农业生态及环境保护20141210

土壤生态学生态农业与环境保护西北农林科技大学

资源环境学院内容提要1生态农业2绿色食品、有机食品和无公害食品概述3土壤与环境《生态农业与环境保护》讲座主要参考文献毛跟年等编著.环境中有毒有害物质与分析检测[M].

北京：化学工业出版社.

2004生态农业的技术与模式绿色食品有机食品和无公害食品1生态农业1.1农业的几个发展阶段1.2国际可持续农业运动发展趋势

及对中国生态农业发展的启示1.3中国农业发展所面临的生态环境挑战

及优先选择1.4

生态农业的含义1.5生态农业的基本原理1.6我国生态农业模式分类1970年，美国土壤学家威廉姆.阿尔伯卫奇（W.Albreche）首先提出生态农业（ecologicalagriculture）一词。1981年英国农业学家M.Worthington将生态农业名确定义为：生态上能自我维持、低输入、经济上有生命力，在环境、伦理和审美方面可接受的小型农业。生态农业在不同的国家产生的时间不同，名称也多种多样。如肥力农业、腐殖质农业、自然农业、有机农业、生物动力农业、生物农业、生态农业、综合农业、持久农业、生物生态农业、科学生态农业，等等。1.1农业的几个发展阶段原始农业传统农业现代农业刀耕火种金属和木制农具畜力主要动力一整套农业技术循环农业生态农业现代化农业现代农业（石油）综合性多样性高效性持续性1）几个阶段现代化农业

经营市场化作业标准化植保安全化施肥立体化耕作制度化栽培模式化种子产业化农业机械化是现代化农业之本农业科技是现代化农业之根2）传统农业实践的现实意义中国古代用“阴阳五行”、“天人合一”学说解释和处理自然界的奥秘以及人与自然之间的关系。《周易》通过研究生命现象来探讨自然和社会现象，有“有天道焉，有人道焉，有地道焉”的记载。而“金、木、水、火、土”，则反映了古人对自然界组成和自然界各种物质与事物相互之间相生相克关系的认识。关于传统自然观，《道德经》作了具有代表性的表述：“道生一，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为。”其中的“一”就是元气；由元气生出阴阳二气，谓之“一生二”；由阴阳二气化生出天地人，谓之“二生三”；再由天地人化生出万物，谓之“三生万物”。“冲气以为”，就是阴阳二气在运动中的对立统一。长期以来，我国是一个以农桑为主的传统农业国，“靠天吃饭、靠地立身”的思想深深植根于人们的心中。如《荀子.富国》中写到：“上得天时，下得地利，中得人和，则财货浑浑如泉源。”《齐民要术》认为善于耕作表现为因时、因地、因作物制宜，只有顺应天时，估量地力，才有可能“用力少而得谷多”，如果“任情返道”，则只会“劳而无获”。南宋陈旉（fu）（公元1076一1156年）《农书》详细总结了我国南方农民种植水稻以及养蚕、栽桑、养牛等生产技术的丰富经验，并且指出通过合理施肥改良土壤，可使“地力常新壮”。用之得宜，地力常新壮。从传统农业实践启示中获得发展现代生态农业的技术

1.2国际可持续农业运动发展趋势

及对中国生态农业发展的启示注重实践：如美国出现越来越多的可持续农业实践者协会，欧、美日益扩大“有机农产品”、“自然食物”、“绿色农产品”等的开发。加强生态学与经济学等社会科学结合的基础性研究例如：“有害生物综合治理”等。寻求通过实现能兼顾生态、经济和社会三方面效益的“满意”单产或“亚高”单产，而不再是常规的“最高”单产，达到减轻环境压力的途径。探索由常规现代农业向可持续农业过渡的条件，包括“转型期”及“转型成本”。同可持续农业关系密切的新型交叉科学，如环境经济学、资源经济学和生态经济学的研究已较为深入。如提出计量自然和生态系统服务价值的方法论，农、林业对二氧化碳储积、减少温室气体的服务价值及交易，以及农业的生态系统服务功能等概念。一些欧盟国家，尤其荷兰、比利时等国家倡导用跨生态学、经济学和社会学的新方法论解决可持续的土地利用问题。“生态区域途径”方法综合考虑了多种需求及多项限制因子，试图解决发展中国家土地利用方面的重大问题。国际上一些发达国家对农业可持续发展的研究，已经从初期的概念探索阶段进入到实质性推广阶段，其表现出的若干特点，对于中国生态农业的发展，具有重要的启示作用，或者说正是中国生态农业未来发展的重要方向。1.3中国农业发展所面临的生态环境挑战及优先选择1）中国农业发展中的生态环境问题（1）化肥、农药的过量施用导致各种生态灾害猛增氮肥国际上公认的上限（N）225kg/hm2,我国2000年平均每公顷超过400kg,太湖周边地区高达525~600kg/hm2.化肥的过量施用导致了极为严重的环境污染。由于施肥量过大及施肥技术水平较低，化肥的有效利用率极低，导致大部分的化肥通过地下径流或地表径流进入地下水或地表水，造成污染(水体富营养化)。

