时间：2023-09-01 09:19:07
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1.2“生态农业”的内涵生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，是能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业的基本特点是:充分利用人力、畜力和积极推广农业机械化相结合，不排除对先进技术的应用;科学合理地施用工业化肥、生长剂、保水剂等，扩大农业生态系统的物能转化;在植物保护方面，尽量采用耕作措施和人工措施防治农田病、虫、草害，积极研究高效、低毒、无残毒的化学农药，把农药污染降低到最低程度，采取食物链加环的方法，发挥生物能转化效率;推广太阳能、风能、沼气等非矿物能源的利用。
2农业生态学对生态农业建设的启示
“生态农业”与“农业生态”是两个完全不同的概念。农业生态实际是农业生态学，是研究人为干预下农业生态系统的生态问题的科学。农业生态研究的就是这种人为干预或控制下农业生物与环境之间的相互关系，从而为人类调控和合理开发提供科学的依据。所以，它是一个专门的学科，侧重于原理的探索和规律的追求。“生态农业”从字面上看，它本身是一种农业类型，它和旱地农业、能源农业、有机农业等一样，是一个以特殊方式经营的农业生产体系。生态农业的理论基础是农业生态学，生产对象是农业生态系统。它们是理论与实践的关系，是不能分离的。
3新时期中国推行的生态农业建设
3.1中国生态农业的类型无论什么样的生态农业模式，都是在一定区域的土地类型上进行的，无论其规模如何，它们都是一个农业生产的系统，并且是一个结构和功能都优化的生态农业系统。依据各生态农业系统的结构和功能特征，中国的生态农业可以分为以下五种生态农业系统。
1)生物立体共生的生态农业系统:根据各类生物群落的生物学、生态学特征和生物之间的互利共生关系，考虑到不同的生物对空间、时间、物质和能量等的不同需求进行合理组合，最终实现不同生物立体共生的生态农业类型。
2)物质循环利用的生态农业系统:一种按照生态系统内的能量流动和物质循环规律设计的一种良性循环系统。
3)主要因子调控的生态农业系统:针对当地的主要环境问题，采取人为措施对其农业生产和生态环境的主要因素加以调控和治理。
4)区域整体规划的生态农业系统:在一定区域内，运用生态学规律，提高自然环境的协调能力，从而取得较高的经济效益和生态效益。
3.2中国生态农业模式案例探析—以贵州从江县为例中国幅员辽阔，沿海较发达地区和内地欠发达地区在经济、社会发展水平等方面存在非常大的差异，从而使得两者的生态农业在发展过程、模式选择和发展水平等方面不尽相同。本文以贵州省从江县为例，总结了其生态农业发展模式的经验，对本省同类型城市生态农业的发展具有一定的借鉴意义。
3.2.1从江县区域发展概况从江县全县山地面积2963km2，占总面积的91．34%，坝子面积64km2，占2%，河流滩涂面积占4%。从江县属中亚热带温暖湿润山地季风气候，年平均气温18．4℃，森林覆盖率65．13%。从江县属珠江水系，支流纵横、水源丰富。通过资料研究发现，这是一个典型的传统农业地区，耕地资源相对缺乏，且以梯田为主，粮食生产难度极高，产量低。
3.2.2从江县因地制宜的生态农业模式
1)稻田养鱼、稻田养鸭模式:从江人在漫长的历史发展中积累了丰富的稻鱼共生、玉米同收的生态农业模式，根据稻鱼鸭共生的原理，在稻田养鱼模式的基础上，结合当地实际进行生产经营。
2)特色优质农产品产业化农业模式:从江县因地制宜地生产发展高品质、特色农产品，加强产业化建设，一方面减少了粮食生产的压力，另一方面促进了高品质农产品的生产发展。
3)以沼气为纽带的物质循环利用模式:农村沼气建设已经成为为民办十件实事之一，沼气起着连接种植与养殖、生活与生产用能的纽带作用。
4)旅游业的发展:从江县是少数民族聚居地区，旅游资源丰富，由于相对闭塞的环境得到较为完整的保存，从江县拥有独具特色的苗族、侗族的民俗文化，有足够的旅游吸引力。
3.2.3从江县生态农业模式经验总结从江县根据该县的实际情况发展起来的生态农业模式积极推动了当地的农业经济增长，但还是存在着一些问题，本文根据这些问题总结了相应的解决对策。首先，存在大面积的单家独户的生产模式，某些模式的应用推广比例在不断减小，对此国家政府部门应出台相应的扶持政策，形成多方面的参与机制;其次，优质农产品种植面积不大，基础设施薄弱使得对自然灾害的抵御能力较差，应在优化农产品内部结构的同时建立各产业的农民协会，改善基础设施;最后，农村劳动力减少，交通不便利，一些先进生产技术的运用又需要农民从生活习惯上作出改变，政府需要制定相关的支持措施，加强对农民的技术培训，建立完善的后期保障服务体系。
3．3中国生态农业可持续发展的展望目前，中国农业已经进入崭新的发展阶段，随着全面推动小康社会的发展建设，社会对农产品和食物上的要求不仅是满足数量上的需求，更多的是从农业生态环境和食物安全方面对农产品提出了更高的要求。专业技术人才需要做更多的系统研究，使科技顺利地融入到生态农业的发展当中，例如利用遥感技术，对土地盐渍化、作物病虫害、环境污染等进行动态研究;应用卫星成像系统，辨别农作物病虫害，及时采取措施，避免情况恶化。中国农业应建立因地制宜的生态农业模式，利用自然生态环境本身的系统能力，减少人为和药肥的投入，改变其现有的落后的生产方式，提高资源环境的综合利用率，最终实现走生产安全可靠且高质量的农产品与生态环境健康和经济效益统一的可持续发展道路。
1.2“生态农业”的内涵生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，是能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业的基本特点是:充分利用人力、畜力和积极推广农业机械化相结合，不排除对先进技术的应用;科学合理地施用工业化肥、生长剂、保水剂等，扩大农业生态系统的物能转化;在植物保护方面，尽量采用耕作措施和人工措施防治农田病、虫、草害，积极研究高效、低毒、无残毒的化学农药，把农药污染降低到最低程度，采取食物链加环的方法，发挥生物能转化效率;推广太阳能、风能、沼气等非矿物能源的利用。
2农业生态学对生态农业建设的启示
“生态农业”与“农业生态”是两个完全不同的概念。农业生态实际是农业生态学，是研究人为干预下农业生态系统的生态问题的科学。农业生态研究的就是这种人为干预或控制下农业生物与环境之间的相互关系，从而为人类调控和合理开发提供科学的依据。所以，它是一个专门的学科，侧重于原理的探索和规律的追求。“生态农业”从字面上看，它本身是一种农业类型，它和旱地农业、能源农业、有机农业等一样，是一个以特殊方式经营的农业生产体系。生态农业的理论基础是农业生态学，生产对象是农业生态系统。它们是理论与实践的关系，是不能分离的。
3新时期中国推行的生态农业建设
3.1中国生态农业的类型无论什么样的生态农业模式，都是在一定区域的土地类型上进行的，无论其规模如何，它们都是一个农业生产的系统，并且是一个结构和功能都优化的生态农业系统。依据各生态农业系统的结构和功能特征，中国的生态农业可以分为以下五种生态农业系统。
1)生物立体共生的生态农业系统:根据各类生物群落的生物学、生态学特征和生物之间的互利共生关系，考虑到不同的生物对空间、时间、物质和能量等的不同需求进行合理组合，最终实现不同生物立体共生的生态农业类型。
2)物质循环利用的生态农业系统:一种按照生态系统内的能量流动和物质循环规律设计的一种良性循环系统。
3)主要因子调控的生态农业系统:针对当地的主要环境问题，采取人为措施对其农业生产和生态环境的主要因素加以调控和治理。
4)区域整体规划的生态农业系统:在一定区域内，运用生态学规律，提高自然环境的协调能力，从而取得较高的经济效益和生态效益。
3.2中国生态农业模式案例探析—以贵州从江县为例中国幅员辽阔，沿海较发达地区和内地欠发达地区在经济、社会发展水平等方面存在非常大的差异，从而使得两者的生态农业在发展过程、模式选择和发展水平等方面不尽相同。本文以贵州省从江县为例，总结了其生态农业发展模式的经验，对本省同类型城市生态农业的发展具有一定的借鉴意义。
3.2.1从江县区域发展概况从江县全县山地面积2963km2，占总面积的91．34%，坝子面积64km2，占2%，河流滩涂面积占4%。从江县属中亚热带温暖湿润山地季风气候，年平均气温18．4℃，森林覆盖率65．13%。从江县属珠江水系，支流纵横、水源丰富。通过资料研究发现，这是一个典型的传统农业地区，耕地资源相对缺乏，且以梯田为主，粮食生产难度极高，产量低。
3.2.2从江县因地制宜的生态农业模式
1)稻田养鱼、稻田养鸭模式:从江人在漫长的历史发展中积累了丰富的稻鱼共生、玉米同收的生态农业模式，根据稻鱼鸭共生的原理，在稻田养鱼模式的基础上，结合当地实际进行生产经营。
2)特色优质农产品产业化农业模式:从江县因地制宜地生产发展高品质、特色农产品，加强产业化建设，一方面减少了粮食生产的压力，另一方面促进了高品质农产品的生产发展。
3)以沼气为纽带的物质循环利用模式:农村沼气建设已经成为为民办十件实事之一，沼气起着连接种植与养殖、生活与生产用能的纽带作用。
4)旅游业的发展:从江县是少数民族聚居地区，旅游资源丰富，由于相对闭塞的环境得到较为完整的保存，从江县拥有独具特色的苗族、侗族的民俗文化，有足够的旅游吸引力。
3.2.3从江县生态农业模式经验总结从江县根据该县的实际情况发展起来的生态农业模式积极推动了当地的农业经济增长，但还是存在着一些问题，本文根据这些问题总结了相应的解决对策。首先，存在大面积的单家独户的生产模式，某些模式的应用推广比例在不断减小，对此国家政府部门应出台相应的扶持政策，形成多方面的参与机制;其次，优质农产品种植面积不大，基础设施薄弱使得对自然灾害的抵御能力较差，应在优化农产品内部结构的同时建立各产业的农民协会，改善基础设施;最后，农村劳动力减少，交通不便利，一些先进生产技术的运用又需要农民从生活习惯上作出改变，政府需要制定相关的支持措施，加强对农民的技术培训，建立完善的后期保障服务体系。
