农业工程与可持续发展doc

农业工程与农业可持续发展提要:通过正反两方面分析了农田排灌工程．水土保持工程．农用废物资源化工程及农事活动对农业可持续发展的影响,阐明了合理的农业工程措施是农业走持续发展道路的可靠保证，也是改善生态环境，资源永续利用的根本途径.关键词:灌排工程；水土保特；农用废物资源化；农事活动;可持续农业.生态环境的评价与研究是以人类的持续发展为目的，农业工程自然是人类发展的充分必要条件之一。但常规农业或高投人、高产出的现代化农业引起了一系列资源、环境和经济方面的弊端，如环境污染、资源退化等生态环境问题。人类逐渐意识到，现行的农作方式是不可持久的或不可持续的，并且发现现代农业能否持续发展，取决于农业生产的支持系统是否稳定．以及它能否尽可能地利用可再生资源。因此国际社会提出了持续农业，轮种农业．再生农业．生态农业和低投人农业及节水农业等。2纪的发展对农业提出了更高的要求，而传统农业无法满足这一要求，只有持续农业才是现代农业的发展方向．而农业工程措施是否合理．是关系到农业得以持续发展的根本保证。1、农田排灌工程与可持续农业1．1灌溉与粮食联合国粮农组织在1984年出版的《发展中国家土地潜在供给能力》一书中估计．在无水利投入的情况下，中国的土地仅能养育4．16亿人,然而中国的现实是，以全球6．4的国土面积和全世界7．2的耕地，养育了全球22的人13。这里农田灌排事业无疑在农业发展中起了重要的作用。从全球来看．水浇地平均扩展速度在6O年代初约为1%．到7O年代初达2．3%。在过去40年中，灌溉农业的发展提供了满足人13需求所需增加的大部分产量，尽管食及其它植物产量的增长是综合措施作用的结果，但溉灌事业的发展起了主导作用。1．2灌排与农业环境溉灌在使农业提供足够粮食的同时．其诱发的环境问题又在灌排工程中占有重要地位中国水资源总量占据世界第109位，人均水资源占有量只有世界人均水平的1／4，水资源极度缺乏。为解决农业用水问题，大量开发地下水．引起地下水位大幅度下降，形成多处大积的地下水位下降漏斗。如我国华北平原的山前平原地带，约有200万hm2以上的高产粮田。50年代，这里的浅层地下水一般埋深4～6m，到了80年代下降到1Om多，到90年代则下降到20m多。这一带地下水平均以50cm／a速度不断下降，开采地下水的代价不断提高。这样的情况长久持续下去．就很难保证水资源的持续供应，因此这一带的农业将不是持久的。由此可见，持续农业需要一个持久的水资源系统支持。灌溉过程中水资源利用不当．成为农业生态环境中的重大问题。许多干旱地区河谷阶地，因上游用水过多，下游水量减少，遇早年地下水位下降．导致植被枯死．加剧风蚀，引起沙化，再加上旱情持续发展．引起水资源恶性循环。如1996年黄河断流150d，断流河长600km以上；1997年断流达半年以上，断流河长700km以上，已严重影响河南、山东两省的农业生产。我国农田水利工程建设不配套，灌溉技术落后，实行大水漫灌，重灌轻排，导致灌区盐碱化严重。许多地区灌溉制度不合理，灌溉次数增多，定额过大，其中农业灌溉用水约占全国水资源总量的75。利用率很低，浪费严重，因此建立高效节水农业，是解决农业灌溉用水问题的主要出路。灌溉工程还会引起一些农业环境地质问题，如对黄土温陷性、边坡稳定性、泥石流、土壤水渗漏、泥沙嫩积、洪水、干旱灾害的影响等。而且灌溉工程在施工期间对生态环境的改变而诱发出对资源的破坏，如工程施工对地下水质的影响施工和穆民迁人对植被的一次性破坏，可能导致抄尘暴的发生等1．3灌排工程与农业的可持续发展发展农田灌溉应根据各地人、土资源和经济状况统筹规划。