农业生态学(2011-金山学院农学09)-9-第七章_图文

金山学院农学09:《农业生态学》课件9

农业生态学 Agroecology
( 50学时)

王松良 作物科学学院 Email:wsoloedu07@126.com
1
王松良

福建农林大学作物科学学院 College of Crop Sciences, FAFU

金山学院农学09:《农业生态学》课件9

第七章 农业生态系统的调节与控制 (自学)

王松良

2011年12月

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本章学习目标

请注意课件 上带 符号的内容

? 什么是生态学系统的稳态调控机制? ? 请说明生态系统各个生物组织层次的反馈调节机 制。 ? 举例说明人工调控技术在管理农业生态系统上的 应用。 ? 讨论:请尽你所知举例说明社会系统在调节和控 制农业生态系统的作用或重要性。

王松良

2011年12月

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引言 自然调控机制的利用 人工调控技术的利用 社会调控系统的利用

王松良

2011年12月

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农业生态系统是一个人工管理的生 态系统,既有自然生态系统的属性,又有人 工管理系统的属性。它一方面从自然界继承 了自我调节能力,保持一定的稳定性;另一 方面它在很大程度上受人类各种技术手段的 调节。充分认识农业生态系统的调控机制及 调控途径,有助于建立高效、稳定、整体功 能良好的农业生态系统,有助于利用和保护 农业资源,提高系统生产力。
王松良

2011年12月

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引言 自然调控机制的利用 人工调控技术的利用 社会调控系统的利用

王松良

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自然调控机制的利用

农业生态系统的自然调控机制是从自 然生态系统中继承下来的生物与生物、 生物与环境之间存在的反馈调控、多 元重复补偿等称之为稳态调控机制。

王松良

2011年12月

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生态系统的稳态调控机制
?稳态(homeostasis)是控制论术语,在这里用来表示 生态系统抵抗各种干扰和维持内部的稳定状态的能 力。生态系统与其组成成分(种群或有机体)具有 自我保持和自我调控,使自身内部保持稳定的能 力,这种能力称为稳态。 ?生态系统可以通过多种稳态机制保持自身的稳定 性,主要包括反馈调控、多元重复补偿机制。 ?任何稳态机制的作用都是有一定限度的,良好的稳 态控制取决于系统中生物种类的多样性、能流物流 途径的复杂性和流畅性。
王松良

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生态系统2种稳态机制
1

反馈机制
2

1A 1B 1C
王松良

多元重复 补偿

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反馈调控机制(1) 反馈环 输入 系统 环境 反馈就是输出变成了决定系统未来功能的输入。反 馈通常分为正反馈和负反馈 正反馈是指使系统输出的变动在原方向上被加速的 反馈。 负反馈是指系统输出的变动在原方向上减速的反馈。
王松良

输出

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反馈调控机制(2)

农业生态系统具有多种正负反馈机制, 能在不同的层次结构上行使功能控制。
在个体水平上,通过正、负反馈,使得个体 与环境、个体与群体之间保持一定的协调关 系。 种群之间,捕食者与被捕食者之间的数量调 节也是一种负反馈机制。
王松良

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在自然 生态系统中,生 物常利用正反馈 机制接近“目 标”,如生命延 续、群落演替、 生态位占据等, 而负反馈则被用 来使系统在“目 标”附近获得必 要的稳定。
王松良

种 群 数 量

时间 种群逻辑斯谛增长
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2011年12月

金山学院农学09:《农业生态学》课件9 在群落水平上,一方面生物种群间通过相互作用,调节 彼此间种群数量和对比关系,同时又受到共同的最大环 境容纳量的制约。

-

猎物 种群增长

捕食者 种群增长 +

王松良

2011年12月

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捕食者种群数量变动总是滞后 于猎物

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2011年12月

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在系统水平上,交错的群落关系、生态位 的分化、严格的食物链量比关系等等,都对 系统的稳态机制起积极作用。

王松良

2011年12月

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反馈调控机制(3)
生态系统的反馈调节机制及其作用是有一定限 度的。系统在不降低和不破坏其自动调节能力的前 提下所能忍受的最大限度的外界压力(临界值), 称为生态阈值。外界压力包括自然灾害、不利环境 因素的影响等自然力,也包括人力的获取、改造和 破坏。生态容量也是一类生态阈值,指的是某种物 质(通常指有害物质)的最大容纳量,即系统通过 自净作用维持稳定状态的能力。生态容量的大小, 取决于有毒、有害物质的性质以及生态系统本身的 抗毒自净能力。
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王松良

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多元重复补偿
多元重复补偿是指在生态系统中,有一个以上的组分具有完 全相同或相近的功能,或者说在网络中处在相同或相近生态 位上的多个组成成分,在外来干扰使其中一个或两个组分破 坏的情况下,另外一个或两个组分可以在功能上给予补偿, 从而相对地保持系统的输出稳定不变。

1A 1B 1C
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多元重复 补偿

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引言 自然调控机制的利用 人工调控技术的利用 社会调控系统的利用

王松良

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人工调控技术的利用
人工调控是指农业生态系统在自然调控的基础上, 受人工的调节与控制,人工调节遵循农业生态系统 的自然属性,利用一定的农业技术和生产资料加强 系统输入,改变农业生态环境,改变农业生态系统 的组成成分和结构,以达到提高农业生产、加强系 统输出的目的。农业生态系统的调控途径可分为经 营者的直接调控和社会间接调控两种。
王松良