3．3中国生态农业可持续发展的展望目前，中国农业已经进入崭新的发展阶段，随着全面推动小康社会的发展建设，社会对农产品和食物上的要求不仅是满足数量上的需求，更多的是从农业生态环境和食物安全方面对农产品提出了更高的要求。专业技术人才需要做更多的系统研究，使科技顺利地融入到生态农业的发展当中，例如利用遥感技术，对土地盐渍化、作物病虫害、环境污染等进行动态研究;应用卫星成像系统，辨别农作物病虫害，及时采取措施，避免情况恶化。中国农业应建立因地制宜的生态农业模式，利用自然生态环境本身的系统能力，减少人为和药肥的投入，改变其现有的落后的生产方式，提高资源环境的综合利用率，最终实现走生产安全可靠且高质量的农产品与生态环境健康和经济效益统一的可持续发展道路。
生态学（Ecology）是德国生物学家恩斯特?海克尔于1866年定义的一个概念：生态学是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学[1]。目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”，有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科，是我国高校生物科学（代码：070401）和生态学（代码：071004）本科专业的主干课程之一。农业生态学（Agroecology）是生态学在农业上的分支，是用生态学和系统论的原理和方法，将农业生物与其自然环境作为一个整体，研究其中的相互作用、协同演变，以及社会经济环境对其调节控制规律，促进农业全面持续发展的学科[2]，是目前农学专业（代码：090101）的重要课程之一。烟草学是农学的二级学科，河南农业大学烟草学本科专业自开设以来就把《农业生态学》作为专业基础课之一。经过数十年的实践，诸多问题逐渐显露，主要表现在烟草不仅是一种特殊的叶用经济作物，而且其品质形成与诸多生态因子关系复杂，《农业生态学》的传统教学体系已不能适应烟草学科的发展需要。鉴于此，河南农业大学烟草学院于2011―2012学年第一学期首次开设《烟草生态学》课程，作为烟草学本科专业的专业基础课，先于烟草栽培学、烟草育种学、烟草调制学等主干课程学习。经过近5年的探索，现已形成较为完整的课程体系，现将《烟草生态学》课程教学内容体系的构建和优化情况总结如下。
一、课程定义和特点分析
“生态”指一切生物的生存状态，以及它们之间和它们与环境之间环环相扣的关系。如今，生态学已经渗透到各个领域，“生态”一词涉及的范畴也越来越广，人们常常用“生态”来定义许多美好的事物，如健康的、美的、和谐的等事物均可冠以“生态”修饰。独特的自然环境只能靠人们去发现并加以利用。津巴布韦烟叶质量好，与它的自然环境条件是分不开的。根据目前研究来看，生态条件对烟叶特色的影响程度超过50%[3]。我国云、贵、川、鄂等地烟区气候温和，光照充足，温差适宜，有利于烟叶香气物质积累和优良品质形成，适合烤烟生长和干物质的积累。烟草生态学是研究环境与烟草生长及品质形成关系的科学。《烟草生态学》课程开设的目的是使烟草学专业学生掌握生态学的基本原理，能够熟练运用种群、群落、生态系统生态学的知识分析烟草学生产和科研中的相关问题，为烟草栽培学、烟草调制学等主干课程的学习打下基础。
《烟草生态学》课程最突出的特点是生态学理论与烟草生产实际的紧密结合，实际生产中大量现象的分析需要建立在明确基本生态关系的基础上。例如，中国烟叶公司目前在全行业推广“烟蚜茧蜂防治烟蚜技术”，我们要求学习过《烟草生态学》课程的学生能够运用生态学的基本原理分析该项技术推行的原因以及需掌握的要点。首先，烟蚜茧蜂防治烟蚜是烟田害虫生物防治技术之一，其推行原因是由于化学农业的长期不合理使用，污染了环境，造成烟蚜天敌及一些有益昆虫的大量死亡，降低了农田生态系统的生物多样性[4]。烟蚜茧蜂能将卵产于烟蚜体内，幼虫孵化后取食蚜虫的组织和器官，造成蚜虫死亡。可见，烟蚜茧蜂与烟蚜之间是典型的寄生关系，这一种群与种群之间的负相互作用对烟蚜有很好的控制作用。以上是推广“烟蚜茧蜂防治烟蚜技术”的原因。其次，在生态对策方面，烟蚜是一种典型的r-选择生物，具有所有使种群增长率最大化的特征，如快速发育、小型成体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期。研究表明，在温度为20℃～30℃时，烟蚜仅需7d就可以完成世育[4]。正因如此，烟蚜在烟田往往呈现爆发式增长，故烟蚜茧蜂释放时机的把握十分重要。实际操作中，要求在烟蚜呈点片发生（田间烟株平均蚜量≥10头/株）时放蜂。再次，生物因子对种群的调节往往受密度的制约，因此被称为密度制约因子。烟蚜茧蜂即为烟蚜的密度制约因子之一，对烟蚜种群数量影响的强度随其种群密度而变化。当烟蚜茧蜂密度大时，烟蚜种群的个体数量会迅速减少。但烟蚜茧蜂的数量也不是越多越好，因为烟蚜种群和烟蚜茧蜂种群之间存在负反馈关系。负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能够使生态系统达到或保持平衡或稳态，反馈的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化[1]。因此，如果烟田生态系统中的烟蚜茧蜂过多迁入而数量剧增，烟蚜就会因为受到过度抑制而减少，烟蚜数量减少后，反过来会抑制烟蚜茧蜂的数量。可见，确定合适的放蜂数量是维持烟田生态系统平衡的重点。据此，国家烟草专卖局有关文件（国烟办综〔2015〕232号）规定了具体放蜂量：田间蚜量1～5头/株，亩放蜂量200～500头；田间蚜量6～20头/株，亩放蜂量500～1000头；田间蚜量21～30头/株，亩放蜂量1000～1200头；田间蚜量30头/株以上，亩放蜂量不低于1500头。从以上实例可知，《烟草生态学》是一门理论与实践紧密结合的科学，其主旨是培养学生科学的思维方式和运用生态学知识分析生产实际问题的能力。
二、参考教材选择
如何根据专业特点选用合适的教材，关系到学生对知识的把握和理解。但是，目前尚没有《烟草生态学》等专业特色教材出版。针对这一问题，河南农业大学烟草学院多次组织本课程教研室老师讨论，确定了高等教育出版社《基础生态学（第2版）》、中国农业出版社《农业生态学（第2版）》和中国农业出版社《作物生态学》等3本教材为本课程的参考教材。
《基础生态学（第2版）》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，是由北京师范大学生命科学学院孙儒泳院士及具有多年生态学教学经验的3位教授共同编写的。该教材强调对生态学基础理论的理解与把握，内容简明扼要，按照传统生态学的发展顺序，依次分为有机体与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、应用生态学和分子生态学与景观生态学几大部分。在实际教学中，我们将有机体与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等内容融合成一章，即“第二章 基本生态关系”，着重对生物与环境的关系及种群、群落、生态系统生态学的基本原理进行学习，作为《烟草生态学》课程的基础理论部分进行重点教学。
《农业生态学（第2版）》也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，由华南农业大学骆世明教授主编。全书分理论和实践两部分。理论部分一共有6章，主要阐明农业生态学的基本理论体系。实践部分共有5章，主要针对中国的生态农业建设与农业可持续发展的实践。在《烟草生态学》的教学体系中，烟田生态系统、烟草种植区划等实践部分的基本原理和教学框架设计即参考该教材。
《作物生态学》由南京农业大学曹卫星教授主编，在概述作物生态学的基本定义、形成发展与研究方法的基础上，根据作物生态学的科学内涵和发展动态，重点阐述了作物与辐射、温度、水分、养分等环境要素的生理生态关系，进而介绍了作物分子生态、群体生态、信息生态、生产生态和安全生态的理论和技术。该书注重生态学原理与方法在作物学领域的拓展和应用，我们在《烟草生态学》的教学中借鉴该书的理论与实践相结合在主旨思想，构建了烟草与光照、烟草与温度、烟草与水分、烟草与土壤、烟草群体生态和烟草安全生态等章节，为实践部分的主体内容，取得了良好的教学效果。
三、教学内容体系构建
科学地选择教学内容，合理地设置课程是整体优化人才知识结构的关键环节，需遵循全面发展原则、整体性原则、需要性原则、综合性原则、有序性原则、稳定性与动态性相统一的原则、因材施教原则、理论性与实践性相结合原则等基本原则[6]。烟草生态学研究的对象是烟田生态系统，是基础生态学在烟草生产中的应用。根据上述原则，在理论部分首先介绍了生态学的定义、研究对象、发展阶段、分支学科和研究方法（第一章）后，着重介绍了生态学中的基本生态关系（第二章），包含生物与环境、种群生态学基本原理、群落生态学基本原理和生态系统生态学基本原理四个部分，为实践部分的学习奠定基础。烟田生态系统是人类驯化了的自然生态系统，一方面具备传承了自然的微妙生态关系，另一方面又深深地刻上了人类的印记，因而具备不同于自然生态系统的一些自身规律。在实践部分，首先介绍了烟田生态系统的定义、组成、结构，并着重分析了烟田生态系统有别与其他农田生态系统的稳定性差、重建性明显、社会性强等突出特点（第三章）；然后用理论与实践相结合的方法分别介绍了光照、温度、水分、土壤等主要生态因子的变化特征、生态作用、对烟草生长发育及品质形成的影响及其调控措施（第四、五、六、七章），目的是通过课程的学习使学生能够树立正确的生态观，并用以分析和解决烟草生产中遇到的问题。种群是物种存在的基本单位，烟田生态系统中最基本的生态关系即烟株之间对空间、营养等的竞争，因此群体生态学的研究和应用对烟田生态系统的构建尤为重要。为此，在第八章着重介绍了-3/2自疏法则、最后产量恒值法则等群体生态学的基本原理，然后介绍了烟草群体特征、个体与群体的关系以及理想群体构建方法；针对生态农业的发展趋势及逐渐提升的烟草安全性要求，安排了第九章的内容，本章在学习作物安全生态概论的前提下，详细介绍了烟草GAP（Good Agricultural Practices）的主要内容及其具体推行措施。第十章在介绍作物生态分布与生产区划的基础上，比较具体地介绍了中国烟草种植区划的成果，包括中国五大烟草种植区的分布、生态条件和烟草种植基本情况，旨在使学生掌握我国烟草生产的基本生态条件、生产状况。