灌溉工程实施时，要把抗旱与防洪，灌溉与排水、建设与保护相结合，坚持开源与节流，开发与保护，社会效益与经济效益并重，做到天上水、地面水、地下水和土壤水“四水”齐抓，合理开发利用水资源。。保证农田灌溉面积，留足农业用水量，才能保证粮食稳产高产。灌排事业发展的经验表明，灌排事业的发展和改善农业生态环境的目标是一致的，恶劣生态环境的改善可依靠灌排工程来实现，灌排工程的建设也应为改善农业生态环境服务。可持续农业为灌排事业的发展指明了道路，发展可持续农业的前提是农业生态环境的改善，关键是灌排事业的可持续发展。2、水土保持与可持续农业2．1水土漉失对农业持续发展的影响水土资源是人类赖以生存和发展的最基本的物质条件。“土之不存，人将焉附?”因此水土流失严重制约了农业的可持续发展。农以“土”为率，土壤的本质是具有肥力，只有肥祆的土地，才能发展持续的农业。水土流失.破坏了土地资源，阻碍了生产力持续发展。黄河流域是世界上水土流失最严重的地区，坡耕地每公顷年流失量300～600m，流失表土15～75t，最高可15Ot以上，每吨流失土壤中含有机质6～8kg，全氮0．5～1．2kg，全磷I．I～1．5kg，全钾20～2Ikg。通常在侵蚀土壤上种植农作物的产量只有未侵蚀土壤上产量的20～5O，甚至只有8～1O％。严重的水土流失造成河床淤积，水库库容减少。据水文资料”，黄河每年通过三门峡断面下泄的约l6亿t悬沙中，其中约有I／4泥抄沉积在长约800km的下游河道中，使两岸大堤内河床平均每年以8～lOcm的速度抬高，使黄河在下游成了地上悬河。水库淤积也是水土流失造成的最大环境问题。如印度1957年修建的梅通水库，设计时预计寿命Z46年，可实际上运行24年就淤满了。一些人为的因素，如矿山开采，修筑铁路、公路，水电工程，工业排放粉尘、废渣等也增加了河流的输抄量，加重了河流下游淤积为害和洪水威胁，同时造成水土资源的严重污染和破坏。水土流失地区，自然灾害频繁，粮食产量低而不稳，人民生活长期处于贫困境地。如1990年黄河上中游地区贫困县占到全国的40，而水土流失面积占总土地面积65．5的陕西省就有贫困县50个“，水土流失是贫穷落后的根源。2．2水土保持对农业持续发展的作用通过水土保持措施，可以保护改善生态环境，维护和提高土地生产力，以充分利用水土资源，并实现资源的永续利用。在我国广大的水土流失地区，通过大搞坡改梯及小型水利水保工程，使粮食产量大幅度提高，促进了农村经济发展，提高了农民生活水平。如被水利部授予“中国梯田化模范县”的甘肃省庄浪县，1997年底全县已累计修水平梯田6．3万m，占坡耕地的92%；1996年粮食总产达16．25万t，单产达240．5kg／667m，农民人均产量425k通过实施各项水土保持措施，如营造水土保持林，实行蓄水保土耕作措施。建设高标准梯田，修建沟谷防治工程，进行节节拦蓄，层层设防，就足以减少水土流失造成的突发性灾害的损失。如庄浪县所修梯田在1997年遭受特大旱灾的情况下。粮食产量达152、8kg／667m。而坡耕地仅为72kg／667m。因此水土保持为农业的持续发展奠定了基础。3、农事活动与可持续农业3．1施肥化肥对农业的增产作用是肯定的，目前地球上1／4人口的食物是靠施用化肥而得到的。化肥的发展是农业生产的需要，也是农业现代化的必然趋势，但化肥用量增加引起的环境问题也日益严重。化肥主要是氮肥和磷肥。过量施用氮肥可增加植物体内硝酸盐的含量，而含高浓度硝酸盐的植物，被动物食用后，就会产生毒害作用。另外氮肥还可使土壤理化性质恶化，农产品质量下降。同时过量的氮肥可髓地表水流移动进入水体、江河，或透过土层渗滤人地下水，造成水质污染。过量的氮、磷也是造成地表水体富营养化的重要物质。