农业生态学,2009,2_图文

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农业生态系统结构

第四章 农业生态系统结构 周国庆 农业生态学
2009.9

第一节、农业生态系统结构合理性标志 湖 南 文 理 学 院 生 科 院
一、农业生态系统的结构:
指农业生态系统的组分在时间、空间上的配置 及组分间能流、物流顺序关系。包括三个方面,即: 组分结构、时空结构和营养结构 ?组分结构 :即农业生物的种类和量比关系,也包 括环境组分。 ?时空结构:系统中各生物种群在空间上的配置和时 间上的分布,包括水平结构、垂直结构和时间结。 ?营养结构 :是系统中生物通过营养关系联结起来 的方式。即生产者、消费者和分解者三大功能类群 以食物营养关系联结起来组成的食物链、食物网。 它是系统的物质循环、能量流动、信息传递的主要 路径。

二、合理的农业生态系统结构应符合以下原则

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1、生物与环境资源相适应,能充分发挥当地的资源 优势,并保持资源的永续利用。 2、能维持生态平衡。具体体现在:
–保持输入输出平衡; –农、林、牧、副、渔各业比例合理,保持系统平衡; –系统生物组成比例合理,配置得当,使得物质能量转化 渠道畅通。

3、有助于系统的稳定性的加强和生态环境的改善。
多样性与稳定是密切联系的。

4、能保证最终获得最高的系统产量和优质多样的产 品,以满足人类的需求。 总之,合理的农业生态系统结构应最终获得较高 的经济效益、较好的生态效益和良好的社会效益。

第二节、农业生态系统的水平结构
湖 南 一、农业景观: 多种类型的在景观上有差异的农业生态 文 系统的集合。具有明显的边界。 学 其中单一的景观类型(或生态系统)称 院 景观单元。 农业景观可大可小,可包括单一的生态 生 系统,也可由多种生态系统构成。 科 二、边缘效应和生态交错带 院 不同景观单元的交错区域。

三、影响农业生态系统水平结构的因素

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一、自然环境条件 农业作物尤其只植物的生长发育与环境条 件密切相关,环境因子在很大程度上决定农业生 物的水平分布。 例如:北方种植:小麦、玉米、棉花、甘薯等 南方种植:水稻、甘蔗等。 果树南方与北方: 动物如骆驼、牦牛等。 二、社会经济条件 – 人口密度 – 城乡经济梯度

第三节、农业生态系统垂直结构
湖 南 文 学 院 生 科 院 垂直结构(立体结构):指农业生物之
间在空间垂直方向上的配置组合。

一、农业生态系统的立体结构类型
1、农田立体结构:农作物间作、稻田养鱼、 稻萍鱼、农田种菇。 2、水体立体养殖:鱼的分层放养、鱼牧结构、 基塘系统等。

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3、养殖业立体结构:立体分层养殖、林鱼鸭 立体结构。 例如:湖北省新洲县在低洼积水地区种植耐水 湿、生长快的池松,840—1650株/公顷,每 年4—10月浇水,水深0.8—1.0米,水中养 鱼,水面养鸭,用树叶、饲料喂鸭、鸭粪喂 鱼,鱼粪肥树,构成了由树、鱼、鸭组成的 立体养殖系统,获得良好的效益。 4、农林立体结构:桐粮间作、胶茶间作、枣 粮间作、林药间作等。

广东的基塘立体模式 湖 南 文 学 院 生 科 院

第四节、农业生态系统的营养结构
湖 ?农业生态系统的营养结构 南 指生态系统中生物间联结的食物 文 链、食物网结构,又称食物链结构。 学 一、食物链结构类型 院 二、食物链解列 生 三、食物链结构的举例 科 院

一、食物链结构类型
湖 1、食物链加环的作用 南 在原有食物链中通过加入新的链 文 环,延长或完善食物链组合,改变农业生态 学 系统的结构,具有很好的效益。其作用表现 在: 院 –提高农业生态系统的稳定性。 生 –提高农副产品的利用率 –提高 能量的利用率和转化率 科 院

2、食物链加环的类型 湖 南 文 学 院 生 科 院

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,称为生产环。 如:牛、羊等可把秸杆、糠麸、菜叶、杂草等转化为肉、皮、 奶、蛋等,蜜蜂可将花粉转化为蜂蜜、蜂王浆等。 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。 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。 减耗环 这类环节的引入可减少生产消耗。 如:引入天敌,可减轻病害危害,人工放养寄生蜂, 防治林场的松毛虫。 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。

二、食物链的解列
湖 食物链的解列: 南 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 文 一定程度时与人类的食物链中断联系。 学 ? 处理污染土壤 可种植非食用的木材、麻类、花卉等使污染物 院 离开食物链。 生 ? 污水处理 如:水生植物凤眼莲(又名水葫芦)、浮萍等对各 科 种污染物以及 水体富养化的N、P等具有较强的吸收净化能力。 院

三、食物链结构举例
湖 作物秸杆的处理一般有两种途径: 南 一种是直接焚烧,这部分养分流出农业生 态系统,不仅造成农业生态系统的土壤养分状 文 况的不断的下降,而且还会造成环境污染。 学 另一种是用于饲养牲畜,粪肥还田,相比 这种途径就会合理的多,在农业生产实践中利 院 用的也比较广泛。 生 秸杆多级利用技术 结构如下 科 院

1、
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第五节、农业生态系统的时间结构
湖 ?农业生态系统的时间结构 南 指在生态系统内合理安排各种生物种群,使 文 它们的生长发育及生物量积累时间错落有序,充分 利用当地自然资源的一种时序结构。 学 –环境条件的季节性变化 院 –生物的发育规律 生 如:油—稻 —稻 科 院

第五章、能流
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第五章

农业生态系统的能量流动

内容
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1 2 3 4 5

热力学定律 食物链、食物网 生态系统的能流分析 农业生态系统的能流 农业生态系统的能流分析

第一节、热力学定律
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? 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)
? 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。
? 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。

