全国农业技术推广中心、中国农科院柑橘研究所等合作制定《NY/T…2627-2014…标准果园建设规范-柑橘》、《DB50/T…485-2012…农用沼液无害化处理与利用技术规范》、《DB50/487-2012…柑橘营养诊断配方施肥技术规程》等相关标准29项,建立从良种种苗到采收销售完整的循环农业标准体系和行之有效的标准化工作体系,并通过国家标准委的评估验收,核心技术“三峡库区(农业产业园区)循环经济标准化体系关键技术创新”成果,被国家科技报告服务系统收录。2.4探索畜沼果循环农业推进模式,取得积极进展研究集成4种沼液肥水一体灌溉推进创新模式;探索出以小型种养殖场为主要对象的分散养殖、分散利用模式;利用大型种植场消纳数个小型养殖场粪污的分散养殖、集中处理、集中使用模式;针对大中型养殖场和一家一户种植模式的集中养殖、集中处理、分散使用模式;围绕大中型养殖企业且配套较大规模的作物种植基地的集中养殖、集中处理、集中使用等4种沼液肥水一体管灌推进模式,推动循环农业技术装备化和产业化。核心技术得到农业部应用。总结凝练的“沼液肥水一体非充分灌溉技术”和“柑橘低碳绿色管护集成技术”被农业部定为集中贫困地区和全国生态农业基地主推技术,支撑产业化应用。据国家环保部《三峡公报》,以柑橘屏障带为主的三峡库区,化肥使用量由2007年的每1…hm2…1…000…kg降为2015年的320…kg,…减幅达68.0%,实现三峡库岸屏障区投入品的大规模减源,保护了三峡库区干流水质大部分时间保持在可饮用的国家地表Ⅱ水质标准,出库水质最差也没有低于Ⅲ类,效果显著。
3存在问题与前景分析
通过对重庆三峡库区“猪、沼、果”循环农业模式的探究发现,畜沼果循环农业在具体实践应用中仍有许多问题还需进一步关注和攻克:一是对种植需求重视不够,没有专项投资用于园艺作物沼畜循环利用环节;二是技术利用不够,凭经验和盲目使用有机肥较为普遍,取得的效果参差不齐;三是对养殖污染的处罚力度偏弱,部分甚至根本无监管,随意弃用污染环境。循环农业模式作为实现农业结构调整和产业升级、促进农业可持续发展的重要途径之一,尚需不断创新,使生态效益和经济效益不断提高的同时,也为资金、技术和人力在耕地上的集约利用创造条件。今后,循环农业在最大限度地保障生态环境的同时,还要开发没有被有效利用的生态位,重庆循环农业更要积极推进畜沼果循环农业替代化肥技术模式的落地和大面积应用;及早建立“以果(菜)定沼、以沼定畜、以畜促果(菜)”循环发展模式,支撑养殖粪污零排放;建立柑橘营养诊断配方施肥技术体系,支撑柑橘(蔬菜)沼畜循环替代化肥等举措,推进循环农业健康发展,更好地推进农村资源循环利用和现代农业可持续发展。
参考文献:
[1]周颖,尹昌斌,邱建军.我国循环农业发展模式分类研究[J].中国生态农业学报,2008,16(6):1557-1563.
[2]高旺盛,陈源泉,梁龙.论发展循环农业的基本原理与技术体系[J].农业现代化研究,2007,28(6):731-734.
[3]牟宁.循环农业的发展与应用[J].辽宁农业职业技术学院学报,2011,13(2):28-29.
[4]吕杰,王志刚,郗凤明等.循环农业中畜禽粪便资源化利用现状、潜力及对策——以辽中县为例[J].生态经济,2015,31(4):107-113.
下面是笔者对近几年来高考中出现的相关生态农业模式试题进行的归纳、整理和分析,以期望了解其命题的主要形式和考查的主要方向。
例一 (2008年江苏)江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示,请据图回答下列问题。
(1) 牛棚内产生的可扩散进入蔬菜大棚,提高蔬菜大棚,提高蔬菜的光合效率;蔬菜光合作用产生的可扩散进入牛棚。
(2) 秸杆除了作为牛的饲料外,还可与牛粪混合堆入进行,腐熟的产物肥效提高,这是因为 。这种肥料用物蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
(3) 在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下,采用这种养殖模式,牛的生长速率明显提高,其主要原因是 。
(4) 牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、和。
(5) 从生态系统主要功能的角度分析,这种种植养殖模式较好地实现了 。
答案:(1) 二氧化碳 氧气 (2) 发酵 微生物将有机物分解为无机物 (3) 牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少 (4) 太阳光能 发酵产热 (5) 物质的循环利用和能量的高效利用
试题分析:
从背景材料上分析:本题是以我国北方“四位一体”生态农业模式为原型,通过实物模式图的方式展示其基本构成,该生态模式主要以生态学、经济学和系统工程学为基本原理;以太阳能为动力,将种植业和养殖业相结合。通过生物的质能转换技术,在全封闭的状态下,将猪禽舍和日光温室等组合在一起。
从命题的角度分析:本题第(1)小题考查了光合作用和呼吸作用及其关系;第(2)小题考查了生态系统成分中分解者的作用;第(3)小题考查了关于动物代谢方面的知识;第(4)小题考查了生态系统成分中非生物的能量的来源;第(5)小题考查了生态农业的主要功能。
例二 (2007年广东)近年来在防治稻田虫害方面进行了多种尝试,如①构建稻一萍一鱼生态系统,在该系统中,虽有危害水稻的病菌、害虫和杂草,但鱼的活动可起到除虫、松土和增氧的作用,红萍叶片内的蓝藻固氮可促进红萍和水稻生长;②培育转Bt基因抗虫水稻,减少虫害。此外,一些水稻遭遇虫害时会释放某些物质,引来天敌消灭害虫,科学家称之为稻田三重营养关系。
根据上述材料,请回答下列问题:
(1) 指出在稻一萍一鱼生态系统中存在哪些种间关系。(各举一例) 。
(2) 在稻田三重营养关系中,水稻通过信息引来天敌,防治害虫。
(3) 转Bt基因抗虫水稻不可能一劳永逸地解决虫害问题,因为 。
(4) 画出稻一萍一鱼生态系统的能量流动图(不考虑与人的联系)。。
答案:(1) 捕食:虫吃水稻(或杂草),或鱼吃虫;竞争:水稻(或红萍)与杂草竞争;寄生:病菌寄生在水稻上;互利共生:红萍与蓝藻共生。(2) 化学 (3) 昆虫会进化(或产生抗性)。
(4)
试题分析:
从背景材料上分析:本题是以我国南方等地区的“稻―萍―鱼共生水田农业”模式为背景材料,既在水田中起垄,垄上种稻,垄下水中养萍养鱼,形成立体农渔业的生态结构。充分发挥水稻、红萍等生产者与害虫和鱼等消费者之间的营养关系,以实现水稻和鱼的双丰收。
从命题的角度分析:本题第(1)小题考查了生态系统中的种间关系;第(2)小题考查了生态系统功能中的信息传递功能;第(3)小题考查了变异和进化方面的内容;第(4)小题考查了生态系统能量流动示意图的绘制,提高了试题考查的难度。
例三 (1997年上海)在我国南方某些地区建立了“桑基鱼塘”农业生态系统,获得了鱼、猪、蚕和粮全面丰收。下图是该生态系统的物质循环和能量流动示意图。请据图回答:
(1) 该生态系统所需的能量来自。
(2) 该生态系统的生产者是。
(3) 该生态系统中除了已知的生物种类外,还必须有等生物作为。
(4) 在该生态系统内,物质经多次重复利用,提高了率。
(5) 该生态系统是根据的原理建立的。
答案:(1) 太阳能 (2) 水稻、桑 (3) 腐生的微生物 分解者 (4) 能量的转化和利用
(5) 生态学和工程学
试题分析:
从背景材料上分析:本题是以我国南方典型的“桑基鱼塘”生态农业模式为背景,通过提供文字箭头示意图的形式,展示了这种生态农业模式成分间的相互关系。该模式主要是在低洼易涝区挖地成塘,堆泥成基,塘中养鱼,基上种植桑树、甘蔗、果树和花卉,以塘泥作桑、蔗、果树的肥料,桑叶养蚕,蚕粪、桑叶、蔗叶作鱼饵,塘基互养,形成水陆互养的基塘农业人工生态系统。
从命题的角度分析:本题的第(1)、(2)、(3)小题均是考查了生态系统的组成成分,属于基础考查;第(4)小题则是从生态系统的功能上考查生态农业和传统农业相比较的突出优点,即提高了物质和能量的利用效率;第(5)小题则是考查了建立生态农业的基本原理。
例四 (2009年全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场,其收获的玉米籽粒既作为鸡的饲料,也作为人的粮食,玉米的秸秆则加工成饲料喂牛,生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源,沼渣,沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素):
(1) 请绘制由鸡,牛,玉米和人组成的食物网:
(2) 牛与鸡之间(有,无)竞争关系,理由是。人与鸡的种间关系是,人与牛的种间关系是。
(3) 流经该农场生态系统的总能量来自所固定的,无机环境中的碳以形式进入该人工群落。
(4) 假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡,2/3供人食用,生产出的鸡供人食用,现调整为2/3的玉米养鸡,1/3供人食用,生产出的鸡供人食用,理论上,该农场供养的人数将会(增多、不变、减少),理由是 。
答案:(1)(2) 无,它们所需食物资源不同(或牛食玉米秸秆、鸡吃玉米籽粒)捕食与竞争,捕食。(3) 玉米(其他合理答案也给分),太阳能,CO2 (4) 减少,改变用途的1/3玉米被鸡食用后,在鸡这一环节散失了一部分能量,导致人获得的能量减少。
试题分析:
从背景材料上分析:该题是用文字描述了某农场的种植及养殖相关情况,并明确提供了生物之间的相互关系。并且沼气池的设计使得农场中各种废弃物的能量能够得到最为充分的利用,所以应该可以把该农场看成是一个生态型农场。
从命题的角度分析:第(1)小题是考查了生态系统的营养结构即食物网的绘制;第(2)小题则考查了生态系统中生物之间的种间关系;第(3)小题考查了流入生态系统的能量及物质循环的问题;第(4)小题则考查了能量流动流动的特点。
关键词:农林生产 循环经济 策略
一、发展农林循环经济构建的基本原理
再生利用以及物质循环是农林循环经济的发展原理,同时也是生态学的基本原理。植物从自然生态系统环境中获得无机物,利用自身的光合作用合成有机物,给其自身以及其他的生物提供了生存的食物,它们是整个生态系统的生产者。由于动物等异养生物不能进行光合作用,因此其只能够直接、间接的以植物为食,从而构成了生态系统中的消费者群体。而生态系统中大量的微生物、细菌、真菌等构成了分解者,它们将各种有机物,包括枯枝落叶、动物尸体、排泄物等进行分解,形成小分子的无机物,然后再为生产者提供养料。