大量施用化肥是石油农业的重要特征。偏施化肥会造成地力下降，作物养分失调，单位有效养分的增产率下降，并对水资源和大气造成不容忽视的面源荇染。这一系列问题促使人们重新研究东方的有机农业。但传统的有机农业，其生产力低下，难以满足现代社会的需求，因此简单地回归传统有机农业是不可能的。在现代条件下的有机农业，既有传统有机农业与环境、资源协调的优点，又吸收了现代科技，兼有石油农业生产力高的优点。因此实现有机农业现代化才能适应农业持续发展的需要。3．2施用农药农药包括除草剂、杀菌剂、杀虫剂等。当今世界几乎每种形式的高产农业都十分依赖于使用一系列此类化学物质。有些农药是活性和长效的，可能会过量使用或不适当处置从而进入地下水1988年美国环保局的一项研究，从26个州地下水的样品中查出了46种不同的农药，其来源可合理地归于田间正常使用0尽管多种农药可能损害人体健康的精确含量水平尚有待确定，但其对生物的影响已成为严重关注的问题一些国家已采取行动限制农药的使用。水的供给量70采自地下水的荷兰，首先限制在保护带内的农用土地使用活性农药。农药的作用是巨大的，如美国每年因病、虫、草害而造成的损失约为150亿美元。我国病虫草害的危害损失，一般为农作物产值的30以上，如不进行防治，将损失1／4～1／3的产量。因此开展科学试验，积极研制高教、低毒、低残留的无公害农药及生物制剂是现代农业的发展趋势。4废物农用资源化工程废物农用资源化的含义是用现代科技，以工业规模把工农业废物作为农用资源开发。生产农用产品工农业废物指具有明显集约化特征(量大、集中)的废物，在这个意义来说，也包括市政废物，如垃圾、泥等，农用产品主要是肥料、饲料产品n。废物农用资源化是人类对于土圈、生物圈中物质运动的自觉的科学调控，是生物小循环、地质大循环等物质自然运动形式以外的一个新的物质运动形式，是一个化废为宝，化害为利的良性循环。这一良性循环有利于克服人类生产和生活对环境和资源的消极影响。在现代条件下实施废物农用资源化，与农业社会有很大不同。农业社会里，废物量小。分散、种类简单，自然形态的废物用经济简单的手工处理就可作肥料施人土壤。在现代工业社会里，废物量大，集中，种类复杂。自然状态的废物一般不能直接利用。如垃圾、粪便等传统农田肥，或因其成分改变(垃圾中玻璃、金属、塑料增多)．或因其臭、湿、养分含量低，不能适应现代农业的需要。根据土壤、作物特点，运用代科技，把各种废物处理加工成与其自然形态有重大区别，能适应现代农业生产的系列肥料产品才能广泛实施废物农用资源化。开展废物农用资源化研究。具有重大的环境、资源意义，是发展持续农业的一个重要内容。5结语如何在有限的土地资源上生产足够的粮食，一直是世界关注的热点问题之一农业的可持续发展提供了解决此问题的途径、方法。持续农业是一种满足人类需要而不破坏自然资源，同时能改善环境的农业系统，而合理发展灌排事业，积极采取水土保持工程措施，实施废物农用资源化工程，科学施用化肥农药，实现有机农业现代化，是保证农业持续稳定发展的根本。开展上述工作的研究，也对发展我国农业工程地质学起到了重要作用。文参文献：1刘备明．南水北调与我国北方农业的特续发展．中国科学报，l993：4142沈菊艳．中国农田排灌事业．农业环境与粮食问题，1999；l6(4)；l6～193史德明．水土保持与我国持续农业．中国水土保持，1993~(6)：24代亚丽．黄土高原水土保持与农业持续发展的作用．农业环境与发展-1999；16(3)t；42～445廖宗文，环境与有机农业现代化．北京：中田科学技术出版杜．19926张福顿．土壤与植物营养新动态．北京：中国农业出版杜，l995