農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的功能物流

第五章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的功能物流§1生物地化循環(huán)的概念生物地化循環(huán)生物地化循環(huán)的特點(diǎn)生物地化循環(huán)的類型生物地化循環(huán)(biogeochemicalcycle)礦物元素在生態(tài)系統(tǒng)之間的輸入和輸出，它們?cè)诖髿馊Α⑺?、巖圈之間以及生物間的流動(dòng)和交換稱生物地(球)化(學(xué))循環(huán)，即物質(zhì)循環(huán)(cyclingofmaterial)。生物地化循環(huán)的特點(diǎn)①物質(zhì)循環(huán)不同于能量流動(dòng)，后者在生態(tài)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)是循環(huán)的；②生物地化循環(huán)可以用庫和流通率兩個(gè)概念來描述。庫是由存在于生態(tài)系統(tǒng)某些生物或非生物成分中一定數(shù)量的某種化學(xué)物質(zhì)所構(gòu)成的，可分為貯存庫和交換庫。前者的特點(diǎn)是庫容量大，元素在庫中滯留的時(shí)間長(zhǎng)，流動(dòng)速率小，多屬于非生物成分；交換庫則容量較小，元素滯留的時(shí)間短，流速較大。物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)單位面積(或單位體積)和單位時(shí)間的移動(dòng)量稱流通率。③生物地化循環(huán)在受人類干擾以前一般是處于一種穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。④元素和難分解的化合物常發(fā)生生物積累、生物濃縮和生物放大現(xiàn)象。生物地化循環(huán)的類型水循環(huán)氣體型循環(huán)沉積型循環(huán)§2水循環(huán)(aquaticcycle)水循環(huán)的意義：水是所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的介質(zhì)；水對(duì)物質(zhì)是很好的溶劑；水是地質(zhì)變化的動(dòng)因之一。水循環(huán)的途徑人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響：空氣污染和降水；改變地面，增加徑流；過度利用地下水；水的再分布。海水用作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水對(duì)承受著巨大人口壓力而擁有18000km漫長(zhǎng)海岸線和20779km2沿海灘涂的我國,發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)意義可想而知。海水農(nóng)業(yè)指在沿海鹽堿荒地或內(nèi)陸鹽堿地上,種植能用海水直接澆灌的鹽生、有經(jīng)濟(jì)價(jià)值作物的農(nóng)業(yè)。海水農(nóng)業(yè)開辟了擴(kuò)大直接利用海水的領(lǐng)域,已作為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的一個(gè)新分支正在興起,是人類面臨自然災(zāi)害、生態(tài)環(huán)境惡化的合理選擇與有效對(duì)策,也是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域令人注目的發(fā)展方向。海水灌溉農(nóng)業(yè)相當(dāng)于“海水灌溉耐鹽作物業(yè)”,包括需要人工增水的濱海濕地的海洋林業(yè)。從大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)看,海水農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)分支;而海水灌溉農(nóng)業(yè)又是海水農(nóng)業(yè)的分支。海水灌溉農(nóng)業(yè)不但區(qū)別于一般陸地農(nóng)業(yè),而且區(qū)別于其他海水農(nóng)業(yè)。海水灌溉農(nóng)業(yè)它區(qū)別于其他海水農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)有兩點(diǎn):①海水灌溉農(nóng)業(yè)是用海水或者與淡水混合的水進(jìn)行灌溉。