扬大农学院生态学课件

扬大农学院生态学课件

第一章绪论§1农业生态学形成和发展一、生态学的产生和发展为农业生态学产生提供理论依据（一）生态学的产生与发展生态:生命体与环境所形成的一种结构以及这种结构所表达的功能1.生态学：研究生物与它的环境之间相互关系的一门学科三大关系：1、环境对生物关系：限制（分布）、调节2、生物对环境关系：改变（往往形成对自己不利的环境）适应（改变自己）3、生物之间关系：正相互作用、负相互作用、零相互作用2.生态学的发展史（一）生态学知识的累积阶段：生态现象描述秦汉时期：二十四节气；《吕氏春秋》：农业系统观；《诗经》：鸠占鹊巢《本草纲目》、《齐民要术》惊蛰：冬眠性动物的活动与气候因子（温度）的关系。“三才思想”：夫稼者，生之者天也，养之者地也，为之者人也，“天、地、人”，第一次对农业生产进行系统描述。（二）近代生态学的创始阶段：实物观察记载1803Malthus《人口论》：食物与人口的关系1859Darwin《物种起源》：生物进化学说创立，“适者生存”1865勒特oikos+logos=生态学1866Hackel定义生态学（三）学科与学派的分化阶段：个体生态学与群落生态学阶段（1866-1935）（四）生态系统生态学的发展阶段（1935-1962）1935Tansley第一次提出生态系统概念，生态平衡的概念1941R.L.Lindeman“一个老年湖泊内的食物链动态”，提出了十分之一定律。1952E.P.Odum《生态学基础》现代生态学之父（五）社会需求推动生态学向定向、定量、控制、模拟和应用方向发展的新阶段五大危机：人口、粮食、能源、资源、污染\n十大公害事件：1.马斯河谷烟雾事件2.洛杉矶光化学烟雾事件3.多诺拉烟雾事件4.伦敦烟雾事件5.四日市哮喘病事件6.水俣病事件7.富山痛痛病事件 8.爱知米糠油事件 9.博帕尔毒气事件10.切尔诺贝利核污染事故 进入九十年代后，生态学的研究热点集中在生物多样性、全球变化和可持续发展方面。1.生态学的分类按研究对象分:植物生态学、动物生态学、人类生态学按组织水平分：生态系统生态学、群落生态学、种群生态学、个体生态学、细胞生态学、基因生态学按环境特点分：淡水生态学、海洋生态学、森林生态学、草原生态学、农田生态学、城市生态学与其他的学科交叉理论：数学生态学、化学生态学、遗传生态学。。。应用：城市生态学、农业生态学一、系统论为农业生态学提供了方法论基础二、农业生态学应用农业的发展、社会的需求为农业生态学提供了广阔的空间农业生态学：把农业生产作为一个整体（农业生态系统）利用系统分析的方法研究这个系统的结构，功能、生产力及其控制管理以便达到最大生产力和最佳生态效果，这样的一门学科称为农业生态学。农业生态学研究对象：农业生态系统农业生态学研究基本内容：（1）生态学的基本概念和原理（2）农业生态系统的结构生态系统：生物+环境v结构：水平结构垂直结构时间结构（3）研究农业生态系统的功能（4）农业生态系统在不同的自然条件和社会条件下所形成的类型，分布及特点（5）农业生态发展及演替规律（6）农业生态系统的调节与控制农业生态学的特点：整体性、综合性、战略性农业生态系统的研究方法1定性描述2常规的调查研究、试验研究3系统分析法（一）农业的发展\n1.原始农业2.传统农业(持续了9000多年，自给自足，是可持续发展的)：投入的是人力、畜力、有机肥、种子（可再生的”生物质”）、农业机械少3.现代农业：投入的是大型农业机械、化石燃料、化肥、农药、人力、种子。这些都是不可再生的。4.生态农业：把传统农业技术精华和现代农业科学技术相结合（一）社会需求1.粮食安全：量、质2.农产品的多样化3.农民的福利第一章农业生态系统的基本概念§1系统的概念一、定义：指若干个相互联系、相互制约的组成部分结合而成的，并执行特定功能的有机整体。系统的三个条件①两个以上的组分②组分之间必须是偶联的③执行特定的功能二、系统的基本性质（一）结构的有序性：1.确定的边界（保证系统功能的相对独立性）2.组分之间产生分离（1）水平方向如：农村经济系统分为农、工、商、运输、建筑、服务等，其遵循平等性原则（2）垂直方向农下面分为农、林、牧……农下面又分为粮、饲…粮下面又分为稻、麦…（二）系统的整体性1.组分之间量比关系确定系统性质2.结构决定功能，功能反作用于结构（三）功能的整合性三、系统的类型（一）组成的物质性质：有机—生态系统无机—人造系统发（二）与外界交流状况：开放系统封闭系统：墒增原理，最终会崩溃四、研究系统的方法黑箱法、白箱法、灰箱法五、系统的调控（一）控制：一个系统接受外界信息后，经系统处理转换达到既定目标的过程。\n三个条件：1.接受信息2.经处理3.实现既定目标（一）机制：反馈机制1.反馈：把系统的输出信息再引入输入端，对系统进行调控的过程2.反馈机制：（1）正反馈：导致系统加速偏离既定目标方向运行的机制（2）负反馈：纠正由正反馈导致的系统运行的偏差，使得系统向既定目标运行的机制（3）正负反馈协调机制§2生态系统一、定义指占据特定时间范围，以生物群落为核心，通过生物和生物之间，生物和环境之间相互作用而建立起来的，具有自我维持、修补和重建功能的，并能维持相对稳定的动态综合体。（其中以生物群落为核心是判断是否为生态系统的指标）二、基本组成（一）生物组分1.生产者：第一次将环境中无机能量转化为生命有机体的能量。（自养型）（初级生产者）2.消费者：以生产者为基础营养源的所有生物类群（大型消费者）3.分解还原者（小型消费者）（二）环境组分：具有均一性1.太阳辐射能（基本动力）2.水体3.气体4.土体两个重要的概念•初级生产(primaryproduction):生产者利用环境中的物质，把环境中的能量第一次以生物化学能方式固定到生态系统中。•次级生产(secondaryproduction):消费者利用初级生产提供的养分和能量通过代谢作用形成生物量。三、基本结构（一）物种结构：是指生态系统是由哪些生物组成的，以及它们之间量比关系。（揭示了系统的环境特征。生态系统中环境具有异质性，任何一种生物对环境都具有选择性）（二）时空结构：生态系统中各生物种群在空间上的配置和在时间上的分布。水平结构：镶嵌性配置垂直结构：成层性配置，生存空间是有限的，生存更多的生物必须构建复杂的关系，实现稳定时间结构：漫化交替式配置\n（三）营养结构：生物以营养为纽带联系起来的食物链或者食物网结构生态系统与一般系统的区别1．在组成方面，它是由有生命的有机体和无生命的物质结合而成的，不仅植物，还包括与植物共同栖居的动物，微生物以及环境中作用于生物的物理、化学成分。