正是基于这个物质循环链,自然生态系统形成了一个相对完整的物质循环体系。在整个生态系统中,它能够完成包括“生产―消费―分解―再生产”等在内的所有物质循环功能,同时伴随着信息、能量的流动。在千百万年的进化过程中,生态系统已经形成了自我调节与控制的功能,能够通过自我调节实现整个地球生物圈的良好发展。而循环经济的发展就是好要求人类基于生态系统的循环理论,对地球资源加以利用的同时,保证地球生态系统生生不息、持续有序的发展。
二、当前农林生态系统建设中存在的问题
随着人类文明的高度发展,人类生存逐渐实现了规模化生产、城乡分工和市场经济发展。这使得产品、资源等能够在更加广阔的空间范围内流动,而人畜的排泄物、尸体等养分难以再完全返回到土壤中。这直接使得人类生存系统与农业生存系统之间存在的物质与能量联系被截断,整个物质与能量循环遭到破坏,造成了人类社会―经济―自然的复合生态环境发生破坏,整体功能出现衰退。
而林业发展过程中同样遇到了和农业生产相类似的情况,滥砍滥伐的现象导致生态系统中大量的能量以木材的形式输出,而又不能得到及时的补充,造成了林地荒芜、土壤贫瘠、植被衰退等问题,这些问题在热带雨林中的体现尤为突出。在我国,由于人口压力大,为了弥补土地养料缺失的问题,在农业生产过程中大量使用化肥,造成了土地板结、肥力下降的问题,使得分解者不能在土壤中生存,物质和能量循环被截断,引发了一系列的生态问题。
三、我国发展农林循环经济的对策
(一)利用“有机肥回流”实现农田生态系统稳定
在农业生产过程中,通过秸秆回田的方式能够很好的补充农业生产活动中的肥力下降问题,提高土地的生产能力。这关系到整个地球复合生态系统中生产者、消费者之间物质与能量的循环问题。所以,在农业生存过程中,应该将当前农业生产以及农村生活污染物处理方式进行改变,例如在城市建设过程中将来自居民区与农业生产区域的废水分开处理,对于不含有农业生产污染物的居民生活废水中含有的高浓度有机物进行加工处理,制成有机肥后回流至农业生产系统中。这中垃圾资源化的处理方式,不但有利于减少农场居民区的垃圾量,减轻垃圾处理的压力,同时为构建农业复合生态系统的物质与能源循环奠定了基础,有利于农田生态系统的持续发展。
(二)做好林地的物质与能量循环管理工作
我国的传统农耕、林作方式是一种初级的生态农业发展模式,但是其对当前农林循环经济的发展有积极的指导作用。例如,在园林以及林地的管理过程中,通过有意识的保留枯枝落叶以及修剪之后的碎叶等,任由其覆盖在林地表层,或者将枝叶腐熟之后当有机肥料使用。这实际上属于将林地物质循环路径耦合起来,帮助其在现代农林生产过程中实现物质与能量的循环,保证林木生长过程中能够获得足够的养分。另外,在水体污染控制过程中应该将水体的自我净化容量作为根本依据,对水体污染物的输入以及水产品的养殖密度等进行严格控制,保证水体的生产力处于稳定状态。同时,要及时的恢复并保护生物物种资源,做好水体污染控制应以水体自净化容量为依据,严格控制污染物的输入和水产种养殖密度,维持水体生产力的稳定。对牧草和水产资源的利用必须限制在其最大可持续产出范围内,并及时恢复和保护生物资源。
(三)建立资源化的生产体系
传统的种植模式当中,农业生存流程通常只注重单一植物的生产方面,而人类只是对其中四分之一的粮食作物加以利用,而将其中75%的植物秸秆/糠秕等直接浪费。据统计,我国每年农林生产可以生产约6亿t农作物秸秆,油料秸秆3000万t,其中具有巨大的生态发展以及经济开发潜力。但是,很多地区对于秸秆的处理都是直接焚烧,导致了资源的严重浪费。因此,在农林循环经济生产过程中,可以采用所谓的“过腹回田”方法,将秸秆作为动物饲料对动物进行喂养,之后将其粪便进行回田。随着农业废弃物处理技术的不断发展,还可以对其中的纤维成分进行处理,例如从水稻或者小麦的秸秆中获得生物纤维,用来替代木材以及其他纤维材料进行加工,有效提高了其利用价值。
四、结语
除了上述生态农业循环经济发展策略之外,在农业生存过程中还应该注重对外来物种的控制,杜绝外来物种对本地生态系统的破坏。
参考文献:
[1]吴亮宇,杨江帆,陈凌文.以循环经济模式发展茶叶产业[J].福建农林大学学报(哲学社会科学版)2007,10(1):71-75
一、教学目标
1、简述生态工程的概念;
2、简述生态工程的基本原理。
3、举例说出生态工程建设的实例。
二、教学重点难点
教学重点
1、简述生态工程的原理,举例说出各原理的内容;
2、尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题及解决对策。
教学难点
尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题及解决对策。
三、教学过程
1、创设生动情境,激活学生学习动机。
教师:讲新课前给同学展示长江流域的洪水照片资料,随着经济建设的快速发展,环境问题也日渐突出。请大家结合生活实际,简要分析洪水给人们的生活带来哪些灾害。
学生:房屋倒塌,土地被淹,造成巨大的经济损伤问题……
教师:刚才大家发言很踊跃,体会很真切,这些是环境破坏的结果,那除了这些环境问题,同学们还能想到哪些环境问题呢?
学生:雾霾、地震、酸雨、冰雪融化……
教师:环境问题很严峻而且有是全球性的,可见,爱护环境,人人有责,那么,如何保护环境呢?
2、引入生态工程的概念
师:1989年联合国会议提出了“可持续发展”的内涵:经济发展不仅要满足当代人的需求,还要不危害后代人的发展能力。旨在解决环境与经济发展协调问题的一门新学科——生态工程应运而生。请同学们阅读课本p105右下角的一段文字,思考“生态工程的操作对象?生态工程的目的?原理?特点?”同学们以小组为单位,进行自主学习和讨论
学生:生态工程的概念:人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通系统设计、调控和技术组装,对已被破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,从而达到自然环境与经济和谐发展的目的。
教师:为什么我们要进行生态工程建设呢?通过下面一个例子我们来了解一下生态工程相比传统经济模式有哪些优点。分析这两幅图的不同点,哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用?
为什么?
学生:图b比图a多了生产者的成分,能量得到充分利用。
教师:图b所示生态系统中流向分解者的能量还有一部分以生活能源的形式被人类再度利用,因此,该生态系统实现了能量的多级、充分利用,提高了能量的利用率。可见,生态农业使废物资源化,提高能量转化效率,减少环境污染。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
3、生态工程的基本原理
教师:为了达到少消耗、多效益、可持续的目的,生态工程建设过程中势需要遵循一定的基本原理
请大家阅读课本p109页,思考我们的祖先如何长时间维持土壤肥力,引出物质循环再生原理。
学生:我们的祖先通过积极种植能够固氮的豆科植物,以及收集一切可能的有机物质,包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,施用到农田中,改善了土壤结构;培育了土壤微生物;实现了土壤养分加氮、磷、钾及微量元素的循环使用。
教师:“无废弃物农业“是我国古代传统农业的辉煌成就之一,也是生态工程最早和最生动的一种模式。所以生态工程建设过程中要遵循的第一个原理是物质循环再生原理
教师:我们学了物质循环再生的原理,你知道物质循环的主渠道是什么吗?如果食物链过于单一,很可能会使渠道不畅。请大家看p110的资料4,思考下面的问题。为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中,保持着很高的生物多样性?
师生共同总结:物种越丰富,生态系统的自我调节能力越强,生态系统的抵抗力稳定性越强。因此,我们生态工程建设的第二个原理——物种多样性原理。
教师:同学们说得很对,我们在进行生态工程建设时应该遵循物种多样性原理,但是如何选择物种,是不是随意的增加新物种呢?这时候我们还需要考虑生物与环境的协调与平衡。另外,我们能不能为了保护环境,而不顾及农民的收入呢?那我们如何合理地设计生态系统才能全面解决这些问题呢?展示图片资料,请同学们小组合作分析:西北地区
“灰色长城”例子以及如果在西北地区发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?
学生:两个例子说明生态工程建设过程中要因地制宜,考虑环境的承载力。
教师:也就是说生态工程建设过程中要遵循生物与环境的协调与平衡原理。其实,进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,要考虑到经济和社会等系统的影响力。另外,社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。请同学们阅读课本P112的一段文字,加深理解生态与经济的关系,只有把生态与经济结合起来,才能从根本上达到造林与护林的目的。可见,自然-社会-经济是一个复合系统,所以生态工程建设过程中还要遵循整体性原理,只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系,保障生态系统平衡和稳定。同学们阅读课本P112最后两段话,思考生态工程建设过程中还需要遵循什么原理,以计算机网络结构示意图为例,还能举出别的例子吗?小组讨论。
学生:系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理,通过改善和优化系统结构,从而达到功能改善的效果,我国南方的桑基鱼塘也运用了这个原理,达到了高效的利用资源的目的。
教师:生态工程建设过程中在遵循系统学和工程学原理时还要考虑系统整体性原理,比如珊瑚礁形成的高效营养体系,得益于系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。同学们还能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?
学生:豆科作物和固氮菌的共生,固氮菌为豆科作物提供氮素,而豆科作物为其提供能量和其他营养,当把它们分开时,两者的生长都要受到损害。
教师:所以为了维护环境,生态工程建设过程中要遵循以上五大原理。
4、小结:1.生态工程的概念?
