可持续农业导论复习题

可持续农业导论复习题一．名词解释1．可持续农业：通过管理和保护自然资源，调整农作制度和技术，以确保获得并持续地满足目前和今后世世代代人们需要的农业，是一种能维护和合理利用土地、水和动植物资源，不会造成环境退化，同时在技术上适当可行、经济上有活力、能够被社会广泛接受的农业。2．中国生态农业：从系统思想出发，按照生态学原理，经济学原理和生态经济学原理，运用现代科学技术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的农业发展模式。3．生物技术工程：把遗传信息导入植物，从而驱走、杀死害虫或病菌，或提高单产，或改进质量。4．收益递减：资源转换系统的某一必要资源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，这种现象成为收益递减。.5。农业生态系统：人们利用农业生物与非生物环境之间，以及生物种群之间的相互作用建立的，并按人类社会需求进行物质生产的有机整体。三．简答题（三）简述中国生态农业应具备哪些基本属性？中国生态农业应具备以下5个基本属性：整体性：把整个农业生产经济系统内部和外部的全部要素及有关要素，按生态学和经济学规律进行组织和调控，要求种养加、农林牧渔以及农工商全面发展协调性：要求各要素和各系统之间协调发展，包括生物之间，生物与环境之间，区域内个景观要素间，以及经济、技术同生态、环境之间相互配合，协调发展综合性：生态农业是综合了精耕细作的传统农业和现代生物技术成就，并吸取常规高投入农业的优点而构成的生产体系多样性：指结构和祖坟的多样性，在符合因地制宜的大前提下，多样化有助于系统内物质和能量的多层次利用以及系统的稳定，缓冲力强。高效性：至重视植物第一性生产转换太阳能效率的提高，并合理利用其他自然资源可持续发展及可持续农业思想体系第一节可持续农业的定义、基本特征与体系1、几种有代表性的定义：从自然属性定义：保护和加强环境系统的生产和更新能力从社会属性定义：在生存于不超过维持生态系统涵容能力情况下，改善人类的生活品质。从经济属性定义：在自然资源的质量和其所提供服务的前提下，使经济发展的净利益增加到最大限度。从科技属性定义：转向更清洁，更有效的技术----尽可能接近“零排放”或“密闭式”工艺方法---尽可能减少能源和其他自然资源的消耗。★2、`布氏可持续发展定义：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展。包括：（1）公平性原则（本代人的公平，代际间的公平，公平分配有限资源）；（2）持续性原则；（3）共同性原则。★达成的共识：首先，大家都强调不能以牺牲子孙后代的生存发展权益作为换取当今发展的代价，其次，都同意把可持续农业当作一个过程，而主要不是当作一种目标或模式；最后均考虑到衡量可持续农业的几个重要方面：即要求兼顾经济的，社会的和生态的效益。★3、全面的定义：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展。包括生态持续，经济持续和社会持续，生态持续是基础，经济持续是条件，社会持续是目的。★4、基本特征：可持续农业是短期行为的对立面，换而言之，农业和农村发展中的一切短期行为是可持续农业的死敌。（1）经济持续性：关注生产者的长期利益---产量的持续性农业经营的经济表现和可获利性。（2）社会持续性：满足人类基本需求（衣食住）较高层次的社会---文化需求（教育就业等）。（3）生态持续性：关注生物—自然过程以及生态系统的永续生产力和功能。可持续农业包括“软件”和“硬件”两大要素。所谓“软件”是指可持续农业的外部环境，尤其是人们的观念，相适应的政策，体制和机制。“硬件”则是指技术上的创新。5、基本内涵：（1）三个生（生产，生活，生态）SARD的永恒主题；（2）三个农（农业农村农民）是SARD的中心内容；（3）三个原则（公平性，持续性，共同性）是SARD的主张；（4）三个持续性（经济社会生态）是SARD的特征；（5）三个良性循环（经济良性循环，社会，自然）是SARD的运行机制；（6）三个效益（经济效益，社会效益，生态效益）是SARD的综合目标。四、可持续农业的组成框架1、理论基础------可持续发展论者公开宣布生态学是其指导理论生态学----农业生态学[（1）农业生物科学（①农业资源学---土地、土壤、水；②农业环境科学）农业工程科学（2）经济科学（①资源经济学，②环境经济学）；（3）社会科学（①农村发展学②区域发展学③政策学）2、指导思想人类和自然的协调、和谐，变“征服自然”、“向自然不断索取”为“天人合一”共存永昌。3、方法论多学科、跨部门和跨地区的努力才能有效推进实施和解决问题4、主要技术土壤养分管理、土地管理、提高农业用水效率技术、水土保持、有害生物综合防治、农作制度研究与推广、资源动态监测、农业生态工程及中国生态农业、农业专家系统及专家决策系统第二节常规农业现代化的演进史及基本特征现代农业文明的肇始及农业现代化进程中的一系列重要事件1、1840年李比希发表植物矿质营养学说，阐明N、P、K等元素对植物生长的作用。