生态农业与可持续发展

在前面我们学习了植物和动物的生命活动、人体健康以及农业生产的基本知识。我们了解了植物如何通过光合作用制造养分，动物如何适应环境生存繁衍，人体各个系统如何协调工作维持生命，以及农业生产中的育种、栽培、病虫害防治等技术。这些知识让我们认识到生命的奇妙和自然的伟大。

本章内容中，我们将探讨一个更加深远的主题：如何在利用自然资源的同时，保护好我们赖以生存的地球家园。人类的生存和发展离不开自然资源，但地球上的资源是有限的。如果我们只顾眼前利益，过度开发利用资源，破坏生态环境，最终受害的将是我们自己。这不仅关系到我们这一代人的生活质量，更关系到子孙后代能否拥有一个美好的生存环境。

当前，全球面临着资源短缺、环境污染、气候变化、生物多样性丧失等严峻挑战。如何实现人与自然和谐共生，如何让经济发展与环境保护相协调，如何为后代留下青山绿水，这些都是我们必须认真思考和积极应对的问题。生态农业和可持续发展理念，为我们指明了方向。

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生态农业

传统农业往往追求产量最大化，大量使用化肥和农药，这种方式虽然短期内能提高产量,但长期来看会导致土壤退化、环境污染、生物多样性下降等问题。生态农业则是一种全新的理念,它模仿自然生态系统的运作方式,在生产粮食的同时保护环境,实现农业的可持续发展。

什么是生态农业

生态农业是指遵循生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和传统农业精华,通过人工设计的生态工程,协调发展与环境之间的关系,实现经济、生态和社会效益统一的农业生产体系。简单来说,就是让农业生产像自然生态系统一样运转,各种生物之间相互依存、相互促进,形成良性循环。

在自然界中,植物进行光合作用制造有机物,动物以植物为食,动植物的遗体和排泄物被微生物分解,分解产生的无机物又被植物吸收利用。这种循环往复的过程维持了生态系统的平衡。生态农业正是借鉴了这种自然循环的智慧。

循环农业的典型模式

在我国农村,有一种传统而又先进的农业模式,被称为“猪—沼—果”生态循环系统。这个系统巧妙地将养猪、沼气生产和果树种植结合在一起,形成了一个完整的物质循环链条。

农户养猪产生的粪便不再随意排放,而是进入沼气池。在沼气池这个密闭的环境中,厌氧微生物将猪粪分解,产生可以燃烧的沼气。沼气可以用来做饭、照明和取暖,替代了传统的柴火和煤炭。沼气池中发酵后的残渣富含氮、磷、钾等营养元素,是优质的有机肥料。农户将这些沼渣、沼液施用到果园中,果树生长茂盛,结出的果实品质好、口感佳。果树的枝叶和落果又可以作为猪饲料的补充,形成了一个完整的循环。

除了“猪—沼—果”模式,我国还有“稻—鱼共生”、“林—草—畜结合”、“农—林—牧复合”等多种循环农业模式。这些模式的共同特点是充分利用农业生产中的各种资源,减少废弃物排放,实现物质和能量的多级利用。

立体农业

自然界中,植物有高大的乔木、中等的灌木和低矮的草本植物,它们分布在不同的空间层次,充分利用阳光、空气和土壤。立体农业正是借鉴了这种空间分层的原理,在有限的土地上实现农业生产的立体化、多样化。

在南方的稻田里,农民不仅种植水稻,还在田间养鱼、养鸭。水稻生长在水面之上,鱼类生活在水中,鸭子则在水面游动。鱼和鸭的排泄物为水稻提供养分,水稻为鱼和鸭提供遮阴和食物。鱼类和鸭子还能吃掉田间的害虫和杂草,减少了农药和除草剂的使用。这种“稻鱼鸭共生”系统不仅提高了单位面积的产出,还改善了农产品的品质。

在山区丘陵地带,农民发展“林下经济”,在果树或经济林下种植耐阴的中药材、食用菌,或者养殖土鸡、蜜蜂。果树遮挡了部分阳光,为林下作物和动物创造了适宜的生长环境。林下种植和养殖的产品具有生态、绿色的特点,市场价格较高,为农民增加了收入。

有机农业

有机农业是生态农业的一种高级形式,它完全不使用化学合成的肥料、农药、生长调节剂和饲料添加剂,而是依靠有机肥料、生物防治、物理防治等手段进行生产。有机农业生产的农产品被称为“有机食品”,在市场上深受消费者欢迎。

有机农业如何不用化肥就能保证作物的营养供应呢？答案是充分利用各种有机肥料。农家肥、堆肥、绿肥、沼肥都是优质的有机肥源。这些有机肥料不仅能提供植物需要的氮、磷、钾等大量元素,还能提供各种微量元素,并且能改善土壤结构,增加土壤有机质含量,培肥地力。