世界上的植物能與海水相容的很多,由于地球上的海水是淡水的近百倍,海水植物的數(shù)量應(yīng)該超過淡水植物。但大多數(shù)海水植物直接生活在海水環(huán)境中,如海帶等藻類,紅樹林等木本植物,它們無須人工灌溉。灌溉是指通過渠道和管道把水引進(jìn)田間以滿足作物對(duì)水需求的生產(chǎn)活動(dòng),包括地面灌溉、地下灌溉和空中灌溉——噴灌、滴灌、人工降雨等。目前需要和能夠用海水灌溉的植物只是植物王國的極小部分。②海水灌溉農(nóng)業(yè)的生物資源可以是海中植物,也可以是陸上植物,追求的目標(biāo)是用海水灌溉陸上植物。因此,簡(jiǎn)單定義:“海水灌溉農(nóng)業(yè)是以海水資源、沿海灘涂資源和耐鹽植物為勞動(dòng)對(duì)象的特殊農(nóng)業(yè)。”海水灌溉農(nóng)業(yè)明顯的特點(diǎn)是海陸兩大地理單元的資源交叉組合。陸地農(nóng)業(yè)的水、土、苗是陸地體系的:海洋農(nóng)業(yè)中的海藻種植、紅樹林栽培，水、土、苗是純海洋的;而海水灌溉農(nóng)業(yè)中的水、土是海洋的,植物卻是陸生的。這種資源體系的二元化是海水灌溉農(nóng)業(yè)本質(zhì)的特征，體現(xiàn)海水灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水、產(chǎn)品獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn),直接制約著產(chǎn)業(yè)分布,限制在沿海岸線的狹長(zhǎng)地帶,土地高程一般不高于海平面。中國發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的重要性人均土地資源和淡水日益缺乏,海水灌溉農(nóng)業(yè)是合理選擇巨大生態(tài)環(huán)境價(jià)值,決定海水灌溉農(nóng)業(yè)的地位獨(dú)特產(chǎn)品使海水灌溉農(nóng)業(yè)具有獨(dú)特經(jīng)濟(jì)價(jià)值海水灌溉農(nóng)業(yè)的成功有可能為內(nèi)陸鹽堿地農(nóng)業(yè)利用開辟道路自1985年以來,中國大陸每年凈增人口1500～1800萬,而耕地面積僅占大陸國土的14%,人均耕地不及世界平均數(shù)據(jù)的1/2,全國有666個(gè)縣人均耕地低于聯(lián)合國食物和農(nóng)業(yè)組織確定的2警戒線。耕地的質(zhì)量不高,分布在平原、盆地的僅占34%。

人均土地資源和淡水日益缺乏,海水灌溉農(nóng)業(yè)

是合理選擇

中國人食物主體是糧食,人均占有量只有400kg,全國還有6000萬人口沒有完全脫貧。農(nóng)業(yè)是用水大戶,約占用水總量的70%,但我國還有61%的耕地沒有水資源保證。因此,一個(gè)擁有大量閑置灘涂和海水的國家選擇海水灌溉農(nóng)業(yè)是合乎邏輯的。巨大的生態(tài)環(huán)境價(jià)值,決定了海水灌溉農(nóng)業(yè)的地位沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,土地鹽堿化、風(fēng)沙化嚴(yán)重。原因是地下水位高,礦化度大,隨土地毛細(xì)管蒸發(fā),水變成蒸汽,而把鹽堿留在地表。如果改地下水地表蒸發(fā)為通過植物葉片蒸騰,地下水中的鹽分就積聚不到地面上來,耐鹽作物植被覆蓋了地面,抑制了風(fēng)沙,腐敗的枝葉和根部微生物活動(dòng)還會(huì)提高土壤肥力。有些耐鹽植物如大米草、互花米草等,具有良好的消浪、促淤、護(hù)灘作用。江蘇大米草種植兩年,使草叢灘面抬高10cm。射陽縣進(jìn)行互花米草保灘護(hù)岸生態(tài)工程試驗(yàn),20km海岸每年可節(jié)約護(hù)岸工程費(fèi)用200多萬元。獨(dú)特產(chǎn)品使海水灌溉農(nóng)業(yè)具有獨(dú)特經(jīng)濟(jì)價(jià)值耐鹽作物多數(shù)品種是陸地農(nóng)業(yè)沒有,即便與陸地共有品種性狀也有較大區(qū)別,所以有獨(dú)特使用價(jià)值。山東師大李法曾教授研究,中國耐鹽植物經(jīng)濟(jì)價(jià)值有8大類型:①藥用76種,如補(bǔ)血草、枸杞、甘草、水麥冬等;②牧草29種,如濱麥、海邊香豌豆、苜蓿等;油脂類19種,如堿蓬、野大豆、月見草等;③鞣料類16種,如海蓮、紅樹、海桑等;纖維類20種,如蘆葦、篩草、羅布麻等;④芳香油類10種,如海州蒿、薄荷等;⑤食物類26種,如大葉藻、珊瑚菜、地瓜苗、沙棗、海菖蒲等;⑥綠化、⑦建材及⑧薪炭類27種,如大米草、蘆葦、檉柳、紅樹、鹽樺、海芒果等。