京郊种植系统生态安全评价及技术对策——以北京市顺义区为例
|
摘要
本论文以生态安全研究进展为背景，以北京市顺义区为典例，对顺义区种植系统的生态安全状况进行了评价。在评价的基础上，对与种植系统生态安全密切相关的因子进行了分析预测，对存在非安全状况的因子提出预警。论文还通过试验分析和总结已有成熟技术提出区域种植系统生态安全的技术对策。
主要结果如下：
1．从数量和质量两方面考虑，构建了种植系统生态安全指标体系。
2．在对顺义区种植系统生态安全的评价中，农田大气子系统的生态安全程度最高，属优良级别，能够为顺义区进一步发展优质农产品提供良好的大气环境。农田土壤子系统的生态安全情况则不容乐观，虽然总体仍属于安全级别，但系统内部已经出现土壤滴滴涕超标、人均耕地不足等非安全因素。农田灌溉水子系统从评价结果上看尚属安全，系统内部质量指标表现良好，但数量指标灌溉水供需比已处于非安全状态，要保证种植业的生态安全必须解决好灌溉水的供需问题。农作物子系统的评价评价结果表现良好，各质量指标均低于标准值，符合无公害蔬菜生产标准，适宜进行一步发展高品质的农作物；数量指标人均粮食存在安全隐患，将会对种植业的整体发展产生负面影响。种植系统生态安全的总体处于良好范围内，但系统内已出现部分土壤滴滴涕含量超标、土壤重金属含量逐渐增加、人均耕地不足、灌溉水供需不平衡、人均粮食过低等不安全状况。
3．顺义区种植业灌溉用水是以地下水过度抽取为代价的，且一直处于缺水状态，对其进行预测分析发现：如果顺义区继续维持当前的种植业结构，种植业用水将由缺水状态进入极缺水区。本文对此提出生态安全现状恶化和负向演化预警。以不同的自给率和人均粮食占有量对人均耕地警戒值进行分析发现，顺义区人均耕地存在不同程度的非安全成分，研究提出现状恶化的评价和负向演化预警。农田土壤重金属含量虽未超标，但通过其在不同年限土壤中的含量可以发现，随着使用年限的增加，其含量有增加的趋势，研究对其提出生态安全负向演化预警。
4．在试验及综合考察的基础上，研究提出了顺义区种植系统生态安全的关键技术，包括：降解土壤有机氯农药的堆肥技术、养分平衡的配方施肥技术、轮作技术、保护性耕作技术、结构性节水技术、病虫害综合防治技术。
Considering the ecological problems of the cropping system of Beijing, we make a study on the
ecological safety of cropping system based on the case study in Shunyi On the basis of the
evaluation, some key facts of the cropping system are analyzed and predictions are put forward for
the unsafe facts. The study provides the cropping system with technologies by summing up the
well-researched technologies and testing. Main results are generalized as follows:
The index system has been built as the aspects of quality and quantity are considered.
The quality of atmosphere subsystem is the best of the four departments. It can provide the good
environment for Shunyi's further development. Judging from the quality index, the water
subsystem, the soil subsystem, the crop subsystem are all good, but there is still something should
be alert on the quantity index of them.
The general situation is good of the cropping system; however, most of the members are at the
edge of the safety. We should keep watch on them in case their deterioration.
With the use of soil, there is more heavy metal in it. At the same time, the water supply for crop is
at the price of drawing the groundwater unduly. So we make a prediction for conditions of them.
As crop system is so complex, we study the technologies of the optimum design of fertilizer, the
decomposition of DDT through compost. In the same time we summary some other technologies,
such as rotation, conversation tillage, water-saving of structure. So we can provide the technical
countermeasures for the ecological safety of Shunyi's cropping system with these key
technologies.