2011年12月

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人工调控:经营者的直接调控
1.生境调控 利用农业技术措施改善农业生物的生态环境,达 到调控目的。它包括对土壤、气候、水分、有利 有害物种等因素的调节,其主要目的是改变不利 的环境条件,或者削弱不良环境因子对生物种群 的危害程度。

王松良

2011年12月

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调节土壤环境
机械措施 如:传统的耕、耙、起垄作畦等 可改善土壤物理性状,协调三相比例。 化学措施 如:施用化肥、土壤改良剂、保 水剂、除草剂等改良土壤理化性质。 生物措施 如 施用有机肥,轮作豆科作物、 绿肥,秸杆还田等以丰富土壤N素和有机质。

王松良

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调节气候环境
区域气候环境的改善:通过大规模绿化和农田林 网建设,人工降雨、人工驱雹、烟雾防霜等措施来 得以实现。 局部气候环境的改善:通过建立人工气候室和温 室、动物棚舍、薄膜覆盖、塑料大棚、地膜覆盖, 施用地面增温剂等方法实现。

。 调节水分的方法:如修水库,打机井,建水闸,
田间灌排、喷灌、滴灌、施用叶面抗蒸腾剂等方法 都可以直接改善水分供应状况。通过土壤耕作,增 施有机肥料,改良土壤结构,也可以增强土壤的保 水能力
王松良

2011年12月

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2.输入输出调控 ?农业生态系统的输入包括肥料、饲料、农药、种子、 输入包括 机械、燃料、电力等农业生产资料;输出包括各种农 输出包括 业产品。 ?输入调控包括输入的辅助能和物质的种类、数量和 投入结构的比例。 ?输出调控包括调控系统的贮备能力,使输出更有计 划;或对系统内的产品加工,改变产品输出形式,使 生产加工相结合,产品得到更充分的利用,并可提高 产品的经济值;同时,控制非目标性输出,如防止因 径流、下渗造成的营养元素的流失。
王松良

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3.农业生物调控 农业生物调控是在个体、种群和群落各水平上通过对 生物种群遗传特性、栽培技术和饲养方法的改良,增 强生物种群对环境资源的转化效率,达到调控目的。 ?个体水平的调控,其主要手段包括品种的选用和改 良,以及有关物种的栽培和饲养方法。如优良品种的 选育,杂种优势的利用,遗传工程手段,生长期间整 枝打顶、疏花疏果、激素喷施等措施调节生长。

王松良

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?种群水平的调控,主要是建立合理的群体结构和采 取相应的栽培技术,调节作物种植密度、牧畜放养密 度、水域捕捞强度、森林砍伐强度等,从而协调种群 内个体与个体、个体与种群之间的关系,控制种群的 动态变化,保持种群的最大繁荣和持续利用。 ?群落水平的调控,是调控农业生物群落的垂直结构、 平面结构、时间结构和食物链结构,以及作物复种方 式、动物混养方式、林木混交方式等,建立合理的群 落结构,以实现对资源的最佳利用。

王松良

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4.系统结构调控 农业生态系统的结构调控是利用综合技术与管理措 施,协调农业内部各产业生产间的关系,确定合理 的农、林、牧、渔比例和配置,用不同种群合理组 装,建成新的复合群体,使系统各组成成分间的结 构与机能更加协调,系统的能量流动、物质循环更 趋合理。在充分利用和积极保护资源的基础上,获 得最高系统生产力,发挥最大的综合效益。从系统 构成上讲,结构调控主要包括以下三个方面:

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1)确定系统组成在数量上的最优比例。如用线性规 划方法求农林牧用地的最佳比例。 2)确定系统组成在空间上的最优联系方式。要求因 地制宜、合理布局农林牧生产,使生态位原理进行立 体组合,按时空二维结构对农业进行多层配置。 3)确定系统组成在时间上的最优联系方式。要求因 地制宜找出适合地区优先发展的突破口,统筹安排先 后发展项目。

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建立具有丰富生物多样性的人工生态系统,或通 过丰富人工生态系统的生物多样性;合理的多种 类的间作、混作、套种、轮作与多层次(乔、灌 、草、水体等)结构配置,或农林牧副渔的多种 经营组合,来达到生物多样性与经济需要相结合 的目的。

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引言 自然调控机制的利用 人工调控技术的利用 社会调控系统的利用

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社会调控系统=社会的间接调控
是指农业生态系统的外部因素,包括 财经金融、公交通讯、科技文献、政法管理等 通过经营者对农业生态系统产生调节作用的有 关社会机制。

王松良

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财贸金融系统的间接调控
政府预算,税收制度、货币发行,银行利 率,贷款方向等

王松良

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工交通讯系统的间接调控
工交系统:影响到农业生态系统的输入数 量和种类,也影响产品的流通。 通讯系统:影响到农民是否能及时准确的 获得市场状况、天气预报、科技知识等。

王松良

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科技文教系统的间接调控
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

王松良

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政法管理系统的间接调控
? 行政系统:政策导向,所有制形式、生 产体制等。 ? 法制系统:与农业有关的法规。

王松良

2011年12月

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小讨论
? 你所知道的关于社会系统对农业 生态系统的作用或重要性,举例。

王松良

2011年12月

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Thank you!
王松良

2011年12月

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