2.生态工程的优点?
3.生态工程遵循的原理
1).物质循环再生原理
2).生物多样性原理
3)整体性原理
4)生物与环境的协调与平衡原理
5)系统学和工程学原理
① 系统结构决定功能原理
②系统整体性原理
5、板书设计
1.生态工程的概念
2.生态工程的优点
3.生态工程遵循的原理
从资源流程和经济增长对资源、环境影响的角度考察,经济增长方式有两种:一种是传统增长模式,即“资源-产品-废弃物”的单向式直线过程,这意味着创造的财富越多,消耗的资源就越多,产生的废弃物也就越多,对资源环境的负面影响就越大;另一种是循环经济模式,即“资源-产品-废弃物-再生资源”的反馈式循环过程,可以更有效地利用资源和保护环境,以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济效益和社会效益,使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐。
工业园(EIP,EcologicalIndustryPark)是循环经济在产业领域的主要实践形式。在业务上相关联的企业聚集在一起,一家企业产生的废物是另一家企业的生产原料,这些企业依照顺序形成高效率的闭环系统,既能够提高经济效益又从根本上改善了生态环境,这是建立生态工业园的最终目的。生态工业园已成为各国在产业领域实现资源循环和高效利用的重要方式之一。一些发达国家如丹麦、美国、加拿大等已建立了生态工业示范园区,泰国、印度尼西亚、菲律宾、南非等发展中国家也在积极兴建生态工业园区。
循环经济理念应用于农业的主要方式,就是建立相对独立的农业生态工业园(AEIP,AgriculturalEcologicalIndustryPark)。农业生态工业园就是通过各个农业主导产业的相互耦合,合理组织生产,最大限度地相互利用和发掘资源潜力,节省外来资源的输入,降低农业废弃物的输出,从而减少环境污染。在实践中,农业生态工业园主要包括生态农业和有机农业两种应用技术。
农业生态工业园是依据循环经济理论和工业生态学原理建立的一种新型工业组织形态,它通过模拟自然生态系统“生产者-消费者-分解者”的循环途径,实现物质闭路循环和梯级利用;通过建立产业系统的“产业链”形成工业共生网络,实现对资源的最优利用,最终建立可持续的经济系统。
发展农业生态工业园具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。
从经济效益看,首先,它为农产品加工企业提供了通过提高材料和能源的使用效率、再生利用废物和避免违法行为来降低成本、提高效率的机会,促使企业生产出更具市场竞争力的特色绿色产品。其次,一些基本服务可在园区企业间共享,例如废物管理、培训、采购、环境信息系统和其他辅助服务等,园区成员通过合作可获得更大的经济效益,尤其是那些在获取信息、技术和咨询服务方面存在困难的经营农户。此外,能够增加工业园内物业资产的价值,为园区管理部门带来收益。
从环境效益来看,农业生态工业园减少了许多污染源和废物源,减少了对自然资源的需求,园区企业通过更为创新的清洁生产方法,减轻了环境负担,比如能源的有效利用、水的管理和资源的再生利用。
从社会效益来看,园区可以成为一个新的发展基地,吸引效益好的企业进入,为新企业和本地企业提供良好的创业场所,从而为更多的居民找到就业机会,并为小规模农户的产品找到出路。
关键词:生态农业;环境保护;体系;问题;策略
长期以来,农业农村经济的发展为我国社会稳定与国民经济发展奠定了坚实的基础,但在追求粮食产量的过程中,存在一系列制约农业发展的障碍性因素,如耕地面积减少、土壤质量下降、水污染问题加剧、生态环境恶化等,时刻威胁我国粮食生产安全和人类自身安全。发展基于环境保护的生态农业,是解决农业发展障碍性因素的主要途径,也是利在当代、功在千秋的一件大事。
1基于环境保护的生态农业技术体系
生态农业技术是指根据生态学、生物学和农学等学科的基本原理及生产实践经验而发展起来的有关生态农业的各种方法和技能。生态农业与常规农业的区别就在于使用的是生态农业技术。
1.1立体生产技术
立体生产技术是指在农业生产中,利用生物群落各层生物的不同生态位特性及互利共生关系,分层利用自然资源,以达到充分利用空间、提高生态系统光能利用率和土地生产力、增加物质生产的目的。在农林牧渔各领域,种植业中的间套种及稻蟹共生,林业生产中的乔灌草结合,水产养殖业中的池塘立体放养等,均呈现出空间上多层次、时间上多序列的产业结构立体化特征。
1.2有机物多层次利用技术
有机物多层次利用技术是模拟生态系统中的食物链结构,在生态系统中形成物质良性循环多级利用的状态,即一个系统废弃物的产出是另一个系统的投入,废弃物在生产过程中得到再次或多次利用,使系统内形成稳定的物质良性循环状态。这一技术有利于有限资源的充分利用,例如,养鸡(猪)场的粪便进入沼气池,沼气供用户使用,沼气池中废弃物用于制作农作物肥料,生产的农作物又成为鸡(猪)的饲料,形成良性循环,实现资源的循环再利用。
1.3节水技术
节水技术是一切能够节省水资源或在相同用水量下获得更多回报的工艺技术措施和管理手段的总称。我国是一个严重缺水的国家,缺水比缺地更为严重。农业是用水大户,占全国总用水量的70%,其中农田灌溉用水量占农业用水量的90%以上。农业缺水问题在很大程度上可以依靠节水方式来解决,这就需要大力推广节水农业技术,如以小流域综合治理为中心的节水农业技术,保护性耕作节水保墒技术,防治水土流失技术,以及渠道防渗、管道输水、管理节水、喷灌、微灌、滴灌等节水农业。
1.4微生态技术
微生态技术包括利用微生物农药、农用抗生剂防治作物和畜禽、水产病虫害,利用微生物发酵水产蛋白饲料等。推广应用微生态技术有利于可从源头解决和控制畜禽产品的质量和安全问题,也可以提高土壤肥力、改良结构,部分取代化肥农药,这是目前解决抗生素过度使用、降低养殖污染的重要手段。
1.5病虫害生物防治技术
生物技术的发展对农作物病虫害防治技术进步产生很大的推动作用,如用抑制雌性玉米螟产卵的化学物质杀灭欧洲玉米螟、植入苍蝇抗菌基因使作物抗病虫害、不杀益虫的人工生物大分子灭虫法、既灭虫又环保的绿色杀虫剂等生物技术,正在得到逐步应用。采用抗病虫品种,利用天敌昆虫防治某些病虫害,开展病虫害发生预测预报,选用高效低毒低残留农药,实行轮作倒茬等,都是防治农作物病虫害、保障农作物质量安全的重要技术手段。
1.6农村新能源与可再生能源利用技术
一是太阳能利用技术,包括太阳能-热能转换利用技术和太阳能-电能转换利用技术,其中太阳能-热能转换利用技术是太阳能利用技术中效率最高、技术最成熟、经济效益最好的一种,主要包括太阳热水器、太阳灶、太阳房、阳光温室大棚等,而太阳能-电能转换利用技术主要是太阳能光伏发电技术。二是生物质能源利用技术。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源,它利用微生物将农业废弃物生成沼气或采用热解法制造液体和气体燃料或者生物炭,有助于实现资源的再利用,解决能源紧缺问题,保护农业生态环境。
2生态农业技术特点
生态农业是一种遵循生态学原理和生态经济规律,因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工程体系。它要求把发展粮食作物与经济作物结合起来,把发展农业与二三产业结合起来,协调资源利用与保护环境之间的关系,实现农业的可持续发展。当然,生态农业并不是简单地回归旧有的农业生产模式,而是在传统农业基础上,采用现代生态学原理和科学技术发展起来的环境友好型农业模式,其典型特点是:优美的农业生态环境、人与自然和谐共生、元素循环再生、生态平衡、多样性物种及减少抗生素、人工合成激素用量,降低农药化肥用量并使大部分化肥被作物吸收而不是污染环境。
3生态农业发展中存在的主要问题
3.1生态农业技术不过硬
生态农业技术发展滞后,在与常规技术的竞争中处于不利地位,如农业废弃物资源化高效利用技术、化肥农药高效利用与污染防治技术、秸秆还田保护性耕作技术等生态农业技术受到了政府部门和农业部门不同程度的重视,但距离大规模应用还有很长的距离,主要原因归结于市场因素的作用。对于生态农业,大家普遍认可和推崇,但投入较多、风险较大,经济性不明显,农民应用后无法见到明显的效益而难以推广应用。此外,生态农业技术产业化水平较低,制约了技术的扩散与应用。
3.2农业种植习惯影响生态农业的发展
随着农村青壮年劳动力向城市转移,固守农村的多为妇女和老人,他们的劳动生产能力十分有限。对于他们而言,能省事就省事,能省钱就省钱。喷施10元钱的除草剂就能解决一亩地的杂草问题,谁还会自己去头顶烈日去锄草?更不会顾忌什么环境保护问题。依靠化肥实现增产已成为广大农民普遍采用的习惯方式,因为化肥的足量施用确实有作物增产的效果,农民当然愿意继续施用。农药化肥的过度使用以及转基因技术的隐形出现,将对农业生态环境带来前所未有的危害。发展基于环境保护的生态农业,确保农产品质量安全,成为涉及国计民生的大事,需要全社会行动起来,重视生态农业发展,用实际行动参与到生态环境重建中来,实现农业的可持续发展。
3.3区域生态农业产业技术不配套
一些地区的生态农业发展证明,针对特定区域的猪—沼—果、林—鱼—鸭等生态农业技术模式,不仅可以充分体现生态农业技术集成的特点,显示生态农业独特的优势,而且展现出生态农业的发展方向。但这种集成技术模式一般是在先期巨大投入的基础上建立起来的,没有一定的经济实力和技术实力很难维系和发展,对普通农民而言更是无法复制,因此,即使有成功的先例,也难以大规模推广应用,无法实现区域生态农业产业化发展。
3.4生态农业保障体系不健全
生态农业的发展离不开规模化经营和标准化生产,更需要制定科学合理的规划,确立长远可行的目标,但在生态农业发展中,受传统农业发展规划的影响,往往把生态农业看作是单纯的绿色农产品生产或涉及农林牧副渔的生产综合规划,而没有充分体现生态环境保护和资源高效利用。以生态农业为基础的无公害产品和环境质量控制标准不完善,缺乏必要的规范化管理保障体系。
4基于环境保护的生态农业发展措施
4.1发展优势特色农产品,彰显生态农业特色
农业发展不能以破坏生态环境为代价。生态农业产业链较长,各级政府和农业部门应加强组织领导,强化科学发展意识,做好农业生态环境功能区划,明确各区域特色农业发展目标,充分合理利用农业资源,大力发展优势特色农产品。扶持生态农业龙头企业、合作组织和家庭农场发展,打造一批具有地域特色、有较强竞争力的生态农业经营主体。推进有机、绿色、无公害产品认证工作,培育具有产地认证和标准化的生态农业生产基地及农产品品牌。
4.2防治农业面源污染,加强农业生态环境保护
按照《中华人民共和国环境保护法》规定,统筹有关部门加强对农业污染源监测预警,查清农业污染源头,制定科学治理措施,减轻土壤污染,防治生态破坏和生态失调。发展循环农业,推进农作物秸秆、人畜粪便、污水、生活垃圾等农村废弃物综合化处理,探索农村废弃物资源循环利用清洁模式。推广节肥、节药、节水、节能绿色农业生产技术,控制农药化肥使用,把农业面源污染降到最低程度。抓好人居环境整治,做好畜禽养殖污染减排以及废弃果袋、塑料薄膜清理回收,改善人居环境。
4.3制定生态农业发展政策,改善农业生态环境
生态农业的生产成本较高,且所产商品的真正价值无法通过现有的市场体系完全体现,因此,生产者往往缺少发展这种模式的动力。这就需要有关部门研究制定扶持发展政策,例如:为无公害、绿色、有机食品认证及采用生态循环模式、改善产地生态环境、使用绿色农资等做法提供补贴,出台支持生态农业发展的税收减免政策,建立生态农业保险制度。对生态农业发展做出突出贡献的企业和个人给予物质和精神方面的激励等,同时,随着社会生活水平的提高和食品安全意识的增强,人们对优质安全农产品的需求将逐步增加,在这种有利形势下,生态农业企业应主动适应市场要求,按照产品受众的不同需求打好绿色牌、安全牌、优质牌,瞄准中高端市场搞宣传搞营销,实现产品优质优价,提高生态农产品附加值,实现生态农业与环境保护协调发展。
作者:井辉 单位:海城市环境保护监测站
参考文献
[1]张壬午,计文瑛,张彤.我国生态农业与生态环境保护协调性研究[J].生态农业研究,1995(4):7-12.
