浅析现代农业对生态环境的影响，本文主要内容关键词为：现代农业论文,生态环境论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 现代农业及其特点
20世纪20年代以来，特别是第二次世界大战以后，随着现代科学技术的发展，发达国家逐步实现了农业现代化。现代农业和传统农业发生了根本的区别，现代农业的特点是：(1)高投入高产出，农业单产水平较高，农业总产值的增长较快；(2)农业生产方式和经营方式发生了巨大的变化，农业生产规模大型化，农业生产技术日趋先进，农业专业化和社会集约程度高；(3)广泛地利用生物技术，如杂交技术、转基因技术等；(4)大量使用以石油为原料的化肥、农药和以石油为能源的农业机械。
2 现代农业对生态环境的影响
地球上已几乎没有不受人类活动影响的生态系统。农业活动是人类最早作用于自然生态系统的活动，它不但改变当地的自然生态系统，使之成为人工生态系统，而且有可能对生态环境产生更为广泛的影响。20世纪20年代以来，特别是第二次世界大战以后，以大量使用石油产品、高投入高产出为特征的石油农业对自然生态系统和生态环境的影响已远远超出传统农业，达到了前所未有的程度，其影响归结起来主要有以下五个方面：(1)引起土壤侵蚀和土地退化，(2)引起生物多样性的减少，(3)农业生产控制有害生物对生态环境造成的影响，(4)农业用水对生态环境的影响，(5)农业活动中的化肥、农药和能源利用对生态环境的影响。
2.1 农业活动引起土壤侵蚀和土地退化
农业为人类提供食物和大量工业原料，是一个国家国民经济的基础。土壤是农业的基础，人类的农业活动每年都在消耗土壤的肥力，以获得农业丰收。如果人类只掠夺耕地的肥力而不及时补偿，那么土壤的肥力将不断下降，土壤结构会逐步恶化，土壤的保水保肥性能和稳定性下降，最终引起土地退化和土壤侵蚀；农业产量会逐渐降低，直到颗粒无收。土壤一但被侵蚀，在很长一段时间内将无法补偿，因为需要500年甚至更长时间才能形成1英寸土壤。不适当的农业活动造成的土壤肥力下降、土壤侵蚀、土地退化已成为一个严重的世界环境问题。无论是在欧洲的大草原上，还是在非洲、亚洲、美洲、澳洲生态脆弱的土地上，土壤侵蚀、土地退化都很严重。美国农业部资料表明，因侵蚀而造成的土壤损失，威胁着美国三分之一农田的生产力。中国的农业活动引起的土壤侵蚀、土地退化也十分严重：中国水土流失面积高达367万k
，约占国土面积的38%，每年土壤流失量达50亿吨，相当于全国耕地被刮去1cm厚的土层，所带走的氮、磷、钾约4000万吨，相当于中国一年的化肥产量；草地退化、沙化、碱化面积逐年增加，已出现“三化”的草地面积为1.35亿h，约占草地总面积的1/3，并且每年还在以200万h的速度增加；荒漠化土地面积不断扩大，全国荒漠化土地面积已达262万k，并且每年还以2460k的速度扩展，有1.7亿人口受荒漠化的危害和威胁。
2.2 农业活动导致生物多样性的减少
生物多样性是指一定空间范围内多种多样的活有机体（动物、植物、微生物）有规律地结合在一起的总称。它既是生物之间以及其生存环境之间复杂的相互关系的体现，也是生物资源丰富多彩的标志；它是对自然生态平衡规律的一个简明的科学概括，也是衡量生产发展是否符合客观规律的主要尺码。一个区域、一个生态系统保护得是否完整，在很大程度上要以其生物多样性的保护和利用是否合理来决定。
自从人类出现以后，人类应用日益增长的科技知识来操纵自然，以满足自己的需要。在此过程中，人为的活动可能增加或减少某些区域的生物多样性，但是人类对自然环境最深刻、不可逆转的影响大大加速了物种的灭绝。虽然物种在其长期进化、发展和对其环境变化的适应过程中，遵循优胜劣汰的自然规律，物种的灭绝是一个自然过程，但其灭绝的步伐和方式由于人类活动而加速。引起物种灭绝的人为因素主要有：过渡捕猎、生境破坏、人工引种等。生境破坏和人工引种通常是为了农业生产，所以农业生产是引起生物多样性减少的重要原因。为了发展农业生产，大面积的森林、草原、湿地被采伐、火烧、疏干和垦殖，草场被过渡放牧，这些农业活动对野生物种来说是毁灭性的。