Giáo trình phân tích hệ thống môi trường nông nghiệp phần 2 ppsx

5 - ðể nghiên cứu hệ thống người ta cần biết cấu trúc của nó ñể nghiên cứu và ñiều khiển. Cơ chế của hệ thống: Phương thức hoạt ñộng hợp với quy luật hoạt ñộng khách quan vốn có của hệ thống. Cơ chế tồn tại ñồng thời và song song với cơ cấu của hệ thống, nó là ñiều kiện ñể cơ cấu của hệ thống phát huy tác dụng. Ví dụ : cơ chế của hệ sinh thái rừng là tự ñiều chỉnh. 1.2 ðặc ñiểm của hệ thống Theo Phạm Chí Thành và ctv (1996) hệ thống có các ñặc ñiểm sau: o Có cấu trúc và tổ chức ở mức ñộ nhất ñịnh ; o Hệ thống ñược khái quát hoá, ñơn giản hoá, trìu tượng hoá các thực thể trong tự nhiên. Hệ thống cũng có thể là hữu hình (hệ thống giao thông, hệ thống trường học) hoặc vô hình (hệ thống học thuyết, hệ thống ý tưởng) ; o Tất cả các hệ thống ñều có chức năng; o Tất cả các thành phần hợp thành hệ thống ñều có chức năng riêng ; o Hệ thống ñều có dòng vật chất xâm nhập vào và ra khỏi hệ thống. Trong hệ thống có một số bộ phận có khả năng kết hợp các thành phần của hệ thống với nhau như các dòng năng lượng và thông tin; o Các hợp phần trong hệ thống hình thành một thể thống nhất ñể thực hiện và duy trì chức năng cơ bản của hệ thống. 1.3 Phân loại về hệ thống Ý tưởng về phân loại hệ thống ñã có từ ñầu thế kỷ 20 và ý tưởng này ñã ñược Von Bertalanffy (1972) nghiên cứu và phát triển trong tác phẩm “Lịch sử và thực trạng của lý thuyết hệ thống”. Tuỳ theo các giác ñộ nghiên cứu, người ta phân loại hệ thống theo các xu hướng sau: o Phân loại theo quan hệ với môi trường; o Phân loại theo ñộ ña dạng; o Phân loại theo sự phụ thuộc vào yếu tố thời gian; o Phân theo tính chất thay ñổi trạng thái của hệ thống; o Phân loại mức ñộ biểu hiện cơ cấu: cơ cấu mờ, cơ cấu hiện, ña cơ cấu; o Theo sự ổn ñịnh; o Phân cấp; o Khả năng ñiều khiển: một số hệ thống có thể ñiều khiển các trạng thái của nó theo một quỹ ñạo cho trước, ngược lại một số hệ thống không thể ñiều khiển ñược; o Phân loại theo khả năng tự ñiều chỉnh. Hệ tự ñiều chỉnh là hệ có khả năng thích nghi với sự biến ñổi của môi trường ñể giữ cho trạng thái của nó nằm trong miền ổn ñịnh. Ngược lại là hệ thống không thể tự ñiều chỉnh ñược. 1.3.1 Khái niệm về nông nghiệp, hệ thống nông nghiệp Theo Fukuoka (1978) mục ñích cuối cùng của nông nghiệp không chỉ là sản xuất ra nông sản mà chính là sự bồi dưỡng và hoàn thiện ñời sống con người. Nông nghiệp là gì? Nói ñến nông nghiệp, ai cũng biết nhưng thử hỏi nông nghiệp là gì lại có nhiều cách ngh ĩ khác nhau: Có người nói nông nghiệp là hoạt ñộng của con người trên cây, con. Có người lại cho rằng nông nghiệp là hoạt ñộng có mục ñích của con người nhằm tạo ra các sản 6 phẩm khác nhau ñể ñáp ứng các nhu cầu của họ. Hoạt ñộng sản xuất nông nghiệp là áp dụng sinh học cho trồng trọt, chăn nuôi. Có người cho rằng nông nghiệp là hoạt ñộng kiểm soát và ñiều khiển cây trồng, vật nuôi. Nhưng người ta mới chỉ kiểm soát ñược chừng 50 loài trên tổng số 1000 – 2000 loài. Spedding (1979) ñưa ra ñịnh nghĩa: Nông nghiệp là một loại hoạt ñộng của con người, tiến hành trước hết là ñể sản xuất ra lương thực, sợi, củi ñốt cũng như các vật liệu khác, bằng sự cân nhắc kỹ lưỡng và sử dụng có hiệu quả cây trồng và vật nuôi. 1.3.2 Những mô hình nông nghiệp. a. Khái niệm về mô hình. Về khái niệm mô hình cũng rất ña dạng theo nhiều cách: Ví dụ: -Mô hình (sa bàn) trận ñánh ðiện biên phủ; - Mô hình ruộng lúa năng suất cao; - Mô hình hay hình mẫu (hiểu thông thường) là một cái mẫu hay hình thể của một vật ñể tham khảo; - Mô hình là sự trừu tượng hoá hay ñơn giản hoá hệ thống (nó cũng có các thuộc tính của hệ thống nhưng không phải tất