2．在空间结构方面：通常与特定的空间相联系，因而反映出一定的地区特性以及与此相联系的空间结构。3．在时间变化方面，生物具有发育、繁殖（复制），生长与衰亡等特征。因而生态系统具有从简单到复杂、从低级到高级的演变规律，可分为幼年期、成长期、成熟期等阶段。4．从内部功能方面，生态系统的代谢作用是通过复杂的能量、物质转化过程完成的。5．具有复杂的动态平衡特征，不仅存在着种内、种间以及生物与环境之间的功能协调。6．在外部关系方面，是一个开放的系统，不断从外界输入物质与能量，通过变换而输出，维持着系统的有序状态。（四）层次结构：即等级层次一、基本功能能量流、物质流、信息流二、基本类型自然生态系统：森林生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统…生物圈生态系统农业生态系统：介于人造和自然生态系统之间的驯化的自然生态系统人造生态系统：城市生态系统…§3农业生态系统一、定义：以农业生物为主要组分、受人类调控、以农业生产为主要目标的生态系统。具有高效机制，并按照人类需求进行物质生产的有机整体性质：（1）以农业生物为主（2）受人类调控（3）以农业生产为目的二、基本组成（一）环境1.自然环境（1）太阳辐射（2）大气圈（3）水圈（4）土壤岩石圈\n2.人工环境（1）人工影响环境：水库、防护林、水源林（2）人工建造环境：A.无土栽培环境B.大棚温室环境C.集约化养殖环境（二）生物组分1.目的生物：农、林、牧、副、渔种类少、效率高2.伴生生物：病、虫、杂草3.人类：作为消费者和调节者一、农业生态系统结构的配置原则（一）物种结构的配置原则：因地制宜（二）时空结构的配置原则(1)水平和结构的配置：1.区域范围内：因地制宜（环境异质性）2.局域范围内：合理密度（相对均质）(2)垂直结构的配置（立体农业）：互补性原则。1.生物对资源利用互补2.功能上实现互补：社会、经济、生态(3)时间结构上的配置：季节性原则1.气候（春夏秋冬）2.市场（三）营养结构的配置（食物链加环）食物链、食物网是系统的物质循环、能量流动、信息传递的主要路径。二、基本功能能量、物质、信息、价值（资金）的流动五、特点（区别）（一）目标的不同：1.自然环境：稳定2.农业系统：人类需求（二）服从规律：1.自然环境：自然规律2.农业系统：自然规律、社会经济规律（三）稳定性不同（四）结构不同：1.自然环境：丰富2.农业系统：单一（五）效应不同第一章农业生态系统的能量流§1热力学定律及应用一、热力学第一定律（能量守恒定律）△U（系统内能变化）=Q（吸热）-W（对外作功）\nn能量可以在不同介质中传递，也可以在不同形式间转换，但在所有这些过程中能量保持恒定，既不能创生，也不会消灭。n应用：制定生态系统能量收支平衡表二、热力学第二定律1.能量的转换不可能达到百分之百有效。2.自由能的提高不可能是一个自发过程。n应用：提高能量的转化效率三、熵(entropy)1.熵(entropy):系统热量除以温度后得到的商。n△S=△Q/Tn熵是系统无序性的量度。2.热力学第二定律（1）在一个内能不变的封闭系统中，任何自发过程均朝着熵值增加的方向进行。（2）开放系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的任何过程，均使系统与环境熵值之和增加。四、耗散结构理论1.耗散结构(dissipativestructure)：开放系统在远离平衡态的非平衡状态下，系统可能出现的一种稳定的有序结构。(Prigogine)2.耗散结构理论：一个远离平衡态的开放系统，通过与外界进行物质与能量的不断交换，就能克服混乱状态，维持稳定状态，并且不断提高系统的有序性，使系统的熵减少。3.有机体和生态系统都是远离平衡态的开放系统，存在一种连续而有效的能量转换，因而都属于耗散结构。§2能流分析一、能源（一）太阳能（基础动力）（二）辅助能1.定义：除太阳能以外的能源2.分类：（1）自然辅助能：风、水力、潮汐（2）工业辅助能：直接(煤、油、电、气)间接（化肥、农药、机械、生长剂）二、能流结构（一）、食物链（foodchain）和营养级（trophiclevel）：\n1.食物链（foodchain）：来自植物的食物能转化为一连串的取食和被取食的有序状结构。2.营养级（trophiclevel）：食物链上的每一个食性级。以符号T来表示，T1表示第一营养级，T2表示第二营养级，T3……Tn余此类推。一般为4~5级。食物链是生态系统内生物与生物之间相互联系的一种主要形式，是物质循环和能量流动的主要路径。（二）、食物链的种类（1）捕食食物链（又称草牧食物链gazingfoodchain）：是由植物到草食动物，再到肉食动物，直接消耗活有机体或其部分的食物链。在陆地上起始于绿色植物，在水中起始于浮游植物。n如：水稻——稻飞虱——青蛙——蛇——老鹰——人（2）腐生食物链（又称残渣食物链detritusfoodchain）：由多种微生物构成，是以死有机体为营养源，通过腐烂、分解，将有机物还原为无机物质的食物。n如：秸杆（畜粪）——食用菌垃圾——蚯蚓（蜗牛）（3）寄生食物链（parasitefoodchain）：以寄生的方式取食活着生物有机体。食物链成员有自大到小的趋势。n如：大豆——菟丝子马——蛔虫——原生动物红铃虫——金小蜂（4）混合食物链：构成食物链的各营养级中，既有活食生物成员，也有腐食生物成员。n如：稻草——牛——蚯蚓——鸡——猪——鱼越是高级的生态系统，腐食食物链越多生态系统中食物链的基本特点：1.在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不相同的多种生物。2.在同一生态系统中，可能有多条食物链，它们长短不一，营养级数目不等。3.不同生态系统中各类食物链所占比重不同。4．在任何一生态系统，各类食物链有协同作用。（三）食物链的加环1.意义：提高农业生态系统的稳定性、提高农副产品的利用率、提高能量的利用率和转化率2.类型：①生产环：在食物链中加入能够把非经济产品转化为人们直接利用的经济产品的环节a、一般生产环（食草—解决秸秆问题）b、高效生产形态：蜂②减耗环：这类环节的引入可减少生产消耗。引入有害生物的天敌③增益环:这类环节虽不提供人类直接消费的产品，但可扩大生产环节的增产效果。\n如：利用粪渣等有机废弃物养殖蚯蚓和蝇蛆，可作为禽畜的蛋白饲料，可提高家禽的生长量和家禽的产蛋率。