1991年，中国农药年施用量达25万吨，跃居世界第二位，仅次于美国。而且高毒、高残留的种类仍占相当的比例，这些农药使农产品直接受到污染。另外，一些农药种类因难于分解而易进入地下水体或地下水，造成水体的污染。同时，盲目地大量施用农药，使得农作物病虫的抗药性大幅度上升，只得施用更多的农药来防治病虫害，形成恶性循环。2）农业灌溉用水的大幅度增加导致水资源过量开采

地下水位持续下降，出现许多漏斗区断流3）过度垦荒、乱砍滥伐及超载过牧等导致水土流失及土地荒漠化现象严重重

20世纪年50代，我国共发生5次沙尘暴，60年代8次，70年代13次，80年代14次，90年代发生的沙尘暴高23次。2）生态农业是中国农业可持续发展的必然选择农、林、畜牧、生态、经济等领域的科学家，开始为我国农业的发展做理论上的探索。认为传统农业现代化并不是中国农业所应选择的道路，并为中国的农业的发展指明了方向：中国的农业应该吸收中国传统农业的精华并与现代科学技术相结合，走有中国特色的现代农业之路——生态农业之路。1.4生态农业的含义生态农业：在生态学、经济学、管理学指导下，按照系统工程的方法．运用先进的农业科技和现代管理手段，通过合理配置土地资源、生物资源，利用现代技术建立起来的有利于人类生存和自然环境间相互协调、实现经济效益、生态效益、社会效益的全面提高和协调发展的现代化农业产业经营的模式体系。广义的生态农业是以维护农业生态环境，确保粮食安全，注重环境、经济、社会协调发展为目的的农业发展途径，包括有机农业、绿色农业、白色农业、精确农业、观光旅游、休闲农业等。狭义的生态农业是指依据生态学、经济学、生态经济学和系统工程原理，运用现代科技成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来，以期获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业发展模式。狭义的生态农业要求在系统内必须有物质循环和能量流动，符合生态学和经济学原理，保证资源的可持续利用，同时必须实现3个效益的全面提高。我们通常意义上说的生态农业就是狭义生态农业。中国现代生态农业吸收了传统农业的精华，并融入现代科学技术，以整体、协调、循环、再生为核心，而循环经济的思想更是贯穿于其中。1.5中国生态农业的基本原理1）生态系统的结构优化与稳定平衡原理生态系统的功能和运行与它的结构有密切的关系，结构是否合理、优化，决定了功能的优劣。只有各组分结构协调、合理，才能发挥稳定、持续和高效的功能。2）系统的生态效率原理提高生态农业系统的生态效率的措施多种多样，主要有：一是做好相邻两营养级物种的选配和数量控制，提高营养级物种对低一级营养级的利用效率；二是选择净生长效率高的物种；三是在原有的食物链中增加新的环节，提高能量转化率。3）物质的循环利用原理根据物质在生物圈中具有沿着特定途径，从周围环境到生物体，再从生物体回到周围环境的物质循环规律，充分利用和保护自然的一个重要措施就是使不易循环的物质进入循环，并尽可能增加循环利用的中间环节。4）物种相互作用原理自然生态系统中的各种生物之间存在着各种各样的相互关系（如下表所示），生态农业经营追求的目标就是控制、协调和利用好这些关系，以求获得最大的经济效益和生态效益。相互作用类型对种群的影响相互作用的一般特征作用类型甲种群已种群无影响oo彼此不受影响中性作用竞争--互相抑制，两种群均受伤害负相互作用偏害作用-o甲种受害，乙种无影响寄生+-甲种受益，乙种受害捕食+-甲种捕食受益，乙种被捕食受害偏利+o甲种有利，乙种无影响正相互作用原始合作++互相有利，但不是必然的互利共生++相互作用，相互依赖种间关系的基本类型

正相互作用

概念

举例

偏利作用（commensalism)偏利作用又称单惠共生，是指相互作用的两个种群一方获利，而对另一方则没有什么影响。地衣､苔藓附生在树皮上，乔木为灌木遮荫，鲫鱼附着在鲨鱼､海龟的腹面可获取更多食物。

