农业生态学基础教案

绪 论 教学目的:通过本章的学习,了解农业生态学产生与发展的必要性和重要意义,明确农业生态学 在解决农业发展宏观问题上的地位和作用,掌握农业生态学的特点。 教学重点:农业生态学的内容和任务、农业生态学的特点 教学难点:农业生态学的内容和任务、农业生态学的特点 教学时数:2 教学方法:讲授 农业生态学是运用生态学的原理及系统论的方法, 把农业生物与其自然和社会环境作为一个整 体,研究其中的相互联系、协同演变、调节控制和平衡发展规律的科学。是研究农业生物与其自然 和社会环境的相互关系的应用性学科。 农业生态学是生态学在农业领域应用的一个分支学科, 主要研究由农业生物与其环境构成的农 业生态系统的结构、功能及其调控和管理的途径等。 学习农业生态学的目的和意义一方面要了解有关农业生态的一般知识及理论与方法, 另一方面 要运用农业生态学的原理和方法分析农业生态系统的资源生态问题。 第一节 农业生态学的产生和发展 一、生态学是农业生态学的学科基础 1.生态学的概念: 1866 年德国生物学家海克尔在其著作中第一次正式提出生态学的概念:生态学是研究生物与 其环境相互关系的科学。 著名生态学家奥德姆认为生态学是研究生态系统的结构和功能的科学,具体内容如下: 一定地区内生物的种类、数量、生物量、生活史及空间分布; 该地区营养物质和水等非生命物质的质量和分布; 各种环境因素,如温、湿、光土壤等,对生物的影响; 生态系统中的能量流动和物质循环;环境对生物的调节和生物对环境的调节。 2、生态学的主要发展阶段 ⑴生态学的形成: 关于生物与环境的关系,我国《管子.地圆篇》详细介绍了植物分布与水文土质环境的关系,古 希腊(海波诺提斯)注意到了气候、土壤与植被生长病害的关系,同时还注意到了不同地区植物群 落的差异,但对促进生态学产生较大影响的是马尔萨斯《人口论》 ,不仅研究了生物繁殖与食物的 关系,而且特别分析了人口增长与食物生产的关系。1859 年达尔文《物种起源》 ,提出了生物进化 论,对生物与环境的关系进行了深入的探讨,到 19 世纪末,生态学已经成为一门正式的学科。 ⑵生态学的发展: 进入 20 世纪,生态的发展更为迅速,研究由描述动、植物个体生态现象,转向生物种群与群落 的生态研究,并最终走向生态系统的研究。 (1)生态系统概念的提出:坦斯列:把生物有机体与其环境看成一个整体,生态系统是在特 定的区域内相互作用的全部生物与无机环境的综合体。 (2)生态系统?食物链?的提出:1942 年美国林德曼提出了著名的: ?食物链?和?生态金 字塔?理论,为生态系统研究奠定了基础。 (3)系统论及计算机信息技术的运用:复杂生态系统研究在理论、方法及工具上日益完善, 使生态学研究进入定量、控制和应用方向发展阶段。 ⑶生态学分支学科: 生态学的综合性很强,随着生物与环境系统研究领域的不断拓宽,研究工作的不断深入,其分 支学科也越来越多,生态学按其性质一般分为理论生态学和应用生态学两大类。 ①理论生态学:普通生态学的概括性最强,介绍生态学的一般原理和方法,包括个休生态、种 群生态、群落生态和生态系统等层次。 按研究对象:动物生态学、植物生态学、微生物生态学等。 按生物的栖息环境分:陆地生态学、海洋生态学、森林生态学草原生态学等。
1

②应用生态学:污染生态学、农业生态学、自然资源生态学等 二、系统分析是农业生态学的方法论基础 系统分析方法的理论基础是系统论。 系统分析方法的特点 : 一是综合考虑,全面分析。二是系统问题要系统分析。 三、农业生态学是农业科学发展的产物 1、农业生态学的产生与发展 农业生产的实质就是利用生物与环境形成人类所需农产品的过程,离开了生物就谈不上农业, 而光、热、水、气等气候和土壤等环境因素,则是生物赖以生存的自然环境,农业本身就是利用与 调节生物与环境关系的一个生态过程。对于这种生态关系,实际 上从农业生产开始之时,就已被 重视了,在古代农业、近代农业的各种农书中,在作物栽培及畜禽养殖相关的各类学科中,都从各 方面对农业生物与环境关系进行分析和调节出发的。 随着生态学理论与方法的不断成熟和完善, 使生态学在农业领域的运用更为普遍和深入。 生态 学在农业领域的分支-----农业生态学在进入 20 世纪以来, 不断受到重视而渐渐成为一门独立的学 科,世界各国也把农业生态学作为一个重要的专业方向或是一门学科。 发展;早期的农业生态学明显有农学学科的痕迹,其研究的重点集中在农作物与农田土壤、气 候、杂草等相互的关系,以及影响农作物分布和生态适应能力等方面,多数局限于个体生态学或作 物生态学的研究。 进入 70 年代后,以研究农业生态系统为重点的农业生态学开始发展,研究重点从个别作物的 生理 生态、种群生态及群落生态问题,扩展到农田生态系统和农业生产系统的各种生态问题。随 着农业生产水平的不断提高, 农业生态学研究范畴和对象已不再是单纯的自然环境与生物关系, 而 已重视到社会、经济、技术因素的影响。 中国从 70 年代后期, 生态问题得到重视, 作为研究农业生态系统的农业生态学借机得到重视和 发展。1983 年正式确定在农业院校开设农业生态课程,并在 1986 年由国家教委将农业生态学列为 农学专业的课程。 四、农业生态学产生发展的社会原因 农业生产发展的历史, 实质上是人类对资源与环境开发强度和效率不断地提高的历史。 从原始 农业到传统农业, 再到现代农业, 人类对自然资源的需求量急剧增长, 利用规模和数量不断地扩大, 同时,越来越多的能量、物资投入到农业生态系统中,尽管其产出量也相应增多,但对资源和环境 的一系列负效应也随之而来,如能源水资源 的缺乏、生态环境的破坏,污染加剧等资源环境问题 日益严重。人口的进一步增长和社会经济的不断发展,生态问题仍有加剧的趋势。如何调控农业生 态系统,协调农业生态系统,协调生态---经济---技术之间的关系,是农业生态学的重要任务和目 标。因此,农业生态的研究和应用也将越来越活跃。 一是人口危机 二是世界生态问题:人口危机、粮食危机、资源危机、污染危机、能源危机。 第二节 农业生态学的内容和特点 农业生态学的研究对象是农业生态系统, 即研究农业生态生物之间、 环境之间及生物与环境之 间的相互关系及调控途径, 利用生态学及系统学的理论及方法对农业系统各组成成分及其相互关系 进行研究,以提高其整体效益。 一、农业生态学的主要内容 1.农业生态系统的组分结构: A、农业生物组分(农作物、畜禽等) 、环境组分(自然环境与社会经济环境) B、农业生态系统的层次结构和空间结构:如不同生产层次的结构的相互关系,在自然与社会 经济条件影响下的地域分布特点、水平及垂直上的结构配臵。 如立方种植、养殖,农田间作平菇,鱼的分层放养,上层鲢、浮游生物、中层草鱼等,下层鲤 鱼、鲫鱼等。 林药间作松树下种人参、细辛、桔梗等。
2

C 农业农业生态系统的时间结构,如系统的演化规律、 D 农业生态系统的营养结构,如农业生态系统中的食物营养关系、食物链等。 2.、农业生态系统中的功能:能量与物质的流动、转化的途径与通量强度,物质和能量转化 利用的效率与效益。 主要的能量来源 是太阳能; 辅助能分为自然辅助能和人工辅助能。自然辅助能为风雨、流水等 人工辅助能有燃料、劳力、有机肥、饲料、种子等;工业辅助能为石油、化石、电能等。 初级生产者产生的能量、次级生产者产生的能量,伴随着进行能量 的流动。 3.生物的种群与群落 研究农业生态系统中生物数量的增长规律、种群数量的变动与调节等。 4.生物与环境的关系 生态因子对生物的影响:温、光、水、气。 5.农业资源的合理利用与生态环境保护: 农业生产对资源合理利用的原则及途径, 农业生产对 生态环境的影响与防治途径。 农业资源有自然资源、太阳能、风、电等 社会资源、人力、物力、财力、农农具、化肥等。 。 6.、农业生态系统中的调节与控制控:利用生态工程技术对农业系统进行人工调节和优化。生 态农业建设的原理及技术等。 7.生态农业与或持续农业 二、农业生态学的特点: 1.应用性: 应用基础性学科,具有较强的应用性。研究内容与农业生产密切结合,研究成果在农业区划、 区域综合开发和治理、农业资源利用、生态工程建设等方面都有广泛的应用。 2.综合性: 农业生态学是介于农学和生态学之间的交叉学科, 综合 性强。 从知识内容上, 它涉及土壤学、 作物学、动物 学等;从研究对象 上,包括自然 生态内容,也有人工生态,涉及农业、经济、技 术 等多方面的内容。农业生态本身就是一个社会---经济---自然复合系统。 3、统一性: 农业生态学强调适用于不同学科的共同思想 和语言,强调适用于生态系统不同组分的通用 方法,有较强的统一性。 4、宏观性: 边界小的,可以是一块田、一个农户,大的可以是一个地区、一个国家甚至世界。以研究农 业生态系统为核心的农业生态学是以研究宏观性农业问题为重点。 第三节 农业生态学的应用 运用农业生态学的理论和方法, 分析研究农业生态领域中的生态问题, 探讨协调农业生态系统 组分结构及其功能,促进农业生产的持续高效发展,是农业生态学的根本任务。农业生态学不仅要 进行基础性的理论研究,更要为发展 农业生产提出切实可行的技术途径,要理论与实践相结合。 人类社会的发展一定程度上必然要以牺牲自然资源为代价, 如何尽可能减少经济发展对生态环 境的压力和降低资源成本,走可持续发展之路,是生态学面临的重大问题。同时,也是农业生态要 探索的问题。 把握农业生产的生态—技术—经济复合系统的相互作用关系与特点, 从整体结构优化 和提高系统功能上进行合理调控, 以促进农业生产持续高效发展, 是农业生态学未来发展中面临的 重要任务。 第二章 农业生态系统 教学目的:了解掌握农业生态系统的概念、组分及特点;掌握农业生态系统的调节方式。 教学重点:农业生态系统的组分、农业生态系统的调节方式。 教学难点:农业生态系统的特点、农业生态系统的调节方式。 教学时数:6
3