2、1859年达尔文发表《物种进化论》，其中包括提出杂种优势的观点。3、1865年，孟德尔发现豌豆性状有规律遗传的数学现象。提出分离和自由组合假说，他的发现在1903年被再度证实，并由摩尔根在1910年提出的基因论假说加以完满的解释。4、1881年，巴斯德对牲畜碳蛆病的免疫技术取得突破，对疾病得以控制。5、1830-1860年，美国出现了畜力牵引大型联合收割机，大大提高了农业田间劳动的工效。6、1875年建立第一个专门的农业技术革新的公立试验站。1887年通过“哈奇法案”。7、20世纪初武勒发明合成氨技术。60年代尿素生产技术开始大行其道。8、1924年华莱士推出玉米杂种。9、1928-1940年弗莱明等人发明抗生素青霉素。1944年发明链霉素。10、1939年米勒发现和合成DDT。11、1910-1940年，美国农业完成机械化。“二战”后饲料工业及大型舍饲畜禽场集约化养殖业迅速发展。20世纪60年代，利用地下水的大型圆形喷灌技术产生。发达国家农业现代化的发展及常规农业现代化的实质（以美国为例）美国农业经过的四次大阶段：1、20世纪20年代，机械化大发展，推动了产量的提高。2、20世纪30年代，杂交玉米商业化开发成功并开始问世，玉米产量上了一个台阶。3、20世纪40年代中期后，化肥农药大量使用，产量急剧上升。4、20世纪60年代后，各种现代化设备上去了，加上“绿色革命”的优种、小麦、玉米产量再上一个台阶。三、世界和中国的传统农业向常规农业现代化的过程★无论发达国家还是发展中国家，常规农业现代化的特征：高投入（化石燃料为代价，科学技术），高产出。第三节常规农业现代化遇到的挑战★一、实现了常规农业现代化的美国农业所面临的问题：（1）财政经济方面：①政府对农业的补贴上升很快，1987年达220亿美元（其中直接补贴部分为162亿美元），成为沉重的财政负担。②由于高投入造成农业生产成本迅速上升，除增大对政府支付补贴的压力外，还在很大程度上依赖出口的美国农产品的国际竞争力下降，农业生产总成本1974年为710亿美元到1987年翻了一番。③农产品出口市场转疲软，地价随之下跌，大量农民归还不起在70年代农业勃兴时较低的利息，申请到的大量贷款（当时地价很高），从而自动丧失抵押的土地并破产，1998年统计全国有1/6的农民财务被列为“陷入困境”。④高投入的农业生产资料。（2）对环境的严重影响方面(高投入，高残留农药化肥)。①美国环保署经大量调查后确认，农业是地表水的最大“非点污染源”。②由大量使用氮肥，高集约化养殖场厩粪处理不当而引起地下水中的硝酸盐含量超标，以及毒性农药残留进入地下水，已对人畜构成威胁，全国30%的县地下水氮含量超过自然本底，87个县超过安全上限，26个州的地下水中检出农药残留（主要是除草剂）。③因灌溉不当导致农田盐渍化面积不断增加。（3）对资源基础的危害方面（石油过度开采，资源枯竭）煤炭，矿石，土地，森林开采和浪费①地下水资源锐减②水土流失③生物遗传多样性丧失。二、“绿色革命”另一种常规农业现代化遇到的挑战。1、20世纪60年代初，在研究人员原有工作的基础上很快先后推出对肥水敏感并抗病的一批半矮秆高产小麦品种，以及抗倒，对肥料敏感，对重要病虫害有一定抗性的半矮秆高产水稻品种。----绿色革命印度“绿色革命”对生态环境的正负面影响及替代策略。成就：使印度从六十年代缺粮到80年代中变成低水平的粮食自给国。消极面：1、只在很少数肥水条件较好的地区有效，以致国内地区水稻单产可相差6倍之多！主要对有财力买得起化肥、农药、良种，搞得起灌溉和付得起技术服务费的大农场主有利，而全印度8200万农户中耕地不足1hm2/户的小农不能受益，两极分化日益严重。2、虽增加了粮食产量，农民收入并未增加。（1）大肆砍伐森林（2）大量使用农药。（三）付出的巨大代价：1、政府大量财政补贴2、化肥用量的使用增加3、农药的使用增加4、商品能源增加5、地上、地下水资源下降6、滥垦土地，砍伐森林，增加干旱土地的沙化7、社会代价太大★三、中国在实施常规农业现代化战略过程中所付出的代价：（1）过度垦值和乱砍滥伐加重的水土流失；（2）水资源过采；（3）大工业及乡镇企业引起的污染；（4）东北地区对黑土层的掠夺；（5）土地沙化面积扩大中国的环境问题：（1）城市：大气，水体，固体废弃物，噪声污染；（2）农村：水土流失，荒漠化，森林和草地减少，生物多样性减少中国面临的十大生态问题：（1）水土流失，（2）自然灾害频繁（3）森林贫乏（4）草地贫乏（5）沙漠化严重（6）严重缺水（7）资源分布不平衡（8）大气污染严重（9）农林环境污染（10）生态环境破坏四、对中国继续推行常规农业现代化战略的客观制约因素：（1）农业大量使用商品能源的不可获得性（2）水资源严重不足已构成投入的“瓶颈”之一（水资源的贫乏是中国的一大缺陷，尤其是降水量南北分布严重不均和年际间变异大）（3）高投入和集约化经营引起的污染问题（常规农业现代化简介引起的污染主要归咎于在制造投入生产数据时大量燃烧能源而造成的“三废”问题。而对于主要依靠煤作为燃料的中国来说，这类问题要比依靠“清洁能源”——天然气和燃油发达的国家要严重的多）。