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农田生态系统的恢复重建

具体表现:大力进行农田基本建设,发展灌溉,增施肥料,改造中 低产田,采用农业新技术,推广优良品种,实行机械化作业等。集 约农业的发展程度主要取决于社会生产力和科学技术的发展水平, 也受自然条件、经济基础、劳动力数量和素质的影响。


三、全球农田生态系统的概况

2. 退化农田生态系统的特征 1、生物多样性降低——生物活性物质减少或消失、生物 种群数量下降; 2、耕地面积锐减——城市化和工业化的发展; 3、农田肥力下降,土壤板结——土壤有机质含量下降、 养分含量降低;耕作强度高 , 单一种植; 4、农田盐碱化——不合理的耕作灌溉,大水漫灌 , 有灌 无排;


短 简单
同时发生 未成熟(早期演替)
长 复杂
季节性发生 成熟的
生境不均匀性
物 候
成熟程度
Part
03
全球农田生态 系统的概况
三、全球农田生态系统的概况

(一)面积分布
12 10 8 6 4 2 0
亚洲:约占全球农田生态系统总面积的28% 欧洲和俄罗斯:约占20% 大洋洲、中美洲和加勒比海地区:约2%
二、农田生态系统的功能和特征
就业机会:食物生产雇佣了 13 亿人, 每年大约获得1.3万亿的经济收入。 生 态 服 务 碳储存:在所有的陆地生态系统中, 农业生态系统储存了 18-24% 的碳汇, 大部分储存在土壤中。
生物多样性:农业生态系统包含 7000 多种作物资源。
二、农田生态系统的功能和特征
1、可持续农业的特点: 发达国家:食物生产以质量目标为主,是一种农业现代化后的思路。

发展中国家:更多地集中于数量增长,希望提高发展,以求解决温 饱,所追求的是以发展为主要目标,同时兼顾环境保护的策略。
共同点:合理开发资源和保护环境,促进农业可持续发展。

四、农业生态系统的持续发展

(二)发达国家的可持续农业 有机农业:强调尽量减少食用农场以外的物质投 入,并完全停用各种化学合成物,通过生物手 段提高农业生产。产量低,需投入,30年代。
Part
02
农田生态系统 的功能和特征
二、农田生态系统的功能和特征

(一)功能

1. 三大基本功能
物质循环 nutrient cycle 基本 功能 能力流动 energy flow 信息传递 information transfer 水循环,气体循环,沉积型循环 食物链
光作用 ,声波、磁场、辐射
主要组分: 农业生物

要素
主要目标: 以农业生产为主(受人类调控) 主要对象: 主要农作物

所属关系: 以人类对生态系统的干扰程度为依据:半人工生态系统 以环境性质为依据:
陆地生态系统
一、农田生态系统概述

(二)组成和结构 1. 组成
农田生 态系统
生物
环境
生产者
消费者
分解者
太阳辐射能
1 2
3
4
滴灌、渗灌
生物防治
5
6 7
改善作物栽培环境的技术体系 农林复合种植,立体种植,保护种植, 设施农业
提高光合作用效率的技术体系 高光效育种,二氧化碳补给,C4植物
生态林营造技术和观光林建设技术体系
四、农业生态系统的持续发展
8
畜禽优良品种的繁育、原有品 种的改良和提纯复壮技术体系 畜牧、水产、食用菌的废弃物 综合利用污染控制技术体系 健康食品生产技术体系 农产品保鲜、加工技术体系 生态环境保护和资源 高效利用技术体系 农业信息化技术体系
中 国 生 态 农 业
生态系统水平
景观水平
小流域景观系统
区域水平
生态村、生态县、 区域农业生态建设
按空间尺度分类的生态农业
四、农业生态系统的持续发展

2、中国生态农业技术支撑体系 高效耕作栽培技术体系 土壤管理技术体系 水管理技术体系 病虫害综合技术体系 轮作,间作,免耕,水土保持耕作 有机肥、生物固氮
目前,集约化农业生产也使农业生态系统的生物多样性显著减少, 用现代高产的单一作物类型代替传统的多样化作物类型,严重威胁 到农业生态系统的可持续发展。


三、全球农田生态系统的概况

集约化农业:是农业中的一种经营方式。是把一定数量的劳动力和 生产资料,集中投入较少的土地上,采用集约经营方式进行生产的 农业。同粗放农业相对应,在一定面积的土地上投入较多的生产资 料和劳动,通过应用先进的农业技术措施来增加农业品产量的农业, 称“集约农业”。 目的:是从单位面积的土地上获得更多的农产品,不断提高土地生 产率和劳动生产率。
4、开放性系统; 相似的自然条件下,土地生产力远高于自然生态系统。 5、同时受自然与社会经济“双重”规律的制约; 6、有明显的区域性
二、农田生态系统的功能和特征
特征 净生产力 营养变化 品种多样性 物种多样性 矿物质循环 熵 人为调控 农田生态系统 高 简单 少 少 开放式 高 明显需要 自然生态系统 中等 复杂 多 多 封闭式 低 不需要
及植物体内的迁移与富集,减少对农田生态系统的危害。
三、全球农田生态系统的概况

