农业生态学(第四、五、六、七章)XXXX0704)[2]

第四章农业生态系统的结构第一节农业生态系统的层次结构一、农业生态系统层次结构的概念农业生态系统的层次结构——农业生态系统结构的层次性。一个系统由若干个亚系统组成，一个亚系统由若干个子系统组成，一个子系统由若干个二级子系统组成。\n二、农业生态系统层次结构的类型（一）行政区域结构由于行政区域划分，使农业生态系统结构形成层次性。如一个县级农业生态系统，内若干个乡镇级农业生态系统组成，一个乡镇级农业生态系统由若干个村级生态系统组成。（二）气候地理区域结构由于气候地理区域划分,使农业生态系统结构有层次性。如，热带地区农业生态系统，亚热带地区农业生态系统，温带地区农业生态系统，寒温带地区农业生态系统。每一个气候带的农业生态系统又分为平原地区、丘陵地区、石山地区农业生态系统。平原、丘陵、石山地区农业又由不同环境系统和生物系统组成。\n二、农业生态系统层次结构的类型（三）产业结构农业由作物种业、林业、牧业、鱼业生态系统组成。这些生态系统又由不同的环境系统和生物系统经济组成。（四）农田生态系统结构农田生态系统：1、生物系统：农作物、农田林木、绿肥、牧草；2、环境系统：大气环境、水体环境、土壤环境、生物环境。（五）生物结构生物群落——种群——个体——器官——细胞——基因\n第二节农业生态系统的营养结构一、营养结构的概念营养结构——农业生态系统中生物与生物之间，生物与环境之间，以营养为纽带，联系起来进行物质循环和能量转化所形成的结构。\n二、营养结构的类型（一）食物链食物链——生态系统中生物与生物之间，通过取食与被取食的关系，联系起来，使能量在不同的生物种群之间流动所构成的链状结构。食物链上的每一个链节叫营养级。\n二、营养结构的类型食物链根据生物取食方式不同分为几种类型：1、捕食食物链以捕食方式形成的食物链，如水稻——昆虫——青蛙——蛀——老鹰。青草——兔子——狐狸——老虎。2、寄生食物链以寄生方式形成的食物链，如大豆——菟丝子，牛——蛇子——蜘蛛，马——蛔虫。3、腐生食物链（碎屑食物链）以腐生方式形成的食物链。主要以死的动植物有机体或生物排泄物为食物，通过腐烂、分解，将有机物质分解为无机物质的食物链。如植物残体——蚯蚓，植物残体——真菌，稻草——食用菌。4、混合食物链两种以上取食方式形成的食物链。如植物残体——蚯蚓——鸡。稻草——食用菌（培养料）——蚯蚓——鸡，如球秆——牛（牛粪）——蚯蚓——鸡。\n二、营养结构的类型（二）食物网食物网——多条食物链交叉连结成网状结构。\n\n三、农业生态系统食物链加环（一）食物链加环的作用1、提高农业生态系统的稳定性农业生态系统结构简单，稳定性差，发生菜芽种病虫害则减产。食物链加环，引入一些捕食性昆虫式动物，增加农业生态系统生物种类，提高农业生态系统的定性。2、提高农副产品的利用率农作物20—30%产品为直接可用产品70—80%为副产品。食物链加环，提高农副产品的利用率，如稻草——食用菌蚯蚓——鸡，球——牛——沼气——果\n（一）食物链加环的作用3、提高能量的利用率和转化效率生态系统中，食物链上下一个营养级只能部分地利用上一个营养级所贮存的有机物质和能量，而总有一部分未被利用，适当增加新的生物组分则可提高物质和能量的利用率。例如，苜蓿，如果直接当肥料施农田，只利用其物质，能量白白浪费。如果用来养牛，再拿牛粪来还田。能量利用率就可以提高。苜蓿作牛饲料，能量转化率8%，作猪饲料能量转化率20%。\n（二）食物链加环的的类型1、生产环在原有食物链中加入一个或几个环节，能将非经济产品转化为经济产品，提高农业生态系统的生产力和经济效益。所加的环节叫生产环。生产环按其经营不同分为：（1）一般生产环，如秸秆——牛（2）高效生产环，密源植物（荔枝、龙眼）开花时利用蜜蜂特殊的吸收、消化和酿制，生产出经济价值高的产品，如蜂蜜、蜂乳、蜂胶等，同时蜜蜂传粉也可提高植物的结实率。\n（二）食物链加环的的类型2、增益环所加的环节，生产的产品，虽然不能直接为人类消费，但可以增加生产环的效益。如稻草——食用菌——蚯蚓——鸡。3、减耗环所加的环节，可以减少生产损耗，如引入天敌防治病虫害。4、复合环所加的环节具有两种功能以上，如可以田生态养鸭（重庆市郊区）。\n（二）食物链加环的的类型5、加工环（1）传统加工型将农副产品加工成半成品或成品出售，如将竹子、挂条、藤、稻秆加工成篮子、筐、箩、席、包装箱等。（2）多次加工型将初次加工后的剩余物进行二次、三次加工利用。如木材加工——木糠——香菇、木耳、玉米——淀粉——玉米油、玉米浆。