教学方法:讲授 教学内容:一、系统 二、生态系统 三、农业生态系统 四、农业生态系统的调节与控制 农业生态系统是一种有人类参与并控制的生态系统,与自然生态系统有很明显的区别。由于 农业是一个生物和非生物环境组成的统一体,所以其客观上是以系统形式存在的。从系统的角度 研究和分析农业生态问题,可以深入和全面地了解农业生产体系的特点与规律,并可进一步调节 控制农业生产及其对资源环境的有效利用。 第一节 系统概述 教学目的:了解掌握系统的概念、组分及特点 教学重点:系统的组分、 教学难点:系统的特点、 教学时数:1 教学方法:讲授 教学内容:一、系统的概念 二、系统的特点 一、系统的概念 1、系统: 系统是指由相互依赖的若干组分结合在一起,完成特定功能,并朝着特定目标发展的有机整 体。 客观世界都是系统.如一台收音机、一台电视机、一个生物系统、一个企业、一个部门、一 个经济协作区、一个社会组织等。组织有大也有小,大到一个国家甚至整个世界,小到一个基本 粒子。 一个系统的组织必须满足三个条件: 第一、 构成系统必须具备两个以上的要素; 第二,各要素间必须有某种联系; 第三,各要素必须以整体的形式完成特定的功能。 二、系统的结构特点 第一、系统都有边界。 第二、系统是由多个组分和不同的层次构成。 第三、构成系统的多个组分在数量上有一定的比例关系。 第四、构成系统的多个组分在空间上有一定的位臵排列关系。 三、系统的功能特点 系统的功能特点是系统的整合性。 系统的整合性:指系统能够产生其组分或子系统所没有的功能,这种特性称为整合性。 第二节 生态系统 教学目的:了解掌握生态系统的概念、组分及特点 教学重点:生态系统的组分、 教学难点:生态系统的特点、 教学时数:1 教学方法:讲授 教学内容:一、生态系统的概念 二、生态系统的组分 三、生态系统的类型 一、生态系统的概念 生态系统是指生物群落与生存环境之间,以及生物群落内生物之间密切联系、相互作用,通
4

过物质交换、能量转化和信息传递,成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平 衡整体。 生态系统是指在一定时间和空间内,生物组分与非生物之间相互联系、相互作用、完成一定 功能的统一体。 生态系统的核心是生物群落 。 二、生态系统的组成 生态系统的种类多种多样,其组成成分也繁杂,但从这些组分的性质可以分为两类,即是指 生物组分和环境组分。 生物组分是指生态系统中的动物、植物、微生物等; 环境组分是指生命以外的环境部分,包括大气、水、土壤及一引起有机物质。 (一)生物组分 根据各生物组分在生态系统中对物质循环和能量转化所起的作用以及它们取得营养方式的不 同,将其分为生产者、消费者和分解者三大功能类群。 1、 生产者: 主要是指绿色植物和化能合成菌等,它们具有固定太阳能进行光合作用的功能。生产者能从 环境中摄取无机物质合成为有机物质----碳水化合物、脂肪、蛋白质等;同时将吸收的太阳能转 化为化学能,贮藏于有机物中。是生态系统中以简单无机物为原料制造有机物的自养者,直接影 响到生态系统的存在与发展。 2、消费者: 指除了微生物以外的异养生物, ,主要是指依赖初级生产者为生的各种动物。根据食性不同, 又分为草食性动物、肉食性动物、腐生动物,和杂食性动物。 3、分解者 是指以动物残体为生的异养动物,包括真菌、细菌、放线菌,也包括一些原生动物和腐食性 动物,如甲虫、蚂蚁和某些软体动物。分解者在生态系统的能量转化和物质循环中具有重要的意 义,特别是在营养循环、废物消除和土壤肥力形成中发挥巨大的作用。 (二)环境组分 1、太阳辐射 是指来自太阳的直射辐射和散射辐射,是生态系统 中的主要能源。太阳辐射能经自养生物的 光合作用被转化为有机物中的化学能,同时太阳辐射也为生态系统中的生物创造生存所需的温热 条件。 2、无机物质: 生态系统中的无机物质,一部分来自大气中的氧、二氧化碳、氮、水及其它物质;另一部分来 自土壤中的氮、磷、钾、钙、硫、镁、水、氧和二氧化碳。 3、有机物质: 生态系统环境中的有机物质,主要来源于动物残体、排泄物及植物根系的分泌物,它们 是联 接生物与非生物部分的物质同,如,蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等。 4、土壤: 作为一个生态系统的特殊环境部分,不仅是无机物和有机物的贮藏场所,也是众多生物的直接 或间接栖息的场所。 生态系统中的环境、生产者和分解者构成了生态系统的四大组成要素,它们之间通过能量和 物质循环相联系,构成了一个具有复杂关系和执行功能的系统。 三、生态系统的主要类型 (一)根据环境特性划分的生态系统 1、海洋生态系统: 是生物圈中最大、层次最厚的生态系统。全球海洋面积 3.6 亿 km2,占地球表面的 70%,浮游植 物与藻类是海洋生态系统中的生产者,各种鱼类为消费者,微生物既存在于水中,也存在于海岸 沉积物中。
5

可分为海岸生态系统、浅海生态系统和远洋生态系统。 2、森林生态系统: 属于陆地生态系统中最大的亚系统,其现存生物量是最大的。全球森林生态系统固定的能量 占陆地上固定能量的 68%左右。森林中有着极其丰富的物种资源。 3、草原生态系统: 是陆地生态系统中的又一亚系统。世界上有草原面积约 30 亿 hm2,占陆地面积的 1/4,多分布 于年降水量 250—450mm 间的干旱、半干旱地区,该系统中的主要生产者是各种草类,消费者以草 食动物为主,土壤中有大量微生物作为分解者。 4、淡水生态系统 主要包括河流、溪流、水渠等流动水体亚系统和湖泊、池塘、沼泽、水库等静止水体亚系统。 该系统的主要生产者是藻类和水生高等植物,消费者为鱼类、浮游生物和昆虫类。 (二)根据人类干预程度划分的生态系统: 1、自然生态系统: 在该系统中无人类的干预,系统的边界不明显。生物种群丰富、结构多样,系统的稳定性靠自 然调控机制进行维持,系统的生产力较低。 2、人工生态系统: 是人类为了达到某一目的而为人类建造的生态系统,包括城镇生态系统、宇宙飞船生态系统、 人工气候模拟室等。在该系统中,人类不断对其施加影响,通过增加系统输入,期望得到越来越 多的系统输出。 3、半自然生态系统: 该系统介于人工生态系统和自然生态系统之间,既有人类的干预,同时又受自然规律的支配, 这一系统也叫农业生态系统。它有明显的边界,有大量的辅助能的投入,属于开放性系统,并具 有较高的净生产力。 第三节 农业生态系统 教学目的:了解掌握农业生态系统的概念组分及农业生态系统的特点 教学重点:农业生态系统的组分 教学难点:农业生态系统的特点 教学时数:2 教学方法:讲授 教学内容:一、农业生态系统的概念 二、农业生态系统的组成 三、农业生态系统的特点 第三节 农业生态系统 一、农业生态系统的概念 1、概念:农业生态系统是人类利用农业生物种群和非生物环境之间以及农业生物种群之间的 相互作用建立并按人类社会需求进行物质生产的有机整体。 是人类利用农业生物来固定太阳能以获取一系列社会必需的生活资料和生产资料,是一种被 驯化的自然生态系统。 2、农业生态系统与自然生态系统的本质区别在于: 农业生生态系统具有以有人类需要的农副产品为中心内容的社会经济和技术力量的投入,并作 为一个系统重要的组成成分之一,影响着系统的存在与发展。 二、农业生态系统的组成 包括生物组分与非生物组分, 但由于人类的参与和调控, 其生物是以人类驯化的农业生物为主, 环境也包括人工改造的环境部分。 (一)生物组分 分成绿色植物为主的生产者,以动物为主的消费者和以微生物为主的分解者。 农业生态系统占据主要地位的生物是经过人工驯化的农用生物,包括农作物、家畜、家禽、
6

家鱼等,以及与这些农用生物关系密切的生物类群,如专食害虫、寄生虫、根瘤菌等。 在农业生态系统的生物组分中最重要的是增加了最重要的农事活动者和操作者主体---人类。 (二)环境组分 包括自然环境组分和人工环境组分。 1、自然环境组分是从自然生态系统继承下来的,但已受到人类不同程度的调控和影响。如作 物群体内的温度、鱼塘水体的透光率、土壤的物理化学性质等都受到了人类各种活动的影响。 2、人工环境组分包括生产、加工、贮藏设备和生活设施,如温室、禽舍、渠道、防护林带、 加工厂、仓库和住房等。人工环境组分是自然生态系统中没有的,常以间接的方式对生物产生影 响。 三、农业生态系统的特点 (一)农业生态系统与自然生态系统的比较 特征 净生产力 营养变化 品种多样性 特种多样性 矿物质循环 熵 人为调控 时间 生境不均匀性 物候 成熟程度 农业生态系统 高 简单 少 少 开放式 高 明显需要 短 简单 同时发生 未成熟的(为早期演替) 自然生态系统 中等 复杂 多 多 封闭式 低 不需要 长 复杂 季节性发生 成熟的