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三、 熵 1.熵:系统热量除以温度后得到的商。 △S=△Q/T 熵是系统无序性的量度。 2.熵增原理 (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
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1.耗散结构: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。 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。 光合与同化:引入负熵,保持有序状态 呼吸与作功:排除正熵,排除无序

第二节、食物链
湖 南 文 学 院 生 科 院 一、食物链和营养级: 1.食物链:生态系统成员间,通过食物营 养关系彼此联系起来的序列。 2.营养级: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。 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
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按性质不同分为四类: (1)捕食食物链(又称草牧食物链 ):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。 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):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。 如:秸杆(畜粪)—食用菌 垃圾—蚯蚓(蜗牛)

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(3)寄生食物链(parasite food chain):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。 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。 如:稻草—牛—蚯蚓—鸡—猪—鱼

三、生态系统中食物链的基本特点
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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。 一条食物链中包含的多种生物,可以使光合产物 得到充分利用(分级利用光合产物),在有限的空 间中养活众多生物。 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。如一个鱼塘生态系统中: 藻类水草——草鱼 绿藻——甲壳动物——花鲢 浮游植物——浮游动物——虾——噘鱼 自然生态系统中,食物链营养级的数目是有限的

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3.不同生态系统中各类食物链所占比重不同。 (1)森林生态系统:腐生食物链比重最大,约占系统 中生产者所生产的有机物质的90%以上。 (2)草原生态系统(牧场):腐生食物链约占70%左 右。 (3)农田生态系统:植物生产的有机质大部分作为产 品,留给腐生食物链的仅占净初级生产的20~30%。 如果不通过粪肥、秸杆还田等途径向系统补充有 机质,则系统中腐生食物链上的生物群落将会因 为缺少食物能而衰退,引起土壤肥力的下降。 4.在任何一生态系统,各类食物链有协同作用。

四、食物网
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食物网:在生态系统中,各种食物链交错起来构成 的网状结构。 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。 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。

湖 食物网图解、 南 文 学 院 生 科 院

第三节、生态系统中的能流分析
湖 一、生态系统中的能源 南 1、太阳辐射能 文 ? 是所有生态系统最主要能量来源 生理效应 学 ? 可见光:0.4~0.76μ 50% ? 红外线:>0.76μ 43% 引起热能 院 ? 紫外线:<0.4μ 7% 引起生物变性,致死 生 ? 太阳常数:So=1.94cal/cm2.min ? 到达地球表面的太阳辐射能强度,因纬度、地形 科 地貌、坡度坡向、气候因子而不同。 院 ? 太阳辐射能量到达地球表面的分配示意图

一、
湖 1、 南 文 学 院 生 科 院

2、辅助能
湖 ? 辅助能:生态系统中,除了太阳能以外的其 南 它一切补加能量。 文 ? 包括自然能和人工能补给,如沿海河口潮汐 学 的作用,风力的作用以及降雨和蒸发的作用 等。 院 ? 对农业生态系统,辅助能主要构成是人们从 生 事农业生产各项活动中投入的能量,当然, 科 也继承了自然生态系统中的自然辅助能。 院

二、生态系统的能流分析
湖 1、能流路径 南 ? 研究生态系统中能量流动,在于了解一个系统的能量输入、 贮存以及作功之间的相互关系,从而减少能量损耗,提高 文 能量利用效率。 ? 生态系统中能量是沿着食物链流动的: → Tn-1→Tn → 学 NUn NAn Rn 院 ? ? NPn-1 摄入量In An NPn 生 ? 注:NP:净生产量 A:同化量 科 ? Nu:未同化量 NA:未同化量 院

2、生态效率
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? 生态效率:能量通过各营养级的转化效率。 ? 1.营养级之间(Tn-1——Tn) ? ? ? ? ? ? ?

(1)摄入效率 In/In-1 (2)同化效率 An/An-1 (3)生产效率 NPn/NPn-1 2.营养级内部 (1)同化效率:An/In (2)生态生长效率:NPn/In(生产效率) (3)组织生长效率:NPn/An

3、生态金字塔
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生态金字塔:营养级由低到高,它们的个体数 或能量的分布形成一个塔形结构,就称为生 态金字塔。

三种基本类型: (1)生物个体数—数目金字塔 (2)每种生物的现存生物量—生物量金字塔 (3)能量—能量金字塔

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? 三、

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? 三、

第四节、农业生态系统的能流
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一、能源 生物界的能源,直接、间接地来源于太阳的辐射能。 农业生态系统有大量的人工辅助能输入,同时有大量的能 量以农产品的形式输出系统外。太阳能仍是主要能量来源, 但辅助能所占的比例大大提高了。 自然辅助能 辅助能 工业能:农药、化肥、农机、电力、 燃料、薄膜、设施 人工辅助能 生物能:劳动、畜力、有机肥、燃料 食物能:种子、种苗、饲料、 种畜、种禽

湖 南 ? 1.辅助能的投入,促进农作物对太阳能的 文 吸收、利用和转化。 ? 2.减少农业生物的非生产能量损耗。 学 ? 3.使农业生产中的一些自然生物过程可以 院 用人工过程取代,提高效率。 生 科 院

二、人工辅助能提高农业生态系统 生产力的原因

湖 南 文 ? 1.辅助能的效益随着辅助能的增加而降低。 学 院 ? 2.能源紧张。 生 ? 3 .化肥农药对农业环境造成污染。 科 院

三、工业辅助能的使用所带来的一 系列的问题

第五节、农业生态系统的能流分析
湖 ? 一、能流符号 南 文 学 院 生 科 院

二、能流分析法
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1.确定研究对象和系统边界。 2.确定系统的组成成分及相互关系,绘出能流图。 3.搜集资料,确定各种实物的流量与输入输出量。 ①直接从有关统计资料中得到 ②到实地进行调查获取资料。 ③间接估算,利用他人的成果。 4.将各种实物流量折算成能量,标在能流图上。

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? ? ? ? ? ? ?

5.结果分析。 (1)输入能量的结构分析。 (2)产出能量的结构分析。 (3)能量输入密度。 (4)能量产出密度。 (5)各种能量的转换效率。 ①人工辅助能效率=总产出能量/人工辅助能投入 量 ? ②工业辅助能效率=总产出能/工业辅助能投入量 ? ③各种生态效率

三、 农业生态系统的能流模型
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?