cả); - Mô hình là một phương tiện ñể tách ra khỏi hệ thống; - ðể diễn ñạt mô hình có nhiều cách: + Mô hình bằng lời; + Mô hình vẽ; + Mô hình toán (Phân tích & Mô phỏng); + Mô hình tuần hoàn ñạm (kiểu vẽ). Hình 1-5. Mô hình tuần hoàn ñạm (kiểu vẽ) Tác dụng của mô hình là:  Giúp ta hiểu biết, ñánh giá và tối ưu hoá hệ thống. Nghĩa là ta phải phân tích xem xét và dựng mô hình ñể tối ưu;  Giúp ta dự báo;  Giúp ta chọn quyết ñịnh tốt nhất ñể quản lý hệ thống. * Các loại mô hình. -Mô hình phân tích: Là dùng các công cụ toán phức tạp ñể phân tích hệ thống, ñể hiểu những lý do tốt xấu dẫn ñến hành vi khác nhau. Trong mô hình phân tích thường làm mất vợi thông tin (do nhóm lại).Ví dụ có 1 loạt các yếu tố ảnh hưởng tới năng suất cây trồng: phân, nước, giống; - Mô hình mô phỏng; - Bằng hình vẽ (hình 1-5); - Bằng các công cụ toán ñể dự báo, giả thiết khi các thành phần, quan hệ của h ệ thống thay ñổi khác nhau thì các hành vi sẽ ra sao; Cây trồng ðộng vật ăn cỏ Chất hữu cơ trong ñất ðạm 7 b. Mô hình nông nghiệp. Mô hình nông nghiệp là mô hình mô tả các hoạt ñộng của hệ thống nông nghiệp. Nhờ nó mà ta có thể biết ñược các hoạt ñộng của hệ thống nông nghiệp như thế nào, trong mỗi hệ thống có bao nhiêu hệ phụ, các mối liên hệ của chúng ra sao, môi trường của chúng là gì, hiệu quả hoạt ñộng của hệ thống cao hay thấp. 1.4 Một số khái niệm về hệ thống canh tác 1.4.1 Các khái niệm: - Hệ thống nông nghiệp ñược nhà nông học ðức VonWalfe ñề xuất từ thế kỷ 19 do ông cũng ñã sử dụng thuật ngữ “input” và “out put” của một nông trại như một hệ thống ñể nghiên cứu ñộ màu mỡ của ñất. Nhưng sau ñó bị lãng quên trong thời gian dài. - Khái niệm về hệ thống nông nghiệp (Agricultural System) ñược sử dụng phân loại các phương thức sản xuất nông nghiệp trên thế giới và nghiên cứu sự tiến hoá của chúng. - Hệ thống sản xuất do các nhà kinh tế ñưa ra ñể nghiên cứu sự phát triển của trồng trọt, ñồng cỏ, chăn nuôi và quản lý tài chính của nông trại. - Sau ñó các nước sử dụng tiếng Anh ñã sử dụng rộng rãi khái niệm hệ thống canh tác và coi như là hoạt ñộng sản xuất nông nghiệp của nông trại trong những ñiều kiện kinh tế xã hội nhất ñịnh. - Nghiên cứu và phát triển hệ thống canh tác: ở Pháp (1970) có xu hướng nghiên cứu mới là nghiên cứu – phát triển ñể thúc ñẩy nông nghiệp. Ban ñầu cũng nhiều cách hiểu khác nhau, nhưng mọi người ñều ñi ñến thống nhất là: nghiên cứu phát triển ở môi trường nông thôn là cuộc thử nghiệm trên môi trường tự nhiên và xã hội về các kỹ năng và ñiều kiện của sự thay ñổi kỹ thuật và xã hội. 1.4.2 Một số ñịnh nghĩa cơ bản về hệ thống nông nghiệp như sau: - Hệ thống nông nghiệp là sự biểu hiện không gian của sự phối hợp các ngành sản xuất và kỹ thuật do một xã hội thực hiện ñể thỏa mãn các nhu cầu. Nó biểu hiện một sự tác ñộng qua lại giữa một hệ thống sinh học - sinh thái mà môi trường tự nhiên là ñại diện và một hệ thống xã hội- văn hoá, qua các hoạt ñộng xuất phát từ những thành quả kỹ thuật (Vissac, 1979). - Hệ thống nông nghiệp trước hết là một phương thức khai thác môi trường ñược hình thành và phát triển trong lịch sử, một hệ thống sản xuất thích ứng với các ñiều kiện sinh thái, khí hậu của một không gian nhất ñịnh, ñáp ứng với các ñiều kiện và nhu cầu của thời ñiểm ấy (Mazoyer.M) - Hệ thống nông nghiệp thích ứng với các phương thức khai thác nông nghiệp của không gian nhất ñịnh do một xã hội tiến hành, là kết quả của sự phối hợp các yếu tố tự nhiên, xã hội- văn hoá, kinh tế kỹ thuật (Touve, 1988). -Tóm lại có những ñịnh nghĩa khác nhau, song các tác giả ñều xuất phát từ hai quan ñiểm là quan ñiểm nông trại và quan ñiểm hệ thống nông nghiệp. Nhiều người cho