(二)农业生态系统的特点 农业生态系统由于脱胎于自然生态系统,无论其生物组分还是环境组分、结构和功能。都与 自然生态系统保持很多相同之处。农业生态系统又是人类积极干预的系统,人类对自然生态系统 进行着长期的利用、改造和调控作用,又明显地区别于自然生态系统。 1、农业生态系统是开放性系统 农业生态系统的生产除了满足人类文化生活的需要外,还要满足市场与工业等行业发展所必 须的商品和原料,这样要有大量的农、林、副、牧、渔产品等离开系统,留下部分残渣等副产品 参与系统内再循环,而这些物质一般很少,为了维持系统的再生产过程,则要求除了太阳能外, 还要大量向系统输入化肥、农药、机械、电力、灌水等物质和能量。农业生态系统的这种?大进 大出?现象,表明了农业生态系统的开放程度远远超过了自然生态系统。 农业生态系统是在人类的生产活动下形成的,人类既可以建设一个农业生态系统,也可以破 坏一个农业生态系统。人类参与农业生态系统的根本目的在于:将众多的农业生态资源更加高效 地转化为人类需要的各种农副产品。为了这一目的,人类就必须对农业生态系统进行适时适度的 调节与控制。如通过育种、栽培、饲养技术等,调节和控制农业生物的数量与质量;通过基本设 施建设和耕作、施肥、灌溉、病虫草害的防治等技术措施,调节或控制各种环境因子,以及其结 构和功能。农业生态系统并不是完全由人类控制的。这是因为在某种条件下,自然生态系统对它 有一定的调节作用。 2、农业生态系统的净生产力高,较高的经济价值和较低的抗逆性。 农业生态系统中的生物组分多数是按照人类的目的(高产、优质、高抗等)驯化而来的,再加 上人类通过 科学技术与管理的作用,使农业生态系统中优势种的可食部分或可用部分进一步发 展,农业生态系统具有较高的净生产量和较高的光能利用率,如全球绿色植物的光能利用率平均
7

为 0.1%,而耕地农作物平均为 0.4%,高产的草地为 2.2-3%,高产的农田为 1.2—1.5%。 3、农业生态系统同时受自然环境与社会经济?双重规律?的制约 农业生态系统是在自然生态系统基础上的一种继承,从系统结构组成上,既包含了自然生态系 统的组分,同时也包含了社会经济因素的成分。农业生态系统的生产既是自然再生产过程,也是 社会再生产过程。所以农业生态系统的存在与发展同时受到自然规律和社会经济规律的支配。如 在确定优势生物种群组成时,一方面要根据生物的生态适应性原理,作到?适者生存? ,另一方面 还要根据市场需求规律和经济效益规律,分析该生物种的市场前景和经济规模。 4.农业生态系统是一个综合生产系统 农业生态系统 的生产者是初级生产者和次级生产者,由多种生物组成,是相互联系相互作用的。 5、农业生态系统有明显的区域性 农业生态系统除了受气候、土壤、地形地貌等自然生态因子影响形成区域性外,还要受到社 会、经济、技术等因素的影响而形成明显的区域性特征。我国东、西、中部地区农业生态系统的 差异,一方面是由于自然环境因素不同造成的,更重要的是由于长期以来在农业技术经济水平上 的差异造成的。 6、农业生态系统的组成要素简化,自我稳定性差 农业生态系统的生物多是经过人工选择的结果,与自然生态系统相比,其生物种类较少,食 物链结构较短,对自然、栽培条件和饲养技术的要求愈来愈高,抗逆性减弱,同时,由于人为地 对其它物种的防除,致使农业生物的层次减少,结果是造成系统的自我稳定性下降。农业生态系 统中需要人为的合理调节与控制才能维持其结构与功能的相对稳定性。如通过适当的人力、物力、 资金等辅助能量的投入,增加系统的稳定性,实现高产。 第四节 农业生态系统的调节与控制 教学重点:农业生态系统的调控 教学难点:农业生态系统的自然调控 教学时数:2 教学方法:课堂讲授 教学内容:一、自然调控机制 二、农业技术调控 三、社会经济调控 教学内容: 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。 自然调控的目的:通过自然选择、遗传进化使生物适应环境,获得生物的生存和种群的发展。 人类调控的目的:通过 人类的行为有效地利用和保护有限的农业 资源,使之永续使用,并 使生产效果、经济效果和生态效果高度统一。 农业生态系统调控机制的层次: 第一层次:自然调控。是从自然生态系统继承下来的调控方式,通过生态系统的种群与环境、 种群以及环境因子间的物理、化学和生物的作用来完成 。 第二层次:经营者的直接调控。农业生态系统 中的生物及有关生物种,如有害生物的多少、 土壤和水利条件等、生产资料的输入输出都受到经营者的间拉调控。 第三层次:社会的间接调控。 一、自然调控 自然 调控的途径分为本能调控和稳态调控 (一)本能调控:由生物遗传特性所决定的生物自身的调控。 1.程序调控:由生物遗传基因所决定的有序调控。如动物的发育,植物的四季生长,开花结果等。 2.随动调控:由生物本能决定的行为调控。如葵花向阳性、植物根系向化性等。
8

3.最优调控:生物在生存环境中的最佳状态的调控。 (二)稳态调控:在干扰中维持平衡,偏移后能恢复原态的能力。 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。稳态是控制论术语,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。 生态系统可以通过多种稳态机制,保持自身的稳定性,主要是各种正、负反馈机制相互作用的 结果。任何稳态机制的作用都是有一定限度的,良好的稳态控制决定于系统中生物种类的多样性、 能流物流途径的复杂性。 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。 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。 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、多元重复补偿稳态调控机制。如光温对作物生长发育的调节作用;昼夜节律对家 畜家禽行为的调节作用;林木的自疏现象;功能组分冗余现象;反馈现象等多种自我调节机制。 1.反馈调控 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。 1.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。 2.种群之间,捕食者与被捕食者之间的数量调节也是一种反馈机制。 3.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。 4.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。 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。 2.冗余调控 冗余调控是生物以超过正常需要的组分量来完成特定功能的调控方式。也称为 多元重复补偿。是在生态系统中,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。 这种多元重复有时 也理解为生态系统结构上的功能组分冗余现象。 如作物的播种量、 动物的产卵量都要超过环境可容 纳的正常数量。 生态系统中的反馈控制和多元重复往往同时存在,使系统的稳定性得以有效地保持下去。这些 自然调控相对人为调控来说,往往更为经济、可靠和有效,对保护生态环境更为有利。 3.生态系统不同水平 上的稳态机制 (1)个体水平的稳态机制:主要是通过生理的与遗传的变化去适应环境的变化,通过适应,形 成生活型 、生态型,亚种、新种,使物种多样性和遗传性得到加强,同时提高了对环境资源的利 用效率,如生物的再生、愈合、补偿能力。 (2)群体水平的稳态机制:种群密度达到 一定水平 上后,会导致增殖率和个体生长率下降。 动物可以通过生死能力和行为变化来协调种群密度与资源的关系。 (3) 作物群体的稳态机制: 作物群体对资源利用的稳定性因个体器官的相对生长变化和功能互 补关系得到加强。
9

(4)群落水平的稳态机制:生物种间通过相互作用,调节种群数量和对比关系 ,同时受到共 同的大环境容纳量的制约。 (5)系统水平的稳态机制:种群关系、生态位分化、食物链等都对系统的稳定有积极作用。 二、农业技术调控:人工调控机制

农业技术调控是农业经营者利用农业技术对农业生态系统实行的各种调节与控制。 是农业生态 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 (一)农业技术调控的途径与方法: 1.生境调控 生境调控就是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。 调节土壤环境,可通过物理、化学和生物等方法进行。传统的犁、耙、耘、起畦,以至排灌、 建造梯田等同于物理方法,它们改善耕层结构,协调水、肥、气、热的矛盾。化肥、除草剂和土壤 改良剂的使用,能够改善土壤中营养元素的平衡状况,属于化学方法。而施用有机肥、种植绿肥、 放养红萍、繁殖蚯蚓等措施属于生物方法,它们既能改善土壤的物理性状,又能改善士壤中营养元 素的平衡状况,有利于提高土壤肥力。 调节气候环境, 表现在区域气候环境的改善上, 可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,可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。 调节水分的方法很多;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。 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、机械、燃料、电力等农业生产资料;输出 包括各种农业产品。 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 3.农业的生物个体和群落结构调控 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。 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、渔比例和配臵,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: 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臵。
10