亞利桑那州立大學(xué)塔可遜環(huán)境研究實(shí)驗(yàn)室,從800種耐鹽植物中篩選出一種海蓬子,可用海水灌溉和漫灌,其種籽含油量占重量的30%,油中含有73%的亞油酸,優(yōu)于大豆,具有食用、藥用價(jià)值,油餅還富含40%的蛋白質(zhì),是高營(yíng)養(yǎng)飼料。海水灌溉農(nóng)業(yè)的成功有可能為內(nèi)陸鹽堿地的農(nóng)業(yè)利用開辟道路除沿海灘涂,我國還有約3.7×107hm2的內(nèi)陸鹽堿荒地,包括咸水湖周邊的灘涂。若解決海水灌溉關(guān)鍵技術(shù)和農(nóng)藝問題,尤其培育出優(yōu)良抗鹽作物,就有可能給內(nèi)陸鹽堿荒地農(nóng)業(yè)利用提供啟發(fā)和某些通用技術(shù)?；蛟S這種連帶的、擴(kuò)展的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)價(jià)值更為可觀,有可能為國家扶貧大業(yè)做出意外的貢獻(xiàn)。中國發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的可行性資源豐富技術(shù)問題已初步解決資源豐富海水灌溉農(nóng)業(yè)必需的自然資源包括海水、灘涂和耐鹽植物,這在我國都不缺乏。我國有大陸岸線18000km,海島岸線14000km,沿海灘涂2077900hm2,由于入海江河攜帶大量泥沙,河口灘涂還以每年～3.0×104hm2的速度繼續(xù)淤長(zhǎng)。

根據(jù)其對(duì)過量鹽類適應(yīng)特點(diǎn)分為：①聚鹽性植物,如海蓬子、海岸燈心草②泌鹽性植物,如檉柳、大米草;③不透鹽或抗鹽植物等。鹽生植物即是具有適應(yīng)鹽化生境形態(tài)和特性的植物區(qū)系：

根據(jù)其生境特點(diǎn)分為：①沉水類即直接生活于海水中的,如大葉藻屬、喜鹽草屬;②濕生類即生于海岸灘涂的,如紅樹林、水麥冬等;③旱生類即生于鹽堿土地的,如假木賊屬、豬毛菜屬等。山東師大生物系多年調(diào)查,確定我國有鹽生植物424種,隸屬于66科200屬。細(xì)胞工程和基因工程培育耐海水和高度耐鹽的農(nóng)作物新品種利用植物離體培養(yǎng)技術(shù),中國、印度和菲律賓的科學(xué)家分離獲得耐高濃度鹽的水稻突變體。中科院植物所通過細(xì)胞工程技術(shù),篩選培育出可用1/3甚至1/2海水澆灌的蔬菜10余種。海南大學(xué)林棲鳳研究小組較早開展海洋植物抗逆基因研究,將紅樹中的抗鹽DNA導(dǎo)入豇豆、番茄和辣椒等蔬菜品種中,獲得耐鹽性較強(qiáng),能用海水灌溉的材料。滲透調(diào)節(jié)作為一種植物耐鹽機(jī)制已被公認(rèn)；代謝改造以提高這些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的生物合成水平是耐鹽基因工程的首選策略。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如脯氨酸、甜菜堿、甘油、山梨醇、甘露醇、肌醇及其衍生物。鹽生植物山菠菜耐鹽的相關(guān)基因——甜菜堿醛脫氫酶(BADH)ｃDNA最早被Weretilnyk和Hanson克隆,后來又相繼從甜菜、大麥、大腸桿菌、高粱、水稻中克隆出BADH基因。目前BADH基因已經(jīng)轉(zhuǎn)入煙草、草莓、水稻、小麥、豆瓣菜中,轉(zhuǎn)基因植物的耐鹽水平有不同程度的提高。Tarczynski等將大腸桿菌1-磷酸甘露醇脫氫酶基因(ｍtlD)轉(zhuǎn)化煙草,煙草獲得了合成和積累甘露醇的能力,轉(zhuǎn)基因煙草表現(xiàn)出強(qiáng)的耐鹽性。劉俊君等克隆了大腸桿菌的ｍtlD基因和gutD基因，獲得分別表達(dá)ｍtlD和gutＤ基因的單價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草,首次證實(shí)gutＤ基因的表達(dá)能顯著提高轉(zhuǎn)基因煙草的耐鹽性。他們將ｍtlD基因和gutＤ基因構(gòu)建在同一表達(dá)載體中,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化煙草,發(fā)現(xiàn)雙價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草比單價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草的耐鹽性強(qiáng)。