rằng tiếp cận hệ thống nông nghiệp toàn diện hơn cả và thích hợp hơn với sự phát triển (Beets Pillot, 1988) II. Các quan ñiểm về hệ thống và phương pháp nghiên cứu hệ thống 2.1 Quan ñiểm tiếp cận hệ thống 8 Khi nghiên cứu bất cứ một sự vật, một hiện tượng trong thực tế phải ñặt nó ở trong một hệ thống nhất ñịnh hoặc phải nghiên cứu môi trường ở xung quanh nó. + Khi nghiên cứu một hệ thống không chỉ nghiên cứu riêng rẽ các phần tử mà phải nghiên cứu trong mối quan hệ với các phần tử khác và phải chú ý ñến các thuộc tính mới xuất hiện. + Khi nghiên cứu một hệ thống phải ñặt trong môi trường của nó. Xem xét sự tương tác giữa hệ thống và môi trường mới có thể xác ñịnh rõ hơn hành vi và mục tiêu hoạt ñộng của hệ thống cũng như các ràng buộc mà ngoại cảnh áp ñặt lên hệ thống. + Các hệ thống thực tế thường là các hệ thống có cấu trúc phân cấp, do ñó phải xác ñịnh rõ mức cấu trúc. + Các hệ thống thực tế thường là các hệ thống hữu ñích là sự hoạt ñộng của hệ thống có thể ñiều khiển ñược nhằm ñạt ñược những mục tiêu ñã ñịnh. Từ ñó nảy sinh vấn ñề là phải cần kết hợp các mục tiêu. + Với mỗi hệ thống, ñiều quan tâm chủ yếu là hành vi của nó, song hành vi lại phụ thuộc vào cấu trúc của hệ thống một cách tái ñịnh hoặc ngẫu nhiên. Do ñó phải kết hợp cấu trúc với hành vi. + Các hệ thống thực tế thường ña cấu trúc. Vì vậy phải nghiên cứu theo nhiều giác ñộ rồi kết hợp lại. Người ta thường ñi từ việc nghiên cứu cấu trúc hiện sang nghiên cứu cấu trúc mở. 2.2 Quan ñiểm vĩ mô (Macro) và quan ñiểm vi mô + Quan ñiểm vĩ mô ðây là quan ñiểm giữ nguyên hệ thống hoặc chia hệ thống thành các hệ thống phụ (subsystem) với những quan hệ chính của nó ñể nghiên cứu. Nói một cách tổng quát: hệ thống ñược tìm hiểu và nghiên cứu một cách tổng thể, những mối quan hệ chủ yếu nhất. Mục tiêu chính của việc nghiên cứu là hướng vào hành vi của hệ thống. Như vậy khi áp dụng quan ñiểm vĩ mô người ta không ñi sâu vào cấu trúc bên trong của nó, không chú ý ñến kết cục trung gian mà chỉ quan tâm ñến kết cục cuối cùng của quá trình mà thôi. Nội dung của nghiên cứu vĩ mô là phải trả lời các câu hỏi: - Chức năng, mục tiêu của hệ thống là gì? - Môi trường của hệ thống là gì? - ðầu vào và ñầu ra của hệ thống là gì? + Quan ñiểm vi mô ðây là quan ñiểm phân chia hệ thống thành nhiều phần hệ, phần tử rồi ñi sâu vào nghiên cứu tỷ mỷ hành vi của từng phần tử và những mối liên hệ giữa các phần tử ñó, tuy nhiên mục tiêu cuối cùng nhằm hiểu hành vi của hệ thống. Với quan ñiểm này, người ta ñi sâu vào cấu trúc bên trong của hệ thống, quan tâm ñến từng kết cục trung gian của quá trình. Nội dung của nghiên cứu vi mô trả lời các câu hỏi sau: - Phần tử của hệ thống là gì? - Hệ thống có bao nhiêu phần tử? - C ấu trúc của hệ thống như thế nào? 9 Hai quan ñiểm vĩ mô và vi mô bổ sung lẫn nhau. ðể hiểu kỹ hệ thống, ñầu tiên người ta ñi từ ngoài vào trong, từ ñại thể ñến chi tiết, sau ñó từ cụ thể phải quay trở ra khai quát, tổng thể. 2.3 Phương pháp mô hình hoá Nghiên cứu hệ thống bằng cách xây dựng các mô hình tái tạo lại, mô phỏng lại các ñặc trưng cơ bản của hệ thống bằng kinh nghiệm, nhận thức và các công cụ khoa học. Dựa vào các mô hình này ñể ñưa ra các kết luận về hệ thống, có thể lượng hoá các thông tin dưới dạng các mô hình. 2.4 Phương pháp hộp ñen Hộp ñen là một hệ thống bất kỳ mà người nghiên cứu không biết gì về cấu trúc bên trong của nó cũng như biến ñổi diễn ra của hệ thống. Theo quan ñiểm “hộp ñen” thì các hệ thống có ñầu vào giống nhau cũng như có phản ứng giống nhau ñối với tác ñộng bên ngoài thì ñược xem như có cấu trúc như nhau. Phương pháp hộp ñen có thể áp dụng rất hiệu quả trong thực tế vì có