农业资源利用与农业生态环境保护.ppt

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1、第九章 农业资源利用与生态环境保护,河南农业大学农学院 王志强 Email:,河南农业大学农学院 2020年7月28日,第一节 农业资源的分类与特性,一、资源与农业资源 资源（resource）：是在一定的时空分布和一定的经济条件和技术水平下由人类发现的、可被人们利用的、有价值的东西。包括： 有形的物质； 无形的资金和技术、信息和智慧等。 特点： 必须是有用的、有价值的。 资源的概念是动态的。 农业资源（agriculture resource）： 是一种特质的资源，是被人类利用，直接参与或影响农业生产的各种物质、能量、资金和信息。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,第一节 农业资源的

2、分类与特性,二、农业资源的分类 农业资源按其来源分类 自然资源(natural resources) 社会资源(social resources) 农业资源按其重复利用程度分类 可更新资源(renewable resources) 亦称再生资源 不可更新资源(non-renewable resources) 农业资源按其是否具有可存留性分类 可存留性资源 不可存留资源 半存留资源,河南农业大学农学院 2020年7月28日,第一节 农业资源的分类与特性,自然资源（nature resources）： 是自然界可被利用于农业生产的物质和能量，以保证农业生产活动正常进行所需的自然条件总和。 包括：气

3、候资源、水资源、土地资源和生物资源等。 社会资源（social resources ） 是农业生产过程中所需的来自人类社会的物质、技术投入。 包括：农业人力资源、农业资金、农业物质技术资源和农业信息资源等。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,第一节 农业资源的分类与特性,可更新资源（renewable resources）： 是自我更新周期短，可年复一年，循环利用的一类资源。 主要针对自然资源。 包括：太阳辐射、水力、热量及各种生物资源等。 资源的可更新性不是必然的。 不可更新资源（non-renewable resources ） 指不能连续不断或周期性的产生、补充和更新或者其更新周

4、期对人类经济活动来说太长的一类资源。 如：煤、石油、矿石，深层地下水等。 农业资源分类如图示,河南农业大学农学院 2020年7月28日,河南农业大学农学院 2020年7月28日,第一节 农业资源的分类与特性,二、农业资源的特性及合理利用 （一）农业资源的整体性及综合利用 （二）农业资源的相对有限性及其经济利用 （三）资源的可更新性及其合理适度利用 （四）社会资源的不可更新性及有效利用 （五）农业资源的变动性及其科学利用 （六）农业资源的区域性及其因地制宜的利用,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（一）农业资源的整体性及综合利用,农业资源的整体性 资源各要素之间是相互联系，相互制约的，一

5、种要素的变化必将会引起其他要素的相应变化，甚至会导致系统发生演替，表现为明显的整体效应。 如：水资源就是由降水、河川径流、湖泊和地下水组成的水体。 综合利用原则 合理利用资源必须具备全局观点。 如：黄土高原水土流失的综合治理。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（二）农业资源的相对有限性及其经济利用,农业资源的相对有限性 在一定时期内是有限的； 在一定社会经济技术条件下是有限的 可更新性资源是以一定的科技水平和生态条件为前提的，也并非取之不尽。 农业资源的负荷是有限的。 农业资源的经济利用原则 应珍惜有限的资源，节约资源，经济合理高效的利用资源，采取有效措施保护资源。,河南农业大学农学

6、院 2020年7月28日,（三）资源的可更新性及其合理适度利用,资源的可更新性的基本特性 资源的可更新性并不是绝对的，只有在合理利用的前提下，才能保持其可更新性做到永续利用，否则会造成资源的丧失。 太阳能、风能、地热能、水力等与地球起源有关，人类对其再生过程影响不大； 森林、草原、鱼群、野生动物、土壤等自然资源更新过程和生物学过程很易受到人类活动的影响。 合理适度利用原则 使资源的生产规模与资源负荷能力相适应，保持资源利用与更新速度相一致，不宜过度利用。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（四）社会资源的不可更新性及有效利用,投入农业的化肥、农药、农机具、塑料制品、化石燃料以及依附于工

