《农业生态学》第六章 农业的资源与效益

第六章农业的资源与效益第一节农业的资源第二节农业生态系统的效益第一节农业的资源一.农业资源的概念与分类；二.不可利用资源的开发、利用控制和替代；三、再生资源的利用、保护和增殖。一.农业资源的概念与分类1.资源与农业资源（1）资源定义：又称财源，资财的来源。包括人类需要的一切物质、能量、技术、信息、资金等。包括：a.自然界所赋予的自然资源：

b.人类通过自身劳动提供的资源（2）农业资源定义：从事农业生产或农业经济活动所利用或可以利用的各种资源。农业资源与与农业生产关系密切。如劳动对象：动植物生产资料：土地生产条件：水、热、气2.农业资源的分类根据资源与人的关系可分为：自然资源（Naturalresources)土地气候水生物社会资源

(Socialresources)技术劳力资金信息交通等根据资源再生与增长机理分为：1.可更新资源（再生资源）太阳辐射生物水2.不可更新资源(不可再生资源）燃料金属农业资源自然资源可更新资源与地球起源有关的资源太阳能、水力、风力、大气、全球水资源等与生物过程有关的资源动植物种质资源、土地、肥力资源、森林、草场、渔业资源不可更新资源可部分回收金属矿物、非能源矿物不可回收石油、煤、天然气等化石能源社会资源工业产品资源农机农具化肥农药燃油电力人力资源数量体力智力素质财力资源资金信贷能力信息资源资料、情报获取范围和获取速度农业资源的分类二.不可利用资源的开发,利用控制和替代1.开发利用过程三个阶段：1.受技术制约阶段；2.正反馈时期；3.资源制约阶段。非再生资源开发利用过程中的总量

变化模式石油和煤的开采历史和预测趋势(二)不可再生资源的利用对策:开源节流1.加强替代资源的开发。2.提高资源的利用效率。3.加强象铁、铜这类金属资源的回收和循环利用。三、再生资源的利用、保护和增殖1.利用与危机太阳能、地热能、风能、水能等与地质变化有关，受人类影响较小。森林、草原、动植物、土壤等与生物学过程有关，受人类影响较大。

利用速度大于更新速度森林过伐、草原过牧、鱼类过捕（近海）、物种减少土壤：

水土流失面积占国土面积的38.2%

沙漠化面积占国土面积的27.3%

盐碱化面积占国土面积的3.8%草原沙漠化严重2.再生资源的保护核心：把资源开发利用的速度控制在资源再生能力允许的范围之内。最大持续收获量MSY(Maximumsustainableyield)：指与资源再生能力相应的，能长久维持下去的最大收获量。最适持续收获量OSY(Optimumsustainableyield)：由于生物资源的更新常受环境影响而波动，稳妥的资源收获量应略低于最大持续收获量，这个量称为OSY.（1）直接限制收获量dN/dt=rN(1-N/K)-h

h为限定的收获量当dN/dt=rN(1-N/K)–h=0，处于平衡状态，若h<MSY，则生物种群有两个平衡点（2）限制开发能力dN/dt=rN(1-N/K)-EN其中E为开发能力；EN为收获量当dN/dt=rN(1-N/K)–EN=0，处于平衡状态，平衡点N3*=K(1-E/r)调节开发能力E，可使收获量EN改变。当N3*与N*重合时，开发能力达到最大值(Emax),EmaxN*为最大持续收获量MSY，代入前式得EmaxN*=MSY=rK/4,因N*=K/2，所以Emax=r/2由于OSY<MSY，所以最适开发能力Eopt<Emax再生资源的保护措施（1）直接限制收获量（2）限制开发能力（3）法律上确定资源的归属权或使用权（4）经济杠杆调节（5）人口政策（6）替代资源的开发、利用3.再生资源的增殖（1）森林：封山育林、培植速生丰产林、残林更新和扩建新林（三北防护林、广东绿化）（2）草原：草种改良、人工种植、施肥灌溉、防鼠灭虫等。（3）渔业资源：对捕鱼季节、捕鱼地点和捕鱼工具的限制，放置鱼苗、人工鱼礁等（4）野生动植物：建立自然保护区、开展人工繁殖等。（5）环境净化。污水处理废气回收废弃物再利用岛屿生物学理论岛屿生物学理论（islandbiologytheory）:岛屿面积越小，距离大陆越远，物种数目就越少，说明岛屿面积和隔离在决定物种数目上起重要的作用。S=CAZ，S为物种数，A为生存面积，C为物种分布密度，Z为统计指数。岛屿意味着生境片断化（fragmentation）和隔离（isolation）。MacArthur和Wilson于1967年在普林斯顿大学提出著名的均衡理论（equilibriumtheory）均衡理论：岛屿上物种数目是迁入和消失之间动态平衡的结果。中国核能使用中国14年内将增建30座核电厂,中加能源合作提速