nhiều hệ thống mà cấu trúc của chúng rất mờ, hoặc rất phức tạp do ñó việc ñi sâu vào cấu trúc hoặc là không làm ñược hoặc quá tốn kém. 2.5 Các phương pháp tổ chức hệ thống + Những cách ghép các phần tử của hệ thống a. Ghép nối tiếp: cách ghép mà ñầu ra của phần tử ñứng trước là một bộ phận hoặc toàn bộ ñầu vào của thành phần ñứng sau (hình 1-6). Hình 1-6. Sơ ñồ ghép nối tiếp giữa các phần tử trong hệ thống Ao-Vườn-Ruộng b. Ghép song song: Các phần tử gọi là ghép song song khi chúng có chung một phần (hoặc toàn bộ ñầu vào hoặc ñầu ra- xem hình 1-7). Hình 1-7. Sơ ñồ ghép song song giữa các phần tử trong hệ thống chăn nuôi và ñồng ruộng c. Ghép phản hồi: Hai phần tử ñược gọi là phản hồi với nhau nếu ñầu ra của phần tử này ñồng thời là ñầu vào của phần tử kia và ngược lại (xem hình 1-8). Ao Vườn Ruộng Bùn, nước Cây giống Chăn nuôi Cây trồng A Cây trồng B Cây trồng C Nông hộ 10 Hình 1-8. Sơ ñồ ghép phản hồi giữa các phần tử trong hệ thống trồng trọt và chăn nuôi + Hiệu quả của cách tổ chức hệ thống Cách ghép phản hồi chủ yếu ñược sử dụng trong hệ thống quản lý. Còn trong các hệ thống sản xuất và kỹ thuật chủ yếu ta gặp cách ghép nối tiếp và song song. ðể ñánh giá hiệu quả của hai phương pháp này người ta thường sử dụng các biến năng suất ñể ñánh giá. III. Quan niệm về hệ thống trong sản xuất nông nghiệp 3.1 Hệ thống kinh tế Hệ thống kinh tế là một bộ phận của hệ thống kinh tế - xã hội; nó là tập hợp các quá trình sản xuất, phân phối trao ñổi, tiêu dùng cùng với các mối quan hệ của con người trong và giữa các quá trình ñó. Hệ thống kinh tế có thể là toàn bộ nền kinh tế Quốc dân hoặc một bộ phận của nó (ngành, ñịa phương, xí nghiệp, nông hộ). Hệ thống kinh tế có những ñặc ñiểm sau ñây (Phạm Chí Thành và ctv, 1996): a. Tính thống nhất của mọi bộ phận và phần tử của nó nhằm phục vụ một mục tiêu chung ñặt ra trên 2 nguyên tắc: - Mục tiêu của toàn hệ - Tiêu chuẩn hiệu quả trong hoạt ñộng của mỗi bộ phận b. Tính chất phức tạp: bất kỳ một sự thay ñổi nào diễn ra ở mỗi bộ phận sẽ dẫn ñến sự thay ñổi dây chuyền ở các bộ phận khác. c. Hệ thống kinh tế không ngừng phát triển và hoàn thiện trên cơ sở tiến bộ khoa học kỹ thuật, biến ñộng của nhu cầu xã hội. d. Phương thức sản xuất và thành phần của hệ bổ sung lẫn nhau và thay thế lẫn nhau một cách toàn diện, ñây chính là ñộng lực ñể phát triển. e. Hệ thống kinh tế là sự kết hợp hữu cơ giữa mặt hiện vật và mặt giá trị khi hệ hoạt ñộng và phát triển. f. Tính ngẫu nhiên: Hệ kinh tế luôn chịu tác ñộng của các yếu tố thiên nhiên và xã hội. Những tác ñộng này về mặt cơ bản mang tính không thường xuyên và ngẫu nhiên. Vì thế hành vi và quá trình biến ñổi trạng thái của hệ kinh tế chỉ có thể dự ñoán với một mức ñộ chính xác nhất ñịnh. Trồng trọt Chăn nuôi Phân chuồng, sức kéo Rơm, rạ, sản phẩm phụ 11 3.2 Hệ sinh thái nông nghiệp Theo quan niệm của Sinh thái học hiện ñại, toàn bộ hành tinh của chúng ta là một hệ sinh thái khổng lồ và ñược gọi là sinh quyển (biosphere). Sinh quyển ñược chia ra làm nhiều ñơn vị cơ bản, ñó là những diện tích mặt ñất hay mặt nước tương ñối ñồng nhất, gồm các vật sống và các môi trường sống, có sự trao ñổi chất và năng lượng với nhau, chúng ñược gọi là hệ sinh thái (ecosystem). Ngoài những hệ sinh thái không có hoặc có rất ít sự can thiệp của con người - ñó là hệ sinh thái tự nhiên, còn có những hệ sinh thái do tác ñộng của con người tạo ra và chịu sự ñiều khiển của con người, ñiển hình như các ruộng cây trồng và ñồng cỏ; ñó chính là các HSTNN. HSTNN là hệ sinh thái do con người tạo ra và duy trì dựa trên các quy luật khách quan của tự nhiên, với mục ñích thoả mãn nhu cầu trên nhiều mặt và ngày