中科院遺傳所已獲得轉(zhuǎn)ｍtlD和gutＤ基因的耐鹽草莓,轉(zhuǎn)基因草莓可在0.4%～0.8%鹽中生長(zhǎng)。中科院海洋所邢軍武經(jīng)多年觀察、試驗(yàn),篩選并成功培育出一種可在鹽堿環(huán)境灌溉海水的堿蓬品種,種子含油30%,不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的91.8%,人體必需脂肪酸占80%,可用于生產(chǎn)蔬菜、食用油和保健品。中科院植物所對(duì)芹菜、青菜、葉用甜菜、甘藍(lán)、豆瓣菜、番茄、菠菜等18種蔬菜的300個(gè)材料進(jìn)行大規(guī)模種質(zhì)資源篩選,從芹菜、葉用甜菜等植物中篩選出20多個(gè)能耐1%NaCl或1/3海水鹽度的蔬菜品系,產(chǎn)量達(dá)到淡水水培的80%～90%,其中芹菜的一個(gè)品系可在1/2海水中正常生長(zhǎng)。耐鹽植物的綜合開發(fā)沿海灘涂種植耐鹽(海水)植物主要用于生產(chǎn)蔬菜、油料及飼料等(表3-14),目前尚處于試驗(yàn)示范階段,應(yīng)進(jìn)一步加快產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的進(jìn)程。

堿蓬:營(yíng)養(yǎng)成分全,鮮嫩莖葉蛋白質(zhì)含量占干物質(zhì)40%,與大豆相似,且莖葉中含有大量人體必需的氨基酸、維生素、胡蘿卜素以及Ca、P、Fe、Cu、Zn、Mn、Se等微量元素,許多指標(biāo)高于螺旋藻。鮮嫩莖葉有特異海鮮味,口感好,可作為保健蔬菜。我國沿海居民早有食用堿蓬葉的,近年來堿蓬葉出現(xiàn)在高級(jí)宴席上,干燥堿蓬葉可制成小包裝進(jìn)入市場(chǎng)。三角葉濱藜:具有低脂肪和高維生素Ｃ的特點(diǎn),微量元素Fe、Mn、Zn、Cu含量豐富。對(duì)該物種引種的生態(tài)學(xué)、毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值測(cè)試和應(yīng)用的研究表明該植物葉無毒可食,口感好(與菠菜、莧菜類似),烹調(diào)中葉綠素不易分解。北美海蓬子:A．北美海蓬子生物學(xué)特性北美海蓬子(SalicorniaBigeloviiTorr.)隸屬于藜科(Chenopodiaceae)鹽角草屬(Salicornia),該屬在全世界大約有50多個(gè)種。北美海蓬子生長(zhǎng)于北美溫帶及亞熱帶地區(qū)的海濱及內(nèi)陸鹽沼中,為一年生雙子葉草本植物。北美海蓬子經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值北美海蓬子可做油料作物(種子與餅粕)、飼料作物(地上部生物量)、蔬菜作物(嫩枝嫩莖)、生物能源作物(燃料)和環(huán)境改良作物(覆蓋地表、養(yǎng)殖廢水處理)等。目前,北美海蓬子已形成了商業(yè)化生產(chǎn),其主要產(chǎn)品有油脂與蔬菜。海蓬子嫩枝嫩莖部分是一道鮮美多汁、咸咸脆脆的綠色時(shí)令蔬菜,也可作為色拉腌菜。北美海蓬子嫩尖富含維生素Ａ、C和礦質(zhì)元素如Na、K、Ca、Mg以及多種人體所必需的微量元素如I、Fe、Cu、Zn、Mn等。北美海蓬子青嫩時(shí),其肉質(zhì)梗和籽莢是綠色美味的蔬菜。在歐洲特別是法國和英國,當(dāng)?shù)鼐用窳?xí)慣在海蓬子營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期(大約5～7月)將其嫩莖部分從野外采回,或作色拉,或做腌菜。國際海蓬子公司與名廚合作,已經(jīng)研發(fā)出10多種不同風(fēng)格的海蓬子菜譜以及罐頭制品。此外,海蓬子嫩尖組織中的皂角甙對(duì)于降低血管壁上膽固醇的活性具有明顯作用。在歐洲,海蓬子被用作治療肥胖癥的傳統(tǒng)草藥。海蓬子本身微咸,烹調(diào)時(shí)不用加鹽,鮮嫩可口,別有風(fēng)味。北美海蓬子種子中的含油量高達(dá)29%,油脂中不飽和脂肪酸含量高達(dá)90%,而其中人體所必需的亞油酸含量就達(dá)74%,是一種優(yōu)質(zhì)食用油脂。據(jù)測(cè)定不飽和脂肪酸含量在900g/kg,其中亞油酸含量達(dá)700g/kg以上,α亞麻酸60g/kg左右；油酸約110g/kg。