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[中图分类号] G633.91[文献标识码] A[文章编号] 16746058(2016)140114
一、 教学过程
1. 巧用道歉视频,创设情境导入
播放冯小刚导演,葛优、李小璐、郑恺、白百何主演的2014年贺岁片《私人订制》最后一段“向大自然道歉”视频。学生观看视频,教师依次提出下列问题,引发学生思考分析:(1)四位主角为什么要向大自然道歉?(学生:雾霾天气频发、森林乱砍滥伐、煤炭过度开采、生态环境污染等问题都与人类的不当活动有关)(2)这些问题的背后又折射出怎样的问题?(学生:人口快速增长的压力、生产生活及经济发展所需等导致人类对资源的不合理开发与利用,由此引起的生态恶化和环境污染,充分暴露出传统经济发展模式的弊端,难以可持续发展。)(3)解决上述问题的有效途径是什么?(教师:建设生态工程,就是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,对已破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,达到经济效益和生态效益的同步发展,从而促进人类社会和自然环境的和谐发展,进而实现可持续发展。与一般的传统工程相比,生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。)
2.运用模型构建,引导学生自主探究
[案例1]出示“石油农业”模式图。教师:“石油农业”模式是以美国为代表的西方经济发达国家的高投入、高产出的农业现代化模式,由于需要大量使用石油作为原料或动力而得名。该农业模式对解决粮食需求和提高粮食产量起到重要作用,但同时由于其高能耗、高污染,使粮食品质和安全不断下降,难以可持续发展。解决这一问题的有效途径之一就是要发展生态农业。
介绍“传统生态农业”模式。教师:“无废弃物农业”模式是我国古代最早、最生动的一种生态工程模式。请同学们利用所给的项目绘制“无废弃物农业”的物质和能量流动图,可分组讨论、交流与合作。在学生讨论出现疑惑的地方时,教师应协助学生解答,以完成概念图的模型构建。
根据上述模型构建活动,教师提出以下思考问题:上述“无废弃物农业”模式的突出优势是什么?(回答:充分利用废弃物中的能量,通过物质的循环利用和能量的多级利用,实现废弃物的资源化,达到无废弃物生产,减少环境污染。)进而引导学生归纳总结出“物质循环再生原理”。
引出“现代生态农业”模式。教师:上述“无废弃物农业”模式是我国传统农业的辉煌成就之一,但已无法满足人们对现代农业发展的需要。在上述传统农业的基础上,可增设沼气池、蘑菇等环节更好地利用物质能量。请同学们自主构建,完成下列“现代生态农业”的物质和能量流动图。
[案例2]出示“纯樟子松林、珊瑚礁区”图片。教师:我国“三北防护林”取得了巨大的生态效益和经济效益,但最初进行林带建设时,单一种植的樟子松林遇松毛虫害大量毁坏死亡;而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中,保持着很高的生物多样性?这是为什么呢?
学生:纯樟子松林的生物多样性低,食物链短而简单,缺少松毛虫的天敌,而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源,因而导致树林的大量毁坏死亡。珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复杂,不同的生物占据不同的生态位,通过食物链关系互相依存,充分利用了珊瑚礁生态系统的环境,实现了很好的物质循环和能量流动。
教师:从上述正面和反面的实例,你能得出怎样的结论?
学生:进行植树造林等生态工程建设时,必须要考虑生物的多样性,只有保持生态系统较高的生物多样性,才能维持生态系统结构和功能的稳定和平衡。(归纳总结出“物种多样性原理”)
[案例3]出示“灰色长城、水葫芦疯长、草原过度放牧”图片。教师:“三北防护林”的西北防护林早期栽种不适应当地环境的杨树林,导致“绿色”长城变成“灰色”长城。江苏、上海和浙江三省市交界孕育吴越的美丽太湖。近年来,由于富营养化促使太湖水体中水葫芦和藻类疯长,并导致鱼虾等水生生物大量死亡,给水生生态系统造成极大危害。如果在西北草原地区发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?
学生:西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量(环境容纳量);针对公共草地的过度放牧问题,应该实行草地承包,调动个人的管理积极性,减少过度放牧现象。另外,可以在有条件的地方,人工种植牧草,增加牧草产量。
教师:从上述3个实例,你能得出怎样的结论?
学生:进行生态工程建设时,要处理好生物与环境的协调与平衡问题,要栽种适宜树种,要考虑生物数量不能超出环境承载量。(归纳总结出“协调与平衡原理”)
教师:进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更要整体考虑经济和社会等的影响力。例如,进行林业生态工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑 [本文由WWw.DYLw.NET提供,第 一论 文网进行和服务,欢迎光DYlw.NeT 联系方式QQ 712086966]贫困地区农民的粮食、烧柴以及收入等生活问题。如果农民的生计得不到保证,随时会发生“前面造林,后面砍林”的现象。这体现了什么原理?
学生:整体性原理。
一、沼气生态农业技术概论
沼气生态农业技术是依据生态原理,以沼气建设为纽带,将畜牧业、种植业等科学合理地结合在一起,通过优化整体农业资源使农业生态系统内做到能源多级利用,物质良性循环,达到高产、优产、高效、低耗的目的,是一项可持续农业技术。
1.沼气生态农业技术的基本原理。
北方模式的发展及其基本原理:以土地资源为基础,以太阳能为动力,以沼气建设为纽带,通过生物质能转换技术在农户庭院和田间将沼气池,畜(禽)舍、厕所、日光温室组合在一起,构成能源生态利用体系。从而在同一块地上,实现产品和肥同步,种植、养殖并举,能流、物流良性循环,成为发展生态农业的重要技术措施。
根据生产结构和配套技术的组成,又可分为“三位一体”和“四位一体”模式。以“四位一体”为例,该模式的基本要素是:建一个坐北朝南的日光温室,通常200—600m2,日光温室内部,西侧、东侧各建一个20m2的畜禽舍和一个1米2左右的厕所,畜禽舍下部为一个8—10m3的沼气池。
北方模式是沼气池、畜禽舍、厕所、农作物栽培室都在日光温室内,形成一个封闭的体系,日光温室的作用就是为沼气池、畜禽、温室内的农作物提供适宜的温度条件,从而一改过去北方沼气池半年使用半年闲,且冬季极易冻坏的弊病,达到全年正常运行产气,改变北方冬季土地闲置的状况,变淡季为旺季,变无收为有收,改变北方冬季畜禽由于御寒导致能量损失过大,光吃食不长膘的状况,缩短出栏时间,降低生产成本。
日光温室是利用甲塑料薄膜的透光和阻散性能,并配套复合保温墙体结构,将太阳能转化为热能,同时保护和阻止热量及水分的散失,达到增温、保温的目的。使冬季室内、外温差可达到30℃以上,从而使北方模式内的温室果菜后季节生产和制取沼气更加可靠。同时,饲养的畜禽也能为温室提高温度。
2.沼气生态农业技术的作用。
有机物厌氧发酵产生的沼气可以用于炊事、照明、发电等多项生活生产活动。同时沼气发酵的残余物,沼液和沼渣可以开展综合利用。用于种植和养殖业。如:种果、种菜、浸种育苗,培养食用菌,饲喂 畜禽,养殖可以起到改善土壤,提高农作物产量,品质及其防寒抗病能力的作用。
沼气生态农业技术使庭院经济与生态农业紧密地结合起来,变革了农村传统的生产、生活方式和思想观念,实现了农业废弃物资源化,农业生产高效化,农村环境清洁化和农民生活文明化,具有经济、生态和社会等方面的综合效益。因此,在北方农民称沼气池是“小康池”“致富池”“聚财池”。
研发沼气能源,节约生活用能,沼气一种优质燃料,其热值为2.8×104—2.77×104J/m3,与空气混合燃烧时温度可高达12000℃由于沼气灶的热效率约是煤炉热效率的3倍,因此每立方米沼气相当于3.3千克原煤,可使65千克水从20℃煮沸,在北方地区,一个8m3的沼气池常年运行,可产300—400m3,基本满足一家四口日常炊事、照明的需要年节约资金200元左右。增加饲料来源,改变传统的养殖方式,促进养殖增收,在模式系统中,人畜粪便经过厌氧发酵所产生的沼液和沼渣是优质的饲料添加剂,可以加快动物体内肝糖,肌糖的积存,减少发病率,提高饲料转化率,提高畜禽质量,缩短出栏时间,从而增加沼气户的养殖效益。以养猪为例,在北方地区,模式通过为猪生长提供适宜的环境条件,和饲料添加剂,使猪的育肥期由过去的10个月缩短到4个月,料肉比由过去的5:1减少到3.5:1,每年可以多出栏1批。据调查,沼气户人均猪肉产量比非沼气户高2.8倍多,人均牧业收入高2.7倍。提供优质沼肥促进种植业增收,沼液和沼渣是优质、高效、无污染的有机肥料,可以用于基肥、追肥、叶面肥和浸种起到可以提高作物产量、品质和抗病能力的作用。模式生产的果、菜品质好,口感好,色泽好、无污染,在市场上具有很好的竞争力。