主要结果如下：
1．从数量和质量两方面考虑，构建了种植系统生态安全指标体系。
2．在对顺义区种植系统生态安全的评价中，农田大气子系统的生态安全程度最高，属优良级别，能够为顺义区进一步发展优质农产品提供良好的大气环境。农田土壤子系统的生态安全情况则不容乐观，虽然总体仍属于安全级别，但系统内部已经出现土壤滴滴涕超标、人均耕地不足等非安全因素。农田灌溉水子系统从评价结果上看尚属安全，系统内部质量指标表现良好，但数量指标灌溉水供需比已处于非安全状态，要保证种植业的生态安全必须解决好灌溉水的供需问题。农作物子系统的评价评价结果表现良好，各质量指标均低于标准值，符合无公害蔬菜生产标准，适宜进行一步发展高品质的农作物；数量指标人均粮食存在安全隐患，将会对种植业的整体发展产生负面影响。种植系统生态安全的总体处于良好范围内，但系统内已出现部分土壤滴滴涕含量超标、土壤重金属含量逐渐增加、人均耕地不足、灌溉水供需不平衡、人均粮食过低等不安全状况。
3．顺义区种植业灌溉用水是以地下水过度抽取为代价的，且一直处于缺水状态，对其进行预测分析发现：如果顺义区继续维持当前的种植业结构，种植业用水将由缺水状态进入极缺水区。本文对此提出生态安全现状恶化和负向演化预警。以不同的自给率和人均粮食占有量对人均耕地警戒值进行分析发现，顺义区人均耕地存在不同程度的非安全成分，研究提出现状恶化的评价和负向演化预警。农田土壤重金属含量虽未超标，但通过其在不同年限土壤中的含量可以发现，随着使用年限的增加，其含量有增加的趋势，研究对其提出生态安全负向演化预警。
4．在试验及综合考察的基础上，研究提出了顺义区种植系统生态安全的关键技术，包括：降解土壤有机氯农药的堆肥技术、养分平衡的配方施肥技术、轮作技术、保护性耕作技术、结构性节水技术、病虫害综合防治技术。
Considering the ecological problems of the cropping system of Beijing, we make a study on the
ecological safety of cropping system based on the case study in Shunyi On the basis of the
evaluation, some key facts of the cropping system are analyzed and predictions are put forward for
the unsafe facts. The study provides the cropping system with technologies by summing up the
well-researched technologies and testing. Main results are generalized as follows:
The index system has been built as the aspects of quality and quantity are considered.
The quality of atmosphere subsystem is the best of the four departments. It can provide the good
environment for Shunyi's further development. Judging from the quality index, the water
subsystem, the soil subsystem, the crop subsystem are all good, but there is still something should
be alert on the quantity index of them.
The general situation is good of the cropping system; however, most of the members are at the
edge of the safety. We should keep watch on them in case their deterioration.
With the use of soil, there is more heavy metal in it. At the same time, the water supply for crop is
at the price of drawing the groundwater unduly. So we make a prediction for conditions of them.
As crop system is so complex, we study the technologies of the optimum design of fertilizer, the
decomposition of DDT through compost. In the same time we summary some other technologies,
such as rotation, conversation tillage, water-saving of structure. So we can provide the technical
countermeasures for the ecological safety of Shunyi's cropping system with these key
technologies.
引文
[1]蔡先凤．试论国际生态安全法的发展和实施现状．安徽理工大学学报(社会科学报)．2003，5：21～24
[2]蔡运龙．区域最小人均耕地面积与耕地资源调控．地理学报．2002，57：127～134
[3]陈国阶．认生态安全．重庆环境科学．2002，24：15～18
[4]陈新平，张福锁．北京地区蔬菜施肥的问题．与对策中国农业大学学报．1996，1：63～66
[5]陈印军，张燕卿，徐斌，等．调整治沙方略-抑制沙尘暴危害[J]．中国农业资源与区划．2002，3：7～9
[6]陈治谏．环境影响评价的预警系统研究．环境科学．1992，13：20～24
[7]程序．西北黄土高原区农业与生态恶化及恢复重建．中国农业科学．2001，34：84～90
[8]杜忠潮，车自力．陕西省人均粮食变化及粮食安全对策研究．经济地理．2002，22：744～749
[9]高旺盛，隋鹏，陈源泉．北京市现代集约农业可持续性分析与战略选择．中国农业资源与区划．2001，22：28～30