càng tăng của mình. HSTNN là một hệ sinh thái tương ñối ñơn giản về thành phần và ñồng nhất về cấu trúc, cho nên nó kém bền vững, dễ bị phá vỡ; hay nói cách khác, HSTNN là những hệ sinh thái chưa cân bằng. Bởi vậy, các HSTNN ñược duy trì trong sự tác ñộng thường xuyên của con người ñể bảo vệ hệ sinh thái mà con người ñã tạo ra và cho là hợp lí. Nếu không, qua diễn thế tự nhiên, nó sẽ quay về trạng thái hợp lí của nó trong tự nhiên. Như vậy, HSTNN cũng sẽ có các thành phần ñiển hình của một hệ sinh thái như sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ, sinh vật phân huỷ và môi trường vô sinh. Tuy nhiên, với mục ñích hàng ñầu là tạo ra năng suất kinh tế cao nên ñối tượng chính của hệ sinh thái nông nghiệp là các thành phần cây trồng và vật nuôi. Trong thực tế sản xuất, dựa vào tri thức và vốn ñầu tư, con người giữ HSTNN ở mức phù hợp ñể có thể thu ñược năng suất cao nhất trong ñiều kiện cụ thể. Con người càng tác ñộng ñẩy HSTNN ñến tiếp cận với hệ sinh thái có năng suất kinh tế cao nhất thì lực kéo về mức ñộ hợp lí của nó trong tự nhiên ngày càng mạnh, năng lượng và vật chất con người dùng ñể tác ñộng vào hệ sinh thái càng lớn, hiệu quả ñầu tư càng thấp. Thực tế không ở một ranh giới rõ ràng giữa các hệ sinh thái tự nhiên và các HSTNN. Tiêu chuẩn ñể phân biệt một hệ sinh thái tự nhiên với một hệ sinh thái nhân tạo (HSTNN) là sự can thiệp của con người. Hiện nay con người cũng ñã can thiệp vào các hệ sinh thái tự nhiên như rừng, ñồng cỏ, ao hồ ñể làm tăng năng suất của chúng. Sự can thiệp ấy có lúc ñạt ñến mức phải ñầu tư lao ñộng không kém mức ñầu tư trên ñồng ruộng, vì vậy rất khó phân biệt một cách rạch ròi giữa một khu rừng tự nhiên có sự ñiều tiết trong lúc khai thác với một khu rừng trồng, giữa một ñồng cỏ tự nhiên có ñiều tiết với một ñồng cỏ trồng, giữa một ao hồ tự nhiên có ñiều tiết với một ao hồ nhân tạo. Do ñấy, giữa các HSTNN có các hệ sinh thái chuyển tiếp. Tuy vậy, giữa các hệ sinh thái tự nhiên và các HSTNN vẫn có những ñiểm khác nhau cơ bản, nắm ñược sự khác nhau này mới vận dụng ñược các kiến thức của Sinh thái học chung vào Sinh thái học NN.  Các hệ sinh thái tự nhiên có mục ñích chủ yếu kéo dài sự sống của các cộng ñồng sinh vật sống trong ñó. Trái lại, các HSTNN chủ yếu cung cấp cho con người các sản phẩm của cây trồng và vật nuôi. Ở các hệ sinh thái tự nhiên có sự trả lại hầu như hoàn toàn khối lượng chất hữu cơ và chất khoáng trong sinh khối của các vật sống cho ñất, chu trình vật chất ñược khép kín. Ở các HSTNN trong từng thời gian sinh khối của cây trồng và vật nuôi bị lấy ñi khỏi hệ sinh thái ñể cung cấp cho con người ở nơi khác, vì vậy chu trình vật chất ở ñây không ñược khép kín.  Hệ sinh thái tự nhiên là các hệ sinh thái tự phục hồi và có một quá trình phát triển lịch sử. Trái lại HSTNN là các hệ sinh thái thứ cấp do lao ñộng của con người tạo ra. Thực 12 ra, các HSTNN cũng có quá trình phát triển lịch sử của chúng trong quá trình phát triển NN. Con người, do kinh nghiệm lâu ñời ñã tạo nên HSTNN thay chỗ cho hệ sinh thái tự nhiên nhằm ñạt năng suất cao hơn. Lao ñộng của con người không phải tạo ra hoàn toàn các HSTNN mà chỉ tạo ñiều kiện cho các hệ sinh thái này phát triển tốt hơn theo các quy luật tự nhiên của chúng. Hiện nay, con người cũng ñã ñầu tư vào các hệ sinh thái chuyển tiếp, nhưng ở mức ñộ thấp hơn các HSTNN. Lao ñộng ñầu tư vào các HSTNN có hai loại: lao ñộng sống và lao ñộng quá khứ thông qua các vật tư kĩ thuật như máy móc nông nghiệp, hoá chất nông nghiệp Vật tư nông nghiệp chính là năng lượng và vật chất ñược ñưa thêm vào chu trình trao ñổi của hệ sinh thái ñể bù vào phần năng lượng, vật chất bị lấy ñi.  