(2006-11-18)加拿大是世界第5大能源供应国。其天然气产量居世界第3位，石油产量居世界第7位，油砂储量居世界第2位。而中国是世界第2大能源消费国，同时也是第2大石油净进口国。“加拿大是安全可靠的能源提供国。而中国的能源需求将非常大。加拿大自然资源部长加里伦：中加合作是天作之合.推动铀贸易

加拿大提供核反应堆：重水反应堆。中国发展核能：偏好于使用轻水反应堆。“中国需要一系列的核反应堆，决定权在中国手中。铀储量：1.澳大利亚：30%；2.哈萨克斯坦：17%3.加拿大：12%。2006年4月，中国总理温家宝在访澳其间，曾与澳大利亚总理霍华德签署两份协议，即《和平利用核能合作协定》、《核材料转让协定》。在今后10年内，中国将从澳国进口约2万吨铀矿。

中国政府的近期规划是：到2020年，每年核发电能力，从目前的8700兆瓦，增加到4万兆瓦。

这意味着，到2020年，中国将增建30座核电厂。提升能源战略加拿大的经济结构中：能源的比重不断增加。2004财年，能源的出口比重是15.8%。2005财年，能源占出口总额的19.2%；能源战略提升在国际政治中带来更多主动权。比如，2005年10月，加拿大前任总理马丁，即曾以停止输出石油为威胁，逼迫美国取消对加拿大木材征收惩罚性关税。2005年4月，中海油集团斥资1.22亿美元，收购了加拿大MEG能源公司17%的股权。预计到2008年，其阿尔伯塔北部油田的油砂中，将能提取出2.5万桶原油。政府开发各种清洁能源。“无论能源或电力的发展，都要本着对环境负责的态度。加中将加强清洁能源科技方面的合作。”世界各国核电机组对照表截至2002年12月31日)中国核电站建造历程秦山核电站大亚湾核电站恰希玛核电站秦山核电二期岭澳核电站秦山核电三期秦山核电站工程建设情况秦山核电站是我国第一座核电站地处浙江省海盐县，位于杭州湾畔。我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站，由秦山核电公司负责运行管理。我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。秦山核电站工程建设的主要里程碑目标为：1、1981年11月14日，国务院正式批准建设300MW核电站；

