第一产业与环境保护

如题所述

农业生态系统与农业环境保护
一、农业生态系统概念
1. 农业生态系统
农业生态系统是在一定地域内,人类利用农业生物与环境之间以及生物种群之间相互作用建立的,并按照人类的社会经济需求进行物质生产的有机整体。它介于自然生态系统与人工生态系统之间,是一种被人驯化了的半人工生态系统。人类是农业生态系统的重要组成部分,又是系统的调控者。农业生态系统中的生物除了人之外,主要是经过人工驯化的农用作物、林果木、畜禽、鱼类和农用微生物等,还有与这些农用生物有密切关系的杂草、害虫和病原菌。各种不同的农业生物群体与一定的地理气候、土壤环境相联系,在社会经济技术条件下,形成各种不同组合形式,不同发展阶段农业生态系统类型。
2. 农业生态系统的基本组分
(1)生物组分:农业生态系统的生物与自然生态系统一样,可以分成以绿色植物为主的生产者,以动物为主要的大型消费者和以微生物为主的还原者(分解者)。然而在农业生态系统中占据主要地位的生物是经过人工驯化的农用生物,如农作物、家畜、家禽、家鱼、家蚕等,以及与这些农用生物种类和数量密切的生物类型,最重要的大型消费者是人类。
(2)环境组分: 农业生态系统的环境组分包括自然环境和人工环境组分。自然环境组分是从自然生态系统继承下来的,但已受到人类不同程度的调控和影响;人工环境组分包括各种生产、加工、贮存设备和生活设施等,它通常以间接的方式对农业生物发生影响。
3. 农业生态系统的基本结构
(1)环境和物种结构:在不同区域,农业生态系统由比例不同的各种地貌类型构成,山水、田地面积差异很大,相应的生物种类及其数量关系也丛毁不同。人们不但可以通过修水库、挖鱼塘、筑坝围田等方式改变系统的环境结构,还可以通过引种和选育方式调整农业的物种结构。
(2)空间结构:空间结构包括水平结构和垂直结构两个方面。农业生态系统的水平结构,是指农业生物种群在空间的水平变化。这是因为环境组分可因地理位置原因形成纬向或经向的水平渐变结构,也可因社会原因形成同心圆式的水平结构,农业生物组分也随之形成相应的条带状或同心圆式的水平分布。其他非地带性因子的作用会使生物形成种类镶嵌分布。生物个体间会形成均匀分布、团块分布和随机分布的各种水平结构格局。垂直结构又称立体结构,是指生物在空间的垂直分布上所发生的变化,即生物的成层分布现象。环境因子可因山地高度、土层和水层深度变化形成垂直渐变结构,不同的垂直环境中有不同的生物类型或数量。如果环境条件好,生物种类复杂,则系统的垂直结构也复杂,反之,环境条件恶劣,生物种类简单,垂直结构也简单。在生物群落中,不同物种可配置不同形式的立体结构。正是由于农业生态系统垂直结构,才保证了农业生物更充分地利用空间和环境资源,并取得了显著的生态效益和环境效益。
(3)时间结构:环境因子随着地球自转和分转而产生时间变化,形成光、热、水、湿等因子的年节律和日节律,生物组分也形成了与之相适应的节律,表现出不同的时相。所以在安排农业生物品种的种养季节时,必须充分考虑到这些时间节律。同时这些时间上的差异,也是适时实施农艺措施的重要依据。
(4)营养结构:不同生物间以营养关系为纽带,把生物组分和环境组分相互紧密地、错综复杂地联结起来的结构,称为营养结构。每一个农业生态系统都有其特殊的、复杂的营养结构关系,能量流动和物质循环都必须在营养结构的基础上进行。一般农业生态系统中的多种生物按营养关系顺序从植物到草食动物再到肉食动物排列。人类可根据农业生物的遗传、生理、解剖和生态特性,通过营养关系睁扒,将农业生物成员联结成多种链状和网状营养结构。
二、农业生态系统的经济特征
1. 农业生态系统是人类投入各种农业资源进行农业生产的产物
