第一章 科学技术与农业革命导论课件

科学技术与农业革命导论一、历史上的科学技术与农业革命二、现代科学技术和新农业革命三、现代科学技术与中国农业、农村发展第一章科学技术与农业革命导论一、历史上的科学技术与农业革命1.原始科学技术与农业的兴起原始农业发祥于人类对动物的驯化和石制农具的发明。（右表）动物的驯化石制农具在漫长的历史演化过程中，早期人类通过采集渔猎活动逐渐掌握了一些野生植物的生长规律，熟悉了一些动物的生活习性，开始了人工栽培和“狗兽以为蓄”的尝试。人类还发明创造出各种适于农业耕作和狩猎的工具，如耒耜、弓箭、网罟、陷阱、栅栏等。第一章科学技术与农业革命导论大约在距今12000年前，中国在新石器时代早期阶段就出现了原始农业的雏形，其重大技术突破是驯化野生植物和动物。，标志是稻谷和陶器的出现。“从生态学的角度看，新石器时期发生的农业革命就是使人类比起采集和狩猎而言，能够通过的光合作用的产品从每公顷的土地中获取更多的太阳能和更多的植物从土壤中吸取矿物质”。农业带来的粮食产量增加时人口大幅度增加，并将人类社会的生存和维系紧紧地与农业联系在一起。第一章科学技术与农业革命导论2.古代中国的科学技术和传统农业发展中国是世界上发明农业最早的国家之一，也是世界农作物起源地中心之一。在漫长的农业文明时代，中国不同区域的人们已根据各自地区的不同气候、土壤特点和植物资源培养不同的农作物，依照不同技术路径发展农业生产。早在夏、商、西周时期，由于青铜农具的逐步推广和采用青铜工具加工出来的大量质量较好的木质农具的使用，农业生产得到很大发展，并成为社会最重要的生产部门。相比之下，畜牧业在经济中的比重下降，采集狩猎活动已完全成为农业经济的补充。第一章科学技术与农业革命导论春秋战国时期，奖励耕作成为各诸侯争霸天下的重要策略之一。铁质农具的广泛使用、牛耕的推广、精耕细作传统的形成、大规模水利工程如都江堰和郑国渠的兴建以及大量记载农业生产经验的文献的出现，迅速推进了农业经济的繁荣和科学、技术知识的积累。秦汉时期，中国在农业生产工具的发明推广、耕作和作物栽培技术创新、大规模农田水利建设等方面都取得了突出的成就。魏晋南北朝时，中国长期处于南北分裂和战争纷争之中，致使中原地区的沃野良田大面积荒芜，农业生产遭到严重破坏。第一章科学技术与农业革命导论隋唐两代，中国顺利实现了长江、黄河两大经济区域的社会整合，这使中国社会的政治经济轴心由东向向南北关系，由此促进了南方水田整地技术、田制度、水车技术与茶树栽培、茶叶生产方法如加工技术的创新，意见《四时要》、《茶经》、《耒耜经》等重要农书的出现。宋元时期，随着江南地区人口的增加，地狭人稠、粮食供应问题的凸显，与水争田、变山为田成为主要的应对策略。明清时期，由于围湖造田，农业自然生态严重破坏，各地水旱虫害等频繁出现。为应对2亿多人口的粮食供应问题，明代在改造盐碱洼地、治理黄河、改进耕作技术和引进国外作物品种等方面取得重要的技术探索。第一章科学技术与农业革命导论3.近代西方的科学技术和“绿色革命”为了解释近代西方科学、技术和农业革命的相互作用关系，ArnulfGrubler以19世纪以来农业技术变革出现的3个技术创新为基点，将农业革命划分为三个时期，即“农业创新”、“商业化农业”和“工业化农业”。第一章科学技术与农业革命导论近代育种科学的发展来源于达尔文和孟德尔的研究成果为基础的遗传变异理论。19世纪，为了获取适合当地地生产条件的最佳农作物品种，各国之间交换了大力的植物种子，并在基础通过杂交获得新品种。1900年是一个重要的里程碑。这一年，欧洲的三位生物雪茄卡尔·科伦斯、雨果·德费里斯和艾里奇·冯·切尔马克各自发表了有关文章，对30多年前孟德尔对豆类杂交的实验研究成果进行了挖掘和再发现。1889年，英国的罗兰·哈里·比芬在担任剑桥大学新建的农业系植物学讲师时，就开始认识到孟德尔遗传学可能会对英国土地使用、农业经济发展和粮食安全供应等产生重大影响。第一章科学技术与农业革命导论20世纪初，前苏联科学技术瓦维洛夫到阿富汗、中国和中美洲等地从事植物收集工作，意在寻找各地有重大经济价值的栽培植物及其近缘的野生品种。他希望研究这些增强在世纪各地的变异，以便育种计划中利用这些变异。瓦维洛夫在列宁格勒附近种质资源库中收集保存的小麦品种达到30000种。他的工作鼓励和影响了很多国家的育种者，但却在本国受到怀疑和批判。第一章科学技术与农业革命导论1900年之后的十几年中，借助于各国政府为推广农业科学技术成果而建立的科研机构和农业试验站，旨在培育出尽可能多的商业价值的新品种的作物学作为一门应用科学开始蓬勃发展。