7、业原料的生产资源等物化的社会资源，只能随使用逐步耗损，不能循环往复长期的使用，属于不可更新资源。但都具有可贮藏性能，它们是现代农业得以平衡或扩大再生产的物质基础。 这些不可更新的社会资源均直接或间接地来源于地质矿藏，它们的蓄积量随采掘利用逐步减少，为长远之计，需要开源、节流，加以有效利用。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（五）农业资源的变动性及其科学利用,农业资源的变动性 农业资源是一个庞杂的动态系统，随时间推移不断发生质、量的变化，进而形成不同历史阶段所特有的资源组合。 如：气候资源的季节性变化，生物资源的死亡、繁殖等。 人类的活动也会对资源产生很大的影响。如：战争、污染物的排放

8、、三峡工程等。 农业资源的科学利用 应根据资源的变化规律，科学开发利用资源，注重保护资源。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（六）农业资源的区域性及其因地制宜的利用,农业资源具有明显的区域性 各地区的纬度、经度不同，造成资源的地带性特点，主要反映水分、热量条件组合的差异。 同一地带范围，又因地势、地形、海拔高度等造成资源的重新分配组合。 农业资源要因地制宜的利用 应根据各地区各种资源的性质、数量、质量和组合特点的不同，因地制宜，合理调整农业生态系统的结构，贯彻宜农则农、宜林则林、宜水则水、宜旱则旱的原则，才能更好的发挥地区资源优势，使农业生产不断发展,河南农业大学农学院 2020年7

9、月28日,第二节我国农业资源状况与合理利用,一、我国农业自然资源状况 土地资源 气候资源 水资源 生物资源 二、我国农业的主要社会资源状况 三、资源的合理利用与资源的经济管理模型,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（一）土地资源,耕地面积少，人口众多，人地矛盾突出。 土地面积绝对量较大，960万km2，列世界第三；6.4% 耕地所占比例较小，山地、丘陵、高原面积占到69%，现有耕地1.3亿公顷。 人均占有量更少，人均耕地不足0.1公顷。单位：公顷 中国 世界 所占比例 人均土地资源 0.78 2.34 1/3 人均林地 0.19 0.91 1/5 人均草地 0.22 0.69 1/3

10、人均耕地 0.09 0.32 约1/3,河南农业大学农学院 2020年7月28日,森林覆盖率低，且集中于东北、西南部地区。 1、 现有森林1.28亿公顷，森林覆盖率仅为13.4%。 2、森林主要集中在东北地区和西南地区，广大西 北、华北地区少林甚至无林。 3、滥砍滥伐之风愈演愈烈，自然灾害频频出现。 森林多种生态效益 1保持水土，涵养水分。 2减轻风蚀，制止土壤沙化。 3保护农田，少受害风袭击。 4净化空气，制氧灭菌。 5净化环境，为人类提供最佳游憩场所。,（一）土地资源,退出,主菜单,主目录,返回,河南农业大学农学院 2020年7月28日,三草地面积大，但质量差，褪化严重。 现有草原面积3.

11、19亿公顷，草地面积4亿公顷，占国土面积的40%， 草原主要集中在内蒙和西北地区，南方还有0.45亿公顷的草山草坡可供开发。 但草场质量差，90%以上的草地已经或正在褪化，褪化速度约每年0.5%。气候干旱、土壤贫瘠、过垦过牧是引起草场褪化的主要因素，其中人为因素占90%以上。,（一）土地资源,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（二）气候资源,我国大部分地区属于北半球中纬度地带，具有明显的大陆性和季风性气候特点，主要表现在气温和降雨两个方面，冬季盛行西北风，寒冷干燥，夏季盛行东南风或西南风，温暖潮湿。 太阳辐射： 年太阳辐射能在 85240 kcal/cm2.a之间。从东到西逐渐增大。其

12、中西部多于东部，高原多于平原。 温度： 冬季南北温度相差很大，夏季多数地区普遍高温，年、日气温变幅由南向北、由东到西逐渐增大。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,降雨： 降雨自东南向西北逐渐减少，而蒸发量则是递增的，全国大部分地区降水集中于夏季，占全年的比例由南向北逐渐增加。 总的来讲，我国农业气象资源： 有利条件：气候类型多样，雨热同季，大部分地区光热充足。 不利条件：主要资源，特别是降水资源的时空分布不均，造成灾害频繁。,（二）气候资源,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（三）水资源,水资源包括：降水、河川径流、湖泊水资源和地下水资源，水是人类生存的基本条件，也是生命的基础

