耕地与生态的作用

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1、耕地与生态的作用耕地生态，即耕地生态系统，是耕地各组成要素之间，及其与环境之间相互联系、相互 依存和制约所构成的开放的、动态的、分层次的和可反馈的系统。该系统是一个由耕地、自 然环境、技术、政策、人等生态因子组合而成的有机整体，系统中的任何一种因子的变化都 会使自然界原有的耕地生态平衡被打破，尽管耕地生态系统自身具有一定的恢复功能，但这 个功能是有他自身的限度的，超过了这个限度将不能恢复。一、耕地生态的定义耕地生态是以陆地土壤、地形、水文和大气为环境介质和一定相应的生物群落组成一个 紧密实体的生态系统。也称陆地生态系统。作为生态系统的特征之一，它是指生物群落与生 物环境两者的有机结合。耕地生态

2、的生物环境则是代表耕地的气候、地形、表层地质、水文、 土壤等无机物质的总体；其生物群落主要是绿色植物（生产者、异养生物-各类动物（消费 者）及各类微生物（分解者）等。由于主体绿色植物群落的不同而分别有森林生态系统、草 原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统、水域湿地生态系统、农田生态系统和城镇生态 系统等。所以它们和耕地利用与耕地覆盖的划分基本一致，并受人类活动因素影响较大。特 别是世界人口数量剧增。受粮食生产和牲畜放牧的影响，首先是大量的自然绿色植被遭到破 坏，影响光合作用而增加大气中CO2浓度；其次是大量的耕地资源退化，如水土流失、耕 地荒漠化、盐碱化等；第三是城市大量无控制的发展及工业交

3、通等等的CO2排放。所有这 些不仅仅引起地球表面的耕地生态系统退化，而日益引起全球性的气候变异，如大气变暖、 大气干旱和水旱灾害，进而影响全球性的陆地生态系统的退化和区域性变异等，这正是耕地 生态系统宏观研究的全球性问题。二、耕地生态的原理 耕地是一个生态总体，其中，一方面它要作为植物、动物、微生物和人类等生物群体 的生存、生活和发展的基础环境；另方面它又要因这些生物群体的不同层次的影响而受到不 同的改变。这种环境与一定生物群落的相互影响和有机的生态结合就是地球表面的耕地生态 系统。 这一生态系统是一个具有层阶划分的多层次、有结构而又有以各个主体生物群落及其 环境相结合的标志而划分的各个分系统

4、，如森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统、 城市生态系统等。 这一生态系统是有地区分异和随时变异的四维系统。 这一生态系统具有系统论及其宏观性特征，人们必须具有系统性及宏观思维，以进一 步深入认识其系统内外及其宏观分异的地学特征。 这一生态系统具有多学科的综合性，人们必须具有多学科知识与综合思维的能力，才 能去剖析其资源生态变化和采取相应的科学应对措施。三、耕地生态的特征（一）耕地生态系统是具有多层次结构的复合系统。耕地生态系统的结构包括水平结构和 垂直结构，占有三维空间1. 水平结构方面：第一，各种子系统在地球表面连续不断地分布，如农田生态系统、草原生态系统、森林 生态系统、城市生态系统

5、等，不同子系统有其独特的能量交换和系统功能，是进行耕地利用 系统分析和研究耕地利用结构布局的基础；第二，与气候、土壤、生物地带性分布具有相对应的景观生态结构，即耕地类型宏观地 带性地域分异，体现在纬向地带性分异和经向地带性分异；第三，与区域性地质、地貌、水文等要素具有相对应的区域景观结构，是形成区域耕地 类型结构和分布模式的基础。2. 垂直结构方面：第一，任何一种耕地生态系统都可以根据其剖面性质不同分成几个不同的层次：地上层 气候、小气候、植被、动物；地表层一一土壤、河川径流、浅层地下水、植物和微生物； 地下层一一土壤层以下的岩石、深层地下水等。第二，耕地生态系统的垂直结构还体现在随着海拔高度