(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。 (二)农业技术选择的原则 农业技术必须适应农业生物的生理生态特性。 农业技术必须与自然条件相适应。 农业技术必须与社会经济文件条件相适应 农业技术必须相互配套。 三、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 对生态系统产生调节作用的有关社会机制。 1.财贸金融系统的间接调控 2.工交通讯系统的间接调控 3.科技文教系统的间接调控 4.政法管理系统的间接调控 第三章 农业生态系统的结构 教学目的:了解农业生态系统的结构,包括层次结构、时空结构与营养结构。掌握 系统内组 分的组成 特点 与结构特点,以及合理农业生态系统结构的标志 教学重点:系统内组分的组成 特点 与结构特点,以及合理农业生态系统结构的标志 教学难点:组分的组成 特点 与结构特点 教学时数:8 生态系统的结构: 系统的构成要素及其在时间上、 空间上的配臵和物质、 能量在各成分的转移、 循环的途径。 生态系统结构是生态系统构成要素的各类与数量,同时包括要素的在水平 和垂直空间上的分 布和在时间上的衔接,以及系统的能量和物质的流动特点。 生态系统的结构由三方面决定:一是构成系统的组分;二是系统组分在时间和空间上的分布; 三是组分间的联系方式与特点。 农业生态系统的结构: 农业生态系统的构成要素及各业内部的组成要素间的配臵方式、 能量和 物质在各成分或组成要素间的转移、循环途径。 第一节 农业生态系统的层次结构 农业生态系统划分的层次结构:国家级农业生态系统;不同气候地理区域农业生态系统 ;农、 林、牧渔物质能量转化系统;农业内部分布布局系统;种群及其结构系统;产量结构系统。 农田生态系统结构:种植业生产系统。 农田生态系统的结构包括:农田物种结构与生态环境结构。 一、物种结构 物种结构的组成决定于自然生态条件特点 和耕作制度,受传统的供销关系、当地资源特点和 各种因素的影响而千差万别。 农田生态系统的作物种群由三个成分构成:农作物、绿肥牧草、农田林木。 1.农作物: 粮食作物、经济作物、蔬菜、药材、花卉等。这些作物根据本身的生育特点及其不同的农田环 境组合构成多种模式的作物种群结构。 2.农田林木: 3.绿肥牧草:重要的饲料来源,有着提高土壤肥力、保护地表、提供家畜饲料增加动物生产量 的功能。 二、生态环境结构 由土壤、大气、生物、地质地理四部分构成。 1.土壤环境在人工控制下,为人工植被创造了生长发育和较高生产力的基地,是营养元素、水 分以及能量循环和转化的场所。
11

物种结构的营养物质都来自土壤,包括氮、磷、钾三大营养元素及微量元素。 农田种植不同种类的植物其残留给土壤的根茬、落叶经及生长过程中根系对土壤环境的影响, 改变了土壤环境,作物对土壤营养的选择性和根系分泌物、根系构型分布的不同,对土壤环境产生 良性影响或引起环境的恶化。 2.大气环境组分 温、光、水、气对农田生态系统的影响。 水热条件影响着生物的分布和生长发育,决定了作物、家畜的种群差异。 农田植物只有通过光能才能吸收二氧化碳,通过根系吸收土壤里的水分 进行光合作用制造有 机物质。 大气 组分的变化使作物的生长发育、生理生化、形态结构等方面发生了深刻的变化,影响着 植物产吕的产量和质量。 3.生物环境组分 非人工种植的生物属于生物环境,对于作物,其它种群是生物环境。 如与作物同时生长的杂草; 不同种群间的间套混作的有害有益的关系; 作物与微生物的关系等。 如何利用生物环境对作物的影响: (1)利用生物群落中彼此间存在的相生相克的关系,以保持农田生态平衡。如豆科植物也根 瘤菌,根瘤能固氮增加土壤肥力,改良土壤的团粒结构;农田地边养蜂。 (2)利用农田昆虫存在 着的相克关系控制有害昆虫的大量发生。 4.地质地理环境组分 地势、地形、地貌直接影响农田生态系统内物种的分布及结构组成。 研究和运作农田生态系统的中心任务: 通过 人工控制求得系统结构和功能的最优化。只有这样才能使系统结构演化更合理、系统更 协调。 三、种群水平上的生产结构 群体的大小 、分布、长相、组成和动态变化等,是群体的基本特性。 群体的大小:群体结构的主要方面。反映群体大小的指标有每亩农田基本苗数、叶面积系统和 根系发达程度。 群体的分布:叶层分布或叶层结构,与叶片大小、角度、层次、株行距等很大关系。 群体的长相:群体结构的外观表现,包括叶片长相、叶色、封垄早晚和程度、禾苗分布均匀度 和整齐度等。 群体的组成包括农田作物的种类和品种,以及每一品种植株所占比例和分布情况。 群体的动态变化:群体的大小、分布、长相随个体的发育发生变化,直接反映群体结构的动态 变化,反映群体结构的好坏和对产量的影响。 农田群体小气候:群体由个体组成,以个体为基础,个体的数量、分布、生长发育状况和动态 变化决定了群体的结构的特性,影响着群体内部的环境条件。如温度、光照、空气成分、土壤条件 等。 群体小气候又影响个体的发育,体现了群体与个体的相互联系、相互制约的关系。如:通过株 型育种,改变不同类型的株型,通过控制播种量和播种方式,调节作物群体内个体 间的关系,通 过田间管理技术如化学控制、人工修剪技术等调节作物的种群结构,得到群体最大光合产量。 第二节 农业生态系统的营养结构 营养结构:生物间营养关系联结起来的结构。 生态系统中能量的流动,是借助于?食物链?和?食物网?来实现的。因此,食物链和食物网 便是生态系统中能量流动的渠道。 一、食物链 1、食物链概念 生物成员间以食物营养关系连结成的链状序列, 称为食物链。 生态系统中的多种生物按营养关 系从植物到草食动物与肉食动物,通过一系列的吃与被吃的关系,把生物与生物联系起来。
12

食物链概念是 1942 年美国生态学家林曼德在研究湖内生物种群能量流动规律时,由中国谚语 ?大鱼吃小鱼,小鱼吃小虾,虾吃浮游生物?得到启发而提出来的。 在生态系统中,绿色植物固定太阳能形成有机物质,然后被食草动物取食,食肉动物又通过取 食这些食草动物,形成一系列的食物链,沿着食物链,能量在生态系统中得以传递和转化。如农业 生态系统中最基本的食物链:谷物→人,饲草→牛→人,谷物→猪→人。 2、食物链的类型 (1)捕食食物链 也称草牧食物链,其能量发端于植物,到草食动物,再到肉食动物,是直接消耗活有机体及其 部分的食物链。典型的是?草→蝗虫→青蛙→蛇→鹰? ,在生物防治中的?植物→害虫→天敌? 。 (2)腐生食物链 也称残渣食物链。是由多种微生物参与,以死亡的有机体为营养源,通过腐烂、分解将有机质 还原为无机物质的食物链。在农业生产中用棉籽壳、稻草等生产蘑菇,用秸秆、粪便等有机物质产 生沼气的过程都是腐生食物链的运用。 (3)混合食物链: 构成食物链的各环节中, 有活食性生物成员, 又有腐食性生物成员。 如稻草 牛 蚯蚓 鸡 猪 鱼 的混合食物链。 (4)寄生食物链 以活的生物有机体为营养源,以寄生方式生存的食物链。一般都开始于较大的生物体,如?哺 乳动物→跳蚤→原生动物→病毒?和?大豆→菟丝子?等都是典型的寄生食物链。 在生态系统 中,食物链不单纯是捕食、寄生、腐生的关系,它们之间交错形成的一条链状结 构, 这种链状结构称为混合食物链。 如稻草喂牛→牛粪养蚯蚓→蚯蚓养鸡→鸡粪加工后喂猪→猪粪 投塘养鱼,就构成一条有捕食又有腐生的混合食物链。 3、营养级 营养级是生物在食物链上所处的位臵,食物链上的每一环节就称炒一个营养级。 营养级的排列,以能流在食物链上的发端开始的,因此,在生态系统中,由于绿色植物总处于 食物链的始端,所以是第一营养级,依次草食动物是第二营养级,肉食动物为第三营养级,如饲草 →牛→人这条食物链,这条食物链中,饲草是初级生产者,为第一营养级,牛为第二营养级,人是 第三营养级。一般的自然生态系统中,超过第五营养级的很少。 4、食物网 在生态系统中,营养级常是错综复杂的。一种消费者同时取食多种食物,而同一种食物又可被 多种消费者取食,于是形成食物之间交错纵横,彼此相连,构成一种网状结构,这就是食物网。 食物网使生态系统中的各种生物直接或间接地联系起来。生物种类越多,食性就越复杂,形成 的食物网就越复杂,也因此增加系统的稳定性。生态系统内部营养结构也不是固定不变的,如果食 物网中的某一条食物链发生障碍, 可以通过其它的食物链来进行必要的调整和补偿。 如草原上的野 鼠因流行病而大量死亡, 原来以此为生猫头鹰并不会因此而数量减少, 而可以把取食对象换为野兔。 食物网在本质上是生态系统中形成的一种反复吃与被吃的相互关系,这在自然蜀是普遍存在 的,它不仅维持着生态系统的相对平衡,并推动着生物的进化,成为自然界发展演变的动力。 二、食物链结构 (一)食物链结构的特点: (1)同一食物链中,包含食性和其它习性极不相同的多种生物。如植物、动物、微生物。 (2)同一生态系统中,可能有多条食物链,长短不同,营养级数目不同。 (3)不同的生态系统中包含的各种类型的食物链比重不同,在森林生态系统 和草原生态中, 植物的净生产量的大部分进入腐食食物链。 (4)任一生态系统中,各类食物前怕狼后怕虎是协同起作用。 (二)食物链加环 人类调节农业生态系统的食物链的主要方式是食物链加环。 食物链加环: 在原有的食物链中引入或增加新的环节, 以增加系统的物质转化利用途径和经济
13