Hệ sinh thái tự nhiên (HSTTN) thường phức tạp về thành phần loài. Các HSTNN thường có số lượng loài cây trồng và vật nuôi ñơn giản hơn. Trong Sinh thái học, người ta phân ra các hệ sinh thái trẻ và già. Các hệ sinh thái trẻ thường ñơn giản hơn về số loài, sinh trưởng mạnh hơn, có năng suất cao hơn. Các hệ sinh thái già thường phức tạp hơn về thành phần loài, sinh trưởng chậm hơn, năng suất thấp hơn nhưng lại ổn ñịnh hơn vì có tính chất tự bảo vệ. HSTNN có ñặc tính của hệ sinh thái trẻ, do vậy năng suất cao hơn, nhưng lại không ổn ñịnh bằng các hệ sinh thái tự nhiên, dễ bị thiên tai hay sâu bệnh phá hoại. ðể tăng sự ổn ñịnh của các HSTNN, con người phải ñầu tư thêm lao ñộng ñể bảo vệ chúng. Ngoài các ñặc ñiểm thể hiện sự khác biệt cơ bản giữa HSTTN và HSTNN ñề cập ở trên, các nhà khoa học thuộc SUAN (Mạng lưới nghiên cứu HSTNN các trường ñại học ðông Nam Á) khi phân tích HSTNN ñã ñưa ra 6 ñặc tính cơ bản của HSTNN. Trong ñó tính năng suất và tính bền vững ñược chú ý nhiều nhất (xem hình 1-9); tính ổn ñịnh, tính tự trị, tính công bằng và tính hợp tác cũng là những ñặc tính ñược nhiều người quan tâm (Marten và Rambo, 1988). Hai ñặc tính khác thường ñược ñề cập gián tiếp là tính ña dạng và tính thích nghi. Hình 1-9. Các tính chất của hệ sinh thái nông nghiệp (Conway, 1985) 13 a) Năng suất: Là sản lượng thực của hàng hoá và các dịch vụ của hệ, như số kg thóc/ha/vụ. Một ñịnh nghĩa chính thống khác về năng suất là giá trị thực của sản phẩm trên một ñơn vị ñầu tư. Thông thường nó ñược ñánh giá bằng sản lượng năm, thực thu, số dư tổng số (gross margin). Trong quan niệm của người nông dân, sự khác biệt quan trọng là năng suất trên ñơn vị diện tích ñối nghịch với năng suất trên ñơn vị lao ñộng. Nói chung cần có sự cân nhắc, tính toán giữa việc ñạt ñược năng suất cao trên ñơn vị diện tích và năng suất cao trên giờ công lao ñộng. b) Ổn ñịnh: Là mức ñộ duy trì của năng suất trong ñiều kiện có những dao ñộng nhỏ và bình thường của môi trường. ðặc tính này có thể ñánh giá thông qua hệ số nghịch ñảo của biến thiên năng suất. Tức là năng suất của hệ ñược duy trì dù có những dao ñộng với cường ñộ nhỏ; mức ñộ biến thiên nhỏ cho thấy tính ổn ñịnh cao và ngược lại. c) Bền vững: Là khả năng duy trì năng suất của hệ khi phải chịu những sức ép (stress) hay những cú sốc (shock). Stress là những sức ép thường lệ, ñôi khi liên tục và tích luỹ, nó thường nhỏ và có thể dự báo trước; ví dụ như quá trình mặn hoá tăng lên, sự suy giảm ñộ phì nhiêu của ñất, thiếu các giống chống chịu và công nợ của người dân. Ngược lại, shock là những sức ép bất thường, tương ñối lớn và khó dự ñoán trước; ví dụ như hạn hán và lũ lụt bất thường, sự phát dịch của một loài sâu bệnh mới hoặc một chính biến quan trọng. Tính chống chịu cũng ñược xem xét như khả năng duy trì năng suất trong một khoảng thời gian kéo dài. ðáng tiếc là sự ño ñếm, ñánh giá ñặc tính này rất khó và thường chỉ ñược tiến hành bằng cách so sánh với quá khứ. Thiếu tính chống chịu cũng có thể biểu hiện qua việc giảm năng suất, nhưng thường ñến ñột ngột, không dự báo trước ñược. d) Tự trị: Là mức ñộ ñộc lập của hệ ñối với các hệ khác ñể tồn tại. Tính tự trị ñược xác ñịnh như là phạm vi mà hệ có thể hoạt ñộng ñược ở mức ñộ bình thường, chỉ sử dụng những nguồn tài nguyên duy nhất mà qua ñó hệ thực hiện sự ñiều khiển có hiệu quả. Tính tự trị ñầu tiên ñưa ra như một ñặc tính xã hội, sau ñó ñược mở rộng cho hệ sinh thái. Rừng mưa nhiệt ñới với chu trình dinh dưỡng gần như khép kín, là một hệ sinh thái có tính tự trị cao; ñầm lầy vùng cửa sông ven biển phụ thuộc nhiều vào các dòng dinh dưỡng ñổ ñến từ các hệ khác, là hệ có