不使用化学农药,如何防治病虫害呢？有机农业采用多种生态防治方法。通过合理轮作、间作套种,可以打断病虫害的生活史,减少病虫害的发生。利用天敌昆虫控制害虫,例如利用瓢虫捕食蚜虫、利用寄生蜂防治菜青虫。使用植物源农药,如苦参碱、除虫菊素等,这些物质来自植物,对环境友好,容易降解。安装杀虫灯、黄板、性诱剂等物理诱杀装置,可以大量捕杀害虫。

保护耕地

耕地是农业生产最基本的资源,保护耕地就是保护我们的“饭碗”。然而,不合理的农业生产方式正在威胁着耕地的健康。长期大量使用化肥会导致土壤板结、有机质含量下降。过度灌溉会引起土壤次生盐碱化,特别是在干旱半干旱地区。不当的耕作方式会加剧水土流失。

保护耕地需要从多方面入手。实行秸秆还田是一个有效的措施。过去农民常常焚烧秸秆,既浪费资源又污染空气。现在将秸秆粉碎后翻压入土,秸秆在土壤中分解,增加了土壤有机质,改善了土壤结构。采用测土配方施肥,根据土壤养分状况和作物需求合理施肥,既满足了作物生长需要,又避免了化肥的过量使用。推广节水灌溉技术,如滴灌、喷灌,减少水资源浪费,防止土壤次生盐碱化。

在坡地上种植作物要特别注意水土保持。修建梯田可以减缓水流速度,减少土壤侵蚀。种植绿肥作物或覆盖作物可以保护土壤不被雨水直接冲刷。实行等高耕作,顺着等高线犁地,形成的垄沟能够拦截径流,减少水土流失。

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森林保护

森林被誉为“地球之肺”,在维持生态平衡、调节气候、保护生物多样性等方面发挥着不可替代的作用。我国是一个森林资源相对匮乏的国家,人均森林面积远低于世界平均水平,因此森林的保护和建设显得尤为重要。

森林的多重功能

森林的功能远远超出了我们的想象,它不仅能提供木材和林产品,更重要的是其生态功能。

森林具有强大的涵养水源能力。森林土壤疏松多孔,像巨大的海绵一样能够吸收和储存大量的雨水。一公顷森林的蓄水量相当于一个小型水库。在雨季,森林吸收雨水,防止洪水暴发；在旱季,森林逐渐释放储存的水分,维持河流的稳定流量。因此,森林被称为“绿色水库”。

森林是天然的“空调器”和“制氧厂”。树木通过蒸腾作用释放水分,吸收周围环境的热量,起到降温增湿的作用。在炎热的夏季,森林中的温度比城市低3-5摄氏度。树木通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,一公顷阔叶林每天能产生730千克氧气,可供近1000人呼吸一天。

森林还是生物多样性的宝库。地球上约有一半的物种生活在森林中,森林为它们提供了栖息地和食物来源。保护森林就是保护这些珍贵的物种资源。

我国的森林资源与生态工程

我国幅员辽阔,森林资源分布不均。东北地区的大兴安岭、小兴安岭、长白山是我国最大的天然林区,盛产红松、落叶松等珍贵木材。西南地区的横断山脉、云贵高原森林茂密,生物多样性极其丰富。东南沿海地区人工林发达,杉木、马尾松、桉树等速生树种面积大。

然而,由于历史上的过度采伐和森林火灾,我国森林资源一度遭到严重破坏。20世纪末,长江、黄河流域相继发生特大洪水,与上游森林植被遭到破坏有密切关系。痛定思痛,国家启动了一系列大规模的生态工程。

三北防护林工程是世界上最大的人工造林工程,从1978年开始实施,计划用73年时间在西北、华北北部和东北西部建设一条绿色长城,抵御风沙侵袭,改善生态环境。经过几代人的努力,三北地区的森林覆盖率大幅提高,沙尘暴天气明显减少。

天然林保护工程于1998年启动,全面停止了天然林的商业性采伐,让疲惫的森林得以休养生息。退耕还林工程将陡坡耕地和严重沙化的土地退出农业生产,种植树木和牧草,恢复植被。这些工程的实施,使我国森林面积持续增长,生态环境逐步改善。

植树造林与森林管理

每年的3月12日是我国的植树节。植树造林是增加森林资源的重要途径,也是每个公民应尽的义务。植树看似简单,实际上包含许多科学知识。

选择合适的树种是植树成功的关键。要根据当地的气候、土壤条件选择适宜的树种。在干旱地区应选择耐旱树种,如沙棘、柠条、梭梭；在盐碱地应选择耐盐碱树种,如柽柳、白蜡；在水湿地带应选择耐水湿树种,如杨树、柳树。