\n（二）食物链加环的的类型（3）农、工、商结合型把农业、工业、商业联成一体。种桑养蚕——蚕丝——蚕丝纺织品服装。甜玉米——冷冻——加工——罐头制品。\n食物链加环应注意问题（1）食物链加环并非越长越好。（2）食物链加环要讲究综合效益。\n四、生产上常用食物链结构类型（一）以养殖业为的食物链结构如河北省蓟县用鸡粪喂猪、猪粪养蝇咀，蝇咀喂鸡。（二）畜禽——沼气食物链粮——猪——沼气——果。牧草——牛——沼气——果菜。\n四、生产上常用食物链结构类型（三）作物秸秆多级利用作物秸秆——食用菌——蚯蚓——鸡作物秸秆——牛——沼气——沼气肥种果。（四）以污水净化为中心的食物链结构猪粪尿——水葫芦池（7天后）——绿萍池（7天）——引入鱼蚌混养塘。（辽宁省大洼县生态养殖场）。\n第三节农业生态系统的空间结构一、空间结构的概念空间结构——农业生态系统生物的空间分布格局所形成的结构。\n二、空间结构的类型（一）垂直结构垂直结构——农业生态系统中生物在空间垂直方向上分布所形成的结构。1、丘陵山地立体利用如山顶经济林、山腰种果——山脚种作物。2、农田立体种植甘蔗∥豆类、花生，木薯∥西瓜、豆类，果∥西瓜。3、农田立体种养稻田养鱼，稻田养鸭，果园养鸡，林牛立体种养，林鸡、鸭立体种养。\n（一）垂直结构4、立体养殖（1）鱼分层放养水体上层：鲢，水体中层：草鱼、鳊鱼，下层：鲤鱼、鲫鱼。（2）鱼鸭套养（3）桑基鱼塘，果基鱼塘（4）猪鸡立体养殖猪圈上层养鸡，下层养猪，鸡粪喂猪（新疆糖县）\n二、农业生态系统水平结构（一）水平结构的概念水平结构——农业生态系统生物在空间水平方向上分布格局的形成的结构。（二）水平类型1、均匀分布2、随机分布3、群集分布\n第四节农业生态系统的时间结构一、时间结构的概念时间结构——根据农业自然资源的时间节律和农业生物生长发育规律，从时间上合理搭配各种类型的农业生物，使自然资源得到更有效利用所形成的结构。\n二、时间结构的类型（一）种群合嵌合型一种种群嵌合入到另一个种群之中，从时间上提高资源利用。如蔗地培养食用菌，农作物套作等。（二）种群密结型在单位土地面积上加大种群密度，从时间上提高资源利用率，如育苗移栽。（三）人工设施型利用人工设施为农业生物创造适宜的生长环境，从时间上提高资源利用率，如温室栽培、大棚栽培等。（四）种群轮换型利用种群轮换，从时间上提高资源利用率，如作物轮作，动物轮养，如牛、马、羊轮养，先放牛，再放羊、马。\n第五章农业生态系统的功能第一节农业生态系统的生物生产一、初级生产生态系统最初能量来自太阳能，它被绿色植物的光合作用所固定。光合作用积累的能量是进入生态系统的初级能量，这种能量的积累过程就是初级生产。初级生产积累能量的速率，称为初级生产力。\n二、次级生产生态系统中除了初级生产者之外的其他有机物的生产，称为次级生产。即动物生产和微生物生产。动物和微生物利用初级生产者的产品进行同化作用，生产动物和微生物产品。次级生产一般表现为动物和微生物的生长、繁殖和营养物质的贮存。第一节农业生态系统的生物生产\n次级生产的作用1、促进农副产品转化，提高产品附加值；2、生产动物食品，改善人们食物结构；3、促进农业生态系统物质良性循环；4、种养结合，有利于提高农业生态系统生产的经济效益\n第二节农业生态系统的能量转化一、农业生态系统能量转化的基本规律生态系统中能量的流动和转化服从于热力学第一定律和第二定律。（1）能量不能创造，也不能消灭，只能从一种形式转变为另一种形式；（2）能量在流动、转化的过程中，总是由集中趋向分散，任何能量都不能100%地有效转化为下一级能量。\n二、生态系统能量转化效率和“十分之一”定律（一）能量转化效率生态系统能量转化效率是指能量沿着食物链流动、转化过程中，某一个营养级所固定的能量与前一个营养成级所持有的能量之比。\n（二）生态系统能量转化的“十分之一”定律美国生态学家林德曼在研究生态系统能量流动、转化的过程中，发现了一个规律，就是营养级之间的能量转化，一个营养级的能量大约只有10%左右的能量能够有效地转化为下一个营养级能量构成生物量。而90%的能量在转化过程中被散失掉。这个规律称为“十分之一”定律。也叫林德曼定律。\n三生态金字塔按照生态系统中能量沿着食物链流动、转化逐级递减的十分之一法则，把每个营养级的能量、生物量和个体数，按照营养级的顺序排列绘成图，所得到的图形底部宽，顶部尖，其形状与埃及金字塔相似，因此，就称之为生态金字塔。生态金字塔有能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔三种。