森林中特别是热带森林中的物种种类最丰富，大面积的森林被采伐后，进而烧山垦种或作为牧场，使原来森林中的各种物种的种源几乎全部被毁，环境也发生了根本变化，即使外来种源到达那里，也不易成长。目前，热带森林的砍伐已成为物种灭绝的极为重要的原因。世界上的热带雨林已有40%被毁，剩余的部分每年至少还要砍伐740万公顷(Myers,1988)。沿海红树林地区也是生物汇集的地方，自1961年以来，泰国已失去22%的红树林(FAO,1985)；菲律宾也损失了一半以上的红树林(FAO,1982)。在草原和荒漠地区，过度放牧和不合理的草地垦殖，使得大量的原生草地植被遭到破坏，沙化和盐渍化面积不断扩展，导致许多野生物种灭绝。干旱地区的环境一旦遭到破坏，极难恢复，物种灭绝的速度要比森林地区更快。例如自1994年以来，美国几乎100%的自然草地已经损失。湿地也是生物多样性的中心，但它同时也是被农业开发最剧烈的陆地生态系统之一。这些曾经是物种丰富的地区现多已成为人类居住地和农田。例如，新西兰有90%的湿地已在欧洲殖民者到达以后逐步消失。
生境片断化(habitat fragmentation)也是引起物种损失的重要原因。大区域的生境常被农业生产或其他发展切割成小块，减少了生境总面积，增加了生境斑块之间的距离。生境质量在小片断中恶化，边缘相对于斑块的面积增加，边缘与斑块的面积比增大，没有受干扰的“内部”生境减少。许多物种不能在片断生境中保持最低限度种群，首先遭受灭绝的危险。例如，当云南南部的热带森林生境发生片断化，野象等大型动物首先离去。
农业生产中的人工引种直接影响本地区的生态系统。外来物种可能通过捕食或竞争直接威胁当地的动植物区系，或者通过改变自然生境对当地的生产发生间接的影响。夏威夷引进归化的909种外来植物中的86%被认为是对本地生态系统有严重威胁的(Virousek,1986)；厄瓜多尔格拉帕戈群岛上，外来的牛、山羊、野猪已经极大地改变了岛上的植被，包括高原上的森林和类似南美草原的草地，也破坏了仙人掌灌丛(Hoecl,1984)；岛上的许多树木由于山羊的啃食难以繁殖，而且由于山羊引起的生境变化，大大减少了海龟和鬣蜥的种群。野兔进入澳大利亚后，曾使澳大利亚的草原生态系统遭受严重破坏。
2.3 农业生产中控制有害生物对生态系统的影响
二战后，为控制害虫、杂草，提高农作物产量，杀虫剂和除莠剂被广泛运用于迅速发展的农业中。但杀虫剂的毒性，对昆虫、水体中的鱼类和包括人类在内的哺乳动物都会产生不良影响。例如，大多数广谱杀虫剂对蜜蜂都是高毒的，蜜蜂会因杀虫剂而丧失，野生植物物种和作物将因传粉者（如蜜蜂）丧失而消失和减产。杀虫剂还可通过喷洒源流和农业废水影响大气环境和水环境，导致鸟类、鱼类、人和野生哺乳动物受害，据估计每年有2万～5万人因直接接触杀虫剂而死亡。
杀虫剂对生物放大作用(biomagnification)有较高的灵敏性，特别是在有氯化烃存在的情况下。杀虫剂中的有害物质在生物体组织中不能变性或不能代谢，导致有毒物质的浓度在食物链中逐级增加，这就是生物放大作用。它是广泛使用杀虫剂引发的一个严重问题，它直接威胁着食物链中顶级捕食者的生命，也可能威胁人类的食物链。生物放大作用的个典例子是：1949年在加利福尼亚清湖(Clear Lake)喷洒浓度为0.02ppm的双对氯乙烷(DDD)，以防治清湖莹蚊(chaoborus asrictopus)，以后定期重复喷洒直到1954年，这时大量的潜水鸟——鹧鹈体内出现了DDD，它们的脂肪含有1600ppm的DDD。（图1）
广泛使用杀虫剂引发的另一个问题是害虫天敌受影响，害虫种数增加。当害虫天敌被毁灭后，害虫在杀虫剂作用下下降一段时间后可能会迅速增加，并可能具有抗杀虫剂能力。另外，当害虫天敌被毁灭后，许多潜在的受其天敌制约的害虫物种，将由普通害虫变成次发性病虫害，使害虫种数和虫害次数增加。
2.4 农业用水对生态系统的影响