四、教学方法优化
引言
农业的快速发展使农产品的产量大幅度提高，但同时也带来了大量的负面影响。农作物产量的提高以大量化石燃料为代价；过度种植和超载放牧加速了土地资源退化，草场产草、载畜能力逐渐下降，土壤“荒漠化”、“沙化”现象严重；水浇地的农业种植方式加剧了我国水资源的紧缺；大量使用农药导致生态平衡失调和农产品污染超标；大量使用化肥导致水体富营养化甚至形成海水赤潮；集约化畜禽养殖粪便污染严重，导致环境卫生状况低下；水产品养殖造成水体直接污染等。现在人类正越来越多地认识到传统农业生产对农业生态环境破坏与污染问题的严重性，越来越多的专家学者正在提倡和研究大力利用农业生物环境工程，发展高效的设施生态农业。
1 农业生物环境工程的涵义与发展过程
农业生物环境工程是通过工程手段有效地调控动植物生产中的温、光、水、气等环境因素，创造最优的生长发育环境，改变传统农业生产依赖于自然气候条件的被动性，有效避免不利自然条件和自然灾害的影响，摆脱地域和季节的限制，以有限的能源、土地和水资源消耗，达到很高的生产效率，在实现稳定的周年连续生产，供应给市场优质农产品，满足人们生活的需要的同时，最大程度地保护生态环境。
农业生物环境工程在农业技术方面应用广泛，从上世纪50年代开始在发达国家发展起来，并在60多年来的发展过程中大大促进了设施农业的发展，当前世界设施园艺和集约化养殖生产都已具有相当规模，它正以传统农业所未有速率，创造出很高的生产效率和经济效益。
荷兰是世界上设施农业最为发达的国家，其蔬菜出口居世界首位，鲜花出口占全球市场的60％，大部分蔬菜和花卉的生产在温室内进行。目前，荷兰温室建筑面积为1.1亿平方米，占全世界玻璃温室面积的1／4。荷兰政府致力于农业的可持续发展，注重开发与保护相结合，有机生态农业贯穿于整个农业的发展之中，高新技术集成的工厂化农业在荷兰被广泛应用。在栽培上，荷兰温室农业采用基质营养栽培，采用生物病虫防治和使用生物农药来预防病虫害。为了适应水资源严重缺乏的环境，以色列研究发展了一条节水农业之路，经过半个多世纪的发展，以色列已经形成了完整的节水农业体系，研制出世界上最先进的喷灌、滴灌、微喷灌和微滴灌等节水灌溉技术，完全取代了传统的沟渠漫灌方式，实现了农业节水技术的飞跃。
我国于20世纪60年代中期开始发展塑料大棚，70年代未开始试验和应用现代化日光温室，近年来设施农业在我国迅速发展起来，全国建立了多种农业科技园区和以日光温室与塑料大棚为主的农业设施园区。20世纪未，我国设施园艺作物栽培面积比80年代初增长了128倍。
2生态农业概念及主要模式
2.1生态农业概念与基本原理
生态农业是20世纪70年代提出的一种新型农业，它是一种根据生态系统内物质循环和能量转化规律，在生态环境保护与经济建设协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合性生态农业工程。经过40多年的探索实践，我国已建立了县、乡、村等不同类型和规模的生态农业试点，形成了独特的生态农业体系。农业应用生态学原理主要包括用生物之间相互关系和相互作用的原理、生物与环境之间相互适应和协同进化的原理、物质循环再生的原理和有机质生产和转化的原理。生态农业就是巧妙地应用这四个基本原理进行农业生产设计，最大限度地利用时间和空间，提高系统生产力，实现高功能及高效益的农业生产模式。
2.2生态农业主要应用模式
生态农业模式主要有食物链型、时空结构型和系统调节控制型三种类型。发展生态农业要根据当地环境、资源、科技等具体情况，选择合适的发展模式。
食物链型是一种按照农业生态系统的能量流动和物质循环规律而设计的良性循环的农业生态系统。在以“食物链”原理为依据发展起来的良性循环多级利用型模式中，生物之间通过食物链密切地联系在一起，系统中一个生产环节的产出是另一个生产环节的投入，系统中的废弃物多次循环利用，从而提高能量的转换率和资源利用率，获得较大的经济效益，并能有效防止农业废弃物对农业生态环境的污染。
时空结构型是据生物群落演替原理发展起来的时空演替合理配置型模式，是一种根据生物种群的生物学、生态学特征和生物之间的互利共生关系原理组建的农业生态系统，它按照生物群落生长的时空特点和整体规律，合理配置农业资源，组织农业生产。模式中处于不同生态位置的生物种群在系统中各得其所，相得益彰，更加充分地利用太阳能、水分和矿物质营养元素，形成时间上多序列、空间上多层次的三维结构，其经济效益和生态效益均佳，是生态农业重要内容之一，现以“立体农业”组合模式研究最为广泛。
“立体农业”模式根据不同生物的生长特性，利用它们在生长过程中的时空差，从多方面对自然资源进行综合利用，将其改造成为高级的农业生态系统，使其在一定面积上，用较少投入获得最大效益。时空结构型农业模式适应社会对农林牧副渔等产品的需求，符合我国人多地少的国情，在增加农牧民的收入的同时，还能缓解土地与人口的矛盾。因此，农业专家称之为我国农业发展的潜力和出路。近年来，在立体农业生产过程中已经形成了许多标准化的种养模式，具体如农田立体间套模式、林果地立体间套模式、山地立体种植式、水域立体养殖模式及农户庭院立体种养模式等。
系统调节控制型是在生态经济学原理指导下的生态农业模式。在一个生态系统中，生物为了繁衍生息，必须随时随地从环境中摄取物质和能量，同时环境在生物生命活动过程中也得到某些补给，以恢复生机和活力。环境与生物互相影响，生态农业必须通过合理安排、种养结合来调节控制生态系统，实现良性循环和可持续发展。如合理施用化肥、农药，有机和无机相结合，资源利用和保护相结合，促进生态和经济两方面的良性循环。
3.农业生物环境工程是高效生态农业的“突破口”
农业生物环境工程是实现高效利用农业资源，保护农业生态环境，实现农业长期可持续发展的有效途径。
首先，在农业生物环境工程技术提供的良好环境条件下，实行高密度养殖和种植，空间有效利用，物质与能量高效循环，可使单位农产品生产占用和消耗的空间、土地、水、肥都比传统农业大大减少。
第二，农业生物环境工程注重动、植物生产中能源的有效利用。虽然各种环境调控措施都在不同程度上需要消耗一定的能量，但一方面总是设法尽量减少生产中的能耗，有效利用可再生能源；另一方面，集约化的种植和养殖方式，容易达到能量的集中高效使用。
第三，农业生物环境工程可以提高对太阳能资源的利用。从广义上讲，农业生产的本质在于将太阳能转变成食物，农业生物环境工程技术的使用如温室设施可以实现传统农业在非作物生长季节无法进行的生产，有效地利用该季节的自然光热资源。
第四，农业生物环境工程技术注重农业生产的总体生产环境。在建设环境工程设施、组织设施农业生产中注意保护和改善农业环境，维护良好的生态平衡，对大量农业废弃物进行无害化处理，使其转化为可综合利用的资源，实现高效利用农业资源。
因此，农业生物环境工程手段是摆脱传统农业受到自然环境束缚，实现农产品优质、高产、高效、生态、安全生产的有效途径，是农业生产走向集约化、规模化、产业化、现代化道路的必然选择，具有重要战略意义。
4农业生物环境工程在生态农业中实际应用典范
农业生物环境工程应用生态农业的成功典范主要有桑基鱼塘养殖模式、三位一体生态农业模式、四位一体生态农业模式、间作套作与林粮复合模式、“桑羊互惠”模式等。随着设施生态农业建设的发展，如何将这些生态农业工程模式与农业生物环境工程技术应用于工厂化设施农业中是亟待研究的课题。目前设施农业已发展到使人们可以随意调节生物生长环境，调配生物的养料，控制生物病虫害，同时实现管理自动化与信息化的程度。
4.1“甲鱼――福寿螺――水葫芦――樱桃番茄”模式
“甲鱼――福寿螺――水葫芦――樱桃番茄”模式是一种比较典型的食物链模式，该设施生态农业模式主要生产对象为甲鱼与樱桃番茄，通过食物链加环技术，在甲鱼与樱桃番茄之间引人增益环一福寿螺和水葫芦，该系统可保证内部资源的循环利用，减少环境污染，提高其经济效益。该模式关键技术是首先将甲鱼设施与樱桃番茄温室通过管道相连，鉴于两边O2和CO2的不平衡，引起相互间气体渗透，按照一定比例组织生产完全可满足两边O2和CO2所需。甲鱼养殖最大问题是水环境问题，其养殖水中含有许多有机饲料残渣和排泄物等，通过处理一部分可供给番茄吸收，大部分通过所建的水塘由养殖水葫芦净化，经水葫芦处理简单过滤的水可重新循环供给甲鱼与樱桃番茄使用，但单靠水葫芦维持，则水葫芦自身繁殖也会引起环境污染，故引进福寿螺以水葫芦为食物即抑制了水葫芦的暴增，福寿螺长大后其肉口感不太好，不适宜供人们食用，经过处理可作为甲鱼高蛋白有机饲料，从而形成部分循环的食物链，大大提高了该设施生态农业模式的生态化。此模式整个生态设施仅需投入少量资源即可形成简单的循环系统，大大简化了设施处理机制，降低了设施运行成本，具有很高的推广价值。
4.2“羊――作物――猪”模式
“羊――作物――猪”模式，即将简易型大棚或温室与羊舍、猪舍有机结合起来进行小生态设施建设，保证各个单位独立性，又充分发挥整体工厂化管理优势。其方法简单易行，具有很大的发展潜力。该设施生态农业模式关键技术是以简易型温室大棚为基础，在温室大棚两端各建两个水泥家畜圈，一侧养猪，另一侧养羊，大棚中间种植农作物，猪、羊和作物形成小型生态系统。猪和羊呼出CO2，供作物光合作用，而作物光合作用释放的O2供猪和羊所需，按一定比例设置猪羊和植物数量，则完全可满足各生物的气体需求量。猪羊身体发出的热量形成一道天然保温墙，大大降低了温室的热量损失，特别是在冬天其效果更加明显。猪羊粪尿按一定比例配成有机肥料直接供设施内作物施用，不仅改善了简易型温室大棚的环境要求，又大幅度降低了温室运行成本。若按这种设施生态思路建成一定规模数量的温室大棚，则猪和羊产量十分可观，是目前农村值得大力推广的设施生态农业模式。
4.3三位一体生态农业模式
“猪――沼――果”生态农业工程是以沼气为纽带，使养殖和种植综合协调发展的生态农业循环。农户充分利用庭院土地和空间，建立沼气池、厕所、猪圈“一池三改”模式，猪圈地下建沼气池、猪圈养猪，猪圈上层养鸡，房前屋后种水果。人畜粪尿流人沼气池、厌氧发酵产生沼气，消除污染，改善环境：沼气用作农户燃料，照明，解决农村用能。沼液、沼渣可作优质有机肥、饲料添加剂，用以施肥、喂猪和防治病虫害等，从而实现内部物质和能量的多层次利用和良性循环，达到了家居温暖清洁化、庭院经济高效化、农业生产无害化。所以这种模式在用能方面达到省柴、省电、省劳力，在种植方面达到增肥、增效、增产，在养殖方面达到病虫害减少、投资减少的作用。