\n\n第三节生态系统的物质循环一、物质循环的概念物质循环：是指生态系统中各种营养元沿着特定的途径，从环境到生物体，又从生物体再到环境不断流动和循环的过程。如CO2→植物同化→碳水化合物→降解→CO2回到大气。\n二、物质循环的类型1、地质大循环和生物小循环地质大循环：是指生态中营养元素，经过生物吸收进入食物链，然后沿着食物链转移到动物，动植物死后，其残体以及它们的排泄物经过微生物分解，使营养元素重新回到环境，并进入五大自然圈（大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈）的循环。这种循环循环的范围大，时间长。\n生物小循环：指生态统中的营养元素经过植物吸收进入食物链，然后沿着食物链转移到动物，动植物死亡后，其残体以及排泄物被微生物分解，营养元素回到环境后，很快又被植物重新进入食物链循环，这种循环其循环的范围小，时间短。二、物质循环的类型\n2、气相循环和沉积循环气相循环指贮存在大气和水域中的营养元素或化合物，可以转变为气体形式，并通过大气扩散，弥漫在陆地和海洋上空，在很短的时间内又被植物吸收利用，重新进入食物链循环。这种循环，循环速度快，循环比较完全。如氧、二氧化碳、氮的循环，还有水、氯、溴、氟的循环，都属于气相循环。二、物质循环的类型\n沉积循环贮存在岩石圈和土壤圈的营养元素，经过自然风化或人工开采释放出来，被植物吸收进入食物链，然后沿着食物链转移到动物，动植物死亡后其残体以及排泄物被微生物分解，营养元素释放出来，随养水流进入江河、大海，经过沉降淀积变成岩石。等到岩石再度风化或人工开采，营养元素才能释放出来再度进入食物链循环。这种循环，循环的速度慢，循环不完全。如磷、硫、碘的循环，还有钙、钾、钠、镁、铁、锰、铜、硅的循环都属于沉积循环。二、物质循环的类型\n（三）几种主要物质循环1、水的循环水和水循环对生态系统是有重要意义的。不仅生物体大部分是由水构成，而且所有生命活动都离不开水。地球上水的总量大约15亿km3，其中97%存在于海洋，3%存在于陆地，陆地水虽然少，但对生态系统起着非常重要的作用。水通过三相变化，特别是气相和液相变化实现循环，海洋在太阳辐射下蒸发为水蒸气，水蒸气上升到大气候又凝结成水，降到陆地和海洋。河流里水更新一次需11天，土壤水280天，植物体内水2-3天。\n2、碳的循环（1）生物小循环大气中CO2经过植物吸收进入食物链，并沿着食物链转移，动植物死亡后其残体或排泄物被微生物分解，变成,同时CO2生物的呼吸作用也将CO2排出，排放出的CO2很快又被植物同化。（2）地质大循环生态系统中营养元素被动植物吸收后进入食物链，并沿着食物链转移，动植物死亡后，其残体深埋地下，形成化石燃料（石油、煤等）等到人工开采才能释放出来。（三）几种主要物质循环\n3、氮的循环（1）生物小循环土壤中氨态氮、硝态氮经过植物吸收进入食物链，并沿着食物链转移，动植物死亡后其残体或排泄物被微生物分解释放NH4，很快又被植物吸收利用，在进入食物链循环。（2）地质大循环大气中N2氧化成含氮氧化物，NO3，与雨水进入江河、大海。（三）几种主要物质循环\n4、磷的循环（1）生物小循环：岩石、土壤中的磷——植物——食物链——释放出来——植物（2）地质大循环：岩石、土壤中的磷——植物——食物链——释放出来——进入江河、大海——沉降淀积——岩石——再度风化——植物。5、钾的循环钾的循环途径与磷很相似，不同之处，钾的流动性比磷大，不易沉降变成岩石。（三）几种主要物质循环\n第四节农业生态系统的信息传递一、信息的概念信号是指生态系统中能引起生物感知的特殊因素。如光照、声音、颜色、气味等。信息是指生态系统中能够引起生物生理变化和行为的信号。\n二、信息的类型（一）物理信息物理信息是指由物理因素引起的信息。主要有光信息、声信息和接触信息。（二）化学信息化学信息是指生物在生命活动代谢过程中分泌一些特殊的物质，引起其它生物的反应。例如有许多昆虫成虫后，雌虫会分泌一些特殊的物质，吸引雄虫来交配产卵。\n（三）营养信息营养信息是指生态系统的食物链某一个营养级生物数量发生变化而引起另一个营养级生物的反应。如老鼠的数量减少很快就引起老鹰的反应。（四）行为信息行为信息是指生物某一种特殊的行为引起其它生物的反应。如草原上的鸟，当有人或其它生物进入草原，要捕杀草原上的鸟，雄鸟就会急速起飞并煽动两翅。其它看到雄鸟这种行为就会迅速躲藏。\n三、生态系统的信息传递生态系统的信息传递称为信息流。