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环境生态学
1.12.3.1 9.3.1 农业生态系统的管理

9.3.1 农业生态系统的管理

我国人口压力大,对发展的要求压力亦大。由于人均土地资源和水资源短缺,以生态系统管理的理论为基础,走可持续发展的农业生产道路是唯一的出路。以生态系统管理的理论指导的农业发展模式在国外主要有有机农业、生物农业、再生农业、轮种农业、生态农业、低耗持续农业等,在我国主要有集约持续农业与生态农业等。这些模式都兼顾了发展与环境、效率与持续诸方面。在实践中,持续农业实行资源综合管理,通过以下四个原则来实现持续发展:①提高太阳能转化效率,以形成巨大的初级生产力;②提高生物能的转化利用效率和次级生产的能量转化率;③实现对可再生资源的持续利用,以维护生态平衡;④具有比较稳定的环境净化能力,使农业生态系统成为既无废弃物,又无污染的环境净化体系。在我国,农业生态系统的调节与管理主要通过生态农业技术与生态工程来实现。

1.我国生态农业的主要技术体系及农业生态工程

我国生态农业技术体系,既是我国传统农业技术精华与现代常规农业技术的有机结合,也是现代农业的系统工程化过程。它既包含农业生态系统不同层次的系统设计与管理,也包括实施这些技术的方案和方法。在我国生态农业建设中主要运用的农业生态技术可分为以下九类。

1)总体设计

生态农业区域的系统条件调查与分析、资源环境潜力评价、生态农业规划,及适合当地的生态农业经营模式的设计。

2)运用物质循环再生原理和多层次利用技术,实现无废弃物生产,提高资源利用率

通过农牧结合及秸秆过腹还田,实现农业生态良性循环;有机肥同化肥配合施用,提高化肥有效利用率;通过食物链连接技术使农副产品及秸秆、粪便作为其他动物和植物的营养成分,并提高生物能多级转化效率。如农作物秸秆通过沼气发酵可以使其能量利用效率比直接燃烧提高几倍,其沼液作为再生饲料可以使其营养物质和能量的利用率增加20%。通过厌氧发酵过的粪便,N、P、K的营养成分没有损失,且转化为可直接利用的活性态养分。农田用沼气肥,可在一定程度代替化肥。通过上述综合利用,使氮素总利用率达90%,总能量利用率达80%;桑基鱼塘系统是在我国南方低湿地区已流传3000余年历史的农业生产模式,在生态农业建设中又有所发展。在广东除桑基鱼塘外,还有果基鱼塘、蔗基鱼塘、菜基鱼塘等;在四川省成都平原水利条件较好的稻区也有较大面积的推广;在北方还有通过台田方式治理低洼涝碱地,发展种植业及养殖业。

3)合理安排种植业结构的农作制度

为了提高太阳能利用效率,生态农业建设十分重视按生态学原理进行作物的时间和空间的安排与管理,主要有以下三种形式。①通过合理的间作、轮作,并结合地膜覆盖,塑料大棚以及相应的施肥、耕作技术,提高土地利用率,增加植物覆盖。②运用多层次立体种植方式,实行农林混作、间作(如在华北平原大面积推广的枣粮间作、桐粮间作、果菜间作等)。③在山区丘陵地带,根据地势高低起伏,合理安排种植业,如在红黄壤地区正在推广的从丘上到丘下,从河谷阶地到低河漫滩的“阔叶林或针阔混交林、经济林或毛竹(幼林地内可间种人工牧草)-果园或人工草地-鱼塘、果园或农田-丛竹”的立体农业布局体系。这种立体设计不但促进了红黄壤地区的土地开发,增加农民收入,而且也有效保护了水土。据20个省(市、自治区)的不完全统计,目前我国已创造出几十种类型,几百个组合模式。

4)模拟生态系统物种共生原理,大规模推广稻田养鱼、鱼鸭混养等

稻田养鱼在中国已有1700年历史,目前在中国已经推广33.3万公顷。在稻田养鱼基础上发展起来的新型农业技术——“稻萍鱼综合种养”,自1987年以来已经在江苏、浙江、福建、湖北、湖南、四川6省大面积推广,推广面积达1.9万公顷以上。一般都取得每公顷稻谷7500 kg、鲜萍(3×104)~(3.75×104)kg和鲜鱼375kg以上的好收成。

5)应用微生物的生态技术

它包括利用微生物农药,如苏云金杆菌、农药抗生剂防治作物和畜禽、水产病虫害,利用微生物发酵生产蛋白饲料。

6)包括生物防治在内的病虫害综合防治生态技术

利用天敌昆虫(病毒、真菌、微孢子虫等)防治某些病虫害,例如赤眼蜂防治玉米螟、白僵菌防治松毛虫。实施病虫发生预测预报,采用包括选育抗性(耐性)品种、栽培、耕作防治措施在内的多种措施防治病虫害,可以减少农药用量及残留、降低成本、延缓病虫害抗药性的速度。

7)障碍性土壤改良的生态技术

例如盐碱地改良和综合治理技术,沙荒地治理技术,酸、瘠红黄壤改良利用技术等。

8)其他农业生态技术

以小流域综合治理为中心的旱作农业生态技术,包括梯田、等高种植,种植固埂、沟、帮的特殊植物(如香根草)在内的防治水土流失生态技术,以及各种节水栽培技术和天然降雨集水农业技术等。

9)区域综合治理生态技术

我国区域综合治理以万亩左右农田范围的行政村、乡为基本单元,以其所代表的类型区为技术辐射范围。综合治理的试验区既是解决中低产田治理、农业持续发展重大关键技术和配套技术的试验研究基地,又是农业综合开发的技术依托、先进科技成果的扩散源与人才培训中心,也是科技面向生产、生产依靠科技的结合部,是科技农业和农村经济持续发展的展示窗口,堪称中国式生态农业最大的试验基地。

2.我国生态农业的实践

生态农业在我国实施以来,已在全国广泛开展了生态农业试点研究。据统计,1988年除西藏外的29个省、市、自治区的171个县、273个乡进行了生态农业和生态农场试点。至1995年全国有生态农业县150个,生态农业乡(镇)800多个,生态农业村1000多个,还有20多个地区进行生态农业建设,总数已超过2000个。各地的生态农业试点示范建设均取得了良好的综合效益,显示出强大的生命力。据对部分试点单位的调查统计,比试点前粮食总产量增长15%以上、单产增长10%,人均收入超过当地平均水平12%,提高了资源利用率和土地生产力(如光能利用率提高10%~30%)。农村能源短缺得到缓解,产、投比普遍提高,特别是在经济增长的同时明显改善了生态环境,减轻了环境污染,提高了农业生态系统的抗灾能力,增强了农业发展的后劲,达到了生态效益、社会效益和经济效益的同步增长。

总之,生态农业由于具有集约性、综合协调性和无污染性的特点,使农业生态系统的各子系统构成一有机整体,从而形成一个结构合理、功能高效、符合生态环境价值的农业经济生态系统。