（4）土地在多方面的制约作用人均耕地面积过少已尽人皆知，而且还在不断减少。（5）过剩劳力的负面约束劳力严重过剩成为农业发展难以克服的障碍因子。（6）投资严重不足和国内农产品市场中、近期难以大幅度扩大已构成对常规农业现代化的重大制约。（7）靠继续提（收购）价维持农民增产粮棉的积极性已难以为继。五、全球面临的农业可持续大战的共同问题：（1）一方面付出了巨大的资源和环境的代价（2）另一个严重问题就是对资源的不合理利用及其导致的环境日益恶化。现代农业在战胜自然，取得成功的同时，产生三个方面的副作用：（1）潜在的气候变化（2）农业上集中采用少数几种作物品种和畜禽，使农业生物遗传资源产生逐渐减少的趋势，甚至有丧失多样性的危险；（3）农业技术的选择不当，包括大量使用化肥，农药，大规模畜牧业集约化饲养而引起的环境污染问题，昆虫病毒产生抗药性问题等。第四节对常规农业发展思路及常规农业现代化模式的反思二、对可持续发展和可持续农业观念形成做出巨大贡献的学者及其学说三、可持续农业观念对统一各种反思常规农业现代化思潮所起的作用各种农业思想的改革思潮存在着不少局限性：（1）他们基本上都是在发达国家产生和形成的（2）缺乏国际上更大范围以内的认同和广泛参与扭转这种局面的契机：（1）来自比农业更宏观的整个经济的增长方式变革思潮（2）来自对全球农业具有重要影响的联合国粮农组织态度和观点的变化（3）“可持续农业与农村发展”概念的创立提供了一个良机，使得持有不同农业发展思潮和农业现代化观念的学者和派别，都能接受其基本原则而团结在可持续农业的统一大旗之下，从而产生日益强大的社会影响。四、“中国生态农业”倡导者对常规农业现代化模式的反思中国农业面临着严峻的挑战：即既要使农业的综合生产力大幅度提高、尽快实现农业和农村的现代化；又要吸取发达国家的经验教训，同时保护与改善原已“先天不足、后天失调”的农业自然资源和环境基础。农业生态经济学家叶谦吉指出，“从生态经济理论看，农业发展片面追求产量、产值，单方面追求经济效益是远远不够的。我们长期以来，农业生产结构单一，资源优势未能合理利用和加以充分发挥，导致农业资源日益衰退，生态环境明显恶化，自然灾害渐趋加剧…..农业生态系统出现恶性循环。这种生态环境恶化和生态系统有序性的破坏所产生的负效应，却没有以生态效益、经济效益和社会效益全面来衡量。反映近期经济效益的喜人‘正数增长’后面，掩盖着经济效益的某些方面是严重牺牲了长远的生态效益和社会效益而获得的这一严峻现实。…..这样的生产方式怎样保证农业的持续稳定增长呢？存在问题：（1）环境质量恶化（2）能源消耗多（3）地下水耗量大（4）畜禽生产子系统稳定性较差（5）经济效益偏低（6）农业环境污染问题日益突出★“三效合一”：社会效益，经济效益，生态效益第五节可持续农业与中国生态农业★一、中国生态农业与西方生态农业的本质区别:中国生态农业就是从系统思想出发，按照生态学原理、经济学原理和生态经济学原理，运用现代科学技术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的农业发展模式，简单地说，就是遵循生态经济学规律进行经营和管理的集约化农业体系。（我国在环境允许范围内，社会、经济、生态效益要三效合一）。西方生态农业是指建立和维持一种生态上自我支持、低投入；经济上有活力的小农经营系统，在不引起大规模或长期性环境变化，或者在不引起道德及人文社会方面不可接受的问题的前提下，最大限度地获取增加净生产。（经济效益要为生态农业让路，先谋求生态后经济，低收入）。★二、中国生态农业是具有中国特色的可持续农业的发展之路（1）中国生态农业与可持续农业指导思想一致（2）中国生态农业与可持续农业基本目标一致三、中国生态农业建设的现状及其在农业和农村可持续发展中的地位和作用1.中国生态农业内涵:（1）从中国传统的有利农业中吸取丰富的宝贵经验。例如，合理的轮作，套作，间作，精耕细作，施用有机肥等。（2）全面规划种植业，养殖业，加工业合理配置的大农业模式。（3）强调合理使用外系统辅助资源，避免造成环境污染（4）重视农村能源和生态环境建设，多能互补地解决农村能源不足问题，植树造林，防止水土流失，治理沙漠和盐碱地，使农业生产有一个良性循环的生态环境（5）生态农业建设主要依靠地方和群众的自力更生，国家主要规划设计技术培训，技术方法上提倡指导帮助。2.中国生态农业在中国农业和农村可持续发展中的重大作用只要表现在:（1）消除贫困是农业可持续发展的前提之一。（2）部门分割，相互制掣都是解决环境保护和治理，合理利用和保护资源工作的大敌。（3）中国生态农业在缓解农村剩余劳力就业困难方面具有独特作用和潜力。（4）动员广大群众的参与是可持续发展能够成功的保证。★3.中国生态农业主要技术体系及农业生态工作：中国生态农业技术体系，既是中国传统农业技术精华与现代常规农业技术的有机结合，也是现代农业的系统工程化过程。（1）总体设计生态农业区域的系统条件调查与分析，资源环境潜力评价，生态农业规划，及适合当地的生态农业经营模式的设计。（2）运用物质循环再生原理，物质多层次利用技术，实现无废弃物生产，提高资源利用率（3）合理安排种植业结构的农作制度，为了提高太阳能的利用效率，生态农业建设十分重视按生态学原理进行作物的时间和空间的安排。