生态农业的基本原理,本文主要内容关键词为:生态农业论文,基本原理论文,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。
生态农业是指按照整体协调、循环再生的原理,将生态系统、生态经济规律以及生态学原理相结合的一种高效优质农业技术体系。“十五”期间我国将积极发展生态农业,寓生态环境建设和保护于农业增效、农民增收之中,促进农业和农村经济的可持续发展。
一、整体效应原理
作为一个稳定高效的系统必然是一个和谐的整体,各组分之间应当有适当的比例关系和明显的功能分工与协调,只有这样才能使系统顺利完成能量、物质、价值、信息的转换和流通,而且,这样的和谐整体功能大于个体功能之和,这就是整体效应原理。
生态农业建设的一个重要任务就是如何通过整体结构实现系统的高效功能。农业生态系统是一个社会—经济—自然复合生态系统,兼有自然和社会两方面的复杂属性,由许多不同层次的系统构成,子系统之间及各层次之间存在密切的联系,合理的结构能够提高单位的整体功能和效率。农业生态系统可以划分为农、林、牧、副、渔若干亚系统,各亚系统还可进一步细分。我们应该因地制宜运用科学优化技术,吸收我国传统农业的精华,合理安排结构,增加系统的抗逆性和稳定性,克服农业系统的功能失调、阻滞、内耗与浪费现象,提高各项生态效率,包括光能、降水、热量和土地的利用率,以实现农业的高产、低耗、高效和优质,这些是生态农业整体效应原理的具体体现。
二、生态位原理
生态位是生物物种在完成其正常生活周期时所表现出的对环境综合适应的特征,即一个物种在生物群落和生态系统中的功能和地位。各种物种种群在生态系统中都有理想的生态位,例如:乔木树种定植在一片荒山以后,树冠中的隐藏条件和树冠中食叶昆虫就给鸟类提供了一个适宜的生态位,林冠下的弱光照、高湿度给喜阴生物造成了一个生态位,枯落物堆积又给蚯蚓等动物提供了适宜生态位。
在特定的农业生产区域,光、热、气、水、肥等自然资源是相对恒定的,但是利用不同农业生物形态、生态习性、生理特征、生长周期的差异性,进行合理的物种组配,可以使有限资源合理利用,增加转化固定效率。如水产立体养殖、多层次立体种值、种养结合,以及“乔、灌、草结合”都可以提高生态位的利用率,从而使生态农业系统获得较高的生产力。我国太行低山丘陵地区利用疏林环境,进行围栏养鸡试验,每亩林地养鸡450只,可以使山地昆虫大量减少,养鸡饲料降低25%左右,鸡粪提高了土壤肥力,植被生长明显加快,这样对自然资源的一级利用变成两级或两级以上利用,获得较高的生态位效能。
生态位理论中还有一个重要观点,就是生态位丰富并逐渐达到饱和,有利于生态系统的稳定、高效。而农业生态系统中,由于人为的控制,生物种群单一,存在较多空白生态位,容易使有害生物侵入占据,人们应该主动予以调整和填补。例如:稻田养鱼在我国南方发展面积较大,水稻禾棵密集,对水面起到遮蔽阳光的作用,使稻田水温稳定,有利于鱼的生长,为鱼提供了适宜的生态位,鱼在稻田中的生存,也给水稻生长创造了良好的生态环境,因为鱼游动觅食起到一定的增氧作用,增强根系活力,同时鱼能取食稻脚老叶和下落水中的害虫,大大减少病虫害的发生,此外,鱼排出的粪便是水稻生长的优质有机肥,促进水稻生长。由于鱼充实了稻田生态位,使农药、化肥用量减少,生长成本降低,提高了经济效益,还改善了稻谷质量和环境质量。
三、物质循环再生原理
我们生存的地球之所以能以有限的空间和资源持续长久地维持众多生命的生存、繁衍、发展,其机制就是通过生态系统中物质循环再生和能量流动转化。在物质转移流动过程中,被丢失的部分可以重新返回环境,被生物再吸收利用,因此物质能够在生态系统中被反复利用而进行循环。农业生态系统与自然生态系统有一个明显的区别,就是它的生物组分多数具有人类驯化成高产、优质的特点,现代农业生态系统中优势种的可食部分或可用部分进一步提高。大量农、林、牧、副、渔产品作为商品输出,导致很多养分物质脱离系统,要维护再生产过程,就要向农业生态系统输入较多的化肥、农药、电力、机械、养分等物质、能量,这与可持续发展的观点相悖。而生态农业则强调尽可能减少外部投入,通过选择归还率较高的作物,以及增施有机肥、合理轮作、立体种植等方式,建立良性物质循环体系,尤其注重再生利用,变废为宝,化害为利。