“猪――沼――果”模式是一种循环经济模式，具有循环经济的本质特征：以生态经济原理为基础，包含了清洁生产和绿色消费的内容，体现了“减量化、再利用、再循环”原则，具有良好的生态效益与经济效益。它以沼气池为核心，把种植(粮油作物、果树、蔬菜和牧草等)、养殖(猪、牛、鹅、鸭、水生物等)和农户组合成一个开放式的互补系统，使物质充分循环，让自然散发掉的生物质能集中利用。沼气池将一系列复杂的生化反应过程集聚在一起，加快了反应速率，提高了分解效率，并收集、储存、输送沼气，用于家庭烧饭照明，使传统种养模式中散失掉的生物质能得到充分的利用。沼液中含有丰富的氮、磷、钾、钠、钙营养元素，基本上可以直接被作物吸收；沼渣中除了沼液中所含的营养物质外，还有腐殖酸、沼气菌等，大部分可直接被作物吸收，仅少量残余的有机质还要经土壤中的微生物分解，比传统施肥方式所流失的养分要小得多，氮、磷分别仅损失5％和2％左右，对环境污染减轻很多。
4.4四位一体生态农业模式
相对于我国南方地区的三位一体生态农业模式，我国北方地区目前推广“日光温室种植一设施畜牧养殖――沼气发酵――厕所改良”的四位一体高效生态农业模式。该模式是以太阳能为动力，以沼气为纽带，把种蔬菜瓜果种植技术、畜牧养殖技术及厕所积肥技术有机结合在一起的技术工程。
从目前国内推广的四位一体设施农业主要为钢架式和半钢架式日光温室。日光温室具有采光充分、防寒保温和抗御外界恶劣环境的能力等特点，其空间较大且设备较完善，适合种植蔬菜、瓜果及花卉等。日光温室土壤肥力要求高，通过温室大棚内养殖猪、羊、牛、鸡等可解决有机肥不足问题。设施大棚内冬季、春季温度较高，猪、羊、牛、鸡等生长快，提高了生长量和出栏率。同时修建沼气池，所产沼气可做饭和照明，还可补充大棚蔬菜生长需要的C02和热量。从而达到经济效益高、科技含量高、物质和能量循环利用率高等特点。
4.5农林牧复合系统
农林牧复合系统，是指在同一土地管理单元上，按照生态经济学原理，人为地把多年生木本植物(如乔木、灌木、棕榈、竹类等)与其它栽培植物(如农作物、药用植物、经济植物以及真菌)及动物，在空间上或按一定的时序有机地排列在一起，形成具有多种群、多层次、多产品、多效益特点的人工生态系统。农林牧复合系统 是一个多组分、多层次、多生物种群、多功能、多目标的综合性开放式人工生态经济系统。近年来我国对农林牧复合系统的研究报道逐渐增多，如郑海水对海南浅山区农、林、牧人工生态系统的发展潜力的探讨，许林书对东北低山丘陵地区小流域复合生态系统效益的研究，张勃对西部干旱地区农牧生态系统模式的探讨等。农林牧复合系统最大的特点是对土地多方面的、可持续性的利用，这显然是其它土地利用方式无法比拟的。一个优化的复合结构模式必须使系统中各种群具有广泛的生态位分化，在结构设计时，要充分减少种群复合经营时的负互作，提高正互作，并从时、空、量和序四个方面进行系统调控，促进模式优化与系统的持续稳定。
5农业生物环境工程应用于生态农业的发展前景
生态农业即利用生态技术进行设施农业生产，研究生物在自然状态下的营养源循环条件，并将其推广用于大面积的设施生产中。生态农业的实施要依据地区自然环境和社会经济条件，不同国家或地区生态工程实施的原则、技术途径亦有所不同。目前国外所倡导的生态农业主要以恢复生态系统自组织能力为主，而我国根据自身国情要兼顾生态环境与社会经济，这就对我国生态农业提出了更大的要求。人世后国外大量进口绿色农产品对我国农产品产生了巨大冲击，国际绿色壁垒将限制我国许多农产品的生产、加工方式。按照国际标准，我国农业生态环境的恶化问题将成为新阶段农业和农村经济可持续发展的制约因素，只有大力发展设施生态农业，以生态学思路与技术进行农业设施规划与建设，生产绿色食品，才能走出困境，实现我国农产品的快速发展。
6结论及建议
实施设施农业可持续发展战略目标的关键在于生态建设，要根据我国生态工程的原则进行规划、设计和建设。首先要遵循与国民经济发展紧密结合的原则，充分考虑我国经济发展现状和自然资源、社会资源条件，应用生态技术或生态工艺建设高效人工生态系统；二要使生态效益、经济效益和社会效益相结合，实现农业的可持续发展；三要应坚持中国特色的原则，通过实践与探索，根据我国资源、环境和经济条件，因地制宜建立与完善生态农业工程理论体系和工艺技术体系；四要努力突破绿色壁垒，全面推进农业生产标准的国际化；五要遵循继承和发展协调的原则，应用现代科学技术丰富、改造和完善生态工程，逐步形成具有中国特色、又符合国情的生态农业工程建设体系。
参考文献
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生态农业是强调结合有机物和无机物的优点，把其充分运用到农业生态系统的生产中，克服传统农业的缺陷，寻求人与自然的健康发展，构成有机物与无机物、生态环境内外部结合，实现农业体系中的物质和能量的循环。生态农业要从地区的实际出发，合理搭配农林牧副渔等产业的比例，通过合理的投入实现生态、经济、社会效益的有效提高。
1发展生态农业的重要意义
1.1生态农业有利于减少环境污染
我国现阶段是各行各业都在走向现代化的进程中，农业发展在向现代化进程迈进的过程中，也遇到了各种急需解决的现实困难，例如滥用化肥、农药，农业污染等社会问题。我国农业生产因大量使用化肥，引起了土地污染、水体污染，土壤生产力降低、农副产品质量低下。与此同时，我国农业生产因大量使用农药，致使水体污染、土壤污染、农产品污染，农田的生产能力失调，严重影响了资源的再生和人类的生活。在发展生态农业的同时要减少对自然的掠夺和滥用，有效保护自然资源，使其得到可持续发展，为生态农业的健康发展创造良好环境。
1.2生态农业有利于农业长远发展
生态农业是吸收传统农业在种植过程中的优势，发挥现代化科学技术对农业的贡献，即做到回归自然，又注重全面有效规划，就是在发展模式中合理分布种植业、加工业、养殖业等大农业的思路，这是建设现代化农业的必须条件。生态农业的发展极大地提高了土地的使用效率、土地的利用效率、资源的利用效率，继而有效提高劳动生产率和社会的经济效益。生态农业在发展过程中因重复、合理的使用资源、促进物质和能力的转换，而显著提高农业的生态效益。在为人们提供多样化的农业产品时，满足人们日益多样的生活需求。可以说，生态农业的健康发展，对于整个国民经济的有序发展有积极推动作用。
1.3生态农业符合市场经济的需求
生态农业发展中集合了我国传统农业的优势，吸收了国外农业发展的精华，在将农业本土化的进程中，按照现代化农业发展的方法和要求，遵循农业生态学的基本理论进行生产，极大地提高了我国农业生产质量和经济效益，有效地推动了农业现代化的发展进程。引进新的物种，通过科学手段生产无公害的健康食品，实现农业的出口创汇。与此同时，伴随人们生活水平的日益提高，人们的健康意识和环保意识不断加强，有机、绿色、无公害的农产品消费具有极大的市场潜力，可以有效引导我国生态农业发展的新潮流。
2发展生态农业的主要措施
2.1发展生态农业工作要重点突出、目标明确
实现生态农业需要各方齐抓共管，各地在农业建设中要结合当地实际情况的主要需求，结合经济发展现状，遵循“全面、系统、高效、再生”的原则，寻找发展本地经济的具体方法和有效措施，改变传统的农业生产模式，以降低农业生产的盲目性。在运用生态农业系统的观点上，改变单一生产方式，优化农业产业结构，实现生产、加工一体化的农业生态循环系统，以有效提高农业产品的转化率，促进资源、环境的稳步发展，建立彼此依存、共同促进的农业有机体。
2.2发展生态农业工作要科学有效规划
要建设好生态农业要在事前做好全面的规划，注重生态系统内部的整体性、防御性、系统性、调控性的特征，制定出与国民经济和社会发展相一致的生态农业规划体系。结合我国新农村建设的需要，在整体规划的基础上实现生态农业的积极实施和有序发展。利用科学技术手段，将新的研究成果运用到农业生产的过程中，实现理论研究和实践操作有机结合，到达社会效益、生态发展、经济利益的相互统一。
2.3发展生态农业工作要采取辐射带动方式
各地发展生态农业时要做到扬长避短、因地制宜、结合实际，根据当地的社会需求和自然条件探索适合的农业发展战略和套路，采取以试点农业带动大范围种植的方式。农业生态环境中的关键问题是实现生态农业的系统工程，通过立体化种植的模式、养殖模式、观光性质的农业模式，将绿色生态农业形成产业。利用试点的示范带动作用，使优势资源得以推广，在改善环境的同时提升经济效益。
2.4发展生态农业工作要通力配合大力宣传
生态农业是全新的农业生产模式，要将这一体系深入人心要加大宣传的广度和力度，切实提高全社会和全体农民的环保意识，实现发展资源节约型、环境友好型的社会目标。全社会要抓住新农村建设的机会，建立完善的调控和服务体系，健全生态农业的法律法规及相关政策，从政府层面加大对生态农业的资金项目和投入力度，把农业建设及绿色食品开发有机结合，促进生态农业的时代化发展。从政府层面发挥农民在工作中的主体地位，推动新农村建设。利用科学技术改善农业和农村的生态结构现状，引进农业新品种、科学新技术、种植新材料，提高生态农业的科学性。
Abstract: This article describes the relationship and energy-saving methods of urban planning and architectural design, and how to achieve the sustainable development of urban planning and design, for reference only.Key words: urban planning; design; energy conservation; sustainable development
中图分类号：TU984 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
一、城市规划设计与建筑设计的关系
