《農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)》第六章 農(nóng)業(yè)的資源與效益

第六章農(nóng)業(yè)的資源與效益第一節(jié)農(nóng)業(yè)的資源第二節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的效益第一節(jié)農(nóng)業(yè)的資源一.農(nóng)業(yè)資源的概念與分類；二.不可利用資源的開發(fā)、利用控制和替代；三、再生資源的利用、保護(hù)和增殖。一.農(nóng)業(yè)資源的概念與分類1.資源與農(nóng)業(yè)資源（1）資源定義：又稱財(cái)源，資財(cái)?shù)膩碓础０ㄈ祟愋枰囊磺形镔|(zhì)、能量、技術(shù)、信息、資金等。包括：a.自然界所賦予的自然資源：

b.人類通過自身勞動(dòng)提供的資源（2）農(nóng)業(yè)資源定義：從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所利用或可以利用的各種資源。農(nóng)業(yè)資源與與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系密切。如勞動(dòng)對(duì)象：動(dòng)植物生產(chǎn)資料：土地生產(chǎn)條件：水、熱、氣2.農(nóng)業(yè)資源的分類根據(jù)資源與人的關(guān)系可分為：自然資源（Naturalresources)土地氣候水生物社會(huì)資源

(Socialresources)技術(shù)勞力資金信息交通等根據(jù)資源再生與增長(zhǎng)機(jī)理分為：1.可更新資源（再生資源）太陽輻射生物水2.不可更新資源(不可再生資源）燃料金屬農(nóng)業(yè)資源自然資源可更新資源與地球起源有關(guān)的資源太陽能、水力、風(fēng)力、大氣、全球水資源等與生物過程有關(guān)的資源動(dòng)植物種質(zhì)資源、土地、肥力資源、森林、草場(chǎng)、漁業(yè)資源不可更新資源可部分回收金屬礦物、非能源礦物不可回收石油、煤、天然氣等化石能源社會(huì)資源工業(yè)產(chǎn)品資源農(nóng)機(jī)農(nóng)具化肥農(nóng)藥燃油電力人力資源數(shù)量體力智力素質(zhì)財(cái)力資源資金信貸能力信息資源資料、情報(bào)獲取范圍和獲取速度農(nóng)業(yè)資源的分類二.不可利用資源的開發(fā),利用控制和替代1.開發(fā)利用過程三個(gè)階段：1.受技術(shù)制約階段；2.正反饋時(shí)期；3.資源制約階段。非再生資源開發(fā)利用過程中的總量

變化模式石油和煤的開采歷史和預(yù)測(cè)趨勢(shì)(二)不可再生資源的利用對(duì)策:開源節(jié)流1.加強(qiáng)替代資源的開發(fā)。2.提高資源的利用效率。3.加強(qiáng)象鐵、銅這類金屬資源的回收和循環(huán)利用。三、再生資源的利用、保護(hù)和增殖1.利用與危機(jī)太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、水能等與地質(zhì)變化有關(guān)，受人類影響較小。森林、草原、動(dòng)植物、土壤等與生物學(xué)過程有關(guān)，受人類影響較大。

利用速度大于更新速度森林過伐、草原過牧、魚類過捕（近海）、物種減少土壤：

水土流失面積占國(guó)土面積的38.2%

沙漠化面積占國(guó)土面積的27.3%

鹽堿化面積占國(guó)土面積的3.8%草原沙漠化嚴(yán)重2.再生資源的保護(hù)核心：把資源開發(fā)利用的速度控制在資源再生能力允許的范圍之內(nèi)。最大持續(xù)收獲量MSY(Maximumsustainableyield)：指與資源再生能力相應(yīng)的，能長(zhǎng)久維持下去的最大收獲量。最適持續(xù)收獲量OSY(Optimumsustainableyield)：由于生物資源的更新常受環(huán)境影響而波動(dòng)，穩(wěn)妥的資源收獲量應(yīng)略低于最大持續(xù)收獲量，這個(gè)量稱為OSY.（1）直接限制收獲量dN/dt=rN(1-N/K)-h