④复合环：兼具两种以上的功能环节如：稻田养鱼、鸭，即有减耗的作用（鱼鸭以水稻害虫为食，减轻虫害危害，鱼、鸭粪肥又可肥田），又可生产鱼、蛋产品。半生产环：消耗生态系统能量的环节，如杂草…三料转化：饲料、燃料、肥料。秸秆氨化变成饲料，饲料用于养殖产生排泄物进而产生沼气这样就成了燃料。沼气池产生的沼渣和沼液也是很好的肥料（四）食物网n食物网（foodweb)：在生态系统中，各种食物链交错起来构成的网状结构。n食物网本质上是生态系统中有机体之间一系列反复的吃与被吃的相互关系。n营养结构：以营养为纽带，把生物与生物、生物与环境紧密联系起来的结构。（五）、食物链的解列实质就是利用农业生态系统进行污水处理。使现代工业产生的有毒有害物质在食物链上富集到一定程度时与人类的食物链中断联系。一、能流模式的分解（一）食物链水平未利用Na草羊狼R维持生命的损耗NA未同化（二）营养级间（三）营养级内二、能量转化效率（一）食物链水平E固定/E前一个营养级持有的X100%=5%~10%（二）食物网水平E固定/E消耗（三）生态学效率：营养级内（间）的所有能量转化效率总称（四）影响因子：生物本身、环境、管理水平三、生态金字塔(一)定义：在生态系统中，随着营养级的提高，生物在其数量、生物量及能量均呈现一种塔状分布\n(一)类型1.数量金字塔：生物个体数2.生物量金字塔：每种生物的现存生物量3.能量金字塔：能量（不会倒置）(二)意义：§3农业生态系统中的能量转化一、初级生产的能量转化（一）初级生产力：农作物单时间、面积内利用光能合成有机物质的量（二）如何提高初级生产力：投入人工辅助能（工业辅助能）1.生物（1）品种：作物育种学（2）管理：作物栽培学（3）作物配置（垂直、时空）：耕作学2.环境（1）土壤肥料学（2）农业气象学（3）植物保护学3.管理：“经纪人”（三）工业辅助能的作用正面：1.改善环境2.减少非生产性损耗（伴生生物）3.提高转化效率负面：1.污染环境2.降低品质3.报酬递减4.成本增加二、次级生产的能量转化（一）次级生产的地位和作用1.进一步转化、富集初级生产产物2.经济途径：养猪要比种田赚钱3.改善人类的食物结构（二）如何提高次级生产力1.改善物种构成，充分利用初级生产产物：增加食草动物、立体养殖2.科学饲养：合理配方、适时出栏3.实行笼养、圈养以下为ppt上本节重要的概念1.农业生态系统的生产力：是指农业生态系统中物质循环和能量转化的效率，是系统中最基本功的数量特征。它的大小体现了系统功能的好坏。包括：系统生物的自然生产力和经济生产力2.总初级生产力：（grossproductivity）：植物单时间、面积内利用光能合成有机物质的量。\n3.净初级生产力：（netproductivity）：植物总初级生产力中减去植物呼吸消耗量所剩下的数量。4.总初级生产量：（grossproductionPg）：一定时期内植物合成有机物质的总量，无速率的概念。5.净初级生产量：（netproductionPn）：总初级生产量中减去呼吸消耗量的剩余量。即一段时间内，以植物组织形式表现出来的干物质量。6.现存量：（standcrop）：某一特定时刻，单位面积地段内有机体的数量。与生物量（Biomass）是同义语。7.提高农业生态系统初级生产力的途径（1）．选用高光效作物类型或品种，是最简捷有效的途径。（2）．根据环境条件合理配置各种农业植物，增加绿色植物覆盖面积。（3）．改进耕作制度，提高复种指数，合理密植，实行间作套种，（4）．适当增加投入，保护和改善生态环境，消除或减缓限制因8.次级生产：指初级生产的部分产品经异养者的采食、同化，合成肉、奶蛋等动物性食品的过程。异养者包括消费者和还原者。9.次级生产力：单位时间内，各种异养者直接或间接消费绿色植物，制造或形成产品的数量。10.次级生产力在农业生产系统中的意义n（1）．转化各种人类不能利用的农副产品，提高利用价值。n（2）．生产动物性蛋白质食品，改善人们膳食结构，提高人民的生活水平。n（3）．促进物质循环，增强生态系统的功能n（4）．种养结合，农牧互促，有利于农业资源的合理利用和农业的可持续发展。n（5）．增加就业门路，增加农民收入。11.提高次级生产力的途径n（1）．调整种植业结构，建立粮、经、饲三元结构，开发草山草坡，增加饲料饲草来源。n（2）调整次级生产者的种群结构，培育、改良和推广优良的畜、禽、鱼品种。n（3）加强饲料管理，科学喂养，这是提高次级生产力的最基本、最重要的途径。第四章农业生态系统的物质流§1　生物地球化学循环基本概念和原理\n一、生物地球化学循环（Biogeochemicalcycles）（一）概念：各种化学元素，包括原生质中必不可少的营养物质，在生态系统乃至生物圈里，沿着特定的途径从周围环境到生物体，再从生物体到环境，不断地进行流动和循环，这些不同的循环途径就构成了生物地球化学循环。（二）过程（1）地质大循环：岩石岩石特点：时间长、范围广，影响面广，具有全球性质，是闭合性循环。（周期长、闭合式）五大自然圈：水圈、土壤圈、岩石圈、生物圈、大气圈（2）生物小循环特点：在一个系统内进行，范围小、时间短、速度快，是开放式的循环。（周期短、开放式）人是地球上最强有力的地质动因（一）类型：1.气体型：其贮存库在大气中。元素或化合物可以转化为气体形式，通过大气进行扩散，弥漫于陆地或海洋上，在很短时间内又可被植物重新利用。如C、N、O等由于有巨大的大气储存库。对于干扰可相当快地进行自我调节。因此，从全球意义上看，这类循环是比较完全的循环。2.沉积型：其贮存库在地壳里。经风化作用从陆岩石缓慢释放的某些化合物或元素被植物吸收，参与生命物质的形成并沿食物链运转，然后动植物有机体经微生物的分解作用又将元素返回环境，除一部分保持在土壤中供植物吸收利用外，一部分以溶液或沉积物状态随流水进入海洋，经沉降，淀积和成岩作用变成岩石，当岩石被抬升并遭受风化作用时，该循环才算完成。这类循环是是缓慢的，倾向于不完全的循环，并且容易被局部干扰所破坏。如P、S、Ca、I、K、Na等循环。注：根据循环主要是与大气圈，还是与岩石土壤或水圈联系划分（根据物质在五大自然库的库存量的主次、大小和固定的时间长短）§2几种重要物质的循环一、水循环1、循环特征：总量不变、时空分布不平衡2、水循环过程：降水（P）、蒸发（E）、径流（R）3、循环原因内因：其相变――P和E外因：水的重力梯度（R）和太阳辐射4、人类对水循环的管理（1）地表水的管理：改变流域的地表水径流量、改变流域性地表水水量分配\n（2）地下水管理：循环周期达5000年。