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生态平衡和环境工程
生态平衡和环境工程
【纲目号】可持续发展战略(处理好经济发展和人口、资源、环境的关系入此)
【编著者】梅方权
【原文出处】资源、环境和人类的再生之路
【原文日期】19961200
【原文页号】98~129
【出版单位】东北林业大学出版社
【文献形式】著作
“敕勒川,阴山下。
天似穹庐,笼盖四野。
天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊。
”古代的游牧民族,以蓝天大地为伴,天如穹顶,永无尽头,地似载舆,无边无尽。
虽然总有先贤哲人提出天有多高,地有多厚的问题,但这是没有答案的。
它只能作为一种理性的思考,成为先民们敬奉上天、崇拜自然力量的理由。
那时的自然界,只作为外在的力量发挥作用,人类的触角还没有触及到它的边缘。
天赐的财富似乎是取之不尽、用之不竭的。
但时至今日,人们似乎正在走向世界的尽头,自然界好像变得吝啬了,为了自己的衣食,人们遭尽自然的白眼,饱尝了捉襟见肘的难堪。
为了继续生存和发展下去,我们必须维护和再造农业生态环境。
生态失衡:
农业发展对环境的沉重压力
千百年来,农业之树结出的果实,虽然不像人们期望的那么丰盈,但总还是保证了人类的生息繁衍,为越来越多的人遮蔽了风雨。
然而,今天农业的发展对环境的压力越来越大,甚至造成了对环境的破坏,反过来又破坏了农业自身的基础。
这棵大树还能再屹立千年吗?
这是我们要联系环境因素分析才能回答的问题。
农业对生态平衡的冲击
1.僧多粥少——争夺水土现象严重
随着社会经济的发展,农业各部门和各生产系统之间争夺土地的竞争会越来越剧烈。
这种竞争最集中地表现为农、林、牧、鱼各业及其内部各生产项目都要扩大各自的用地范围。
另外,人口不断增加和经济增长也会使更多的土地转用于人类住宅和基础设施。
同时农业造成的林地损失比较严重。
热带地区毁林面积目前约为每年1540万公顷,其中大部分是由扩大放牧和耕作,特别是轮垦造成的。
人工造林速度超过毁林速度已在许多国家成为现实。
中国正在实施一个庞大的造林计划。
出于种种原因,毁林速度可能会放慢。
第一,近来实施的改进政策产生的滞后影响。
例如,在鼓励措施和税收方面,取消一些助长毁林的不正常做法或加强对伐木业控制的政策。
第二,适合耕种的林地日渐稀少。
第三,预计发展中国家靠农业为生的人口增长速度会放慢。
第四,改进技术,通过土地强化而不仅仅是通过扩大耕地来满足农业需求。
第五,采取并执行持续农业和农村发展的政策及方案。
第六,一些金融机构调整政策,对投资项目造成的环境影响进行更严格的评审。
然而,即使目前的毁林率有所下降,在今后20年左右的时间内仍会有大片热带森林被改为某种形式的农业用地。
到2010年,除中国外,发展中国家还会有大约9000万公顷的土地被改作耕地。
森林是陆地自然生态系统的重要组成部分,具有保持水土、调节气候、改善生态环境等多方面的功能。
滥伐森林对生态环境造成的破坏是十分严重的。
如美国从1880年开始滥伐东部各地原始森林,于是引起“灰尘笼罩”。
1934年,一场风暴从土地破坏最严重的干旱地区刮起,席卷全国2/3的地区,一次就刮走3亿多吨土壤,破坏了得克萨斯州等地的许多农场,全国冬小麦一年减产51亿公斤。
这种持续不断的压力要求:
①使农业研究更加侧重于寻找替代轮垦的可持续的方法。
②制定一项旨在保护热带森林的、整体性更强的战略,如粮农组织热带森林行动纲领寻求的战略。
这是因为,目前的林业政策倾向于将毁林问题看作孤立的林业问题,结果,这些政策大都归于失败。
此外,还应强调有助于放慢人口向环境易受损害的边际地区流动的速度,进行土地改革。
干旱地区的作物生产面积估计会扩大600~700万公顷,这是一个较小的数字。
但是,这些土地目前大部分是草原,改变其用途会增加对其余牧场的压力或将牧畜驱赶到更为偏远的土地上的危险,并有可能造成土地退化。