3.沼气生态农业技术符合农业可持续发展的需要。
(1)开发可再生资源,保护生态环境。沼气的发酵原料来源于人畜粪便和农业废弃物,可以说取之不尽,用之不竭,是一种可再生资源。北方沼气池可年产沼气300m3节约的薪柴相当于0.2公顷薪碳材一年的生长量,一口沼气池便可保护一片青山。山区若有20﹪的农民使用沼气池,则封山育林便有了保证。因此推广沼气生态农业技术,是保护山区森林植被改善生态环境的重要手段。
(2)培肥地力,促进农业可持续发展,每个6—10m3的沼气池年可提供沼肥16—20m3,沼肥中富含作物生长所必需的氧、磷、钾等元素,且病菌虫卵大部分被杀死,是理想的无公害肥料,具有无污染、高效培肥地力的作用。因此沼肥可以显著改善土壤理化性质,提高土壤肥力做到种地养地,促进农业持续发展,正是凭借这些优点,沼气生态农业技术使原来闲置的农户庭院土地变成高效的商品生产基地,使低产田变成发展高产、优质、高效农业保护地,使“四荒”治理同农业与农村经济的可持续发展有机结合因而成为农业向深度和高度发展的有效手段。
二、沼气生态农业技术带动农民生活的文明进步
生态学(Ecology)是德国生物学家恩斯特?海克尔于1866年定义的一个概念:生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学[1]。目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”,有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科,是我国高校生物科学(代码:070401)和生态学(代码:071004)本科专业的主干课程之一。农业生态学(Agroecology)是生态学在农业上的分支,是用生态学和系统论的原理和方法,将农业生物与其自然环境作为一个整体,研究其中的相互作用、协同演变,以及社会经济环境对其调节控制规律,促进农业全面持续发展的学科[2],是目前农学专业(代码:090101)的重要课程之一。烟草学是农学的二级学科,河南农业大学烟草学本科专业自开设以来就把《农业生态学》作为专业基础课之一。经过数十年的实践,诸多问题逐渐显露,主要表现在烟草不仅是一种特殊的叶用经济作物,而且其品质形成与诸多生态因子关系复杂,《农业生态学》的传统教学体系已不能适应烟草学科的发展需要。鉴于此,河南农业大学烟草学院于2011―2012学年第一学期首次开设《烟草生态学》课程,作为烟草学本科专业的专业基础课,先于烟草栽培学、烟草育种学、烟草调制学等主干课程学习。经过近5年的探索,现已形成较为完整的课程体系,现将《烟草生态学》课程教学内容体系的构建和优化情况总结如下。
一、课程定义和特点分析
“生态”指一切生物的生存状态,以及它们之间和它们与环境之间环环相扣的关系。如今,生态学已经渗透到各个领域,“生态”一词涉及的范畴也越来越广,人们常常用“生态”来定义许多美好的事物,如健康的、美的、和谐的等事物均可冠以“生态”修饰。独特的自然环境只能靠人们去发现并加以利用。津巴布韦烟叶质量好,与它的自然环境条件是分不开的。根据目前研究来看,生态条件对烟叶特色的影响程度超过50%[3]。我国云、贵、川、鄂等地烟区气候温和,光照充足,温差适宜,有利于烟叶香气物质积累和优良品质形成,适合烤烟生长和干物质的积累。烟草生态学是研究环境与烟草生长及品质形成关系的科学。《烟草生态学》课程开设的目的是使烟草学专业学生掌握生态学的基本原理,能够熟练运用种群、群落、生态系统生态学的知识分析烟草学生产和科研中的相关问题,为烟草栽培学、烟草调制学等主干课程的学习打下基础。
《烟草生态学》课程最突出的特点是生态学理论与烟草生产实际的紧密结合,实际生产中大量现象的分析需要建立在明确基本生态关系的基础上。例如,中国烟叶公司目前在全行业推广“烟蚜茧蜂防治烟蚜技术”,我们要求学习过《烟草生态学》课程的学生能够运用生态学的基本原理分析该项技术推行的原因以及需掌握的要点。首先,烟蚜茧蜂防治烟蚜是烟田害虫生物防治技术之一,其推行原因是由于化学农业的长期不合理使用,污染了环境,造成烟蚜天敌及一些有益昆虫的大量死亡,降低了农田生态系统的生物多样性[4]。烟蚜茧蜂能将卵产于烟蚜体内,幼虫孵化后取食蚜虫的组织和器官,造成蚜虫死亡。可见,烟蚜茧蜂与烟蚜之间是典型的寄生关系,这一种群与种群之间的负相互作用对烟蚜有很好的控制作用。以上是推广“烟蚜茧蜂防治烟蚜技术”的原因。其次,在生态对策方面,烟蚜是一种典型的r-选择生物,具有所有使种群增长率最大化的特征,如快速发育、小型成体,数量多而个体小的后代,高的繁殖能量分配和短的世代周期。研究表明,在温度为20℃~30℃时,烟蚜仅需7d就可以完成世育[4]。正因如此,烟蚜在烟田往往呈现爆发式增长,故烟蚜茧蜂释放时机的把握十分重要。实际操作中,要求在烟蚜呈点片发生(田间烟株平均蚜量≥10头/株)时放蜂。再次,生物因子对种群的调节往往受密度的制约,因此被称为密度制约因子。烟蚜茧蜂即为烟蚜的密度制约因子之一,对烟蚜种群数量影响的强度随其种群密度而变化。当烟蚜茧蜂密度大时,烟蚜种群的个体数量会迅速减少。但烟蚜茧蜂的数量也不是越多越好,因为烟蚜种群和烟蚜茧蜂种群之间存在负反馈关系。负反馈是比较常见的一种反馈,它的作用是能够使生态系统达到或保持平衡或稳态,反馈的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化[1]。因此,如果烟田生态系统中的烟蚜茧蜂过多迁入而数量剧增,烟蚜就会因为受到过度抑制而减少,烟蚜数量减少后,反过来会抑制烟蚜茧蜂的数量。可见,确定合适的放蜂数量是维持烟田生态系统平衡的重点。据此,国家烟草专卖局有关文件(国烟办综〔2015〕232号)规定了具体放蜂量:田间蚜量1~5头/株,亩放蜂量200~500头;田间蚜量6~20头/株,亩放蜂量500~1000头;田间蚜量21~30头/株,亩放蜂量1000~1200头;田间蚜量30头/株以上,亩放蜂量不低于1500头。从以上实例可知,《烟草生态学》是一门理论与实践紧密结合的科学,其主旨是培养学生科学的思维方式和运用生态学知识分析生产实际问题的能力。
二、参考教材选择
如何根据专业特点选用合适的教材,关系到学生对知识的把握和理解。但是,目前尚没有《烟草生态学》等专业特色教材出版。针对这一问题,河南农业大学烟草学院多次组织本课程教研室老师讨论,确定了高等教育出版社《基础生态学(第2版)》、中国农业出版社《农业生态学(第2版)》和中国农业出版社《作物生态学》等3本教材为本课程的参考教材。
《基础生态学(第2版)》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是由北京师范大学生命科学学院孙儒泳院士及具有多年生态学教学经验的3位教授共同编写的。该教材强调对生态学基础理论的理解与把握,内容简明扼要,按照传统生态学的发展顺序,依次分为有机体与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、应用生态学和分子生态学与景观生态学几大部分。在实际教学中,我们将有机体与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等内容融合成一章,即“第二章 基本生态关系”,着重对生物与环境的关系及种群、群落、生态系统生态学的基本原理进行学习,作为《烟草生态学》课程的基础理论部分进行重点教学。
《农业生态学(第2版)》也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,由华南农业大学骆世明教授主编。全书分理论和实践两部分。理论部分一共有6章,主要阐明农业生态学的基本理论体系。实践部分共有5章,主要针对中国的生态农业建设与农业可持续发展的实践。在《烟草生态学》的教学体系中,烟田生态系统、烟草种植区划等实践部分的基本原理和教学框架设计即参考该教材。
《作物生态学》由南京农业大学曹卫星教授主编,在概述作物生态学的基本定义、形成发展与研究方法的基础上,根据作物生态学的科学内涵和发展动态,重点阐述了作物与辐射、温度、水分、养分等环境要素的生理生态关系,进而介绍了作物分子生态、群体生态、信息生态、生产生态和安全生态的理论和技术。该书注重生态学原理与方法在作物学领域的拓展和应用,我们在《烟草生态学》的教学中借鉴该书的理论与实践相结合在主旨思想,构建了烟草与光照、烟草与温度、烟草与水分、烟草与土壤、烟草群体生态和烟草安全生态等章节,为实践部分的主体内容,取得了良好的教学效果。
三、教学内容体系构建
