农业可持续发展理论和实践-2.pdf
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1、 一.世界农业的概况(二)第二章 20世纪全球性农业思潮 一.世界农业的概况(一).20世纪世界农业最重大的成就之一是多养活了45亿 人口世界人口开始史无前例地加速增长,1850年为125亿,1900年达16亿,2000年更猛增至613亿。与此同时,农业 开始经历空前的大变革,生产力不断大幅提高,反映在谷物 生产总量的年均增长率(195),在1950年以后一直高于人 口的平均增长率(18)。全世界之所以还有约84亿饥饿和 营养不良人口。并非是供应总量不够。而更多的是购买能力 和购买途径方面的问题。世界粮食市场价格自1950年以来一直稳定地下降,客观 地反映了粮食的供求关系。美国、欧盟各国近一二
2、十年来一 直在对粮食、畜产品实行限产,大片农田在政府补贴下休耕 或转为生态用地。图表标题y=2E-08e0.011xR2=0.96480102030405060701800190020002100人口:亿指数(人口:亿)当前,世界食物生产已形成了这样的基本格局:一是以发达国家(日本除外)特别是美国、欧盟各国、加拿大、澳大利 亚等为核心,加上巴西和阿根廷这两个土地资源丰富、人口相对 较少的发展中国家,成为农产品的垄断性出口集团。全世界每年 约25亿吨的粮、豆。以及近2 000万吨的肉类,绝大部分出自它 们。二是中国、印度、孟加拉、巴基斯坦等一批人口众多的发展中国 家,已经程度不同地实现了农产品的
3、基本自给或略有余。三是一大批发展中国家,有的是本国食物生产能力还不足,如墨西 哥、印尼和埃及等,有的则主要是靠种植经济作物出口,换取粮 食等,他们都需要进口相当数量的食物。继美国利用其土地资源的巨大优势,从19世纪末起向 欧洲等地大量出口粮、棉,并一直保持农产品出口大国地 位之后,荷兰、以色列荷兰、以色列等高附加值农产品出口强国脱颖而 出。它们的共同特点是:虽然自然资源贫乏,但由于农业 发展战略对头。符合国情且扬长避短。以及充分发挥了农 业教育、研究和推广的巨大作用,因而出现了被国际称颂 的“农业奇迹”。(二).农业科技革命是世界农业大发展的主要推动力1900年以来全球的农用耕地面积只增加了1
4、3,而 农作物的单产水平提高了4倍多,总产量提高了6倍。与此 同时,用于制造化肥、农药、农业机具,以及农机、灌溉 设施运行的商品化能源的投入量。则增加了8倍。这一切 都伴随基于农业科学及技术创新的农业革命(现代与传统 农业的重要区别)。1900年前后的50年里,发生了一系列具有里程碑意义 的重大事件:1900年前后,蒸汽拖拉机出现,其后又演变为功率更 大的柴油拖拉机;1914年 博 施 发明工业合成氨技术,带动了化肥工业 的兴起;1930年前后,单产能够数倍提高的玉米杂交种问世;1940年前后,具有高效杀灭农业害虫的合成农药(如六 六六,DDT)诞生;20世纪40年代起,全世界化肥使用量猛增,
5、出现了高 效的尿素、复合肥等剂型;20世纪60年代培育成功一批半矮秆型、较抗病、耐肥 水、高产的小麦和水稻优良品种(“绿色革命”)。这些重大成果的基础都可以追溯到19世纪中 后期的一系列突破性的基础理论和发现。其中 包括:达尔文的自然选择达尔文的自然选择和生物进化理论与孟德 尔和摩尔根孟德 尔和摩尔根遗传学理论及其推动下的现代育种技 术和种子产业:巴斯德巴斯德的微生物致病机理的发 现,奠定了现代动、植物保护的基础:李比希的 植物矿质营养学说,李比希的 植物矿质营养学说,等等。科学上的这些重大突 破。产生了以现代育种技术和农业化学技术为主 导的第一次农业技术革命,使沉睡千年的古老农 业焕发出勃勃