（4）模拟自然生态系统物种共生原理，大规模推广稻田养鱼、鱼鸭混养等（5）以小流域综合治理为中心的旱作农业生态技术（6）应用微生物的生态技术（7）包括生物防治在内的病虫害综合防治生态技术（8）障碍性土壤改良的生态技术（9）区域综合治理生态技术■农业生态工程就是“应用生态系统中物种共生与物质循环再生的原理，结合系统工程的最优化方法，设计的分层，多级利用物质的生产工艺系统”。■充分利用有限的空间，物质，能量的生物共生原理。■充分挖掘（植物第一性生产）物质，能量潜力的物质循环再生原理■生态系统内多种成分相互协调的功能原理第六节可持续农业战略的实施一、造成农业不可持续性的主要原因：（1）短期行为及缺乏深刻的国情观（2）参与决策的科技界尚未达到共识，缺乏资源与环境的危机感（3）可持续发展观念的全民认同尚差（4）缺乏经济可行，真正适用的技术（5）立法不足，执法更达不到理想二.消除农业不可持续的对策：（1）更新观念：①人均资源量观念以及新的资源（投入）及使用观。②正确看待我国传统农业，重视其精华的继承和发扬光大的概念③树立“生态道德观”。④改变传统的价值观（2）计划调整（3）政策调整(4)我国实施可持续农业与农村发展战略：①改善以开垦土地管理②黄土高原的恢复③红黄壤丘陵土地的恢复④东北平原黑土带的恢复⑤内蒙古，新疆，甘肃草地的恢复⑥缓解草地的过量载畜⑦增加薪炭林生产⑧促进农业化学产品投入的更有效利用。发达国家实施可持续农业战略的做法（以美国为例）1990年起，美国农业都在以往两年的“低投入农作计划”基础上，为了更准确的反映可持续农业的实质，将其改名“持续农业研究和教育计划”。联邦一级的可持续农业研究，是在一个包括有科学家、农民代表、农业生产资料工业界代表，政府官员及民间科研教育组织代表的委员会组织领导下，对分为四个大农业生态区的研究重点及经费作出决定。各大区的研究又由大区的“可持续农业研究教育指导委员会”来管理，一般都挂靠在某个州立大学。建立了全国性的研究网，各州还有自己组织的研究网。农业部专门成立了“替代农作系统信息中心”。威胁到美国农业可持续发展的四大重大课题是：1、水资源短缺及水的质量。2、农业生产对农用化学品的严重依赖性及其产生的一系列副作用。3、土壤侵蚀由于农业措施不当而成倍地加重，不仅在土壤流失的当地产生表土迅速丢失的问题，其造成的系统外损失代价更大，估计每年损失不下亿美元。4、农村经济及农村社区问题。四、中国农业现代化战略的归宿-----可持续的集约化农业农业集约化是农业发展的必然趋势，各个国家概莫能例外。所以不同的第一是把集约化的重点放在各自的所长，而尽量避免短处。其次，还可看到，同是集约化农业，却有可持续和不可持续之分。五、成功的实施农业可持续发展战略的关键首要问题是高度重视可持续发展农业及其理论教育，还要研究和设计各种促进农业可持续发展，抑制背道而驰行为的激励机制和政策；为了加强教育的效果，也必须重视提供切实可行的替代方式，替代技术，以及在农业可持续发展方面过硬的示范样板；为了有效推进农业可持续发展，还必须进行有效的机构改革，解决部门利益冲突及不协调问题，还必须动员各有关方面，尤其是农民和农民种的妇女的广泛参与，以及充分发挥非政府（民间组织），如农民协会作用等。第二章可持续农业的生态学和政策学原理一、生态系统的概念及研究生态系统的目的1.系统：指互相依赖的若干事物结合成的具有特定功能的有机整体。系统的层次，系统的环境，系统的功能（能量流，物质流，信息流，价值流），系统的分类（人工和自然）农业生态系统属于半自然生态系统。2.系统的结构和功能：（1）系统间的关系对系统功能的影响（2）系统之间关系有互依，吞食，竞争和破坏四种基本类型（3）系统的运动规律：①系统输入与输出动态平衡的保持和打破不断转化的规律。②连锁反应规律。③反馈规律④局部薄弱环节限制整体功能规律⑤等效优效代换规律二、农业生态系统的定义及基本性质1、农业生态系统：是人们利用农业生物与非生物环境之间，以及生物种群之间的相互作用建立的，并按人类社会需求进行物质生产的有机整体。2、农业生态系统的特性：（1）农业生态系统的生产力（每单位资源的投入所产生的有价值产品量）。（2）农业生态系统的稳定性（3）农业生态系统的持续性（4）均衡性三、农业生态系统分析的基本概念和方法1、农业生态系统分析的作用（1）明确培育出什么样的作物变种以获得更高，更稳的产量？（2）怎样有效地利用农业投入（如化肥，杀虫剂，灌溉等）获得更高，更稳的产量，并且安全持久？即从能流，物流分析中找出影响投入效率的薄弱环节并采取相应措施。（3）在什么样的情况下单作比混作更有利或相反？（4）怎样确定作物生产次序及各业的组合比例，以最大限度地合理利用农业生产的有效资源？（5）应该谨慎的保留那些传统的农业生产技术（传统的方法；作物或畜禽变种等），并把他们同现代技术结合起来？（6）怎样使农业适应于本地的社会条件（如劳力，土地，市场，基础设施价格等）？怎样（7）调节农业使他适应不断更新的社会变化？怎样调整社会条件以有利于农业生产？