原始合作(protocoopera-tion)即两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间不存在依赖关系。蟹于腔肠动物的合作，豆科与禾本科作物间作，橡胶与茶树间作，四大家鱼的混养等。

互利共生

(mutualism)互利共生是一种专性的､双方都有利并形成相互依赖和能直接进行物质交流的共生关系。豆科植物和根瘤菌形成的根瘤，鹿､牛､羚羊等反刍动物的瘤胃有高密度的细菌和原生动物种群。正相互作用——举例负相互作用

概念

举例

竞争competition广义的竞争是指两个生物争同一对象而产生的对抗作用。分直接干涉和资源利用型。冰草－雀麦（水）：排挤冰草缅鼠—黑家鼠：缅鼠绝迹原生动物草履虫､微生物拟谷盗

捕食(predacity)捕食是指一个物种的成员取食另一个物种成员的现象。包括动物吃食动物，植食､拟寄生和同中相残。老鹰—兔子兔子—青草（种子､果实）猪笼草—昆虫，瓢虫—蚜虫青蛙—农田害虫

寄生(parasitism)寄生是指一个种（寄生者）寄居于另一种（寄住）的体内或体表，从而摄取寄住的养分以维持生活的现象。寄生者主要有病毒､立克次氏体､细菌､真菌､寄生性动物和少量的种子植物：苜蓿—兔丝子，马—蛔虫负相互作用——举例负相互作用

作用及意义

竞争生态位完全相同的两个物种是不存在的；在一个稳定的群落中，没有任何两个种是直接的竞争者；自然群落个种群在空间､时间和资源利用方面趋向于相互补充，而不是直接的竞争者。因此，具有物种多样性的群落会更有效地利用环境资源，维持较高的生产力，具有较高的稳定性。

捕食①协同进化：捕食在一定程度上提高了被捕食种群的质量，因为被捕食的往往是一些患病的或着遗传特性比较差的个体，从而防止了疾病的传播以及不利遗传因素的延续。

②捕食是影响种群结构的重要过程。

③捕食可以限制种群的分不和数量。在一个稳定的系统中，捕食和被捕者相互制约，保持种群的相对稳定。

寄生由于寄生具有一定的专性，所以寄生者和寄主在共同进化过程中，寄生者对寄主的有害作用有限，且依赖性增强。许多病原菌､列当属､兔丝子属的植物属于全寄生，玄参科的小米科属等等及檀香科的一些植物属半寄生；拟寄生是指昆虫寄生昆虫的现象。负相互作用——作用及意义

化感作用

举例植物与植物之间（草）葡萄冰草受荞麦的强烈抑制，大麻能抑制许多杂草生长，种植芝麻后能显著减少后作的杂草生长；皂角和白蜡树，槭树和苹果树､梨树，洋葱和甜菜，马铃薯和菜豆，豌豆和小麦，玉米和大豆，葡萄和紫罗兰等相互促进。植物与微生物（病）细菌､放线菌､真菌均能使植物致病，其中真菌最为普遍；微生物的拮抗作用使人们生产出了抗生素，人们可以利用某些植物组织的浸出液防治病害。植物与草食动物（虫）植物毒素：非蛋白氨基酸､萜类､生物碱､酚类等；非蛋白氨基酸多数存在于豆科植物的种子中；亚麻植株中的亚麻苦苷，高粱､燕麦､玉米幼苗中分离出来的高粱苦苷，家畜大量食入后能引起中毒死亡。常见的生物碱有烟碱､茄碱､阿托品等，主要存在于被子植物中，能使动物神经高度兴奋，直至麻痹死亡。

动物信息素（pheromone）动物的性吸引､群聚､诱食､警戒､跟踪､防伪等行为常常与释放的化学物质有关。动物通过外分泌腺体向外分泌某些化学物质，携带着特定的信息，借气流或水流使其他个体嗅到或触到，产生某些行为或产生某些生理变化，该物质叫信息素。化感作用及其利用5）生态位原理生态系统中各种生态因子都具有明显的变化梯度，这种变化梯度，有时也中能被某种生物占据利用或适应的部分称之为生态位（niche）。在生态农业经营中，可利用这一规律，把竞争激烈的物种在时间或空间上合理配置，分化其生态位，弱化它们的竞争，提高农业生态系统的生产力。经常提到的“乔、灌、草”相结合，套种等就是合理利用空间、时间生态位的农作方法。6）生态效益与经济效益“双效协同”原理农业生产具有两个基本目的，一是通过提高经济产量，满足人们的物质生活和增加收入的需要；二是通过农业生态系统的服务功能，提高系统的生态效益。只注重经济效益的生产不具有可持续性，而只注重生态效益而忽视经济效益的生产，同样也没有生命力。通过生态效益和经济效益的同步进步，即所谓“双效协同”，才是生态农业发展的方向，也才能真正有利于“三农”问题的解决。1.6我国生态农业模式分类我国生态农业模式分类结构图1）物质多层利用型物质多层利用型生态农业模式分类物质多层利用型生态农业模式是按照农业生态系统的能量流动和物质循环规律构成的一种良性循环生态农业模式。在该类模式中，通过增加生产环和增益环将传统的单一种植和高效饲养以及废弃物综合利用有机地结合起来，从而优化农业整体资源，在农业系统内做到能量多级利用和物质良性循环，达到高产、优质、高效、低耗的目的，在该类模式中，一个生产环节的产出(如废弃物排小)是另一个生产环节的投入，使得系统中的各种废弃物在生产产过程再次、多次和循环地利用，从而获得更高的资源利用率、最大经济效益。并有效地防止了废弃物对农村环境的污染。（1）沼气利用型