生态系统信息传递的途径主要有取食栖息性行为群集作用。防卫\n第五节农业生态系统的价值流一、价值流的概念价值流——农业生态系统中的价值从一个部门转移到另一个部门，从一个环节到另一个环节的流动过程，如生产资料价值——生产过程的价值——产品的价值。价格是价值的表现，以价格计算的资金流是价值流的外在表现，通过系统资金流的分析寻求价值增殖的规律，明确农业生态系统的农业技术经济效果，进一步提高农业生态系统的综合效益。\n二、农业生态系统价值分析（一）经济效果分析农业生态生产的经济效果与生产的成果成正比，与所投入的劳动耗成反比。经济效果=生产成果/劳动耗费\n（二）边际效益分析产品的边际产量——指每增投一定数量的变动资源所取得的某种农产品的增产数量。产品的边际收入——指边际产量×产品价格资源边际用量——指每增加一定的数量的产量所需增加投入资源的数量。资源边际费用——资源边际用量×资源的价格\n第六章农业资源及其利用第一节农业资源的概念与分类一、农业资源的概念资源——是在一定的时间和一定的经济技术条件下，由人们发现的，可被人们利用的，有价值的东西。包括有形的物质和无形的东西。农业资源——农业资源是一种特定的资源，是指农业生产活动中所利用的有形投入和无形投入，它包括自然界的投入和来自人类社会本身的投入。农业资源与农业相联系，因此通常其有农业产业的一些特性。\n一、农业资源的概念农业资源有广义农业资源和狭义农业资源之分。广义农业资源是指所有农业自然资源，自然条件和农业生产所需要的社会经济技术资源的总和。狭义农业资源，仅指农业自然资源和自然条件，不包括农业生产的社会经济技术条件。\n二、农业资源的分类二、农业资源的分类农业资源根据其来源不同分为自然资源和社会资源两大类。（一）自然资源农业自然资源是指自然界可被利用于农业生产的物质和能量，及保证农业生产活动正常进行所需要的自环境条件的总称。农业自然资源包括农业气候资源，农业土地资源，农业水资源，农业生物资源等。\n二、农业资源的分类农业自然资源根据其属性不同，分为可更新资源和不可更新资源两类。1、可更新资源可更新资源（再生资源）——能连续不断地或周期性地被产生，补充和更新的资源。可更新资源包括以下几种类型。（1）生物资源生物资源因各种植物、动物、微生物构成。是农业生产的对象。森林树林、草原牧草，农田作物、土壤生物以及陆地上，水作中的各种动物，在正常情况下，都能通过生长、发育、繁殖得以不断更新。在合理的培育管理下，生物资源不仅在数量上可以更新，在质量上也可以更新。（2）气候资源气候资源由光、热、降水、大气等因素构成。气候资源虽然在季节之间分配不均匀，在年际之间也有变化，但都可以一年复一年地周期性再产生，不断供给。\n二、农业资源的分类1、可更新资源（3）土地资源土地资源由地貌，土壤等因素构成，土地面积上讲，不能再生、扩大，但是土壤的肥力具有再生产性能，在合理利用土地的情况下，土壤肥力可以越种越高。当然如果利用不合理，特别是采取撩夺经营，土壤肥力也会下降，甚至失去再生能力。（4）水资源水资源包括地上水和地下水，是在地球上不断循环运动中得到更新。农业自然资源的可更新性是有限度的。有合理利用，资源才可能不断更新，持续利用；撩夺或利用，资源不但得不到更新，而且会衰退，甚至枯竭。\n二、农业资源的分类2、不可更新资源不可更新资源——缺乏补充，更新能力或其补充无更新能力周期相对人类经济活动来说时间太长的自然资源。包括金属矿产资源，非金属矿产资源和燃料矿产资源（煤、石油、燃气）等等。\n二、农业资源的分类（二）社会资源社会资源指农业生产过程中所需要的来自人类社会的物质技术投入和保证农业生产活动正常进行所必需的社会经济条件。包括农业人力资源，工业产品资源，物质技术资源，财力资源，信息资源等。\n第二节农业资源利用一、农业资源的特点：（一）农业资源的整体性农业自然资源要素之间是相互联系、相互制约的，一种资源要素的变化会引起其它要素的相应变化。例如砍伐树林、破坏植被，会引起水土流失，引起水源枯竭。黄河上游植被破坏，会引起黄河断流。一种资源开发利用要考虑它对其他资源的影响。\n一、农业资源的特点（二）农业资源的区域性不同地区由于地理伟度，海拨高度，地面坡度不同，光、温、水、土壤、植被等自然资源有很大差异，同时不同地区社会经济技术，条件也不同，因此，农业资源有很强的区域性。农业资源的利用要因地制宜。\n一、农业资源的特点（三）农业资源的有限性1、在一定地区，资源的数量是有限的，如土地面积，地下水积量和煤石油，天然气等能源矿资源是有限的。随资源的利用其数量会不断减少。