（8）怎样强化农业，并且保证在最大限度地利用一些所谓边际性资源（指生态环境基础很脆弱的资源，如边际土地）的情况下，不导致产生威胁到整个系统农业生产长期效益的恶果（如土壤退化等）？（9）怎样使一个地区的农业从整体上协调起来，以合理地满足人们的多种需要？2、农业生态系统的功能分析的基本概念：（1）养分循环（2）能流（3）经济流（4）生态因子分析四、生态系统的稳态调节机制：（1）自然生态系统结构上的功能组分冗余与稳态（2）自然生态系统中的反馈关系与稳态（3）生态系统不同层次水平上的稳态机制五、生物群落演替、生态平衡及农业的旁途演替特点六、生态系统两大基本功能的根本矛盾及缓解矛盾的对策七、用系统动力学方法解决复杂的生态、环境和资源对策问题系统动力学是由美国麻省理工学院教授福雷斯特于50年代中期创立，70年代通过高性能电子计算机完善的。基本原理：根据系统的结构决定系统功能的原理。首先对系统的结构，特别是各个组分之间的正、负反馈关系进行分析，建立系统结构---功能因果关系图，然后再建立系统的仿真模型，应用计算机对模型进行模拟实验，以显示系统在不同结构条件下会产生哪些可能的结果。从而支持改变系统行为的决策。另外还可以通过改变系统的条件和结构来预测未来的多种结构，为决策者提供多种可能的方案，而不是唯一的一种结果，因而做到更加客观。第三章可持续农业的资源经济学基础一、资源经济学的几个基本概念1.分期决策2.利息率3.复利复利计算是使本金随着利息而定期增长4.通过贴现来计算现值二、资源经济分析（学资源经济学是为了在使用资源时解决可更新和不可更新资源的利用）1.在不同的产权制度下资源的利用问题：在私有产权制度下，一般来说自然资源的生产和交换市场是存在的，在没有政府的干预下，自然资源可以得到有效的分配。在公有产权制度下，如果没有政府的干预，资源是不可能得到有效利用的。当资源的产权处于公有的情况下，要获得资源的有效分配，政府的干预是必不可少的。即使在资源私有制情况下，由于市场失败2.福利经济学和政府的作用*福利经济学是研究在某一经济系统内部个人之间以及各个阶层之间的收入分配问题。*它是通过对各种不同的资源分配方案的结果进行比较，从中找出一种分配方案，它能够使整个社会效益达到最大化。*社会福利函数法：这种社会福利函数是假定整个社会福利与组成社会的每一个成员所拥有的财富或所获得的效用之间存在着函数关系。我们可以对社会每一成员的幸福给予一定的权重，再后将每个人的幸福程度水平累加起来，即可得到整个社会的福利水平。要真正实现整个社会的资源最优化分配，必须满足下列假设：其一，消费者实现了个人效用的最大化；其二，厂商实现了利润的最大化；其三，具有完善的产权制度；其四，所有的市场都是出于有效的运行状态经济学家常用消费者剩余和生产者剩余的数量来度量社会福利水平。消费者剩余和生产者剩余是指用货币来衡量的消费者个人效用和厂商的利润水平。*自然资源利用的经济分析需要通过建立生物、生态、地质和地理等模型来完成。资源的有效利用是用来解决是否能够通过资源进行重新分配来进一步增加每单位投入的产出水平以及这种产量的增加能给消费者带来的福利是多少？*福利的改善最终体现在个别消费者的利益和整个社会所有消费者利益的变化、而衡量这种变化的大小则是通过测量生产者剩余和消费者剩余的增加量。三、农业资源的合理利用1.农业资源：（1）自然资源：①可更新资源（a.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。b.与生物过程有关的资源-----动植物种质资源、土地、肥力资源、森林草场资源）②不可更新资源（a.可部分回收---金属矿物，非能源矿物。b.不可回收—石油、煤、天然气等化石能源）（2）社会资源：①工业产品资源---农机、农具化肥、农药、燃油②人力资源---数量及体力与智力素质③财力资源---资金信贷能力④信息资源---资料、情报获取范围和获取速度。2.非再生资源和再生资源的利用保护四、农业资源利用效率及边际效益分析（一）农业资源利用效率系统（组分）=（产出量/资源投入量）*100%，式中分子分母可采用相同的单位，如产出能量与输入能量之比构成能量产投效率；利润产出量与资金投入量之比构成投资利润率；当分子分母都以货币为单位时，反映的是系统的“经济学效率”；当分子分母都不以货币为单位，而且转换过程与生物有关时，反映的是“生物学效率”，如农业辅助利用率=（农产品产出能量/农业辅助能投入量）*100%。（二）收益递减率资源转换系统的某一必要资源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。收益（报酬）递减率最初是由经济学家于18世纪后期在经济研究中提出的。（三）边际效益分析边际效益分析又称为增量分析，他建立在边际成本（MC）和边际收益（MR）计算的基础上。当边际成本（即边际投入量单价）MC=边际效益（即边际产出量*产品价格）MR时，生产和利润数高，即经济效益最佳。可持续农业的环境经济学原理农业生产过程“外部性”的确定外部性产生于下列一些情况，即由某一生产者或消费者在进行或从事消费活动过程中对其他某一个人或某些人所采用的生产技术或者消费结构产生一定的影响。