城市规划设计是一门正逐步完善和发展的综合性学科，是一门在实践中安排城市发展规划与建筑设计、景观设计相对关联的实用性学科，它具有相对独立的基本原理和方法，它主要解决的是城市的面和线问题。建筑设计是在城市规划的前提下，根据建设任务要求和工程技术条件进行全面设想，并根据其功能具体确定建筑物的空间组合形式和详细尺寸，构造及材料做法。它也具有相对独立的基本原理和方法，主要解决的是城市的点和面问题。同时城市规划设计主要是通过建筑设计、景观设计来实现的。城市规划管理是由城市规划行政主管部门通过政府行为来对城市规划设计和建筑设计进行监督、管理，并对二者之间发生的矛盾加以协调解决。
二、城市规划建筑设计中的节能方法随着全球范围内能源需求的不断增长以及不可再生资源的快速消耗，能源供应日趋紧张。从资源消耗来看，全球约1/6的资源消耗和建筑行业直接相关。因此，作为耗能大户的建筑，其节能具有非常重要的意义。 如何将节能思想体现在城市规划中，我们可以从以下几个方面来看：在城市生态环境的保护和利用中倡导“偿还原则”；在城市空间规划中提倡紧凑型的城市布局及绿色环保的交通方式；对单体建筑的能源优化设计采用节能建筑，倡导新型的能源概念。 所谓优秀的现代建筑，就是要以最少的投入换取最大的产出，追求在消耗最少能源的前提下，提供高舒适度的生活环境。舒适指向建筑的室内环境质量，经济指向建筑的建造与运行成本，节能指向对能源的消耗。在建筑节能措施中，建筑的密封性是最基本的一条。如果密封性不好，保温层内空气变冷变湿，就会失去保温的效果。在封闭的基础上，外墙的保热是护系统性能的重点。在建筑物耗费的能源中，大部分是不可再生能源。我们用得越多，未来的生存发展空间就越小。要从根本上改变这种被动状态，必须开发新型的可再生能源。例如，太阳能是目前公认的最具潜力的可再生能源。在建筑设计中，如果将太阳能充分加以利用，则可以节省大量常规能源，并且不对环境造成污染。在我国目前建设量巨大的经济高速发展时期，当务之急应在较大程度的建筑中采用成本较低，技术含量要求不高的节能措施。
二、在规划设计中实现城市可持续发展 1、经济可持续发展的城市规划。城市经济发展与城市环境治理问题本身就是一对矛盾，它们相互依存、相互制约。可持续的城市规划就是要营造良好的经济环境和优化经济结构。经济的可持续发展强调三大产业协调发展，产业结构是城市经济结构的主体，影响着城市生态系统的结和功能。为改善城市生态结构，促进物质良性循环和能量流动，必须改进城市的产业结构。 从解决经济发展与环境问题角度出发，规划发展一批设施农业、示范农业、特色农业、生态农业和创汇农业，把“三高”农业和有机农业结合起来，规划多种生态农业模式，充分利用空间资源和土地资源的农林立体结构生态经济系统，形成良好的水陆交换物质循环生态系统，农、鱼、禽水生生态经济系统，湿地综合利用开发复合生态经济系统，多功能污水自净生态经济系统；以庭院为主的院落生态经济系统；多功能的农、副、工联合生态经济系统。在企业层面上要根据生态效率，通过产品生态设计、清洁生产、产品包装“绿色化”等措施，实现污染物排放的最小化；在区域层面上，按照工业生态学原理，通过企业问的物质集成、能量集成和信息集成，在企业间形成共生关系，建立工业生态园区。 从解决生产与生活之间的矛盾出发，重点规划档次高、辐射面广的专业市场，巩固和发展现有的家具、钢铁、木工机械等专业市场，培育和壮大花卉、汽车、装饰材料、家用电器、塑料、布匹、水产等新兴的专业市场，结合规划开发建设高档商贸中心。规划和建设信息网络，形成辐射全国、走向世界的信息产业基地，加快以科技服务、社区服务为重点的服务业发展，形成覆盖范围广、服务水平高，渗透到各行业、千家万户的综合服务体系：合理规划房地产业，坚持“统一规划、合理布局、配套建设、综合开发”的战略，严格控制房地产用地外延扩展，消化闲置商品房，切实提高住宅小区的物业管理水平，改善市民人居环境；积极规划好旅游产业，要在特色旅游上下功夫，创立一批区域性特色“旅游品牌”，发展规模旅游，使之成为第三产业的支柱。
2、生态环境可持续发展的城市规划。城市是一个由社会、经济、自然三个亚系统构成的复合生态系统，通过人的生产与生活活动，将城市中的资源、环境与自然生态系统联系起来，形成人与自然、经济发展与资源环境的相互作用关系与矛盾。生态环境可持续的城市规划就是运用生态学、生态经济学原理及其它相关的科学知识与方法，从城市生态功能的完整性、城市资源环境特点和社会经济条件出发，调控城市社会、经济与自然亚系统及其各部分的生态关系，合理规划城市资源开发与利用途径以及社会经济的发展方式，使之达到资源利用、环境保护与经济增长的良性循环，不断提高城市的可持续发展能力，实现人类社会经济发展与生态环境的协调统一，进而体现人与自然的和谐，由此促进资源与环境的可持续性利用和城市的可持续发展。 3、社会可持续发展的城市规划。可持续发展的城市所要追求的最终目标就是社会的可持续性。除了有效的经济增长外，可持续发展城市谋求的是在不同的利益团体中公平地分配社会资源，满足不同层次人群的需要，追求社会的共同繁荣和进步，促进人的全面发展。从发展现状来看，社会可持续发展已经成为关键领域。人的因素至关重要，具有强烈的发展经济意识。而城市社会可持续发展也是一个系统工程，是一个复杂的有机体，它是以人口为主体的立体结构，并与城市经济、城市环境等方面有着不可分割的联系，其中包括人口、文化、教育、卫生与健康、艺术、体育、价值观念和社会网络等。城市社会可持续发展最终是人的全面发展，为了人的全面发展必须做好社会可持续发展的系统规划。
在现代农业生产中，由于化肥、农药、兽药、饲料添加剂、动植物激素等农资的使用为农业生产和农产品数量的增长发挥了积极的作用，与此同时也给农产品质量安全带来了隐患，造成了严重的生态问题。产品质量安全问题已成为农业发展的一个主要矛盾，这个问题的存在不仅是我国农业和农村经济结构调整的严重障碍，也直接影响到我国农产品的出口和国际市场竞争力。更新观念，改变传统的农业生产模式，发展生态农业，建立健全农业发展的良性循环体系，使农业资源得到永续利用，走以生态农业为依托的循环经济发展之路是我国农业可持续发展的必然选择。而在农业循环经济的发展模式中，沼气发酵起到重要的纽带作用，它以农业废弃物为原料，既能产生洁净的沼气能源，替代一次性能源的消耗，又能解决农业废弃物所引起的环境污染，形成一个良性的循环机制，并获取较好的经济效益和环境效益。因此，建立以沼气为纽带的生态农业循环经济模式对农业的可持续发展具有重要的理论和现实意义。
1 发展生态农业循环经济的意义
1.1 农业循环经济的内涵
循环经济是运用生态学规律来指导人类社会的经济活动，是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的社会生产和再生产模式，其特征是低开采、高利用、低排放。传统经济与循环经济有着本质的不同：传统经济是一种由“资源产品污染排放”单向流动的线性经济，其特征是高开采、低利用、高排放；循环经济倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式，其特征是低开采、高利用、低排放。在循环经济中，所有的物质和能源要能在不断进行的经济循环中得到合理和持久的利用，以把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度，循环经济遵循“3R”的基本原则(减量化Reduce、再使用Reuse、再循环Recycle原则)。
农业循环经济是一种较新的经济发展理念，是将循环经济的基本原理应用于农业系统。农业循环经济运用可持续发展思想和循环经济理论开展经济活动，按照生态系统内部物种共生、物质循环、能量多层次利用的生物链原理，调整和优化农业生态系统内部结构及产业结构，提高生物能源的利用率和有机废物的再利用和再循环，最大程度地减轻环境污染，使农业生产活动真正纳入到农业生态系统循环中去，从而达到生态平衡与经济协凋发展。农业循环经济以农业资源的循环利用为特征，以农业资源消耗最小化、农业污染排放最小化与农业废物利用最大化为目标，涉及农业清洁生产、农业产业内部物能互换、农业产业间资源循环利用、绿色消费等方面。
1.2 发展生态农业循环经济的必要性
随着农业的高速增长，农业经济取得了巨大的成就。但我国农业发展仍然走的是以粗放经营为主的发展道路，这导致我国农业生产面临的生态环境不断恶化。
1.2.1 农业资源匮乏，浪费严重
我国农业人均资源量十分有限，人均耕地面积为0.083hm2，仅为世界平均水平的32％，森林面积占全国面积的13％，草地面积虽然是耕地面积的3倍，但主要分布在我国西北部年降雨量小于400mm的10个边远省(区)，自然条件差，25％的土地不易利用。我国对自然资源综合利用率低，浪费非常严重，如1公顷耕地用水1.2万立方米，是发达国家节水农业的4倍以上，工业生产用水的重复利用率和循环使用率很低，只有40％，相当于发达国家二十世纪60年代的水平。农村的生活用能主要以生物质直接燃烧为主，利用率仅为10％～30％。
1.2.2 农村能源短缺与生态环境不断恶化
目前农村地区，特别是贫困山区的生活用能大多数仍以传统的生物质(柴、秸秆等)为主，占农村生活用能的61％。虽然农村能源建设取得了很大成就，有效缓解了农村能源短缺问题，但随着农村经济和农民生活水平的不断提高，农村的能源供应仍然十分紧张。由于农村能源的短缺，一方面制约了农村经济的发展和农民生活水平的提高；另一方面导致对自然资源的过度开发利用，加剧了生态环境的恶化。由于森林大量被砍伐，草场过度放牧，造成植被破坏，水土流失加剧，大量河流淤积，严重破坏了生态环境。生态的破坏又进一步加剧了能源的短缺，最终进入一种“能源短缺-过度砍伐-生态破坏-经济贫困”的恶性循环。目前我国水土流失、荒漠化已成为世界上最严重的国家之一。
1.2.3 农业环境污染严重
我国农村正在遭受来自工业的“三废”、城市生活垃圾和化肥农药的污染。为了使农作物增产而在农业上投入了大量的化肥和农药。但是大量化肥投入换来的增产十分微小，施用大量化肥后，土壤板结加剧，有机质含量逐步下降。为了防治病虫害而大量喷施农药，也造成了土壤、地表水、地下水的污染，还导致了大量害虫的抗药性，使农作物减产，农作物的品质下降。