进入农业生态系统的能流,是沿着以农田、草 地、林果、水域为发端的几条主要食物链运行的。 由于畜禽(鱼)、加工业及作为消费者的人的存 在,在这些食物链的下游形成了交错复杂的网状 结构。

农业生态系统能流结构图
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? 三、

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? (一)农田亚系统: ? 农业生态系统主体、辅助能投入重点 ? 输出的能流:人、畜禽、城市、还田 ? (二)畜禽亚系统: ? (三)林果亚系统: ? 个体大,生育期长,强自我维持能力和光能

转化,生态效益(保持水土、改善气候、稳定良 好的生态环境、为病虫害的天敌活动提供保护), 提供多样化食品、生产资料和生活资料,改善农 村景观 ? (四)加工业亚系统:

第六章、农业生态系统的物质流
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? 1.物流也和能流一样,是生态系统的基本功能之一。 ? 2.有机体和生态系统为了生存与发展,除了不断输入能量

外,还须不断输入物质,因此物质既是生命活动的物质基 础,又是能量和信息的载体,起着双重作用。 ? 3.能量和物质是同时沿着食物链流动和传递的。但能量流 动是单方向的,是一个不断耗散的过程;而物质流动则是 循环的。 ? 生态系统中的生产者通过根系从土壤中吸收矿物质和水分, 由叶片吸收CO2,以太阳能为动力合成有机物质,然后沿 着食物链移动。在每次物质转移中都有物质丢失,但丢失 的部分都将回到环境,被植物重新吸收.利用。因此物质是 可以循环的,并且是周而复始地被利用。

第一节、物质循环的概念
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一、生物地球化学循环 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。

1、 地质大循环
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物质和元素经生物体的吸收作用,从环境进入有 机体内,然后生物以死体、残体、排泄物等形式返 回环境,进入五大自然圈的循环。 五大自然圈:大气圈、 水 圈、土壤圈、 岩石圈、 生物圈。 特点:时间长、范围广,影响面广,具有全球性 质,是闭合性循环。

? 如:①大气CO2通过生物圈的光合和呼吸作用约为400年循环一次。 ?②O2通过生物代谢,约2000年循环一次。 ?③水圈(包括占地球表面71%的海洋)中的水,通过生物圈的吸收、 排泄、蒸腾,每当200万年才循环一次。 ?④至于由岩石土壤圈风化出的矿物元素循环一次则需要更长的时间, 甚至要经过几亿年。

2、生物小循环
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是指环境中元素经生物体吸收,在生命系统中被 相继利用,然后经分解者分解成无机态进入环境, 再次为生产者吸收利用。 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。

3、物质循环的几种类型
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(1)气体循环: 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。 (2)沉积循环 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。 (3)水循环

二、物质循环的库与流
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1.流(flow) ? 生态系统中的能量和物质不是静止不动的,而是 不断地流动着。 ? 能量和物质通过食物链形成的转移运动状态,称 为流。 ? 生态系统中主要的流有物质流、能量流和信息 流。 ? 农业生态系统要获得高的生产力,就要使系统内 的能量和物质的流量大,流速快且畅通无阻。

2、库
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生态系统中能量和物质在运动过程中被暂时固定、 贮存的场所,称为库。 生态系统的各组分都是物质循环的库。 农业生态系统中主要有植物库(农作物、蔬菜、 果树、林木、牧草等),动物库(畜、禽,虫等) 土壤库、大气库和水体库。 库存(S)---库在某一时刻所贮存的某一化学元 素的数量。 物质循环的库在生物地球化学循环可分为两大类: 贮存库:容积大,活动缓慢, 一般为环境库。 交换库:容积小,与外界进行物质交换比较活跃, 一般为生物成分。

3、库与流的作用及相互关系
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(1)没有库,环境资源不能被吸收,固定,转化为

各种产物。 (2)没有流,库与库之间不能联系与沟通,则物质 循环阻塞,生物无以维持,生态系统也将瓦解。 (3)库的吸收,固定和贮存的能力,不仅决定于生 物种群的特性,也决定于循环。 (4)农业生态系统中,生物种群所具有的捕获、吸 收和转化能量与物质的性能和效率,决定了流的数 量和速度,也决定了能量和物质在生物种群之间的 分配的定量关系。 (5)一个高效的生态系统,必须是库容量大,流动 畅通。

三、周转期、周转率与循环效率
湖 1、周转率与周转期--衡量物质流动效率的 南 指标 ( 1)流通率:单位时间内出入库的物质流量 文 ( 2 )周转率:系统达到稳定状态后,流通率 学 (FI或FO) 与库存(S)的比例。 R=F/S ( 3 )周转期:周转率的倒数,表示该库的全部 院 物质全部更换一次平均需要的时间。 T=S/F 生 2、循环效率:循环物质占总输入物质的比例 EC=FC/FI 科 院

第二节、几种重要物质的循环
湖 一、碳循环 南 C是有机物的基本成分,占干重的49%。 文 1.C的来源是CO2 学 ? 0.14%为CO2 无机态占大部分 院 ? ? 地壳沉积物中 生 ?地球上总碳量为 ? 26?1015吨 化石64%:煤、石油、碳 有机态 有机残体占42%:土壤和 科 ? ? 占0.15% 水中 生物体成分占4% 院 ?