沼气利用型是以沼气为纽带，利用食物链“加环”技术，将种植业、养殖业以及加工业联系在一起，通过增加畜禽饲养和沼气池厌氧发酵，将传统的单一种植和高效饲养以及废弃物综合利用有机地结合起来，优化农业整体资源．在农业系统内做到能量多级利用、物质良性循环，达到预期效益目的。沼气利用型主要包括三位一体模式、四位一体模式、五位一体模式等。具体模式类型包括南方的猪沼果模式、猪—沼—菜模式，北方的日光温室—厕所—沼气池四位一体模式、草—牧—菌—沼模式、粮—猪—沼—鱼模式、猪—沼—莲—鱼温—室蔬菜模式，西北的果—畜—沼—窖—草五配套模式。大中型沼气工程也属于沼气利用型生态农业模式。南方“猪—沼—果”生态模式结构示意图农户猪果沼气池粪便、污水沼肥、沼液沼液腐果、落叶猪肉苹果生活污水沼气洛川的“猪——沼——果”循环农业模式1.沼气池2．猪圈3.厕所4．日光温室5.菜地6.沼气灯7.进料口8.出料口9．通气孔北方“四位一体”生态模式结构示意图北方“四位一体”生态模式工艺流程图（1）核心技术:沼气池建造及使用、猪舍温湿度调控、猪舍管理和饲养技术、温室覆盖与保温防寒技术、温室温湿度调控技术、日光温室综合管理措施等。（2）配套技术:

无公害蔬菜、水果、花卉等高产栽培，畜禽科学饲养、管理及食用菌生产技术等。北方“四位一体”生态模式该模式以一个面积为0.33hm2的成龄果园为基本生产单元，在农户庭院或果园配套一口8—10m3的沼气池，一座10一20m3的猪舍或鸡舍(养4—6头猪，20一40只鸡)，一座1.5m3的卫生户厕，一眼80一100m3的水窖，一套节水滴灌保墒系统。西北“五配套”生态模式结构示意图农户住宅沼气池太阳能畜禽舍果园水窖粪沼气粪饮用水饮用水有机肥料灌溉用水节水保墒措施西北“五配套”生态模式示意图（2）病虫草害防治型该类型是利用生物防治技术，通过选用抗病虫害品种，保护天敌，利用生物以虫或菌来防止病虫害，选择高效、低毒、低残留农药，改进施药技术等，保证农作物优质、高效、安全的模式。（3）产业链延长增值型该类型是以经济效益为中心，以农业可持续发展为目标，将农业生产中的主产品或副产品加工增值，从而增加农业产值，并努力实现生产的产业化，促进产、加、销、贸一体化的农业生产模式。产业链延长增值型种植—加工模式养殖—加工模式种植—养殖—加工模式主要的产业链延长增值型模式“乐丫”种、养、加结合型模式物质循环路径图河北省迁安市迁安市“乐丫”农产品开发有限公司依托区域特色产业及资源优势,采取“公司+基地+农户”的组织方式,辐射带动大五里、五重安和木厂口等乡镇发展各类干果、杂粮基地50个,近10000户农民走上产业化道路,初步形成种、养、加结合型循环农业模式。现己开发果树生产基地约333000m2,农业示范园1座、农产品加工厂1座、农副产品超市3个,总资产近2000万元,拥有板栗、核桃、杂粮加工生产线及干果、杂粮、干菜生产基地25个。“乐丫”种、养、加结合型模式由3条产业链条组成:①山上种树→饲草喂牛(喂鸡)→粪便发酵(沼气)→沼肥喷施果树(黑色细箭头所示)。建设沼气生态工程,构建循环农业模式的还原系统。生产环节以沼气池建设为纽带,充分利用畜禽养殖过程中产生的粪便发酵制沼气。推广沼肥综合利用,构建循环农业模式的作物生产系统。沼肥综合利用将上一级生产废弃物作为下一级生产原料,形成无害化循环。沼液喷施果树可提高果树产量,改善果品品质,增加果品商品价值。②饲草喂鸡(喂牛)→干粪养蝇蛆→蝇蛆喂鸡→下脚料果树施肥(黑色粗箭头所示)。建设蝇蛆养殖和柴鸡养殖项目,构建循环农业模式的畜禽养殖系统。利用山地林草资源优势发展散养柴鸡,节约饲料投入,提高鸡蛋和鸡肉的品质,开创有机农产品品牌。利用干燥的鸡粪和牛粪饲喂蝇蛆,蝇蛆一方面为柴鸡提供优质蛋白饲料;另一方面生产蝇蛆的下脚料是优质有机肥料,可用于果树施肥,促进果树增产。③山上种树→枯枝残叶生产菌棒→林间栽种食用菌→市场直销(虚线箭头所示)。建设林、菌结合项目,完善循环农业模式的特色种植系统。探索农林废弃物资源开发利用新途径,大胆采用木屑、柴草、枝条等作为菌棒生产原料,利用林间荫蔽搭小拱棚,发展林下经济,开辟了一条物质循环的新途径。2）生物互利共生型生物互利共生型农林牧渔复合型农作物复合种植型其他复合型主要的生物互利共生型生态农业模式（1）农林牧渔复合型