即使是可更新资源在一定的时间内其数量也是有限的。如光、热、水资源等。2、在一定技术水平下，人们利用源源的能力和范围是有限的。3、农业资源组合中由于最小因子的限制对其它因子的利用是有限的。有些地方，虽然光、热，土地资源丰富，但是由于干旱缺水，这些资源的利用受限制。\n一、农业资源的特点（四）农业资源的可变性1、农业资源有规律性变化。如光、温、水资源的节律性变化。2、人类的生产活动可以改变农业资源。如修水利，可以改善条件，改良土壤，可以提高土壤肥力。\n一、农业资源的特点（五）农业资源多用性。一种资源可有多种用途，如一条江河，可以灌溉、也可发电、养鱼。（六）农业资源潜力的无限性1、可再生资源，其潜力是无限的。只要合理利用，其潜力是无限的。如生物资源。2、有些资源虽然不能再生，但以它本身蕴藏的能量，可供人类长期利用，如铀等放射性矿产资源，其利用前景和潜力很大，可供人们长期利用。3、废物资源化。\n二、我国农业自然资源的状况（一）土地资源我国土地面积960万km2，其中耕地面积占10.4%,草原37.1%，森林12.7%，水域3.5%，城镇道路4.9%，荒地（包括裸地、沼泽、沙潢、永久积雪和冰川地带）占19.4%。我国人口多，人均土地资源较少。在土地资源中，耕地占的比重少，耕地中质量好和一般约占2/3，存在各种障碍因素，盐碱地，水土流失，风沙干旱地等占1/3。\n二、我国农业自然资源的状况（二）气候资源我国各地太阳辐射总量变化在0.36×106——1.0×106焦耳/cm2.年。一般西部多于东部，高原多于平原。青藏高原太阳辐量0.67×106+焦耳/cm2.年，青藏高原西南部太阳辐射量达0.75×106焦耳/cm2.年。我国各地热量资源差异较大，年≥10℃的积温度幅在2500—8000℃不等，黑龙江北部年≥10℃积温不到2500℃，海南7000—8000℃，广西各地5000—8000℃。无霜期：黑龙江地带不到100天，海南365天。降水量：全国各地降水量差异并较大。西北内陆地区年降雨量100—200mm，新疆的塔里木盆地，吐鲁番盆地，青岛柴达木盆地年降水量不足25mm。台湾省年降水量4000mm，长江流域1000—1500mm。华北、东北400—800mm，广西1600—2000mm。\n二、我国农业自然资源的状况（三）生物资源全国高度植物有300多个科,2980多个属，3万多个种，植物种类的拥有量居世界第三位。仅次于马来西亚和巴西，南方多，北方少，仅云南就有高等植物1万多种。广西维管植物7227种，属于283个种，1778个属。我国动物资源也很丰富，全国有鸟类1166种，兽类42种，还有珍稀动物，如大熊猫，金丝猴，杨子鳄等。蚜虫蜂科有104种，蜘蛛128种，瓢虫240种等。海洋鱼类有1500多种。淡水鱼有600多种。\n二、我国农业自然资源的状况（四）水资源全国内陆水域0.27亿公顷，其中江河0.12亿公顷，湖泊0.08公顷，池塘、水库0.07亿公顷，全国河川年地表经流量约26380亿m3，居世界第六位，地下水贮量7718亿m3，每人每年平均为0.25万m3，只相当世界人均占有量的1/4，居世界第88位。\n三、我国农业自然资源利用存在的问题（一）植被破坏，森林覆盖率下降我国植被破坏，森林覆盖率下降的原因：（1）毁林开荒；（2）森林过量砍伐。据统计,20世纪80-90年代，全国每年森林砍伐量1.1亿m3，而森林的生长量只有7000万m3。\n三、我国农业自然资源利用存在的问题（二）水土流失目前我国水土流失面积367万km2，占我国国土面积38.2%，而且每年还以10000km2的速度扩展。水土流失全国每年流失土壤50多亿吨。并带走大量N、P、K营养元素。我国水土流失的原因：1、植被破坏；2、我国山地、高原、丘陵面积大，易发生水土流失，我国山坡、高原、丘陵的比例分别为33%，26%和10%；3、降雨量相对集中，造成雨水冲刷强渡增大；4、不合理垦荒，不适开垦的坡地也开垦。\n三、我国农业自然资源利用存在的问题水土流失造成的危害1、土层变薄，土壤肥力下降。2、河道、水库淤积，河床、库底抬高，航道缩短,引发洪涝旱灾。\n三、我国农业自然资源利用存在的问题（三）土地沙漠加剧在干旱和严干旱地区，气候干旱多风，草皮一旦破坏，土壤就会受到严重风蚀造成地沙漠化。不合理开垦，过度放牧是土地沙漠化的主要原因。全国沙漠化土地面积262.2万km2，占国土总面积27.3%，遍及13个省区市，包括90个整体沙区县508个部分沙区县，受沙漠化影响人口4亿人。我国每年因荒漠化而造成直接经济损失54亿，我国地沙漠化目前每年2100km2的速度扩展。