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2、大气库与生物组 分之间的气相循环过 程 ?CO2通过绿色植物的 光合作用进入生态系 统,CO2和水形成 CH2O,然后在系统中 流动,其流动途径: ①沿食物链传递:这 种过程是最理想的,C 一直在生态系统的生 物组分中。②生物的 呼吸作用,使CO2返 回到大气。

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3.大气与海洋间的交换 ?(1)特点:①这是一自然过程,生物不能控制。 ②海洋溶解的CO2是大气库中CO2的50倍,因而海洋 对大气中的[CO2]具有缓冲机制。 ?(2)过程: 4.沉积循环: ?(1)特点:①这是一自然过程——这种途径C素 经化石、石灰岩或油页岩等固态过程,有相当长 一段时间离开了气相循环,离开了生物圈,进入 了地质大循环。②这是自然界最大一个库。 ?(2)过程

5.人类活动的干预
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在空气中,[CO2]≈0.04%,但自第二次工业 革命(1850年)后,人类大量砍伐森林、开采化石 燃料、化肥的施用,从而将几百万年前被光合作用 固定的C通过燃烧又释放到大气中。据统计每年燃烧 矿石释放到大气中的CO2约50-60亿吨,虽然大部分 被海洋吸收而缓冲,但仍有1/4保留在大气中,使 大气[CO2]逐年上升。过去一百年,280?mol.mol-1→ 355 ?mol.mol-1 。 由于CO2对红外线有强烈的吸收作用,因此CO2 的增加将产生“温室效应”。虽然[CO2]↑有利于 光合作用增强,但也导致全球近地表温度升高, 这对全球的气候,大气环境。降雨……等将产生 一系列不利于人类的影响。

6、农业生态系统的碳流的问题
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1.养分循环的两种控制:

(1)生物控制:通过食物链控制 (2)人为控制:通过食物输入、产品输出等控制 2.农业生态系统的良性循环要求促进和保护生物控制 ?这就面临两个选择:动植物残体的去向 ?(1)肥料:提高地力(以有机物形式返回土壤) ?(2)燃料:以CO2形式返回大气→土壤有机质数量不足→ ?土壤微生物C源不足→土壤有机质含量↓ →地力衰退。 ? 燃料 ?发展中国家,因人口多耕地少,大量砍伐森林 ? 耕地 ? 沙漠化(Negro) ?毁林的结果 ? 地力下降、广种薄收 ?因此必须提供辅助能源为生活能源,同时大力控制人口数量解决粮食, 耕地问题。

二、氮循环
湖 1.N的主要库存是大气――主要是气态循环。以N 2 南 的单质形式存在。在大气中占79%,总贮量约 48?106亿吨,但不可被植物直接利用,必须通过固N 文 作用。 学 2、N循环基本过程 ?固氮作用是气态循环的重要机制 院 (1)生物固N:每年175 ? 106吨(固N生物:根 生 瘤菌 蓝绿藻) (2)工业固N:45.9?106吨(1977年)→100?106 科 吨(1997年) (3 ) 大 气 固 N: 通 过 闪 电 和 宇 宙 射 线 固 N, 院 7.6?106吨是

2.生 湖 态系统 中的氮 南 流途径

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3、人为干预 湖 南 文 学 院 生 科 院
(1)干预途径(方式):农业生产生物固N 工业固N:占有20-40% (2)问题: ①地下水污染:施肥不当,N累积或流失进入地下水,生成 的亚硝胺是致癌物质;形成NO2-,与血红蛋白给合,使其载 氧能力受到损害。 ②水体富养化:当水体中的总磷>20mg/m3,无机N> 400mg/m3时,可以认为该水处于富营养化状态,藻类繁茂,, 在水体中腐烂分解,产生大量CH4、H2S、CO2、NH4等,使水 质变坏。同时有机质分解时大量消耗水中的溶解O2少于4mg/ 升时,会造成鱼类和其它水生动物的死亡。 ③破坏臭O3层:反硝化作用产生的N2O进入大气后会破坏臭O3 层若臭O3层玻坏5%,进入地球的紫外线会增加10%,诱发 皮肤癌。 ④作物偏N:营养生长过度 ,经济系数低,抗性下降。

三、磷循环

湖 (一)特点: 南 ? 典型的沉积循环,以不活跃的地壳作为主要贮 文 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 学 是损失掉了,因此这部分磷在短期内对生物无效。 院 ?(二)过程 从循环的过程看,在循环过程中P总是有损失 生 ? 的,为增加P循环的封闭性,必须尽量减少陆生生态 科 系统的损失。如让P经常贮存在有机体中则不易流失, 院 贮存在土壤中却极易因土壤侵蚀流失掉。

磷循环过程图
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(三)人类干预 湖 南 文 学 院 生 科 院

1.大量开采磷矿,加剧了P的损失,以后会造成资 源枯竭。现地壳中磷约含纯磷约198亿吨,按现在的 消费率计算可持续用1750年,若考虑到P的消费率增 长是人口增长的2.76倍,则90年内将耗尽。 2.农田生态系统中P的亏损途径:①水土流失 ②农产品输出 3.污染 (1)营养富集 西、北欧美大量施用P肥和含P的合成洗涤 →水体富养化→水质恶化→渔业资源减少 (2)放射性物质污染 磷矿石中含放射性的铀、钍等物质,经常施P 使土壤放射性物质增加,影响作物生长和产品质量。

四、水循环
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?水循环三个基本环节:降水(P)、蒸发(E)、径

流(R),这三个基本环节相连构成了水循环。水在 生物圈的循环可以看作是从水域开始,再回到水域 而终止。 ?1)水域中的水受太阳辐射而蒸发(E)进入大气 ?2)大气中的水汽随气压变化而流动,并聚集为云 ?3)云以雨、雪、雾、等形式降落到地球表面。 ?4)到达地表面的水,一部分直接形成地表面径流 进入江河,汇入海洋。一部分渗入土壤内部:大部 分通过地下径流而进入海洋,接近土壤部分为植物 吸收。

水循环图
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水循环是生物地球化学循环的基础
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水的溶解性使它在物质循环中起到载体的 作用,任何生物地球化学循环都有水的参与。 元素的迁移、流动和积累都离不开水。 从宏观看:从陆地到海洋的径流每年携 带4.6?109T物质,造成 严重的水土流失。 从微观看:根系吸收矿物质也需水的携 带 因此,水循环是生态系统中最基本的物 质循环,水分是养分循环的重要动力。

森林调节水分循环的重要作用
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?1.丰茂的森林可截留夏季降水量的20-40

%(草地为5-14%) ?2.树冠有强大的蒸腾作用:比同纬度的海 洋蒸发的水分多50% ?3.林区比无林、少林区降水量多40% ?4.在坡地,森林可减轻对土壤的侵蚀作用: 林地内地表径流比无林地少10%