过量开采的后果：地质灾害、沙漠化加强、土壤质地改变、植被退化一、碳循环1、来源：大气中的CO22、路径：①细胞水平：C3、C4、CAM②个体水平：CO2植物CO2③食物链水平④地质大循环：煤煤3、C平衡：固定量和释放量平衡固定：植物、水体吸收、岩溶。工业革命后CO2浓度以1pm上升4、温室效应（1）温室气体来源：CO2主要来自于化石燃料；CH4主要来自于湿地：自然湿地、人工湿地；NXOX主要是含N化合物的燃烧；H2O；制冷剂、发泡剂等（2）后果：1.海平面上升（改变地表布局、陆地面积减少、加剧沿海地区土壤盐渍化、对内陆地区内涝加剧）2.气候变化（气候带北移、降水量：高纬度和低纬度升高、中纬度减少；极端气候发生频率增加）3.对人类的影响4.对农业的影响：提高农作物的产量、降低农作物的品质、提高农业生产的成本、改变作物布局、极端气候多农作物生长的影响（3）怎么办：低碳农业二、氮循环（一）来源：硝态氮、氨态氮1、大气固定N：雷电、射线。还有干湿沉降。2、生物固氮3、工业固定的N—N肥（二）路径：硝态氮、氨态氮土壤植物食物链死残体、排泄物土壤对于N1.再利用：直接利用；被异养型微生物暂时固定2.损耗过程：反硝化大气；水土流失、风蚀；淋溶地下水；燃烧（三）管理：增加和改善N源；减少损耗；提高利用率三、P循环\n（一）特点：典型的沉积循环，以不活跃的地壳作为主要贮存库，是一种不完的循环，其时间尺度地质时间，因而从人类的观点看，进入了沉积循环的磷就作为是损失掉了，因此这部分磷在短期内对生物无效。（二）过程：从循环的过程看，在循环过程中P总是有损失的，为增加P循环的封闭性，必须尽量减少陆生生态系统的损失。如让P经常贮存在有机体中则不易流失，贮存在土壤中却极易因土壤侵蚀流失掉（三）农田生态系统中P的亏损途径：①水土流失②农产品输出一、S循环（一）来源：SO2：自然（火山）；人为（煤燃烧）（二）后果：酸雨硫酸70%、硝酸20%、盐酸10%1.定义：当降雨的PH＜5.６时称为“酸雨”。2.后果：腐蚀建筑、毁坏植被、酸化土壤：加速养分淋溶、加速水生生态系统破坏3.怎么办：脱硫以C、N、P、S、H2O为例的物质循环清楚地表明，各种物质在全球范围内以及在生态系统中的循环、流动，越来越多地受到人类活动的干预。干预的结果是加速了物质参与生物圈的过程。这对人类生产、生活是有利的；但另一方面，由此而产生的各种环境问题也必须予以重视。二、生物浓缩效应（生物学放大）：重金属、666、DDT（一）概念：在生态系统中一些重金属，难以分解的有机物随着营养级水平的提高，其体内浓度不断升高积累的现象（二）怎么办：1.源头控制2.修复技术：①物理：深埋、搬移②化学：强氧化剂、强还原剂③生物：植物（吸收重金属）、动物（如蚯蚓灌水）、微生物（分解石油污染）§3农业生态系统养分循环一、一般模式（一）养分库1.作物库2.家畜库3.土壤有效养分库（二）路径：32条路径。1.输入（11条）：（1）自然输入：大气（干湿沉降法）、生物（2）人为输入：肥料、饲料、种苗2.输出（11条）:（1）产品性输出（2）非产品性输出：损耗过程3.转移（10条）二、特点\n1、大量的养分输入伴随着大量的输出：产品大部分作为商品输出系统，系统内的养分随之离开系统。输出产品越多，被带走的养分也越多2、养分容易失衡：向系统内归还各种有机质和施入大量的化学肥料，方能维持系统的养分相对平衡。农业生态系统是一个非闭合的生态系统。一、我国农田养分平衡状况（一）平衡特征：1.平原地区：N、P有余2.丘陵地区：N有余，P、K亏（二）原因：投入不合理。1.在投入的人工辅助能中工业辅助能的比重过高2.在投入的工业辅助能中化肥比重高3.在化肥的投入中N肥的投入高（三）怎么办：“增P补K“工程二、如何保持农田养分的平衡（一）合理耕作制度：1.种植制度2.土壤的管理制度：常规深耕、少免耕、轮耕（二）提倡农产品就地加工（三）优化农村能源结构：土壤C/N>25：1有机质多=25：1有机质平衡<25：1有机质偏少。所以在化肥的基础上适当的增加生物质能（四）进行养分区域富集：1.工程措施（底泥）2.生物质能：放养水生植物（水葫芦、水藻）（五）拦截工程：大坝，生物拦截（六）平衡施肥、提高利用率如何调节农田养分循环的途径l（一）合理搭配种植归还率高的作物：如花生、大豆、绿肥、油菜。l（二）实行合理轮作l（三）建立良性循环体系l（四）区域性养分富集l（五）农产品就地加工，提高物质归还率l（六）城粪下乡，尽量返还农田l（七）从系统外科学地输入补给，合理施用N、P、K肥第五章个体生态学及应用\n由生物构成的种群和群落是生态系统能量流动和物质循环的核心。对于一个生态系统，研究常可分为个体水平、种群水平、群落水平和系统水平，分别称为个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学。个体生态学(Autecology):就是研究生物个体发育、物种系统发育与其环境之间相互关系的一门学科,即生物对环境的适应过程及环境对生物的塑造作用。§1生态因子及其变化一、环境自然环境：是生态系统中作用于生物的外界条件的总和。二、生态因子1.定义：自然环境中对生物生命活动产生影响的环境因子。生存因子：生物生存不可缺少的生态因子。2.分类一、依据生态因子变化的周期性可分为：(1)第一周期性因子:如日长、温度（决定生物的分布）年内变化有规律，年际变化不大(2)次生周期性因子：如降水量（调节生物的数量或长势长相）年内变化有规律，年际变化大(3)非周期性因子：冰雹（灾害性因子）二、依据组成特性：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子3.生态因子的时空变化（一）纬向性变化（气候）：日长、温度、降水量随纬度升高而减少（二）经向性变化：日长、温度、降水量随经度变化而变化（三）海拔高度：日长、温度、降水量§2环境对生物的制约v环境中对生物生命活动产生影响的生态因子，不是孤立作用的，而是相互联系、相互影响形成统一的整体，共同作用于生物。v各种生态因子对生物的影响是同等重要，缺一不可、但各种生态因子对所起的作用有大小之分，即：生态因子可分为主导因子和辅助因子。一、最小因子定律李比西在稳定条件下，当某种基本物质的可利用量接近所需临界量时，这种物质将成为一个限制因素，限制其他处于良好状态的因子发挥效应，进而限制作物的生长。（木桶定律。）\n应用前提：1必须是在稳定条件下才能运用。2应考虑生态因子之间的补偿作用。二、耐性定律谢尔福德生物对不同生态因子的适应存在着一个生态学的上限和下限，生物只有在其范围内才能正常生长发育，任何因子过剩或不足都会影响生长发育和生存。