[10]宫飞．华北地区结构型节水种植业模式及途径研究—以北京市顺义区为例．[博士论文]．北京：中国农业大学．2003
[11]华珞，陈世宝．有机肥对镉锌污染土壤的改良效应．农业环境保护．1998，17：55～59
[12]黄丽芬，等．江苏轮作潜势分析与轮作发展对策．江苏农业研究．1999，20：27～32
[13]黄修桥．华北地区节水型农业分区和发展预测．灌溉排水．1995，14：1～8
[14]贾大林．农业用水危机与粮食安全对策．农业技术经济．2001，1～5
[15]姜瑞中等．中国水稻IPM 农民田间学校指南．科学出版社．1997
[16]蒋信福．入世对我国物态安全的挑战与战略对策．科技进步与对策．2000,113：25～27
[17]莱斯特·R·布朗．建设一个持续发展的社会．北京：科学技术文献出版社．1984
[18]李孱，白景华，等．不同轮作方式对大豆孢囊线虫豆固氮能力的影响．东北农业大学学报．1996，27：109～115
[19]李红，孙丹峰．北京市耕地后备资源开发利用研究．国土与自然资源研究．2000，3：22～24
[20]李荣生．论资源节约型农业结构．资源科学．1999．2：18～23
[21]李焰．环境科学．北京：中国电力出版社．2000
[22]林今，孙斯衡，王俊厚．沙尘暴频发区土地荒漠评估方法沙漠研究．2001，56：18～21
[23]刘培桐．环境学概论．北京：高等教育出版社．1994，161～171
[24]刘巽浩，高旺盛．秸秆还田的机理与技术模式．北京：中国农业出版社．2001，67～76，115～123
[25]刘巽浩．耕作学．北京：中国农业出版社．1992,157～158
[26]吕新业，王济民．中国粮食供需预测．农业现代化研究．1997，18：12～16
[27]罗正南．伦理调控：保障生态安全的重要手段：[硕士论文]．武汉：华中师范大学，2002
[28]欧阳喜辉．绿色食品生产基地环境质量监测与评价探讨．农业环境探讨．1999，18：281～282
[29]朴永范，姜瑞中．农作物病虫害综合治理技术的推广．世界农业．1999，238：34～35
[30]山仑．借鉴以色列节水经验发展我国节水农业．水土保持研究．1999：1：117～120
[31]石玉林，卢良恕编著，中国农业需水与节水高效农业建设．北京：中国水利水电出版社，2001
[32]石元春．走出治沙与退耕误区．科技日报．2002-02-25
[33]史培军．中国粮食自给率水平与安全性研究．北京师范大学学报(社会科学版)．1999，6：74～80
[34]宋季杰．北京郊区农业种结构调整与发展节水农业．北京农业科学．2001，4：6～9
[35]苏维词．乌江流域生态环境预警评价初探．贵州科学．1997，15：207～214
[36]王根绪等．生态安全评价研究中的若干问题．应用生态学报2003，14：1551～1556
[37]王韩民．生态安全系统评价与预警研究．环境评价．2003，11：30～34
[38]王万茂．人均0.8耕地亩警戒线透视．观察与思考．2001，11：32～33
[39]王志琴．小城镇地区生态安全研究初探．[硕士论文]．北京：中国农业大学．2003
[40]王子芳，高明，等．稻田长期水早轮作对土壤的影响研究．西南农业大学学报．2003，25：514～519
[41]吴国庆．区域农业可持续发展的生态安全及其评价研究．中国农业资源与区划．2001，22：26～30
[42]吴国庆．区域农业可持续发展的生态安全及其评价研究．自然资源学报．2001，16：228～233
[43]夏家淇．土壤环境质量标准详解．北京：中国环境科学出版社．1996，84～86
[44]徐杰．京郊种植业水资源持续高效利用优化研究—以北京顺义区为例．[硕士论文]．北京：中国农业大学．2003
[45]杨京平．生态安全的系统分析．北京：化学工业出版社．2002，1～36，127～157
[46]杨永岗．对绿色食品产地土壤污染状况综合评价分级标准的修正意见．农业环境保护．1997，16：141～142
[47]喻良，伊武军．层次分析法在城市生态环境质量评价中的应用．四川环境．2002，21：38～40
[48]曾德慧．生态系统健康与人类可持续发展．应用生态学报．1999，16：751～756
[49]张雷，刘慧．中国国家资源环境安全问题初探[J]．中国人口·资源与环境．2002，12：41～46
[50]张秀省．无公害农产品标准化生产．北京：中国农业科学出版社．2002，46～60，106～157
[51]张峥．湿地多样性评价研究．中国生态农业学报．2002，10：76～78
[52]甄济营．土壤养分配方施肥的研究．洛阳工学报．1994，15：46～50
[53]郑万生．生态安全问题的全球观与战略对策．哈尔滨学院学报．2002，23：120～123
[54]周国富．生态安全与生态安全研究．贵州师范大学学报．2003，21：
[55]周建利．北京市蔬菜及其相应土壤重金属污染评价．[硕士论文]．南宁：2001
[56]邹长新．生态安全研究进展．农村生态环境．2003，19：56～59
[57]左玉辉．环境学．北京：高等教育出版社，2002，315～318
[58]Bertollo P. Assessing landscape health: A case study from northeastern Italy. EnvironManag, 2001, 27(3): 349～365
[59]Bertollo P. Assessing ecosystem health in governed landscapes: a framework for developing core indicators(abstract). Ecosystem Health. 1998,4(1): 33～51
[60]Costanza, R. Predictors of ecosystem health. In: Rapport, D.J., R.Costanza, P.R.Epstein, C.Gaudet & R.Levinseds. Ecosystem health. Malden and Oxford: Blackwell Science. 1998, 240～250
[61] Costanza, R. Toward an operational definition of ecosystem health. In: Costanza, R., B.G. Norton & B.D. Haskelleds. Ecosystem health: new goals for environmental management. Washinton,D.C.: IslandPress. 1992, 239～256.