【关键词】 循环经济;农业循环经济;发展模式
中图分类号:F12文献标识码:A文章编号:1006-0278(2012)01-176-01
随着经济的飞速发展,能源的逐步耗竭,环境的不断恶化,世界各国不得不思考经济发展的模式的转变,以实行可持续的发展。20世纪90年代以来,德国、日本、美国等发达国家正把发展循环经济、建立循环型社会看作是实施可持续发展战略的重要途径与实现方式。“循环经济”一词是由20世纪60年代美国经济学家K·波尔丁提出。循环经济理念的提出启发了20世纪60年代末开始的关于资源与环境的国际经济研究。(刘荣章,2006)。
一、我国循环经济的发展现状
目前或者说在循环经济被纳入正题之前,我国的经济增长模式是“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统粗放型增长模式,为了改变这种低效的模式,并顺应世界循环经济的发展趋势,我国也逐步展开了基于循环经济理念的一系列规划与建设(刘荣章,2006)。目前虽然我国还没有一部关于循环经济的专门立法,但是海南、黑龙江、吉林、浙江和福建等省都已提出建设生态省的规划;辽宁提出了建立循环经济省的规划;天津、贵阳和南京等都已提出要建设循环经济生态型城市的目标。国家发改委网站统计说我国在20世纪80年代开始实施生态农业工程,目前各种生态农业试点超过了2000个,其规模由村、乡向县域发展。我国在20世纪80年代开始实施生态农业工程,目前各种生态农业试点超过了2000个,其规模由村、乡向县域发展。
陈丽娜总结说,整体上我国的循环经济还处于一个极其有限的萌芽阶段,呈现出以下的特征:分布在珠三角、长三角、西部、中部以及东北老工业基地等我国典型经济热点地区;重点在国家、省(市)、园区三个层面上展开;主要来自政府部门的推动(陈丽娜,2006)。叶安珊和周珂都认为我国关于循环农业的立法存在空白。在农业循环经济方面,经济政策谈得很多,但还没有基本的法律依据。我们很少见到有说服力和影响力的区域经济政策来激励农业废弃物资源化发展的案例(叶安珊,2008)。
二、循环经济在农业中的应用及意义
作为农业大国的中国,农业是国民经济的基础,在社会经济中占有重要的战略地位,在我国的石油农业模式难以持续而对社会经济的发展构成威胁时,循环农业应运而生。郭铁民认为:“循环农业是运用生态学、生态经济学、生态技术学原理及其基本规律的农业经济形态,通过建立农业经济增长与生态系统环境质量改善的动态均衡机制,以绿色GDP核算体系和可持续协调发展评估体系为向导,将农业经济活动与生态系统的各种资源要素视为一个密不可分的整体加以统筹协调的新型农业发展模式”(郭铁民,2004)。
而对于循环经济学的意义,欧阳新年认为发展循环经济可以缓解我国资源约束的矛盾。我国目前资源综合利用水平低发展循环经济有利于从根本上减轻环境污染和从整体上提高我国的资源利用率(欧阳新年,2005)。对于循环经济其次的在农业上的应用也有自身特定的意义。我国是一个农业大国。改革开放以来,我国农业得到了巨大的发展。但人口的不断增多不可避免地给农业生产带来巨大的压力,加上长期以来传统经济观念对农业采取掠夺性经营,使我国农业生产有“资源的高投入、产品的高产出、污染物的高排放、物质和能量的低利用”的特点。当前农业和农村的发展,正为诸如环境污染、生态系统受损,农副产品利用率低,产品质量差,土地贫瘠化、农产品销售困难、农村就业不充分、“三农”问题,农民增产不增收等一系列问题所困扰(马淑琴2005)。这就催生出了农业循环经济的发展,因为循环经济有助于解决以上问题。
三、农业循环经济的发展模式
循环经济作为人类发展史上的一种先进的发展模式选择,正越来越被国际社会所接受,也将是21世纪经济发展模式的转变方向。曾玉林从国际角度出发,以国家或者是企业为单位,将当前国际社会上具有代表性的循环经济发展的实践模式划分为以下几种:杜邦模式——企业内部的循环经济模式;卡伦堡模式——科技工业园区模式;德国模式——社会层面废弃物的回收再利用模式;日本模式——社会循环经济体系模式(曾玉林,2007)。黄海峰总结,德国模式是整个社会层面的废弃物的循环利用,该国的废弃物双元回收体系(DSD)是其典型的代表,例如在1995年的时候,DSD由95家产品生产厂家、包装物生产厂家、商业企业以及垃圾回收部门联合组成(黄海峰,2005)。
参考文献:
[1]陈丽娜.区域循环经济的理论研究与实证分析[D].武汉理工大学,2006.
[2]郭铁民,王永龙.福建发展循环农业的战略规划思路与模式选择[J].福建论坛.(人文社会科学版),2004.(11):83-87.
[3]黄海峰,徐明,陈超等. 德国发展循环经济的经验及其对我国的启示[J]. 北京工业大学学报,2005(6).
[4]李冬.论日本的循环型经济社会发展模式[J].现代日本经济,2003,(4):25-27.
[5]刘荣章,翁伯琦,曾玉荣等.农业循环经济发展的基本原则与模式分析[J]. 福建农林大学学报,2006,9(5):23-27.