2、1982年04月，选定300MW核电站厂址为浙江省海盐县秦山；

3、1984年02月24日，国家批准秦山核电厂扩大初步设计；

4、1985年3月20日,秦山核电站浇灌核岛底板第一罐混凝土，主体工程全面开工建设；

5、1989年4月，秦山核电站接受IAEA的PRE-OSART检查；

6、1990年11月，秦山核电站主回路系统水压强度试验；

7、1991年8月8日秦山核电站反应堆首次装料；

8、1991年10月31日，秦山核电站反应堆首次临界；

9、1991年12月15日，秦山核电站首次并网发电；

10、1992年7月，秦山核电站首次达100%额定功率运行；

11、1994年4月，秦山核电站投入商业运行；

12、1995年7月，秦山核电站通过国家竣工验收。“秦山30万千瓦核电厂设计与建设”获得了1997年国家科技进步奖特等奖！大亚湾核电站是改革开放的产物，是现代企业制度的有益尝试。大亚湾核电站是我国大陆首座大型商用核电站。模式：“借贷建设、售电还贷、合资经营”。位于深圳，总投资46亿美元，其中70%销往香港，30%销往广东。1982年12月,国务院批准建设大亚湾核电站；1994年2月5日，大亚湾核电站1号机组建成投入商业运行；1994年5月6日，大亚湾核电站2号机组建成投入商业运行。第二节农业生态系统的效益一、社会效益；二、经济效益；三、生态效益。一、社会效益定义：通常指农业在满足人类社会最基本需求的效果，这些基本需求包括食物，衣着，燃料，住房和就业机会。这决定了农业在社会稳定中的基础地位。1.农业就业与人口城市化城市化(urbanization)—通常是指农业人口转化为城市人口的过程。其表现为：