农业生态系统是人类为一定生产目的而进行经济活动的产物。人类为悉郑昌了维持生活,在一定环境条件下,投入各种资源进行植物栽培和禽畜饲养,以取得必须的食物,这样就形成农业生态系统。它是人类为着一定的经济目的而创造的。这种经济目的以需要和可能为基础,有了经济目的,就根据当地的具体资源条件,按照自然规律和经济规律进行资源组合,决定采用最有利的农业技术和经济措施,建立合理的模式,并按计划执行,经过一定时期,最终将建成一个按人类设计而实现的农业生态系统。 农业生态系统在人类投入各种农业自然资源而形成后,并非一劳永逸,而必需不断努力,不断进行调控和管理,并投入资源才能继续存在。农业生态系统的一个突出特点是生物的自然再生产与人类有目的的经济再生产交织在一起。在农业生态系统内,必定有一种或几种植物或动物是主要劳动对象,这些动植物生长、发育、乃至成熟达到可供人类消费之时,便完成经济生产过程。在这一过程中,人类投入各种农业资源。如果人类要取得第二次收获,就必须再投入各种资源,才能进行经济再生产。从生态学的观点来看,就是人类必须对农业生态系统继续进行控制,系统的能量转化和物质循环才能保持下去。
2. 农业生态系统的功能由人类经济活动所决定
农业生态系统的功能,是指能量转化和物质循环的效率。投入农业资源越少,产出的产品数量越多、质量越好,则其转化效率越高,农业生态系统的功能就越好。因此,农业生态系统功能的好坏,是人类干预和调控的结果。这种对系统的干预、调控和管理,实际上是投入农业资源的经济活动。各种资源投入的数量、时间和方式的合理程度,直接影响到农业生态系统的功能。农业生态系统是由环境、植物、动物和微生物四个基本要素构成,人类对系统的控制及改善功能的活动也是针对这四方面进行。
(1)对环境的干预:自然环境诸要素中,人类对光和热的性质和强度尚不能加以改造。为了增加能量转化的效率,只有设法改良品种以提高农作物的光合作用性能,或提高作物的耐寒或耐热能力,以适应这一地区的光热条件。人类对环境的干预主要表现在:合理利用光热条件,控制利用水资源,营造防护林带(防风、防沙),植树造林(改良小气候)。
(2)对植物的干预:在生态系统中,植物是生产者。但在同一系统中的不同植物种类,对人类有不同的经济价值,因而对农业生态系统的功能产生不同的影响。例如各种农作物、杂草和野生植物在生态系统中都能进行光合作用,起着生产者的功能。但是农作物可以给人类提供各种植物性农产品,而杂草和野生植物则是人类进行作物栽培的障碍。人类除保护农作物和促进其生长发育外,还通过选育种改良其经济性状,使其更符合人类的要求,产生更大的经济价值。人类对植物的干预主要表现在:改良作物品种,改善耕作制度,合理安排作物布局,防治病虫害,根外施肥。
(3)对动物的干预:动物在生态系统中是消费者。同植物一样,在系统中的不同动物种类对人类有不同的经济价值,因而对农业生态系统的功能有不同的影响。各种家禽家畜、害虫、有害的细菌、寄生虫及有害兽类在生态系统中都是一级、二级或三级消费者,但是家禽家畜可以给人类提供畜禽产品,而其他有害动物则是作物和家禽家畜的危害者。所以人类把家禽家畜作为劳动对象,采取各种措施使其正常生长发育,并改良家禽家畜的经济性状,为增加产蛋、产奶,提高屠宰率,提高饲料消化率等等,以创造更大的经济效用。而对有害的动物,则设法加以控制和消灭。人类对动物的干预主要表现在:改良禽畜品种,改善饲养环境,合理饲料配方,控制配种时间,防疫治病等。
(4)对微生物的干预:微生物在生态系统中是分解者。土壤中的细菌和真菌使植物残体、动物排泄物和尸体分解,其分解物重新回到物质循环系统,这是再循环运动的物质基础,也是进行经济再生产的重要条件。人类对微生物的干预是通过改善环境的透气性、调节土壤温度和增加有机质等措施,使其有利于微生物的活动和繁殖,促进分解作用,以提供植物所必需的养分。人类对微生物的干预主要表现在:合理耕作,合理施肥,秸杆回田,水土保持,合理排灌等。
农业生态系统基本成分的物质循环关系模型
上述无生命成分(无机环境)、生产者(绿色植物)、消费者(动物)和分解者(微生物)四个营养单元,也即四种成分,在能量获得方式和在物质环境中各以独特的作用,相互影响、相互依存,并通过复杂的营养关系紧密结合为一个整体,成为自然界的基本功能单元。它们之间的关系可用图4-3 的模式表示。可见,农业只有通过一定的系统结构,结合当地资源的特点,研究最适当的结构体系和转化控制技术系统,才能求得最佳的转化效率。
三、应用农业生态系统理论合理利用农业资源
1. 应用生物与环境相统一的原理,处理农业资源改造与适应的关系
人类建立农业生态系统和继续维持
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