如前苏联从1954年至1963年,在中亚细亚草原地区毁掉天然草场,盲目开垦这里的处女地,种植粮食作物。
原来表土有草原保护,不产生土壤侵蚀,开垦以后使土壤失去草原保护,春天大风袭击时,风吹土起,造成严重的风暴灾难,严重破坏了这里的生态平衡。
据统计,盲目开荒使前苏联中亚地区遭到风蚀的耕地约0.07亿公顷,比前苏联欧洲部分的全部耕地面积还要大。
这个问题必须妥善处理。
就数量而言,因为所涉及的土地面积一般都不太大,水产养殖对用地的竞争并不十分明显。
然而,从质的方面来看,这种竞争可能关系重大,因为有些国家开发的土地是比较独特的红树林沼泽,具有生物进化方面的潜在价值,并正在发挥着沿海渔业繁殖地的作用。
对有关典型地点的具体研究表明,除非采取更有力的保护措施,否则在今后20年当中可能继续出现重大损失。
关于农业与人类住区(包括城市工业及基础结构发展)之间的竞争,由于存在一些未知因素,难以突出说明压力的程度。
在今后20年中,发展中国家的人口估计会增长约19亿人,但这些人将占用多少土地,却是一个极难断定的因素。
经济增长、工业化以及持续不断的城市化将进一步增加对扩大用于人类住区的土地的压力。
在到2010年的期间内,发展中国家的人类住区将占用约3500万公顷的新土地,其中2000公顷是具有农业潜力的土地。
在具有农业潜力的18亿公顷土地中,这只是一小部分。
因此,从表面来看,对于所有发展中国家来说,人类住区方面的土地损失看来并没有构成重大威胁,只要稍微提高现有土地的生产率并从尚未用于农业的土地中增加一小部分就可抵消这一损失。
但是,由于以下几个因素的作用,整体情况也不能使人乐观。
首先,有些国家的新土地微乎其微。
其次,大部分城市往往建在优质土壤上,而未作农用的土地的土质往往较差。
再次,在21世纪下半叶中,发展中国家的人口还会继续增长,因此,可能还会损失大片土地,一旦建造房屋,就会永远丧失这些土地。
由于旅游业对土地造成的压力,许多小岛国沿海地区的情况尤为严重。
当然,这一问题还不止于此,因为人类住区的扩展并非是造成土地损失的唯一因素。
例如,土地退化不仅造成土地损失,而且减少了大片土地的生产率。
长期的全球气候转暖和气候变迁会使海平面升高或使农业生态条件恶化,从而危及一些国家多达一半的优质土地资源,如孟加拉国和冈比亚。
这些事实是得出上述结论的根据,即应当采用预防性措施,尽量减少人类住区方面的土地损失。
尽管如此,仍然存在着一些发展中国家今后走与许多发达国家今天所走的道路相反的可能性,即在成功地强化土地后减少耕地。
技术的发展,一般可继续在小规模扩展农业用地的情况下提高农业产量。
然而迄今为止,水的消耗情况并非如此,在近期内不可能显著提高水的利用率。
尽管技术进步提高了少数地区水的利用率,但还不足以补偿收入增长和消费造成的用水增加,这两者加在一起,可使非农用人均用水需求量增加许多倍。
未来不一定和过去一样,但技术的改进和用水方式的改变很少在15年的时间内就能产生可观的效果,通常要等很长时间才能产生效果。
这些情况对今后20年以及更遥远的未来有着严重影响。
非洲和亚洲的人均淡水供应量现已严重不足,与土地使用限度相比,许多国家更接近本国的供水限度,提高农业产量,就会增加对水资源的压力。
以下三个方面尤其重要:
第一,发展中国家的粮食供应严重依赖于灌溉地谷物生产,其产量约占谷物总产量的一半。
尽管一些国家的水利灌溉设施成本高昂,同时面临着取消对现有灌溉设施的补贴(隐蔽或公开的)的压力,而且今后将越来越难以用经济或社会理由作为补贴的根据,这种依赖性估计还会有所增加。
第二,对灌溉设施的用水需求不断增加以及工业需求和家庭需求不断增加,将加剧用水方面的竞争,抬高用水价格,使有些地区的粮食生产无利可图。
农业是用水大户,在水资源的总消耗量中占近70%,而工业用水和家庭用水分别只约占21%和6%。
后者通常靠从农业“抢”水来扩大其用水量,而且通常比农业部门实力雄厚。
第三,过量抽取地下水已在许多地区成为越来越严重的问题。
这一问题在近东最严重,以至于盐水有可能侵入,最终使该地区的水不适合用来生产作物。