农业生产用水会造成严重的生态问题：(1)农业废水污染水系统，大量的杀虫剂和化肥中的磷、氮进入水体，使水体富营养化，严重影响水生生物。(2)大量抽取地下水灌溉的地区，地下水位大幅度下降，形成地下水漏斗区，直接威胁湿地和淡水生境，并可引起地面沉降。(3)在蒸发率高的干旱与半干旱地区，灌溉引发的关键问题是土壤次生盐渍化（盐份在土壤表面积累），从而导致生境恶化、产量下降或绝收。排水不畅时，灌溉会使地下水位上升，使地下水直接参与土壤蒸发；在蒸发过程中，“水去盐留”，地下水带来的盐份在土表积累，引起土壤次生盐渍化。由于干旱地区的灌溉方式不当，每年有125000多h的农田因盐化而损失。在印度河和幼发拉底河流域、埃及的阿斯旺大坝地区、美国的西部地区，中国的华北平原、西北地区、东北平原的部分地区盐渍化问题都十分严重。
2.5 农业活动中的化肥、农药、能源利用对生态环境的影响
现代农业的实质是用高能量来换取高产量，即在农业生产中大量使用以石油为原料或燃料的化肥、农药、机械等来获得高产量。捷克曾对农业发展与能源的关系，做过一项为期10年的试验，结果表明，农产品每增加1%，农业能源的消耗就要增加2.50%。目前美国农业每年要消耗6000万吨以上的石油、800万吨钢材、16万吨橡胶。这种高能量的投入，刺激了农业的迅猛发展，取得了一定的积极的效果，使农业劳动生产率、土地生产率和农产品的商品率大大提高。若以每个劳动力能养活的人数计，美国为56人，加拿大为44人，澳大利亚为39人，法国为26人，日本为17人。但是，由于现代农业的高能量投入，其发展带来了一系列的环境问题：
(1)以石油为原料的化肥、农药的大量使用，加之耕作、灌溉、加工、运输都需要石油，因而严重地加剧了能源危机。例如，在美国，每公顷玉米需要消耗石油760L；每生产4.2KJ能量的水果和蔬菜需要投入8.4KJ的石油能源；每生产4.2KJ的动物蛋白质需要投入84-336J的石油能源。
(2)大量使用机械操作，加剧了对自然生态的破坏。美国从20世纪30年代开始用机械取代畜力耕作，中西部地区的农民无计划地将大量草原垦为农田，造成土地裸露，风蚀和水蚀加剧，地貌、土壤严重恶化。
(3)大量使用化肥、农药和农用塑料薄膜，不仅造成了能源的紧张，而且也造成了严重的环境问题。首先是所施用的化肥和农药大部分都进入了农田生态系统（70%的化肥和90%的农药进入农田生态系统，对农田生态系统造成严重的污染；此外，化肥中的磷、氮和农药中的有毒物质还会通过农业径流、空气流等进入水系统和大气，使水体、大气受污染，使江河、湖泊富营养化加速，进而影响水生生物、鸟类、人和其他生物。其次大量使用化肥，忽视有机肥料及覆盖物的作用，造成土壤退化、土地生产力下降和严重土壤侵蚀（风蚀和水蚀）；美国有800万h的农田因土壤侵蚀而遭到不同程度的破坏。第三，农药的大量使用，使害虫产生了抗药能力，从而刺激农药施用剂量和频率的增加，形成恶性循环，加剧农药对生态环境的危害。据统计美国已有364种害虫对60多种农药产生了抗药性。第四，农用塑料薄膜越来越广泛地运用于农业生产，每年有大量的废弃农用塑料薄膜进入农田生态系统，农业生产已成为巨大的“白色污染”源。
3 持续农业是当今世界农业发展的总趋势
在能源危机、淡水资源危机、环境恶化、生态失衡和失业人口增加等的压力下，现代农业的进一步发展受到严重阻碍，发展可持续发展农业已成为许多国家的共识，走持续农业之路是当今世界农业发展的总趋势。
1991年，联合国粮农组织在荷兰举行了由100多个国家参加的世界“农业环境会议”，发表了具有广泛影响的宣言，提出了农业发展的三个战略目标，即粮食、经济收入与资源环境，并对农业可持续发展作了如下定义：“管理和保护自然资源基础，实行技术变革和体制改革，以保证当代和未来人类的持续需求。这种可持续发展（包括农业、林业、采渔业）应使土地、水和动植物基因资源得到保护，它是一种无环境退化、技术上适宜、经济上可行，并能为社会接受的发展道路”。持续农业是在总结有机农业、生物农业、生态农业等替代型农业模式的基础产生的综合农业模式，体现了环境、经济的同时稳步发展。持续农业是可持续发展的一个重要方面，它是一种宏观战略，允许各国针对自己的国情去实现这一战略目标。
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