13、，没有水就没有生命。 我国的水资源状况具有以下特点： 1、水资源总量丰富，人均地均拥有量少； 总量是28124亿m3，其中河川径流占94%，居世界第六；约占全球总量的5.8%，但人均径流2260m3，不足世界平均水平的四分之一。我国是以占6.4%的耕地和6%的淡水资源养活世界22%的人口。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,2、水资源时空分布不均； 南北方地区分布不均，是北方地区特别是西北地区资源性缺水的根本原因。 同一地区年际间、年内分布不均，是半干旱、半湿润地区甚至南方一些地区季节性缺水的原因。,（三）水资源,河南农业大学农学院 2020年7月28日,3、水资源供求矛盾将进一步加剧

14、； 人口增长，生活水平提高，城市化的发展，工业规模扩大，使得用水量逐年上升。从建国到2000年，用水量增加了六倍，特别是20世纪80年代以后，经济稳定快速发展，人口持续增长，需水量不断增加。如表示 由于经济与城市发展速度很快，而基础设施相对落后，许多城市用水严重不足，全国300多个市中114个市缺水严重，且集中于北方，造成工业生产的巨大损失，许多城市迫于需水压力不断加大地下水的开采，已引起一系列的生态环境问题。,（三）水资源,我国用水增长情况 单位：亿m3,河南农业大学农学院 2020年7月28日,4、用水浪费现象普遍，用水效益亟待提高。 一方面是供水不足，另一方面用水浪费严重： 全国农用水平

15、均有效利用系数只有0.4-0.5，农用水占社会的80%以上，农业节约用水潜力很大。 ，城市和工业用水浪费严重，城市水重复利用率在30-50%（发达国家在75%以上），全国污水经处理排放的仅10-15%，污水排放量为385亿 t/a。 5、局部地区水环境恶化 一些大江大河如：辽河、海河、淮河、太湖、滇池、洪泽湖等水体均受到严重的污染，另有90%以上城市水环境恶化，全国136条流经城市的河流因严重污染而无法饮用。,（三）水资源,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（四）生物资源,一生物多样性（biodiversity） 是生物与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。 包括三个

16、层次和水平： 遗传多样性 种内不同群体之间或同一群体内不同 个体之间的遗传变异。 物种多样性 生物群落中物种的丰富性和异质性等。 系统多样性 生态圈内无机环境、生物群落和生 态过程的多样化以及生态系统内生境的 差异，生态过程的多样变化。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,生物多样性的价值： 直接利用价值：可供人类消费的多样化的食物； 生态价值：维持生态圈的功能； 科学价值：用于研究； 美学价值：旅游资源。,（四）生物资源,河南农业大学农学院 2020年7月28日,二、我国的物种多样性 1生物资源丰富： 我国自然类型复杂多样，加之第四纪冰期的冰川作用远没有欧洲同纬度地区那么强烈广泛，因此

17、生物所受影响较小，古生物群落一直演变延伸至今。形成我国动植物资源十分丰富，特有种属繁多，分布错综复杂，是世界上物种最多的国家之一。如表所示。 目前，我国保存着许多世界上稀有树种和珍贵植物、动物：如：银杉、水杉、大熊猫、东北虎 等。,（四）生物资源,退出,主菜单,主目录,返回,退出,主菜单,主目录,返回,河南农业大学农学院 2020年7月28日,2生物多样性的现状 由于自然和人为因素的作用，各类生态系统均受到不同程度的破坏，受威胁的物种达15-20%，其中涉及野生动物156种，近50年来，200种植物灭绝，高等植物受威胁的达4000-5000种，约有十余种动物灭绝。,（四）生物资源,河南农业大学

18、农学院 2020年7月28日,二、我国农业的主要社会资源状况,（一）人口众多，农业人口比重大，劳动力剩余状况严重，文化素质低 （二）农业市场化较差或农业市场发育不健全 农民收入增长缓慢，未来增收预期不稳，影响农村市场的拓展； 不同收入层次、不同地区农村居民的消费水平差距较大，加大了开拓农村市场的难度； 农村居民消费的外部环境比较差，制约农村市场的启动，如服务落后，农村基础设施较差等。 （三）农业资金投入不足 （五）农业现代装备水平中等 （六）农用能源供应不足,河南农业大学农学院 2020年7月28日,三、资源的合理利用与资源的经济管理模型,（一）资源与生态系统发展的动力学模型 1利用可更新资源