tính tự trị thấp. Các HSTNN luôn luôn cần các nguồn dinh dưỡng và năng lượng bổ sung từ bên ngoài vào, nên tính tự trị không cao. e) Công bằng: Là sự ñánh giá xem các sản phẩm của HSTNN ñược phân phối như thế nào giữa những người ñược hưởng lợi. Tính công bằng có thể ñược ñánh giá bằng phân phối thống kê, hệ số Gini hay ñường cong Lorentz. d) Hợp tác: ðược xác ñịnh như là khả năng ñưa ra các quy ñịnh về quản lí HSTNN của hệ xã hội và khả năng thực hiện những quy ñịnh ñó. Tính hợp tác thể hiện tương quan nhiều chiều, trong ñó các cộng ñồng ñều có tính hợp tác cao trong một số hoạt ñộng phù hợp với lợi ích chung của cộng ñồng (như làm hệ thống thuỷ lợi). Nhìn chung tính hợp tác ñược duy trì thông qua các tổ chức chính thức như hợp tác xã hoặc thông qua nguyên tắc tín ngưỡng và tập quán ñịa phương. Các tổ chức, tập quán và nguyên tắc ñó thường mang tính lí tưởng hoá hơn là tính khả thi. Hai ñặc tính khác ngày càng ñược quan tâm là tính ña dạng và tính thích nghi. ða dạng là số lượng các loài hay giống khác nhau trong thành phần của hệ. Nhiều nhà Sinh thái học cho rằng tính ña dạng cao góp phần vào tạo ra tính ổn ñịnh cao của hệ sinh thái, nhưng hiện nay quan niệm này ñang bị nghi ngờ. Tuy nhiên, trên quan ñiểm quản lí tài nguyên, tính ña dạng là một chỉ tiêu quan trọng, cho phép hạn chế rủi ro cho người nông dân và duy trì ñược chế ñộ tự túc ở mức tối thiểu khi nhiều hoạt ñộng của họ bị thất bại. Tính thích nghi liên quan tới khả năng phản ứng của hệ với những thay ñổi môi trường nhằm ñảm bảo sự tồn tại liên tục cho h ệ. Hiển nhiên nó có liên quan chặt chẽ với các khái niệm về tính ổn ñịnh và tính chống chịu. Sự thích nghi ñảm bảo cho HSTNN có khả năng phản ứng lại những nhiễu loạn bằng 14 cách giữ cho hệ hoạt ñộng và cho năng suất ở mức chấp nhận ñược. Tuy nhiên, tính thích nghi không ñồng nhất với tính chống chịu. Một hệ có tính chống chịu cao trong một môi trường ổn ñịnh, nhưng lại thiếu khả năng biến ñổi. ðiều này khiến cho tính ña dạng là một yếu tố quan trọng trong tính thích nghi; tính ña dạng cung cấp một biên ñộ lựa chọn lớn ñể thay ñổi cho phù hợp khi cần thiết. Conway (1985) và Trần ðức Viên (1998) cho rằng các HSTNN thường không ñạt ñược mức ñộ cao ở mọi ñặc tính, gắng ñạt tối ña các ñặc tính này thì lại kéo theo mức ñộ thấp hơn ở ñặc tính kia. Các ñặc tính của HSTNN ñược quyết ñịnh bởi ñiều kiện hình thành và có thể thay ñổi hệ sinh thái bằng cách thay ñổi các ñiều kiện môi trường, nghĩa là có thể tạo ñiều kiện sinh thái theo mong muốn của con người (Bảng 1-1; 1-2). Các ñặc tính nêu trên là những chỉ tiêu chính dùng ñể ñánh giá một HSTNN. Về thực chất, bản thân các chỉ tiêu này không ñặc trưng cho mục tiêu hay kết quả ñúng như mong muốn. Năng suất cao không phải lúc nào cũng tốt hơn năng suất thấp; tính tự trị cao cũng chưa hẳn là luôn luôn tốt hơn tính tự trị thấp. Các mục tiêu của từng HSTNN là do con người áp ñặt theo khái niệm của các giá trị văn hoá và sự nhận thức về quyền lợi cá nhân hay quyền lợi cộng ñồng. Bảng 1-1. Phát triển nông nghiệp là hàm số của các ñặc tính hệ sinh thái nông nghiệp Chỉ tiêu Năng suất Ổn ñịnh Bền Vững Công bằng A. Nương rẫy Thấp Thấp Cao Cao B. Canh tác truyền thống Trung bình Trung bình Cao Trung bình C. Cải tiến (cây trồng NS cao) Cao Thấp Thấp Thấp D. Cải tiến (cây trồng NS cao + Cây họ ñậu) Cao Cao Thấp Trung bình E. Hệ lý tưởng? (ñất tốt) Cao Trung bình Cao Cao F. Hệ lý tưởng? (ñất xấu) Trung bình Cao Cao Cao Nguồn: Conway, 1985. [...]... 