第三节、物质循环的环境问题
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?一、有毒物质在食物链上的浓集 ?各种有毒有害物质一旦进入到生态系统,便

立即参与物质循环。在循环过程中性质稳定、 易被生物体吸收的毒物质沿着食物链在有机体 内不断富积、浓缩。这就是在污染情况下,造 成有机体的大量死亡的原因。 ?食物链的浓集作用(生物学放大作用):有 毒物质在沿食物链传递时,愈是上面的营养级, 生物体内有毒物质的残留浓度愈高。

2、
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?如DDT在生态系

统中的富集作用 (海中为 0.00005ppm)。 ?浮游植物→鱼→ 河鸥→银鸥 ? 0.04ppm 1.24 18.5 75.5是

二、环境污染的危害
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随着工农业的发展,人类将大量对工农业 生产有利,但具有毒性的化学物质挖掘出来, 进入了生物圈。 (1)各种杀虫剂、除草剂、农药、化肥等 (2)矿山开发、原子反应堆试验、核电站的 建立 (3)工业“三废”等 污染大气、水体和土壤,破坏生态平衡, 严重者甚至造成公害

(一)大气污染 湖 南 文 学 院 生 科 院

污染源:铅烟、粉尘、SO2、CO2、氮氧化合物、氟 化物和各种有机物。其中: 1)SO2,形成酸雨;致癌作用 2)漂浮在大气中的粉尘,会使太阳光照强度削弱, 并和CO、CO2等毒气体形成毒雾,影响人畜健康。 3)氮氧化合物来自含N有机物燃烧,硝酸和氮肥的 生产及交通车辆排放的废气。主要是NO,其毒性并 不大,但进入大气后 NO→NO2,毒性提高五倍。NO、 NO2还与CO等受太阳辐射发生还原作用形成光化学烟 雾,对动植物造成伤害。 4)HF、CO:包头钢铁厂排放大量F2 和NO2 气体曾使 88,000头牲畜死亡。

(二)水污染
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1.汞、镉、铅、铬、砷重金属的污染 人称“五毒”,毒性:汞>镉 特点:在水体中不能被微生物分解,危害较大 2.水体富养化:见前

(三)土壤污染
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污染源:①厂矿废水废渣的直接污染 ②大气污染物的沉降和随雨水进入土壤 ③农业生产中施用化肥、农药、除草剂 污染后果:土壤变得板结,贫瘠、盐碱化,农产品 含毒,危及人畜健康 1.化肥污染: (1)一此有毒物质如酚、氟、重金属带入农田、植 物因过量摄入而减产 (2)施N不当会污染地下水和饮用水,NO2- 过高 产生致癌物质;反硝化作用的N2O破坏臭氧层。

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2.农药污染: 有机氯杀虫剂含铅、砷、汞的农药一些特异性的 除草剂,化学性质稳定、不易分解残留时间长, (1)污染环境:土壤、大气、水体 (2)农产品残毒性量高,影响人畜健康 (3)不合理的化学控制,使益虫减少,主要害虫再 次猖獗,次要害虫上升为主要害虫;农田中用药量 增大,浓度增高,但防治效果反而下降。形成恶性 循环。 1962年美国作家R.长逊就在《寂静的春天》一 书中告诫人们:“化学控制等于搬起石头砸自己的 脚”。主张防治害虫采取新的策略。

第四节调节农田养分循环的途径
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一、合理搭配种植归还率高的作物:如花生、大豆、绿肥、 油菜 二、实行合理轮作:在种植制度中安排绿肥或绿肥主作间 套作。 三、建立良性循环体系:农、林、牧结合,发展沼气解决 农村能源问题,增加粪肥。 四、区域性养分富集:野草青割沤肥将非耕地营养物质转 入耕地;牲畜放牧以粪便转入耕地;池塘、沟渠放养水花生、 水浮莲、水葫芦等水生植物富集水体中养分,作为牲畜饲料, 将粪便转入耕地。 五、农产品就地加工,提高物质归还率 六、城粪下乡,尽量返还农田 七、从系统外科学地输入补给,合理施用N、P、K肥。

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第六章、农业生态系统中的信息传 递

第六章 农业生态系统中的 信息流

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第一节、农业生态系统的信息流 一、信息的本质

信息既不是物质和能量,也不是事 物的属性与关系,而是与物质和能量 密切相关的事物的属性和关系的表征。 异性昆虫,通过信诱激素相互吸引, 但性诱激素是物质而不是信息本身, 但可以作为信息的载体,发出“有异 性存在”的信息。

二、信息的种类
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1、按性质分:自然信息、社会信息 2、按授受关系分: 环境和生物间:生物感应 生物体相互间:植物对植物(列当寄生向日葵)、 植物对动物(花与虫)、动物对动物(蜜蜂的舞蹈 语言) 亲代与子代间的信息:遗传 3、按信息的载体分:光、声、电、热、化学物质 4、按信息的功能分:遗传信息、光周期信息、食 物信息、性信息、警告信息、市场信息等 5、人工信息:人工仿自然信息(合成昆虫性激 素)、人工采集和生成的信息(看苗诊断)

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蜜蜂舞蹈语言

三、信息在农业生产中的运用
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1、母鸡只在白天生蛋排卵——人工光照促产蛋 2、昆虫性诱激素、稻酮——诱捕集杀 3、生物钟(节律现象)——因时制宜 4、昆虫的驱光性——灯光诱杀

第二节农业生态系统的资金流
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资金流是农业生态系统中一种特殊的信息流 一、资金流的基本构成
非生产性资产:房屋、家俱、娱乐、服装 资金 劳务 生产性资产:固定资产

机械、农俱 种子、化肥、农药农膜 流动资产 农业生物、农副产品 货币

银行借款 外借 自我积累

固定资产 资金购买 劳务 种子化肥农药

自用 农产品 货币积累、还借贷 货币 非生产性消耗

二、资金流与物流的关系
湖 南 文 学 院 生 科 院 1、耦联关系 2、独立关系

三、农业生产中的外部性问题
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1、成本外摊 2、收益外泄 3、经济外部性的解决途径 (1)、资源所有权和使用权的确定 (2)、资源与环境的法规建设 (3)、公民生态意识的提高 (4)、采取必要手段,进行宏观调控 4、解决经济外部性的高斯理论