农林(果)复合型

林果(草、药)复合型

果药(材)复合型

林牧(渔)复合型

林果农(草)复合型

林(果)农牧(渔)复合型林农药复合型混合林型水体复合养殖型（2）农作物复合种植型（3）其他复合型3）资源开发利用与环境治理型资源开发利用与环境治理型生态农业模式主要依据生物与环境相互影响原理，以生态效益为主，兼顾经济效益，运用生态经济原理指导和组织农业生产，保护和改善农业生产环境与生产条件，提高农业综合生产能力，把人类的农业生产活动纳入生态循环链内，参与生态系统的生物共生和物质循环，以求生态、经济和社会效益协调发展。该类生态农业模式特别强调要利用绿色植被保持水土、净化空气、净化水质的功能，恢复或治理生态环境。（1）资源开发利用型资源开发利用型模式主要适用于山区及沿海滩涂和平原水网地区的滩涂，这些地区农业发展的潜力较大．有大量的自然资源未得到允分开发或很好地利用。通过因地制宜、全面规划、综合开发，利用改造荒山、荒坡、荒滩、荒水．实行资源开发与环境治理相结合、治山与治穷相结合，可全面促进环境建设、生产建设和经济建设。（2）环境治理型丘陵山区小流域综合治理模式盐碱地治理模式草地恢复与生态牧业模式保护性耕作模式4）观光旅游型观光农园型农业公园型教育农园型（1）观光农园型：以生产农作物、同艺作物、花卉、茶等为主要项目，让游人参与生产、管理及收获等活动．还可欣赏、品尝、购买农产品的生态农业模式为观光农园型。它又叫细分为观光果园、观光菜园、观光花园(圃)、观光茶园等。（2）农业公园型：把农业生产、农产品销售、旅游、休闲娱乐和园林结合起来的模式称为农业公园型。该类型公园在体闲、旅游、度假、食宿、购物(农产品)、会议、娱乐设施等方向比较完善。注重了人文资源和历史资源的开发，是一种综合性的农业观光园。（3）教育农园型：既兼顾农业生产、农业科普教育，又兼顾园林和旅游的园区可称为教育农园型模式。其园内的植物类别、先进性、代表性及形态特征和造型特点不仅能给游园者以科技、科普知识教育，而且能展示科学技术就是生产力的实景；既能获得一定的经济效益、又能陶冶人们的性情，丰富人们的业余文化生活，从而达到娱乐身心的目的。沈阳市苏家屯区循环农业生态园区物质流程图长清循环农业园区结构示意图济南市农业高新技术开发区武汉市东西湖地区东流港牧业园的循环经济模式5）其他类型除了上面的4种类型之外，还有一些生态农业模式在结构上不同于上面的模式类型，我们把它放到其他类型中。如近年来我国出现的设施生态农业模式，设施生态农业模式是在外部附加设施工程的基础上通过以有机肥料全部代替或部分替代化学肥料、以生物防治和物理防治为主要手段进行病虫害防治、以动植物的共生互补良性循环实现系统的高效生产，最终达到无害化生产和实现农业持续高效发展的目的。设施生态农是生态农业技术在设施环境下具体应用的产物，是设施农业适应新形势下对无公害农产品的需求、实现可持续发展的现实要求基础上形成的新型生态农业模式。2绿色食品、有机食品和无公害食品概述2.1有机农业2.2绿色食品、有机食品、无公害食品2.1有机农业中国国家环境保护总局有机食品发展中心对有机农业的定义是：“有机农业是指动植物生产过程中不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质，以及基因工程及其产物，而是遵循自然规律和生态学原理，采用一系列可持续发展的农业技术．协调种植和养殖的平衡，维持农业生态系统持续稳定的一种农业生产方式”。有机产品指按照有机认证标准生产并获得认证的有机食品和其他各类产品，如有机纺织品、皮革、化妆品、林产品、家具以及生物农药、肥料等有机农业生产资料。2.2绿色食品、有机食品、无公害食品1）绿色食品定义绿色食品是遵循可持续发展原则，按照特定生产方式，经专门机构认定，许可使用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养类食品。分级AA级绿色食品系指生产地的环境质量符合绿色食品产地环境技术条件的要求，生产过程中不用化学合成肥料、农药、兽药、饲物添加剂、食品添加剂和其他有害于环境和身体健康的物质，按有机生产方式，产品质量符合绿色食品产品标准，经专门机构认定，许可使用从级绿色食品标志的产品。A级绿色食品生产地的环境质量符合绿色食品产地环境技术条件的要求，生产过程中严格按照绿色食品生产资料使用标准和生产操作规程要求，限量使用限定的化学合成生产资料，产品质量符合绿色食品产品标准，经专门机构认定，许可使用A级绿色食品标志的产品。标志AA级绿色食品标志与字体为绿色，底为白色；A级绿色食品标志字体为白色．底为绿色。2）有机食品定义有机食品是指来自于有机生产体系，根据有机认证标准生产、加工，并经独立认证机构认证的农产品及其加工产品等。有机食品在生产和加工过程中，绝对禁止使用农药、化肥、激素等人工合成物质。条件

