第一章 绪论第一节 环境与环境问题一、环境的基本概念
环境是近年来使用非常广泛的一个名词或术语,它的含义和内容都极其丰富。什么是环境?在不同的学科中有不同的定义。对于环境科学而言,环境的概念是指:围绕着人群的空间及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的总体。自然因素的总体称为自然环境,社会因素的总体称为社会环境。
自然环境包括自然界各种要素,例如大气、水体(河流、湖泊、海洋等)、土壤、动物、植物、微生物等,也包括经过人类改造的自然界,如城市、农村、水库、园林等。
社会环境包括人类社会活动造成的各种因素,例如生产、生活、交通、经济、文化等。一般来说,环境科学主要研究的还是物质性的要素以及这些要素所构成的系统及其状态。
目前世界各国为了环境保护工作的需要,在环境保护法规中给“环境”下了定义。我国的环境保护法中明确规定:“本法所称的环境是指:大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生植物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。”
二、环境的分类(了解)
环境是一个非常复杂的体系。目前尚未形成统一的分类方法。
按照环境的主体,目前有两种方法,一种是以人类为主体,其他生物和非生命物质都被视为环境要素,即环境就是人类生存的空间,或称人类环境。另一种是以生物体作为环境的主体,不把人以外的生物看成环境要素,在生态学中经常采用这种分类法。
按照环境范围大小来分类比较简单,例如把环境分为:生活环境(居室环境、院落环境)、工作环境(车间环境、劳动环境)、城市环境、农村环境、区域环境(流域环境、行政区域环境)、全球环境、星球环境等。
按照环境要素分类即可将环境分为自然环境和社会环境两大类,再按其主要的组成要素分类。自然环境可分为:大气环境、水环境、土壤环境、地质环境、生物环境等;社会环境可分为:聚落环境、生产环境、交通环境、旅游环境等。
三、环境要素与环境系统
(-)环境要素
构成环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分称为环境要素,也称环境基质。环境要素分为自然要素和社会要素,但通常指的是自然环境要素。自然环境要素包括水、大气、土壤、岩石、生物和阳光等要素。
环境要素具有以下特点,这些特点是认识环境、评价环境、改造环境的基本依据。
1.最小限制律 即整个环境的质量,不能由环境诸要素的平均状况去决定,而是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制。这就是说,环境质量的高低,取决于诸要素中处于“最低状态”的那个要素,不能用其他处于优良状态的环境要素去代替,去弥补。因此在改善环境质量时,必须循着由差到优的顺序,依次改造每个要素,才能使之均衡地达到最佳状态。
2.等值性 任何一个环境要素,对于环境质量的限制,只有当它们处于最差状态时,才具有等值性。也就是说,各个环境要素,无论它们本身在规模或数量上是如何地不相同,但只要是一个独立的要素,那么它们对环境质量的作用并无质的差异。
3.环境的整体性大于环境造要素的个体和一个环境的性质,不等于组成该环境各个要素之和,而是比这种“和”复杂得多,丰富得多。
4.环境诸要素互相联系、互相依赖 例如从表示生物界取食关系的食物链,可以清楚地看到环境诸要素之间互相联系、互相依赖的关系。
(二)环境系统
地球表面各种环境要素及其相互关系的总和称为环境系统。把人类环境作为一个统一的整体来看待,避免人为地把环境分割为互不相关、支离破碎的各个组成部分。揭示环境系统的内在本质在于各环境要素之间的相互关系和相互作用,对于研究和解决当前许多环境问题具有重大意义。
环境系统和生态系统两个概念的主要区别是:前者着眼于环境整体,而后者则着眼于生物彼此之间及生物与环境之间的相互 关系。环境系统从地球形成以后就存在,而生态系统是生物出现 后的环境系统,人类生态系统一般是指人类出现后的环境系统。
环境系统是具有一定调节能力的动态平衡体系,能对外界较 小的冲击进行补偿和缓冲,从而维持系统的稳定性。系统中任何 一个要素发生变化便会影响整个系统的平衡,通过调整达到新的平衡。
四、环境问题(了解)
(-)环境问题的产生和发展(了解)