植树的时间也有讲究。春季树木开始萌动但尚未展叶时是最佳的植树时期,此时气温适宜,土壤湿度大,树木成活率高。在一些地区,秋季落叶后也可以植树。

植树后的养护管理同样重要。新栽的树木根系尚未恢复,需要及时浇水,保持土壤湿润。在干旱季节要多次浇水。除草松土可以改善土壤通气状况,减少杂草与树木的养分竞争。必要时还要施肥,促进树木生长。

森林也需要科学管理。适时适度的间伐可以调整林分密度,让保留的树木有更大的生长空间,获得更多的光照和养分,促进林木生长。森林抚育是指对幼林和中龄林进行的各种培育措施,包括除草、松土、施肥、修枝等,目的是培育健壮的森林。

森林火灾是森林的大敌。每年因为人们上山扫墓烧纸、吸烟、野炊等原因引发的森林火灾给森林资源造成巨大损失。预防森林火灾,需要加强宣传教育,严格火源管理,在森林防火期内禁止一切野外用火。建立健全森林防火体系,配备专业的防火队伍和设备,一旦发生火灾能够迅速扑灭。

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可持续发展

人类社会的发展不能以牺牲环境为代价,不能让后代人为我们的过度消耗买单。可持续发展理念的提出,为人类社会指明了前进的方向。

可持续发展是指既满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需求的能力的发展。这个定义包含两层含义:一是要满足当代人的需求,即发展是必要的,要不断提高人民的生活水平；二是不能损害后代人的发展能力,即要保护好资源和环境,为子孙后代留下生存和发展的空间。

可持续发展涉及经济、社会和环境三个维度。经济的可持续发展要求改变传统的粗放型增长方式,走集约化、高效化的道路。社会的可持续发展要求消除贫困,促进公平,提高人口素质,构建和谐社会。环境的可持续发展要求保护自然资源,防治环境污染,维护生态平衡。三者相互联系、相互制约,共同构成可持续发展的完整体系。

人口，资源与环境的关系

人口、资源和环境是制约人类社会发展的三大要素,它们之间存在着密切的相互关系。

人口的增长必然带来资源消耗的增加和环境压力的加大。目前全球人口已超过80亿,如此庞大的人口需要消耗大量的粮食、水资源、能源和其他物资,产生巨量的废弃物。如果人口继续快速增长,地球的承载能力将面临严峻挑战。

资源是人类生存和发展的物质基础,但地球上的资源是有限的。许多重要资源如石油、煤炭、金属矿产等都是不可再生的,用一点就少一点。即使是可再生资源如森林、草地、渔业资源,如果过度利用超过其再生能力,也会面临枯竭的危险。

环境是人类赖以生存的家园。然而,工业化进程中的环境污染日益严重,大气污染、水体污染、土壤污染威胁着人类健康。全球气候变暖、臭氧层破坏、生物多样性锐减等全球性环境问题已经成为人类面临的共同挑战。

我国人口众多,人均资源占有量远低于世界平均水平。人均耕地面积不到世界平均水平的一半,人均淡水资源量仅为世界平均水平的四分之一,人均森林面积不到世界平均水平的四分之一。资源短缺成为制约我国经济社会发展的重要因素。同时,我国的环境形势也不容乐观,部分地区大气污染、水污染较为严重,生态退化问题突出。因此,我国必须坚持可持续发展战略,走资源节约型、环境友好型的发展道路。

碳达峰与碳中和

全球气候变暖是当今世界面临的最严峻的环境问题之一。大气中二氧化碳等温室气体浓度的增加是导致气候变暖的主要原因。燃烧化石燃料、毁林开荒等人类活动排放了大量的二氧化碳。

为了应对气候变化,中国向世界作出郑重承诺:力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。碳达峰是指二氧化碳排放量达到历史最高值后不再增长,转而下降。碳中和是指通过植树造林、节能减排等方式,抵消人为产生的二氧化碳排放,实现相对“零排放”。

实现碳达峰、碳中和目标,需要从多方面努力。大力发展清洁能源是根本途径。太阳能、风能、水能、生物质能等可再生能源在发电过程中不产生或很少产生温室气体,应该大力开发利用。我国的太阳能光伏发电、风力发电装机容量已居世界第一,为全球应对气候变化作出了重要贡献。

提高能源利用效率同样重要。通过技术改造,降低工业生产的能耗。推广节能建筑,减少建筑物的能源消耗。发展公共交通,鼓励绿色出行,减少交通领域的碳排放。

增加森林碳汇是实现碳中和的重要手段。森林通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,将碳固定在树木和土壤中。持续推进植树造林和森林保护,不断增加森林面积和蓄积量,可以显著提高森林的固碳能力。