随后发生的一系列偶然事件，为农作物新品种的研发提供了足够的推力，并使政府、商业机构、科学家携手合作，共同推动了席卷全球的“绿色革命”。第一章科学技术与农业革命导论1916年，美国爆发具有灾难性的小麦锈秆病，科学家、农场主、工业巨头和政府领袖因此结成战略同盟，以维护国家安全和促进工业繁荣的名义呼吁加强高产小麦新品种研发。1950年，布劳格及其团队在研制6000种小麦杂交的基础上培育出抗秆锈病的小麦品种Yaqui50，该品种在施用化肥后产量猛增，但因麦穗太重易出现倒伏，造成粮食减产。第一章科学技术与农业革命导论在育种技术取得突破性进展的同时，农业化学也应运而生。农药技术的进步也是绿色革命发生的重要因素之一。农业机械化是近代科学技术促使农业变革的另一项重要成就。科学和技术进步也对动物农业领域带来革命性的影响。人工授精是动物产业领域的重要技术变革之一。第一章科学技术与农业革命导论概括起来讲，19世纪以来的科学和技术对农业产生了三大影响，首先是对农业生产率的影响，不进借助化学和生物技术提高了土地生产率，而且依靠机械技术创新提高了劳动生产率；其次是对土地利用形式的全球性变化的影响，让工业化国家将大量的农业用地恢复为草地和湿地；再者是解放了农业生产力，大多数农业劳动力转移到工业、服务业等非农产业领域；还有是对农村社区发展的影响，虽然促进农村的城市，但也对农村区域的自然生态环境和人居环境造成一定影响。第一章科学技术与农业革命导论绿色革命成功的主要因素（1）创新植物的育种方法（2）技术结合或整合（3）当地受过培训的当地科学家的参与（4）确保农民知情并保护其生产积极性的计划和政策第一章科学技术与农业革命导论二、现代科学技术和新农业革命1.现代科学技术革命及其在农业中的应用1953年，沃森、克里克发现遗传物质DNA的双螺旋结构。1968年，沃纳·阿尔伯发展限制性内切酶。1973年，斯坦福多种的斯坦利·科恩与赫伯特·博耶完成将外部机体的基因植入主基因的实证实验他们发现的基因减拼或重组技术打开了基因工程研究领域的大门。等……第一章科学技术与农业革命导论2.生物科学技术与“第二次绿色革命”1999年4月《商业周刊》中的文章指出，90年代出现的生物农业代表着“第二次绿色革命”，其涉及产业既包括植物，也涵盖了基因改良的动物。1983年，世纪第一例转基因植物—转基因烟草问世。转基因农作物、动物克隆技术和微生物增加重组技术等技术掀起了革命。第一章科学技术与农业革命导论海口概括讲，转基因农业持续推进可能面临的挑战如下:1）转基因农业对是经济影响的不确定性。2）转基因农业对环境影响的不确定性3）转基因农业对食品安全和健康也具有不确定性4）转基因农业可能面临市场拓展方面的不确定性5）转基因农业在管理规划方面将面临更大的挑战第一章科学技术与农业革命导论转基因作物要转换成农业革，必须解决的问题：1）农业生物技术必须让发展中国家的农民买得起。2）公共部门需要对转基因技术研究进行更大的投资。3）公共政策必须大力支持转基因作物的商业化。4）发展中国家的规制体系建设。5）各利益相关者的协调合作。第一章科学技术与农业革命导论转基因农业持续推进可能面临的挑战（1）转基因农业对社会经济的不确定性（2）转基因农业对环境影响的不确定性（3）转基因农业对食品安全和健康的影响也具有不确定性（4）转基因农业可能面临市场拓展方面的不确定性（5）转基因农业在管理规划方面将面临更大的挑战第一章科学技术与农业革命导论转基因作物要转换成农业革命必须解决的问题（1）农业生物技术必须让发展中国家的农民买得起（2)公共部门需要转基因技术研究进行更大的投资（3）公共政策必须大力支持转基因作物的商业化（4）发展中国家的规划体系建设（5）各利益相关者的协调合作第一章科学技术与农业革命导论三、现代科学技术与中国农业、农村发展1.现代中国农业科学技术的主要成就20世纪80年代中后期，基本上解决了长期困扰社会经济发展的粮食供应不足问题，畜牧、水产、园艺和工业原料作物的生产得到快速增长。近年来，中国取得了一系列重要的农业科技创新成果。等成就第一章科学技术与农业革命导论2.现代农业发展的生态化转向可持续发展理念的提出和各类环保风潮的兴起，逼近影响着各国农业政策法规的修订，而且在推动农业现代化向生态化转型，即现代农业的发展必须以系统学、生态学的理论为指导，实现生态、经济和社会效益整体优化和协调发展。进20多年来，有机农业、生物农业、自然农业、生态农业和可持续农业等一系列旨在替代常规现代化农业的理论和实践层出不穷，尽管其概念和内涵不尽相同，但都表现出显著的农业现代化向生态化转型的强烈诉求。第一章科学技术与农业革命导论3.中国以科学技术促进农业、农村发展的战略选择总体而言，中国农业、农村发展同时面临工业化、城镇化