6、生机。”。马克思曾将达尔文学说称作19世纪的 三大发现之一,将李比希的新农业化 学说成“比所有经济学家加起来还重 要”,把科学看成是“历史的有力杠 杆”发达国家的农业科技革命是从20世纪 二三十年代就开始在悄悄地进行和逐步推 进的。其表现形式是全方位式的革命,即 不但育成和推广了耐高肥、水及需要农药 的高产品种或杂交种;全面实现了机械 化;逐步推行农业的专业化;还建成了高 效的农业教育、科研和推广“三位一体”的体制;多种形式的农民合作经济组织,承担对农民的全方位(技术、信贷、生产资 料、产品销售)服务。使农民的文化、科技 素质不断提高。以英国为例,从1936年开始到20世纪60年 代一举摆脱了
7、农产品长期依赖进口的困境。谷物 自给率1985年已达112,1991年农产品出口额达 21亿美元。以至从80年代后期起,欧共体对英国农 业采取限产的措施。这期间,英国小麦单产水平从 1936年的每公顷22吨提高到1986年的每公顷 65吨,居世界领先水平。又如荷兰,农业科技革 命的特点更多地体现于农产品高附加值的实现和优 质农产品占领国际市场。美国在19世纪后期,以欧洲市场对农产品的巨大需求 为拉力,以本国的农业技术研究和推广以及初步农业机械 化为动力,促成了第一次“农业革命”。在1940年至1971年期间,经历了第二次“农业革 命”,其显著特点是在农业科学和技术各个领域以及农业 教育、推广都
8、已经取得并继续取得重大进展的情况下,通 过综合和系统的途径,对每个州的主要农产品生产进行多 专业、跨学科的技术改造;对农业生产进行了多专业、跨 学科的技术改造,结果是农业劳动生产率提高 l3倍,农业 劳力占总人口的比例从1940年的23.2减至1970年的 487(不包括产前、产后),产量水平大幅度上升。从全球范围看,农业科学技术也是农业革命的最 大推力。1950至1980年,农业取得了突飞猛进的 发展世界粮食单产由每公顷1 000公斤提高到 2 300公斤,年均增长43公斤,是前50年的31 倍。在总结这段农业高速发展时,提出:科技 的贡献率是科技 的贡献率是73,主要技术是良种、化肥、农药
9、和灌溉(四驾马车),主要技术是良种、化肥、农药和灌溉(四驾马车)。(三)农业的高速发展也付出了高昂的代价(即“传统”现代农业的不可持续性)上一次农业革命虽然对20世纪人类社会的发展做 出不可磨灭的贡献,但也产生了一系列的负面影响,遗留下不少有待进一步解决的问题。首先,1.从本质上来说,当前发达国家和一部分发展中国 家集约化农业,由于大量使用化肥、农药、农机、商 品饲料、电力排灌等都属于商品能源的高投入、高 产出模式,因而有“石油农业”之称。当2O世纪70年 代爆发全球性能源危机时。明显暴露了这种发展模式 的脆弱性。2.农业化学品的大量投入,产生了一系列意想不到的 负面效果。例如,曾经被农民欢呼
10、为“神药”的DDT等 合成农药,不但有高效的杀灭农业害虫的作用。也把对 人类有利的、害虫的天敌一扫而光;长期使用化学农 药,诱导病虫害产生抗药性;以致对化学农药的依赖性 越来越大。更成问题的是,不少有机合成农药进入土壤、水体 后很难分解,不但造成严重的环境污染,还进入生态系 统的食物链,最终危及人类的键康。2.1 有毒物质在食物链上的富集 3.高度机械化促成的单一 作、连作,诱发土壤侵 蚀,以及因灌溉不当引起 大量土地盐溃化。土地沙漠化土地盐碱化我们还不得不承认,农业区的土壤退化和 沙化已经是北方沙漠 化的重要成因。图中 的石头表面以上是以 前的农业区土壤表面 位置,经过30多年,可以明显看出