外部性不仅仅只体现在生产技术方面，它也可能通过外溢性来影响某些人的消费利益。无外部性是市场经济系统运行最理想的条件，因为在这种条件下，自由竞争市场能够保证资源的有效分配。有一些外部性情况，靠私人组织本身的相互作用不能实现资源的有效分配。在这种情况下，政府应当考虑实行某些政策干预，如征收环境污染费，或清理污染补贴费等措施。如果采用这些措施仍不能达到资源的有效分配，这种情况被称为“外部性难题”。虽然在没有政府干预的情况下，某些外部性问题不能得到解决，但这并不意味着政府的干预就一定能够使问题得到有效的解决。在许多情况下，通过政府干预所耗用的资源的成本往往会大于外部性本身所带来的成本。外部性理论的演变外部性是市场失败的源泉1932年，Pigou是世界上第一位发现了与外部性相关联的市场失败问题。美国学者Meade于1952年在Pigou研究的基础上提出了市场失败也可以用来讨论正的外部性问题。如：私人的某些生产活动可以导致额外的社会效益。共享资源问题1932年Pigou发现的市场失败涉及的是两个不同的经济代理人，每一个代理人控制着自己的资源，资源是可分的。另外一类重要的外部性问题是资源被两个或者更多的经济代理人所共享，从而导致资源的无效利用或市场失败。这种类型的外部性叫作”共享资源悲剧“。高斯理论虽然最初关于外部性问题的研究提倡采用政府直接干预的办法来解决外部性问题，但是Coasc于1960年提出，如果资源产权被适当明确的话，市场失败不会发生。他认为，在一个充满信息，低交易成本和严格履行合同的世界里，由外部性所引起的市场失败可以通过明确资源的产权来解决。后来，他又进一步发现不论采用何种产权分配形式，都可以获得社会有效的资源利用结果。不采取政府干预的办法解决外部性问题美国近年来许多私人组织的发展，包括自然资源保护组织和美国农用地信托组织等，这些组织集资购买野生动物集居区，湿地和农用土地，然后把它们保护起来。这些组织通过获得土地的产权来使得外部性问题内在化。第五章可持续农业发展的科学技术第一节多数种植制度一、定义多熟种植:指在一年内同一块土地上种植两种或几种农作物，是作物种植在时间和空间上的集约化，包括复种和间套作。二、发展多熟制度的意义1、间作:①最大限度地满足农民自给的需求②提高农业生产的稳定性③缓解人口对土地的压力.2、复种:①人均耕地减少的压力②人地比例与复种指数关系。三、多熟制度的发展过程1、传统小农经济下的多熟农作制●当农村还处于较低发展水平时，农业生产的目的首先是满足农民家庭人口的温饱基本需求，其次是通过有限的市场交换获得必要的生产和生活需要的补充。●采用多熟种植则是加强耕地利用最基本的形式，包括间作和复种两大类型。2、农业现代化发展过程中多熟制度的演变。四、复种指数与农业可持续发展1、提高复种指数的潜力2、维持高度复种指数与提高农业劳动生产率3、复种制度与农田灌溉4、复种制度与培肥土壤第二节节水农业节水农业概念节水农业是采用节水措施为主的灌溉农业和旱作农业的总称。节水农业最关心的问题是提高单位水量所创造的农业经济价值，既要提高农业用水效率，又要提高农业产量。水资源--------北方大部分地区必须走节水农业的道路才能维持可持续发展我国气候的干湿区划和旱涝灾害我国一般以年降水量400㎜作为湿润区与干旱地区的分界线，相当的干燥度大约为1.6.干燥度=年最大可能的蒸发量/降水量可以将我国国土大致分为五个区域：极湿润地区：台湾、福建、广东的大部、浙江、江西、湖南、广西、四川、云南及西藏的一部分，年降水量大于1600㎜的地区。湿润地区：正常降水量在800-1600㎜，包括秦岭以南的淮河流域和长江中下游地区，广西、贵州、和四川的大部分地区以及东北的长白山地区。半湿润地区：正常年降水量在400-800㎜，包括淮河、汉水以北的秦岭山地、黄土高原、华北平原、山东丘陵、东北平原、大小兴安岭山地、内蒙古东南以及青藏高原的东南区，干燥度为1-1.6.半干旱地区：正常年降水量在200-400mm，包括内蒙古高原和青藏高原东部草原带，天山，阿尔泰山山麓地带，干燥度为1.6-3.5。干旱地区：正常年降水量在200mm以下，包括新疆、内蒙古西部，宁夏、甘肃及西藏北部等地，这个地区降水量多在100mm以下，其中塔里木盆地和柴达木盆地的年降水量多在50mm以下。节水的技术与管理改进节水农业措施：1、根据作物需水的迫切要求，制订节水灌溉制度，进行合理灌溉。2、减少输水损失，扩大水的有效利用。3、进一步提高灌水技术，挖掘节水潜力。4、合理调控利用水资源，增辟新的水源途径。5、进行灌区技术改造，加强灌溉管理，实施优化配水，利用经济手段促进节水。6、采取综合性措施节约水资源，达到省水增产。节水灌溉制度对作物灌溉的灌水时间，灌水次数和灌水量合称为作物灌溉制度，简称灌溉制度。规定的各次灌水量叫灌水定额，全生长期的总灌水量，即灌水定额的总和叫灌溉定额。灌溉制度主要受气象条件的影响，其次作物需水量。我国现行的灌溉制度，可分为丰产灌溉制度和节水灌溉制度两大类。丰产灌溉制度以达到单位面积最高产量为目标，适用于水资源充足的地区。