效益。 1.食物链加环的途径: (1)引进捕食性动物,控制有害昆虫对农业生物生产量的消耗。如稻田养鸭。 (2)增加新的生产环节。 2.食物链加环的类型: 生产环 增益环 减耗环 复合环 三、农业生态系统营养结构的特点: 农业生态系统的各营养级的生物组成即食物链构成是人类按生产目的而精心 安排的,各营养 级的生物种群,是在人类的干预下执行各种功能,输出人类需求的产品,农业生态系统的营养结构 不如自然生态系统完全。 1.农业生态系统营养结构包括地上结构和地下结构。 地上部分结构通过农田作物、禽、畜、虫、鱼等,把无机环境中的二氧化碳、水、氮、磷、钾 等无机营养物质转化成为植物和动物等有机体。 地下部分结构通过土壤微生物,把动物、植物等有机体及排泄物分解为无机物。 2.关系:地上部分营养结构是无机变有机;地下部分是有机变无机,并归还土壤等环境,为农 作物再吸收利用。 3.特点:无机 物转化为有机物非常充分,有机物无机物就不一定在系统内进行,可能连同农 产品输出系统外进行微生物分解或用火焚毁或用其它措施处理,也可能在系统内由分解 者转化为 无机营养物质归还土壤。 第三节 农业生态系统的时空结构 一、农业生态系统的时间结构 1.概念: 根据各种资源的时间节律和农业生物生长发育的规律, 从时间上合理搭配各种类型的 作物,使自然资源得到最有效的利用。 2.类型:种群嵌合型、种群密结型和人工设施型。 种群嵌合型和种群密结型是根据资源节律将两种或两种以上的种群在同一时间内, 按其机能节 律进行科学地嵌合,或早晚嵌合,或在幼龄期集中育苗、育雏,以充分利用幼龄期及成熟至收获期 由于群体过小而浪费的资源。 人工设施型是通过人工设施改变对生物生长发育不利的环境因素,延长生长 季节,实行多熟 种植,变更产出期的一种方式。 二、农业生态系统的空间结构 1.概念:空间结构可分为水平 结构和垂直结构。 水平 结构: 环境组分因地理的原因形成纬向的水平 渐变结构, 或因社会的原因形成以城市为 中心的同心园结构, 农业生物组分随之形成相应的带状或同心园的水平分布, 其它非地带性因子的 作用会使生物形成各种镶嵌分布,生物个体间会形成规则的、随机的、成丛的各种水平分布格局。 垂直结构: 又称立体结构。 是环境组分因海拔高度、 水层深度和土层变化形成的垂直渐变结构, 不同的垂直环境中有不同的生物种类和数量。 2.类型:作物群体 的空间结构可分为地上结构和地下结构。 地上结构:群体茎、枝、叶的分布特点。 地下结构:系统种群根系在土壤中的分布特点。 根据群体空间结构的地上和地下部分资源利用层次的不同,分为若干类型: Ⅰ-1 型:即单一作物群体。优点是便于机械化操作和区域化种植。在人少地多的区域。单一 群体的地上和地下部分都处于一个层次,对光、温、水、养分的利用不充分,总生物量低。 Ⅰ-2 型:复合群体地上部分同处于一个层次,地下部分入土深浅不同。 Ⅱ-1 型:地上部高杆与低杆搭配,地下根系分布在同一层次内。
14

Ⅱ-2 型:地上高矮杆,地下深浅根。如玉米与花生间作。 Ⅲ-2 型:作物的高矮间作中,加入果树,形成地上部分的三层楼,使群体地上部分利用层加 厚,更充分利用空间和环境资源。 三、时空结构的生物学基础 时空群体在种植业系统中主要表现在复合群体组建上。复合群体是根据光、温、水、气等资源 利用的种间互补 原则与系统稳定原则,利用作物群体组成在形态上、生理上和生态上不同的优势 互补,具有较高生产力的作物种群系统。 1 对资源利用的种间互补。如高矮作物间作,喜光与耐阴作物对光能利用上的互补 ;深根与 浅根作物对土壤水分、养分利用上的互补等。 2 系统的稳定性 产量的稳定:群体中 一种作物受到不良影响时,另一作物可以产生更多的枝叶,以弥补对资 源利用的不足。 杂草病虫害减轻:复合群体的覆盖物可有效地抑制杂草的生长。 病害的减轻有两种假说:一是天敌假说,腐殖质的丰富,增加了害虫的天敌;二是资源假说, 对于专食性害虫,间作使害虫不容易 找到寄主,而受到抑制。 土壤再生产能力的维持:复合群体条件下,残落物丰富,对地面保护作用大,减轻土壤侵蚀, 有利于土壤再生产能力的维持 。 农业劳动的均衡:插种、成熟收割期不同。 第四节 建立合理的农业生态系统结构 合理的农业生态系统结构的标志 1.资源优势得到充分发挥并保持永续利用。 自然资源:各地的地理位臵不同,独特的气候条件、土壤类型和生物种类。只有在尊重自然规 律的前提下,合理配臵农、林、牧、渔等生物种群,使它们协调生长,依照人类生活所需的目标 , 进行能量 转化,物质循环,才能生产更多的产品。 根据自然 资源特点:从最佳结构上,合理安排作物,促进生态目标的经济目标的统一;从土 地资源利用上,进行主体布局,促进生态目标和经济目标的统一;从耕作制度上,实行间、套、复 种,充分利用劳力资源,促进生态目标与经济目标的统一。 2.系统保持生态平衡 生态平衡:在一定时间、空间内,生态系统 各部分的结构和功能处于相互适应的动态平衡中, 表现为结构平衡,功能平衡,输入与输出平衡。 农业生态系统 的生态平衡,表现为农、林、牧、渔各业在充分、合理利用自然资源上与定位 与定量协调配合上,做到水分 供需平衡,有机物的生产与分解回归土壤的平衡,土壤侵蚀与沉积 的平衡,能量的充分利用与转化的平衡。 3.系统具有多样性与稳定性: 多样性是指农业生态系统组成成分多少,生物种群结构的繁简,食物链的长短,食物网的复杂 程度,能量转化和物质循环的层次多少等。 稳定性是指生物种群在遇到生态环境大幅度变化时, 由于 生态种群的负反馈作用, 经过 一段 时间后,使之恢复原状的能力。 第四章农业生态系统的功能 第一节 农业生态系统的能量流 教学目的 : 了解掌握农业生态系统中能量流动的基本原理, 掌握农业生态系统中能量转化的效率, 掌握农业生态系统中的生产力 教学重点:农业生态系统生产力 教学难点:农业生态系统生产力 教学时数:10 教学方法:讲授 第一节 农业生态系统的能量 流
15

能量是自然界生物赖以生存的基本要素,一切生命活动都伴随着能量的不断转化、物质的不 断循环及信息的不断传递。因此,能量的转化 流动是生态系统的最基本功能之一,也是农业生态系统最主要的研究内容。 能是物理学中的一个概念,指的是物体具有作功的能力。能有两种存在形式,即潜能和动能。 潜能是存在于有机体中的化学结合能,是一种静态的能量,具有作功的能力,在农业生态系统中, 潜能是通过食物链的关系在生产者、消费者、分解者等有机体之间进行流动和传递的。动能是物 体本身具有的能量,包括热能和辐射能,动能可以在物体之间传递,并且可转化为潜能。 在生态系统中,能主要指的是系统内以有机物质形式存在的化学潜能,生态系统的能量流动 与转化也主要指这些有机物质的能量在生物体之间的传递和转化情况。生态系统中能量进行度量。 在生态系统中能量的单位一般用焦耳或卡表示。 一、能量的来源、能流和能量转化 (一)能源 1、太阳能是生态系统的主要能源 2、辅助能 除太阳能以外,对生态系统所补加的一切形式的能量统称为辅助能。 ①辅助能的种类: 根据来不同可分为:自然辅助能和人工辅助能两类。 自然辅助能(包括:风力、降雨、蒸发等) 。 人工辅助能,是人们从事农业生产活动所投入的人工辅助能。人工辅助能根据来源和性质不 同可分为:生物辅助能和工业辅助能两类。 生物辅助能:也称为有机能,是来源于生物有机体或生物有机物的能量,如:人畜劳动力的 作功,种苗和有机肥料中所包含的化学能。 工业辅助能:也称为无机能、商业能或化石能,包括石油、煤、天然气、电力等形式投入直 接工业辅助能和以化肥、农药、生长调节剂、农业机械、农用机具、农用塑料等产品形式投入的 间接工业辅助能(也称为物化能) 。 人工辅助能按使用价值的不同,分为三类:一是臵换性能量,如化学能、电能可转换成生物 能。二是生产性能量,如生产化肥、农药使用的能量;三是消费性能量,如用炊事、取暖的能量。 ②衡量一个农业生态系统的人工辅助能投入状况的指标 人工投入水平:指单位面积、单位时间投入系统的人工辅助能的数量。 人工投能结构:指对系统所投入的生物辅助能和工业辅助能的比例关系。 能量产投比:指单位面积、单位时间内系统的产出能与投入的人工辅助能的比例关系。即: 能量产投比=产出能/人工投能。人工投能结构能量产投比 人工投入水平、人工投能结构、能量产投比是农业生态系统集约化程度的重要指标,也直接 影响着农业生态系统的功能。 (二) 、能流 环境中的太阳光能,通过植物的光合作用转化为植物体内的化学潜能,植物体内所含的化学 能,沿着食物链逐级地往下传递转化,最后被分解者分解,以热能的方式返回环境。这一过程就 是生态系统的能量流动转化过程。 生态系统中能量流动是指能量由非生物环境经生物有机体,再到外界环境所进行的一系列传 递。在农业生态系统中,能量流动的一般途径包括以下几个方面: 1、太阳辐射的能量进入生态系统 太阳辐射的能量有一半左右可以作为生理有效辐射为植物所利用,通过 绿色植物的光合作用 将其转化为化学潜能,储存在植物有机体中,但这部分能量一般只有总辐射能量的 1%--5%,其 余能量以热的形式损耗掉了。 2、以植物有机体储存的能量,沿食物链流动转化 由绿色植物合成的生物能,在食草动物、食肉动物的取食过程 中被 利用和消耗,能量沿食 物链在各个营养级的生物中流动,每一营养将上一级传递来的能量分为固定(构成各级生物体组
16