面对上述严峻的形势，农村经济要实现可持续发展，必须实现经济和生态两个良性循环，经济、社会、和生态三效益的统一。只有大力发展农业循环经济，才能有利于解决目前我国农业发展中诸多问题，是农业可持续发展的必然选择。因此，推行循环经济对于实现农业经济的可持续发展具有十分重要的意义。
2 基于沼气综合利用的生态农业循环经济模式
2.1 生态农业循环经济模式的构建
以沼气为纽带的生态农业循环经济模式是模仿自然生态系统的食物链结构，依据系统结构与功能相适应，物质分解、转化、富集、循环再生等合理地结合在一起的循环经济模式，如图1所示。
随着我国沼气技术的不断提高，以沼气为纽带，因地制宜地根据各地区特点建立物质多层次利用、能量合理流动的生态农业生产模式在全国各地不断涌现，如以大棚、蔬菜种植、养猪和沼气池相结合的“四位一体”的北方沼气生态模式，以“猪-沼-果”为特色的南方农村生态经济模式。经过多年的实践证明，沼气综合利用技术在农业上的应用可获得显著的经济效益、生态效益和社会效益。
2.2 以沼气为纽带的生态农业循环经济模式的特点
对资源的节约和环境的保护是农业循环经济的主要特征。作为一种发展模式，以沼气为纽带的生态农业循环经济模式强调的是一种“资源-农产品-废弃物-再生资源”循环经济模式。该
模式具有以下特点：
2.2.1 综合性
农业循环经济强调发挥农业经济系统的整体功能，以大农业为出发点。在该模式系统内部，以沼气发酵为纽带，实现物质良性循环和能量的梯级利用，按“整体、协调、循环、再生”的原则，全面规划，调整和优化农业结构，使农、林、牧、副、渔各业有机地结合，实现农村一、二、三产业综合发展，提高综合生产能力。
2.2.2 多样性
该模式可以针对我国地域辽阔，各地自然条件、资源基础、经济与社会发展水平差异较大的情况，以沼气发酵为纽带，因地制宜地根据各地区特点建立物质多层次利用、能量合理流动的生态农业生产模式，如北方的“四位一体”沼气生态模式，南方的“猪-沼-果”农村生态经济模式。
2.2.3 高效性
此模式通过物质循环、能量多层次综合利用和系列化深加工，使农业废弃物资源化和循环利用，从而实现经济增值，降低农业成本。同时推动环保产业和其他新型产业的发展，增加就业机会，为农村大量剩余劳动力创造农业内部就业机会，保护农民从事农业的积极性。
2.2.4 持续性
该模式促进了经济、社会、环境的协调发展，实现农村的可持续发展和社会的文明进步，是最能有效利用资源和保护环境为基础的循环经济之路，成为农村实现可持续发展的有效途径。
2.3 以沼气为纽带的生态农业循环经济模式效益分析
发展以沼气为纽带的生态农业循环经济模式，给农民带来了增收效果，促进了生态农业的发展，改善了农村环境和农民生活质量，取得了良好的经济效益、生态效益和社会效益。
2.3.1 经济效益
沼气发酵以后的沼液既可以喂猪、养鱼，也可以浸种，减少种植业和养殖业的成本；沼气发酵残留物作为优质的有机肥，将大大减少农业生产化肥使用量，同时还对发展绿色无公害农产品起到积极推动作用；沼气可用沼气作燃料和生活照明。将减少农民的生活成本。建一座8m3“一池三改”户用沼气池，年产沼气300m3，基本满足3～5口之家全年生活用能，年提供沼肥30t左右，相当尿素300kg、磷肥500kg、钾肥200kg。农户每年可节省燃料费和电费250元～300元，减少化肥和农药使用量25％左右，节支150元～200元，利用沼液喂猪可节约饲料15％，施用沼肥后粮食产量可提高25％左右，种养业可增效300元左右。沼气池给农户带来的直接经济收益在1000元左右，两年就可收回成本，使用年限按20年计算，每年分摊的成本不到100元，可使每户人均增收200元～300元。
2.3.2 环境效益
以沼气为纽带的生态农业循环经济模式一方面通过化肥、农药使用量的减少，降低农田径流污染和空气污染；另一方面将大大改善农民的生产生活环境，减少疾病的发生率；同时有利于绿色农业的发展，从而形成良性互动的新格局。
2.3.3 社会效益
该模式一方面改善了农村环境条件，农户使用沼气灶，结束了烟熏火燎的历史，粪便入池发酵，其中的寄生虫、病原茵也在池内得到杀灭，减少疾病传染，提高卫生水平；另一方面进一步解放农村妇女生产力，从繁重的砍柴割草中解放出来，通过对农户进行沼气及其综合利用的技术培训、学习和实践，提高了农民科技素质，既系统经营、规模经营，又增强了可持续发展的意识。
3 绪论
我国是农业大国，农业的可持续发展是整个国民经济可持续发展的根本保证和优先领域。在可持续发展战略的实施过程中，提高农业可持续发展能力，从根本上转变传统的农业生产方式，大力发展以沼气为纽带的生态农业循环经济模式，建立以资源高效利用和生态环境保护为基础的可持续农业生产体系，是优化农业经济结构和增加农民收入的重要手段，它不仅可以保护农业生态环境，而且能够促进农业经济的持续高效发展。
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[2]方淑荣．以沼气为纽带的生态农业循环经济模式[J]．农业与技术，2007，27(2)：136～139
1项目区概况
冷城村坐落在国家级风景区太姥山东麓妙帽峰下，距福鼎市秦屿镇西北方约8km，沙吕线旁。冷城村南、西、北3面为山，成怀抱之势，东面为东海，风景秀丽，自然环境优美。西靠国家重点风景名胜区太姥山，南距福州200km，北接温州100km，距福宁高速公路太姥山互通口6km，离已投入使用的温福铁路太姥山火车站5km，交通十分便捷。项目基地总体规划面积约为166.7hm2。冷城村现有经济的收入来源为农业生产。由于近年来太姥山旅游事业的蓬勃发展，带动了周边地区的经济，发展第三产业以配套太姥山旅游产业成为了秦屿镇经济寻找新增长点的一种重要手段。冷城村不仅拥有绝佳的农业生产环境和自然景观，还保留着唐代的灵峰古寺、宋代朱熹讲学的石湖书院，以及明代的抗倭古城墙遗址等著名的人文景观。笔者依据镇政府发展规划，利用冷城村当地独有的旅游资源优势与旅游依托优势，对冷城村进行一定程度的规划。除此之外，项目地由村政府负责协调，对田地与居民地进行整改，使冷城村经济由单一的农业经济向多元化的乡村旅游经济转变;使农村大量的农业人口向非农人口转变，发展当地旅游经济，实现当地环境生态效益和经济效益的双丰收。
2设计原则
2.1可持续发展原则
园区的规划建设都应建立在保护改善生态环境的基础上，保持自然和农业的可持续发展［2］。按生态农业发展的基本理念，选择优良物种，合理使用土地，科学安排生产，适量施用农药、化肥，加强生态环境保护和建设，把生态循环与经济流通有机地结合起来，形成良性循环，维护旅游区的生态平衡［3］。
2.2体现生态理念原则
观光农业生态园重点在于体现生态理念，传达生态思想。在冷城农业生态园的规划中，生态的内涵从4个方面得以体现。
2.2.1自然式设计自然式设计是相对于人工化设计而提出的理念，通过不破坏原有的自然生态格局为出发点进行利用与保护，避免掺杂过多的人工化元素。在设计中，利用植物群落的布局以及地形与水体的处理，表现出自然的形式。对原有的自然环境所表现出的景观片段按照生态学的原理进行取舍，突出生态美学。
2.2.2乡土化设计在设计中应充分考虑并尊重当地的立地条件以及环境中的植被种类和自然史，使设计切合当地的自然条件，创造适合当地的景观特色，创造出保护生态最为有利的景观模式。
2.2.3保护性设计通过对区域的生态系统和生态因子进行科学的分析，结合生态学规律以及最新科研成果，使设计对自然环境的破坏减少到最低，同时维持并保护良好的生态系统。在设计中应针对不同的对象，通过分析其在自然环境中的作用与价值的大小，进行分类与评价，按照价值等级体系，再进行土地利用模式的划分，实现生态保护作用［4］。
2.2.4恢复性设计许多农林类用地由于人类的过度利用而成为污染严重的废弃地。在规划过程中，应用生态学原理与科技手段，修复已遭破坏的生态环境。利用创造园林空间，使得生态系统的结构与功能重新恢复平衡［5］。
2.3生产结合观光原则
经济生产是园区最基本的功能，而在满足生产的基础上发展观光项目，是挖掘农业生产副价值的一种有效途径。通过规范的农业生产布局，利用农业生产所独有的景观效果，鼓励游客参与，结合道路的开辟和周边环境的绿化美化，使游客获取生态性与农业性的审美，增强旅游活动的观赏性与趣味性，倡导休闲观光农业的理念［6］。
2.4教育原则
生态旅游规划必需体现科普教育的原则，以便游客树立正确的生态文明观。应充分体现园区在保护生物多样性和修复生境的功能，普及生态文化。使得冷城村旅游在实现生态效益的同时也能够传递生态知识。
3总体规划
设计总体上把握了冷城村当地的农业生产现状与土地利用情况，在不破坏现在原生态环境的基础上进行布局，目的在于实现生态农业景观化［7］。并结合当地环境本身的优势———深厚的人文气息底韵，意在实现现代生态农业旅游和历史文化旅游相结合。
3.1功能分区
规划了6大功能区:迎宾服务区、历史文化区、生态农业区、文化教育区、娱乐休闲区、观景休息区。
3.2景观规划
3.2.1交通组织规划园路布局主要采用自然式的园林布局，使生态农业区内景观美化自然而不显庄重，突出农业生态观光园与自然环境相结合的特点。园林主干道宽约12～16m，用于汽车通行和游人集散;次干道宽为8～10m，连接到各建筑区域和景点;专用道为园务管理使用;游步道和山地单车道主要围绕生态公园而建，宽1.5～2m。规划道路以道路分割区域主题为出发点，以道路为边界，道路内部所筐定的区域进行农业规划，实现各个生态模式的并存。
3.2.2植物景观配置植物配置原则为力求接近自然，遵循生态学原理，合理配置多层次、多结构、多功能的植物群落。充分展示四季植物的不同景观，形成植物品种多样、层次丰富、季相特征鲜明的绿化景观效果［8］。①根据植物生态位进行搭配:根据植物的习性进行乔木+灌木+地被植物的立体种植，以及从水生植物、湿生植物、中生植物到旱生植物的水平配置，形成稳定的生态结构和生态系列景观。②从季相上进行合理搭配:每一个季节都有几个品种的观赏植物形成整个园区的主格调，成为吸引人气的观赏亮点。③根据园林美学进行搭配:依据植物的高矮、色彩、香味进行配置，同时合理配置落叶和常绿植物，远景和近景，个别突出和整体协调，给人们的感官以最佳的感受。④植物品种选择以乡土树种为主:注重植物的多样性。充分利用苗圃原有长势较好的苗木及宅旁树木，以原有红豆杉、白茶等为基调树种。#p#分页标题#e#