3、微生物修复 ①微生物改良土壤 ——微生物活性剂(改良土壤,促进作物增产, 提高作物品质,减少农药与化肥用量的功效)。 ②微生物农药。用微生物杀虫剂取代化学农药防治昆虫( 昆虫的病 原体) 和杂草。 ③微生物肥料。通过构建特定微生物与植物的互利共生关系,来改 善植物营养或产生植物生长激素促进植物生长。

1、中国生态农业的基本理念:重视系统整体的功能;强调经济效 益;较为完整的生态过程(副产品,废弃物)
中国的生态农业模式图
四、农业生态系统的持续发展

2、中国生态农业模式


北方“四位一体”生态模式及配套技术;
南方“猪--沼--果”生态模式及配套技术; 设施生态农业模式及配套技术;

观光生态农业模式及配套技术
特征
5、土地污染——①工业污染,②化肥农药超标,③有害 微生物, ④放射性物质,重金属等;
7、农田荒漠化——在人为或自然双重因素作用下导致的 土地质量全面退化和有效经济用地数量减少的过程
三、全球农田生态系统的概况

(三)退化农田生态系统的修复
1、物理修复: 主要采用排土、客土及深翻等方法。当污染物囿于农田地表数厘米 或耕作层时,采用排土( 挖去上层污染土层)、客土( 用非污染客 土覆盖于污染土上) 法,可获理想的修复效果。但此法费时、费工 和费钱,并需丰富的客土来源,排除的污染土壤还要妥善处理,以 防造成二次污染。因此只适用于小面积污染农田。 2、化学修复
农田生态系统的恢复重建
赵 艳 梅 2011年5月11日
C
ONTENTS
目录
01 农田生态系统概述 02 农田生态系统的功能和特征 03 全球农田生态系统的概况 04 发展农业生态系统的持续
Part
01
农田生态系统概述
一、农田生态系统概述
一、农田生态系统概述

(一)概念 经人类有计划、有目的的将自然生态系统逐步改造而成的,带有自 然生态系统某些调整的生态系统。
二、农田生态系统的功能和特征

2. 功能 食物:粮、油、菜、果、瓜等 生产功能 原料:淀粉、饲料、烟、糖等 物质生产
能源:生物质能
支持生命、净化空气 农田生 态系统 生态功能 调节气候、除尘降噪 涵养水源、保持水土 社会稳定 生活功能 农耕文化 田园风光 生态服务
二、农田生态系统的功能和特征
食物:提供人类所需的 94% 的蛋白质 和99%的热能。 物 质 生 产 肉类:全球肉类需求在1982-1994年每 年以 2.9% 增长, 60kg 。人们对蛋白质 摄入的不断增加。 纤维:占农业生产总值的0.03%。

在一定的时空背景下,农田生态系统受自然因素,人为因素或两者 的共同干扰下,某些要素或系统整体发生不利于生物生存和农作物 生产要求的量变和质变,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。 1966-1996年: 全世界的耕地总量增加了约8%;与1961年相比,目 前的农业生态系统对每个人平均多提供了24%的食物。承载压力加 大;

②控制农田的氧化还原状态。大多数重金属形态受氧化还原电位 ( Eh) 影响, ①添加抑制剂。此法能改变有毒物质在土壤中的流向与流强,使其 改变土壤氧化还原条件可减轻重金属危害。研究表明,水稻在抽穗至成熟期, 被淋溶或转化为难溶物质,减少作物的吸收量。 大量无机成分向穗部转移,保持淹水可明显减少水稻籽粒中隔、铅等含量。在 一般施用的抑制剂有石灰、碱性磷酸盐、硅酸盐等,它们可与重金 淹水还原状态下,部分金属可与 H2S形成硫化物沉淀,降低金属活性,减轻其 属 ( 如铅、铬等) 反应生成难溶性化合物们,降低重金属在土壤 污染。
发 达 国 家
持久农业 : 对农业生态系统有意识的设计和维持, 建设包括灌木、草场、森林、农作物、散养家禽 等多种成分的复合生态系统。生态效益好!70年 代。
精准农业:利用现代信息技术、生物统。90年代。
四、农业生态系统的持续发展

(三)中国的生态农业
四、农业生态系统的持续发展

“四位一体”生态模式:在自然调控与人工调控相结合条件下,利 用可再生能源(沼气、太阳能)、保护地“四位一体”生态模式栽培 (大棚蔬菜)、日光温室养猪及厕所等4个因子,通过合理配置形成 以太阳能、沼气为能源,以沼渣、沼液为肥源,实现种植业(蔬菜)、 养殖业(猪、鸡)相结合的能流、物流良性循环系统,这是一种资源 高效利用,综合效益明显的生态农业模式。 运用本模式冬季北方地区室内外温差可达30℃以上,温室内的喜温 果蔬正常生长、畜禽饲养、沼气发酵安全可靠。


优点:充分利用秸秆资源,化害为利,变废为宝,是解决环境污染 的最佳方式,并兼有提供能源与肥料,改善生态环境等综合效益。
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