• 2、现代农林复合系统
研究案例
——哈尔滨
• 哈尔滨市农地现状
• 政府政策——“农田退化土壤综合治理”项目 • 科技研究
哈尔滨农地现状
• 由于自然因素制约和人为活动破坏，近些年来哈尔滨市农 田土壤退化十分严重，主要存在的主要问题：土壤用养失 调,理化性状恶化(包括容重增加、孔隙减少、结构性变差、 有机质含量下降、有害物质增加等)导致土壤日趋板结、 耕性变差、肥力下降、抗御旱涝能力下降，生态环境日趋 恶化，直接的结果导致作物产量下降,白然灾害频繁发生。 目前,哈尔滨市农田土壤面积：2566万亩(包括八区十一县)， 占全省的17%，其中旱地约占市耕地80%，易涝面积490万 亩。粮食产量约占全省的25%，其中哈尔滨市退化土壤面 积占耕地总面积的65%，平均粮食产量在4500公斤/公顷以 下，其中包括积涝干旱型、痔薄型、缺水型、积涝水田型、 水土流失坡耕地型、盐碱、风沙型，这些退化土壤严重影 响了哈尔滨市粮食产量，同时也是哈尔滨市粮食增产最大 的潜力所在。
农田退化现状及措施
——以哈尔滨市为例
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退化生态系统 农田生态系统 中国农地退化现状 国内外研究概况 农田退化防治措施 案例——哈尔滨 结语
退化生态系统
• 退化生态系统指在一定的时空背景下，生 态系统受自然因素，人为因素或两者的共 同干扰下，使生态系统的某些要素或系统 整体发生不利于生物和人类生存要求的量 变和质变，系统的结构和功能发生与原有 的平衡状态或进化方向相反的位移。 • 退化原因包括：植被的破坏与减少 、侵蚀、 荒漠化、石漠化、土壤贫Biblioteka 化、污染等农田退化防治措施
• 土地资源开发布局利用合理化，强调可持续发 展的生态规划，加强农村聚落生态规划、建设、 管理 • 强化农民生态意识，农田周围建立缓冲林区选 择适合的耕作方式、顺序，采用合理的灌溉方 式，合理施用化肥农药等 • 创新管理机制提高治理成效，完善相应法律法 规制度 • 科学技术开发研究，退化农田生态恢复技术 （种植业生态工程）的应用
退化农田生态系统的 基本属性
• • • • • 生物种群结构退化 环境质量退化 生产力低下 可持续性不强 管理不善
（综合指标体系评估诊断）
中国农地退化的基本态势
截止二十世纪末期
• (1)水土流失。我国是世界上水土流失严重的国家之一, 全国水土流失面积达3.67*106km2,占国土面积的38.2%。 更为甚者,水土流失每年还在以10 000km2的速度递增。 从建国到20世纪90年代,水土流失使得中国累计减少耕 地2.66*106hm2,每年平均6*104hm2以上,每年流失土壤约 5.0*108t,直接经济损失约100亿元。 • (2)土壤荒漠化。我国荒漠化土壤主要分布在西北、华北 中温带与暖温带的干旱、半干旱和有季节性干旱的半湿 润区。全国已经荒漠化的土地面积达8.37*105km2,占国 土面积的8.7%;已经荒漠化的土地和易受荒漠化影响的土 地合计达2.25*106km2,占国土面积的23.4%。在20世纪 50~70年代,我国荒漠化土地平均每年扩大1 560km2;进入 80年代,平均每年增加2 100km2;而目前荒漠化土地则以 每年2 460km2的速度发展。
种植业生态工程设计流程图
研究区的本底调查
生态系统 社会经济系统 技术系统
项目确定
种植业生态工程评价 种植业生态工程设计 空间结构设计 时间结构设计
效益分析 跟踪调控 目标测定
模式
种植业生态工程的类型
• 农作物系统
• 1、农作物系统
① 间作、套作：适宜的作物搭配，合理的种植结构，采 取适宜的栽培技术； ② 复作 ③ 轮作 ④ 作物布局：作物品种布局，作物种类布局，熟制布局
种植业生态工程
• 种植业生态工程是指人类在同自然合作的 前提下充分利用太阳能和各种自然资源， 栽培各种农作物、药用和观赏植物，生产 食物、饲料、工业原料以及其他产品的技 术与工艺流程。
种植业生态工程设计原则
• 近期效益与远期效益结合，经济效益、生 态效益与社会效益结合 • 时间结构与空间结构结合 • 物质和生物多层次利用 • 扬长避短分步建设 • 注重种群之间的相生相克关系 • 充分发挥边际效应
国内研究概况
• 中国的土壤退化类型复杂多样,针对不同地区不同的土壤 退化类型有相应的治理对策，综合防 • 治土壤退化的对策主要有: • 黄土高原以水土保持为中心,严禁陡坡开垦种植,大力种 草造林,提高耕地肥力与单产； • 黄淮海平原应提高土壤肥力与复种指数； • 南方丘陵山地在防治水土流失基础上,大力发展经济作物 及果树,实行农、林、牧全面发展； • 北方农牧交错带应禁止盲目毁草造田,采用乔灌相结合、 轮牧等方法培植人下草地,改善自然草地等措施治理风沙, 防止土壤退化； • 热带地区应加强自然保护,禁止盲目毁林造田,注意立体 垂直布局和多种经营；
退化农田生态恢复技术
• 一般程序包括：研究、分析、实验、土壤 与作物品种改良、污染控制等 • 修复方法包括：物理、化学、生物修复 • 工程措施主要有：农田基本设施建设、土 壤改良与培肥工程、农田污染预防与修复 工程、灾害防治工程等。 • 防止农田退化的可持续农业——生态农业 （菲律宾的玛雅农场）