19、的系统动力模型 J=J0/（1+k0Q） 2利用不可更新资源的系统动力学模型 dE/dt=-k0EQ=-W 3同时利用可更新资源与不可更新资源的系统动力学模型 dE/dt=-k1EQR=-w R=J0/(1+k2EQ+ k3Q),河南农业大学农学院 2020年7月28日,第三节生态平衡,一、生态平衡的概念及特征 （一）生态平衡（ecological balance）的概念 指在一定时间内，生物与环境、生物与生物之间相互适应所维持着的一种协调状态。它表现为生态系统中生物组成、种群数量、食物链营养结构的协调状态；能量和物质的输入与输出基本相等；物质贮存量恒定；信息传递畅通；生物群落与环境之间或各对

20、应力量之间，各自保持一定的状态，达到正负相当、协调吻合。这种状态称为生态平衡。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,一、生态平衡的概念及特征,（二）生态平衡的基本特征 生态平衡是动态的、发展的，其主要特征如下： 1一定时期内生态系统中物质与能量的输入与输出保持相对平衡 2生态系统内的物质与能量的流动保持合理的比例与速度 3生物的种类和数量相对稳定 4生态系统具有良好的自我调节能力,河南农业大学农学院 2020年7月28日,一、生态平衡的概念及特征,（三）农业生态系统平衡的特点 农业生态系统的相对平衡在很大程度上受人为因素的影响，在生态平衡方面表现出自己的特点： 1农业生态系统是一个典型的

21、生态经济系统 2人们可以通过投入而改变平衡的结构 3维持农业生态系统相对平衡的必要性,河南农业大学农学院 2020年7月28日,二、生态平衡失调,（一）生态平衡失调的标志 生态平衡失调的主要表现在结构和功能上。 1生态失调结构上的标志 一级结构受损。是指系统中缺损一个或几个组成成分，它标志着外界压力是巨大的，系统内部变化是剧烈的，生态平衡的失调是严重的。 二级结构受损。指外部压力使系统中某一组成成分内部结构发生变化。表现为生物种类减少、种群数量下降、层次结构变化等。如草原过度放牧，使优质牧草减少，杂草、毒草增加，草原发生退化。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,二、生态平衡失调,（一）

22、生态平衡失调的标志 2功能上的标志 （1）能量流动受阻。指能量流动在系统中某一营养级上受到阻碍，首先生产者由于同化面积减少而生产力降低，进而影响到消费者各营养级的食物减少，使食物链关系紊乱。 （2）物质循环中断。物质流在生产者、消费者、分解者某一环节上中断，或输入、输出量之间的比例失调。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,二、生态平衡失调,（二）生态平衡失调的原因 引起生态平衡失调的原因很多，但归纳起来不外乎有两种原因： 自然原因：如气候条件突变、灾害性病虫害的突然发生等； 人为原因：如人们对资源的不合理开发利用、工业“三废”污染等，而常常是人为因素导致了自然因素的强化，造成生态平衡失

23、调。 如：大面积的毁灭性的砍伐森林，草原过度放牧、农田土壤的重用轻养等，造成水土流失、土壤贫瘠，水源枯竭，气 候破坏。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,三、保持生态平衡的途径,（一）增加组分成分的多样性 （二）不超过生态阈值 （三）巧设食物链结构 （四）生态环境的人为调控 （五）增强生态环境意识,河南农业大学农学院 2020年7月28日,第四节全球环境变化与农业环境保护,一、全球环境问题 二、中国的生态环境问题,河南农业大学农学院 2020年7月28日,二、中国的生态环境问题,整体上：生态环境形势十分严峻，一方治理多点破坏，点上治理面上破坏，治理赶不上破坏的问题十分严重。从总体上看，