[62] Hanazato-T. Pesticide effects on freshwater zooplankton, an ecological perspective Environmental-Pollution. 2001, 112: 1,1～10
[63] Jorgensen,S.E.,S.N.Nieison&H.Mejer. Emergy, environ, exergy and ecological modelling. Ecological Modelling. 1995, 77: 99～109.
[64] Liu-Xz et al. The science of composting: part 2. 1996, 903～912
[65] NAS(1983). Risk Assessment in the Federal Government: Managing the Process. National Academy Press, Washington, DC
[66] USEPA: Guidelines for carcinogen risk assessment. Fed. Regist, 1986,51: 33992-34003.
[67] Wichert G A, Rapport D J. Fish community structure as a measure of degradation and rehabilitation of riparian systems in an agricultural drainage basin. Enviromental Management, 1998,22(3): 425～443
[2]蔡运龙．区域最小人均耕地面积与耕地资源调控．地理学报．2002，57：127～134
[3]陈国阶．认生态安全．重庆环境科学．2002，24：15～18
[4]陈新平，张福锁．北京地区蔬菜施肥的问题．与对策中国农业大学学报．1996，1：63～66
[5]陈印军，张燕卿，徐斌，等．调整治沙方略-抑制沙尘暴危害[J]．中国农业资源与区划．2002，3：7～9
[6]陈治谏．环境影响评价的预警系统研究．环境科学．1992，13：20～24
[7]程序．西北黄土高原区农业与生态恶化及恢复重建．中国农业科学．2001，34：84～90
[8]杜忠潮，车自力．陕西省人均粮食变化及粮食安全对策研究．经济地理．2002，22：744～749
[9]高旺盛，隋鹏，陈源泉．北京市现代集约农业可持续性分析与战略选择．中国农业资源与区划．2001，22：28～30
[10]宫飞．华北地区结构型节水种植业模式及途径研究—以北京市顺义区为例．[博士论文]．北京：中国农业大学．2003
[11]华珞，陈世宝．有机肥对镉锌污染土壤的改良效应．农业环境保护．1998，17：55～59
[12]黄丽芬，等．江苏轮作潜势分析与轮作发展对策．江苏农业研究．1999，20：27～32
[13]黄修桥．华北地区节水型农业分区和发展预测．灌溉排水．1995，14：1～8
[14]贾大林．农业用水危机与粮食安全对策．农业技术经济．2001，1～5
[15]姜瑞中等．中国水稻IPM 农民田间学校指南．科学出版社．1997
[16]蒋信福．入世对我国物态安全的挑战与战略对策．科技进步与对策．2000,113：25～27
[17]莱斯特·R·布朗．建设一个持续发展的社会．北京：科学技术文献出版社．1984
[18]李孱，白景华，等．不同轮作方式对大豆孢囊线虫豆固氮能力的影响．东北农业大学学报．1996，27：109～115
[19]李红，孙丹峰．北京市耕地后备资源开发利用研究．国土与自然资源研究．2000，3：22～24
[20]李荣生．论资源节约型农业结构．资源科学．1999．2：18～23
[21]李焰．环境科学．北京：中国电力出版社．2000
[22]林今，孙斯衡，王俊厚．沙尘暴频发区土地荒漠评估方法沙漠研究．2001，56：18～21
[23]刘培桐．环境学概论．北京：高等教育出版社．1994，161～171
[24]刘巽浩，高旺盛．秸秆还田的机理与技术模式．北京：中国农业出版社．2001，67～76，115～123
[25]刘巽浩．耕作学．北京：中国农业出版社．1992,157～158
[26]吕新业，王济民．中国粮食供需预测．农业现代化研究．1997，18：12～16
[27]罗正南．伦理调控：保障生态安全的重要手段：[硕士论文]．武汉：华中师范大学，2002
[28]欧阳喜辉．绿色食品生产基地环境质量监测与评价探讨．农业环境探讨．1999，18：281～282
[29]朴永范，姜瑞中．农作物病虫害综合治理技术的推广．世界农业．1999，238：34～35
[30]山仑．借鉴以色列节水经验发展我国节水农业．水土保持研究．1999：1：117～120
[31]石玉林，卢良恕编著，中国农业需水与节水高效农业建设．北京：中国水利水电出版社，2001
[32]石元春．走出治沙与退耕误区．科技日报．2002-02-25
[33]史培军．中国粮食自给率水平与安全性研究．北京师范大学学报(社会科学版)．1999，6：74～80
[34]宋季杰．北京郊区农业种结构调整与发展节水农业．北京农业科学．2001，4：6～9
[35]苏维词．乌江流域生态环境预警评价初探．贵州科学．1997，15：207～214
[36]王根绪等．生态安全评价研究中的若干问题．应用生态学报2003，14：1551～1556
[37]王韩民．生态安全系统评价与预警研究．环境评价．2003，11：30～34