节水灌溉制度，则以最适量的水投入获得最大纯收益为目标，在水源不足地区，特别是遇到干旱缺水年份，允许作物遭受一定程度的水分亏缺，以节约水量，扩大实际灌溉面积，增加总的产量。节水的输水系统输水系统的水损失是灌溉水损失的重要部分，如美国输水损失约占引水量的22%，日本为39%，巴基斯坦为42%，前苏联为50%，我国全国平均约为50%，黄淮海平原略高于全国平均数约为55%，引黄灌溉地区损失水量较大，据黄河下游24个引黄灌区调查，平均输水损失高达67%。渠道防渗我国灌区渠道约80%未经衬砌。粗略估计，每年渗漏损失水量约为1400亿m3，若采取措施使渠道渗漏减少一年，全国范围每年可节水达700亿m3，若种植旱地作物，灌溉面积可扩大1300万hm2。低压管道输水低压输水方式，可分：地下固定式、地面移动式和地面地下结合的半固定式三种。地下固定式多用塑料硬管，也有用其他材料的。这种形式输水系统完全由埋入地下的管道组成，通过出水口将水直接引入田间。地面移动式主要使用塑料软管，它可根据需要在地面上灭活移动，移动或输水管一般造价成本低廉，移动方便，但是比较费工，在作物生长后期还可能压损庄稼。半固定式一般在输水干渠用地下管，末级管道可以在地面上灵活移动，是一种折衷应用的形式。节水的灌水技术改进改进地面灌水技术平整土地实行小畦，短沟灌水。间隙水流灌溉。盖膜保墒灌溉和膜上灌水技术。发展喷灌及滴灌等新的灌溉技术开发水资源与污水的农业利用发展咸水灌溉地球表面约有71%的面积被水覆盖，但淡水只占3%，可利用的更少。当前开发新的水资源主要集中在两个方面：一是海水淡化工程；二是利用咸水进行农田灌溉。从20世纪50年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展，在已经开发的二十多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。第一个海水淡化工厂于1954年建于美国，现在仍在德克萨斯的佛里波特运转着。佛罗里达州的基韦斯特市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。海水淡化主要是为了提供饮用水和农用用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。全球有海水淡化厂1.3万多座，全球直接利用海水作为工业冷却水总量每年约6000亿立方米左右替代了大量宝贵的淡水资源。全世界每年从海洋中提盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20多万吨等。海水淡化需要大量能量，所以在不富裕的国家经济效益并不高。沙特阿拉伯的海水淡化厂占全球海水淡化能力的24%。阿拉伯联合酋长国的杰贝勒阿里海水淡化厂第二期是全球最大的海水淡化厂，每年可产生3亿立方米淡水。我国从20世纪60年代开始进行海水淡化技术研究，并取得了一定的成果。2001年中国有了自己的反渗透膜产品，成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。目前我国已建海水淡化规模达80万吨/日。几种淡水获取方式的成本比较单位：元/立方米取水方式平均成本开采地下水限制开采量远程调水引滦入津：2.3元/立方米（直接成本）南水北调：5-20元/立方米（到北京平均水价）海水淡化海水：4-7元/立方米（综合成本）苦咸水：2-4元/立方米（综合成本）咸水灌溉：以矿化度为2-5g/L的地下水为水源所进行的灌溉。联合国教科文组织对利用含盐的咸水进行农田灌溉的关注起始于1968年，利用矿化度大于2g/L的咸水灌溉农田使作物得以生长发育的技术措施。在淡水资源短缺的干旱、半干旱地区，为了抗旱增产，许多国家，如突尼斯、意大利、美国、苏联等国，都有咸水灌溉的实践；中东，特别是北非一些国家在具有良好排水和淋洗条件的砂壤土上，用3-8g/L的咸水进行灌溉；有的国家还用稀释的海水灌溉。我国对于咸水灌溉的研究和开发起始于20世纪70年代中期，中国陕西、甘肃、河南、河北、宁夏等省、自治区，也有利用咸水灌溉的经验。咸水灌溉对于我国东部沿海地区农业的可持续开发具有特殊重要的意义。咸水灌溉的主要作用：增加土壤含水量，稀释土壤溶液浓度，使作物能够生长发育。干旱季节土壤含水量减少，尤其在盐渍化的土地上，随着土壤含水量减少，土壤溶液浓度易于增高，作物吸收困难，根系因失水而死亡。灌咸水后，不仅增加了土壤水分，而且由于咸水的浓度相对较低，降低了土壤溶液浓度，形成了适于作物吸收水分和养分的条件，因而有明显的增产效益。合理利用成本灌溉的技术措施主要有：1、要有排水条件，以免因灌溉咸水而引起土壤积盐。可利用雨季降雨或有淡水灌溉时，通过淋洗将盐分排出，使土壤周年不积盐；或在干旱年积盐，平水年及湿润年脱盐。2、严格掌握水质标准。一般pH值为7-8，阴离子以硫酸根为主，阳离子中的钠不超过60%，矿化度一般不超过5g/L。3、尽量减少灌水次数，宜在作物拔节以后，浇一二次关建水，且灌水定额不宜过大。4、有淡水的地方，要咸淡轮灌或咸淡混灌，利用淡水洗盐。5、加强农业措施，如平整土地，防止灌后局部高低返盐；增施有机肥，培肥地力，抑制返盐；灌后及时中耕锄土、减少土壤蒸发返盐；选种耐盐作物等。