24、生态破坏的范围在扩大、程度在加剧、危害在加重。突出表现为以下6个方面：,河南农业大学农学院 2020年7月28日,二、中国的生态环境问题,1、以水土流失、土地荒漠化、盐渍化为主的土地退化不断扩大，耕地大量减少，人地矛盾愈加突出，江河湖泊泥沙淤积越来越严重； 2、以江河断流、湖泊干涸、区域性地下水位持续下降和湿地破坏为主要特征的水生态平衡失调愈演愈烈，干旱地区绿洲和植被日趋萎缩，旱涝灾害日趋频繁。 3、数量有限的天然林仍在遭砍伐，草地开垦和破坏不 断，森林、草地的生态功能严重衰退；,河南农业大学农学院 2020年7月28日,二、中国的生态环境问题,4、生物多样性锐减，大量珍稀濒危动植物面临灭绝的

25、危险； 5、海洋赤潮、自然生态破坏、海岸侵蚀和海水倒灌加剧，海洋生态趋于恶化； 6、乡镇企业污染的迅速蔓延，农药、化肥、农膜的不合理使用和养殖废物的大量排放成为导致农村环境质量下降，特别是耕地质量下降，湖泊、水库水质 恶化的重要因素。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,三、我国农业环境污染及保护,（一）水体污染 1水体污染源 水体污染源分为自然污染源和人为污染源两大类。自然污染源是指自然界本身给水体造成的污染。由人类活动所排放的各类污水、废水所造成的污染即人为染源。 2主要的水环境污染物 （1）耗氧有机物。（2）重金属;（3）石油类（4）酸碱类（5）酚类化合物（6）氰化物。 3水体污染

26、对农作物的危害 （1）污染物对农作物产量有影响 （2）污染物可导致农产品品质降低。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（一）水体污染,4水体污染的防治途径 1）合理布局工业，在河流上游应禁止建设向水体排放污染物的单位。 （2）压缩排污量。要从资源合理利用入手，作到一水多用，串级使用，闭路循环，污水回用等措施，把水污染控制在生产过程中，以达到最大限度压缩排污量的目的。 （3）规定排污量及排放标准。工厂废水在工厂内净化处理，达到标准才允许排放，对河流要根据水域的自净能力，订出各种污水的允许排放量。 （4）对污水灌溉要订出污水灌溉水质的要求和污水灌溉作物的对象。 （5）建设污水处理工程。,河

27、南农业大学农学院 2020年7月28日,（二）大气污染及防治,1大气污染源 包括：（1）工业污染源。（2）交通污染源（3 ）生活污染源（4）农业污染源 2、主要污染物 （1）毒雾污染。粉尘、CO、SO2等气体一起形成毒雾。 （2）光化学烟雾污染。汽车尾气和工业废气中含有大量NO、NO2、CO等，在高空受太阳辐射，发生光化学反应，形成光化学烟雾。 （3）二氧化硫形成酸雨。煤的燃烧和含硫矿物的冶炼每年排放到大气中的SO2约有1.5亿t，与水分子结合生成硫酸分子，进而形成硫酸烟雾和酸雨。 （4）烟尘污染。 （5）氟化物污染。以氟化氢为代表,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（二）大气污染及防

28、治,3、大气污染的危害 （1）降低农作物、果树、蔬菜、饲料作物等产量。 （2）降低产农产品品质 4大气污染的防治 （1）合理布局工业，控制污染源。 （2）区域采暖和集中供热以代替千家万户的炉灶是减少煤烟污染的重要措施。 （3）改变燃料构成。如以煤气、天然气、电等能源，以代替煤炭，可减轻燃煤的污染。 （4）农业措施。如植树造林，选用对大气污染物抗性强的作物和品种。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（三）土壤污染及其防治,1土壤污染的主要类型 （1）水污染型（）大气污染型（）固体废弃物污染型（）农业污染型 土壤污染物 土壤污染物主要包括： （1）无机物，如重金属、酸、碱、盐。 （2）有机磷农药，如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。 （3）有机废弃物，如油、酚等有机物。 （4）化学肥料，如氮、磷肥等；污泥、矿渣、粉煤灰。 （5）放射性物质及寄生虫、病原菌和病毒等。,河南农业大学农学院 2020年7月28日,（三）土壤污染及其防治,3土壤污染物对农业的危害 （1）重金属和微量元素的危害（2）有机污染物的危害（3）农药污染的危害（4）化肥污染的危害（5）酸雨的危害 4土壤污染的防治 （1）控制和消除土壤污染源。 （2）增强土壤的自净能力。 （3）合理使用化学农药与化肥。 （4）其它措施。,