在新疆疆南疆北出现两块沙漠分扰，公路干线有113处由于沙漠影响交通。\n三、我国农业自然资源利用存在的问题（四）地下水位下降，湖泊面积缩小。由于过分可采地下水，我国北方地区形成8个总面积达1.5万km2的起采区，采致地区地下水值每年下降12cm。建国以来我国湖泊面积减少1.86万km2，湖泊蓄水量减少513亿m3，其中淡水减少340亿m3。\n三、我国农业自然资源利用存在的问题（五）生物物种灭绝加速根估计，我国的植物物种中约15—20%处于频危状态，仅高等等植物涉危的就高达4000—5000种，近年来资料表明，高鼻羚羊，白鳍豚、野象、熊猫，东北虎等珍稀野生动物分布区域面积显著缩小，种群数量锐减。目前我国频危野生动物有3312种，正式列入国家频危名录的第一批植物有354种。\n三、我国农业自然资源利用存在的问题（六）耕地面积逐年减少20世纪80年统计，我国耕地面积每年以1.6%的速度减少。\n四、农业资源合理利用（一）不可再生资源的利用不可再生资源的开发利用的原则是节约利用，防止和减少资源浪费。尤其是石油、天燃气，煤炭等资源。按非再生资源开发利用规律预计，目前世界石油的使用速度已接近顶峰，80%的石油将在今后的60年左右被开采光，煤的开采也会在公元2150年前后达到高峰。因此能源问题已成为世界各国关注的重大问题。\n四、农业资源合理利用目前世界各国正开展石油、天然气、煤炭等替代资源研究。其中生物能源是一个重要途径。因为可以生再。巴西用木薯——生产酒精——替代汽油，我国现在也在研究和开发生物能源。目前已发展的生物质能源作物有甘蔗、木薯、甜高梁等。其中木薯生产酒精成本最低。作为能源作物前景广阔。\n四、农业资源合理利用（二）再生资源的利用，保护和增殖生物资源是可再生资源，但是其更新再生过程与生物过程有关，人类对资源的利用一旦大于其更新能力，就会损害其更新速度，导致资源植竭。因此，再生资源的利用，必须注意保护和增殖。\n四、农业资源合理利用再生资源保护措施：（1）直接控制收获量；限制森林砍伐量，限制的捕捞量等（2）限制开发能力，间接限制收获量。如限制出海鱼船吨位。间接控制捕捞量。3、再生资源的增殖。对再生资源，人类可以采取措施，使其增殖，如封山育林，人工造林可以使增强森林资源的再生能力。人工种草，人工养殖野生动物等，均可使再生资源增殖。\n第三节农业资源利用的生态经济规律一、自有资源利用的生态经济规律自有资源是指所有权和使用权都明确地属于产权人的资源，产权人可以是个人，集体或国家。资源的拥有者，把资源看成是总资产的一部分，当资源增值升幅度大于银行利润时，产权人趋于保留资源，当预计资源增值低于银行利润时，产权人倾向于尽快开采资源，而把卖资源所得的钱存入银行。若资源价格和银行利率的变化没有受政府或个别大产业的控制，自由竞争条件下的市场调节会使得平均资源市场价格（Pt）的相对变化率P(t)/p(t)等于银行利率随时的变化∫（t）这个规律称为资源经济学第一定律。\n一、自有资源利用的生态经济规律例如：一片森林的产权人，若按照持续收获方式（砍伐量≤生长量），每年可以砍伐50m3木材，若木材价格为100元/m3，年总收入50000元，这片森林全部砍伐开获得得15000m3木材，卖掉后可获150000元，若银行利率为3%，存款150000元的年利息4500元。然而若银行利率达5%的话，150000元的年利息可达7500元，高于持续收获的年收入。这时产权人保留森林不如砍伐森林。\n二、公共资源利用的生态经济规律。公共资源——指生产者可以自由利用，但所有权不属于生产者的资源。如森林、草原、鱼场、土地、江河等。生产者利用公共资源可以得到利益，但公共资源受到损害的不良后果不是全部由生产者承担。只要公共资源可开发利用收益大于成本，生产者就会尽可能多地去开发利用资源。相反，公共资源可开发利用收益低于开发成本，生产者就不会去开发利用资源。\n第七章农业环境污染及其防治第一节大气污染及其防治一、大气污染源和污染物（一）大气污染源1、工业污染源工业度气是大气浸染的主污染源2、交通污染源汽车、火车、轮船，飞机所排放的尾都会对大气环境造成影响，交通污染源虽然小型，流动、分散、但数量大、来往频繁、排入的污染物数量巨大。据美国1970年统计，交通污染在排入大气的1.47亿吨一氧化碳中占73%，3400万吨二氧化硫中占30%，2300万吨氮氧化物中占50%，3500万吨碳氢化合物中，占56%。\n（一）大气污染源3、生活污染源燃烧化石燃料而向大气排放煤烟造成大气污染。