命非常重要，因为它吸收有巨大危害作用的紫外线辐射。低空（对流层）的臭氧是有毒的，可由化石燃料释放的光化学烟雾生成。 臭氧屏的重要性
在同温层臭氧层即“臭氧屏”（ozone shield）形成之前，陆地生物的发展受到限制。DNA大量吸收紫外线，而紫外光会严重破坏DNA的复制，导致繁殖的失败和死亡。相对少量的增加紫外辐射会引起复制过程中的突变，从而导致癌细胞的生成。值得注意的是，紫外光对植物的重大损伤会导致初级生产力下降，因而影响整个生态系统。 平流层臭氧缺损
含氯氟烃（CFCs）能降解同温层中的臭氧。当英国南极考察团证实南极臭氧屏出现严重缺损后，这个问题引起了重视。据估计，单个氯原子能破坏100000个臭氧分子。如果按臭氧损失的现行趋势发展下去，预计到2050年，臭氧屏将再缺损10%，这会增加3亿皮肤癌患者。 相关主题
太阳辐射与气候（C1）空气、水和土壤污染物（W1）
X1 土壤侵蚀和农业
要 点 概 述
农业活动对全球的许多生态系统产生了较大影响，同时引起了很多生态问题。农业对生态的影响主要有四个方面：（i）控制害虫的后果（U），（ii）生物多样性的减少（V3），（iii）土壤侵蚀和（iv）营养物、水和能量利用的影响。后两项内容将在这一章进行讨论。 土壤侵蚀的 原因
土壤侵蚀和拙劣的农事活动造成的土壤肥力下降是严重的世界性问题。大规模去除植被，大面积没有屏障来减慢水运动的土地使用，不适宜的耕作技术，所有这些都造成了土壤侵蚀。 土壤侵蚀的 代价
大多数现代农业系统建立在短期经济效益的基础上，由于土壤侵蚀发生非常缓慢，所以短期内似乎没有什么严重后果。土壤侵蚀减少土壤中有机质和养分，降低土壤保水能力，限制扎根深度，从而影响土地的生产力。每年因风蚀和水蚀而损失四百万吨表土，价值约100亿英镑。过去50年中，世界30%的农田因土壤侵蚀而损失，与此同时，由于人口增长，食物需求量也在增加。土壤侵蚀不仅减少土壤生物生产力，而且会带来洪灾。 土壤保护的措施
有些方法能用来减少土壤侵蚀。以适当的角度耕作坡田（等高耕作），顺着等高线而不是顺着斜坡开沟。同时，在土壤裸露地区种植谷物（覆盖作物）能够防止水土侵蚀。免耕农业只需要挖一些窄的裂沟，而不需要对土壤进行耕作。这些办法，配合植物轮作，能够减少土壤损失和保持土壤肥力。但是，这些措施的实施进程很慢。 相关主题 土壤形成、性质和分类（G3）初级和次级生产力（P2）食物链（P3） 杀虫剂和问题（U2） 生物资源和基因库（V3） 养分、水和能量利用（X2）
X2 养分、水和能量利用
要 点
增加农业生产力
向土壤和作物直接施用无机肥料是增加作物产量的一个简单途径。每公顷平均产量由1950年年1.1t上升
到1986年的2.3t。如果要在2000年维持1987年消费水平，平均粮食产量至少要增加25%，然而，由施肥而增加的产量正逐年下降，20年前，向美国土地上施肥1t可使作物增产15~20t，今天用同样多的肥料只能增产6~10t。
肥料对磷循环的影响
每年至少有13×106t的磷作为肥料撒向农田，此外还有2×106t用作家庭洗涤剂。由于农业系统输入大量的磷和氮，世界上许多湖泊为浮游生物的高度生长提供了理想的条件。在这样富营养化的条件下，湖水因浮游植物（尤其是蓝藻类）的高密度生长而变得混浊，大型水生植物生长受到抑制，同时，大量浮游植物的分解会降低溶氧浓度，引起鱼和无脊椎动物的死亡。 农业活动对氮循环的影响
砍伐森林，垦荒农田通常导致溪流中氮含量增加，以及进入大气而损失的N2O量的增加。种植豆科植物，利用根瘤中的固氮菌，有助于氮的固定。氮肥（每年多于50×106t）非常重要。因为撒在田里的肥料中有相当一部分经过各种途径进入河流和湖泊，导致富营养化。 减少养分损失的策略
在农业和林业的实践中，生物量的收割和砍伐必然会带走矿质营养。氮的损失引起两个问题，首先，农民为了保证高生产必须向作物添加肥料，其次，从田地渗漏的氮将导致湖泊的富营养化或者进入饮水危害健康。永久性草地上牲畜的养殖（一个人工管理的动植物生物群落）导致氮的低效循环。 荒 漠 化
通过土壤灌溉增加粮食产量的方法为农业开辟了新局面。然而，灌溉通常会引起有效水资源的下降。另外，干旱地区蒸发量大，灌溉会引起土壤盐分的积累即盐渍化（salinization）。干旱或半干旱土地由于管理不善而不再适于放牧和耕作，称为荒漠化。全球每年荒漠化的土地约有600万公顷。自然情况下也存在土地荒漠化过程。
人类消费的肉和谷物
热力学第二定律告诉我们，以谷物为食比以吃谷物的动物肉为食能维持与维持更多人的生存，世界上大约有40%的谷物被牲畜消耗。转化效率是这样的：5kg适于人类食用的植物蛋白，喂食牲畜后，只能变成1kg适于人类食用的动物蛋白。此外，大量鱼蛋白用来喂养牲口，更是对资源的极低效利用。 传统农业的新作用
农业的可持续发展原理在全世界被广泛研究。传统农业的特点是：少量输入（如化肥、灌溉）。营养物的有效积累和循环，作物的多样性和土壤的保护。以豆科植物为基础的轮作是传统农业中常用的增加土壤中氮贮存的方法，轮垦、烧垦是指一块土地被开垦种植产量下降时，由开垦一块新的土地，这种方法是传统农业另一项常用的措施。毫无疑问，这些传统方法的改进有赖于可持续高产技术的大规模推广。 相关主题
来源与循环（G1） 植物和消费者（G2） 组成成员和过程（P1） 初级和次级生产力（P2）
食物链（P3） 土壤侵蚀和农业（X1）