第七章农业的资源和效益
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第七章 农业资源和效益

第一节、农业资源
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一、资源与农业资源的概念 ?资源: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。 包括:有形的物质; 无形的资金和技术、信息 和智慧等。 特点:① 必须是有用的、有价值的。 ② 资源的概念是动态的。 ?农业资源: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、农业资源的分类
湖 1、按来源可分为: 南 – 自然资源: 是自然界可被利用于农业生产的物质和能量, 文 以保证农业生产活动正常进行所需的自然条件总和。 理 包括:气候资源、水资源、土地资源和生物资源 学 等。 – 社会资源 院 是农业生产过程中所需的来自人类社会的物 生 质、技术投入。 包括:农业人力资源、农业资金、农业物质技术 科 资源和农业信息资源等。 院

2、按能否再生可分为: 湖 可更新资源:

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是自我更新周期短,可年复一年,循环利用的一 类资源。 主要针对自然资源。包括:太阳辐射、水力、热量 及各种生 物资源等。 资源的可更新性不是必然的。 – 不可更新资源 指不能连续不断或周期性的产生、补充和更 新或者其更新周期对人类经济活动来说太长的一类 资源。 如:煤、石油、矿石,深层地下水等。

农业资源
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第二节、农业资源的特点及合理利用
湖 南 文 理 学 院 生 科 院 一、农业资源的整体性及综合利用 二、农业资源的相对有限性及经济利用 三、农业资源的可更新性及合理利用 四、农业资源的变动性及科学利用 五、农业资源的区域性及因地制宜利用

一、农业资源的整体性及综合利用
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?资源各要素之间是相互联系,相互制约的,

一种要素的变化必将会引起其他要素的相应变 化,甚至会导致系统发生演替,表现为明显的 整体效应。 如:水资源就是由降水、河川径流、湖泊 和地下水 组成的水体。 ?合理利用资源必须具备全局观点。 如:黄土高原水土流失的综合治理。

二、农业资源的相对有限性及经济利用
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1、在一定时期内是有限的;

对不可更新资源,如:煤、石油、矿藏等,其储存总量是 有限的,越用越少,资源枯竭是这类资源最终要遇到的问题, 应减缓使用速度,以求在资源枯竭前,找到替代能源。

2、在一定社会经济技术条件下是有限的;
如:保护地栽培可改变资源条件,使作物产量大幅度 提高。

3、可更新性资源是以一定的科技水平和生态条件 为前提的,也并非取之不尽;
如:土地资源、生物资源等,合理利用,才可永续利用。

4、农业资源的负荷是有限的。
如:草场一旦超载,其调控机制就会失灵。

资源的有限性
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煤碳:中国的蕴藏量估计为8500亿吨,按现在的开采速度 15-20亿吨,还可维持300年。 石油:年产2亿桶的大级别油田在1930年左右发现最多; 0.4-1.2亿桶的中大级别油田在1950-60年发现较多;1980年 后多为小油田,现已处于探明量的最低潮。据估计,已探明 的石油最多可用30年。 森林:近年来,森林采伐量年1亿立方。地球上的森林面 积仍持续以年2000公顷的速度在减少。 草场:我国的草场在北方,内蒙古草场产草量减少一半。 土壤:陕西榆林沙化,沙丘移速1-2米,个别年7-15米 生物:频危动、植物有增无减 如:铬铁蟒 6斤/条,在我国值3万元/条

三、农业资源的可更新性及合理利用
湖 ?资源的可更新性并不是绝对的,只有在合理 南 利用的前提下,才能保持其可更新性做到永续 文 利用,否则会造成资源的丧失。 – 太阳能、风能、地热能、水力等与地球起源有 理 关,人类对其再生过程影响不大; 学 – 森林、草原、鱼群、野生动物、土壤等自然资 源更新过程和生物学过程很易受到人类活动的 院 影响。 生 科 院

四、农业资源的变动性及科学利用
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?农业资源是一个庞杂的动态系统,随时间推

移不断发生质、量的变化,进而形成不同历史 阶段所特有的资源组合。
– 如:气候资源的季节性变化,生物资源的死亡、 繁殖等。 – 人类的活动也会对资源产生很大的影响。如: 战争、污染物的排放、三峡工程等。

?应根据资源的变化规律,科学开发利用资源,

注重保护资源。

五、农业资源的区域性及因地制宜利用
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?各地区的纬度、经度不同,造成资源的地带

性特点,主要反映水分、热量条件组合的差异。 ?同一地带范围,又因地势、地形、海拔高度 等造成资源的重新分配组合。 资源的区域性特点十分复杂。 ?应根据各地区各种资源的性质、数量、质量 和组合特点的不同,因地制宜,合理调整农业 生态系统的结构,贯彻宜农则农、宜林则林、 宜水则水、宜旱则旱的原则,才能更好的发挥 地区资源优势,使农业生产不断发展。

再生资源的保护与增殖 湖 南 文 理 学 院 生 科 院
保护:

1、资源开发利用的速度控制在再生能力范围内; 2、限制开发能力:“斧斤以时入山林”; 3、法律上确定资源的使用与归属权; 4、在经济上通过税收、补贴、工资、价格宏观控制; 5、人口控制,减轻人口对资源的压力; 6、通过替代资源的开发利用,分散需求压力 增殖: 1、开发速度低于再生能力 2、人工增强资源再生能力 封山育林、改良草种、加强培管、设立保护区等。

第三节、资源利用的生态经济规律
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一、自有资源的生态经济规律(资源经济 学第一定律) 自有资源:所有权和使用权都明确属于产 权人的资源。 若资源价格和银行利率的变化没有受到政 府和个别大产业的控制,自由竞争条件下的市 场调节会使得平均资源市场价格的相对变化率 等于银行利率随时间的变化 △P(t)/P(t)=d(t)