1.1农业循环经济的内涵
循环经济是运用生态学规律来指导人类社会的经济活动,是一种以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征的社会生产和再生产模式,其特征是低开采、高利用、低排放[3]。传统经济与循环经济有着本质的不同:传统经济是一种由“资源产品污染排放”单向流动的线性经济,其特征是高开采、低利用、高排放;循环经济倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式,其特征是低开采、高利用、低排放。在循环经济中,所有的物质和能源要能在不断进行的经济循环中得到合理和持久的利用,以把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度,循环经济遵循“3R”的基本原则(减量化Reduce、再使用Reuse、再循环Recycle原则)。农业循环经济是一种较新的经济发展理念,是将循环经济的基本原理应用于农业系统。农业循环经济运用可持续发展思想和循环经济理论开展经济活动,按照生态系统内部物种共生、物质循环、能量多层次利用的生物链原理,调整和优化农业生态系统内部结构及产业结构,提高生物能源的利用率和有机废物的再利用和再循环,最大程度地减轻环境污染,使农业生产活动真正纳入到农业生态系统循环中去,从而达到生态平衡与经济协凋发展。农业循环经济以农业资源的循环利用为特征,以农业资源消耗最小化、农业污染排放最小化与农业废物利用最大化为目标,涉及农业清洁生产、农业产业内部物能互换、农业产业间资源循环利用、绿色消费等方面[4]。
1.2发展生态农业循环经济的必要性随着农业的高速增长,农业经济取得了巨大的成就。但我国农业发展仍然走的是以粗放经营为主的发展道路,这导致我国农业生产面临的生态环境不断恶化。
1.2.1农业资源匮乏,浪费严重
我国农业人均资源量十分有限,人均耕地面积为0.083hm2,仅为世界平均水平的32%,森林面积占全国面积的13%,草地面积虽然是耕地面积的3倍,但主要分布在我国西北部年降雨量小于400mm的10个边远省(区),自然条件差,25%的土地不易利用[5]。我国对自然资源综合利用率低,浪费非常严重,如1公顷耕地用水1.2万立方米,是发达国家节水农业的4倍以上,工业生产用水的重复利用率和循环使用率很低,只有40%,相当于发达国家二十世纪60年代的水平。农村的生活用能主要以生物质直接燃烧为主,利用率仅为10%~30%。
1.2.2农村能源短缺与生态环境不断恶化
目前农村地区,特别是贫困山区的生活用能大多数仍以传统的生物质(柴、秸秆等)为主,占农村生活用能的61%。虽然农村能源建设取得了很大成就,有效缓解了农村能源短缺问题,但随着农村经济和农民生活水平的不断提高,农村的能源供应仍然十分紧张。由于农村能源的短缺,一方面制约了农村经济的发展和农民生活水平的提高;另一方面导致对自然资源的过度开发利用,加剧了生态环境的恶化。由于森林大量被砍伐,草场过度放牧,造成植被破坏,水土流失加剧,大量河流淤积,严重破坏了生态环境。生态的破坏又进一步加剧了能源的短缺,最终进入一种“能源短缺—过度砍伐—生态破坏—经济贫困”的恶性循环。目前我国水土流失、荒漠化已成为世界上最严重的国家之一。
1.2.3农业环境污染严重
我国农村正在遭受来自工业的“三废”、城市生活垃圾和化肥农药的污染。为了使农作物增产而在农业上投入了大量的化肥和农药。但是大量化肥投入换来的增产十分微小,施用大量化肥后,土壤板结加剧,有机质含量逐步下降。为了防治病虫害而大量喷施农药,也造成了土壤、地表水、地下水的污染,还导致了大量害虫的抗药性,使农作物减产,农作物的品质下降。面对上述严峻的形势,农村经济要实现可持续发展,必须实现经济和生态两个良性循环,经济、社会、和生态三效益的统一。只有大力发展农业循环经济,才能有利于解决目前我国农业发展中诸多问题,是农业可持续发展的必然选择。因此,推行循环经济对于实现农业经济的可持续发展具有十分重要的意义。
2基于沼气综合利用的生态农业循环经济模式
2.1生态农业循环经济模式的构建
以沼气为纽带的生态农业循环经济模式是模仿自然生态系统的食物链结构,依据系统结构与功能相适应,物质分解、转化、富集、循环再生等合理地结合在一起的循环经济模式。随着我国沼气技术的不断提高,以沼气为纽带,因地制宜地根据各地区特点建立物质多层次利用、能量合理流动的生态农业生产模式在全国各地不断涌现,如以大棚、蔬菜种植、养猪和沼气池相结合的“四位一体”的北方沼气生态模式,以“猪—沼—果”为特色的南方农村生态经济模式。经过多年的实践证明,沼气综合利用技术在农业上的应用可获得显着的经济效益、生态效益和社会效益。
2.2以沼气为纽带的生态农业循环经济模式的特点
对资源的节约和环境的保护是农业循环经济的主要特征。作为一种发展模式,以沼气为纽带的生态农业循环经济模式强调的是一种“资源一农产品一废弃物一再生资源”循环经济模式。该模式具有以下特点:
2.2.1综合性
农业循环经济强调发挥农业经济系统的整体功能,以大农业为出发点。在该模式系统内部,以沼气发酵为纽带,实现物质良性循环和能量的梯级利用,按“整体、协调、循环、再生”的原则,全面规划,调整和优化农业结构,使农、林、牧、副、渔各业有机地结合,实现农村一、二、三产业综合发展,提高综合生产能力。
2.2.2多样性
该模式可以针对我国地域辽阔,各地自然条件、资源基础、经济与社会发展水平差异较大的情况,以沼气发酵为纽带,因地制宜地根据各地区特点建立物质多层次利用、能量合理流动的生态农业生产模式,如北方的“四位一体”沼气生态模式,南方的“猪—沼—果”农村生态经济模式。
2.2.3高效性
此模式通过物质循环、能量多层次综合利用和系列化深加工,使农业废弃物资源化和循环利用,从而实现经济增值,降低农业成本。同时推动环保产业和其他新型产业的发展,增加就业机会,为农村大量剩余劳动力创造农业内部就业机会,保护农民从事农业的积极性。
2.2.4持续性
该模式促进了经济、社会、环境的协调发展,实现农村的可持续发展和社会的文明进步,是最能有效利用资源和保护环境为基础的循环经济之路,成为农村实现可持续发展的有效途径。
2.3以沼气为纽带的生态农业循环经济模式效益分析
发展以沼气为纽带的生态农业循环经济模式,给农民带来了增收效果,促进了生态农业的发展,改善了农村环境和农民生活质量,取得了良好的经济效益、生态效益和社会效益。
2.3.1经济效益
沼气发酵以后的沼液既可以喂猪、养鱼,也可以浸种,减少种植业和养殖业的成本;沼气发酵残留物作为优质的有机肥,将大大减少农业生产化肥使用量,同时还对发展绿色无公害农产品起到积极推动作用;沼气可用沼气作燃料和生活照明,将减少农民的生活成本。建一座8m3“一池三改”户用沼气池,年产沼气300m3,基本满足3~5口之家全年生活用能,年提供沼肥30t左右,相当尿素300kg、磷肥500kg、钾肥200kg。农户每年可节省燃料费和电费250元~300元,减少化肥和农药使用量25%左右,节支150元~200元,利用沼液喂猪可节约饲料15%,施用沼肥后粮食产量可提高25%左右,种养业可增效300元左右。沼气池给农户带来的直接经济收益在1000元左右,两年就可收回成本,使用年限按20年计算,每年分摊的成本不到100元,可使每户人均增收200元~300元。
2.3.2环境效益
以沼气为纽带的生态农业循环经济模式一方面通过化肥、农药使用量的减少,降低农田径流污染和空气污染;另一方面将大大改善农民的生产生活环境,减少疾病的发生率;同时有利于绿色农业的发展,从而形成良性互动的新格局。
2.3.3社会效益
该模式一方面改善了农村环境条件,农户使用沼气灶,结束了烟熏火燎的历史,粪便入池发酵,其中的寄生虫、病原菌也在池内得到杀灭,减少疾病传染,提高卫生水平;另一方面进一步解放农村妇女生产力,从繁重的砍柴割草中解放出来,通过对农户进行沼气及其综合利用的技术培训、学习和实践,提高了农民科技素质,既系统经营、规模经营,又增强了可持续发展的意识。
关键词:生态经济学;生态经济型防护林;有益探索
经济的迅速发展和人口的快速增长使得人们对自然生态的索取越来越多,破坏了自然界的生态平衡,生态环境不断恶化,森林被大量的砍伐。大量的植被遭到破坏,土地荒漠化、盐碱化越来越严重,导致水土流失等自然灾害的频频发生。生态经济型防护林成为解决当前生态问题的有效途径,借助人工措施发挥生物资源和水土资源的生产潜力,提高生态系统的生产能力,实现防护林体系中各种林业物种的合理配置,建立经济效益与生态效益相统一的生态经济体系。
1 生态经济学的认识
生态经济学是研究生态系统和经济系统和谐发展的学科,是经济学与生态学结合产生的一门边缘学科。生态经济学以生态学发展的客观原理来指导人们的经济活动,通过一系列有效的工程措施实现社会与自然的可持续发展,改变人们的生产、生活方式,实现自然资源的合理配置和优化配置。生态经济学要求经济的发展要符合生态环境的客观规律,生态环境的保护工作要与经济的快速发展相一致。经济的发展要在生态系统的承受范围之内,在保证不破坏生态平衡的基础上发展经济,实现发展经济和保护生态环境之间的双收益,建立经济与生态环境之间的良性发展。
2 生态经济型防护林建设的不利因素
传统的防护林思想过分的注重防护功能,防护林的建造方向、采用的技术措施、树种的配置等都只是围绕着“防护”进行探讨,对防护林工程带来的长期经济效益没有进行准确的预计。生态效益和经济效益之间相互联系、相互制约,是密不可分的两个主体,在遵循自然规律的前提下发展经济,合理的调节经济发展与自然环境之间的供求矛盾,从而实现经济与生态的同步发展。
3 生态经济型防护林建设的原则 3.1 生态保护为主
生态环境的好坏直接影响着生态经济的发展,防护林的建设一定要遵循生态学发展的基本原理,将生态经济型防护林的建设作为一个长期工作目标。生态经济型防护林的建设工作要把植树造林作为工作的重点,发展多种绿化植物种植,通过防护林建造技术水平的提高,增加防护林的覆盖面积,提高树木等绿色植被对地下水源的涵养能力,减少水土流失现象的发生。近年来过度放牧、过度砍伐、无限制的开采矿产资源的现象越来越严重,使生态环境持续恶化。国家的相关部门要制定相应的政策法规来限制不良经济活动,保护脆弱的生态环境。
3.2 尊重客观规律
生态经济型防护林的建设要尊重自然规律的发展要求,因地制宜,实现资源的合理配置,发展生态农业。经济的发展要服从生态环境的承载范围,在生态系统允许的范围内借助科学技术的帮助,争取获得更高的经济效益。
4 构建生态经济型防护林的措施
4.1 完善构建生态经济型防护林的技术和理论体系
防护林的建设需要有一个科学合理的理论体系作为指导,而构建完善的生态经济型防护林的技术和理论体系需要借助生态学、经济学、林业学、工程系统学等专业的理论和技术方法。生态经济型防护林工程将维护生态系统平衡和经济发展作为工作的重点,要求从生态系统的整体观点出发研究生态环境与经济之间的相互效益。构建生态经济型防护林体系要选择优良的品种发展高效的生态农业,形成不同层次的林业区以满足市场的需求;防护林的建造工程一定要遵循客观规律,工程的设计要符合施工现场的自然环境,加强对施工过程的管理,保证按时按质完成任务。