h為限定的收獲量當(dāng)dN/dt=rN(1-N/K)–h=0，處于平衡狀態(tài)，若h<MSY，則生物種群有兩個(gè)平衡點(diǎn)（2）限制開發(fā)能力dN/dt=rN(1-N/K)-EN其中E為開發(fā)能力；EN為收獲量當(dāng)dN/dt=rN(1-N/K)–EN=0，處于平衡狀態(tài)，平衡點(diǎn)N3*=K(1-E/r)調(diào)節(jié)開發(fā)能力E，可使收獲量EN改變。當(dāng)N3*與N*重合時(shí)，開發(fā)能力達(dá)到最大值(Emax),EmaxN*為最大持續(xù)收獲量MSY，代入前式得EmaxN*=MSY=rK/4,因N*=K/2，所以Emax=r/2由于OSY<MSY，所以最適開發(fā)能力Eopt<Emax再生資源的保護(hù)措施（1）直接限制收獲量（2）限制開發(fā)能力（3）法律上確定資源的歸屬權(quán)或使用權(quán)（4）經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)節(jié)（5）人口政策（6）替代資源的開發(fā)、利用3.再生資源的增殖（1）森林：封山育林、培植速生豐產(chǎn)林、殘林更新和擴(kuò)建新林（三北防護(hù)林、廣東綠化）（2）草原：草種改良、人工種植、施肥灌溉、防鼠滅蟲等。（3）漁業(yè)資源：對(duì)捕魚季節(jié)、捕魚地點(diǎn)和捕魚工具的限制，放置魚苗、人工魚礁等（4）野生動(dòng)植物：建立自然保護(hù)區(qū)、開展人工繁殖等。（5）環(huán)境凈化。污水處理廢氣回收廢棄物再利用島嶼生物學(xué)理論島嶼生物學(xué)理論（islandbiologytheory）:島嶼面積越小，距離大陸越遠(yuǎn)，物種數(shù)目就越少，說明島嶼面積和隔離在決定物種數(shù)目上起重要的作用。S=CAZ，S為物種數(shù)，A為生存面積，C為物種分布密度，Z為統(tǒng)計(jì)指數(shù)。島嶼意味著生境片斷化（fragmentation）和隔離（isolation）。MacArthur和Wilson于1967年在普林斯頓大學(xué)提出著名的均衡理論（equilibriumtheory）均衡理論：島嶼上物種數(shù)目是遷入和消失之間動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。中國(guó)核能使用中國(guó)14年內(nèi)將增建30座核電廠,中加能源合作提速

(2006-11-18)加拿大是世界第5大能源供應(yīng)國(guó)。其天然氣產(chǎn)量居世界第3位，石油產(chǎn)量居世界第7位，油砂儲(chǔ)量居世界第2位。而中國(guó)是世界第2大能源消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是第2大石油凈進(jìn)口國(guó)?！凹幽么笫前踩煽康哪茉刺峁﹪?guó)。而中國(guó)的能源需求將非常大。加拿大自然資源部長(zhǎng)加里倫：中加合作是天作之合.推動(dòng)鈾貿(mào)易

加拿大提供核反應(yīng)堆：重水反應(yīng)堆。中國(guó)發(fā)展核能：偏好于使用輕水反應(yīng)堆?！爸袊?guó)需要一系列的核反應(yīng)堆，決定權(quán)在中國(guó)手中。鈾儲(chǔ)量：1.澳大利亞：30%；2.哈薩克斯坦：17%3.加拿大：12%。2006年4月，中國(guó)總理溫家寶在訪澳其間，曾與澳大利亞總理霍華德簽署兩份協(xié)議，即《和平利用核能合作協(xié)定》、《核材料轉(zhuǎn)讓協(xié)定》。在今后10年內(nèi)，中國(guó)將從澳國(guó)進(jìn)口約2萬噸鈾礦。