科学地选择教学内容,合理地设置课程是整体优化人才知识结构的关键环节,需遵循全面发展原则、整体性原则、需要性原则、综合性原则、有序性原则、稳定性与动态性相统一的原则、因材施教原则、理论性与实践性相结合原则等基本原则[6]。烟草生态学研究的对象是烟田生态系统,是基础生态学在烟草生产中的应用。根据上述原则,在理论部分首先介绍了生态学的定义、研究对象、发展阶段、分支学科和研究方法(第一章)后,着重介绍了生态学中的基本生态关系(第二章),包含生物与环境、种群生态学基本原理、群落生态学基本原理和生态系统生态学基本原理四个部分,为实践部分的学习奠定基础。烟田生态系统是人类驯化了的自然生态系统,一方面具备传承了自然的微妙生态关系,另一方面又深深地刻上了人类的印记,因而具备不同于自然生态系统的一些自身规律。在实践部分,首先介绍了烟田生态系统的定义、组成、结构,并着重分析了烟田生态系统有别与其他农田生态系统的稳定性差、重建性明显、社会性强等突出特点(第三章);然后用理论与实践相结合的方法分别介绍了光照、温度、水分、土壤等主要生态因子的变化特征、生态作用、对烟草生长发育及品质形成的影响及其调控措施(第四、五、六、七章),目的是通过课程的学习使学生能够树立正确的生态观,并用以分析和解决烟草生产中遇到的问题。种群是物种存在的基本单位,烟田生态系统中最基本的生态关系即烟株之间对空间、营养等的竞争,因此群体生态学的研究和应用对烟田生态系统的构建尤为重要。为此,在第八章着重介绍了-3/2自疏法则、最后产量恒值法则等群体生态学的基本原理,然后介绍了烟草群体特征、个体与群体的关系以及理想群体构建方法;针对生态农业的发展趋势及逐渐提升的烟草安全性要求,安排了第九章的内容,本章在学习作物安全生态概论的前提下,详细介绍了烟草GAP(Good Agricultural Practices)的主要内容及其具体推行措施。第十章在介绍作物生态分布与生产区划的基础上,比较具体地介绍了中国烟草种植区划的成果,包括中国五大烟草种植区的分布、生态条件和烟草种植基本情况,旨在使学生掌握我国烟草生产的基本生态条件、生产状况。
四、教学方法优化
一、发展农林循环经济构建的基本原理
再生利用以及物质循环是农林循环经济的发展原理,同时也是生态学的基本原理。植物从自然生态系统环境中获得无机物,利用自身的光合作用合成有机物,给其自身以及其他的生物提供了生存的食物,它们是整个生态系统的生产者。由于动物等异养生物不能进行光合作用,因此其只能够直接、间接的以植物为食,从而构成了生态系统中的消费者群体。而生态系统中大量的微生物、细菌、真菌等构成了分解者,它们将各种有机物,包括枯枝落叶、动物尸体、排泄物等进行分解,形成小分子的无机物,然后再为生产者提供养料。
正是基于这个物质循环链,自然生态系统形成了一个相对完整的物质循环体系。在整个生态系统中,它能够完成包括“生产―消费―分解―再生产”等在内的所有物质循环功能,同时伴随着信息、能量的流动。在千百万年的进化过程中,生态系统已经形成了自我调节与控制的功能,能够通过自我调节实现整个地球生物圈的良好发展。而循环经济的发展就是好要求人类基于生态系统的循环理论,对地球资源加以利用的同时,保证地球生态系统生生不息、持续有序的发展。
二、当前农林生态系统建设中存在的问题
随着人类文明的高度发展,人类生存逐渐实现了规模化生产、城乡分工和市场经济发展。这使得产品、资源等能够在更加广阔的空间范围内流动,而人畜的排泄物、尸体等养分难以再完全返回到土壤中。这直接使得人类生存系统与农业生存系统之间存在的物质与能量联系被截断,整个物质与能量循环遭到破坏,造成了人类社会―经济―自然的复合生态环境发生破坏,整体功能出现衰退。
而林业发展过程中同样遇到了和农业生产相类似的情况,滥砍滥伐的现象导致生态系统中大量的能量以木材的形式输出,而又不能得到及时的补充,造成了林地荒芜、土壤贫瘠、植被衰退等问题,这些问题在热带雨林中的体现尤为突出。在我国,由于人口压力大,为了弥补土地养料缺失的问题,在农业生产过程中大量使用化肥,造成了土地板结、肥力下降的问题,使得分解者不能在土壤中生存,物质和能量循环被截断,引发了一系列的生态问题。
三、我国发展农林循环经济的对策
(一)利用“有机肥回流”实现农田生态系统稳定
在农业生产过程中,通过秸秆回田的方式能够很好的补充农业生产活动中的肥力下降问题,提高土地的生产能力。这关系到整个地球复合生态系统中生产者、消费者之间物质与能量的循环问题。所以,在农业生存过程中,应该将当前农业生产以及农村生活污染物处理方式进行改变,例如在城市建设过程中将来自居民区与农业生产区域的废水分开处理,对于不含有农业生产污染物的居民生活废水中含有的高浓度有机物进行加工处理,制成有机肥后回流至农业生产系统中。这中垃圾资源化的处理方式,不但有利于减少农场居民区的垃圾量,减轻垃圾处理的压力,同时为构建农业复合生态系统的物质与能源循环奠定了基础,有利于农田生态系统的持续发展。
(二)做好林地的物质与能量循环管理工作
我国的传统农耕、林作方式是一种初级的生态农业发展模式,但是其对当前农林循环经济的发展有积极的指导作用。例如,在园林以及林地的管理过程中,通过有意识的保留枯枝落叶以及修剪之后的碎叶等,任由其覆盖在林地表层,或者将枝叶腐熟之后当有机肥料使用。这实际上属于将林地物质循环路径耦合起来,帮助其在现代农林生产过程中实现物质与能量的循环,保证林木生长过程中能够获得足够的养分。另外,在水体污染控制过程中应该将水体的自我净化容量作为根本依据,对水体污染物的输入以及水产品的养殖密度等进行严格控制,保证水体的生产力处于稳定状态。同时,要及时的恢复并保护生物物种资源,做好水体污染控制应以水体自净化容量为依据,严格控制污染物的输入和水产种养殖密度,维持水体生产力的稳定。对牧草和水产资源的利用必须限制在其最大可持续产出范围内,并及时恢复和保护生物资源。
(三)建立资源化的生产体系
传统的种植模式当中,农业生存流程通常只注重单一植物的生产方面,而人类只是对其中四分之一的粮食作物加以利用,而将其中75%的植物秸秆/糠秕等直接浪费。据统计,我国每年农林生产可以生产约6亿t农作物秸秆,油料秸秆3000万t,其中具有巨大的生态发展以及经济开发潜力。但是,很多地区对于秸秆的处理都是直接焚烧,导致了资源的严重浪费。因此,在农林循环经济生产过程中,可以采用所谓的“过腹回田”方法,将秸秆作为动物饲料对动物进行喂养,之后将其粪便进行回田。随着农业废弃物处理技术的不断发展,还可以对其中的纤维成分进行处理,例如从水稻或者小麦的秸秆中获得生物纤维,用来替代木材以及其他纤维材料进行加工,有效提高了其利用价值。
四、结语
除了上述生态农业循环经济发展策略之外,在农业生存过程中还应该注重对外来物种的控制,杜绝外来物种对本地生态系统的破坏。
参考文献:
综合各种定义及生态农业实践看,生态农业模式是1项系统工程,是实现生态农业系统功能(包括社会、生态和经济三大功能)的技术手段,是生态学与经济学原理在生态农业建设中的具体运用和表达方式,它以生态学基本原理为指导,运用生态经济学的理论和方法,旨在建立农业生态复合系统,并确保农业生产系统内物流、能流和价值流的合理流动,最终实现社会、经济和生态效益三大功能的协调统一。生态农业模式的类型。在一定区域内建设生态农业,首先要根据区域总体特点,选择对资源高效、永续利用的主体模式,并在模式建设过程中逐步完善一些小型的农业经济实体(模式)[s〕,这就涉及到选择或构建具体的生态农业模式问题。由于生态农业系统本身及其组成要素的多样性和复杂性,目前尚无统一的分类体系,但表现出一定的完整性。
生态农业模式可根据区域规模、自然和社会经济条件及主产品或主要产业3种分类标准加以划分川,即按生态农业建设的区域规模或行政级别划分为生态农业市、生态农业县、生态农业乡、生态农业村及生态农业户等;按自然地理条件和社会经济状况划分为平原型、山区型、丘陵型、水域型、草原型、庭院型、沿海型及城郊型等;按主要产品或主要产业划分为以1种主要产品或产业为主的专业型和至少以2种或2种以上的产业或产品为主的综合型。生产实践中可结合生态农业建设的特定区域因地制宜进行具体划分,如根据模式遵循的生态学原理或进行生态经济规划分区遵循的原则等进行分类[aj。
2生态农业模式的机制研究
生态农业模式机制包括模式的形成机理和模式的内在功能机制两大部分,模式形成机理主要包括对模式产生的历史和资源状况、模式发展前景及其各种影响因素、模式存在的优缺点进行分析和讨论,现有研究表明,模式的产生最初往往不是科学家有目的地按照有关生态经济学原理科学设计而成,多数表现为“农民生产实践创造~科学家总结、完善”模式,因此在一定程度上生态农业模式的区域特点限制其示范推广价值。1999年全国首批51个生态农业建设试点县阶段性验收总结材料表明,对模式形成的描述缺乏科学系统分析,模式建设者则难以得到有效地启发或指导。模式的内在功能机制主要包括模式本身的物流、能流和资金流情况、模式构成(模式的物种结构、时空结构和营养结构)、模式效益(包括生态效益、社会效益、经济效益及其综合效益)、模式优化途径等内容分析,这部分内容多为研究单位或研究人员对各地代表性模式所做的研究工作,常为地方生态农业模式建设者所不熟悉,使其研究成果不能得到及时交流,从而限制了模式的推广及效益的发挥,因此加强模式研究、模式建设和推广环节间的交流对整个农业生态建设效益的高低至关重要。
已有研究对生态农业模式的评价内容主要包括对模式结构、功能、效益等方面评价,其中功能和效益评价是模式评价重点,同时兼顾其他方面的合理性。模式结构合理与否对模式构成要素间的能流、物流状况及其转化效率乃至模式的生产力高低都具有重大影响,评价生态农业模式结构功能的好坏主要从模式的物种结构、时空结构和营养结构方面进行分析和评价。已有的研究因难以搜集合适、有效的量化评价方法,在结构评价过程中主要采用生态学、经济学有关原理的战略或战术模型进行分析和描述,如模式物种组成(种类及其比例关系)及其各组成物种之间在一定时间和空间结构上的食物链关系、各自的生态位功能、对自然资源(如光、土地和水资源等)的利用合理性等;模式功能评价主要分析模式能流、物流和资金流动情况,采用能量投入产出分析法选用相关指标对模式能量利用率(光能)、系统能流密度、系统产投能结构等进行分析和评价,目的在于判别模式能量流动的合理性。