亞油酸和α亞麻酸都是人類生長(zhǎng)發(fā)育的必需脂肪酸,具有降低血脂、防治動(dòng)脈粥樣硬化、提高視力、增強(qiáng)智力等功能，因此海蓬子籽油均為營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的營(yíng)養(yǎng)保健油。榨油后的餅粕含粗蛋白43.5%,粗纖維7.6%,灰分8.7%,是優(yōu)良的蛋白飼料。海蓬子餅粕中的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子為皂角甙(30g/kg),皂角甙味苦,也影響海蓬子餅的動(dòng)物適口性。Glenn等的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在海蓬子餅中添加1%的膽固醇,可以有效地去除皂角甙抗?fàn)I養(yǎng)效應(yīng)。此外,榨油制餅的子粒先用1%的NaOH溶液浸洗,也可收到同樣的脫毒效果。合理調(diào)節(jié)海蓬子餅在動(dòng)物飼料中的添加劑量,也是控制皂角甙抗?fàn)I養(yǎng)效應(yīng)的一種有效方法。2003年印度中央食鹽與海洋化學(xué)研究所最近從古吉拉特邦沿海一帶生長(zhǎng)的植物海蓬子中，成功地提煉出營(yíng)養(yǎng)豐富的食用鹽。據(jù)稱，這是世界上首次從植物中提煉出食用鹽。這種獨(dú)特的植物鹽富含鉀、鈣、鎂、鐵等微量元素，加工過程中無需添加任何化學(xué)物質(zhì)，因此堪稱“天然營(yíng)養(yǎng)鹽”。

海蓬子作為高產(chǎn)油料作物已經(jīng)被我國列入國家海洋“863”計(jì)劃?，F(xiàn)在國際市場(chǎng)價(jià)是每磅8美元，國內(nèi)每公斤7元，有很好的社會(huì)效益和生態(tài)效益前景。目前欄沖村已成功引種了10余公頃海蓬子，畝產(chǎn)最高可達(dá)2800公斤。2003年6月廣西壯族自治區(qū)防城港市港口區(qū)光坡鎮(zhèn)欄沖村利用低產(chǎn)舊鹽田引種的海蓬子遠(yuǎn)銷上海等地，嘗到甜頭的農(nóng)民喜上眉梢。④蔬菜：海南大學(xué)林棲鳳教授等,以鹽生植物為供體,蔬菜為受體,運(yùn)用花粉管通道技術(shù),將海岸耐鹽植物紅樹林DNA導(dǎo)入普通茄子、辣椒,獲得了耐鹽能力明顯增強(qiáng)的后代。其三為溫室氣體的作用④元素和難分解的化合物常發(fā)生生物積累、生物濃縮和生物放大現(xiàn)象。④芳香油類10種,如海州蒿、薄荷等;7%,是優(yōu)良的蛋白飼料。③鞣料類16種,如海蓮、紅樹、海桑等;纖維類20種,如蘆葦、篩草、羅布麻等;海水灌溉農(nóng)業(yè)必需的自然資源包括海水、灘涂和耐鹽植物,這在我國都不缺乏。自1985年以來,中國大陸每年凈增人口1500～1800萬,而耕地面積僅占大陸國土的14%,人均耕地不及世界平均數(shù)據(jù)的1/2,全國有666個(gè)縣人均耕地低于聯(lián)合國食物和農(nóng)業(yè)組織確定的2警戒線。水是所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的介質(zhì)；耕地的質(zhì)量不高,分布在平原、盆地的僅占34%。劉俊君等克隆了大腸桿菌的ｍtlD基因和gutD基因，獲得分別表達(dá)ｍtlD和gutＤ基因的單價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草,首次證實(shí)gutＤ基因的表達(dá)能顯著提高轉(zhuǎn)基因煙草的耐鹽性。④芳香油類10種,如海州蒿、薄荷等;（2）農(nóng)藥對(duì)水體的污染滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如脯氨酸、甜菜堿、甘油、山梨醇、甘露醇、肌醇及其衍生物。中國人食物主體是糧食,人均占有量只有400kg,全國還有6000萬人口沒有完全脫貧。70,基本合理;氮、磷、鉀盈余率分別為34.海水灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的限制因素主觀需求不足。沙特政府在第6個(gè)發(fā)展計(jì)劃中把“海水用于農(nóng)業(yè)”放在國民經(jīng)濟(jì)技術(shù)的重要位置。中國雖面臨12億人口壓力,但內(nèi)陸農(nóng)業(yè)還有潛力,近年糧食形勢(shì)好轉(zhuǎn),不搞海水灌溉農(nóng)業(yè)仍然過得去,愿望不那么強(qiáng)烈；海水灌溉農(nóng)業(yè)不是“短平快”,試驗(yàn)周期可能很長(zhǎng),結(jié)果沒把握。