中國(guó)政府的近期規(guī)劃是：到2020年，每年核發(fā)電能力，從目前的8700兆瓦，增加到4萬兆瓦。

這意味著，到2020年，中國(guó)將增建30座核電廠。提升能源戰(zhàn)略加拿大的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中：能源的比重不斷增加。2004財(cái)年，能源的出口比重是15.8%。2005財(cái)年，能源占出口總額的19.2%；能源戰(zhàn)略提升在國(guó)際政治中帶來更多主動(dòng)權(quán)。比如，2005年10月，加拿大前任總理馬丁，即曾以停止輸出石油為威脅，逼迫美國(guó)取消對(duì)加拿大木材征收懲罰性關(guān)稅。2005年4月，中海油集團(tuán)斥資1.22億美元，收購了加拿大MEG能源公司17%的股權(quán)。預(yù)計(jì)到2008年，其阿爾伯塔北部油田的油砂中，將能提取出2.5萬桶原油。政府開發(fā)各種清潔能源?！盁o論能源或電力的發(fā)展，都要本著對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)的態(tài)度。加中將加強(qiáng)清潔能源科技方面的合作?！笔澜绺鲊?guó)核電機(jī)組對(duì)照表截至2002年12月31日)中國(guó)核電站建造歷程秦山核電站大亞灣核電站恰?，敽穗娬厩厣胶穗姸趲X澳核電站秦山核電三期秦山核電站工程建設(shè)情況秦山核電站是我國(guó)第一座核電站地處浙江省海鹽縣，位于杭州灣畔。我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站，由秦山核電公司負(fù)責(zé)運(yùn)行管理。我國(guó)成為繼美、英、法、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第七個(gè)能夠自行設(shè)計(jì)、建造核電站的國(guó)家。秦山核電站工程建設(shè)的主要里程碑目標(biāo)為：1、1981年11月14日，國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)建設(shè)300MW核電站；

2、1982年04月，選定300MW核電站廠址為浙江省海鹽縣秦山；

3、1984年02月24日，國(guó)家批準(zhǔn)秦山核電廠擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)；

4、1985年3月20日,秦山核電站澆灌核島底板第一罐混凝土，主體工程全面開工建設(shè)；

5、1989年4月，秦山核電站接受IAEA的PRE-OSART檢查；

6、1990年11月，秦山核電站主回路系統(tǒng)水壓強(qiáng)度試驗(yàn)；

7、1991年8月8日秦山核電站反應(yīng)堆首次裝料；

8、1991年10月31日，秦山核電站反應(yīng)堆首次臨界；

9、1991年12月15日，秦山核電站首次并網(wǎng)發(fā)電；

10、1992年7月，秦山核電站首次達(dá)100%額定功率運(yùn)行；

11、1994年4月，秦山核電站投入商業(yè)運(yùn)行；

12、1995年7月，秦山核電站通過國(guó)家竣工驗(yàn)收?！扒厣?0萬千瓦核電廠設(shè)計(jì)與建設(shè)”獲得了1997年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)！大亞灣核電站是改革開放的產(chǎn)物，是現(xiàn)代企業(yè)制度的有益嘗試。大亞灣核電站是我國(guó)大陸首座大型商用核電站。模式：“借貸建設(shè)、售電還貸、合資經(jīng)營(yíng)”。位于深圳，總投資46億美元，其中70%銷往香港，30%銷往廣東。1982年12月,國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)建設(shè)大亞灣核電站；1994年2月5日，大亞灣核電站1號(hào)機(jī)組建成投入商業(yè)運(yùn)行；1994年5月6日，大亞灣核電站2號(hào)機(jī)組建成投入商業(yè)運(yùn)行。第二節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的效益一、社會(huì)效益；二、經(jīng)濟(jì)效益；三、生態(tài)效益。一、社會(huì)效益定義：通常指農(nóng)業(yè)在滿足人類社會(huì)最基本需求的效果，這些基本需求包括食物，衣著，燃料，住房和就業(yè)機(jī)會(huì)。這決定了農(nóng)業(yè)在社會(huì)穩(wěn)定中的基礎(chǔ)地位。1.農(nóng)業(yè)就業(yè)與人口城市化城市化(urbanization)—通常是指農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)化為城市人口的過程。其表現(xiàn)為：