三、比尔格曼法则同类恒温动物当中，大型种类趋向于分布在北方寒冷地区，小型种类趋于分布在南方温热地区四、生态因子对生物的作用特点1．生态因子的综合作用生境是各种生态因子按一定方式所构成的集合（即综合体）。各个生态因子不是孤立的发挥作用，而是相互联系、相互促进、相互制约的，环境中任何一个单因子的变化，必将引起其它因子发生不同程度的变化。对生物起作用的是生境中各因子的综合作用，决不是单个生态因子的独立效应。2.生态因子中的主导因子在生物生活环境内的诸因子中，其中一个或二个因子，在一定条件下，起主导作用，为主导因子。3.生态因子的不可代替性或可调剂性生物在其生长发育过程中，虽然其生态因子不是等价的，即所需要的量不同，但却具有同等重要性。如果缺少某因子，便会影响其正常生长发育，甚至致病死亡，且任何一种因子都具有不可代替性和同等重要性。此外，在一定条件下，某一因子在量上的不足可由相近生态因子的增加或加强而得到补偿，且可获得相似生态效应，如增加CO2的浓度，可补偿由于光照减弱所引起的光合强度降低的效应，即生态因子的可调剂性或补偿作用。4.生态因子的交互作用5．生态因子作用的直接性和间接性有些生态因子，如光、温、水、土壤养分等，直接影响或参与生物新陈代谢；另一些生态因子，如海拔、坡向、纬度、经度等，通过影响光、温、水、土壤等因子，间接作用于生物。6．生态因子作用的阶段性生物生长发育有阶段性，这种阶段性形成是由于生态因子规律变化的结果，如季节性物候，昼夜温差等生态因子的规律性变化，导致了植物生长发育的阶段性。每一个生态因子对植物不同生长发育阶段的作用是不同的，如低温对冬小麦的春化阶段非常重要，但在光周期阶段却成为有害因子一、主要生态因子对生物的作用\n日长的生态作用、温度的生态作用、水分的生态作用、土壤的生态作用§3生物对环境的生态适应一、生态适应（一）定义：由于环境差异性的变化而导致生存于其中的生物在其生理、生态、形态等特性上发生相应变化的过程称为生态适应。（二）生物生态适应的类型1、趋同适应：是指不同种类的生物，由于长期生活在相同或相似的环境条件下，通过变异、选择和适应，在形态、生理、发育以及适应方式和途径等方面表现出相似性的现象。2、趋异适应：是指亲缘关系相近的同种生物，长期生活在不同的环境条件下，形成了不同的形态结构、生理特性、适应方式和途径等。趋异适应的结果是使同一类群的生物产生多样化，以占据和适应不同的空间，减少竞争，充分利用环境资源。（三）生物生态适应的结果：形成不同的生活型与生态型植物生态型是与生活型相对应的一个概念，是指同种生物内适应于不同生态条件或区域的不同类群，它们的差异是源于基因的差别，是可遗传的。根据引起生态型分化的主导因素，可把生态型划分为气候生态型、土壤生态型和生物生态型等。（四）生物对环境的影响生命体不仅能够被动地适应环境，而且还能主动地影响环境，改造环境，使环境保持相对稳定，向有利于生物生存的方向发展。二、生活型和生态型1生活型定义：生物对于综合环境条件的适应而在外貌形态上反映的类型。（不同种的趋同适应）生活型是种以上的分类单位。不论植物在分类系统上的地位如何，只要它们对环境的适应方式和途径相同，都列为同一生活型。如松树和杉树都属于乔木这一生活型。一定的生活型是植物长期对环境条件适应的结果。因而生活型反映了生物对环境条件的适应。2.生态型定义：同一物种内适应性有差异的种群。是一个种对某一特定生境发生基因型反应的产物。如黄种人，白种人，黑种人（种内适应性的分化）生活型是种以下的分类单位。分布越广的物种生态型越多。三、生境与生态位（一）生境\n生境：即有机体居住的地方，是具体的特定地段上对生物起作用的环境因子的总和。不同物种其生境不同。一定的生境总是与一定生活习性的生物有着固定联系。如：蚯蚓在有机质丰富的泥土中生存。仙人掌在沙漠中生存。（二）生态位（小生境或生态龛）：定义：生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置。或定义为：生物钟在生物群落中的位置和作用。其含义有两个方面：时空生态位：即某种生物存在生活的时间和占据的空间。营养生态位：即模拟中生物种在物质循环和能量流动中所处的位置。生态位包括基础生态位：生态系统能够为某种生物提供的最大空间。实际生态位：由于竞争的存在，物种实际占据的生态位。实际生态位总小于基础生态位，而且参与竞争物种越多，该物种占据的实际生态位就越小。生态位理论表明：同一生境中，不存在两个生态位完全相同的物种。同一生境中，不同或相似的物种必然进行某种时间、空间、营养或年龄等生态位的分化分离。同一生境中，生态位差异大的物种竞争才较为缓和，因而由多个物种组成的群落更有利于有效利用资源，维持较高的生产力，并且有更高的稳定性。生态位理论的应用：1、研究种间关系2、资源的充分利用第六章种群生态原理与应用种群生态学(populationecology):是研究种群生物系统的规律的科学，研究种群内部各成员之间，种群（或其成员）与其他生物种群之间，以及种群与周围环境非生物因素的相互作用规律。核心是种群动态研究。§1种群的基本概念与特征种群：指占据特定时空范围内，同种有机体的集合。是生物生存的单位、资源单位一、种群的大小（一）定义：指某个空间内种群的个体数（二）密度：\n1.定义：粗密度：单位总空间内某个生物种群的个体数；生态密度：单位栖息地空间占据有用的2.测定方法：（1）总数普查法：人口（2）样方法：植物、微生物。代表性、数量（森林：取100平方米、农田：取10平方米、水体：取250毫升）（3）标记重捕法：对于野生动物，单次标记重捕n/N0=n重/N标；对于驯化的动物：一次标记多次重捕（4）连续捕获法：老鼠3.影响因子：营养级水平、资源量、人为控制注：种群密度：单位面积或容积内某种生物的个体数或生物量。（种群密度受生物钟的出生率、死亡率，迁入迁出的生物个体数目的影响种群密度大小是种群在一定环境条件下，种内种间相互作用的结果）种群密度的表示方法：单位面积或空间内的个体数、生物量一、种群的年龄结构（agedistribution）和性比（sexratio）种群的年龄结构：种群内各年龄组之间的数量比例。用龄级比和年龄锥体表示。龄级比：各年龄组个体数占种群数总数的比例称之龄级比。种群的年龄结构有三种：增长型、稳定型、衰退型对世代不重叠的种群，也就是一年生的种群，指标是平均年龄；对世代重叠的种群，指标是龄级比三、出生率和死亡率（NatalityandMortality）（一）出生力：1.概念：种群产生新个体的能力。2.