11、被风刮 走的土壤层深达3 米。根据2002年中国人类发展报告,我国东北的黑土层估计 会在50年内消失。黑龙江和吉林是我国重要的谷物生产基地,总 面积为117800平方公里,每年产大约1000万吨日用谷物。该地 区的水土流失已经威胁到38%的总土地面积,每年上层土壤平均 流失0.3-1厘米。50年代,黑土层深度为60-70厘米,现在一半以 上已经消失。黑土层完全流失的地方,土地的生产力已大部分丧 失。据估计,以现在的土壤流失速度,半个世纪内,农场的现存 黑土层将完全流失。由于天然肥力降低,估计每年造成的经济损 失在5千万到1亿美元。另外还导致生态恶化和更频繁的洪水、干 旱和沙尘暴。北方的农田是沙
12、尘的重 要来源 4 生态环境代价主要表现在生物多样性减退、农业化学造 成的中毒(据世界卫生组织wHo估计,全球每年因剧毒农 药中毒的人数达300万,死亡人数2万)。以及污染、气候变化等。农业投入资源的效率也十分 低下,当前的化肥使用量比1950年增加了10倍,但粮食 产量仅增加了3倍;农药的使用量增加了17倍但收获量 的损失率仍然与50年前相当。大量的河流、湖泊和湿地成 为过剩农业养分与外溢的贮存场所,富营养化加速了水体 中的水华的发生和珊瑚礁的毁灭。农业大量使用水资源。目前,占全球总作物面积17的农田生产出食物总量的40,但至少已有10的谷物产量是靠地下水“透支”而维 持的,且灌溉用水正面临
13、着工业和城市用水日益强大的竞 争。4.1 化肥及农药量 4.2 水体富营养化 4.3 生物多样性生物多样性的定义 生物多 样性(biodiversity)是生物与环境 形成的生态复合体以及与此相 关的各种生态过程的总和。它 包括数以百万计的动物,植 物,动物、微生物和他们所拥 有的基因以及他们与生存环境 形成的复杂的生态系统:因 此,生物多样性是一个内涵十 分广泛的重要概念,包括多个 层次或水平:。其中,研究较 多,意义重大的主要有基因多 样性、物种多样性、生态系统 多样性3个层次。(1)遗传多样性(2)物种多样性(3)生态系统多样性 4.3 .1 (1)遗传多样性。遗传多样性是指种内基因的变
14、化,包括种内显著不同的 种群间和同一种群内的遗传变异,亦称为基因多样性。种 内的多样性是物种以上各水平多样性的最重要来源。遗传 变异、生活史特点、种群动态及其遗传结构等决定或影响 着一个物种与其他物种及其环境相互作用的方式。而且,种内的多样性是一个物种对人为干扰进行成功反应的决定 因素。种内的遗传变异程度也决定其进化的潜势。而且,种内的多样性是一个物种对人为干扰进行成功反应的决定 因素。种内的遗传变异程度也决定其进化的潜势。中国水稻 五级 分类法 4.3.2 物种多样性物种多样性是指物种水平的生物多样性,是从分类学、系统学和生物地理学角度研究一定区域内物种的状况。物种 多样性的现状(包括受威胁
15、现状),物种多样性的形成、演化 及维持机制等是物种多样性的主要研究内容。物种水平的生物多样性编目即物种多样性编目是一项艰 巨而又急待加强的课题,是了解物种多样性现状包括受威胁 现状及特有程度等的最有效的。途径。目前,地球上的物种 估计其变化幅度为500万3 000万种,也有人估计变幅在 200万1亿种之间。目前已定名或描述的物种数目也不十分 清楚,一种说法为140万种,一种说法为170万种。此外,物 种的濒危状况、灭绝速率及原因,生物区系的特有性,如何 对物种进行有效地保护与持续利用等都是物种多样性研究的 内容 4.3.3 生态系统多样性。生态系统多样性是指生 物圈内生境、生物群落和生态过程的