4.2 因地制宜,合理配置林种结构
构建生态经济型防护林体系一定要做到因地制宜,根据不同的土地类型合理配置种植的林种。根据土壤的类型以及土壤中水资源的含有量选择适合生长的树种进行种植,调整林种的种植结构,实现单一防护林生态系统向生态经济型生态系统的有效转变,以取得最大的经济效益。
4.3 实现林农式的综合经营
依据生态经济学发展的基本原理实现林、农业的综合经营,运用现代的科学技术在同一区域内实现林、农业之间小生态系统的平衡。在林木的幼苗时期种植农作物,充分的利用光能,即可以获得农作物带来的短期经济收益,又可以涵养水源,提高林木的存活率。林木生长茂盛时要停止农业生产,防治农作物与林木争抢土壤中的养分,妨碍林木的生长。在林木生长旺盛时期可以充分利用土地进行副业的生产活动。除了林农结合型防护体系和林副结合型防护体系外,还有种养结合型防护体系和菜园经济型防护体系。这四种防护体系获得了经济发展的短期和长期收益,为防护林业提供了很好的发展前景。
5 结语
A.杂草和水稻是生产者
B.鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C.杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D.水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统
2.某草原牧区在进行草场建设时,既注重不同牧草种类的搭配种植,又对单位面积内的放牧量做了一定控制。这种做法体现了()
A.实行“循环经济”的原则
B.低消耗,多效益原则
C.遵循物种多样性和协调与平衡原理
D.建立自然―社会―经济复合系统
3.右图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是()
A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用
D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
4.设计良性循环的农业生态系统时,应遵循的基本原则是()
A.充分利用自然界的物质和能量
B.追求经济效益的最大化
C.尽量减少有害生物的种类
D.提高沼气池的转化效率
5.如图显示了经济发展与环境质量之间的关系,根据这种关系,发展中国家应认识到()
A.环境污染不可避免,只能采取“先污染,后治理”的策略
B.后工业化阶段环境问题会自行解决
C.保护至关重要,必须杜绝兴建排污的工业
D.可以采取措施减少或避免生产过程中的环境污染问题
6.材料一:沼气工程是我国政府为改善农村环境和发展农村经济大力推广的一种生态工程。
材料二:地衣中的真菌和蓝藻互利共生,当把它们分开时,两者都不能正常生长。
材料三:居住在林区的农民,“靠山吃山”是他们生活的根本。当进行林业工程建设时,一方面号召农民种树,另一方面考虑林区农民的生活问题,使改善生态和发展经济结合起来,才能真正做到造林护林。
生态工程的基本原理包括:①物质循环再生原理;②物种多样性原理;③协调与平衡原理;④整体性原理;⑤系统学和工程学原理。上述材料所依据的生态工程主要原理依次是:()
A.①④②B.②④⑥
C.③④②D.①③④
7.稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统,卷叶螟和褐飞虱是稻田中的两种主要害虫,拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是()
A.害虫与拟水狼蛛间的信息传递,有利于维持生态系统的稳定
B.防治稻田害虫,可提高生产者和消费者之间的能量传递效率
C.精耕稻田与弃耕稻田的生物群落,演替的方向和速度有差异
D.用性外激素专一诱捕卷叶螟,短期内褐飞虱种群密度会下降
8.农村综合发展型生态工程的优点包括()
①能量的多级利用②物质循环再生③废物资源化④生物相互依存,体现了整体性⑤做到了生态、经济和社会效益三结合
A.①②B.①②③
C.①②③④⑤D.①②④⑤
9.有一山区由于开采露天小铁矿等活动,自然生态系统完全被破坏,成为一片废墟,为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态,应采取的最好措施是在这片废墟上()
A.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统
B.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复
C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产
D.回填土壤,栽种多种当地原有的植物,实行封山育林
10.小流域综合治理生态工程运用的原理包括()
①物质循环再生原理②协调与平衡原理③整体性原理④系统学和工程学原理⑤物种多样性原理
A.①②③④⑤B.②③④⑤
C.①②③④D.②③④
11.绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。下图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案:
(1)列出该生态系统中的分解者的名称:。
(2)从资源与环境的角度来看,④⑤途径优于③途径的主要原因是、。
(3)该生态工程最突出体现了这个基本原理。
(4)一般来说,生态工程的主要任务是对进行修复,对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。
12.某研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心,以保护生态环境为目标的“猪―沼―鱼―肥―粮蔬”生态模式时绘出了如下模式图,请分析回答:
(1)构建以沼气为中心的“猪―沼―鱼―肥―粮蔬”生态模式时所依据的生态学原理是,该生态系统最大的优点是。
(2)该生态系统的“基石”是,若要生产3kg鸡肉最少需要水稻和大豆共kg。
(3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物。其生态学作用主要是。
(4)若农田内有虫害发生,采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫?。
(5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外,还有哪些用途?。(写出2个)
13.依据生态学原理对农村家庭生活用燃料,厨余垃圾和庭院养殖进行整体设计,构建的庭院生态系统如下图。请回答下列问题:
(1)该生态工程设计将猪圈养在温室内的目的是:农作物在生长过程中能给猪提供;温室给猪的生长提供了适宜的环境。
(2)该生态系统中的都可以作为沼气池中发酵的原料。经过发酵产生的沼渣、沼液可以。沼气池中菌群属于该生态系统成分中的。
(3)该生态工程设计的优点是。
14.污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分,可用作肥料,但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高,施入土壤会带来二次污染。生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验,研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响,结果见下表。
测定项目红壤红壤
+污泥红壤+含7%生
物质炭的污泥土壤PAHs含量(μg/kg)5271079765黑麦草叶绿素含量(mg/g)2.02.12.3黑麦草每盆干重(g)1.72.32.7黑麦草PAHs含量(μg/kg)401651428(1)生物质炭孔隙结构发达,能改善土壤的通气状况,使根系细胞加强,合成增加,从而促进根系对土壤养分的吸收。
(2)由表可知,施用含生物质炭的污泥,从而促进黑麦草生长;污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量,但生物质炭的输入,从而降低PAHs污染的风险。由此可见,生物质炭有望用作污泥改良剂,促进污泥的推广应用。污泥的应用符合生态工程的原理。
15.现有一生活污水净化处理系统,处理流程为“厌氧沉淀池曝光池兼氧池植物池”,其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后,可用于浇灌绿地。回答问题:
(1)污水流经厌氧沉淀池、曝光池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中,微生物通过呼吸将有机物分解。
(2)植物池中,水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了(生态系统菌落种群)。在植物池的食物网中,植物位于第营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于所固定的能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、和等原理。
(4)一般来说,生态工程的主要任务是对进行修复,对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。
16.在社会主义新农村建设中,某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时,该县坚持在发展中解决环境问题,优化生态环境,实现资源的最大化利用,走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析下图,并回答问题:
(1)该生态工程所遵循的基本原理是(至少写2种)。
(2)该生态系统的能量流动从开始,图中属于消费者的生物有。
(3)与传统农业生态系统相比,该生态系统更能净化环境,其主要原因是。
(4)该生态系统为何能提高经济效益?。
(5)根据该县地处水乡这一资源优势,请你就该生态系统提出一条合理化建议:。
参考答案
1.D2.C3.C4.A5.D6.A7.B8.C9.D10.B
11.(1)蚯蚓、苍蝇、细菌(微生物)
(2)可以充分地利用垃圾中的物质(对物质的多级利用),减少环境污染
(3)物质循环再生(原理)
(4)已被破坏的生态环境(或者是受损的生态系统)
12.(1)物质循环再生原理实现物质和能量的多级利用,减少环境污染
(2)水稻和大豆15
(3)分解有机物,产生沼气
(4)科学引入害虫天敌防治、利用转基因技术培育抗害虫农作物等
(5)①作为饲料养猪;②作为工业原料,广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等
13.(1)氧气温度
(2)粪便、厨余垃圾、秸秆作为肥(饲)料分解者
(3)节约能源;减少废物产生;提高能量利用效率;物质可以循环利用