分析模式物质循环状况时多将模式划分为不同的组成子系统如物种子系统、土壤子系统等,分析各子系统物质输入、输出状况特别是大量元素N、P、K等循环状况,比较分析物质循环率大小,其目的在于评价物质投入及其利用合理性。资金流是农业生态系统的基本功能之一,也是判别模式合理与否的关键因子,其评价内容包括模式各物种子系统及整个模式的资金投入产出状况,计算和比较模式经济效益的高低等;模式效益评价包括对模式的生态、社会和经济3种效益类型及模式综合效益的评价,生态效益指模式对土壤理化性状、模式内部小气候因素变化、模式构成物种的生长发育和产量状况、模式养分利用效率等的影响,分析和评价这些生态指标以比较和判别模式生态效益的优劣,社会效益包括产品供给、劳动力占用状况等,经济效益指模式建设的投资回收期、经济收益等,综合效益评价指标主要是对生态、社会和经济效益进行综合分析与评价,旨在探索某一区域生态、社会和经济效益兼顾的较理想的生态模式。评价方法是搜集一些已有模式评价案例,选择上述生态、经济和社会3方面的相关指标运用数学或系统的分析评价方法进行,在系统中指标个数可由用户根据需要调整。模式优化的目的是对现有模式进行“整改”,建立1个功能符合整个国民经济发展目标、结构合理的生态经济系统。对模式进行优化是l项系统工程,涉及到生态、社会、经济等各方面因素的影响和制约,模式的优化和设计也是生态农业模式建设者应努力掌握的配伍、协调、干预的理论、方法和技巧。对现有模式进行优化要系统分析其运行过程中结构的合理性(资源利用是否合理、模式运作目标如何)、功能效益的优劣等,关键要找出存在的问题,在优化过程中做到有的放矢,为模式合理优化提供目标限制,模式优化也可在对流域或区域进行总体规划的基础上作局部或细节调整。
3问题与建议
Abstract: This article describes the relationship and energy-saving methods of urban planning and architectural design, and how to achieve the sustainable development of urban planning and design, for reference only.Key words: urban planning; design; energy conservation; sustainable development
中图分类号:TU984 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
一、城市规划设计与建筑设计的关系
城市规划设计是一门正逐步完善和发展的综合性学科,是一门在实践中安排城市发展规划与建筑设计、景观设计相对关联的实用性学科,它具有相对独立的基本原理和方法,它主要解决的是城市的面和线问题。建筑设计是在城市规划的前提下,根据建设任务要求和工程技术条件进行全面设想,并根据其功能具体确定建筑物的空间组合形式和详细尺寸,构造及材料做法。它也具有相对独立的基本原理和方法,主要解决的是城市的点和面问题。同时城市规划设计主要是通过建筑设计、景观设计来实现的。城市规划管理是由城市规划行政主管部门通过政府行为来对城市规划设计和建筑设计进行监督、管理,并对二者之间发生的矛盾加以协调解决。
二、城市规划建筑设计中的节能方法随着全球范围内能源需求的不断增长以及不可再生资源的快速消耗,能源供应日趋紧张。从资源消耗来看,全球约1/6的资源消耗和建筑行业直接相关。因此,作为耗能大户的建筑,其节能具有非常重要的意义。 如何将节能思想体现在城市规划中,我们可以从以下几个方面来看:在城市生态环境的保护和利用中倡导“偿还原则”;在城市空间规划中提倡紧凑型的城市布局及绿色环保的交通方式;对单体建筑的能源优化设计采用节能建筑,倡导新型的能源概念。 所谓优秀的现代建筑,就是要以最少的投入换取最大的产出,追求在消耗最少能源的前提下,提供高舒适度的生活环境。舒适指向建筑的室内环境质量,经济指向建筑的建造与运行成本,节能指向对能源的消耗。在建筑节能措施中,建筑的密封性是最基本的一条。如果密封性不好,保温层内空气变冷变湿,就会失去保温的效果。在封闭的基础上,外墙的保热是护系统性能的重点。在建筑物耗费的能源中,大部分是不可再生能源。我们用得越多,未来的生存发展空间就越小。要从根本上改变这种被动状态,必须开发新型的可再生能源。例如,太阳能是目前公认的最具潜力的可再生能源。在建筑设计中,如果将太阳能充分加以利用,则可以节省大量常规能源,并且不对环境造成污染。在我国目前建设量巨大的经济高速发展时期,当务之急应在较大程度的建筑中采用成本较低,技术含量要求不高的节能措施。
二、在规划设计中实现城市可持续发展 1、经济可持续发展的城市规划。城市经济发展与城市环境治理问题本身就是一对矛盾,它们相互依存、相互制约。可持续的城市规划就是要营造良好的经济环境和优化经济结构。经济的可持续发展强调三大产业协调发展,产业结构是城市经济结构的主体,影响着城市生态系统的结和功能。为改善城市生态结构,促进物质良性循环和能量流动,必须改进城市的产业结构。 从解决经济发展与环境问题角度出发,规划发展一批设施农业、示范农业、特色农业、生态农业和创汇农业,把“三高”农业和有机农业结合起来,规划多种生态农业模式,充分利用空间资源和土地资源的农林立体结构生态经济系统,形成良好的水陆交换物质循环生态系统,农、鱼、禽水生生态经济系统,湿地综合利用开发复合生态经济系统,多功能污水自净生态经济系统;以庭院为主的院落生态经济系统;多功能的农、副、工联合生态经济系统。在企业层面上要根据生态效率,通过产品生态设计、清洁生产、产品包装“绿色化”等措施,实现污染物排放的最小化;在区域层面上,按照工业生态学原理,通过企业问的物质集成、能量集成和信息集成,在企业间形成共生关系,建立工业生态园区。 从解决生产与生活之间的矛盾出发,重点规划档次高、辐射面广的专业市场,巩固和发展现有的家具、钢铁、木工机械等专业市场,培育和壮大花卉、汽车、装饰材料、家用电器、塑料、布匹、水产等新兴的专业市场,结合规划开发建设高档商贸中心。规划和建设信息网络,形成辐射全国、走向世界的信息产业基地,加快以科技服务、社区服务为重点的服务业发展,形成覆盖范围广、服务水平高,渗透到各行业、千家万户的综合服务体系:合理规划房地产业,坚持“统一规划、合理布局、配套建设、综合开发”的战略,严格控制房地产用地外延扩展,消化闲置商品房,切实提高住宅小区的物业管理水平,改善市民人居环境;积极规划好旅游产业,要在特色旅游上下功夫,创立一批区域性特色“旅游品牌”,发展规模旅游,使之成为第三产业的支柱。
2、生态环境可持续发展的城市规划。城市是一个由社会、经济、自然三个亚系统构成的复合生态系统,通过人的生产与生活活动,将城市中的资源、环境与自然生态系统联系起来,形成人与自然、经济发展与资源环境的相互作用关系与矛盾。生态环境可持续的城市规划就是运用生态学、生态经济学原理及其它相关的科学知识与方法,从城市生态功能的完整性、城市资源环境特点和社会经济条件出发,调控城市社会、经济与自然亚系统及其各部分的生态关系,合理规划城市资源开发与利用途径以及社会经济的发展方式,使之达到资源利用、环境保护与经济增长的良性循环,不断提高城市的可持续发展能力,实现人类社会经济发展与生态环境的协调统一,进而体现人与自然的和谐,由此促进资源与环境的可持续性利用和城市的可持续发展。 3、社会可持续发展的城市规划。可持续发展的城市所要追求的最终目标就是社会的可持续性。除了有效的经济增长外,可持续发展城市谋求的是在不同的利益团体中公平地分配社会资源,满足不同层次人群的需要,追求社会的共同繁荣和进步,促进人的全面发展。从发展现状来看,社会可持续发展已经成为关键领域。人的因素至关重要,具有强烈的发展经济意识。而城市社会可持续发展也是一个系统工程,是一个复杂的有机体,它是以人口为主体的立体结构,并与城市经济、城市环境等方面有着不可分割的联系,其中包括人口、文化、教育、卫生与健康、艺术、体育、价值观念和社会网络等。城市社会可持续发展最终是人的全面发展,为了人的全面发展必须做好社会可持续发展的系统规划。
长期以来,农业农村经济的发展为我国社会稳定与国民经济发展奠定了坚实的基础,但在追求粮食产量的过程中,存在一系列制约农业发展的障碍性因素,如耕地面积减少、土壤质量下降、水污染问题加剧、生态环境恶化等,时刻威胁我国粮食生产安全和人类自身安全。发展基于环境保护的生态农业,是解决农业发展障碍性因素的主要途径,也是利在当代、功在千秋的一件大事。
1基于环境保护的生态农业技术体系
生态农业技术是指根据生态学、生物学和农学等学科的基本原理及生产实践经验而发展起来的有关生态农业的各种方法和技能。生态农业与常规农业的区别就在于使用的是生态农业技术。
1.1立体生产技术
立体生产技术是指在农业生产中,利用生物群落各层生物的不同生态位特性及互利共生关系,分层利用自然资源,以达到充分利用空间、提高生态系统光能利用率和土地生产力、增加物质生产的目的。在农林牧渔各领域,种植业中的间套种及稻蟹共生,林业生产中的乔灌草结合,水产养殖业中的池塘立体放养等,均呈现出空间上多层次、时间上多序列的产业结构立体化特征。