织) 、损耗(生命代谢过程中呼吸消耗等) 、还原(各营养级残体、排泄物等由分解者进行分解、 还原、释放的能量)三大部分。 3、生态系统中能量的外界输入及输出 由于农业生态系统是个开放的系统,有相当部分的能量 人为通过系统 边界输入到系统中, 有一部分做为产品移出系统外,为人类所利用。此外,通过动物的迁移、水和风的携带等途径, 也有一部分能量被 输入或输出生态系统。 能量在流动的过程中是不断耗损的,当能量从一个营养级传递到相邻的下一营养级,其耗损 是多方面的,未能被利用、利用的没能被 同化、同化后的被呼吸消耗掉、变为生产量后因多种原 因被减少。 如草食动物可以利用的有效食物在自然生态系统中并没有全部被利用,留下的食物可供分解 者利用,能量进入腐食食物链。 被移走的食物,其中一部分是未利用的物质,另一部分是作为食物被取食的物质,有作为粪 便、尿排出的;也有被 同化的,一部分用于维持生命。→ (三) 、能量传递的效率 1、十分之一定律 美国著名生态学家林德曼研究发现:营养级之产的能量转化,大致有 1/10 转移到下一营养级 形成生物量;9/10 被消耗掉,主要是消费者采食时的选择浪费、呼吸消耗和排泄等,这就是能量 传递的 1/10 定律,也称为林德曼定律。 十分之一定律是对食物链营养级之间能量 传递效率的一个粗略定量的描述。十分之一定律是 指食物链营养级之间的能量传递大约平均为 10%. 自然生态系统各营养级消费者间的能量传递效率常在 4.5—20%之间,证实了十分之一定律的 科学性,但此定律只适用于水域生态系统,对陆地生态系统不完全一致。 陆地生态系统中消费者效率有时比海洋生态系统低得多,主要原因是陆地的净生产量不是全 部逐级传递给下一个营养级的,而是其中大部分被 传到分解者那里被 分解消化了。 在同一营养级中,野生的要远远低于人工饲养的,主要是人工饲养的营养较全面,质量较高; 野生的环境条件恶劣,相当一部分能量 用于应附环境条件;自然生态系统中前一营养级的各种有 机物可进入多条不同的食物链,减少了食物的消费,提高了能量 利用率。 2、生态金字塔 生态金字塔是反映食物链中营养级之间数量及能量比例关系的一个图解模型。 根据生态系统营养级的顺序,以初级生产者为底层。各营养级的数量与能量比例通常是基部 宽、顶部尖,类似金字塔形状,所以形象地称为生态金字塔,也叫生态锥。 (1)个体数金字塔 描述某一时刻生态系统中各营养级的个体数, 可用数/m2 表示。 能量沿营养级顺序向上逐级递 减,因而有机体的数目沿营养顺序向上呈越来越少的现象。如一块草地上可能有草数百万株,有 蚜虫数万个、蜘蛛数千个,鹰数只。 不足之处是在同一营养级上生物的体积有大有小,用个体数来表示,就失去了可比性。 (2)生物量金字塔 描述的是某一时刻生态秕中各营养级生物的重量关系,用 kg/m2 来表示。这种方法克服了个 体数金字塔中因个体大小的差异而造成的塔形颠倒的现象。但是当下一级营养比上一级营养级的 生物个体小、寿命短、代谢旺盛时,也会出现下一级营养级的生物量少于上一营养级,生态金字 塔仍成颠倒现象。 (3)能量金字塔 是指一段时间内生态系统中各营养级所同化的能量,这种金字塔较直观地表明了营养级之间 的依赖关系,比前两种金字塔具有更重要的意义。 研究生态金字塔,对提高生态系统每一级的转化效率和改善食物链上的营养结构,获得更多 的生物产品是具有指导意义的。塔层次的多少,同能量的消耗程度有密切关系。层次越多,贮藏 的能量越少。塔基宽,生态系统稳定,但若塔基过宽,能量转化效率低,能量的浪费大。从农业
17

生态来说,不仅要求系统稳定,还要求其转化效率要高,才有利于生态系统获得较多的生物产品, 以提高系统生产力。 生态金字塔直观地解释了各种生物的多少和比例关系,如为什么大型食肉动物数量不可能 多。 3、生态效率 在食物链中,后一营养级生物对前一营养级生物能量利用的百分比叫能量传递效率或生态效 率。 在生态系统的食物链中,初级生产者是一切有机体的唯一来源,其数目最大,生物量最多,生 产力也最大。 消费者只能依靠取食前一营养级生命体获得能源,能量顺营养级依次向上传递。能量 在传递 的过程 中,在各营养级内及营养级之间都有损耗。 农业生态系统是人为控制下的人工生态系统,其能量来源除接受并转化太阳辐射能外,还有 人工辅助能的投入。投入能量的多少和能量转化率的高低对农业生态系统的生产力是决定性的。 在一定的农业地区,由于纬度、海拔、地势、坡向、天空云量影响着太阳辐射能的投入量, 这是人们难以控制的部分。辅助能的投入可以调节、控制,但受到当地社会、经济、技术条件的 制约。因此,农业生态系统如何捕获和转化更多的太阳辐射,以及如何 合理利用辅助能,并提高 其生产效率是极为重要的问题。 二、农业生态系统的初级生产 1、也称第一性生产,是指绿色植物进行光合作用所积累能量的过程。进行光合作用的绿色植 物称为初级生产者,初级生产积累能量或物质的速率称为初级生产力,或称第一性生产量。 整个生物圈提供的食物能为 5353× 1012 千卡.年-1,80%来自植物,20%来自动物。98.9%来 自陆地, 1%来自海洋。 每人每天需要 2400 千卡.天-1 地, 整个地球约养活 61 亿人。 不同资料表明, 地球可养活 70—150 亿人。 2、初级生产量包括总初级生产量和净初级生产量两个层次。 总初级生产量是包括在呼吸作用中被消耗的有机物质在内的光合作用的总速率,所以也称为 光合作用的总和; 净初级生产量是指除掉植物呼吸作用消耗的能量后的初级生产量。 不同生态系统的初级生产量差异很大,一方面受光照、温度、水分、养分等因子的限制,另 一方面也受生态系统本身利用这些环境因子能力的限制。 农业生态系统的初级生产主要包括农田、草地和林地生产。由于农田的人工栽培品种和管理 措施, 其生产力水平相对较高, 一般陆地平均的太阳光能利用率只有 0.25%, 农田平均 0.6%左右, 高产农田可达到 1%以上。 总初级生产中粮食作物占 78%,经济作物 17%(包括蔬菜) ,其它青饲料、绿肥占 5%,这些 用于人消费 26%,次级生产 30.2%,其余工业燃料消费 3、提高农业生态系统初级生产力的途径 (1)增加绿色植被覆盖,充分利用太阳辐射能(提高植物光能利用率) (2)保护、改善生态环境,消除或减缓限制因子的制约:优化人工辅助能的投入组合,适时 适量地合理使用化肥、农药、生长剂和微生物,发展精确农业,推广配方施肥,使用植物生长调 节 剂,开展病虫害的综合防治等。 (3)改善植物品质特点,选 育耐干旱、耐盐碱、耐低温、抗病虫的优良品种。 (4)加强生态系统内部循环,减少养分、水分 制约 推广农牧结合生态农业,注重用地、养地相结合,建立生物固氮系统,如秸杆还田、有机肥 与无机肥相结合,从而保证农田养分平衡。 (5)改进耕作制度,提高复种指数,合理密植→间套种、生态位互补,科学配臵,如高秆矮 秆、深根浅根、喜光耐阴等 (6)调控作物群体结构 提高照光叶面积系数,在水肥条件满足时,直接影响初级生产力的 高低→减少漏光、叶面积系数↑,改善农田小气候。
18

三、次级生产 1、次级生产是指初级生产以外的有机体的生产,即消费者、分解 者利用初级生产的有机物 质进行同化作用,表现为自身的生长,繁殖和营养物质的储存。 次级生产延长了物质和能量在生态系统内的流动传递过程。它是以初级生产为基础,直接反 映初级生产的质和量。次级生产力的形成,是以动物采食可食植物开始,直到取得动物产品,这 一过程经过一系列转化过程并伴有大量的能量损失。 初级生产者以外的异养生物(包括消费者和分解者)称为次级生产者。 初级生产是绿色植物利用太阳光能制造有机物质,而次级生产者是动物、微生物对这些物质 的利用和再合成,其能量的固定和转化是通过摄食、分解、合成等完成的。 2、次级生产的能量平衡 次级生产采食的能量中,只有一部分被消化,很大部分以粪的形式排出体外,从被采食的初级 产品中减去粪能,是消化能。 消化能不是全部被动物利用,一部分以尿素或尿酸的形式从尿中排出,一部分以甲烷及氢的气 体形式排出,从消化能中减去尿能和气体能后,就是代谢能。 动物在进食过程中还要消耗能量,这部分能量以热的形式排出体外,叫热增能。 从代谢能中扣除热增消耗,叫净能,净能首先满足动物的维持需要,余下部分才用于增重、 产奶、产蛋等生产,即转化为次级产品。 3、次级生产在农业生态系统中的作用和地位 在农业生态系统中,次级生产主要是指畜牧业和渔业生产。 1.提供动力 2.转化农副产品,提高利用价值 3.提供蛋白质产品,改善人们的食物构成 4.促进农业生态系统的物质循环,增强生态系统的机能 5.提高经济效益 4、次级生产的能量转化效率 次级生产的能量效率随生产者的种类和生态类型不同而不同,养殖业饲料与产肉比率,猪为 4.3:1,牛羊约为 6:1,禽肉约为 3:1,水产约为 1.5:1. 畜禽可将采食饲料的 16-29%饲料能同化为体内的有机物 的化学潜能,33%用于呼吸,31-49 —随粪便排出体外。 5、提高次级生产力的途径 (1)发展草食动物,充分利用富含纤维素的有机物质。 (2)发展水生生物,提高能量利用率。 (3)利用腐生食物链,增加能量利用层次。 (4)优化饲料喂量与配比,提高转化率。 四、初级生产与次级生产的相互关系 1、次级生产对初级生产的依存关系 各种动物依赖于初级生产而获得食料,以得到生长发育所需的各种物质和能量,进行产品生 产。因此,初级生产产品和副产品的种类、质量和数量决定了农业生态系统中畜、禽、鱼或其他 动物的种类、数量和转化效率。 次级生产的转化效率也在很大程度上取决于初级生产产品和副产品的种类和质量。 合理的初级生产布局,还可以改善环境质量,为家畜提供良好的生长和栖身环境,这对草 原牧区的畜牧生产更具重要的意义。 2、次级生产对初级生产的促进作用 合理的次级生产可以促进初级生产。 合理放牧,畜群的践踏使大量茎叶埋入土表根层,使有机和无机营养物在这一土层内大量积 累,为土栖生物的生长创造了良好的条件,形成生命活动中心,在草原的土栖动物中,以蚯蚓为 最多,其生物量可能达到,甚至超过家畜的生物量。蚯蚓的活动使有机质转变成细腐殖质,并能
19