绿色生活方式

可持续发展不仅是国家的战略,也与我们每个人的生活息息相关。践行绿色生活方式,是我们每个人应尽的责任。

节约用水从点滴做起。刷牙时关掉水龙头,洗澡时间不要过长,洗衣服时使用节水模式,一水多用如淘米水浇花等。我国是一个水资源短缺的国家,节约用水人人有责。

节约用电同样重要。随手关灯,不用的电器及时断电,合理使用空调温度,尽量使用节能灯具和节能电器。电力生产主要靠燃烧煤炭,节约用电就是减少碳排放。

垃圾分类是实现资源循环利用的关键环节。将垃圾分为可回收物、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾,分别投放。可回收物如纸张、塑料、金属、玻璃等可以回收再利用,减少资源浪费。有害垃圾如废电池、废灯管等需要专门处理,防止污染环境。厨余垃圾可以堆肥制成有机肥料。

绿色出行减少碳足迹。短距离出行选择步行或骑自行车,既锻炼身体又保护环境。中长距离出行尽量选择公共交通工具如公交车、地铁,减少私家车的使用。如果必须开车,可以选择新能源汽车。

减少使用一次性用品。自带购物袋、水杯、餐具,拒绝使用一次性塑料袋、塑料吸管、一次性餐具。这些一次性用品大多是塑料制品,难以降解,会造成严重的环境污染。

合理消费避免浪费。购买商品时量力而行,不盲目追求名牌。珍惜食物,适量点餐,践行“光盘行动”。据统计,我国每年浪费的粮食相当于2亿人一年的口粮,触目惊心。

建设美丽中国

党的十八大以来,我国把生态文明建设摆在突出位置,提出建设美丽中国的目标。生态文明建设关系人民福祉,关乎民族未来,是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要内容。

长江是中华民族的母亲河,但长期以来沿江地区过度开发,生态环境遭到破坏。2016年,国家提出“共抓大保护、不搞大开发”的战略方针,实施长江大保护工程。禁止在长江干流及主要支流岸线1公里范围内新建化工项目,实施长江十年禁渔,让长江休养生息。经过几年的努力,长江水质明显改善,生物多样性逐步恢复,江豚、中华鲟等珍稀物种数量增加。

黄河流域生态保护和高质量发展也上升为国家战略。黄河是中华文明的摇篮,但由于过度开发和气候变化,黄河面临水资源短缺、水土流失严重、生态系统退化等问题。实施黄河流域生态保护和高质量发展战略,加强水土保持,推进退耕还林还草,保护黄河流域的生态环境。

我国还建立了以国家公园为主体的自然保护地体系,保护重要的自然生态系统和生物多样性。三江源国家公园、大熊猫国家公园、东北虎豹国家公园等相继建立,为珍稀野生动植物提供了安全的家园。

建设美丽中国,需要全社会的共同努力。政府要制定严格的环境保护法律法规,加大执法力度,对破坏环境的行为严惩不贷。企业要承担环保责任,采用清洁生产技术,减少污染排放。每个公民都应树立生态文明观念,从自己做起,从小事做起,为保护环境贡献力量。

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小结

生态农业模仿自然生态系统的运作方式,通过循环农业、立体农业、有机农业等模式,实现农业生产与环境保护的协调发展。森林作为地球的绿肺,在涵养水源、调节气候、保护生物多样性等方面发挥着重要作用,我国实施了三北防护林、天然林保护、退耕还林等重大生态工程,森林资源持续增长。可持续发展是人类社会的必然选择,要正确处理人口、资源、环境的关系,实现经济社会与生态环境的协调发展。中国提出碳达峰、碳中和目标,展现了应对气候变化的决心和担当。建设美丽中国,需要我们每个人践行绿色生活方式,从节约资源、保护环境的点滴小事做起。

生态文明建设功在当代、利在千秋。作为新时代的青少年,我们要树立生态文明意识,学习生态知识,养成绿色生活习惯,为建设美丽中国、实现可持续发展贡献自己的力量。

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本节练习

第一题：某村发展“猪—沼—果”生态循环农业模式,请分析这种模式的优点,并说明其中体现了哪些生态学原理。

第二题：森林被称为“绿色水库”、“天然空调”和“地球之肺”,请分别解释这些称呼的含义,并举例说明森林对人类的重要性。

第三题：下表是某地区不同农业模式的经济效益和环境影响对比。请分析表格数据,说明哪种模式更符合可持续发展要求,并说明理由。

第四题：我国提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。请说明什么是碳达峰和碳中和,并列举至少三种我们中学生可以为实现这一目标做出的实际行动。

第五题：立体农业是生态农业的一种重要形式。请设计一个适合山区的立体农业模式,说明不同层次种植或养殖什么,并解释这种模式的优点。