1.2有机物多层次利用技术
有机物多层次利用技术是模拟生态系统中的食物链结构,在生态系统中形成物质良性循环多级利用的状态,即一个系统废弃物的产出是另一个系统的投入,废弃物在生产过程中得到再次或多次利用,使系统内形成稳定的物质良性循环状态。这一技术有利于有限资源的充分利用,例如,养鸡(猪)场的粪便进入沼气池,沼气供用户使用,沼气池中废弃物用于制作农作物肥料,生产的农作物又成为鸡(猪)的饲料,形成良性循环,实现资源的循环再利用。
1.3节水技术
节水技术是一切能够节省水资源或在相同用水量下获得更多回报的工艺技术措施和管理手段的总称。我国是一个严重缺水的国家,缺水比缺地更为严重。农业是用水大户,占全国总用水量的70%,其中农田灌溉用水量占农业用水量的90%以上。农业缺水问题在很大程度上可以依靠节水方式来解决,这就需要大力推广节水农业技术,如以小流域综合治理为中心的节水农业技术,保护性耕作节水保墒技术,防治水土流失技术,以及渠道防渗、管道输水、管理节水、喷灌、微灌、滴灌等节水农业。
1.4微生态技术
微生态技术包括利用微生物农药、农用抗生剂防治作物和畜禽、水产病虫害,利用微生物发酵水产蛋白饲料等。推广应用微生态技术有利于可从源头解决和控制畜禽产品的质量和安全问题,也可以提高土壤肥力、改良结构,部分取代化肥农药,这是目前解决抗生素过度使用、降低养殖污染的重要手段。
1.5病虫害生物防治技术
生物技术的发展对农作物病虫害防治技术进步产生很大的推动作用,如用抑制雌性玉米螟产卵的化学物质杀灭欧洲玉米螟、植入苍蝇抗菌基因使作物抗病虫害、不杀益虫的人工生物大分子灭虫法、既灭虫又环保的绿色杀虫剂等生物技术,正在得到逐步应用。采用抗病虫品种,利用天敌昆虫防治某些病虫害,开展病虫害发生预测预报,选用高效低毒低残留农药,实行轮作倒茬等,都是防治农作物病虫害、保障农作物质量安全的重要技术手段。
1.6农村新能源与可再生能源利用技术
一是太阳能利用技术,包括太阳能-热能转换利用技术和太阳能-电能转换利用技术,其中太阳能-热能转换利用技术是太阳能利用技术中效率最高、技术最成熟、经济效益最好的一种,主要包括太阳热水器、太阳灶、太阳房、阳光温室大棚等,而太阳能-电能转换利用技术主要是太阳能光伏发电技术。二是生物质能源利用技术。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源,它利用微生物将农业废弃物生成沼气或采用热解法制造液体和气体燃料或者生物炭,有助于实现资源的再利用,解决能源紧缺问题,保护农业生态环境。
2生态农业技术特点
生态农业是一种遵循生态学原理和生态经济规律,因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工程体系。它要求把发展粮食作物与经济作物结合起来,把发展农业与二三产业结合起来,协调资源利用与保护环境之间的关系,实现农业的可持续发展。当然,生态农业并不是简单地回归旧有的农业生产模式,而是在传统农业基础上,采用现代生态学原理和科学技术发展起来的环境友好型农业模式,其典型特点是:优美的农业生态环境、人与自然和谐共生、元素循环再生、生态平衡、多样性物种及减少抗生素、人工合成激素用量,降低农药化肥用量并使大部分化肥被作物吸收而不是污染环境。
3生态农业发展中存在的主要问题
3.1生态农业技术不过硬
生态农业技术发展滞后,在与常规技术的竞争中处于不利地位,如农业废弃物资源化高效利用技术、化肥农药高效利用与污染防治技术、秸秆还田保护性耕作技术等生态农业技术受到了政府部门和农业部门不同程度的重视,但距离大规模应用还有很长的距离,主要原因归结于市场因素的作用。对于生态农业,大家普遍认可和推崇,但投入较多、风险较大,经济性不明显,农民应用后无法见到明显的效益而难以推广应用。此外,生态农业技术产业化水平较低,制约了技术的扩散与应用。
3.2农业种植习惯影响生态农业的发展
随着农村青壮年劳动力向城市转移,固守农村的多为妇女和老人,他们的劳动生产能力十分有限。对于他们而言,能省事就省事,能省钱就省钱。喷施10元钱的除草剂就能解决一亩地的杂草问题,谁还会自己去头顶烈日去锄草?更不会顾忌什么环境保护问题。依靠化肥实现增产已成为广大农民普遍采用的习惯方式,因为化肥的足量施用确实有作物增产的效果,农民当然愿意继续施用。农药化肥的过度使用以及转基因技术的隐形出现,将对农业生态环境带来前所未有的危害。发展基于环境保护的生态农业,确保农产品质量安全,成为涉及国计民生的大事,需要全社会行动起来,重视生态农业发展,用实际行动参与到生态环境重建中来,实现农业的可持续发展。
3.3区域生态农业产业技术不配套
一些地区的生态农业发展证明,针对特定区域的猪—沼—果、林—鱼—鸭等生态农业技术模式,不仅可以充分体现生态农业技术集成的特点,显示生态农业独特的优势,而且展现出生态农业的发展方向。但这种集成技术模式一般是在先期巨大投入的基础上建立起来的,没有一定的经济实力和技术实力很难维系和发展,对普通农民而言更是无法复制,因此,即使有成功的先例,也难以大规模推广应用,无法实现区域生态农业产业化发展。
3.4生态农业保障体系不健全
生态农业的发展离不开规模化经营和标准化生产,更需要制定科学合理的规划,确立长远可行的目标,但在生态农业发展中,受传统农业发展规划的影响,往往把生态农业看作是单纯的绿色农产品生产或涉及农林牧副渔的生产综合规划,而没有充分体现生态环境保护和资源高效利用。以生态农业为基础的无公害产品和环境质量控制标准不完善,缺乏必要的规范化管理保障体系。
4基于环境保护的生态农业发展措施
4.1发展优势特色农产品,彰显生态农业特色
农业发展不能以破坏生态环境为代价。生态农业产业链较长,各级政府和农业部门应加强组织领导,强化科学发展意识,做好农业生态环境功能区划,明确各区域特色农业发展目标,充分合理利用农业资源,大力发展优势特色农产品。扶持生态农业龙头企业、合作组织和家庭农场发展,打造一批具有地域特色、有较强竞争力的生态农业经营主体。推进有机、绿色、无公害产品认证工作,培育具有产地认证和标准化的生态农业生产基地及农产品品牌。
4.2防治农业面源污染,加强农业生态环境保护
按照《中华人民共和国环境保护法》规定,统筹有关部门加强对农业污染源监测预警,查清农业污染源头,制定科学治理措施,减轻土壤污染,防治生态破坏和生态失调。发展循环农业,推进农作物秸秆、人畜粪便、污水、生活垃圾等农村废弃物综合化处理,探索农村废弃物资源循环利用清洁模式。推广节肥、节药、节水、节能绿色农业生产技术,控制农药化肥使用,把农业面源污染降到最低程度。抓好人居环境整治,做好畜禽养殖污染减排以及废弃果袋、塑料薄膜清理回收,改善人居环境。
4.3制定生态农业发展政策,改善农业生态环境
生态农业的生产成本较高,且所产商品的真正价值无法通过现有的市场体系完全体现,因此,生产者往往缺少发展这种模式的动力。这就需要有关部门研究制定扶持发展政策,例如:为无公害、绿色、有机食品认证及采用生态循环模式、改善产地生态环境、使用绿色农资等做法提供补贴,出台支持生态农业发展的税收减免政策,建立生态农业保险制度。对生态农业发展做出突出贡献的企业和个人给予物质和精神方面的激励等,同时,随着社会生活水平的提高和食品安全意识的增强,人们对优质安全农产品的需求将逐步增加,在这种有利形势下,生态农业企业应主动适应市场要求,按照产品受众的不同需求打好绿色牌、安全牌、优质牌,瞄准中高端市场搞宣传搞营销,实现产品优质优价,提高生态农产品附加值,实现生态农业与环境保护协调发展。
作者:井辉 单位:海城市环境保护监测站
参考文献
出现农业生态问题的原因
自古到今,农业是最基础的产业,人类社会要想可持续发展下去,首先要满足食物需求。历史时期从事农业的人群,远高于经商或其他产业人群。之所以现在用很少的劳动力,就能够生产出许多人吃的食物,主要得益于科技进步。然而,由于一些基本原理严重违背了生态学规律,现代农业不可避免地导致农田生态系统退化。主要表现在地力下降,环境污染,超级杂草、超级害虫出现,蜜蜂消失,生物多样性下降,食品营养不均衡,食品受到污染等。
为什么会出现上述农业生态问题呢?这是因为,农业的特点注定了人类要付出辛勤的劳动,农业生态系统的多样性才导致其稳定性。如用除草剂替代人工锄草,其后果就是促进杂草进化。为消灭杂草,就需要喷洒更多更毒的除草剂,这样,作物就会受到影响;为保护作物搞转基因,作物保住了,但喷洒除草剂的数量和剂量都增加了,最终导致超级杂草出现。害虫防控也一样,在农业生态系统中,有害虫,也有益虫,还有益鸟。大量农药不仅灭杀了害虫,还误杀了益鸟、益虫。更严重的是,害虫也对农药产生了顽强的抵抗力。这是因为物种繁衍是一切生物最根本的规律,害虫不会轻易放弃其生存权。为了继续替代昂贵的人工,就需要将抗虫基因转移到作物体内,继续喷洒农药,内外夹击害虫,导致超级害虫出现;为了获得更大的经济利益,就要让动物们提前发育,但这样的代价是,食品中抗生素、重金属、激素含量升高,消费者为此要付出健康的代价。
现代农业与资本结合密切,最终绑架了农业,还绑架了政府。没有政府的高额补贴,现代农业是没有能力生存下去的。看看美国的例子就知道,美国农场主收入中的40%来自政府补贴。美国用中国耕地的193%,才生产了相当于中国52%的粮食,而取得这样的“成绩”是动用了多于中国农民近十倍的政策补贴。从这些数据来看,美国的现代农业还有哪些优势呢?