所谓环境问题,是指由于人类的生产和生活活动,使自然环境产生变化,出现了不利于人类生存和发展的现象。由于自然因素如火山爆发、台风、海啸、地震、滑坡等产生的问题一般不列为环境问题的范围。目前所指的环境问题,主要是人类利用环境不当和在人类社会发展中与环境不相协调所造成的。
在古代农业文明时期,就已出现了环境问题,我国的西北黄土高原,在西周时期森林面积有4.8亿亩,森林覆盖率达53%,但是由于在西汉末年和东汉时期进行了大规模开垦,滥伐森林,水源得不到涵养,致使水土流失严重,水、旱灾害频繁,土地日益贫瘠。
随着城市的出现和工业的发展带来了新的环境问题。特别是产业革命以后,煤和石油等能源的大量使用,以大气污染为主的环境问题不断发生。现代化工业引起的环境污染,规模之大,影响之深,是前所未有的。
(二)当前世界面临的主要环境问题(了解)
当前世界存在的环境问题主要表现在以下几个方面:
1.大气污染日益严重 2.臭氧层破坏 3.温室效应和气候变化 4.海洋环境恶化 5.水污染加剧 6.土地退化和沙漠化
7.森林砍伐 8.物种消失 9.有毒化学品和危险废物猛增 10.环境公害损失巨大
第二节 农业环境与农业环境问题一、农业环境
农业环境指的是以农业生物(包括农作物、畜禽和鱼类等)为中心的周围事物的总和,包括大气、水体、土地、光、热以及农业生产者劳动和生活的场所(农区、林区、牧区等),它是自然环境的一个重要组成部分,但不等于自然环境的全部。
农业环境既包括一部分原始的自然环境,又包括一部分经过改造的人工环境,与其他环境相比,农业环境有以下一些自身的特点:
1.范围广阔,环境条件差异大 农、林、牧、渔等生产活动的范围非常广阔,除了人迹罕至的原始森林、冰川、沙漠以及城镇工矿区外,都属于农业环境的范围,各地自然环境本身的差异大,各地自然环境受人为干扰的情况差异也很大。
2.不稳定性 农业环境受到自然和人两方面的作用,影响因素很多,自然因素方面如水、旱灾害、气温、风等都可影响农业生产和农业环境,人为因素如种植方式、化肥、农药的投入,过大规模地发展养殖业,也会影响到农业环境。
3.环境质量恶化不易觉察也不易恢复 农业环境质量的变化是积累性的,渐进性的,常常不易通过感官觉察到,只有通过科学的监测分析才能发现。农业环境特别是土壤环境一旦出现问题,想要再恢复和改善就很不容易。
二、农业环境问题
农业环境问题主要包括自然资源与生态破坏、环境污染两大方面。这里仅论述我国农业环境面临的主要问题。
(一)自然资源与生态的破坏
1.土地超载、土地退化严重 目前,我国人口每年以平均1700万的速度增加,而耕地面积每年以平均30万hm2左右的速度递减,我国的总耕地面积是9600万hm2。我国约有1/3的耕地受水土流失的危害。全国有393万hm2的农田和493万hm2的草场受到沙漠化的威胁。草原退化严重,盐碱化以及灌溉不当引起的次生盐渍化不断扩大。由于土地强化利用和有机肥施用量不足,农田质量普遍下降。
2.森林资源减少,森林生态功能较弱 根据第3次森林资源清查(1984~1988)我国森林覆盖率为12.98%;人均森林面积仅为0.11 hm2,只有世界平均水平的11.3%;目前可供采伐的森林蓄积量最多只有14~15亿m3,若按目前平均每年赤字1.7亿m3的水平推算,全国可供采伐的森林8年左右就被采光。
3.北方地区水资源短缺,地下水超量开采 我国水资源分布不平衡,全国81%的水资源集中在占全国耕地面积36%的长江流域及其以南地区,淮河流域及其以北地区耕地面积占全国的64%,而水资源仅占全国的19%。由于缺水,使一些地区特别是北方和沿海地区,不得不超量开采地下水,造成地下水位大幅度下降,形成大面积的“漏斗区”,造成沿海地区海水入侵,地下水质恶化。
4.动植物资源下降,濒危物种增加 相当多的野生濒危动物分布区显著缩小,种群数量骤减。植物方面,正式列入国家珍稀濒危植物名录的第一批植物就有354种。
(二)环境污染
1.工业排放的污染物对农业的影响加剧 全国工业企业和城市每年排放的废水356亿t,废气8.5万m3,工业废渣6.5亿t,城市垃圾7300万t。这些废弃物处理、处置和回收利用水平较低,80%~90%的污染物经过各种途径进入农业环境。估计三废污染农田面积达7000万hm2,每年损失粮食约100亿kg。