6、若引起长时间连续积盐，应适当休闲，种植牧草，利用伏雨淋洗，或秋冬引淡水冲洗，脱盐后再改种一般作物。污水农田灌溉污水灌溉是指以经过处理并达到灌溉水质标准要求的污水为水源所进行的灌溉。城市污水，不仅是郊区稻田的重要水源，而且也是重要的肥源。许多国家也利用处理后的污水进行灌溉。如美国加利福尼亚州，64%的再生污水用于农业灌溉；苏联农业污灌面积约有150万公顷；原德意志民主共和国80年代有污灌面积6万多公顷，灌溉作物主要为青贮饲料和牧草。中国污水灌溉是在20世纪50年代后期，60年代初期，为给农业发展提供水肥，并为城市污水寻找出路而发展起来的。污水灌区，一般都取得较好的增产效果，因而在一些地区，特别在大中城市郊区，发展很快。中国80年代的污灌面积，估计已超过2000万亩，利用污水量约占总污水排放量（370亿m）的20%，污水含氮量在15-75ppm之间，因而在缺少灌溉水源的地方，污水是农业增产的一种水肥资源。土壤----植物系统对污水有一定的净化能力。在引污灌田过程中，生化需氧量去除率可达94%-99%，总氮去除率67%-84%，磷去除率44%-99%。因此，许多国家把污灌作为污水处理的一种手段。此外，用氧化塘作为处理灌溉污水的设施，不但可使污水得到必要的净化，同时还具有调蓄水量的功能，在有条件的地区可以推广使用。但是，利用未经处理的污水灌溉，特别是利用含有有害物质的污水灌溉，会导致农田污染，降低农产品质量及产量。同时，有些重金属及有害物质通过农产品进入人类食物链，以及超量的氮污染地下水或汇入地表水，致使饮用水硝酸盐超标，从而影响人类的健康。污水中往往含有较多的盐分，灌溉后会破坏土壤结构或导致土壤盐碱化等。3、污水灌溉时对自然环境存在许多不良影响：（1）对作物生长发育和产量的影响（2）对土壤和作物污染的影响（3）对地下水的污染（4）对人群健康的影响4、污水的土地处理方法：（1）慢速渗滤法：用于种植植物的土地，视作物和地形不同而采用喷灌和地面灌溉，水被作物利用、蒸发机渗入地下。（2）快速渗滤法：用于渗透力强的土地、水灌到渗坑中主要渗入地下，贮存在一定深度下供抽抽上来再利用。（3）地面漫流法：用于渗透力差的土地，把水引入或喷洒到密植的斜坡草地上，大部分水成为径流，通过地面时被植物吸收和蒸发，余水流入集水沟中，一部分渗入地下。土地处理系统的设计必须根据地区的特性。5.四维治水与浅层地下水的开发利用把大气降水、地表水、地下水、土壤水和农田生态耗水作为一个有机整体，以生态水利工程体系，对“四水”进行多目标的、动态的跨时空调节。他是水资源的转化、利用、调节、节约、保护、提高效率及经济效益的系列化配套技术。四、旱农制度1、旱农和旱农研究旱农是指无灌溉条件的半干旱和半湿润偏旱地区，主要依靠天然降水从事农业生产的一种雨养农业。旱农学就是研究和阐述此类旱地农业生产的理论和应用技术的科学。2、旱地农业的增产潜力结果表明旱地作物产量做大的限制因子是土壤肥力，因此蓄墒保墒、增施化肥和有机肥是关键措施。3、旱农制度改革的途径（1）综合的土地利用规划（2）加强水土保持措施（3）径流农业或集水区系统（4）多样化的作物选择与布局（5）抗旱保墒耕作（6）播种期调节（7）旱地的间混套作（8）旱地的施肥（9）覆盖农作：应用各种材料和方法对土壤进行覆盖防止水分蒸发的农业措施统称覆盖农作。4、径流农业或集水区系统（1）径流农业：是在干旱地区，利用有限的降水，通过集水区汇集降水，供人畜饮水和作物利用的一种小型系统的农业技术。径流农业已经有悠久的历史，远在4000多年前小亚细亚就已经产生了径流农业技术。径流农业甚至在平均降水量100㎜左右的荒漠地区仍可以进行农业生产。现代径流农业比传统的径流农业有更多地进步，主要表现在对集水区系统的设计上，以色列内盖夫沙漠的径流农业使牧草、大田作物和果园取得极好的收成，产量比旱地农业高得多，而与灌溉农业产量相当。（2）集水区系统集水区系统一般包括：集水区、引水渠、沉砂池及栅栏等净水装置、蓄水池（或水窖）及农业种植区，在干旱地区为了节约用水往往装置滴管系统，或应用设施园艺或覆盖地膜生产。第三节防治土壤侵蚀的综合措施土壤侵蚀定义土壤侵蚀是水、风、冰或重力等营力对陆地表面的磨损，或者造成土壤、岩屑的分散。土壤侵蚀的本质是一种夷平过程，使土壤和岩石颗粒在重力的作用下发生转移、滚动或流失，风和水是使颗粒变松和破坏的主要营力。土壤侵蚀的危害对农业生产的危害在缺乏植被覆盖的情况下，暴雨下有60%-70%，甚至更多的降水量从坡面流走。黄土丘陵区每公顷坡地平均年流失水量约225-450m3，多的可达900m3。我国许多水土流失地区，每年水力侵蚀损失的土层厚度达到0.2-1.0cm,严重流失的地方可达2cm。可造成沙化和流动沙丘。泥沙对河流湖泊的淤塞大量泥沙的淤积，使河床不断抬升，如黄河下游河床高出平地3-5cm。长江干流平均输沙量一年可达5亿t。洞庭湖一年淤积泥沙量约为1.2亿m3。还造成水库淤塞，使其发电和灌溉能力降低。影响土壤侵蚀的因子气候：降水、风、温度地形：坡度、坡长、坡形地质：岩性、构造运动土壤：土壤的透水性、抗蚀性、抗冲性植被