让越来越少的人养活骄奢逸的现代人,且农场主还要自身享受,没有政府补贴他们就不种地,要吃饭就必须看农场主的脸色。在以资本驱动的现代农业模式下,粮食安全越来越被少数人控制,甚至波及粮食曾自给自足的中国。美国发展现代农业,除了要依靠政府补贴,还将环境代价转移到他国,如化肥、农药、农膜等高污染的行业是在中国生产的。在美国本土,搞转基因那样的懒人农业,已造成了农药、化肥居高不下,并出现了超级杂草、超级害虫,基因污染,蜜蜂也因此面临灭绝危险。目前,美国人搞的现代农业,已不是满足自身需求的为农民利益考虑的农业,而是赔钱还在干。美国人为什么赔钱种地来养活中国人呢?其中深层的问题难道不值得我们认真反思吗?
生态农业对现代农业的影响和作用
中美两国国情不同,美国地多人少,从事农业的人更少,只能发展所谓的现代农业;我国人多地少,有悠久的农业历史,适合发展生态农业。生态农业将对现代农业进行以下几方面的“拨乱反正”:
一是化肥用量减少。生态农业强调元素循环,仅将被城市消费者带走的营养通过化肥、绿肥或生物菌肥的方式弥补。大量研究证实,发展生态农业,化肥用量在现有基础上减少一半并不影响产量。
二是农药用量大大减少。生态农业对害虫防控以预防为主,不是待害虫暴发后靠化学物质灭杀,强调生态平衡。在生态农业模式下,农药相当于灭火器——仅出现火灾时才派上用场。根据我们的前期研究,农药用量可在现有基础上减少70%~80%而基本不影响产量。因发展生态农业而关闭一半的化肥厂和70%以上的农药厂,对生态环境保护和温室气体减排的意义是十分巨大的。
三是消除农膜污染。前期使用农膜可提高地表温度、湿度兼有抑制杂草作用,但后期农膜是有害的。全球变暖后,生长季节延长了,完全可以不使用农膜。生态农业可根据作物生长习性,在不使用农膜的前提下,保证产量与质量双赢,从源头杜绝二恶英等致癌物质向环境释放。
四是消除转基因技术的负面影响。生态农业不采取与自然对抗的办法而提高农业生态系统生产力,保护生态平衡,杜绝基因污染,保护消费者健康。
五是生态农业及其下游产业带动更多的就业,吸引更多的农民在家乡,转变为农业职业工人,就地城镇化,将城镇建设成为有生气的养人之地。这对满足13亿人食品的持续安全供应,促进城乡和谐发展是至关重要的。
据笔者观察,目前的农村初中生物课教学中普遍存在两个突出问题:一是对生物学科的师资配置不合理,有的任课教师根本没有学习过系统专业的生物学知识,面对图文并茂的教材也只能照本宣科,无法灵活地驾驭教材,培养学生的生物学兴趣更是无从谈起。二是初中生物课程作为等级科考试科目,教师让学生在考前做模拟卷,死记硬背考点以应付考试。笔者曾对考生做过的模拟试卷和近几年的初中生物学业会考试卷进行分析,发现内容大同小异,学生完全为考而学。基于这两点,学生对生物学科只是停留于表面上的识记,无法领略生物学特有的学科魅力。农村初中毕业生中学业成绩偏差的学生是中职学校的主要生源,因此,升入中职学校学习的学生不仅生物学基础知识极度欠缺,对生物学的学习也失去信心和兴趣。对学习失去信心和兴趣是导致中职学生学习力弱的根本原因。基于此,需结合中职学校的学生特点,在生物教学实践中探索提升学生学习力的有效途径。
一、利用心理效应,增强学生自信以提升学习力。
1.心理暗示效应,肯定学生。
暗示心理学理论认为利用暗示手段可以使人的有意识心理活动与无意识心理活动高度协调,激发学生的自信和学习动机,从而使人的潜能得到最大限度的开发。暗示,是无声的教育,是“润物细无声”的教育。教师可以通过创设轻松愉悦的教学情境、创造让学生充分表现的机会实施暗示教学,当然恰到好处的赞许性评价也是必不可少的。每年岁末笔者组织学生雕刻水培漳州水仙花球,首先组织观看《漳州水仙花雕刻技术》录像,沉浸于《漳州女》曼妙的音乐中,了解水仙栽培历史及水养方法,观摩名家雕刻技法,欣赏各种水仙造型,领略省花的魅力。教师现场示范雕刻方法,强调雕刻过程中有可能遇到的细节及注意事项。因种球形状各异,学生的雕刻无奇不有。经过近一个月的浸养水培、细心呵护,最后用千姿百态的学生作品在教室走廊上办个水仙花展。雕工虽笨拙,造型虽简单,但无一不是学生追求美、创造美的创作,吸引了很多老师、同学的眼球。学生的学习成果得到肯定,很多学生表示来年还要再尝试雕刻水培水仙球。“一定会比今年漂亮。”学生的自信溢于言表。在整个实践体验过程中,没有简单的说教,只有学生对“美”的期待、教师的赞许和同学的欣赏等无声的暗示。
2.皮格玛利翁效应,赏识学生。
“皮格玛利翁效应”给我们这样一个启示:赞美、信任和期待具有一种能量,它能改变人的行为。当我们对学生充满期待,肯定他们的每一个进步,对他们进行鼓舞、启迪,学生自然情绪高涨,学习劲头足,兴趣也更加浓厚。例如,在教学《植物的激素调节》这样一个抽象的课题时,引导学生从网站上收集相关资料,了解植物激素在农业生产的广泛应用。因它在我们的生活中俯拾皆是,学生交流起来没有难度且展示了学生搜集信息的能力,学生个个跃跃欲试。笔者向学生展示近几年从事漳州水仙矮化研究的成果。在此基础上再组织一个探究实验《不同浓度多效唑对漳州水仙的矮化效果测定》,教师及时地对学生的实验过程进行客观评价,指出学生的进步,逐步引导学生解决困难,得出结论。虽然教材中并没有这部分内容,但因结论是学生通过自己的严谨探究获得的,这种成就感,加上老师的充分肯定,使学生感受到了学习的无比快乐和喜悦。
古人常说:“良言一句三冬暖。”教学中我们常常要对学生进行言语评价。对学生抱有期待,经常鼓励,增强其学习的自信心是十分必要的。中职学生因学业不良,很少受到公正的评价。很多学生从小学到初中都没有拿过一张奖状,他们特别渴望能得到肯定和认可。生物课程相对于其他课程,对于基础的要求不是非常高。只要学生有所进步,教师就应多多表扬,不要以为学生不需要。
二、培养学生兴趣,增强求知欲望以提升学习力。
学生学习力弱,好比庄稼不自主吸收水肥,必须根据作物生长习性测土施肥,科学管理。我们要改变现状,首先必须转变自身的教育观念,不过多地强调学生的原因,摒弃对这些学生的错误认知,明白学习力弱不等于弱智。事实上,很多学生在中职学校能找到自己的兴趣爱好,充分开发潜能,最终成为社会生活中出色的一员。因为兴趣是学习力中最充沛、最快乐、最轻松、最美好、最活泼的品质,兴趣是学习必备的条件,它能让枯燥乏味的课程内容变成活泼有趣的东西。
笔者根据中职学生学情,从以下几方面培养学生学习生物学的兴趣,提升学生的学习力。
1.降低学习门槛,学有所得。
教材是教师完成教学任务的重要载体,是学生学习内容的主要来源。教师如何将这些知识传递到学生的手中呢?心理学中有种说法,称为“登门槛效应”,当一个人接受一个小的要求后,往往愿意接受一个更大的要求,犹如登门槛时要一级台阶一级台阶地登,这样更容易顺利地登到高处。因此,在教学中,我们应该根据中职学生的接受水平,使授课内容难度与学生原有的知识水平相适应,由浅入深,由易到难地重组教材,创造性地使用教材。对学生进行分类指导,层层递进地教学,降低学生学习的门槛,开启学生智慧的大门。学生学有所得,自然有兴趣去学。例如,《使用高倍显微镜观察几种细胞》这样一个极其简单的入门实验,对一个初中阶段学习基础较好的学生来讲,没什么难度,无非是利用初中阶段所学的基本实验技能探索新知识。很多中职学生根本不懂显微镜的结构及使用方法,更不懂如何规范制作临时装片。我们应分化难度,先利用一节课时间手把手地“补课”,先复习巩固显微镜的用法,学会制作装片,然后组织学生完成当前的教学内容。又如,《生态工程》这一章有两节:《生态工程的基本原理》和《生态工程的实例和发展前景》。细研教材,发现内容过于冗杂,学生难以接受。反复推敲整合,选定一个专题《我国的生态农业》。但是“生态农业”有关内容在教材中仅有零星分散的两句文字,只谈到“无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一,也是生态工程最早和最生动的一种模式”。经过大量收集资料,结合个人实践经验,我专门印发了题为《我国的生态农业》的参考资料,供学生学习,拓宽知识面。在课堂教学中,就当前被热切关注的食品安全问题展开讨论,共同探讨我国农业发展的现状,以及在我国大力推广生态农业的必要性,引发了学生的极大热情。继而,引导学生从教材中研读有关的生态工程基本原理,领悟其用于指导我国的生态农业的重大意义。事例源于生活,原理引自教材,经重组的教学内容充满生机活力,适合中职学生的认知水平。