2.农业化学品的污染严重 农业化学品指化肥、农药和农膜。目前我国每年化肥施用量为3 300多万吨(折纯量),农药80~90万t,农用薄膜88万t。化肥利用率为30%,农药在环境中扩散和损失也很严重。地膜覆盖面积为233多万公顷,每公顷平均残留约42 kg。农药污染是一个不可忽视的问题,目前农畜产品农药的超标率为7%左右。
3.畜禽粪尿污染已成为问题 城郊的集约化大型鸡、猪场的畜禽粪尿污染已成为城郊环境中一个十分突出的问题。
4.乡镇企业污染问题相当严重 农村乡镇企业中有1/5的企业属于污染企业。乡镇企业废物的排放量占全国工业废物的排放量的10%,但由于这些企业靠近农田,它们污染农田的面积却占全部农业受污染面积的30 %。
第三节 农业环境保护与可持续发展一、农业环境保护
环境保护就是利用现代环境科学的理论与方法,协调人类和社会的关系,解决各种环境问题,保护、改善环境的一切人类活动的总称。农业环境保护是整个环境保护工作中的一个重要的组成部分,其工作对象和保护目标是农业环境。
我国的农业环境保护工作起步于本世纪70年代初。1973年我国召开第一次环境保护工作会议后,全国的环境保护工作才正式开始起步。农业环境保护工作主要包括以下几方面的工作:农业环境管理、农业环境调查、农业环境监测、农业环境质量评价、农业环境科学研究、农业环境保护法制建设、农业环境教育。
二、走农业可持续发展的道路
(一)可持续发展
持续发展的涵义深刻,内容丰富,但是它有两个最基本的要点:一是强调享有追求健康而富有生产成果的生活权利,但这应该是和坚持与自然界和谐方式的统一,而不应当是凭借着人们手中的技术和投资,采取耗竭资源、破坏生态和污染环境的方式来追求这种发展权利的实现;二是强调当代人在创造与追求今世发展与消费的时候,应当承认并努力做到使自己的机会与后代人的机会相平等,不能允许当代人一味地、片面地、自私地为了追求今世的发展与消费,而毫不留情地剥夺后代人本应合理享有的同等发展与消费的机会。
持续发展的思想实质,一方面是要求人类在生产时应尽可能地少投入、多产出;另一方面又要求人类在消费时应尽可能地多利用、少排放。因此,人类在转变传统发展模式实行持续发展战略的时候,必须纠正过去那种单纯依靠增加投入、加大消耗实现发展的模式和以牺牲环境来增加产出的错误做法,从而使经济发展更少地依赖地球上有限的资源,而更多地与地球的承载能力达到有机的协调。
(二)农业的可持续发展
持续发展战略在农业上的应用即为持续农业,1988年美国农业家协会提出:持续农业是一种能长期地提高农业所依赖的环境质量和资源基础,为人类提供必需的食物和纤维农业生产体系,即既能支持整个社会的目前需要,又具备适应长期发展的能力的农业生产体系。
自从持续农业一词提出以来,短短几年中,已召开了多次以农业的持续发展为主题的国际会议。经各国农业专家和FAO的讨论,持续农业的战略目标是:
(1)积极增加粮食生产,既要考虑自力更生和自给自足的基本原则,又要考虑适当调剂与储备,稳定粮食供应和使贫困者有获得粮食的机会,妥善解决粮食问题,保障粮食安全(粮食安全系数,即粮食储备库存量占年需要量的17%~18%以上)。
(2)促进农村综合发展,开展多种经营,实行生产、加工、供销综合经营,扩大农村劳动力的就业机会,增加农民收入,特别要努力消除农村贫困的状况。
(3)合理利用、保护改善自然资源。为了实现持续农业和农村发展,有三个基本要求:第一,千方百计地提高整个农业生产、加工、销售和消费,减少环境污染。第二,在利用自然资源和投入物过程中,要力求维护和提高再生产能力,增强后劲;促进资源和投入物利用与生产的多样化,以适应多变的外界条件,尽量减少风险,稳定收成。第三,努力开展多种经营,综合发展。
3.我国农业可持续发展的道路 中国农业正处在传统农业向现代农业的过渡阶段。避免西方国家农业发展过程中走过的弯路,走一条适合中国国情的农业发展道路,是我国迫切需要解决的问题。生态农业为解决这个问题提供了一条理想的途径。
生态农业是运用农业生态学原理和系统科学方法,把现代科技成果与传统农业精华结合起来而建立的具有高功能、高效益的农业体系。按照著名生态学家马世骏先生提出的“整体、协调、循环、再生”的原理所建立的生态农业具有两个显著特征:一是对农业结构的优化,体现出系统性、整体性和综合性,有利于生物种间互利作用的发挥,有利于提供外部投入的效率;二是生产、经济发展与环境保护同步,通过对可再生资源的自我维持能力,加强农业持续发展的内部机制,从而形成与常规农业所不同的运行方式,实现生态和经济的良性循环。