6、的不同所造成的气候、土壤、植 被的垂直地带性分布，以及随之而引起的景观生态结构的垂直地带性演变，研究耕地生态系 统的这种垂直地带性结构演变，对于山区耕地资源的综合开发具有特殊意义。动态系统（二）耕地生态系统是一个开放的动态系统耕地生态系统存在着内外物质和能量的交换。首先，耕地生态系统与人类之间的物能交换，使之具有物质生产能力。人类通过对耕地 的投入和改造利用，源源不断地获取基本生活用品，这种投入与产出的关系应该是一种双向 的平衡交流，如果人类不遵守这种自然规则，对耕地进行掠夺性经营，则耕地生态系统就会 退化。反之，人类也可通过生态工程设计使耕地生态系统向更高效的方向发展。其次，耕地 生态系统与

7、地球外部环境的能量交换，特别是与太阳之间的关系，使之处于一种周期性的动 态状态。第三，耕地生态系统内部的四大基本循环一一大气循环、地质循环、水分循环和生物循 环都在不同程度上决定了耕地生态系统的功能差异。只要某一循环发生变化，耕地生态系统 的功能就会发生改变，甚至出现退化现象。活动基地（三）生态系统是自然界最活跃的场所，是人类的活动基地首先，耕地生态系统是地球 表层的大气圈、水圈、岩石圈，同时包含了生物圈、土壤圈等的复合界面，是各种物理过程、 化学过程、生物过程、物质与能量的转化与交换过程最活跃的场所。自然界的四大基本循环 使有机界和无机界相互作用，将耕地的各个自然要素连接成一个有机的统一整体

8、，即耕地生 态系统，具有统一的功能，即耕地生产力。另一方面，耕地生态系统由于有了人类活动的参与，使之具有明显的经济特点，因此耕 地生态系统又是一个生态经济系统。调节代偿（四）耕地生态系统具有自我调节功能和代偿作用耕地生态系统在自然演替过程中，表现出自我调节的功能，往往通过生物种群数量的改 变以抵制环境的变化。同时系统内的能流和物流可以通过多渠道进行，如某一渠道受阻，可 以改由其他渠道继续进行，即所谓代偿作用。在这种代偿过程中，某些生物的种类会发生变 异，或进化或退化，一些自然过程所取代等。但是，耕地生态系统的自我调节作用和代偿功 能是有一定限度的。四、耕地生态的效应对耕地生态效应可以从不同的层

9、次与方面来认识： 首先从耕地生态系统内部，即生物与耕地环境的相互影响来看。一般只了解到生物 对耕地环境条件的要求与适应性，但也应当看到生物对耕地环境的改造。 作为一个耕地单元的耕地生态系统的总体了解，如森林生态系统的涵养水源，防风 固沙、保持水土、调节气候、保护农田等多方面的生态功能。 一个单元的耕地生态效应决不仅限于该地块的耕地单元。其生态效应还是要进一步 影响典附近地区，如水土保持、风沙危害等的上下游地区，甚至扩大形成一个区域效应。 在看到耕地生态效应的环境效应时，还应当看到更大的上地生态经济效应，如环境 价值等。五、耕地生态的评价耕地生态评价是对各种耕地生态类型的发展状况、适宜性、环境影

10、响、服务功能和价值 的综合分析与评价过程。主要指对一个地区或一个耕地单元的气候、地形、土壤等耕地环境 对某些作物的生态要求及其生产力的综合评价。耕地生态评价的形式有三种： 大区域的耕地生态评价，如联合国粮农组织于20世纪80年代开始推行的用于区域 耕地生产潜力评级的农业生态区法； 一个具体区域的某具体耕地利用类型的某些关键性的耕地生态因素的评价，如某城 市的地形、水文、气候，某农田的土壤、水文，某草原区的光温、鼠害等，评价这些因素在 其耕地利用类型中可能产生的耕地生态效应； 某一耕地点位的耕地生态评价，如前苏联科学院土壤研究所于20世纪70年代末期 在中亚和外高加索地区就开始了以土壤点位质量为