2.教学内容生活化,学有所用。
陶行知认为:“行是知之始,知是行之成。”知和行应该是相辅相成的。生物学本身就是一门实践性很强的课程,其来源于生活,又应用于生活。中职学习更是为就业做准备的,对技能素质的要求更高,忙着传授脱离实践、纯粹理论的知识是无意义的,也无法激发学生的学习兴趣。我们要善于选用有实践意义的教学内容更好地充实课堂,让授课内容与社会实际需要相适应。如《生物技术实践》这样的选修教材,绝大多数普高学校忙于应对高考,没时间也没条件开设,但中职学校的学生学习这样的课程却大有裨益。《传统发酵技术的应用》、《微生物的培养与应用》、《植物的组织培养技术》、《酶的研究与应用》、《DNA和蛋白质技术》、《植物有效成分的提取》等无不彰显生物科学在生产实践中的非凡魅力。哪怕教材中个别专题设备要求较高,没办法开展实际操作,可是不能忽略它“抛砖引玉”的作用。同时,中职学校的学生不少来自乡镇,有一定的生产生活经验。《杂交育种与诱变育种》一节教材中谈及中国荷斯坦牛的选育,结合地方保护品种白眉山羊的生长现状及民间的消费习惯,与学生一同探讨既适应本地环境、生长速度快又能迎合消费需求的优良品种该如何选育。让教材理论真正应用于生活,缩小教材与生活的距离。
3.创新教学方法,生动新颖。
经济的迅速发展和人口的快速增长使得人们对自然生态的索取越来越多,破坏了自然界的生态平衡,生态环境不断恶化,森林被大量的砍伐。大量的植被遭到破坏,土地荒漠化、盐碱化越来越严重,导致水土流失等自然灾害的频频发生。生态经济型防护林成为解决当前生态问题的有效途径,借助人工措施发挥生物资源和水土资源的生产潜力,提高生态系统的生产能力,实现防护林体系中各种林业物种的合理配置,建立经济效益与生态效益相统一的生态经济体系。
1 生态经济学的认识
生态经济学是研究生态系统和经济系统和谐发展的学科,是经济学与生态学结合产生的一门边缘学科。生态经济学以生态学发展的客观原理来指导人们的经济活动,通过一系列有效的工程措施实现社会与自然的可持续发展,改变人们的生产、生活方式,实现自然资源的合理配置和优化配置。生态经济学要求经济的发展要符合生态环境的客观规律,生态环境的保护工作要与经济的快速发展相一致。经济的发展要在生态系统的承受范围之内,在保证不破坏生态平衡的基础上发展经济,实现发展经济和保护生态环境之间的双收益,建立经济与生态环境之间的良性发展。
2 生态经济型防护林建设的不利因素
传统的防护林思想过分的注重防护功能,防护林的建造方向、采用的技术措施、树种的配置等都只是围绕着“防护”进行探讨,对防护林工程带来的长期经济效益没有进行准确的预计。生态效益和经济效益之间相互联系、相互制约,是密不可分的两个主体,在遵循自然规律的前提下发展经济,合理的调节经济发展与自然环境之间的供求矛盾,从而实现经济与生态的同步发展。
3 生态经济型防护林建设的原则 3.1 生态保护为主
生态环境的好坏直接影响着生态经济的发展,防护林的建设一定要遵循生态学发展的基本原理,将生态经济型防护林的建设作为一个长期工作目标。生态经济型防护林的建设工作要把植树造林作为工作的重点,发展多种绿化植物种植,通过防护林建造技术水平的提高,增加防护林的覆盖面积,提高树木等绿色植被对地下水源的涵养能力,减少水土流失现象的发生。近年来过度放牧、过度砍伐、无限制的开采矿产资源的现象越来越严重,使生态环境持续恶化。国家的相关部门要制定相应的政策法规来限制不良经济活动,保护脆弱的生态环境。
3.2 尊重客观规律
生态经济型防护林的建设要尊重自然规律的发展要求,因地制宜,实现资源的合理配置,发展生态农业。经济的发展要服从生态环境的承载范围,在生态系统允许的范围内借助科学技术的帮助,争取获得更高的经济效益。
4 构建生态经济型防护林的措施
4.1 完善构建生态经济型防护林的技术和理论体系
防护林的建设需要有一个科学合理的理论体系作为指导,而构建完善的生态经济型防护林的技术和理论体系需要借助生态学、经济学、林业学、工程系统学等专业的理论和技术方法。生态经济型防护林工程将维护生态系统平衡和经济发展作为工作的重点,要求从生态系统的整体观点出发研究生态环境与经济之间的相互效益。构建生态经济型防护林体系要选择优良的品种发展高效的生态农业,形成不同层次的林业区以满足市场的需求;防护林的建造工程一定要遵循客观规律,工程的设计要符合施工现场的自然环境,加强对施工过程的管理,保证按时按质完成任务。
4.2 因地制宜,合理配置林种结构
构建生态经济型防护林体系一定要做到因地制宜,根据不同的土地类型合理配置种植的林种。根据土壤的类型以及土壤中水资源的含有量选择适合生长的树种进行种植,调整林种的种植结构,实现单一防护林生态系统向生态经济型生态系统的有效转变,以取得最大的经济效益。
4.3 实现林农式的综合经营
依据生态经济学发展的基本原理实现林、农业的综合经营,运用现代的科学技术在同一区域内实现林、农业之间小生态系统的平衡。在林木的幼苗时期种植农作物,充分的利用光能,即可以获得农作物带来的短期经济收益,又可以涵养水源,提高林木的存活率。林木生长茂盛时要停止农业生产,防治农作物与林木争抢土壤中的养分,妨碍林木的生长。在林木生长旺盛时期可以充分利用土地进行副业的生产活动。除了林农结合型防护体系和林副结合型防护体系外,还有种养结合型防护体系和菜园经济型防护体系。这四种防护体系获得了经济发展的短期和长期收益,为防护林业提供了很好的发展前景。
中图分类号:X171文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)03(a)-0000-00
1 前言
矿区废弃地是指在矿产开采过程中被开采活动所破坏、不通过处理而无法使用的土地。主要包括:露天矿的外排土场、煤矿的矸石山、尾矿库、井工矿形成的采空区和塌陷区,以及矿区辅助建筑占用后废弃的土地。
废弃地的产生带来诸多生态环境问题,主要表现为:占用和破坏大量土地资源,尤其是宝贵的耕地资源;水土流失和土地沙化;尾矿库重金属污染水体和土壤;矸石山自燃污染大气环境。
2 我国矿区废弃地生态恢复现状
1988年出台的《土地复垦规定》,使我国矿区废弃地的生态恢复工作开始步入法制轨道,使矿区废弃地生态恢复的速度和质量都有较大的提高,但仍存在较多问题,主要表现在以下几个方面。
(1)小型矿区废弃地生态恢复率几乎为零。对我国389座乡镇矿区调查表明,乡镇小型矿区对土地破坏十分严重,且基本未对废弃地进行生态恢复,恢复率几乎为零 [1]。(2)片面强调植被覆盖率。目前我国生态恢复工作只强调植被的覆盖率,把覆盖率作为评价生态恢复工作的唯一指标,而忽视动植物和微生物种类的多样性,以及生态恢复后的环境效应、水土保持情况和经济的可持续性。(3)忽视生态系统对多样性的要求。目前我国人工建设的矿区生态系统往往物种单一、年龄结构大体相同、空间排列整齐有序,而天然的生态系统具有多样性,包括物种组成、空间结构、年龄结构以及资源利用上的多样性等,这样才能为多种动植物和微生物提供各种各样的生存条件[2]。(4)大量使用外来物种。矿区生态恢复过程中,为追求高的植被覆盖率往往大量引进生命力强的外来物种,造成外来物种入侵,排挤当地土著植物物种。
3 矿区废弃地生态恢复措施
3.1 废弃地土壤改良
废弃地土壤由于采矿活动对地表的破坏,以及排土场、矸石山和尾矿库堆积造成的污染,使得废弃地土壤缺乏植物生长所必需的营养物质,给生态恢复带来不利影响。因此,土壤改良是矿区废弃地生态恢复的前提。目前可采取的土壤改良措施有:
(1)客土覆盖。选择合适的取土场,在不破坏取土场土地的情况下,取适量土壤覆盖在需要恢复的废弃地上。该方法简单有效,但费用高,适用经济条件较好的矿区。(2)土壤增肥改良。大部分矿区废弃地土壤缺乏氮、磷等营养物质,需要向土壤中添加营养物质,改良土壤的物理化学性质,使土壤适合植物生长,加快生态恢复进程。土壤增肥改良主要有两种方法,一种是添加肥料,一种是生物固氮。