(1)原料必须来自己建立的或正在建立的有机农业生产体系或者是采用有机方式采集的野生天然产品；(2)在整个生产过程中必须严格遵循有机食品的加工、包装贮藏、运输标准；(3)在生产过程中，必须有完善的质量控制和跟踪体系，并有完整的生产和销售记录档案；(4)要求在整个生产过程中，对环境造成的污染和生态破坏最小；(5)必须通过独立的有机食品认证机构的认证。标志内圆表示太阳，太阳中的图案表示有机动物食品和植物食品，其图形很像绵羊头和大白菜。外圆表示地球，其图案采用绿色，象征有机食品是真正无污染、优质、健康的食品以及优美、清洁的生态环境。3）无公害食品定义无公害食品是指产地环境、生产过程和产品质量符合国家有关标准和规范的要求，经认证合格获得认证证书并允许使用无公害农产品标志的。未经加工或者初加工的食品。公害概念公害是指人类在生产生活活动中的产物对自身环境造成的公共危害。公害的直接危害使人畜致死、致病、发生病理突变等；间接危害包括人畜二次中毒、杀死天敌、破坏生态环境、自然环境恶化等。公害的种类主要有化学农药、化肥、病原菌、工业三废和城市垃圾等。标志部分指标等同于国内普通食品指标；部分指标略高于国内普通食品指标。食品类型标志农药化肥生长激素有机食品禁止禁止禁止绿色食品AA级禁止禁止禁止A级限制使用限制使用限制使用无公害食品限制使用限制使用不限制使用普通食品无标志不限制使用不限制使用不限制使用食品类型及区别4）绿色全品、有机食品和无公害食品发展首景保护环境的需要保障身体健康的需要市场供给的需要（国际、国内）经济效益和社会效益显著各级政府高度重视加入WTO的机遇3土壤与环境3.1环境污染概述3.2大气污染3.3水污染3.4土壤污染3.5土壤与环境研究的背景与需求3.6土壤修复技术3.1环境污染概述1）环境污染

环境污染是指人类直接、间接制造或所用物品的废弃物等排放到环境中，其数量超过了环境的自净能力，使环境的理化和生物学性状发生了有害的改变。

环境污染的根本问题元素或物质在局部积累

物质循环的平衡输入输出平衡元素在各个环节运动速度均衡系统内各元素的比例均衡2）环境污染的类型

按污染物分按环境要素分按污染来源分非降解性污染（Nonbiodegradablepollution

）降解性污染（Biodegradablepollution

）大气污染水体污染土壤污染面源污染（Non-pointedpollution）点源污染（Pointedpollution）环境污染的分类3）有毒有害物质的循环与生物放大作用（1）有毒有害物质凡能够对机体产生危害或具有潜在危害的物质都属于有毒有害物质。环境中的有毒有害物质种类繁多。从性质上来说，应该包括化学性、生物性和物理性污染物。（2）食物链富集作用食物链富集作用：又叫生物放大作用，指一些难降解的有毒物质沿食物链传递时，其浓度随营养级的升高不断增加的现象。DDT在生态系统中的富集作用