空間上城市規(guī)模的擴(kuò)大

數(shù)量上農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)非農(nóng)業(yè)人口

質(zhì)量上城市居民生活方式的現(xiàn)代化農(nóng)村剩余勞動(dòng)力出路有兩條：一、為城市所吸收，加速城市化；二、在農(nóng)村內(nèi)部吸收。農(nóng)村剩余勞動(dòng)力在農(nóng)村內(nèi)部吸收辦法：1.擴(kuò)大耕地，提高單產(chǎn)，增加勞動(dòng)力密集型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目（如養(yǎng)蠶，養(yǎng)蜂，園藝），發(fā)展第一產(chǎn)業(yè)。2.發(fā)展農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)和農(nóng)村工業(yè)，如釀造，編織，小水電等第二產(chǎn)業(yè)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)（如廣東）；3.發(fā)展農(nóng)村商業(yè)，運(yùn)輸，服務(wù)，教育，文化，體育，衛(wèi)生等第三產(chǎn)業(yè)。國(guó)際和國(guó)內(nèi)城市化（urbanization）進(jìn)展加快表現(xiàn)為兩種形式：一是城市數(shù)目增多；二是城市規(guī)模擴(kuò)大。城市化率：1800年：2.4%；1925年：21%；1950年：29.2%；1990年：42.6%；2000年：50%；發(fā)達(dá)國(guó)家有近75%的人口生活在城市。世界20座超千萬城市世界上70億人口中有32億居住在城市，這個(gè)數(shù)字到2030年估計(jì)會(huì)增加到50億，占61％。大城市排名：1.日本東京（3530萬）；2.墨西哥城（1920萬）；3.美國(guó)紐約（1850萬）；4.印度孟買（1830萬）；5.巴西圣保羅（1830萬）上海和北京分列第10位和第18位。中國(guó)城鎮(zhèn)化水平變化圖（1953-2000年）中國(guó)城市化進(jìn)程堅(jiān)持大中小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展撤縣設(shè)市2002年：走中國(guó)特色城鎮(zhèn)化道路2010年：百萬人口以上城市達(dá)到125個(gè)左右200萬以上的特大城市達(dá)50個(gè)左右2010年中國(guó)城鎮(zhèn)人口近6.66億，城鎮(zhèn)化率49.68%城鎮(zhèn)戶籍人口增加：1600萬～1200萬/年2011年農(nóng)民數(shù)量：近5億2030年預(yù)測(cè)：2.6億～3.5億。農(nóng)村人口向城市轉(zhuǎn)移遵循兩條原則：一、轉(zhuǎn)移的僅僅是剩余勞動(dòng)力而不是必要?jiǎng)趧?dòng)力，否則這種轉(zhuǎn)移會(huì)引起農(nóng)業(yè)的衰退；二、轉(zhuǎn)移量與城市就業(yè)機(jī)會(huì)的增加相匹配，否則轉(zhuǎn)移人口只不過從農(nóng)業(yè)剩余勞動(dòng)力變成城市失業(yè)人口。對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展無好處，反而會(huì)造成城市的住房，交通，衛(wèi)生治安等問題。2.大食物概念與人類營(yíng)養(yǎng)人類的食物需求基本來源于農(nóng)業(yè)。（1）食物能；（2）食物蛋白質(zhì)；（3）食物脂肪；（4）食物維生素；（5）各類礦物營(yíng)養(yǎng)。3.農(nóng)產(chǎn)品代用品與農(nóng)業(yè)的社會(huì)效益農(nóng)產(chǎn)品代用品的出現(xiàn)，并不能降低農(nóng)產(chǎn)品的重要地位，其原因包括：1.大多數(shù)的食物，飲料和藥用植物未找到工業(yè)替代品；2.某些代用品性能比不上農(nóng)產(chǎn)品。如棉麻；3.某些代用品的價(jià)格昂貴，價(jià)格上無法競(jìng)爭(zhēng)；4.消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求習(xí)慣難以改變5.代用品受能源與資源短缺的限制，不易大規(guī)模生產(chǎn)。4.農(nóng)業(yè)的收成與社會(huì)穩(wěn)定農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，體現(xiàn)在以下三方面：一、農(nóng)業(yè)是人類營(yíng)養(yǎng)的主要來源；二、農(nóng)業(yè)為輕工業(yè)的發(fā)展提供了原料（棉麻）三、農(nóng)業(yè)為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展積累了大量的資金。（工農(nóng)業(yè)剪刀差）二、農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益定義：指農(nóng)業(yè)在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的效果，包括勞動(dòng)者通過農(nóng)產(chǎn)品交換后獲得的可用于擴(kuò)大再生產(chǎn)和改善生活的利潤(rùn)。