然而,在南亚的大片地区,因为粮食安全严重依赖于灌溉,这些地区过量抽水造成水位下降,使深度不大的管井抽不上水来,存在着灌溉设施最终可能变得过于昂贵或者实际上根本无法使用的危险。
第四,现有灌溉系统的退化(甚至已到了不得不废弃的程度)以及水质的下降使供水不足问题加重。
地下水的开采近几十年当中之所以能够成功地扩大水利灌溉设施,主要是靠用管井抽地下水。
管井具有规模小、成本低、可以迅速建成的优点,不会使肥沃土地受损,也不会像大型水库自流供水那样给人类住区造成破坏。
管井的增加极为迅速,仅在印度,管井的数目就从1950年的大约9万眼猛增到1990年的1200多万眼。
然而,这种成功掩盖了对下述事实的忽视:
在使用地下水的基础上实现农业发展是不能持续的。
如果这种发展使用的是“化石”水或提取率超过了补给率的话,由于地下水的自然补给率很低,管井灌溉面积的迅速扩大对一种通常是静止的资源造成了极大压力,而且由于灌溉技术还比较落后,大部分工程设施老化失修,管理不善,水资源浪费损失现象依然没有从根本上解决,这一紧缺资源损失浪费严重。
据调查估算,在中国,仅渠系渗漏损失,每年就高达1700多亿立方米,占灌溉水总量的43%,自流灌区渠系水的有效利用率只有40%左右,而且灌区一般也只有65%。
此外,这一问题还因与提取地点有一段距离而加重,其中主要是高地集水区的森林被毁、放牧过度和其他形式都会加速径流和雨水下渗减少的土地退化。
因此,地下水位不断下降,广泛造成环境、经济和社会问题。
在许多沿海地区,盐水侵蚀问题正日趋严重。
过量抽水使投资或操作费用增加,因为地下水位下降后必须挖掘更深的水井,还要消耗更多的能源抽水。
在有些情况下,无力出资深挖水井的贫困农民不得不靠天降雨生产。
2.竭泽而渔——水土资源的退化
水土资源的退化,特别是侵蚀、养分耗竭、土壤盐渍化以及水污染,从每年收成和肥料用量比率可以看出这些破坏对生产率的影响。
最近,采用了一种标准化方法——土壤退化全球评估方法,对目前退化的范围和严重程度进行评估。
这种方法比以前将各国和各区域的评估结果汇集起来更先进。
土壤侵蚀是最普遍的退化原因,而水侵蚀是主要的催化剂。
对退化严重程度的评估,其重要性更大。
据估计,发展中国家近10亿公顷的有植被土地严重退化,致使生产力受到一定影响或严重影响。
全世界约有900万公顷的土地的原始生物功能已完全被破坏,其中500万公顷在非洲,以至于要重整这些土地可能已不容易。
(1)土壤侵蚀。
大量证据表明,侵蚀造成的损失大大超过每年每公顷50吨土,这种损失可能是土壤自然形成率的5倍以上。
虽然已在这方面做过多次尝试,但是还没有从实际方面或经济方面完全确定这种损失对作物收成或生产的影响。
和人为侵蚀与自然侵蚀之间的关系一样,侵蚀与生产率丧失之间的关系也比以前想象的复杂。
同样,一度曾用来衡量这些损失的实验技术也没有以前想象的那样有效。
土壤侵蚀与收成损失之间的关系并非线性的,这就是说,这种关系既不是与丧失的土层的厚度成正比,也不是与丧失的颗粒的种类成正比。
此外,对土壤结构的影响,特别是对空气间隙度的影响可能比对土壤化学构成的影响更重要。
另外,一个地区收成的损失可能会由于土壤最终沉积到山坡、山谷或平原的下面而得到补偿。
然而,这同样不是一个简单的问题。
首先,这是因为土壤的沉积还可能产生消极的外部后果,例如,水库和灌溉渠会被淤塞,从而减少其有效寿命。
其次,造成大多数河流的淤塞。
(2)土壤养分的耗费。
这是一个目前就环境会计学进行辩论时突出强调的问题。
休闲期缩短,作物收获期延长,同时又没有采取适当的技术对策,如增施有机肥料或生物肥料,种植豆类作物、固氮藻类等来补充作物吸取的土壤养分。
因此,农业生产的可持续性受到威胁。
但由于不均匀使用肥料提高了产量,这一问题曾部分地被掩盖起来。
不均匀使用肥料虽可提高收成,但会降低肥料的各种养分的技术效率,从而增加经济成本。
这种情况在非洲
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