指标：出生率（二）死亡率：个体消亡的速率（单位时间内种群死亡的个体数）四、内禀增长率（Intrinsicgrowthrate）定义：在没有任何环境因素（包括食物、领地和其它生物）限制的条件下，由种群内在因素决定的稳定的最大增殖速率。又称生物潜能或生殖潜能。此时，种群具有最大出生率和最小死亡率。内禀增长率常用于与实际增长率比较，其差值可看作环境阻力。环境阻力：是妨碍种群内禀增长率实现的环境限制因素的总和。五、环境容纳量（carryingcapacity）\n定义：某个种群在有限的环境中所能稳定达到的最大数量（或最大密度），称环境对该物种的环境容纳量。用k表示。当种群的数量低于k值时，种群会增长；当种群的数量高于k值时，种群会减少。§2种群的空间分布格局一、定义:种群在一个地区的分布方式,既个体如何在空间配置的.或种群在一定空间的个体扩散分布的一定形式.二、种群分布型的类型1.随机型：每个个体的位置不受其他个体分布的影响.①环境是均质的：蜘蛛、滩涂上的贝壳。在自然条件下难以实现②实验条件下容易实现2.均匀型：个体间的距离比随机分布更为一致.可看作是随机分布的特例.①环境是、相对均质的，在自然条件下难以实现②人工栽培条件下可实现均匀型分布3.集群分布:个体呈疏松不均匀的分布.又称聚集分布.是最常见的类型.一般可分为核心分布型和负二项分布型①环境的异质性，生物选择结果②抵抗逆境的需求③社会属性的需求，便于繁殖后代§3种群波动一、波动种群波动：指种群的数量随时间的变化而上下摆动的情况。种群波动分为：a非周期性波动：①非周期性的突然的环境变化所引起的波动。如干旱、冻害等。②常带来生物数量的剧烈变化。b周期性波动：由于环境的周期性变化而引起。可分为季节性波动和年波动。\n二、类型（一）季节性波动：第一周期因子影响，有节律性（二）年波动：1.次生周期性因子所导致的：无节律性2.生物因子：有节律性三、生态对策（一）定义：在生物进化过程中，生物在繁殖和竞争方面朝不同方向发展，以适应不同栖息环境的对策。（二）类型1.r对策：实行这种对策的生物其生态特征：高出生率，死亡率高。个体小，寿命短。种群数量的变化呈现大起大落。对生境要求不高，不大可能会灭绝，如低等生物、微生物、昆虫、杂草2.k对策：实行这种对策的生物其生态特征：种群数量稳定在k水平。低出生率，低死亡率。个体大，寿命长，易灭绝。主要指大型动植物。如乔木，对生境要求高，扩散能力差3.过渡对策：农业生物（三）应用：（1）顶级生态系统的生态对策如森林是一个r-k连续体（2）农业生态系统中生态对策特征：处于过渡对策类型；缺少r、k对策（3）怎么办：补充r对策类型生物—微生物补充k对策类型生物—防护林§4种间关系一、种间相互作用：正相互作用：结果一方得利或双方得利（+）负相互作用：结果至少一方受害（-）中性作用：结果是双方无明显的影响（0）二、负相互作用（一）竞争⒈定义：两种生物为了争夺同一种对象而发生的相互作用2.原因：生态位的重叠3.类型：（1）直接对抗：动物（2）资源利用型：植物\n4.结果：①两个物种间形成协调的平衡状态，实现生态位的分化。②一个种群被另一个种群消灭掉。③一个种群被赶跑到另一空间，利用另一种食物。5.竞争排斥原理（1）定义：在生态系统中占据相同生态位的两个物种中，其中一个必然会被消灭掉（2）启示：竞争是生态系统演化的动力竞争是生态系统不稳定的因素稳定的生态系统是生态系统分化的系统（二）捕食1.定义：一个生物活食另一个生物的过程2.生态学意义：①保持生态系统平衡的重要机制②协同进化：两个生物某些相关性状得以强化的过程（三）寄生1.定义：一个生物依赖于另一个生物生存，并对被依赖者产生不利排向的相互作用（四）偏害作用1.化学他感：一个生物通过分泌一些次生代谢产物来对生存于周围的生物产生影响2.次生代谢产物的类型3.释放过程（1）根系分泌（2）落叶残茬分解（3）雨水淋溶（4）挥发：紫苏释放气味驱虫4.在农业上的利用①开发生物除草剂（难）②配置农作物结构时要注意：向日葵不能和蓖麻在一起，西红柿不与黄瓜在一起③消除连作障碍，如西瓜每年都要换不同的地方播种才能长得好三、正相互作用（一）偏利作用1.定义：一个生物依赖于另一个生物生存，但是对被依赖的生物没有影响，如地衣和树2.进化趋势：寄生专性共生\n（二）原始合作1.概念：当两个生物生活在一起的时候，彼此各有所得，但双方没有依赖关系。如稻田养鱼（三）专性共生1.定义：两个生物彼此共生在一起，并发生直接的能流交流的相互作用关系四、应用（一）负相关作用关系的应用1.竞争怎么用？如杂草，通过合理密植，提高作物数量，占据有力竞争2.捕食与寄生：有害生物（二）正相关作用关系的应用构造合理的农业群落结构§5外来物种入侵（生态入侵）一、定义：一些非本地种（土著种）经人类有意、无意引入本地形成种群后对生态系统的影响过程二、中国外来生物入侵的特点容易形成入侵、涉及面积广、已被入侵的生态系统多、入侵物种类型多、无意引入多、有目的的引入多、入侵种的危害已经显现、在自然植被恢复过程中有意或无意引入大量外来物种三、主要的危害性1破坏景观的自然性和完整性2摧毁生态系统3危害植物多样性4影响遗传多样性5经济损失惨重6毁灭农业生产7影响国际贸易8威胁国际(国家）安全四、对策1、整理已有材料编撰成册2、建立有害入侵物种的数据库和信息系统3、加强国际合作4、加强案例调查和研究5、建立法律制度控制外来物种入侵第七章群落生态学及应用群落生态学（communityecology）：是研究生物群落与环境相互关系及其规律的学科，是生态学的一个重要分之科学。\n§1基本概念一、群落占据特定时空范围内所有生物群落的集合优势种：组成生物群落的多个物种在顶极群落的性质和功能上并非同等重要，群落中常常只有少数种类或类群，以其数量多、密度大，生产力高及在食物链中的地位深刻影响或决定群落的性质，这些物种称群落的优势种。二、群落的结构（一）水平上的配置特征1.镶嵌性2.小群落（二）垂直上的配置特征1.成层性如：乔木层、灌木层、草本层、地被层2.层片结构：生活型组成lifestyle，如乔木上有各种鸟类、昆虫、哺乳动物注：农业上采用间套作等立体农业也是利用群落的成层性，达到对环境资源的充分利用：充分利用太阳能。合理利用土壤中的水分、养分。生产更多的生物物质。利用生物的生态效应，改善农田环境，减轻不利气候条件的影响。如橡胶遮荫，茶树起到覆盖作用。利用生物种间的互利作用，调节养分供应，防治病虫害，或刺激生长。（三）时间上的配置特征演化交替性一些重要的概念：1.群落交错区：又称生态交错带，指两个或多个群落之间的过渡区域。