[38]王万茂．人均0.8耕地亩警戒线透视．观察与思考．2001，11：32～33
[39]王志琴．小城镇地区生态安全研究初探．[硕士论文]．北京：中国农业大学．2003
[40]王子芳，高明，等．稻田长期水早轮作对土壤的影响研究．西南农业大学学报．2003，25：514～519
[41]吴国庆．区域农业可持续发展的生态安全及其评价研究．中国农业资源与区划．2001，22：26～30
[42]吴国庆．区域农业可持续发展的生态安全及其评价研究．自然资源学报．2001，16：228～233
[43]夏家淇．土壤环境质量标准详解．北京：中国环境科学出版社．1996，84～86
[44]徐杰．京郊种植业水资源持续高效利用优化研究—以北京顺义区为例．[硕士论文]．北京：中国农业大学．2003
[45]杨京平．生态安全的系统分析．北京：化学工业出版社．2002，1～36，127～157
[46]杨永岗．对绿色食品产地土壤污染状况综合评价分级标准的修正意见．农业环境保护．1997，16：141～142
[47]喻良，伊武军．层次分析法在城市生态环境质量评价中的应用．四川环境．2002，21：38～40
[48]曾德慧．生态系统健康与人类可持续发展．应用生态学报．1999，16：751～756
[49]张雷，刘慧．中国国家资源环境安全问题初探[J]．中国人口·资源与环境．2002，12：41～46
[50]张秀省．无公害农产品标准化生产．北京：中国农业科学出版社．2002，46～60，106～157
[51]张峥．湿地多样性评价研究．中国生态农业学报．2002，10：76～78
[52]甄济营．土壤养分配方施肥的研究．洛阳工学报．1994，15：46～50
[53]郑万生．生态安全问题的全球观与战略对策．哈尔滨学院学报．2002，23：120～123
[54]周国富．生态安全与生态安全研究．贵州师范大学学报．2003，21：
[55]周建利．北京市蔬菜及其相应土壤重金属污染评价．[硕士论文]．南宁：2001
[56]邹长新．生态安全研究进展．农村生态环境．2003，19：56～59
[57]左玉辉．环境学．北京：高等教育出版社，2002，315～318
[58]Bertollo P. Assessing landscape health: A case study from northeastern Italy. EnvironManag, 2001, 27(3): 349～365
[59]Bertollo P. Assessing ecosystem health in governed landscapes: a framework for developing core indicators(abstract). Ecosystem Health. 1998,4(1): 33～51
[60]Costanza, R. Predictors of ecosystem health. In: Rapport, D.J., R.Costanza, P.R.Epstein, C.Gaudet & R.Levinseds. Ecosystem health. Malden and Oxford: Blackwell Science. 1998, 240～250
[61] Costanza, R. Toward an operational definition of ecosystem health. In: Costanza, R., B.G. Norton & B.D. Haskelleds. Ecosystem health: new goals for environmental management. Washinton,D.C.: IslandPress. 1992, 239～256.
[62] Hanazato-T. Pesticide effects on freshwater zooplankton, an ecological perspective Environmental-Pollution. 2001, 112: 1,1～10
[63] Jorgensen,S.E.,S.N.Nieison&H.Mejer. Emergy, environ, exergy and ecological modelling. Ecological Modelling. 1995, 77: 99～109.
[64] Liu-Xz et al. The science of composting: part 2. 1996, 903～912
[65] NAS(1983). Risk Assessment in the Federal Government: Managing the Process. National Academy Press, Washington, DC
[66] USEPA: Guidelines for carcinogen risk assessment. Fed. Regist, 1986,51: 33992-34003.
[67] Wichert G A, Rapport D J. Fish community structure as a measure of degradation and rehabilitation of riparian systems in an agricultural drainage basin. Enviromental Management, 1998,22(3): 425～443