使土壤中各种无机元素发生移动,不仅促进土壤肥力的增长,而且也极大地提高了植物对营养元 素的同化效率,进而促草原初级生产力的提高。 在农区,随着社会对各种动物产品需求的增长和饲料科学的发展,饲养种类的拓展必将对饲 料生产提出更高更广泛的要求,从而促进种植业结构的改革和调整、栽培管理技术的改进和农业 生态系初级生产力的提高。 3、不合理放牧对草原初级生产的影响 不合理放牧指草原载畜量超过或大大低于其承载量,对初级生产都会产生不良的影响。 过度放牧不但会使可食草种的数量减少而影响初级生产力和牧草品质,还会导致土壤板结、 杂草和毒草增多,严重时发生沙化和盐碱化,使草原初级生产力大大下降。 放牧过于不足也是有害的,这一方面造成牧草资源的浪费,另一方面则使植物残体的积累 速度超过了微生物的分解速度而延缓了营养元素的再循环。植物残体的积累还可能产生火灾 四、辅助能的投入 农业生态系统与自然生态系统的最大区别就在于其开发度大,有大量的人工辅助能投入,这 也是农业生态系统和产力较高和农业持续增产的重要保证。 1、种类 人工投入的辅助能从能量的性质可分为有机能和无机能,有机能包括人力、畜力、种子及有机 肥等所含的能量;无机能包括化肥、农机、农药、机械、燃油和农田电力等所含的能量。 根据辅助能的来源,可分为工业能、生物能、自然能等。工业能也称化石能或商品能,包括 以煤、石油、天然气等形式直接投入的辅助能,以及化肥、农药、农业机械等形式间接投放的工 业辅助能;生物能包括人畜力、生物燃料、种子、有机肥等能量 ;自然能包括风能、水能、地热 能和潮汐能等。 现代农业水平的提高,辅助能的投入水平也相应提高,农业产出也持续增加。 从原始农业到现代农业,从粗放农业到集约农业,其人工辅助能、特别是工业 辅助能的投入 水平不断地提高。 我国农业生产系统的能量 投入,50 年代有机能占绝大比例,无机能投入占总投能的比例不足 2%,增长最快的是化肥和农机的使用,这是传统农业向现代农业过渡的明显标志。 辅助能主要是通过改善农业生产系统中的一些限制因素,改善农业生态系统机能,从而提高 农业生产力. 应用辅助能可以一一定程度上控制演替趋势,部分弥补农业生态系统功能的不足。 2、辅助能的作用: (1)培育和使用优良农业生物品种 (2)开展农业生态工程建设,为农业生物创造良好的环境 (3)农机用具提高了劳动生产率 (4)使用化肥、农药等提高能量转化率。 3、注意事项 适时适量合理输入,注意保护和利用农业生态系统的自我调控机制,发展良性循环,减少不 必要的辅助能投入,减少环境污染,提高能效。 20 世纪 80 年代,中国粮食产量翻了一番,化肥、农药、柴油、电力用量分别 增加了 7、2、 6、11 倍。80-89 年农用膜增加了 2.5 倍,91 年化肥施用 量达到了 293KG/HM2,超过了美国 89 年 100 KG/HM2. 五、提高农业生态系统生产力的途径 农业生态系统是个生态—经济—技术复合系统。农业生态系统生产力的形成是自然、经济和 社会因素综合作用的结果,包括一系列相互联系、相互作用、相互制约的复杂因素。农业生态系 统生产力的提高,实质上是对整个系统调节控制,以达到最优的目的,而不是某一级生产力单纯 在数量上的增加,也不是系统内农业生物学产量的简单增加。它是根据投入与产出,在协调社会 效益与生态效益的基础上谋求最佳的经济效益 。 (一)影响我国农业生态系统生产力的因素
20

1.自然资源条件 自然资源是指农业生产所面临的自然环境因素的数量、质量及其配合水平,通过对农业生 物种类、数量、品质和农业生态系统类型的制约作用来影响农业生产力水平。 我国农业系统的环境资源除光热资源优越之外,土地和水资源数量最短缺,质量低下,气 候条件的年际大幅度波动对农业系统构成很大威胁,土地资源的破坏和气候灾害的加剧可能使农 业系统出现不良的趋势。 2.社会经济条件 社会经济条件指农业生态系统面临的社会经济环境和农业生产单位的经营水平。 社会经济环境影响农业生态系统与人类社会系统进行物质、能量和信息交流的质和量,决定 农业生态系统结构的类型和功能。一方面,人类社会的进步使人类干预和控制生态系统的方式、 能力不断提高,从外界输人的物质、能量和信息不断增多,所起的生产效能也不断扩张,成了提 高农业生态系统生产力的主要动力。另一方面,商品经济的发展使生态系统与社会市场紧密联系, 社会需求变化引起商品价格变化,进而导致系统结构和生产力发生变化。人类社会需求与农业生 态系统生产力之间的这种客观联系是改变农业生态系统结构的根本动力之一。 农业生产单位的经营水平,包括该生产单位技术、装备,经济实力、人员素质和经营管理水平, 表现为投入的各生产要素的数量、质量及其配合比例和整体运行效果。经营水平的差距在同等的 自然、经济、社会环境下是各生产单位生产力水平差异的主要原因。 3.农业科学技术水平 农业科学技术的进步对提高农业生态系统的生产力至关重要,不同地区,特定农业科学技术 对生产力的影响是不同的。 4.农业生态系统的结构 农业生态系统生产力不仅取决于各构成单元的个别生产力,而且受结构本身及其功能的影 响。系统结构对生产力的影响主要表现为: ⑴适当调整食物链可增大系统生产力。 ⑵提高系统的稳定性,可以增强系统的整体生产力。 (二)增加人工辅助能量、提高初级生产力 辅助能量在现代农业的初级生产中起着十分重要的作用。增加辅助能投入可以改善农业生态 系统的机能、提高初级生产力 。 提高辅助能利用效率是降低初级生产成本提高净生产力的关键之一。主要途径是适量投入、 合理配比,以谋求最佳经济生产力。避免工业辅助能对环境资源、土壤性状的破坏,也是充分利 用辅助能增加初级生产力的重要方面。不恰当的使用工业辅助能虽然有时会暂时对作物生产有一 定的促进作用,但长此以往可能会引起环境资源、土地资源破坏造成初级生产力下降。 (三)引进新物种,开发生态位,实行多样化生产 在现有农业生态系统中引进某些新物种,可以使整个系统的功能发生变化。 1.引进新物种,增强系统功能 (1)扩大生产,提高效益。 (2)消除或防治污染。 (3)增加系统稳定性。 2.开发生态位,提高系统生产力 (四)因地制宜,发展次级生产 (五)控制生态和经济平衡 生态平衡控制就是根据生态学规律,建立合理的生产结构,使生态系统保持良性循环。 经济平衡有四方面的内容: 第一, 生产周期内投入产出的平衡。 二是生产与社会需求的平衡。 第三,经济均衡发展 。第四,控制生产规模。 小结: 第二节 农业生态系统的物质流 教学目的 :了解掌握农业生态系统中物质的流动及利用
21

教学重点:农业生态系统中物质的流动及利用 教学难点:农业生态系统中物质的流动 教学时数:6 教学方法:讲授 生态系统的存在和发展,不仅需要不断地输入能量,而且还要输入物质。物质在生态系统的 作用有两个方面,既是维持生命活动的物质基础,又是能量的载体。 在生态系统中,生产者通过根系吸收土壤中的矿质元素,通过叶片上的气孔吸收大气中的二 氧化碳,经过光合作用合成有机物,再沿着食物链逐级转移,形成农业生态系统的物质循环。在 物质转移过程中,被丢失的部分都将返回环境,其中部分又可被植物重新吸收利用。所以,物质 可以在生态系统中反复利用而形成循环。 一、生物地球化学循环: 1.概念:各种化学元素包括生命有机体所必需的营养物质,在不同层次、不同大小的生态系统 内乃至生物圈里,沿着特定的途径从环境到生物,从生物到生物,从生物再回到环境,不断地进 行着流动和循环,称为生物地球化学循环。是物质循环的基本形式。 2、生物地球化学循环物质循环的类型: (1)根据物质循环的范围不同,生物地球化学循环可分为:地质大循环、物质小循环。 地质大循环:指物质或化学元素经生物体吸收作用,从环境进入生物有机体,然后生物有机 体又以死体、残体和排泄物等形式返回环境,进入大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈等五 大自然圈层的物质循环。 大气圈:指地球表面 1000 公里厚度内的气层状态。 水圈: 水圈指地球表面被水覆盖的部分,它占地球表面的 71%,最深可达 11Km,总体积约 1.5 ×109Km。 岩石圈:岩石圈指地球表面约 30--40 Km 厚度的地壳层。 土壤圈:指覆盖在地球表面的,能够生长植物的疏松层。 生物圈:指大气圈、水圈、岩石圈、和土壤圈的界面上,收生物有机体构成的,具有生命和 再生能力的圈层 地质大循环的特点:范围大、时间长,是一种闭合式的循环。 如大气中的二氧化碳约 300 年循环一次,氧约 2000 年循环一次,水约 200 万年循环一次,岩 石风化出来的矿质元素循环一次可长达几亿年。 生物小循环:指环境中的化学元素经生物体吸收并在生态系统中被相继利用,然后经分解者 的作用再被生产者吸收、利用的物质循环。 特点:循环时间短、范围小,是一种开放式的循环。如 N、P、O 等元素通过植物的吸收, 经食物链传递,被土壤微生物分解后又被植物利用所形成的循环。 (2) 、根据路径不同可分为:气相型循环、沉积型循环。 气相型循环:是指以大气圈和水圈为贮存库的元素循环。元素或化合物转化为气体形式,通 过大气进行扩散,弥漫在陆地或海洋上空,在较短的时间内又可为植物所利用。特点是循环速度 比较快。 沉积型循环:是指以地壳(岩石圈)为贮存库的元素循环。大多数矿质元素的循环属于沉积 型循环。这些元素通常没有气体形式,一般是经过自然风化和人类的开采,从陆地岩石中释放出 来,为植物吸收,参与生命物质的形成,并沿食物链转移,动植物残体或排泄物经微生物分解作 用,将元素返回到环境,除一部分保留在土壤中供植物再利用外,一部分溶液或沉积物状态随流 水进入江河,汇入海洋,经过沉降、淀积和成岩作用变为岩石,当岩石被抬升并遭风化作用时该 循环完成。这类循环是缓慢的,容易受到干忧,是一种不完全的循环。如自然界的磷循环。 3、物质循环中的库与流 (1)库:在物质循环过程中被暂时固定、贮存的场所称为库。生态系统中的各个组分都是物 质循环的库。有植物库、动物库、大气库、土壤库、水体库。 各库又为很多的亚库,如植物又分为作物、林木、牧草等。
22