農(nóng)業(yè)效益常用產(chǎn)出與投入的比值來度量。產(chǎn)投比值越大，經(jīng)濟(jì)效益越好，反之，比值越小，經(jīng)濟(jì)效益越差。1.物質(zhì)投入的收益遞減規(guī)律定義：資源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的某一必要資源的輸入量從零開始不斷增加，開始時(shí)系統(tǒng)的輸出量增加很快，當(dāng)輸入量達(dá)到一定水平后，輸出量增加的速率逐步減慢，停止，甚至出現(xiàn)負(fù)值，這種現(xiàn)象稱為收益遞減。這種現(xiàn)象在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，成為一種規(guī)律，稱為收益遞減規(guī)律。圖6-10收益遞減規(guī)律示意圖表現(xiàn)形式：1.單位土地的收入隨成本上升而增加，成本上升到一定程度后，收入的增加不顯著；2.初級(jí)生產(chǎn)與光照強(qiáng)度，肥料的輸入量之間也存在收益遞減關(guān)系；3.次級(jí)生產(chǎn)中，飼料輸入量與畜禽增重量之間也存在著收益遞減關(guān)系。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，一種限制因子逐步補(bǔ)解除，另一些限制因子逐步顯現(xiàn)的結(jié)果。（A,B,C,D），A變化，A過量等情況。系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整也能延緩收益遞減現(xiàn)象的出現(xiàn)，有利于提高資源的轉(zhuǎn)化效率。獲最高能量物質(zhì)產(chǎn)出的資源投入水平往往比獲得最高經(jīng)濟(jì)收益所需要的資源投入水平要高。應(yīng)用邊際效益分析方法，確定最佳資源投入和收益水平。2.資源間的相互替代的效益人力畜力可被機(jī)械替代生物燃料如柴薪，沼氣可以被電，石油替代有機(jī)能和復(fù)合能的替代。三、生態(tài)效益農(nóng)業(yè)的生態(tài)效益定義：指農(nóng)業(yè)在保護(hù)和增殖資源，改進(jìn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量方面的效果，也就是與人類農(nóng)業(yè)活動(dòng)相聯(lián)系的生態(tài)環(huán)境狀況的改善而使生產(chǎn)成果增加或減少的表現(xiàn)。正負(fù)效益?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)面臨的世界性問題1.水土流失的原因與控制；2.沙漠化的治理；3.土壤鹽堿化的綜合防治（1）水土流失的狀況我國(guó)是世界上水土流失最嚴(yán)重的國(guó)家之一，幾乎存在于所有流域。黃土高原、長(zhǎng)江流域、珠江流域的土壤侵蝕面積不斷增加，甚至東北號(hào)稱“谷倉”的黑土地帶水土流失也以驚人的速度發(fā)展。全國(guó)的流失面積達(dá)367萬km2，占國(guó)土面積的38.2%，且每年以1000km2的速度增加。每年流失土壤50億噸，相當(dāng)于年平均刮去1cm厚的表土，隨表土帶走的N、P、K為4000萬噸，相當(dāng)于年化肥施入量的2倍，導(dǎo)致土壤貧瘠化十分嚴(yán)重。（2）水土流失的原因水土流失是人為因素和自然因素綜合作用的結(jié)果，是人口、資源環(huán)境、社會(huì)疊加效應(yīng)的反映。地形復(fù)雜，山地、高原、丘陵占國(guó)土面積69%；大部分地區(qū)降雨集中，雨水的沖刷強(qiáng)度大；森林覆蓋率低，且分布不均勻；迫于人口壓力大肆開墾土地，特別是坡耕地。自然因素為內(nèi)因，人類活動(dòng)是外因，而人口的增加和人類活動(dòng)則是主要原因。（3）水土流失的危害土壤表土中所含養(yǎng)分流失，造成土壤貧瘠；水域下游泥土淤積，阻塞航道、水庫；造成流失區(qū)農(nóng)民的貧困。（4）水土流失的防治水土流失的治理必須從流域生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化的角度出發(fā)，將生物、工程和農(nóng)業(yè)措施相結(jié)合，以流域?yàn)閱挝弧?yīng)用生態(tài)工程原理、實(shí)行山、水、田、林和路綜合與連續(xù)治理。水土保持的耕作技術(shù)措施：主要改變水土流失坡地的地面微環(huán)境，增加地面覆蓋，減少水土流失。如：等高種植、溝壟種植、間混套作、少耕免耕等。梯田工程：坡地退耕還林還草。2.沙漠化沙漠化的原因及控制荒漠化是指包括氣候變異和人類活動(dòng)在內(nèi)的各因素造成干旱地區(qū)的土壤退化。是人類面臨的十大全球性的生態(tài)環(huán)境問題之一。（1）世界沙漠化狀況全世界近100個(gè)國(guó)的10億人口受到越來越多的沙漠化的威脅，沙漠化面積45.6×106km2（全球陸地面積為149×106km2），且每年以5.7萬hm2的速度擴(kuò)大，直接經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)420億美元。（2）我國(guó)沙漠化狀況我國(guó)沙漠化面積占27.3%。面積較大；分布較廣；危害嚴(yán)重。遍及13個(gè)省市區(qū)，年經(jīng)濟(jì)損失為541億元。（3）沙