14.(1)有氧呼吸ATP
(2)无机营养物质含量丰富均升高能够吸附污泥中的PAHs物质循环再生
15.(1)有氧和无氧(或细胞)
(2)群落一生产者太阳
(3)物质循环再生物种多样性
(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)
16.(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理
(2)桑、油菜等生产者固定的太阳能蚕、畜、禽
(3)粪便等“废弃物”被及时利用
关键词:庭院生态农业;新农村建设;系统性特征;推进机制
中图分类号:F325.15 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2007)03-0157-02
当前,我国农业和农村经济正处在全面建设社会主义新农村的发展阶段,面临着“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的要求,有各种挑战和任务需要我们去面对。我国是一个人多地少的国家,80%以上的农业人口居住在农村庭院,待开发的庭院土地面积有400多万公顷[1],如何科学有效地开发和利用这一土地资源,势必成为新形势下农村经济发展的重要课题。
一、庭院生态农业与新农村建设
随着我国加入WTO,市场将从更深层次上影响我国农业的整体发展。它不仅要求农产品的质量要符合国际食品质量安全标准,而且要求农业生产和加工的基地也要实现“绿色化”。因此,原先普遍存在于农村庭院中的“小作坊”式的农业生产加工,将不能适应市场发展需求,而被更加合理的庭院生态农业所替代。
庭院生态农业是庭院经济与生态农业结合的产物,是一项系统工程,以生态学基本原理为指导,在农村庭院范围内,运用生态经济学的理论和方法,旨在建立农业生态复合系统,确保农业生产系统内物流、能流和价值流的合理流动,最终实现社会、经济和生态效益三大功能的协调统一[2]。发展庭院生态农业有利于提高农村庭院资源综合利用效率、增加农民收入和改善农村居住环境,是社会主义新农村建设的重要推动力量。从理论层面上认识,发展庭院生态农业关键要把握好以下关系:(1)“生态、经济、社会”三个效益的关系。应做到三者兼顾,即要以生态效益为前提、经济效益为中心、寓社会效益于生态和经济效益之中。(2)“种植、养殖、加工、服务”的关系。种植业和养殖业是重点,加工业能使庭院农产品增值,服务业既要重视农产品流通,也要重视农业技术传播等。(3)“政府、企业、农户”的关系。政府应充分认识到合理开发农村庭院的重要性,并积极加强引导;企业应紧密配合农户,增强其对庭院产品的消化能力,发挥对农户生产的带动效应;农户应在政府和企业的引导下,科学自主地进行庭院开发,三者相互配合,才能使庭院生态农业的发展事半功倍。从实践层面上看,发展庭院生态农业,必须抓好四个方面的工作:一是庭院生态农业的开发要与市场相衔接。生产什么、为谁生产、如何生产及价格的确定等问题都要由市场需求去决定。二是庭院生态农业的发展要与农村现代化建设相连。庭院经济发展需要应用现代的生产技术和设备,需要有一定生产技能的人员去操作,需要运用现代的经营理念去管理,才能发挥庭院生态农业对农村的现代化建设的带动作用。三是庭院生态农业的发展要与农业产业化相连。通过“企业+基地+农户”的模式,形成种养加、产供销、农工商一体化的生产经营体制,促进庭院生态农业走向规模化、区域化和产业化。四是要把庭院生态农业发展与新农村建设中的“改厕、改圈舍”结合起来。如通过以沼气为纽带的“四位一体”生态农业建设,将人和畜禽的粪便通过液氧发酵技术进行处理,生成的沼气用于解决农村户用能源问题,剩余的沼渣、沼液用于施肥,既实现了资源的有效利用,又防止了对农村环境的污染。
二、庭院生态农业的系统性特征
近十余年来庭院生态农业在全国蓬勃兴起,推广面积呈扩大趋势。以系统工程学的视角看庭院生态农业,应从其整体性、目的性、相关性、环境适应性等各方面进行把握。
(一)整体性
系统工程学中的整体性,即指一个系统由多个要素组成,所有要素的集合构成一个有机整体,缺一不可[3]。以庭院生态农业的典型形式――“四位一体”为例,该模式以土地资源为基础,以太阳能为动力,以沼气为纽带,种植业和养殖业相结合,通过生物智能转化技术,将沼气池、猪禽舍、厕所和日光温室等组建在一起,所以被称为“四位一体”模式。上述每个要素都是组成该模式不可或缺的一部分,所构成的模式的整体效应又大于各部分分别发生作用时的效果,体现了该模式的整体性。
(二)目的性
所谓目的性,指系统的发生和发展有着强烈的目的性,它是系统的主导,决定着系统要素的组成和结构。发展庭院生态农业,是要在增加农民收入的同时改善农村人居生活环境,进而起到促进农村发展和保护农村生态环境的作用。因此,无论从其发展的策略制定还是推广机制上,都要与发展庭院生态农业的目的相对应,由目的决定组成和结构。
(三)相关性
庭院生态农业中的土地、太阳能、沼气、植物、禽畜、温室及厕所等要素之间相关,这种相关性从价值流、物质流、能量流等方面决定了整个系统的机制是一种集种植、养殖、加工、商贸为一体的高效集约化的生产经营活动[4]。
(四)层次性
庭院生态农业的层次性体现在:庭院生态农业是一个由诸多因素构成的系统,但其同时被包含在中国生态农业这一系统内,中国生态农业又是世界生态农业系统的子系统。据统计,目前在世界上实行生态管理的农业用地约1 055万hm2,中国约4000hm2,占世界生态农业用地面积的比例微乎其微[5]。从我国内部的实际情况来看,中国农村庭院占地在400万hm2,庭院占地中可供开发利用的庭院空隙地有200万hm2,若能有效地发展庭院生态农业,既可以增加我国生态农业用地的比重,也可以为社会创造巨大的财富。
(五)环境适应性
庭院生态农业是实现农业可持续发展的重要组成部分,其必然要具有环境适应性这一特点。即庭院生态农业系统要与环境相互作用、相互影响,进行物质、能量、信息交换,以适应环境变化。
三、庭院生态农业的推进机制
综合庭院生态农业的系统性特征,从我国实际出发,今后应该着力构筑以下机制,加快庭院生态农业体系的建立和发展。
(一)推进庭院生态农业的标准化建设和生产,构筑农产品质量安全保障机制。庭院农产品的质量安全是庭院农产品的重要属性,也是其区别于普通大田作业农产品的重要特征。保证农产品质量安全,最关键的就是要把企业化的质量管理模式引入庭院农业生产领域,实施标准化建设和生产。就生产基地建设而言,各地因地制宜地推行标准化模式图,争取无公害农产品基地的认证,按照规模适度、统一技术指导的原则建立庭院生态农业标准化生产基地,形成稳定的农产品质量生产基础。就生产过程而言,以村、乡为单位,建立健全庭院农产品质量监测网络,条件不足的地区可以申请要求当地的农业质检机构辅助加强对庭院农产品生产全过程的质量监测,定期庭院农产品质量安全状况,以政府和市场约束两方面的力量提高庭院农产品质量安全水平。
(二)推进创新性庭院生态农业生产经营主体的培育,构筑龙头企业和农民合作组织带动机制。庭院生态农业的推广和发展,很大程度上取决于生产经营主义的素质和组织形式。由于庭院生产通常是在农闲时间进行,这一时期农户家中有一定文化技能的劳动力都转移到大中城市务工,实际进行庭院生产的劳动力通常是留在家中的“3860”部队(妇女和老人)。因此,对这部分劳动力进行培训教育就显得格外重要。此外,庭院生态农业是以单个农户为经营单位的,生产规模小,经营分散,难以与市场有效对接。必须以组织化、规模化为方向,积极培育龙头企业、专业合作组织,走“农户+企业”、“农户+合作组织”或“农户+企业+合作组织”的模式,将市场和农户连接为一体,从农资购买、技术推广、产品营销等方面促进龙头企业壮大与农民增收相协调,避免企业与民争利,实现农企互动、产销对接,形成带动规范生产、促进农户增收的组织机制。
(三)推进庭院生态农产品的品牌构筑机制。品牌是优质农产品质量和特色的标志,是连接商品和消费者的媒介,也是庭院生态农业产品面向市场的一面“旗帜”。推进品牌建设,首先要根据本地的资源优势,选择一批具有地方特色的特色农产品进行重点培育和原产地保护,再将这些优势品牌进行整合,解决可能存在的品牌“多、杂、散、小”的问题,凸显地区品牌优势,逐步形成国内和国际知名的农产品品牌。
(四)推进农村庭院资源的有序开发机制,把握生态经济化规律。庭院生态农业的发展依赖于合理开发和利用农村庭院内部的资源,产生经济效益和社会效益的同时也收获生态效益。按照环境经济学的观点,庭院生态经济的发展具有一定的正外部性,政府和公众都应该给予这一正外部性一定的回报。这就要求政府从环境污染的控制和改善的层面建立合理的生态补偿机制,公众方面以资金资助、人才援助、物质支持、舆论宣传等方式支持庭院生态农业的发展,动员全社会力量关心、支持和参与庭院生态农业建设,进而推动社会主义新农村建设。
参考文献:
[1] 骆世明.农业生态学[M].北京:中国农业出版社,2001.
[2] 李新平,黄进勇,马琨,王兆骞.生态农业模式研究及模式建设建议[J].中国生态农业学报,2001(9).
[3] 李季圣.庭院经济理论与实践的新进展[J].北京农业职业学院学报,2004(1).
关键词:新型农业;农业机械化;协调;关系
我国的农业发展由来已久,是众所周知的农业大国。现阶段我国各行各业都处于转型升级的关键时期,农业发展同样在发生着改革性的变化,传统的农业发展模式逐步被淘汰,新型农业正在崛起,特别是在中国制造的飞速前进中,农业机械化已经成了新型农业发展的重要组成部分,本文通过对新型农业与农业机械化的协调关系进行研究,为我国现代农业的发展提供参考。
一、 我国新型农业的发展情况
在我国的农业领域,先进的种植技术和生产资料越来越多,生产力也逐年提高,但是传统的农业形式已经无法满足人们对农产品的需求。在这种情况下,新型农业应运而生,从目前发展较好的新型农业来看,主要有以下几种:
从上面的表格可以看出,新型农业是在传统农业的基础上精分细化了发展形式和方向,每种农业形式都有自己的发展特色,对农业机械化作业的要求都不尽相同,但是,要想发展好这些新型农业必须利用好农业机械化的协调关系。
二、 新型农业与农业机械化的协调关系
新型农业是农业发展的必然选择,农业机械化是现代农业的重要组成部分,二者只有协调发展,充分发挥出农业机械化的优势生产作用,才能实现新型农业的优质高产目标,不断地提升现代农业发展水平。根据我国的新型农业主要形式,本文对新型农业和农业机械化的协调关系进行了探索分析,主要成果如下:
(一)有机型农业与农业机械化的关系
有机型农业是英国的农学家霍华德在1930年左右提出的新型农业概念,最早也是在英国展开实践。在有机型农业的发展中,主要特点就是杜绝化学污染,完全不用化肥、农药等人工合成养分和药剂。最近几年,这种农业形式发展得比较好,广受市场欢迎。有机农业与农业机械化的协调关系是现代农业的重要研究课题,首先,我们必须研究符合本国国情的有机农业机械设备,建立为有机型农业服务的机械化建设目标和标准。其次,在有机农业的发展中,必须大力推广农业机械化生产模式,把针对有机农业开发的农业机械化技术转化为实实在在的生产力。最后,在有机农业的生产管理上应全面借助信息技术,精准选择和调配农业机械,从而带动农业生产和农业机械的协同向前发展。