10,0 2, 0 3,0 4 ,2 40 27 40 45 1,3 2, 5 1,1 17 21 ,5 H s kinh t 0,49 0,33 0,45 0,30 0,50 0,34 0,57 0,41 0,71 - N 164 143 20 8 26 9 90 20 1 138 145 196 178 115 25 3 75 62 1 62 85 96 130 19 L ng ch t dinh d ng hỳt (kg/ha) P K Ca Mg S 50 309 27 351 58 34 308 30 32 17 27 150 24 20 49 22 3 23 50 30 22 93 22 19 38 28 4 50 43 16 67 13 12 10 45 30 27 9 21 181 35 337 52 23 27 20 195 11 27 24 7 30 17 22 22 4 17 56 30 21 7 12. .. S 50 309 27 351 58 34 308 30 32 17 27 150 24 20 49 22 3 23 50 30 22 93 22 19 38 28 4 50 43 16 67 13 12 10 45 30 27 9 21 181 35 337 52 23 27 20 195 11 27 24 7 30 17 22 22 4 17 56 30 21 7 12 38 22 18 7 58 76 14 37 8 68 168 24 - Si 87 1017 - Ngoi ra, xem xột chu trỡnh c a t ng nguyờn t riờng r trong HSTNN cng cú nh ng ủ c ủi m riờng Vớ d , cõy tr ng khỏc v i cõy hoang d i l hỳt nhi u kali t ủ t hn canxi v s...B ng 2- 2 ỏnh giỏ cỏc tớnh ch t HSTNN Trung du mi n B c Vi t Nam (Ngu n: Lờ Tr ng Cỳc v Rambo, 1990) Ch ng Ch tiờu Nng su t n ủ nh T tr H p tỏc Cụng b ng ch u n v di n tớch cao, Trung Trung Cao Cao Trung bỡnh... t ng n h n cú th ph i tr giỏ cho cỏc s c v mụi tr ng trong m t th i gian di S h ng h t thụng tin mụi tr ng nh v y ủó ủ c th a nh n v ng i ta ủang n l c tỡm ki m cỏc gi i phỏp cho v n ủ trờn Vớ d : nm 20 00 chớnh ph Canaủa ủó chi kho ng 9 tri u ủụ la ủ h tr cho cỏc ho t ủ ng phỏt tri n cỏc ch s mụi tr ng Cỏc nh khoa h c tin 17 t ng r ng trong nh ng nm t i ủõy cỏc ch s mụi tr ng s cú tỏc d ng m nh m ủ... cỏc ch s mụi tr ng ủ tỡm hi u v ủỏnh giỏ tỏc ủ ng mụi tr ng c a chớnh sỏch v cỏc chng trỡnh, d ỏn phỏt tri n trong lnh v c nụng nghi p Nh ng k t qu nghiờn c u c b n v mụi tr ng nụng nghi p T i Canaủa, 2 ch ủ ủ c ủ t ra nh m ủi u ch nh th c tr ng mụi tr ng s n xu t nụng nghi p t nm 1981 ủ n nm 1996: lm th no ủ nụng nghi p b o t n ủ c ti nguyờn thiờn nhiờn s d ng cho m c ủớch s n xu t v h th ng nụng nghi... bún; R i ro do ụ nhi m ủ m mụi tr ng n c tng cao nh ng ni cú khớ h u m do vi c ủ y m nh quỏ trỡnh chn nuụi; Cú tri u ch ng gia tng phỏt th i khớ hi u ng nh kớnh, ủ c bi t t nm 1991-1996 (Khớ phỏt th i CO2 gi m, NOx tng, khớ CH4 phỏt th i v i li u l ng khụng ủ i) 18 4.3 Trao ủ i v t ch t trong cỏc h sinh thỏi ủ ng ru ng Chu trỡnh trao ủ i v t ch t trong cỏc HSTNN cng tuõn theo ủ nh lu t b o ton v t ch... t i ủ i s ng, s n xu t, s t n t i, phỏt tri n c a con ng i v thiờn nhiờn Tuy nhiờn, d i gúc ủ c a cụng tỏc ỏnh giỏ Tỏc ủ ng Mụi tr ng, nờn s d ng khỏi ni m sau ủõy v mụi tr ng (theo Nguy n Kh c Kinh, 20 00): Mụi tr ng cú t p h p c a t t c cỏc nhõn t , cỏc thnh ph n v t ch t t nhiờn v nhõn t o, cỏc quỏ trỡnh v t lý, hoỏ h c, c h c, sinh h c v cỏc quỏ trỡnh khỏc ủ c phỏt sinh, t n t i v phỏt tri n trong... d ch b nh v nng su t c a cõy tr ng thụng qua cỏc di n bi n v th i ti t Vai trũ c a mụi tr ng trong nụng nghi p bao g m: (i) V t mang; (ii) ni c trỳ; (iii) ni ch a v phõn hu ch t th i; (iv) thụng tin 4 .2 Ch th mụi tr ng (environmental indicators) Ch th mụi tr ng l nh ng ủ i l ng bi u hi n cỏc ủ c trng c a mụi tr ng ủú t i m t tr ng thỏi xỏc ủ nh Trong m t s tr ng h p, ng i ta s d ng thu t ng ch tiờu... a ng i dõn Ph n ny ch gi i thi u m t s phng th c ti p c n do cỏc t ch c phỏt tri n, ngõn hng th gi i v cỏc t ch c ti tr Hỡnh 1-11 Mụ hỡnh ti p c n c a CARE trong ủỏnh giỏ sinh k b n v ng c a ng i dõn 20 . 115 25 3 75 62 1 62 85 96 130 50 34 27 49 22 38 16 10 21 35 20 27 22 17 30 12 7 8 309 308 150 22 3 93 28 4 67 45 181 337 195 24 7 22 4 56 21 7 38 58 68 27 . nông nghiệp. Mô hình nông nghiệp là mô hình mô tả các hoạt ñộng của hệ thống nông nghiệp. Nhờ nó mà ta có thể biết ñược các hoạt ñộng của hệ thống nông nghiệp như thế nào, trong mỗi hệ thống. 68 27 30 - 23 - - - 30 - 52 - 30 - - - 22 76 168 351 32 24 50 22 50 13 27 - 23 11 17 - - - 18 14 24 58 17 20 30 19 43 12 9 - 27 - - - - -