11、基础的生态土壤指数的研究。它是遵照耕 地生态因子-气候、地形、土壤，并将实地野外观测与区域实验观测资料统计相结合建立模 拟性的生态土壤指数（ESI）方程而进行计算。六、耕地生态的规划耕地生态规划指耕地利用规划与生态学规划相结合的耕地利用规划。首先是立足于科学发展观，根据规划区耕地资源的地学生态背景、环境容量、资源特点 等和区域经济发展要求进行区域耕地生态评价，以及按生态规划的原则一一如区域分异、自 然资源特点及其承载潜力、生态平衡等进行耕地利用总体规划，使耕地资源背景及其生态格 局与耕地利用的宏观布局及分区等形成一个生态协调的总体。其次，是在区域总体的基础上进行分区与专项建设的生态及其规划相结

12、合的设计；第三，分别深入进行各耕地利用项目内的专业设计与生态设计，使耕地利用与生态建设 达到高度有效与和谐发展。耕地生态规划一定程度上可以理解为耕地利用规划的专项规划，在实际工作中有两种方 式：一是以耕地生态评价结果为基本依据来布局和安排各类耕地生态系统的比例和空间分 布格局，这种规划对社会经济因素考虑相对较少，因而所得出的用地结构和布局规划方案在 某种程度上可称为理想耕地利用结构和布局模式；二是在充分考虑耕地生态评价结果的同时，还要综合考虑经济社会发展规划、耕地供给 能力和各项建设对耕地的需求，据此编制耕地利用结构与布局规划方案。后一种规划结果既 符合生态学原理，又满足了经济社会发展的需求，

13、因而更有适用价值。耕地生态规划的研究方法主要有两种：一是耕地系统的生态功能分类研究法，根据各个耕地个体生态功能属性上的差异性而进 行的群类划分，它是选择优化各种耕地利用方式的依据之一；二是把各种耕地功能类型落实到具体空间上、并侧重于各种功能型耕地的空间相互关系 分析。七、耕地生态的格局耕地生态格局是景观异质结构在水平面上的投影。实质上是区域耕地的水系、山体等的 地学背景和人为耕地利用相结合的耕地生态的鸟瞰图示。第一，不同比例尺的耕地制图及不 同比例尺的遥感影像所反映格局的宏观结构和格局内的细节是有层阶差异的，正如耕地类型 分级系统及其相应生态学位划分所表述的那样；第二，耕地生态格局基本上反映了

14、一定区域的地学背景、耕地利用现状及其相应的耕地 生态单位，对耕地评价和合理地利用规划中的地学与生态分析具有指导意义。八、耕地生态的建设以景观生态学原理为指导，在认识耕地自然生态特点的基础上，对不同的生态系统进行 符合其生态规律的最优开发、整治和生态设计。耕地生态建设有两种情况：一是使一个区域的耕地利用有一个合理的布局，使耕地在其生态稳定限度范围内发挥最 大的生产潜力；二是如一个区域的耕地因利用不合理而使其生态系统不谐调并走向破坏，逐步恢复原有 的自然生态系统，或建立一个新的生态系统，即建成一个既能生产更多物质财富，又符合自 然生态规律的新的耕地生态系统。九、耕地生态的保护将耕地作为一个生态整体并用生态学综合手段进行保护。耕地首先是植物生长的生态环 境，因此要选择适于该耕地生长的植物种植。只有先形成一个耕地生态系统，才有基础来保 护其耕地。在正确认识耕地资源与地面生态系统之间的科学关系基础上，全面采取耕地/生 态保护措施。它不仅仅是保护地面植被，还包括耕地生态已经退化的耕地和即将开发的耕地 等。要根据区域耕地的地学和环境条件，耕地利用及其经济区位条件要求，合理安排耕地利 用类型的格局，正确处理生态格局区及耕地管理要求，使耕地生态/生产关系不断走向良性 发展。这也是当前某些发达国家和发展中国家的重要差距之一。