添加肥料可以施加化肥,也可以施加有机肥,由于有机肥比化肥对植物能起到更好更持久的助长作用,因此添加有机肥能更好的起到改良土壤的效果。
生物固氮是利用对极端生境条件有耐性的固氮植物、固氮微生物、菌根真菌来改善矿区废弃地的土壤理化性质[1]。在毒性较低的废弃地,利用生物固氮可以很好的替代化肥和有机肥,具有较好的技术性和经济性。
3.2土壤重金属的污染治理
尾矿库和矸石山含有大量重金属,通过淋溶等途径造成矿区土壤重金属污染。重金属土壤污染的治理技术包括物理法、化学法和生物法[3]。其中,生物法是目前研究较多的土壤重金属污染治理技术,是指利用生物的生命代谢活动减少土壤中有毒、有害物质的浓度,使其无害化,从而使被污染的土壤能够部分或完全恢复到原始状态[4]。相比其他土壤污染治理技术,生物法修复的效率高、成本低,而且不会造成二次污染。
3.3 植被恢复
选择合适的植物物种是生态恢复的关键因素。一般根据植被恢复的目标和当地的气候、土壤等自然条件来确定植物物种,选定的植物应以乡土物种为主,同时要求所选物种具有较强的适应能力。一般具有固氮能力、根系发达、耐贫瘠、播种栽植较容易等特征的植物,比较适合作为植被恢复的先锋品种。
选择优良的植物品种只是植被恢复工作的一部分,植被恢复的目的是维持植被的覆盖度,建立能够自我调节的生态系统。根据生态学原理,植物搭配要保持植物品种的多样性,合理配置乔、灌、草、藤,建立起来的生态系统稳定性及可持续性比单物种或少物种的效果好[5]。因此,在植被恢复过程中,按照自然生态系统的结构,合理配置草、灌和乔木种植比例,同时对植被空间进行优化配置,使人工恢复的植被最终形成一个接近自然的良性循环的生态系统。
3.4 综合生态农业
在矿区废弃地发展复合生态农业,打破传统农业的单一种植模式,还可针对不同的废弃地特点,选择不同的生态农业模式。如在非积水稳定沉陷区,可以建设大棚或地膜覆盖栽培蔬菜等设施农业模式;在积水沉陷区,可以利用积水的优势,建设“农-渔-禽”农业模式;在复垦后土壤肥力较差、土地生产能力不强的废弃地,建设“林果-畜禽”农业模式。
对山西省王庄煤矿生态恢复模式的研究表明[6],综合生态农业用于矿区废弃地恢复有着很好的经济、社会和环境效益。
4 结论与建议
为有效的对矿区废弃地进行生态恢复,必须分析废弃地的立地条件,了解植被成长的限制性因素,选择合适的土壤改良措施。在选择先锋植物时应优先考虑当地物种,尽量满足生态系统对物种组成、空间结构、年龄结构上的多样性以及资源利用上的多样性的要求。完善生态评价系统,以完整性、连续性和恢复生态系统功能并使系统达到能自我维持状态为矿区废弃地生态恢复的目标,而不是单纯的追求植被覆盖率。
参考文献
[1] 刘国华,舒洪岚.矿区废弃地生态恢复研究进展.江西林业科技[J].2003,2:21-25.
[2] 李淑,王杰光,莫时雄.金属矿区生态恢复与重建研究.山西建筑[J].2008,34(32):15-16.
[3] 张玉秀,于帅,文镇宋,等.重金属污染土壤的生物修复技术.金属矿山[J].2009,4:146-149.
1食物链加环与价值链高效利用
1.1食物链与价值链的关系
生态系统的食物链是各组分通过吃与被吃的关系彼此联系,有机物中贮存的能量在生态系统中逐层传递。农产品价值链是农业产品生产消费过程中,由于不同农作物商品价值不同、消费者对农产品有不同层次需求,导致其在利用价值上存在不同而建立的链锁关系。价值链促使食物链向更为科学合理的方向调整,使其更符合农业生态系统的经济收益规律,而食物链是引导和建立价值链的根基。食物链与价值链合理配置充分实现农业经济效益和农业生态系统的耦合。
1.2食物链的加环
农业生态学原理表明,农业生态系统食物链结构对系统年净生产量有显著影响。自然生态系统中,能量沿食物链流动时,由于生物之间存在的食物关系,能量从低营养级向高营养级累积,可认为食物链越简单,净生产量相对较高;而农业生态系统具有高度受人控制和影响的特殊性,能量沿食物链进行能量流动的过程中,由于能量载体形式本身的使用价值是用来满足人类需要的。人类对生物种类、产量的调控和产品期望不同,人类需求具有层次性,能量并不是始终向需求层次高的方向累积。为了实现农业生态系统物质能量高效利用的改造,通过食物链“加环”的方式,增加一些食物链环节,增加系统的产品和经济效益。
1.2.1一级产品“加环”
一级产品或剩余有机废弃物有尚不能供给人类直接使用的部分,可作为次级产品的资源。适当延长食物链、加入新的食物链环节,使农业生态系统中加环生物加以利用,经过生物转化利用后,尽可能转化为价值更高、人类可直接食用的产品,从而将农业生态系统生产力大幅提高。如将秸秆糖渣等通过加工配合成混合饲料用于养殖,能够将低价值糖渣转为高价值的肉、蛋、奶等畜禽产品。然后利用畜禽排泄粪便用于养鱼,通过这一环完成由畜禽粪便到鲜鱼的转化。池塘淤泥和鱼类排泄的粪便用来增加农田肥力,可使作物增产,完成从低产量向高产量的转化,整个生产过程形成一个良性循环。
1.2.2残渣食物链利用
残渣食物链是指低等动物和微生物分解农业生产的副产物和农业有机废弃物的过程,是农业生态系统中物质和能量的最终利用过程。具有残渣食物链的生态系统有较强的自身调控和适应性能力,能保持较高的稳定性和物质能量的良性循环。这种方式可以提高农副产品的利用率,也能提高能量的利用率和转化率。以平菇等食用真菌生产为主的食物链加环利用方式迅速发展,如,经济效益较高的稻草—平茹—蚯蚓—黄鳝残渣食物链模式,平菇可利用稻草中丰富的纤维素和半纤维素,对粗蛋白及木质素的利用率也达50%;菇渣养蚯蚓对菇渣中的物质和能量利用率很高,但转化率较低;蚯蚓饲养黄鳝8d后增重38.5%,物质和能量的转化率均在15%以上。
1.2.3引入捕食性动物
农业生态系统食物链结构简单,引入捕食性昆虫或动物能够抑制以一级产品为食的害虫发生,提高农业生态系统的稳定性,减少一级农作物损失。明代《渭崖文集》有关于食物链加环的记载,在稻谷种植的农业生产链条中加入鸭,鸭能够捕食破坏稻谷的害虫,这个食物链加环是适宜的,提高了农作物的产量。
2食物网优化与循环农业
生态系统的食物网结构越复杂,生物食物来源丰富,物质能量流动的渠道越多,形成复杂的食物网,生产力也就越高。因而因地制宜设置农业生产结构和设计农业布局显得尤为重要,注意群落间的合理搭配,在农业生产中应建立多级循环转化的综合结构和多层多种的生产体系,延长农业生态产业链,发展农业循环经济,促进物质、能量的网状多级综合利用,对实现物质、能流利用的最大化,促进农业增效和农民增收也达到了对环境危害的最小化目的。
2.1北方“四位一体”循环农业模式
“四位一体”庭院循环农业模式是我国北方生态农业发展中形成的最为成功的典型生态模式。这种模式以农业土地资源为根基,充分利用太阳能,以沼气为纽带,利用生物转换技术,种植、养殖业相配合;农户庭院中,把猪圈和沼气池建在生产蔬菜的日光温室中,沼气池、畜禽圈舍、日光温室等相互连接,形成“四位一体”综合生态农业体系。这种生态模式中能量流动转向人类需求的方向,物质良性循环,资源高效利用,是一种综合效益明显的循环农业模式。技术特点为:圈舍的温度略有提高,为禽畜提供高效的生产条件,可使饲养量增加,畜禽粪便为沼气池提供了充足的产气原料;沼气池因太阳热能增温增加产气量,解决了北方冬季的产气量少的技术难题。
2.2南方稻田养鱼立体生态结构
稻—萍—鱼共生的生态农业结构是多层多种的立体结构的成功案例。在南方种植水稻地区广泛应用,水稻田结合养萍、养鱼技术。鱼类取食浮游生物和水稻害虫,减少病虫害,增加水体溶解氧含量;鱼类的粪便和排泄物作为水稻的肥料,有利于水稻生长。萍既可作为生产沼气的原料,又可直接作为鱼的饲料。畜禽利用和生产沼气后的畜禽粪便又可返回稻田,促进水稻增产。水稻增产、稻草增加又可为畜禽提供更多的饲料,为稻田提供更多的有机粪肥。稻田养鱼立体生态结构广泛分布在四川、湖南、江苏、广东等地区。