2.边缘效应：在交错带生物多样性和密度及某些物种的活动强度、生产力增加的现象。边缘效应的利用：i.适当增加森林—草原的交错带，保护野生动物；ii.利用水—陆交错带发展各种水产品的生产；iii.利用城—乡交错带发展独特的城郊农业。§2群落演替一、定义\n在一定的时间内，一些生物种群入侵进去，另一些生物退化消失，使得生物与环境向着特定的方向有序变化的过程.其标志是群落在组成种类上发生质的变化，即优势种或全部种类的改变.一、过程(一)入侵定居阶段(艰难的)(二)竞争平衡阶段(惨烈的)(三)顶级稳定阶段(和谐的)二、类型依据演替起始地段的性质:有无生物,群落演替可分为:(一)原生演替定义：在从未有过生物群落的裸地上开始演替。这种演替往往要经历上千年的时间才能发展到稳定的顶级群落。也叫周期演替.又可分为：旱生演替：从裸露岩石表面上开始的原生演替。水生演替：从湖底或河湾发生的演替。(二)次生演替定义：在原有的生物群落被破坏了的地方（如弃耕地）重新进行的群落演替。这些地段虽无植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体，因而演替要进行的快得多，几百年或几十年就可完成。三、演替序列1、旱生原初演替序列①地衣群落阶段：此阶段是整个演替过程中持续的时间最长。改变了环境，加速岩石的风化。②苔藓植物阶段:增加土壤厚度、提高了土壤的有机质含量③草本植物阶段：土壤中微生物和小动物活动增强。④木本植物阶段：耐旱喜光的阳性灌木—阳性乔木—耐荫树种（阴性乔木、耐阴灌木）及草本植物的复合森林群落。其实这个阶段还可以细分为：草-灌木阶段和乔木-灌木-草阶段2、水生原初演替序列①自由漂浮植物阶段：环境改变，如增加了水体的粘度、减缓水流速度、增加泥沙积累、形成复合养分的湖底②沉水植物群落阶段：藻类的出现继续垫高了湖底\n③浮叶根生植物群落阶段：随着湖底变浅，出现了浮叶根生植物如眼子菜、莲、菱、芡实等。④挺水植物群落阶段⑤湿生草本植物阶段⑥木本植物阶段1、原生演替特点⑴具有方向性、顺序性，因而演替的结果可以预测。⑵演替的原因是由于群落本身的发展改变了光、温、水、气、肥等环境条件，有利于其他群落的生长发育而被新的群落所代替。⑶发展的顶点是顶极群落。注：顶极群落（Climaxcommunity)：演替序列中最后的稳定群落，它是与外界环境取得相对平衡的自我维持系统。4、次生演替特点⑴速度快：因为土壤条件好，且保留了原有群落的繁殖体。因此当外因停止破坏后，群落会迅速长成。⑵当外因停止作用后，次生演替趋向于恢复到破坏前的群落类型，且可以从任一阶段开始。一、结构与功能的变化（生态演替的趋势）1.物种有序地更替且不断增加，结构趋于复杂：由k对策生物替代r对策生物2.总生物量、呼吸消耗量随演替而增加，净初级生产量减少。但生物现存量以顶级群落最高。3.由于物种的多样性，物质循环的封闭性增强，生态系统保持养分能力增强。4.产生的次生代谢物增多，能调节生态系统发展和种间关系；再加上物种多样性形成的复杂营养结构，群落的稳定性随演替而提高二、农业生态系统就是人工亚顶级群落，其特点有：1．能量方面：净生产力高，总生产量远远大于总呼吸量2．养分循环：开放性强，有大量输入输出，循环比例低，养分流通快3．物种：物种少，结构单一，物种的多样性差。4．稳定性：受低温阴雨、风暴、寒冷、高温、干燥等自然灾害影响大。七、农业生态系统的演替特征\n1、农业生产是在每年翻耕的裸地上重新种植一年生或多年生的作物，是翻耕地上开始的次生演替，处于演替的初级阶段。2、农业生态系统的生物现存量虽然不大，但净生产量很高，而农业生产的目的就是为了获得大量的初级产品。3、为维持这一阶段，不使群落继续发生演替，必须通过增能量投入，人为干涉，保持生态系统的稳定。4、一旦停止人类干预，会迅速地转入次生演替，向灌丛和乔木群落发展。八、演替进展与逆行演替群落的演替显示着群落是从先锋群落经过一系列的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程称之为进展演替（progressivesuccession）。反之，如果是由顶极群落向着先锋群落演变，则称之为逆行演替（retrogressivesuccession）。九、演替的理论单元顶级假说、多远顶级假说§4生物多样性问题一、定义生物多样性是生物和它们组成的系统的总体多样性和变异性。\n•国际生物多样性日为5月22日二、遗传多样性1.定义：遗传多样性是生物多样性的重要组成部分，广义的遗传多样性是指地球上所有生物携带的遗传信息的总和，狭义的遗传多样性是指种内不同群体之间或同一群体内不同个体的遗传变异的总和。遗传多样性是指种内可遗传的变异，由于发育或环境引起的变化应排除在遗传多样性范围之外。2.研究遗传多样性的意义•(1)有助于进一步探讨生物进化的历史和适应潜力•(2)有助于推动保护生物学研究•(3)有助于生物资源的保存和利用三、物种多样性1.定义：物种多样性有两方面的含义，一是指一定区域内物种的总和，可称为区域物种多样性；二是指生态学方面的物种分布的均匀程度，也称群落物种多样性。四、生态系统多样性1.定义：生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境、生物群落和生态过程变化的惊人的多样性。2.中国生物多样性的特点（1）物种丰富（2）特有属、种繁多（3）区系起源古老。（4）栽培植物、家养动物及其野生亲缘的种质资源非常丰富。（5）生态系统丰富多彩。第八章资源生态的应用一、资源的定义是在一定的时空分布和一定的经济条件和技术水平下由人类发现的、可被人们利用的、有价值的东西。农业资源（agricultureresource）：是一种特质的资源，是被人类利用，直接参与或影响农业生产的各种物质、能量、资金和信息。二、分类（一）按来源来分类：自然资源、社会经济资源（二）按能否再生可分为：可再生资源、不可再生资源三、属性\n（一）地域性：要求我们做到因地制宜（二）可变性（三）有限性：指总量有限（四）无限性：人类对资源的利用率和开发替代资源的能力无限总之，我们要把有限的资源建立在无限的利用上§2农业资源的合理利用与保护一、不可再生资源（一）原则：合理利用（二）途径：提高利用率、寻找替代产品、循环回收率二、可再生资源（一）气候类自然可更新资源：充分利用（二）土壤（土地）资源：用养结合（三）生物质资源：合理利用、保护与增殖1.属性：由于人类的利用可能会将其由可再生变为不可再生；生物质资源是公共资源2.