有机氯农药（BHC）沿食物链及在牛肉、牛奶和人体内的富集3.2大气污染1）大气与生物O2的变化对生物的影响CO2的变化对生物的影响CH2的变化对生物的影响2）大气污染的概念大气中的污染物达到一定程度，并持续足够的时间，达到对公众健康、动物、植物和环境有害程度的现象，这就是大气污染。大气污染源可分为天然源和人为源。天然源系指自然界自行向大气环境排放物质的场所，如火山等。人为源系指生产活动和生活活动所形成的污染源。人为源的污染是大气污染的主要根源，因此，普通称大气污染是指人类活动向大气诽放的污染物或由其他转化成的二次污染物在大气中的浓度达到有害程度的现象。3）大气污染物氟化物二氧化硫氮氧化物(NOx)大气颗粒物（粒径一般在0.05~10µm）常见气态污染物质3.3水污染

1）水与生物地球之所以能够成为一颗智慧星球，水是一个关键因素。常讲“鱼儿离不开水”，其实一切生物都离不开水，地球上的一切生物的产生和进化都是在水参与下进行的。世界大多数国家属于缺水国家，我国也不例外。所以，水和生物息息相关，人类应珍惜水源、保护水源，减少水源污染。2）水污染的概念水污染系指水体某种物质的介入而导致其物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康和破坏生态环境，造成水质恶化的现象，称之为水污染。造成水体污染的途径，主要是工业废水和生活污水的排放。排放的污水中的污染物种类繁多，排放程度各异，对环境的危害也各不相同。

3）水污染物

固体污染物

氰化物氟化物石油类酸碱污染物重金属耗氧有机物(1)固体污染物：固体污染物包括无机污染物和有机污染物。无机污染物主要指泥沙、炉渣、铁屑、煤灰等，这些污染主要是冶炼厂、医院、学校等单位的废水、废渣等物质。这些物质有的毒性很大，排入水体造成污染。有机污染物主要是造纸厂、食品厂、医药厂等排入水中的固体有机物。这些污染物，有的沉入水底，有的漂浮在水面，对种植业和养殖业都带来严重危害，尤其是对水产养殖更为敏感。所以，在渔业用水标准中规定：“水面不得出现油膜或浮沫”的漂浮物质。(2)氰化物：氰及其化合物来自电镀、焦化、煤气、冶金、化肥和石油化工等排放的工业废水，有剧毒，0.1g即可使人死亡。污水中的氰化物可被植物吸收，其吸收量随污水中氰的浓度增加而增大。绿色食品和无公害食品农作物灌溉水质标准中，氰化物为0.05mg/L以下。

(3)氟化物：水中氟化物的污染途径有：地层含氟量高，流经该地层的水中可含有大量的氟化物，会造成地方性氟中毒；开采氟矿引起水污染；铝厂、钢铁厂及磷肥厂等工厂排入的污水，使氟化物含量增高；含氟高的大气沉降，造成氟化物增多等。

(4)石油类：石油工业排放的废水中不仅含有石油，还含3，4—苯并芘。石油废水对水生生物也会产生严重危害，高浓度时，引起鱼虾死亡。经试验后检测，在石油污染区，用含石油10mg/L以下灌溉农田，基本不影响作物的生长发育，粮食、蔬菜等油味，其含3，4—苯并芘的含量与清水灌溉时含量接近，不会引起3，4—苯并芘中毒，所以，在制定农用灌溉水质指标时，石油类含量规定为10mg/L以下。

(5)酸碱污染物：酸类、碱类加工厂如果将未治理的酸性水或碱性水排入水体，会使水体的pH值发生变化，当pH值小于55或大于8.5时，破坏了水中自然的缓冲作用。用这种水灌溉农田，会破坏土壤的理化性质，影响农作物的生长。用这种水去养殖水产类生物时，水中微生物的生长会受到抑制，致使水体自净能力减弱，并影响渔业生产。因此在制定标准时农田用水pH要求在5.5~8.5，渔业用水,淡水pH6.5~8.5，海水pH7.0~8.5。