我国目前城市生活用煤约占总煤量的1/4。一个100万人口的城市，以每人每天消耗含硫1.5%的煤0.5公斤，如果其中80%的硫是干燃的，那么每天排放出来的二氧化硫约为12000公斤。4、农业污染源化肥、农药使用时，挥发到大气污染大\n（二）大气污染物1、SO2SO2是无色，有刺激性气味的气体，大气中主要来源于煤的燃烧和含硫矿物的冶炼。据估计，全世界由人为污染源每年排放到大气中的约有1.5亿吨，其中70%来源于煤的燃烧。16%来源于重油的燃烧，其余来源矿石的冶炼和硫酸制备等工矿企业。\n（二）大气污染物2、烟尘烟是伴随燃料和其他物质燃烧所产生的一种含有固体，液体微粒的气胶。其中含有炭黑，飞灰等粒状浮游物，是黑并非完全由碳元素组成，而是由碳、氢、氧、硫等组成的复杂有机化合物，其中许多是致癌物质。粉尘是指煤、矿石等在运输、筛分、碾磨、加料、卸料等过程中的所发生的或者是由风扬起的灰尘等。\n（二）大气污染物3、氮氧化物主要有NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5等。大气中的氮氧化物主要来源燃料燃烧过程。一方面由含氮的有机化合物燃烧生成，另一方面是燃烧过程中温度高达2100℃时，空气中的氮被氧化成含氮氧化物。\n（二）大气污染物4、COCO主要来源燃料燃烧不完全。5、氟化物氟化物主要来源于钢铁、电解铝，磷肥工业。6、光化学烟雾光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物在强光作用下发生化学反应，生成有毒的气体，其成分为溴氧，二氧化氮，醛类，过氧乙酰硝酸酯。7、其他污染物\n二、大气污染的危害（一）大气浸染对作物产量的影响大气浸染达到一定程度时，就对农业生产产生危害，造成农作物，果树、蔬菜、饲料作物等减产。SO2对作物危害：（1）SO2通过形成酸雨危害作物；（2）SO2气体也可危害作物，SO2气体通过叶片气孔进入叶肉细胞之后，变成亚硫酸，破坏细胞生物膜的选择透性，刺激植物体内乙烯和乙烷的产生，造成膜脂的脂肪层被氧化。（3）SO2进入叶片后能使细胞液化发生变化，使叶绿素失去Mg而抑制光合作用。\n二、大气污染的危害（4）SO2进入叶肉细胞，作物同化作用过程中形成的有机酸分解产生的醛结合形成羟基磺酸，能破坏细胞功能，抑制整个代谢过程，使叶失绿，严重影响作物等生长，发育，使作物产量降低,品质变劣。（5）作物受SO2危害,首先在叶脉间生产伤斑，伤斑由漂白引起失绿，逐渐呈棕色坏死，受害严重时整片叶死亡。\n二、大气污染的危害HF对作物的毒性比SO2大10—100倍，而且HF的比重比空气小，扩散距离远，危害范围广。HF危害本作物时，首先在新叶尘端和边缘缘出现黄化，特别是抽穗前后的剑叶和幼穗的顶部最敏感。通常很快表现症状，由绿色变成灰绿色。严重时叶片枯萎，脱落。溴氧主要侵害植物叶片栏组织，使叶片表面出现点刻状的斑点，同时使作物组织机能衰退，生长受阻碍，花芽的形成和开花受到抑制，落花落果,造成大幅度减产。\n二、大气污染的危害（二）大气污染对农产品质的影响水稻受危害时，谷粒子，粒子，谷壳色泽变淡，或漂白，蔬菜受危害时出现黄白班，降低品质，果树受粉尘危害时品质降低。（三）大气污染对人类、农业的影响大气污染降低空气质量，影响人类健康。\n三、大气污染防治（一）控制污染源1、处理工业废气，包括煤炭工业和工厂的废气。2、控制交通污染（二）绿化环境通过绿化来净化空气。（三）采取农业措施1、选用对大气污染抗性强的作用品种2、调节播种期，把作物对大气污染最敏感的时期（水份孕穗期）避开污染高峰期。3、合理使用化肥农药，减少大气污染。\n第二节水体污染及其防治一、水体污染源和污染物（一）污染源1、工业污染源工业废水是水体最主要的污染源，量大、面广、含污染物多、成分复杂，在水中不易净化，处理也比较困难。\n（一）水体污染源2、城市生活污染源城市污水含有大量洗涤剂，对人体有害，有多种微生物、病原菌。3、农业污染源化肥、农药、降草剂，进入水体，造成水体污染。\n（二）水体污染物1、需氧污染物工业废水中含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素等，分解时要消耗大量O2，称为需O2污染物。需氧污染物由于消耗大量的水中溶解氧，使水中溶解氧不能满足鱼类的要求而大量死亡，污水进入农田后，使农田氧化还原电位降低，导致还原性有毒物质形成，毒害作物。