• （详见课本P 137-155）
中国农地退化的基本态势
截止二十世纪末期
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(5)土壤污染。随着城市化、工业化以及化学农业的发展,土壤中有 害元素的含量也不断增加,土壤性质恶化,污染严重。目前,受农药 严重污染的面积超过1.6*107hm2,加上工业和乡镇企业污染的面积 合计达2.19*107hm2。 (6)粗放经营。长期以来对土地重用轻养或只种不养,特别是耕作粗 放、广种薄收、掠夺式经营土地的地区,土壤肥力明显下降。从第 二次全国土壤普查的1 403个县的汇总资料来看:土壤有机质含量 低于0.6%的耕地占10.6%;耕地总面积的52.6%缺磷,23%缺钾,14%磷、 钾皆缺。 (7)非农业建设用地滥占浪费。20世纪80~90年代,因城镇面积急剧 扩大而致使耕地锐减的问题日益突出。1996年全国城市用地面积 比1978年扩大了94.5%,1996年建制镇用地面积比1985年扩大了 30.9%。一部分耕地被征用以后的浪费现象严重,仅1997年全国闲 置未用的非农业用地就有1.17*105hm2。
农田生态系统
• 农田生态系统是人工建立的生态系统，其 主要特点是人的作用非常关键，人们种植 的各种农作物是这一生态系统的主要成员。 农田中的动植物种类较少，群落的结构单 一。人们必须不断地从事播种、施肥、灌 溉、除草和治虫等活动，才能够使农田生 态系统朝着对人有益的方向发展。因此， 可以说农田生态系统是在一定程度上受人 工控制的生态系统。一旦人的作用消失， 农田生态系统就会很快退化；占优势地位 的作物就会被杂草和其他植物所取代。
治理意义
• 如果加大对退化土壤改造的力度,尤其是加 强退化土壤综合治理的研究,改善土壤障碍 因子,有的放矢地实施有效措施,通过农业的 配套技术和技术的集成应用,将会使粮食产 量在现有基础上大幅度提高,年增产粮豆4.8 亿公斤“实现以粮食为主农业综合生产力 的稳定增长,达到哈尔滨市农业可持续发展 的目标,为国家的粮食安全起到稳压器的作 用”。
中国农地退化的基本态势
截止二十世纪末期
• (3)土壤盐渍化、潜育化。我国盐渍土总面积约为 8.18*107hm2,占国土面积的8.5%,另外还有潜在盐渍土 1.73*107hm2。盐渍土地主要呈斑点状分布于中国北方 内陆河流流域以及沿海地带;次生盐渍土通常发生于农 业灌溉地区,特别是西北干旱区绿洲灌区和北方半湿润的 平原灌区,共计6.3*104hm2。此外,南方还有潜育化水稻 土4.2*106hm2。 • (4)土壤酸化。1993年酸雨面积达2. 80*106hm2；受害地 区从80年代仅限于广东、广西、四川盆地和贵州大部分 地区为中心的华南、西南酸雨区向以长沙、南昌为中心 的华中酸雨区和以厦门、上海为中心的华东沿海酸雨区 以及以青岛为中心的北方酸雨区扩展。目前酸雨影响面 积已占我国国土面积的25%。在几个重酸雨区,酸化土壤 面积约为2.0*106hm2。
国外研究概况
• 国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展: • l)从土壤退化的内在动因和外部影响因子(包括自然和社会经济因素)的 综合角度,研究十壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系; • 2)从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手,研究土壤退化 的过程与本质及机理; • 3)从历史的角度出发,结合定位动态监测,研究各类土壤退化的演变过程 及发展趋向和速率,并对其进行模拟和预测; • 4)侧重人类活动(特别是土地利用方式和土壤经营管理措施)对土壤退 化和土壤质量影响的研究,并将土壤退化的理论研究与退化土壤的治理 和开发相结合,进行土地更新技术和土壤生态功能保护的试验示范和推 广; • 5)注重传统技术(野外调查、田间试验、盆栽试验、实验室分析测试、 定位观测试验等)与高新技术(遥感、地理信息系统、地面定位系统、 模拟仿真!专家系统等)的结合; • 6)从社会经济学角度研究土壤退化对土壤质量及其生产力的影响。
农地退化
• 农地退化是指在人类经济活动和某些不利自然 因素的综合作用下,农用土地生态平衡遭到破 坏,土壤质量变劣、再生能力衰退、可塑性变 差、承载力变弱的动态过程,农地退化具有质 和量的双重涵义。因此,所有导致农地环境质 量和数量下降的现象和过程都属于农地退化。 从这个角度考虑,农地退化主要包括土壤侵蚀 (在湿润地区主要表现为水土流失、在干旱地 区主要表现为土壤荒漠化)、盐渍化和次生盐 渍化、潜育化和次生潜育化、土壤酸化、土壤 污染、非农业建设滥占浪费、粗放经营等。
农田生态系统特点
• • • • • 目的性 开放性 高效性 易变性 脆弱性与依赖性
农田生态系统
• 农田是陆地生态系统中较为重要的生态系 统之一,它与森林、草地、湿地等生态系统 一样,对人类的生存环境产生着重要影响。 但是,与其它生态系统不同,农田生态系统在 人类活动的强烈干预下,具备了许多特殊的 功能,如兼具正负双重环境效应等。