資源匹配條件嚴(yán)格中國雖有海水、灘涂、鹽生植物,但不是天然協(xié)調(diào)組合。對(duì)某一地區(qū),有海水不一定有灘涂;有灘涂不都用于搞海水灌溉農(nóng)業(yè)；有海水和灘涂,不一定有適宜的作物品種,因?yàn)槟望}和抗鹽植物品種,耐鹽程度、生長(zhǎng)氣候條件等,有很大差別。用海水漫灌引起土壤嚴(yán)重鹽漬化必須選擇能灌能排的地方種植,并要求有廉價(jià)高效的防滲漏措施?！?氣體型循環(huán)(gaseouscycle)氧循環(huán)碳循環(huán)氮循環(huán)在距離地球表面15-25公里的高空，因受太陽紫外線照射的緣故，形成了包圍在地球外圍空間的臭氧層，這臭氧層正是人類賴以生存的保護(hù)傘。臭氧有極強(qiáng)的氧化性，少量的臭氧會(huì)使人感到精神振奮；但過強(qiáng)的氧化性也使其具有殺傷作用CFCl3+紫外線→自由氯原子（Cl）

Cl+O3→ClO+O2ClO+O→Cl+O2

其一為保護(hù)作用其二為加熱作用其三為溫室氣體的作用紫外線又分為長(zhǎng)波、中波、短波紫外線，長(zhǎng)波紫外線能夠殺菌。但是波長(zhǎng)為200～315納米的中短波紫外線對(duì)人體和生物有害碳循環(huán)(carboncycle)化泥碳煤大氣中CO2CO2碳化作用石油水生植物光合作用腐爛燃料呼吸作用光合作用腐爛擴(kuò)散巖石圈和化石燃料大氣圈庫、水圈庫和生物庫三高農(nóng)業(yè)(高產(chǎn)量、高質(zhì)量、高效益)生態(tài)農(nóng)業(yè)即生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)

生物措施(如：植樹、種草、增種綠肥等)，工程措施(如：大江大河治理，在坡耕地上修水平梯田等)，耕作栽培措施(如：合理輪作、深松少耕、橫坡打攏、秸稈還田、增施農(nóng)肥等)Tarczynski等將大腸桿菌1-磷酸甘露醇脫氫酶基因(ｍtlD)轉(zhuǎn)化煙草,煙草獲得了合成和積累甘露醇的能力,轉(zhuǎn)基因煙草表現(xiàn)出強(qiáng)的耐鹽性。人和生物既可直接受到環(huán)境放射源危害，也可因食物鏈帶來的放射性污染而間接受害。什么是一次污染物、二次污染物？CFCl3+紫外線→自由氯原子（Cl）7×107hm2的內(nèi)陸鹽堿荒地,包括咸水湖周邊的灘涂。8%,人體必需脂肪酸占80%,可用于生產(chǎn)蔬菜、食用油和保健品。他們將ｍtlD基因和gutＤ基因構(gòu)建在同一表達(dá)載體中,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化煙草,發(fā)現(xiàn)雙價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草比單價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草的耐鹽性強(qiáng)。因此,一個(gè)擁有大量閑置灘涂和海水的國家選擇海水灌溉農(nóng)業(yè)是合乎邏輯的。什么是一次污染物、二次污染物？沉積物（CaSO4,FeS2）目前需要和能夠用海水灌溉的植物只是植物王國的極小部分。中科院植物所通過細(xì)胞工程技術(shù),篩選培育出可用1/3甚至1/2海水澆灌的蔬菜10余種。這種資源體系的二元化是海水灌溉農(nóng)業(yè)本質(zhì)的特征，體現(xiàn)海水灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水、產(chǎn)品獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn),直接制約著產(chǎn)業(yè)分布,限制在沿海岸線的狹長(zhǎng)地帶,土地高程一般不高于海平面。這種疾病常呈區(qū)域性，故稱“地方病”。