\n（二）水体污染物2、重金属重金属主要有汞、镉、铅、铬、砷，个一般重金属产生毒性的浓度范围是1—10mg/L，强毒性重金属如汞、镉、铅、砷，则为0.001—0.01mg/L。3、油类据估计每年排入海洋的石油达几百万至1000万吨。\n（二）水体污染物4、酚类合化物酚类化合物来源于冶炼、煤气、炼焦、石油化工和塑料工业排放的含酚的污水，水体中的酚浓度达0.1—0.2mg/L时，鱼肉就有酚味，酚浓度达6.5—9.3mg/L时，鱼类大量死亡。酚还抑制细菌、海藻、软体动物等水中低等生物的生长。\n（二）水体污染物5、氰化物氰化物来源于电镀、洗煤、选矿等工业排放的含氰废水。氰化物是剧毒物质，浓度在0.3—0.5mg/L时鱼死亡，一般人只要一次服用0.1克左右的氰化、氰化钾就会死亡。6、酸碱污染物酸性污染物来源于矿山，化工、医药、冶炼、钢铁、染料等工业废水。碱性污染物来自造低，印染、剌革制碱工业排放的废水。\n二、水体污染对农作物的危害（一）对作物产量的影响水稻受碱危害后，叶色浓绿，地上部生长受抑制，表现缺锌症状，叶片出现赤枯状斑点，受铜危害时，表现黄白化现象，根伸长受阻，受酸危害时，光合被抑制，细胞功能下降。（二）对农产品品质的影响废水中酸含量在5ppm下，对农产品品质没有不良影响，浓度大于5ppm时，黄瓜、萝卜等蔬菜有异味，油污染使水份品质下降。\n水体污染对农作物的危害（三）对农产品食用性的影响重金属污染的食物，人吃后会中毒。如日本的镉米事件。\n三、水体污染的防治关键是废水和生活污水的处理。（一）物理处理法利用物理作用分离废水中的悬浮物，如沉淀法、过滤法、浮选法。处理过程中不改变污染物的化学性质。一般处理多用物理法。\n三、水体污染的防治（二）化学处理法利用化学反应处理废水，使其中污染物本质发生化学变化而改变性质，如中和法、氧化法、还原法。（三）物理化学处理法利用物理化学作用处理废水，使其污染物分离，如吸附法、离子交换法、电渗法等。（四）生物处理法利用微生物分解水中的有机物。\n第三节土壤污染及其防治一、土壤污染源和污染物（一）土壤污染源1、水污染型工业废水、污水进入土壤。2、大气污染型大气污染物引起土壤污染，如SO2——酸雨——土壤酸化。3、固体废异物污染型工业废渣、采矿废石，矿渣污染土壤。4、农业污染型化肥、农药、除草剂污染土壤。\n（二）土壤污染物1、无机物，如重金属，酸、碱盐等。2、有机农药，如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。3、有机废异物，如油、酚等有机物。4、化肥，如N、P、化肥等。5、污泥、矿渣、粉煤灰。6、放射性物质，如90Sr,131Cs.7、寄生虫、病原菌、病毒等。\n二、土壤对农业的危害（一）重金属和微量元素的危害土壤中铜、镍、钴、锰、锌、硼等元素污染能引起农作物的生长和废弃障碍。据试验，土壤中En200mg/kg时，小麦减产。400mg/kg时，水份生长受危害。土壤中Cu达200PPm时，小麦枯死，250ppm时，水稻枯死。土壤中受镉、汞、铅等元素污染，一般不引起植物生长发育障碍，但它们通植物可食部位积畜对家禽家畜产生危害。\n二、土壤对农业的危害（二）有机物污染的危害油污染可使水稻将植株矮化，生长不良，不能开花授粉，酸污染使作物生长受阻。\n二、土壤对农业的危害（三）农药污染的危害1、大量使用农药、杀死天敌，污染外体土壤。2、农药残留对人体健康有害。（四）化肥污染危害1、NO3——亚硝酸盐——酸癌物质2、大量使用化肥、NH代换出,1ug土壤分散，土壤废结。3、P肥含有重金属素\n二、土壤对农业的危害（五）除草剂污染危害除草剂——污染土壤，水体——在作物体内残留——影响人体健康。（六）酸雨pH小于5.6的降雨。\n三、土壤污染防治（一）控制污染源1、处理工业废水。2、控制化肥、农药、除草剂使用。3、合理施用化肥。\n三、土壤污染防治（二）提高对污染物的自净能力。1、增施有机肥利用有机质对污染的综合，吸附作用。2、土壤微生物对有机污物的降解。\n三、土壤污染防治（三）土壤污染的防治措施1、施用化学改良剂以酸性土施用石灰，提高PH，使镉、铜、锌、录形成氢氧化物沉淀。3.利用植物修复，除去重金属污染。羊齿类铁角蕨属的植物，对土壤重金属吸收能力很强，利用吸收重金属，到另一个地方消毁。2、控制氧化还原条件水田淹灌，氧化还原电质降致—160毫伏时，土壤中还原性SO2达200mg/kg，许多重金属形成难溶性硫化合。淹水可以抵制水稻对镉的吸收4、改革耕作制度在旱地改水田后，大大加速DDT、六六产的降解速度。实行水旱轮作可以减轻污染物的危害。5、排土改良。