公共资源：有使用权但是无所有权的资源。（公共资源悲剧论）3.生物经济平衡规律：以公共资源形式存在的生物质资源的种类数量会维持在一个水平上，在这个水平上对其开放利用的收益等于其成本，这种生物经济双重平衡关系叫生物经济平衡规律4.怎么办：（1）明确所有权的归属（2）从法律上限制捕获量，捕获时间（3）加强法制建设（4）限制进入市场（5）建立保护区（协调好动物和人类的生存权）（6）加强科学研究§3农业效益一、概念农业效益：农业能够满足人类利益的效果。包括：–社会效益：农业能满足社会最基本需求的效果。（短期效益）包括：衣、食、住、燃料和就业机会等，决定农业在社会中的基础地位。–经济效益：农业在促进社会经济发展方面的效果。（中期效益）包括：劳动者的利润、国家的农业税收及劳动价值。常用产投比表示。–生态效益：农业在保护和增殖资源，改进生态环境质量方面的效果。（长期效益）\n二、关系（一）矛盾性：·单纯追求某一效益时,必然会损害其它效益（二）统一性：·协调各效益的关系只有在社会效益的基础上，才能发展经济、改善生态；只有在经济效益的基础上，才能反哺社会、生态效益；只有建立良好的生态效益的基础上才能促进社会、经济效益的发展。第九章农业生态系统的调控§1农业生态系统调控的特点一、系统的调控结构（一）典型的系统调控1.人造系统2.各组分相对独立3.以转换器为中心（二）典型的非系统调控如自然系统，其中生物承担着转换器和调节器的作用，环境承担着控制器和调节器的作用（三）介于两者之间的：农业生态系统二、农业生态系统的调控层次（一）自然调控定义：通过非中心式调控机制实现的。类型：（1）随动调控随动调控动植物的运动过程能跟踪一些外界目标。向日葵的花跟着太阳转，植物的根向着有肥水的方向伸。（2）最优调控：是生物在生存环境中达到最佳状态的调控。（3）程序调控:生态系统不同的水平层次均形成一种按一定程式来调控发展的的机制.如个体水平上,植物种子到种子的生命史就是一种典型的程序调控,是生物由遗传基因所决定的有序调控（4）稳态调控1.稳态的定义：生态系统通过多种内部调节作用阻止变化，保持自身相对稳定性（即保持平衡）的倾向。2.任何生态系统，其内在调节能力是有限的。\n生态阀值定义：系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受的最大限度的外界压力。3.生态容量：生态系统对某种物质（有毒，有害物质）的最大容纳量。4.稳态机制：系统内维持生态系统处于相对稳定状态（即稳态）的各种调节作用。c1.冗余调控：是生物以超过正常需要的功能组分量来完成特定功能的调控方式。如：植物的花粉数量极大地超过受精的数量，植物的叶片数量庞大等。c2.反馈调控：通过正负反馈协同作用生态系统各个水平上个体水平：生命史、进化史、生态型种群水平：生态对策（r、k对策；）正反馈对策；出生率、死亡率群落水平：生态位的分化（二）经营者对农业生态系统的直接调控1.环境改造（1）改善环境：施肥、杀虫、除草（2）改造环境：人工建造的调节气候因子、土壤环境调节、水分调节2.生物（1）种类：均质化配置（统一品种），种内异质性（粳稻、糯稻间种套作可以提高其抗病性）（2）组成水平：个体水平的调节（生物种类的选用；品种的选育）；种群水平的调节（确定各种农业生物种群数量和种群密度，种群的季节搭配）；（3）农业生态系统输入—输出管理：调控输入可改变系统的机能，然后改变输出。调控输出可通过反馈机制影响环境和输入，从而影响系统本身。（4）充分利用外部环境：政策（三）社会间接调控经营者在计划和实施直接调控时，除了考虑系统的自然状况外，还必须考虑各种社会如：市场、交通、科技信息等。其中价格对农民决策起着决定性影响。§2资金对农业生态系统的调控一、资金流与能流的关系（一）直接偶联：逆向过程。受市场经济的影响深。资金流输入能流输出资金流输入能流输入（二）间接偶联：受国家宏观政策调控（三）脱离二、“成本外摊”与“收益外泄”\n（一）成本外摊1.定义：经营者在经营活动中利用自然资源不计入其经营成本的现象2.后果：环境恶化，资源枯竭（二）收益外泄1.定义：经营者将自己的经营收益的部分用于改善生态环境质量而没有获得相应的回报的现象2.后果：经营者一定的亏损（三）怎么办：社会途径、法律途径第十章农业发展与中国生态农业§1替代农业（alternativeagriculture）一、定义：一切区别于常规农业的所有农业的总称。这里的常规农业指依据化石燃料、集约化为特征的机械化农业二、背景（一）高能耗问题：石油农业投入比传统农业高375倍，产出却只有其4倍（二）环境问题：水体富营养化土壤板结污染（重金属、有机、激素）生物多样性的破坏（三）食品安全问题：转基因（四）森林退化三、基本类型（一）有机农业土壤是一个有生命的系统，通过供给有机物可改良土壤，保持养分平衡，不施或少施人工合成物质。（二）自然农业四不农业–不翻耕，依靠植物根系，土壤微生物疏松土壤；–不施化肥，靠绿肥、秸杆、动物粪肥提高地力；–不中耕，不用除草剂；–不用化学农药，让自然平衡机制控制病虫害。\n（三）生态农业（西方）低输入的，生态上是可持续的，经济上有生命力的，目标是不产生大的或长远的在环境、伦理、审美方面出现人类不可接受变化的小型农业体系（四）生物农业健康的土地，健康的作物，健康的人。“3H农业”（五）可持续农业满足人们对粮食的基本需求，有一定的经济效应，同时也可以保护环境的农业。三种效应同步四、主要技术（一）农作物的选择技术1.作物：耐低温环境；抗虫、抗病2.动物：低蛋白含量；肉役兼用（二）病虫草综合防治技术生物技术：生物制剂杀虫物理技术：灯光诱虫；设置沙障，防治地下害虫（三）资源再生技术再生能源：CH4再生资源：藻类§2中国的生态农业一、背景（一）环境问题（二）社会经济问题：对粮食的需求，满足市场对农产品数量和质量的要求，经营者福利、收入增长的需求二、定义依据生态学原理和系统工程方法，把传统农业技术精华与现代科学技术相结合，实现农业高效率并良性循环的现代农业技术一、特征（一）区域性与多样性（二）外源物质的适度投入与内源物质的循环再生（三）劳动密集型与技术密集型结合\n（一）对资源的深度开发利用（二）“三效益”同步一、原理整体协调、循环再生二、技术（一）多维用地技术（二）资源的多级利用技术及有机废弃物转化再生技术（三）物质的循环再生技术（农牧结合）（四）农业生物多样性重构技术：作物与动物，作物与杂草，作物与作物（同一品种需要提高其种内异质性）（五）有害生物综合防治技术（六）生物能及再生能源的开发利用技术（七）生产自净技术考试加油哦！