(二)生态型农业与农业机械化的关系
生态型农业最早是由美国的土壤学家Albreche W在上世纪70年代提出,主要是指在生态上能自我维持运转的农业发展形式。生态农业的发展模式一般遵循生态系统循环运行的基本原理,从我国目前的生态型农业发展情况来看,具体发展思路如下:
从上图可以看出,生态农业相对于其他农业来说是一个比较完整的循环发展产业,这种形式的农业既能保持土壤的肥力可持续利用,又能减少环境污染,还能维护大自然的生态平衡功能,是一种比较理想的新型农业发展模式。从我国的生态农业与农业机械化的协调关系来看,主要包括:
1、 研l出符合生态农业发展需求的农业机械设备,充分挖掘现代制造技术对自然生态利用和保护的潜力。
2、 研究出符合当地自然生态发展趋势的农业生产技术,把生态农业的建设管理和相关的农业机械应用结合起来,实现全领域的协同发展。
3、 开发适用于生态农业生产以及农业机械制造的数据平台,把生产需求和制造目标统一起来,实现特色农业和高精尖制造技术的无缝对接,达成双赢的发展目标。
(三)普通型农业与农业机械化的关系
在我的现代农业发展中,虽然呈现百花齐放的多元化发展模式,但是主要还是以普通型农业发展模式为核心,针对目前大规模的现代化农业生产,农业机械化极大程度地减轻了农业生产强度,实现了科学化管理目标。普通的新型农业与农业机械化已经形成了密不可分的伙伴关系,在未来的发展方向上,农业领域和农机领域必须全面深化改革,以先进的农机促进农业生产水平的提升,同时又以农业生产为农机技术的创新提供支持,实现二者的协同发展。
结束语
新型农业是现代农业发展的方向,农业机械化是现代农业发展的动力。在新型农业的建设生产中,我们应全面把握农业机械化带来的积极影响,利用好二者之间的促进作用,在发展好新型农业的同时也提升农业机械化水平,实现最大的经济效益。
参考文献:
发展生态农业是建设美丽乡村的有效途径
我国生态农业是20世纪70年代末兴起的,20世纪80年代生态农业的试点规模进一步扩大,20世纪90年代全国性生态农业县建设试点工作在中央八部委的支持下全面展开。中国的生态农业是以协调人与自然关系为基础,以促进农业和农村经济、社会可持续发展为主攻目标,遵循“整体、协调、循环、再生”的基本原理,通过实现生态经济良性循环及资源高效利用,把农业生产、农村经济发展和保护环境融为一体的新型综合农业体系[5]。多年来生态农业建设实践已经证明,我国生态农业依据区域资源优势潜力,强化农业主导产业的同时,促进了农业生物种群多样化、农业产业多样化,提高了水土资源利用和废弃物循环利用效率,达到经济、环境效益同步增长的目标。我国生态农业的成就开始为世界关注,并被认为是发展中国家可持续发展、保护农村生态环境、提高农业资源利用效率的有效途径。历史实践表明,生态农业可以为美丽乡村提供农业产业转型,是建设“青山绿水”的基础保障和有效途径[6-10],是优美乡村建设中不可替代的内容。
生态农业必须建立在生态化、规模化、产业化的基础上才有生命力
20世纪70年代末是改革开放初期,市场经济刚刚开始,我国农业现代化开始起步,因此,我国当时推广的生态农业技术模式往往以传统农业的一些精华如“粮-畜-渔-果-菜”,“粮-畜-桑-果-渔”,以及“桑基鱼塘”等经营模式为主[11-13],主要在小农户层面上实现了资源共享,变污染负效益为正效益,以便实现经济与资源利用效率的最大化目标[14-15]。当时出现的生态农业典型如山西省闻喜县、辽宁省大洼县、黑龙江省拜泉县、北京的留民营村[13,16-18]及其一批生态农业户、沼气生态户等在国内外都产生过较大影响。从这些地区的生态农业实践看,尽管其生态农业的资源高效及可持续性特点鲜明,是从传统农业知识中挖掘和继承了有价值的生态模式、技术和方法,虽然有益于现代生态农业的发展,强化其保护生态环境与农业可持续发展的系统能力,但是由于传统生态农业是源于自给自足小农经济的产物,以家庭分工为基础,往往以种植业、养殖业为基本农业格局进行总体设计,重系统内部结构的调整,忽视市场,忽视与工业、加工、物流等部门之间的产业耦合与链接。当前我国的农业已从农户小生产开始向规模化、以利润最大化为目标的农业企业化生产方式转变。其发展过程,是以经济效率更高的农业生产系统替代经济效率相对较低的农业生产系统的过程,是一个以营利为目标的生产活动。由于这一趋势不可逆转,现有农户的小规模小农经济与大市场之间的矛盾越来越突出。传统的自给自足经济的技术如果没有在市场经济条件下进行科技升级与创新,就不能改变生态农业的低生产率,难以适应在开放的市场条件下实现农民致富及区域发展的需要[19-20]。随着市场经济的发展与我国改革开放程度的深化,我国农村富余劳动力已到供求关系转折的临界点,农民工明显增长的务工收入刺激农民开始放弃传统农业生产方式的意愿。比如近年来户用沼气池在农村正常运行的萎缩,这与农户家庭养猪剧减、农民进城打工、养殖方式与市场的变化所造成的户用沼气缺乏发酵原料及缺乏管理有直接关系,这也导致以沼气为纽带的一些生态农业模式的推广和运行受到影响。针对传统生态农业没有市场化、专业化和品牌化等经济特征,当代要倡导的生态农业必须适应市场化、专业化和品牌化的需求[21]。生态农业发展必须充分考虑适应这种发展与转型的要求。
当代中国生态农业内涵与特征
当代中国生态农业内涵当代中国生态农业的主要任务是探索协调经济与生态环境保护、有效开发资源并保证资源的可持续利用且有市场比较优势的主导产业;重视产业结构从种、养、加扩大到一、二、三产业的有效链接,健全与完善区域内生态良性循环的清洁生产系统,实现健康安全农产品生产;发展农村经济的同时要建设优美、文明的新农村环境,以满足人们不断增长的物质与文明的可持续发展需求。有机、绿色等安全农产品生产是当前生态农业的抓手,与此同时,安全农副产品的需求和“绿色战略”又推动了现代新型生态农业的快速发展与完善。当代生态农业技术体系必然是以提高土地生产力、产值及增加收入前提下保证农产品安全及实现资源可持续利用为目标的农业生态工程技术体系,生态农业也必然要走农业的产业化之路,而农业产业化只有建立在相应完善可行的生产技术规范、质量管理标准、产品生产控制与检验体系的前提下才有可能。当代生态农业也必须是一种能更为充分地利用自然生态环境的功能同时,保护和培育自然资源的可再生能力,从而使较少的投入获得较多产出的农业资源配置模式和农业再生产循环产业。
当代中国生态农业特征
(1)在进一步对农村土地制度进行有突破性的改革的基础上明确市场对生态农业的产品和服务需求的定位,鼓励以市场为导向,土地向生产能手、经营能手集中,广大农村应以现代化、专业化、集约化经营、自负盈亏的家庭农场为主推行生态农业模式。同时要根据社会需求进行宏观资源配置,依托本地生态资源,实行区域化布局、专业化生产、规模化建设、系列化加工、一体化经营、社会化服务、企业化管理,在区域范围内构建产前、产中、产后的社会协作分工体系,推进形成区域生态农业的适度经营规模,因此生态农业在运作机制上要有市场化特征。此外,要通过可追溯的生产经营方式降低农户和企业的市场风险、自然风险以及食品安全风险,提高产业链中各个环节的生产效率和经济效益。
(2)从内部微观资源配置入手,通过发挥当地生态、资源、文化与人力资源优势,强化具有竞争优势的主导产业,主要是规模化、专业化种植与养殖业复合系统,实现植物性生产、动物转化、微生物循环、系列加工增值,实现物质循环利用,减少废弃物排放,使农业和农村经济走上自我发展、自我积累、自我约束、自我调节、自我净化的良性循环轨道。因此生态农业的生产具有区域内良性循环的特征。循环经济产业链构建包括产品加工链、废物资源利用链、水生态降解利用链、能源多级利用链和信息调控链及可信任的物流链[8,14,19,21]。
(3)随着技术创新不仅速度显著加快,农副产品个性化特点越来越突出,在产品供给上形成具核心竞争力的品牌[20]。通过包括物联网、设施农业环境控制技术、农村生产流通信息化、农业生产管理、农村市场流通系统等在内的农村信息化高新技术产业逐步解决安全农副产品生产的环境条件控制及生产者与消费者之间的信任接口,达到效益最大化。通过生态、安全农产品商品基地建设,引导农户参与专业化、规模化大生产[22-23]。
(4)新型生态农业应以安全农产品生产为抓手,通过建立新的耕种流程,倡导生态消费文化;制定并实施规范的食品安全检验制度和企业品牌承诺责任制度,培育诚信的生产者,完善可靠的物流,使生态农业具有农副产品的优质安全可信的特征,塑造一种新的流通关系,让消费者和生产者相互信赖,农户不再因为市场价格波动而受损失,也不再因为利益驱动而生产制造不健康农产品,提升生态农业产品和服务的绿色科技含量。所以,当代生态农业是实现绿色安全农业生产的有效途径[24]。(5)生态农业强调通过循环型畜禽养殖、新型肥料、环境友好的病虫害防控、农田残膜清理及再利用等技术及一系列低碳农业技术[25-27],在时间与空间上改善系统的结构、强化养分循环和强化对系统的综合管理,而不是仅仅依靠增加对系统的投入[25-29],因此,生态农业具有节能减排和低碳农业的特征[30]。(6)通过景观多样化工程技术以及农村生活垃圾处理、农村生活污水处理等农业面源污染治理的技术集成[31];构建与经济技术水平相适应的“区域分异、良性循环、生物多样、整体优化”的农业景观格局,着力建设观光农庄、观光牧场和都市农业园,创建“田园风貌型”、“特色文化型”“、滨溪休闲型”“、生态旅游型”、“产业带动型”等不同类型的美丽乡村典型。不仅可以改善生态环境,构建优美乡村,也可利用生物多样性减少病虫害的农药投入强度,开发生产更多的生物产品,克服或缓解单一种植可能带来的市场与环境风险。因此生态农业建设具有生物多样化的特征。总之,生态农业能否成为主导农业类型,既不取决于现有的主导农业类型有多少缺陷,也不取决于生态农业有多少优点,而取决于它与其他农业类型相比是否具有更强的市场竞争力、比较利益以及产品之外对人类可持续发挥生态系统服务功能的能力。此外,生态农业将以何种速率替代现有的主导农业类型,主要取决于实现上述功能的生态农业技术的竞争力、适用性和可推广性,以及生态农业技术信息传播和推广体系的完善程度[19]。
小结
(1)农业生产方式的变革与创新需要3个主观因素:即理解、意愿和能力。理解可通过知识传递,意愿的关键在于生产者的决策,有能力才可变为现实。我国农业可持续发展的严重障碍是资源和环境,而实质却是非科学的决策和违背自然规律的社会行为,前者是后者结果。纠正上述观念和认识上的偏差,需要一种规范、完善的生态文化建设所形成的生态道德标准及其相应的思维定势,用以主导人们的思想,主导人们对待自然环境的态度,并影响和制约人们的生产和生活中的行为。美丽中国包括人的美好心灵,包括人的美好行为,因此,要发展现代生态农业,在农业现代化进程中实现生态合理化,要坚持硬件与软件兼顾,形成一种融传统与现代文化为一体的生态文明,培育人与自然和谐共生的健康、文明的新理念[31]。
(2)实现农业系统的良性循环决定了必须以接口技术为突破口并进行多产业间的链接,发挥多目标的整体效应。其中能在农场推广的农业废弃物资源化利用及其能量多级传递利用的接口技术产业化开发与推广是突破口[7-8,17]。