二、公共资源利用的生态经济规律
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又称资源经济学第二定律 公共资源:生产者可以自由利用,但所有 权不属于生产者的资源。 在一定的经济条件下,以公共资源形式存 在的生物种群数量会稳定在一个水平上,在这 个水平上对其进行开发利用的收益恰好等 于 其成本。这种经济和生物的双重平衡关系叫做 生物经济平衡,又称为资源经济学第二定律。

第四章、农业生态系统的效益
湖 一、农业的社会效益 南 指农业在满足人类社会最基本需求的效果。 文 1、农业为社会提供了就业机会 学 农村劳动力估计5.52亿,当劳动力的增加不能使农业 总利润增加的临界值估计3.52亿。多2亿。 院 2、为人类提供食物 生 中国食物改革与发展纲要 :粮食213公斤、肉25、水 果23、蔬菜120、植物油8、糖 8、蛋10、奶6 科 3、为工业提供原料和代用品 院 皮革、纤维、酒、酒精等。

二、农业的经济效益

湖 促进社会发展的效果。 南 通常的衡量物:钱 三、生态效益 文 指农业在保护和增殖资源,改进生态环境和质量方面的效果。 目前水土 流失、环境污染是农业发展过程中面临的世界性问 学 题,这些问题的控制和综合防治,成为衡量生态效益的重要 院 指标。 生 科 院

第七章农业生态系统的调节与控制
湖 ?生态系统的稳态与稳态机制 南 ?生态平衡 文 ?农业生态系统的调控 学 院 生 科 院

第一节、生态系统的稳态和稳态机制

湖 一、生态系统的稳态 南 ? 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。 文 – 自然生态系统是演替系列中最后成熟的阶段, 学 是顶极群落与外界环境取得平衡的,自我维持 的稳定系统。 院 –自然生态系统在一定时间和相对稳定的条件下, 生 总是向着稳定的方向发展 科 ? 系统的稳定性: – 系统在遇到生态环境较大变化时,由于系统自 院 身的调节恢复和保持稳定的能力。

生态阈值:

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任何生态系统,其内在调节能力是有限的。 ? 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。 外界压力:自然灾害、外界环境因子的强烈变化。 人类的获取,改造和破坏 ? 实例:

– 森林有一定的采伐量,草原有一定的载畜量, 超过这个限度,就会破坏生态系统的稳定性。 –农田耗地作物的复种指数也有一定限度,复种 指数过高会导致地力衰竭。

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生态系统对有毒有害物质的生态阈值称为生态 容量。 ? 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。 ? 为了保持生态系统的相对稳定,在调控管理 和利用生态系统时必须以生态阈值为标准。 ? 生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性。

二、稳态机制
湖 态(即稳 态)的各种调节作用。 南 (一)、生态系统构成要素一级的稳态机制 文 ? 1、种群的自我调节(种内密度制约) – 各种群内部都有一定的反馈机制,使种群的密 学 度与个体之间的增长率之间保持一定的关系, 院 稳定在环境容纳量附近。 生 ? 2.捕食与被捕食关系的调节(种间牵制) 在生态系统中的生物处于不同的营养级,连接 科 成食物链和食物网,这种网状的结构通过捕食与 院 被捕食的关系限制平衡各种物种的密度。
? 稳态机制:系统内维持生态系统处于相对稳定状

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(二)、生态系统有机体(个体)水平的稳态机制 生物有机体的主要调节作用是以生物的生理和遗传的 调节作用为基础的,这种调节作用称为适应。 适应:生物对环境产生的反应,以适应变化的环境,维持 个体的生存,维持个体的生存和种的延续 生物适应环境的方式是多种多样的: – 生物可通过改变自身的形态结构和生理特性,产生不同 的生态型来适应环境。 如:光和养分都不足时和仅光照不足时植物的反应。 – 通过生理调节和行为方式来适应环境。 如:沙漠的植物和动、植物的休眠和植物的落叶。 – 生物还可通过改变自身的活动规律获得适应和生存。 如:植物的光周期现象,动物的迁徙。

(三).生态系统一级的稳态机制

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–多样化的组成。 如果一个生态系统的构成要素的数量丰富,食物 链结构复杂,则系统内所包含的正、负反馈机制多, 它们使各要素保持平衡的同时,也是生态系统稳态 的基础。 –生态位的分化 使各物种和谐相处,互相补充,避免由于某一种 或几种生物的灭绝而对整个生态系统的稳定性造成 的影响。 –次生分泌物的作用 可进行生物种间的信息传递和调节生物种间的关 系。

第 二节、生态平衡
湖 一、生态平衡的概念 南 在一定的时间内,生态系统中生物与环境之间、生物与 生物之间以及环境各因子之间,通过相互制约、相互渗透、 文 相互影响而维持的某种协调(稳定)状态。表现为: – 结构上:生物种类组成,种群数量、食物链营 学 养结构协调稳定; 院 – 功能上:能量流动、物质循环、信息传递畅通 生 无阻; – 系统的输入和输出基本相等,物质储量恒定; 科 – 生物种群与环境之间达到高度的相互适应和同 院 步协调。

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可从以下五个方面理解生态平衡的概念: ? 1.生态平衡是一种动态的、相对的平衡。 生态平衡应是生物与环境相对协调的动态平衡。 ? 2.生态平衡的出现是由于生物强大的繁殖力、较窄的适应 力和环境资源的有限性三个因素共同作用的结果。 3.理解生态平衡不能离开系统的观点; 平衡应是系统的总体概括,表现为总体的特征,而不过 分强调某一种生物类型数量的变化或某一局部地区的变化。 ? 4.生态平衡并不是指自然状态就是平衡,就是我们追求的 目标。因为农业生态系统就是在改变了自然生态系统而建 立的另一种相对的生态平衡。 ? 5.生态系统保持生态平衡的调节能力是有一定限度的,超 过这一限度,原有的生态平衡就会遭到破坏,并朝着新的 平衡发展。

二、生态平衡失调标志
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?(一)、结构方面的标志:

–一级结构缺损:系统缺损一个或几个组分,标志外界压力 具大,系统内变化剧烈,生态平衡严重失调。如:大面积毁 林开荒。 –二级结构变化:系统中某一组分内部结构发生变化。 如:生物种类减少,种群数量下降。 ?① 植物群落结构简化,甚至退化。 如:由于过度放牧,由高草群落退化为矮草群落。 ?② 消费者种群结构发生相应的变化:

草原上鹰、狐狸种群数量减少,啮齿类(鼠)种群 增大。草原受鼠害影响而进一步退化。 ? ? 微生物和土壤动物种群结构发生变化

?(二)、功能方面的标志

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生物的生产功能 生态系统的功能表现为 生物对环境的调节功能 系统对外界压力的抵御功能 –生态平衡失调时,系统功能衰退,其基本标志是: ?⑴ 能量流动受阻:生产者由于同化面积减少, 生产力下 降,进而各级消费者的食物减少,使食物链 紊乱。 ?⑵ 物质循环中断:物流在某一环节中断或输入 比例失调,则整个系统改变。

三、生态平衡失调的原因 湖 南 文 学 院 生 科 院
引起生态平衡失调的原因很多,归纳起来,不外乎 两个方面: 一、自然因素:气候的突变,自然灾害。 如:台风、海啸、龙卷风、暴雨、干旱、地震、火 山、泥石流、火灾等都带有很强烈的突发性的破 坏作用。 二、人为因素: ? 1、人类对自然资源的不合理开发利用是引起生态 失调的主要原因; 如:大面积的毁灭性的砍伐森林,草原过度放牧、 农田土壤的重用轻养等,造成水土流失、土壤贫 瘠,水源枯竭,气候破坏。

?

2、人类对自然环境的污染;
–1、随着工业、农业的发展,大量有害有毒物质 排放出来进入生态系统,形成环境污染。 – 2、环境污染对生态系统的破坏,结果可分为两 种:近期效应:在污染物大剂量作用下,生态 系统立即崩溃。远期效应:经一段时间甚至几 代人之后才显现出来。它常常不为人所重视, 但危害性是无法估算的,甚至是无法扭转的。
如:化石燃料,形成“温室效应”。

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– 3、污染物可通过各种途径来破坏生态系统的平 衡。改变生态系统中的种类组成和数量关系, 造成结构的深刻变化。改变各个库的库存大小 及输入输出比例,造成功能上的变动。导致信 息传递的破坏,使系统失去平衡。

?

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3、不合理的农业生产技术也可引起生态 失调。 – 如:内陆地区不合理的农田灌溉技术(只 灌不排,大水漫灌)将地下水位上升,土 地大面积盐碱化,造成农业生产水平下降。 – 不合理的病虫害防治技术,可能造成病虫 害猖獗,农产品含毒等,都是破坏生态平 衡。

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注意:在引起生态失调的两种因素中,人为因素是 引起生态失衡的主要因素,常常是人为因素导致 自然因素的强化。 人类是生态系 统中最活跃、最积极的因素。 人类的生产活动愈来愈强烈地干扰着自然生态系 统的平衡。 恩格斯说:“对于人类战胜自然的每一次胜 利,自然界都报复了我们”。

因此,人类征服自然的任何措施,都必须全 面地、综合地研究生态系统的平衡,不能只满足 于当前的胜利,而要慎重地考虑到未来的世界, 它的远距离的、长时期的后果。

第三节、农业生态系统的调控机制
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? 农业生态系统的调控机制包括三个层次:

– 自然调控(第一层次)
? 构成要素一级的调控 ? 个体水平的调控 ? 生态系统一级的调控

– 人工直接调控(第二层次)
? ? ? ? 环境改造 农业生物调控 结构调控 输入输出调控

– 社会间接调控(第三层次)

一、自然调控
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是农业生态系统从自然生态系统继承而 来。自然调控通过农业生态系统内生物与生 物、生物与环境的相互作用,以及生物本身 的遗传、生理、生化机制来实现,是农业生 态系统的第一层调控。自然调控包括个体、 种群和系统三个水平的调控机制。

二、人工直接调控 湖 南 文 学 院 生 科 院
1、环境改造 (1)调节气候因子(大范围调节是有限的) 如:植树种草,塑料大棚、人工降雨、烟雾防 霜等,一定程度上控制不利气候因子影响。 (2)土壤环境调节
– 机械措施 如:传统的耕、耙作畦等改土。 – 化学措施 如:施用化肥、除草 – 生物措施 施用有机肥,轮作豆科作物、秸杆 还田。 (3)水分调节 兴修水利、实行喷灌、滴灌等方法改善

2.农业生物的调控:

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⑴个体水平的调节:
生物种类的选用;品种的选育。

⑵种群水平的调节:
确定各种农业生物种群数量和种群密度; 如:播种密度,牲畜放养密度、鱼群捕捞 程度。 确定适合的群体结构形成对资源的有效利用; 如:进行合理的作物间、混、套作,实行动物混合 放牧,营造混交林。 种群的季节搭配。 如:作物熟制的安排即前后茬的安排,鱼群的分期 放养等。

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3.农业生态系统的结构调控: 结构决定功能,通过对农业生态系统 的结构的调控,可以改善系统中能量和物质 的流动与分配,增强系统的机能。 – 大农业:调节农、林、牧、副、渔、工 各业的比例。 – 亚系统:调整各业内部比例。如:种植 业的作物布局、种植制度,养殖业的各物 种的比例,粗加工、精细加工以及加工种 类的比例等。

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4.系统输入输出的调控: 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。 –增加系统的物质、能量投入,确定合理 的投入比例,是输入符合系统的运行规律 。 –增大有效输出的数量和多样性。 –减少非目标性输出。

三、社会的间接调控
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利用社会因素对生态系统进行调控包括: ? 财政系统:政府预算,税收制度等。 ? 金融系统:货币发行,银行利率,贷款方向等。 ? 工交系统:影响到产品的流通。 ? 通讯系统:影响到是否能及时准确的获得市场信 息状况、天气预报、科技知识等。 ? 行政系统:政策导向,所有制形式、生产体制。 ? 法制系统:与农业有关的法规。 ? 科教系统:影响到生产者的科学文化素质、及农 业科技水平的推广和应用情况。

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