空间上城市规模的扩大

数量上农业人口转变为城镇非农业人口

质量上城市居民生活方式的现代化农村剩余劳动力出路有两条：一、为城市所吸收，加速城市化；二、在农村内部吸收。农村剩余劳动力在农村内部吸收办法：1.扩大耕地，提高单产，增加劳动力密集型农业生产项目（如养蚕，养蜂，园艺），发展第一产业。2.发展农副产品加工业和农村工业，如酿造，编织，小水电等第二产业。乡镇工业（如广东）；3.发展农村商业，运输，服务，教育，文化，体育，卫生等第三产业。国际和国内城市化（urbanization）进展加快表现为两种形式：一是城市数目增多；二是城市规模扩大。城市化率：1800年：2.4%；1925年：21%；1950年：29.2%；1990年：42.6%；2000年：50%；发达国家有近75%的人口生活在城市。世界20座超千万城市世界上70亿人口中有32亿居住在城市，这个数字到2030年估计会增加到50亿，占61％。大城市排名：1.日本东京（3530万）；2.墨西哥城（1920万）；3.美国纽约（1850万）；4.印度孟买（1830万）；5.巴西圣保罗（1830万）上海和北京分列第10位和第18位。中国城镇化水平变化图（1953-2000年）中国城市化进程坚持大中小城市和小城镇协调发展撤县设市2002年：走中国特色城镇化道路2010年：百万人口以上城市达到125个左右200万以上的特大城市达50个左右2010年中国城镇人口近6.66亿，城镇化率49.68%城镇户籍人口增加：1600万～1200万/年2011年农民数量：近5亿2030年预测：2.6亿～3.5亿。农村人口向城市转移遵循两条原则：一、转移的仅仅是剩余劳动力而不是必要劳动力，否则这种转移会引起农业的衰退；二、转移量与城市就业机会的增加相匹配，否则转移人口只不过从农业剩余劳动力变成城市失业人口。对经济的发展无好处，反而会造成城市的住房，交通，卫生治安等问题。2.大食物概念与人类营养人类的食物需求基本来源于农业。（1）食物能；（2）食物蛋白质；（3）食物脂肪；（4）食物维生素；（5）各类矿物营养。3.农产品代用品与农业的社会效益农产品代用品的出现，并不能降低农产品的重要地位，其原因包括：1.大多数的食物，饮料和药用植物未找到工业替代品；2.某些代用品性能比不上农产品。如棉麻；3.某些代用品的价格昂贵，价格上无法竞争；4.消费者对农产品的需求习惯难以改变5.代用品受能源与资源短缺的限制，不易大规模生产。4.农业的收成与社会稳定农业是国民经济的基础，体现在以下三方面：一、农业是人类营养的主要来源；二、农业为轻工业的发展提供了原料（棉麻）三、农业为我国国民经济的发展积累了大量的资金。（工农业剪刀差）二、农业的经济效益定义：指农业在促进社会经济发展方面的效果，包括劳动者通过农产品交换后获得的可用于扩大再生产和改善生活的利润。农业效益常用产出与投入的比值来度量。产投比值越大，经济效益越好，反之，比值越小，经济效益越差。1.物质投入的收益递减规律定义：资源转换系统的某一必要资源的输入量从零开始不断增加，开始时系统的输出量增加很快，当输入量达到一定水平后，输出量增加的速率逐步减慢，停止，甚至出现负值，这种现象称为收益递减。这种现象在经济系统和生态系统中普遍存在，成为一种规律，称为收益递减规律。图6-10收益递减规律示意图表现形式：1.单位土地的收入随成本上升而增加，成本上升到一定程度后，收入的增加不显著；2.初级生产与光照强度，肥料的输入量之间也存在收益递减关系；3.次级生产中，饲料输入量与畜禽增重量之间也存在着收益递减关系。系统动态变化当内部结构的转换系统中，一种限制因子逐步补解除，另一些限制因子逐步显现的结果。（A,B,C,D），A变化，A过量等情况。系统内部结构的调整也能延缓收益递减现象的出现，有利于提高资源的转化效率。获最高能量物质产出的资源投入水平往往比获得最高经济收益所需要的资源投入水平要高。应用边际效益分析方法，确定最佳资源投入和收益水平。2.资源间的相互替代的效益人力畜力可被机械替代生物燃料如柴薪，沼气可以被电，石油替代有机能和复合能的替代。三、生态效益农业的生态效益定义：指农业在保护和增殖资源，改进生态环境质量方面的效果，也就是与人类农业活动相联系的生态环境状况的改善而使生产成果增加或减少的表现。正负效益。现代农业面临的世界性问题1.水土流失的原因与控制；2.沙漠化的治理；3.土壤盐碱化的综合防治（1）水土流失的状况我国是世界上水土流失最严重的国家之一，几乎存在于所有流域。黄土高原、长江流域、珠江流域的土壤侵蚀面积不断增加，甚至东北号称“谷仓”的黑土地带水土流失也以惊人的速度发展。全国的流失面积达367万km2，占国土面积的38.2%，且每年以1000km2的速度增加。每年流失土壤50亿吨，相当于年平均刮去1cm厚的表土，随表土带走的N、P、K为4000万吨，相当于年化肥施入量的2倍，导致土壤贫瘠化十分严重。（2）水土流失的原因水土流失是人为因素和自然因素综合作用的结果，是人口、资源环境、社会叠加效应的反映。地形复杂，山地、高原、丘陵占国土面积69%；大部分地区降雨集中，雨水的冲刷强度大；森林覆盖率低，且分布不均匀；迫于人口压力大肆开垦土地，特别是坡耕地。自然因素为内因，人类活动是外因，而人口的增加和人类活动则是主要原因。（3）水土流失的危害土壤表土中所含养分流失，造成土壤贫瘠；水域下游泥土淤积，阻塞航道、水库；造成流失区农民的贫困。（4）水土流失的防治水土流失的治理必须从流域生态系统优化的角度出发，将生物、工程和农业措施相结合，以流域为单位、应用生态工程原理、实行山、水、田、林和路综合与连续治理。水土保持的耕作技术措施：主要改变水土流失坡地的地面微环境，增加地面覆盖，减少水土流失。如：等高种植、沟垄种植、间混套作、少耕免耕等。梯田工程：坡地退耕还林还草。2.沙漠化沙漠化的原因及控制荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的各因素造成干旱地区的土壤退化。是人类面临的十大全球性的生态环境问题之一。（1）世界沙漠化状况全世界近100个国的10亿人口受到越来越多的沙漠化的威胁，沙漠化面积45.6×106km2（全球陆地面积为149×106km2），且每年以5.7万hm2的速度扩大，直接经济损失每年高达420亿美元。（2）我国沙漠化状况我国沙漠化面积占27.3%。面积较大；分布较广；危害严重。遍及13个省市区，年经济损失为541亿元。（3）沙