16、多样化以及 生态系统内生境差异、生态过程变化的惊人的多 样性。此处的生境主要是指无机环境,如地貌、气候、土壤、水文等。生境的多样性是生物群落 多样性甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样性主要指群落的组成、结构和动 态(包括演替和波动)方面的多样化。4.3.2生物多样性的价值生物多样性也就是生物资源,有的生物已被人们作为资 源所利用,另有更多生物,人们尚未知其利用价值,是一种 潜在的生物资源。生物多样性的价值往往不被人们所重视,一般人们利用生物资源时,没有经过市场流通而直接被消 费,只是取而用之而已。因此,必须设计一种评价方法来计 算生物多样性对国民经济的贡献,这样才能引起人们对生
17、物 多样性保护的重视。(1)生物多样性的直接价食物:生物多样性为人类提供了基本食物,全世界估计 有8万余种陆生植物,而现在仅有150余种被大面积种植作 为食品,世界上90食物来源于20个物种目前人类所需的粮食的75是来自小麦、水稻、玉 米、马铃薯、大麦、甘薯和木薯7种作物。前3种又占总产 量的70以上。各种家禽、家畜、鱼类、海产为人类提供 必要的蛋白质,各种蔬菜、水果、菌类均为人类日常生活 所必需。随着人口增长、人民生活改善,需要大力发展粮 食作物和各类经济植物,开发新的食品和改良作物及家 畜、家禽和鱼类等的品种,更是势在必行。无论是作物还是家畜等品种的改良,都 需要抗性强的野生种或野生亲缘种
18、与他们杂 交,以提高其抗病性和抗逆性药材:中国有记载的药用植物约有5 000种,常用的约 有1 000种。世界卫生组织统计表明,发展中国家有80 的人口依靠传统的药物进行治疗,发达国家有40的药物 来源于自然资源,或依靠从大自然发现的化合物进行化学 合成。相当多的动物已经作为主要的药物,如水蛭素是珍贵 的抗凝剂,蜂毒治疗关节炎,某些毒蛇能控制高血压。动 物对医药业发展的另一重要贡献是作为医药研究的实验动 物,如猴类对小儿麻痹疫苗研制起过重要作用。已知和待 开发的各种实验动物,对人类医疗事业将起到不可估量的 作用。微生物:微生物与人类生活 和健康关系极为密切,目前 开发利用的微生物仅是很少 一部
19、分,尚有更多微生物种 有待研究和开发。我国是栽 培大型真菌的大国早就应 用茯苓、猴头、灵芝、冬虫 夏草等人药。抗生素就是由 微生物产生的疫苗,在医药 上起到不可估量的作用。此 外微生物还可以用来大规模 生产酶制剂、有机溶剂、酒 及酒精、氨基酸、维生素、菌肥等等。木材:此外生物多样性还为人类提供多种多样的工 业原料,如木材、纤维、橡胶、造纸原料、天然淀粉、油 脂等等。甚至煤、原油、天然气也都是由森林储藏了几百 万年前的太阳能所供给。现代工业生产还需要开发更多可 更新的生物资源,以提供各种工业生产中必需的原材料和 新型的能源。()生物多样性的间接价值。生物资源的间接价值是与生 态系统功能有关,它并
20、不表现在国家的核算体制上,但它 们的价值可能大大超过直接价值,而且直接价值常常源于 间接价值。因为收获的动、植物物种,必须有它们的生存 环境,它们是生态系统的组成成分。没有消费和生产使用 价值的物种,可能在生态系统中起着重要作用,并供养那 些有使用和消费价值的物种。生物多样性的间接价值也可 看作环境资源的价值,其意义可归纳为以下几个方面。能量固定。植物通过光合作用固定太阳能,使光能通 过绿色植物进入食物链,为所有物种包括人类提供生命维 持系统。调节气候。生态系统对大气候及局部气候均有调节作 用,包括对温度、降水和气流的影响。稳定水文。在集水区内发育良好的植被具有调节径流 的作用。植物根系深入土
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