(6)重金属：矿山、冶金、电镀、化工等工业废水中常含有大量重金属物质，如汞、砷、铅、铬、镉、铜等。这些工业废水，未经处理或处理不达标的污水排入农田、注入养殖池或河流，将使作作物污染，水产养殖物受害。重金属不仅对生物有显著毒性，而且能被生物吸收后通过食物链积累几千倍以上，最终进入人体造成慢性中毒或严重疾病。日本水俣病的致病物质系甲基汞，其原因是工厂徘出的汞废水使鱼体、贝体汞的浓度比污水浓度提高1~10倍，居住在水俣镇的人们长期食用高汞的鱼和贝，导致汞在人体大量积累，有60人死亡，仅水俣镇受害居民一万多人。日本神通川上游锌矿冶炼排出含镉废水污染了神通川，用河水灌溉稻田，使水稻中镉积累，当地人长期食用镉米、饮用镉水，结果使许多人患骨疼病。

(7)耗氧有机物：生活废水和一些食品工业废水中含有糖、蛋白质、脂肪和纤维素等有机物质，这些物质进入水体后在微生物的作用下分解为简单物质，在分解的过程中消耗氧气，使水体中溶解氧减少，微生物繁殖，而影响水产类和水生生物的生存，甚至大量死亡。当水中溶解氧降到零时，水中厌氧微生物占据优势，造成水体变黑变臭。3.4土壤污染

1）土壤与生物土壤是地球陆地上供植物、微生物生长与繁殖的疏松表层。土壤是与大气、水同样重要的第三大环境要素。土壤具有肥力，即能提供和调节水、气、热和营养元素的能力，为植物的生长提供了必要的条件。地球上有了土壤，才有广阔的森林、无边的草原和农田，人类得以从中获得丰富的生活资源、生产资料等，进而发展生产，创造财富。如果土壤受到污染，或者地球上的土壤变成沙漠，许多生物包括微生物会大量减少或死亡。没有土壤、微生物生长繁殖没有了场所，地球上植物、动物死亡的残体，就会堆积如山。反过来又会危害人类的生存。2）土境污染的概念土壤污染是指人类活动所产生的污染物通过各种途径进入士壤，其数量超过了土壤的容纳和同化能力，而使土壤的性质、组成和形状等发生变化，并导致土壤的自然功能失调，土壤恶化的现象称之为土壤污染。土壤污染的明显标志是土壤生产力下降。污染物进入土壤能被土壤颗粒吸附和固定，使污染物毒性降低，其次土壤中还存在着其它物理、化学作用，从而对污染物的毒性产生强大的解毒作用，即土壤自净化。另外，土壤中存在着无数土壤微生物和小动物，它们在为作物制造营养物的同时，还可以使许多有毒有机物变成无毒物质，这被称为土壤的生物净化。但是，在施肥、喷洒农药和灌溉时带人大量污染物及大气污染物的沉降，使土壤的污染物大量增加，土壤的自净化和生物净化能力降低或者中断。一旦达到这种程度，土壤很难复原。2）土壤污染源化学肥料化学农药和化学除草剂垃圾：垃圾包括工业、农业垃圾和生活垃圾。大气沉降物排泄物和生物残体3）土壤污染物无机污染物有机污染物病原微生物土壤环境主要污染物质4）几种主要的土境污染（1）土壤重金属污染环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。随着经济全球化的迅速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入士壤．造成土壤严重污染。土壤的物理特性决定土壤极易被重金属污染。虽然土壤对重金属污染物的容纳能力相对大气和水体要大得多，但土壤一旦被污染．就很难清除。以现有的科学技术水平，土壤污染过程是不可逆的，一旦土壤重金属污染发展成生态灾难，其危害和损失将难以估量。土壤重金属污染是人类在不久的将来必将面对的最严峻的环境问题。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降，并可通过食物链危害人类的健康，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。（2）土壤农药污染农药污染是指施用农药对环境和生物所产生的污染。农药喷洒后，一部分附着在作物体上，或被作物吸收残留，使粮、菜、水果受到污染；另一部分落在土壤上，有些农药是直接施入土壤中；还有一部分通过挥发和飘流污染空气，或随雨水和排水流入河湖，造成水体和鱼贝污染，间接危害人畜。农产品中残留的农药，又会通过食品或饲料影响人畜健康。在生态系统中，农药经食物链不断浓缩，还能杀死天敌．使昆虫产生抗性，破坏土壤生态系统，破坏生态平衡。农药进入土壤环境中发生迁移、转化、降解，或者残留、累积。残留的部分农药通过食物链转移或是生物浓缩，使农药污染问题变得愈加严重。农药对环境的污染全球12种有机污染物被禁用或限用联合国环境会议通过《关于持久性有机染物的斯德歌尔摩公约》，决定在全世界范围内禁用或严格限用12种有机污染物。

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