物质循环再生原理用于生态农业,从经济角度看,节约了原料、时间、空间;从环保观点看,减少了污染物。例如:大豆、油菜、芝麻就地榨油后,将油饼还田,降低了运输成本,减少了化肥使用量。再如利用秸秆、人畜粪便经生物发酵生成沼气,作为生活燃料,促进秸秆还田,参与生态农业的物质循环再生。
四、食物链原理
生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系,彼此连接为一个序列,组成一个整体,就像一条链锁,这链锁关系就被称为生物链。自然生态系统食物层次多而长,构成复杂的食物网。而农业生态系统中的生物很多是人工选择的结果,种类、层次都较少,食物链结构较短,这不利于能量转化和物质的有效利用,而且使生态系统的自我稳定性下降。因此,生态农业根据食物链原理延长食物链,将有机废弃物进行多级利用,一个系统的产出量是另一个系统的投入,废弃物在生产过程中得到再次使用,使系统内形成一种稳定的物质良性循环机制,可以充分利用自然资源提高系统的稳定性和经济效益。目前通过延长食物链综合利用有机废弃物的典型方式有:①鸡粪喂养家畜;②将棉籽壳、玉米芯、稻草、甘蔗渣等含粗纤维的有机废弃物作原料,按一定的配比做成培养基来生产蘑菇、平菇等各种食用菌;③用各种有机废弃物喂养蚯蚓、蝇蛆、蜗牛、大瓶螺(福寿螺)等体内蛋白含量高的小动物,加工后可成为优质的动物蛋白饲料和原料;④沼液养鱼。沼液中的养分较全,甲烷菌可以直接被鱼所食,沼液中速效氮含量高,易被浮游植物吸收和利用,促进浮游动物的生长繁殖,进而为鱼的生长提供丰富的饵料,研究表明,沼液喂鱼的效果比粪便喂鱼的效果明显要好。
五、物种共生互克原理
自然界没有任何一种生物能离开其他生物而单独生存和繁衍。自然生态系统的生物种群在长期进化过程中,形成相互依存、相互制约的生态平衡。例如:蜜蜂利用果树的花粉养育自己,果树由于蜜蜂的授粉而增加结实率,这就属于互利共生关系。还有一种偏利共生关系,即仅对物种一方有利,对另一方无害也无利,如苔藓附生在树皮上。在生态农业中如何匹配好合理的种群结构,发挥生物群落互利共生或偏利共生的机制,使生物复合群体“共存共荣”,在有限的时间、空间内容纳更多的农业生物,生产更多的农产品,是生态农业建设的一个重要关键。在实践中人们也探索出一些行之有效的方式,如建立人工混交林、林粮间作、农作物间套种等。
物种由于竞争、捕食、寄生等特性,使受其影响的种群增长率降低,这种现象被称为物种互克。利用生物互克原理,可有效控制病、虫、草害。例如:广东东莞市利用白花草(霍香蓟)防治杂草和害虫方面取得新进展,白花草具有适应性强、繁殖快、优质高产和多次利用的特点,将白花草引入柑橙园有效抑制了杂草生长,保土增肥,防晒保湿,有利柑橙生长。白花草还利于柑橙红蜘蛛的天敌、绥螨的繁殖,具有控制红蜘蛛的效果。放养寄生蜂治虫,以菌治虫,以脊椎动物治虫等生态技术也日益受到普遍重视。
六、生物与环境协同进化原理
生物与环境的关系是农业生态系统中的一种基本关系,二者是不可分割的统一体。生物与环境的协同进化,是指生物在适应环境的同时,也作用于环境,对生态环境有一定的改造能动性,从而使环境与生物平衡发展,它对提高系统生产力和改善环境质量都有重要意义。生态农业中运用生物与环境的协同进行原理,就要求根据具体生态环境条件,安排适当的生物种群,在获得较高的生产力水平同时,促进生态环境的好转。例如:被生活污水污染的水体中,种植一些水生植物,如风眼莲(水葫芦)、浮萍、水花生、芦苇、宽叶香蒲等,增加或扩大一些有机质及营养盐在该生态系统中迁移、转化、积累和输出的环节、途径和数量,提高了该水体自净能力及环境容量,不仅净化、改善水质,增加生物多样性,而且化害为利,提高了青饲料及鱼、鸭等产品的产量和质量。
应该明确生物与环境协同进化原理在生态农业中的重要地位,否则,以破坏生态平衡、生态环境恶化为代价,换来暂时的高产量是得不偿失的,这类的教训在此就不赘述了。
每一项生态农业优化工程或实用技术,都融合了上述几项甚至全部生态农业的基本原理,随着生态农业建设在我国进一步开展,生态农业的原理和技术将被更多的人掌握,更多的既符合生态学原理又适合地区自然和社会经济条件、具有明显生态效益的生态农业系统模式会在中国土地上诞生。这将促进我国农业持续稳定发展,实现具有中国特色的保护环境、防止污染、合理利用资源的现代化农业。
标签:生态系统论文; 生态位论文; 农业论文; 生态农业模式论文; 农业发展论文; 生态系统稳定性论文; 三农论文; 生态学论文;