亞油酸和α亞麻酸都是人類生長(zhǎng)發(fā)育的必需脂肪酸,具有降低血脂、防治動(dòng)脈粥樣硬化、提高視力、增強(qiáng)智力等功能，苜蓿根瘤菌——苜蓿、草木樨三葉草根瘤菌——三葉草豌豆根瘤菌——豌豆、蠶豆菜豆根瘤菌——菜豆紫云英根瘤菌——紫云英大豆根瘤菌——大豆豇豆根瘤菌——豇豆、花生、綠豆、赤豆、檉麻、扁豆、刀豆§4沉積型循環(huán)(sedimentarycycle)磷循環(huán)硫循環(huán)磷循環(huán)（phosphoruscycle）沉積型循環(huán)沉積物中的磷（約為土壤和海洋中千倍以上）陸地海洋死有機(jī)物土壤中的無機(jī)磷活有機(jī)物死有機(jī)物深海的磷活有機(jī)物捕魚鳥糞懸浮在水中隨河水帶走攝取排泄死亡下,沉分解沉積溶解于水上升風(fēng)化開采攝取排泄死亡上涌硫循環(huán)（sulfurcycle）陸地海洋沉積物（CaSO4,FeS2）溶解的SO42-SO2H2SSCaSO4FeS2死有機(jī)物活有機(jī)物SO42-降水SO2,SO42-擴(kuò)散海浪SO42-大氣上升，分化SO2FeS2死有機(jī)物活有機(jī)物SO42-H2SS分解化肥工業(yè)SO42-攝取擴(kuò)散火山活動(dòng)H2S,SO2,SO42-植物攝取SO2,SO42-降水SO2,SO42-化石燃燒

SO2H2S,SO2,SO42-碳循環(huán)(carboncycle)什么是一次污染物、二次污染物？農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的積累和分解（1）來源是作物載體（2）有機(jī)氮與無機(jī)氮合理配比農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的積累和分解（1）來源是作物載體（2）有機(jī)氮與無機(jī)氮合理配比（2）農(nóng)藥對(duì)水體的污染§4沉積型循環(huán)(sedimentarycycle)封閉性低于自然生態(tài)系統(tǒng)。如果改地下水地表蒸發(fā)為通過植物葉片蒸騰,地下水中的鹽分就積聚不到地面上來,耐鹽作物植被覆蓋了地面,抑制了風(fēng)沙,腐敗的枝葉和根部微生物活動(dòng)還會(huì)提高土壤肥力。免耕法或其他秸稈還田海蓬子餅粕中的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子為皂角甙(30g/kg),皂角甙味苦,也影響海蓬子餅的動(dòng)物適口性。生態(tài)農(nóng)業(yè)即生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)CFCl3+紫外線→自由氯原子（Cl）山區(qū)少于平原，平原少于沿海，沿海少于海洋。有機(jī)質(zhì)在養(yǎng)分循環(huán)中的作用（1）載體（2）為土壤微生物提供生活物質(zhì)（3）吸附陽離子（4）保蓄水分、抑制有害線蟲繁殖、形成腐殖酸必須選擇能灌能排的地方種植,并要求有廉價(jià)高效的防滲漏措施?！?有毒物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化有毒物質(zhì)的類型有毒物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化有毒物質(zhì)循環(huán)的典型代表----汞循環(huán)有毒物質(zhì)的類型有毒物質(zhì)(toxicsubstance)又稱污染物(pollutant)，按化學(xué)性質(zhì)分兩類。無機(jī)有毒物質(zhì)主要指重金屬、氟化物、和氰化物；有機(jī)有毒物質(zhì)主要有酚類、有機(jī)氯藥等。按污染物的作用分一次污染物和二次污染物。前者由污染源直接排入環(huán)境的，其物理和化學(xué)性狀未發(fā)生變化的污染物，又稱原發(fā)性污染物；后者是由前者轉(zhuǎn)化而成，排入環(huán)境中的一次性污染物在外界因素作用下發(fā)生變化，或與環(huán)境中其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成新的物理化學(xué)性狀的污染物，又稱繼發(fā)性污染物。有毒物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化遷移(transport)是重要的物理過程,包括分散、混合、稀釋和沉降等；轉(zhuǎn)化(transformation)主要是通過氧化、還原、分解和組合等作用，會(huì)發(fā)生物理的化學(xué)的和生物化學(xué)的變化。汞循環(huán)(mercurycycle)火山活動(dòng)化石燃燒