3.2.3建筑景观配置根据整体规划，分期开发原则，生态园的建筑将按经营目标进行全面规划，然后按实际需要逐步配套，既使全园建筑布局合理、格调一致，避免重复劳动，又减少前期投入和后期维修养护费用。建筑景观配置原则为:①建筑物格调应与生态园主格调协调一致，即以生态建筑为建筑物设计和建造标准。②在建筑风格上形成生态园自己的特色。③生态园的亭、廊和其他配套设施，可用简单、生态的框架，配上各种藤本植物，形成外观、色彩多样的各种生态建筑。
3.3冷城村农业生态园总体规划目标
据笔者观察，目前的农村初中生物课教学中普遍存在两个突出问题：一是对生物学科的师资配置不合理，有的任课教师根本没有学习过系统专业的生物学知识，面对图文并茂的教材也只能照本宣科，无法灵活地驾驭教材，培养学生的生物学兴趣更是无从谈起。二是初中生物课程作为等级科考试科目，教师让学生在考前做模拟卷，死记硬背考点以应付考试。笔者曾对考生做过的模拟试卷和近几年的初中生物学业会考试卷进行分析，发现内容大同小异，学生完全为考而学。基于这两点，学生对生物学科只是停留于表面上的识记，无法领略生物学特有的学科魅力。农村初中毕业生中学业成绩偏差的学生是中职学校的主要生源，因此，升入中职学校学习的学生不仅生物学基础知识极度欠缺，对生物学的学习也失去信心和兴趣。对学习失去信心和兴趣是导致中职学生学习力弱的根本原因。基于此，需结合中职学校的学生特点，在生物教学实践中探索提升学生学习力的有效途径。
一、利用心理效应，增强学生自信以提升学习力。
1.心理暗示效应，肯定学生。
暗示心理学理论认为利用暗示手段可以使人的有意识心理活动与无意识心理活动高度协调，激发学生的自信和学习动机，从而使人的潜能得到最大限度的开发。暗示，是无声的教育，是“润物细无声”的教育。教师可以通过创设轻松愉悦的教学情境、创造让学生充分表现的机会实施暗示教学，当然恰到好处的赞许性评价也是必不可少的。每年岁末笔者组织学生雕刻水培漳州水仙花球，首先组织观看《漳州水仙花雕刻技术》录像，沉浸于《漳州女》曼妙的音乐中，了解水仙栽培历史及水养方法，观摩名家雕刻技法，欣赏各种水仙造型，领略省花的魅力。教师现场示范雕刻方法，强调雕刻过程中有可能遇到的细节及注意事项。因种球形状各异，学生的雕刻无奇不有。经过近一个月的浸养水培、细心呵护，最后用千姿百态的学生作品在教室走廊上办个水仙花展。雕工虽笨拙，造型虽简单，但无一不是学生追求美、创造美的创作，吸引了很多老师、同学的眼球。学生的学习成果得到肯定，很多学生表示来年还要再尝试雕刻水培水仙球。“一定会比今年漂亮。”学生的自信溢于言表。在整个实践体验过程中，没有简单的说教，只有学生对“美”的期待、教师的赞许和同学的欣赏等无声的暗示。
2.皮格玛利翁效应，赏识学生。
“皮格玛利翁效应”给我们这样一个启示：赞美、信任和期待具有一种能量，它能改变人的行为。当我们对学生充满期待，肯定他们的每一个进步，对他们进行鼓舞、启迪，学生自然情绪高涨，学习劲头足，兴趣也更加浓厚。例如，在教学《植物的激素调节》这样一个抽象的课题时，引导学生从网站上收集相关资料，了解植物激素在农业生产的广泛应用。因它在我们的生活中俯拾皆是，学生交流起来没有难度且展示了学生搜集信息的能力，学生个个跃跃欲试。笔者向学生展示近几年从事漳州水仙矮化研究的成果。在此基础上再组织一个探究实验《不同浓度多效唑对漳州水仙的矮化效果测定》，教师及时地对学生的实验过程进行客观评价，指出学生的进步，逐步引导学生解决困难，得出结论。虽然教材中并没有这部分内容，但因结论是学生通过自己的严谨探究获得的，这种成就感，加上老师的充分肯定，使学生感受到了学习的无比快乐和喜悦。
古人常说：“良言一句三冬暖。”教学中我们常常要对学生进行言语评价。对学生抱有期待，经常鼓励，增强其学习的自信心是十分必要的。中职学生因学业不良，很少受到公正的评价。很多学生从小学到初中都没有拿过一张奖状，他们特别渴望能得到肯定和认可。生物课程相对于其他课程，对于基础的要求不是非常高。只要学生有所进步，教师就应多多表扬，不要以为学生不需要。
二、培养学生兴趣，增强求知欲望以提升学习力。
学生学习力弱，好比庄稼不自主吸收水肥，必须根据作物生长习性测土施肥，科学管理。我们要改变现状，首先必须转变自身的教育观念，不过多地强调学生的原因，摒弃对这些学生的错误认知，明白学习力弱不等于弱智。事实上，很多学生在中职学校能找到自己的兴趣爱好，充分开发潜能，最终成为社会生活中出色的一员。因为兴趣是学习力中最充沛、最快乐、最轻松、最美好、最活泼的品质，兴趣是学习必备的条件，它能让枯燥乏味的课程内容变成活泼有趣的东西。
笔者根据中职学生学情，从以下几方面培养学生学习生物学的兴趣，提升学生的学习力。
1.降低学习门槛，学有所得。
教材是教师完成教学任务的重要载体，是学生学习内容的主要来源。教师如何将这些知识传递到学生的手中呢？心理学中有种说法，称为“登门槛效应”，当一个人接受一个小的要求后，往往愿意接受一个更大的要求，犹如登门槛时要一级台阶一级台阶地登，这样更容易顺利地登到高处。因此，在教学中，我们应该根据中职学生的接受水平，使授课内容难度与学生原有的知识水平相适应，由浅入深，由易到难地重组教材，创造性地使用教材。对学生进行分类指导，层层递进地教学，降低学生学习的门槛，开启学生智慧的大门。学生学有所得，自然有兴趣去学。例如，《使用高倍显微镜观察几种细胞》这样一个极其简单的入门实验，对一个初中阶段学习基础较好的学生来讲，没什么难度，无非是利用初中阶段所学的基本实验技能探索新知识。很多中职学生根本不懂显微镜的结构及使用方法，更不懂如何规范制作临时装片。我们应分化难度，先利用一节课时间手把手地“补课”，先复习巩固显微镜的用法，学会制作装片，然后组织学生完成当前的教学内容。又如，《生态工程》这一章有两节：《生态工程的基本原理》和《生态工程的实例和发展前景》。细研教材，发现内容过于冗杂，学生难以接受。反复推敲整合，选定一个专题《我国的生态农业》。但是“生态农业”有关内容在教材中仅有零星分散的两句文字，只谈到“无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式”。经过大量收集资料，结合个人实践经验，我专门印发了题为《我国的生态农业》的参考资料，供学生学习，拓宽知识面。在课堂教学中，就当前被热切关注的食品安全问题展开讨论，共同探讨我国农业发展的现状，以及在我国大力推广生态农业的必要性，引发了学生的极大热情。继而，引导学生从教材中研读有关的生态工程基本原理，领悟其用于指导我国的生态农业的重大意义。事例源于生活，原理引自教材，经重组的教学内容充满生机活力，适合中职学生的认知水平。
2.教学内容生活化，学有所用。
陶行知认为：“行是知之始，知是行之成。”知和行应该是相辅相成的。生物学本身就是一门实践性很强的课程，其来源于生活，又应用于生活。中职学习更是为就业做准备的，对技能素质的要求更高，忙着传授脱离实践、纯粹理论的知识是无意义的，也无法激发学生的学习兴趣。我们要善于选用有实践意义的教学内容更好地充实课堂，让授课内容与社会实际需要相适应。如《生物技术实践》这样的选修教材，绝大多数普高学校忙于应对高考，没时间也没条件开设，但中职学校的学生学习这样的课程却大有裨益。《传统发酵技术的应用》、《微生物的培养与应用》、《植物的组织培养技术》、《酶的研究与应用》、《DNA和蛋白质技术》、《植物有效成分的提取》等无不彰显生物科学在生产实践中的非凡魅力。哪怕教材中个别专题设备要求较高，没办法开展实际操作，可是不能忽略它“抛砖引玉”的作用。同时，中职学校的学生不少来自乡镇，有一定的生产生活经验。《杂交育种与诱变育种》一节教材中谈及中国荷斯坦牛的选育，结合地方保护品种白眉山羊的生长现状及民间的消费习惯，与学生一同探讨既适应本地环境、生长速度快又能迎合消费需求的优良品种该如何选育。让教材理论真正应用于生活，缩小教材与生活的距离。
3.创新教学方法，生动新颖。
中图分类号：S718.52 文献标识码：A
1 引言
采矿迹地即矿区废弃地，是指矿山开采过程中形成的露天采矿场、排土场、尾矿库、塌陷区以及受重金属污染而失去经济利用价值的土地。根据其来源可分为4种类型：在场地存放表土、废石以及煤矸石堆积所形成的废石场；露天矿开采形成的巨大矿坑及开采所造成的地表塌陷区；尾矿库为矿石在经过选矿后排弃所造的压占土地；矿山建设永久性建筑物、道路以及机械设备压占所造成的损毁土地。
生态农业概念没有统一的定论，在国内比较普遍的概念为：生态农业是按照生态学基本原理及生态经济规律，根据实际情况、设计、构造、整合和经营农业生产和农村经济的工程体系。它吸取了农业中传统的精髓，应用已有的技术和管理办法，通过继续发展粮食及其他经济作物种植产业，并推广大田种植与林、牧、副、渔业，促进农业与第二、第三产业的结合，即通过传统农业的精髓与现代技术相结合，经过专业人员：规划生态系统、控制发展与环境、使用资源与保护环境间的矛盾，使人的发展和自然平衡相协调，构建经济效益和生态效益的良性循环，实现经济、社会和生态效益的和谐统一。
矿产资源开发在我国国民经济建设中起着十分重要的作用，但在矿产资源开发的同时也带来了严重的环境问题，形成了大量的采矿迹地，因此对采矿迹地进行生态农业恢复与重建，不仅可以实现矿产资源开发与生态环境保护协调发展，而且具有重要的科学价值和实际意义[1]。
采矿迹地农业生态重建是按照景观生态学原理，在宏观上设计出合理的景观格局，在微观上创造出合适的生态条件，使其具有某种形式和一定水平的生产力，并维持相对稳定的生态平衡，而且与周围景观价值相协调[2]。本文以迁安市五重安乡某农业大观园采矿迹地生态农业重建为例，通过农业生态重建，并进行能量分析反馈修复重建生态农业模式。
2 生态农业重建能流分析
迁安市某生态农业大观园原为采矿迹地，现已建成以农业为基础的综合性生态大观园，在此基础上采用定性和定量分析相结合的方法对已初步形成的生态农业模式进行以能流分析为主的能源利用效率评价[3]，从而确定对采矿迹地进行生态农业重建的可行性和提出相应的改进方案。
能流循环指数是反映农业生态系统内部系统稳定性、自我维持能力的一个指标[4]。在种植业子系统投能结构中，若以无机能为主，则说明系统的自给能力差；反之，若以有机能为主，则说明系统的自给能力强。
2.1 确定系统的边界和组分
本项目的能量流动分析主要以大观园规划建设的6大功能区为研究对象，共有3个子系统。