降水揮發(fā)揮發(fā)沉積物農(nóng)田風(fēng)化和淋溶作用農(nóng)藥噴灑徑流(CH3)2HgHg2＋CH3Hg魚水生植物水鳥工廠汞的廢物捕魚由河水帶走(中性pH)(酸性pH)§6放射性核素循環(huán)放射性核素可在多種介質(zhì)中循環(huán)，并能被生物富集。放射性核素通過核試驗(yàn)或核作用物進(jìn)入大氣層，然后，通過降水、塵埃和其他物質(zhì)以原原子狀態(tài)回到地球上。人和生物既可直接受到環(huán)境放射源危害，也可因食物鏈帶來的放射性污染而間接受害。放射性物質(zhì)由食物進(jìn)入人體，隨血液循環(huán)遍布全身，有的放射物質(zhì)在體內(nèi)可存留14年之久。生態(tài)農(nóng)業(yè)即生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)④芳香油類10種,如海州蒿、薄荷等;苜蓿根瘤菌——苜蓿、草木樨這種疾病常呈區(qū)域性，故稱“地方病”。海水農(nóng)業(yè)開辟了擴(kuò)大直接利用海水的領(lǐng)域,已作為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的一個(gè)新分支正在興起,是人類面臨自然災(zāi)害、生態(tài)環(huán)境惡化的合理選擇與有效對(duì)策,也是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域令人注目的發(fā)展方向。海水灌溉農(nóng)業(yè)相當(dāng)于“海水灌溉耐鹽作物業(yè)”,包括需要人工增水的濱海濕地的海洋林業(yè)。海水灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的限制因素根據(jù)其對(duì)過量鹽類適應(yīng)特點(diǎn)分為：沙特政府在第6個(gè)發(fā)展計(jì)劃中把“海水用于農(nóng)業(yè)”放在國民經(jīng)濟(jì)技術(shù)的重要位置。沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,土地鹽堿化、風(fēng)沙化嚴(yán)重。具有低脂肪和高維生素Ｃ的特點(diǎn),微量元素Fe、Mn、Zn、Cu含量豐富。大氣圈庫、水圈庫和生物庫Tarczynski等將大腸桿菌1-磷酸甘露醇脫氫酶基因(ｍtlD)轉(zhuǎn)化煙草,煙草獲得了合成和積累甘露醇的能力,轉(zhuǎn)基因煙草表現(xiàn)出強(qiáng)的耐鹽性。③鞣料類16種,如海蓮、紅樹、海桑等;纖維類20種,如蘆葦、篩草、羅布麻等;2003年6月廣西壯族自治區(qū)防城港市港口區(qū)光坡鎮(zhèn)欄沖村利用低產(chǎn)舊鹽田引種的海蓬子遠(yuǎn)銷上海等地，嘗到甜頭的農(nóng)民喜上眉梢?！?生物地化循環(huán)與人體健康地方病：自然界由于環(huán)境條件的不同，地表元素發(fā)生遷移，常造成一些元素在地表分布的不均。這種生物地化循環(huán)時(shí)常導(dǎo)致某些生態(tài)系統(tǒng)中生命元素含量的異常，或不足，或過剩，從而造成植物、動(dòng)物乃至人類的疾病。這種疾病常呈區(qū)域性，故稱“地方病”。微量元素循環(huán)：地方病大多數(shù)與微量元素有關(guān)。碘的循環(huán)與分布特點(diǎn)：碘由陸地隨水進(jìn)入海洋，由海洋逸出進(jìn)入大氣，再通過降水進(jìn)入陸地，形成一個(gè)大循環(huán)。在生物中，通過海洋、陸地兩個(gè)食物鏈保持碘的生態(tài)平衡。山區(qū)少于平原，平原少于沿海，沿海少于海洋。微量元素與人體健康：碘缺乏：缺碘癥：甲狀腺腫大，智力低下，影響胎兒發(fā)育等。硒缺乏：引起克山病、大骨節(jié)病，也被認(rèn)為是引起癌癥的主要因素。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的養(yǎng)分循環(huán)與平衡農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)的一般模式弗里斯的土壤植物動(dòng)物土壤模式（一）植物庫，家畜庫，土壤庫（二）養(yǎng)分在幾個(gè)庫之間的轉(zhuǎn)移沿一定路線，31條。（三）各種養(yǎng)分元素在各庫之間完成一次循環(huán)所需時(shí)間長(zhǎng)短不一，養(yǎng)分在轉(zhuǎn)移循環(huán)中各作用過程經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)短不一樣。（四）各養(yǎng)分平衡狀態(tài)的把握農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)及特征1.封閉性低于自然生態(tài)系統(tǒng)。2.自我維持能力缺乏，要靠大量投入物質(zhì)才能維持系統(tǒng)的養(yǎng)分平衡。如