2.1.1 种植业子系统
初级生产者子系统包括18.3hm2的名优果品示范采摘区，种植旱丰、燕魁、燕山短枝、大板红、燕明、紫泊板栗（5.3hm2）、丽春、春雪、北京晚密桃（2.2hm2）、美国八号、姬神、昌红苹果（1.7 hm2）、绿宝石、黄金梨、红安久、考密斯梨（1.8hm2）、辽核1号、辽核3号等核桃（6hm2）、赛来娜、金太阳、凯特杏（1.3hm2）。
现代设施农业示范展示区1.3 hm2，春节特供桃（0.2hm2），花生（0.1hm2）、大豆（0.1hm2）、甘薯（0.1hm2）、玉米（0.1hm2）、杂粮（0.2hm2）、有机无土栽培示范（0.2hm2）以及4棚展示立体水培蔬菜（0.3hm2）。有机甘薯基地4.7 hm2；有机花生基地6.3 hm2。
2.1.2 饲养业子系统
初级消费者子系统包括一个特色养殖区18hm2，其中散养宫廷皇鸡19090只，占地6.3hm2；散养野猪3422头，占地7.7 hm2；梅花鹿560只，占地4hm2。
2.1.3 农副产品加工业子系统
占地4hm2，年产有机杂粮10000t，年产1421t纯物理5级压榨有机花生油，年产1402t甘薯系列产品，年加工1570t果品。
2.2 确定各项输入和输出的数量
各项输入和输出的数量见表1。
2.3 能流特征分析
2.3.1 种植业子系统投能结构
子系统投能结构见表2。
图1 种植业子系统能量投入结构对比图人工辅助能投入量为123164.98，其中无机能为25862.02，占21.0 %；有机能为97302.96，占79%（能流循环指数）。无机能/有机能为3.76∶1，高于全国平均水平的3.37。这种投能结构优于全国有机能77%的平均水平，结构良好，说明系统内有机肥料和劳动力相对充足。但是人工能与机械能的投入水平都很低，这从另一侧面反映了种植业子系统产量的提高主要依赖于化肥能的投入。
2.3.2 饲养业子系统分析
本子系统中，加入的人工辅助能为1614.64×1010J，其中无机能为60.77×1010J，占3.76%；有机能1553.87×1010J，占96.24%。无机能/有机能比率为3.91%，与普通地区的养殖业水平相当，结构还算合理（表3）。但是在饲养业系统中由于系统外投入的精饲料数量比较大，致使系统内能量循环水平较低，要想提高产量必须要依赖于精饲料加大投入，所以系统本身的抵抗干扰能力比较弱。如果遇到市场饲料价格上涨，会很大的影响系统的效益[5]。
2.4 全系统分析
根据上述分析，迁安市某生态园能够得到0.93的产投比，与美国（0.10）、英国（0.17）、日本（0.25）的石油农业产投比高很多[6]，初步使生态农业的优越性得到充分的显现。但是与我国其他生态农业比较发达的地区相比产投比还有一定的差距。
依据能量分析可以得出：综合养殖场的结构相对基本合理，由于农牧鱼比例协调程度不够好，造成结构化的投能不够优化，降低了全系统的生态效率[7]，应将饲料投入增加，会带来生态效率的极大提高。只进行种植业生产的土地生产力低，应将其他副业的比例增大。
3 结语
采矿迹地生态农业重建实质是在破坏土地的重建利用过程中发展生态农业，目的是建立一种多层次、多结构、多功能集约经营的综合农业生产系统。能量流动是农业生态系统的基本功能，是地球上生命赖以生存和发展的基础。农业生态系统中生命活动的能量大部分来自于太阳能，绿色植物通过光合作用合成有机物质，这些有机物质所贮藏的能量在生态系统中通过食物链和食物网，从一个营养级传递到另一个营养级，实现能量转化和流动。在农业生态系统中，人们通过投入人工辅助能进行调节和控制，使能量转化和流动向人们所希望的方向进行。因此在采矿迹地重建过程中进行能量分析评价，并根据评价结果提出合理的结构调整使采矿迹地生态重建的结构更加合理，控制能量的流动方向和数量，使其流动更加复合人们的需求，真正实现环境效益和经济效益的双丰收具有很强的实际意义。同时为采矿迹地生态恢复提供一种新的优化和评价方法，在其他的采矿迹地生态恢复中也可以参照应用。
参考文献：
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[2] 麦少芝，徐颂军，梁志娇，等. 矿业废弃地的特点及其环境影响[J]. 云南地理环境研究，2005（5）：23～27.
[3] 胡明忠，汤 杰，王小雨，等. 矿山生态恢复与重建存在的问题及对策[J]. 中国环境管理，2003（6）：7-9.
[4] 李凌宜，李 卓，宁 平，等. 矿业废弃地生态植被恢复的研究[J]. 矿业快报，2006，8（8）：25～28.
据介绍，现代物理农业工程技术是近年来我国农业科技领域引人关注的一个新的发展学科。它不仅可以有效减少农药与化肥的使用量，还可提高农产品的产量与质量，在实现农业科技升级的同时，达到保护农业生产环境、促进农业生态良性循环的目的。
因此，现代物理农业工程技术被世界公认为是未来实现生态农业、促进人类社会可持续发展的重要途径之一。
2010年3月9日，由中国农业机械学会主办的“第二届全国现代物理农业工程技术发展研讨会”在天津举行，旨在将已经成熟的现代物理农业工程技术更快更好地运用于全国的农业生产。现代物理农业工程技术已经揭开了传统农业革命的序幕。
草木也有情
曾几何时，以化肥、农药为代表的化学农业在地球上开展了一次农业革命，极大地提高了农作物的产量，为解决全球的粮食生产和饥饿问题作出了巨大贡献。
然而，化学品在不断给农业生产创造神奇的同时，也在不断给人们的生活带来烦恼。由于长期过量使用化肥和农药，不仅使农作物品质下降、地力衰退，而且也造成了环境污染等一系列问题，严重地影响了农业的可持续发展，也给人们的生活带来严重的危害。近年来，人们食而生畏的心理压力越来越大，海南毒豇豆事件，再次引发全社会对食品安全的担忧。因此确保食品安全，已成为一个敏感而又重要的社会问题。
此外，化肥与农药大量用于农业生产，不仅消费者担心，农民也有压力。农民的压力在于近几年化肥与农药价格的不断上涨，已经成为我国农业生产总成本上升的主要原因，成为制约农业生产发展和农民收入增加的主要问题。国家发改委价格司的统计表明，2005年我国二三大作物(水稻、玉米、小麦)的化肥、农药平均投入占到生产成本的27％，是仅次于人工投入的最大一项，粮食价格上涨使得农民增收价值的34.8％被农资价格上涨所抵消，严重影响了农民种粮的积极性。
而在天津市西青区水高庄村，还没走进蔬菜大棚就已-隐隐听到声波助长仪的“歌唱”，悠远而温和的声波，虽没有人类音乐的悠扬、激昂、多变，但却安静、单纯，就像放大若干倍植物生长的神奇声音。更为神奇的是，整棚芹菜株高与粗细，围绕助长仪呈放射形，也就是说越近的越高大、粗壮，越远的越矮小、细弱。
我国现代物理农业工程技术倡导者，天津市农机局副局长、高级工程师胡伟说，有生命的动植物跟人一样，有情绪变化，有爱好追求。虽然它们的“语言”与“心理”我们无法通晓和理解，但声、光、电、磁、热等对人有作用的物理技术，对它们同样有作用。简单地说，就是音乐声愉悦了动植物“心情”，“心情”好了身体内的活力就增强了，于是潜移默化地“多产奶、快长高”。过去说“人非草木，孰能无情”，其实，草木也是有情有义的生命，因此，听音乐、享磁疗，都应是正常之举。
改善农业生态
据了解，自上世纪80年代后期，我国科技人员就开始研究使用各种物理手段改善种子的品质，以达到增产的目的。如大连市农业机械化技术推广站研制出的磁场种子处理机，是依据磁场种子处理正向效应和种子微磁性互作机理开发的。这个看起来像影视剧中“太空车”的家伙，虽然其貌不扬，但却有神奇的功能。试验证明，磁化后的小麦、玉米等粮食作物增产幅度在10％左右，蔬菜平均增幅在10％以上。
胡伟说：“物理农业这些基本原理，在生活中我们都有体会，比如略加留意就可发现，凡高压电杆附近的植物，都会相对长得高大茁壮，这就是电场对植物的作用。再比如，许多医院使用理疗方法，辅助病人手术后伤口愈合、治疗跌扭伤等，其原理也是激发提高人体内的多种活性酶，促进新陈代谢。物理农业就是根据这些原理，按照生产需要有针对性地进行研究开发。”而声波对植物的神奇作用早在20多年前国外就有了成果报道。美国科学家丹・卡尔逊还发明了声肥技术，后来逐步发展起来的植物声频控制技术，成为现代物理农业工程发展中的重要技术。
怎样的声波才能使植物“心情愉悦”?在这方面，青岛物理农业科技发展公司的专家们有深入的研究与体会。他们根据植物自发声和接受声的频率。以及植物生物声学特性与环境的关系，模拟设计出一种声响。这种声响并非人类音乐的音符，而是类似钟鸣的柔和单音。
事实证明，这种声音的频率与植物本身固有的生理系统波频一致，彼此可以产生共振。共振可以提高植物活细胞的运动速度，促进各种营养元素的吸收、传输和转化，增强光合作用，增大植物的呼吸强度，加快茎、叶等营养器官的生化反应过程，从而起到促进生长，提高营养物质的作用。
众所周知，影响有机农业发展的，主要是化肥、农药。由于过量使用化肥和农药，环境污染呈逐年加重趋势，影响了农产品的品质和农业的可持续发展，于是，生态农业应运而生。而物理农业则是实现生态农业的主要途径之一。
胡伟认为，在实际生产中，能应用物理技术的就尽量应用物理技术，因为这可以有效减少肥料和化学农药对土壤、大气、水的危害，保护人类健康。而且，过量使用肥料和化学农药还容易使有害生物发生变异。
应用方兴未艾
天津西青区杨柳青果蔬博览园，是2008年建起的4栋大型玻璃温室，安装了全套的现代物理农业装备，包括温室电除雾防病促进系统、温室病害臭氧防治机、光控液化二氧化碳增施系统、硫磺熏蒸器等。这些设施的投入使用，有效解决了温室内湿度大、雾气重、空气质量差的问题。走进温室，丝毫感觉不到这是个密不透风的空间，如同一步从北疆迈入南国，投身美丽如画的植物世界。
这只是天津市发展物理农业的“冰山一角”。据了解，早在6年前，天津就已开始物理农业技术的试验、示范和推广工作。截至2009年年底，天津物理农业推广面积累计超过3000余亩，建立科技示范点45个。应用效果表明，采用种子磁化技术可提高作物产量10％以上；声波助长技术、电子杀虫技术、温室电除雾技术，均充分发挥了促进作物生长，提高蔬菜产量和品质，减少化肥、农药用量，节约生产成本的作用。在现代物理农业工程技术的研究与应用上，天津成为全国的先行者。
除了天津，物理农业在辽宁、吉林、四川等地的应用也已经有了不小的进展。