生物地球化学循环中,库分为两大类 贮存库:容积大,物质交换活动缓慢的库。如大气库、土壤库、水体库等。 交换库:容积小,与外界交换活跃的库。如植物库、动物库等生物组分。 (2)流:物质在库与库之间的转移运动状态称为流。包括物质流、能量流、信息流。物质流、 能量流、信息流使生态系统各组分之间以及系统与外界之间密切联系起来,保证了生命和生态系 统的维持和发展。 没有库,环境资源不能被吸收利用、固定、转化为各种产物,没有流,库与库间就不能联系、 固定,物质循环就会短路,生命无以维持,生态系统也一定会瓦解。 二、几种主要物质的生物地化循环 (一)碳循环 1.碳循环及循环周期 碳是生命的骨架,是构成生命有机体的主要元素之一。植物组织及微生物细胞碳的储量约占 干重的 40-50%,同时是能量的源泉,碳的来源是 C02。 (1)生物小循环 生物圈中的碳循环主要是指植物通过光合作用将 C02 转变为有机物(糖类、蛋白质及类脂化 合物等) ,并通过食物链在生态系统中传递,被 植物和动物 所消耗,最终通过呼吸作用、发酵作 用和燃烧,又以 C02 的形式返回大气中,再加入上述循环的全过程。 空气、水中的二氧化碳 → 植物光合作用→ 植物→ 动物 →微生物 → 空气、水中 生物小循环分为三个层次或小途径 ①在光合作用和呼吸作用之间的细胞水平上循环 ②在大气 C02 和植物体间的个体水平上的循环 ③大气 C02→→ 植物→ 动物→微生物之间食物链水平上的循环。 (2)地质大循环:以植物有机体形式深埋于地下 ,在还原条件下,形成化石燃料,于是碳 进入地质大循环。在人类开采利用化石燃料 时,碳被再次利用进行大气循环。 2、碳的存在形式 ①以动植物有机体形式深埋于地下,在还原条件下,形成化石燃料,碳便进入地质大循环。 当开采利用这些化石燃料时,C02 便被再次释放到大气中。 ②大量的 C02 和水反应形成碳酸氢盐和碳酸盐。许多动物如贝壳含有碳酸盐,这些动物死亡 以后或成为溶解状态、或在风化和地壳运动中被暴露、或形成沉积物等,各种形式的碳化合物都 受到侵蚀,最终都会产生 C02。 碳主要贮藏于大气、生物体、土壤和水圈、岩石圈中。 3、陆地生态系统中的碳素循环的过程 植物生物量的形成积累、有机碳在生物链中的传递、动植物残体和土壤有机质的分解、土壤 微生物的固定等过程。 绿色植物的光合作用是推动碳循环的主动力,只有 C02 形态的碳才能被植物吸收利用,才能 进入碳的循环,因此,在碳循环中,C02 的作用是巨大的。 C02 由大气进入陆地生态系统是通过植物的光合作用来完成垢,进入量的多少可以用年净初 级生产力来衡量。死亡后动植物残体或位于地表或进入土壤,都将最终在土壤动物和土壤微生物 的作用下分解,向大气中释放 C02。 在漫长的地球演变过程中,和其它元素的循环一样,碳循环并不是有规律地进行的,有时会 出现停滞现象 ,有可能在某一个环节出现碳的大量堆积,并在一段时间内保持静止不动。如成煤 期有大量的碳被封存在地下煤层、以石油形态的碳长期被禁锢在地壳内,从而形成了碳循环的部 分阻塞。动植物残体大量堆积→在土壤中没形成腐殖质→空气不足或土壤酸性太强→以泥炭或煤 的形式蓄积→水下有机残体分解延时太久→石油。 近 100 年来,大气中的 C02 含量一直在上升,大气环节上出现了碳的堆积和碳循环的堵塞。 由于形成堵塞的时间短、人口众多、经济发达,其危害更加严重。
23

4、与碳循环有关的环境问题 (1)C02 上升的原因 陆地大面积的毁林开荒导致土壤有机质分解、50 年代以后大量开发化石能源,除 C02 以外, 大气中甲烷和一氧化碳含量也不断增加。 大气中 C02 浓度上升的直接后果是全球变暖→温室效应。 (2)温室效应导致全球气候变化 全球变暖可能带来一些意想不到的灾难: 海平面上升;气候带发生变化;传染病流行;臭氧层破坏; 海洋环境变化;土地退化和沙漠化;森林砍伐;物种消失; 有毒化学品和危险废物猛增 ;环境公害损失巨大 改变了世界的粮食生产体系→减少全球的粮食产量。温度的上升,使作物的生长 季节延长, 使降水量改变,洪涝↑,粮食害虫↑。 5、有效的防治方法 ①大力开展植物造林。靠大自然的绿化调节能力降低 C02 的含量; ②减少温室气体的排放量,减少化石燃料的燃烧。 (二) 、水循环 水圈是水循环的贮藏库。在太阳能驱动下,水从一种形式转变为另一形式,并在气流和洋流 的推动下的循环。是生态系统 中最基本的循环。 1、水循环的生态学意义; 通过它的循环为陆地生物、淡水生物和人类提供淡水来源;是绿色 植物光合作用的原料,是 生命活动的介质;是各种元素流动的载体,最根本的生态学意义是起着能量传递和利用的作用。 地球上的水以液体、固体(冰)和水汽三种状态存在。总体积 15 亿 km3,海水占 97%,大 部分在南半球,3%为淡水,其中 3/4 以固体形态固定在冰盖和冰川中,其余的 1/4,约占全球水量 的 0.75%,才是陆地或淡水生物的主要水源。 2.全球水循环 水循环可以分为大循环和小循环。 (1)大循环:水从海上蒸发,输入内陆上空遇冷凝结下降,降水在地表形成径流,最终注入 大海;水汽可以不断地从海洋向内陆输送,越深入内陆水汽的含量越少。 (2)小循环:海上和内陆水循环。水汽在海上或陆上凝结降下,后又被蒸发,在陆上降下与蒸 发不断的循环,其径流不流入大海,而流入内陆湖或形成无尾河。 2.全球水资源的特征 水数量大分布广,淡水资源少;是与人类生活最密切也是开发利用最多的资源;是具有再生 性,是再生资源;水资源分布不均匀。 3.人类对水循环的干扰 人类长期的工农业活动,在一定程度 上改变了水分循环的过程和效率,破坏了水的天然贮藏 库,使得水的循环发生异常变化。 (1)植被破坏削弱了降水到达地面的入渗过程,减少了土壤的库容,导致了水土流失及江河下 游的季节性干旱。 (2)围湖造田以及排干沼泽、冬水田、低湿地等,使地表的蓄水、调洪、供水功能缩小,引起 地区性的旱涝加剧。 (3)兴建大型的截流、蓄水、引水、灌溉工程,可改变整个流域的水平衡和水环境,导致相应 的生态演替。时,由此引起局部地下水位升降,可使流域不同部位盐渍化、沼泽化和干旱化同时 出现。 (4)过度开采地表和地下贮水库,使江河干涸,地下水位出现漏斗,海水入侵等异常现象。在 人类发展历史中,既有人类整治江河,化水害为水利的胜利,也有区域水循环变迁导致人类文明 兴衰的教训。当前全球与地区性的气候变化,无不与水循环有密切的关系。 4.我国水资源特征
24

我国水资源的地区分布状况与降水分布规律基本上是对应的,但水量的地区性分布不均匀性 较之降水更甚,特点 是东南多,西北少,由东南沿海地区向西北内陆地区递减,分布极不均匀。 我国有 50%的国土处在降水量少于 400NM 的干旱、半干旱少水地带,这一地带生态环境脆弱, 农业生产力水平低下,水是主在的限制因素。 (1)水源的总供应不能满足总需要,因人多地广、需水量多,水利设施不足,造成供需矛盾。 (2)过量开采地表水及地下水,形成地上断流、地下漏斗、水位下降、下游水源减少、海水入 侵、河流干枯、地面下沉。 (3)破坏植被导致区域水平衡失调, 植被对降水有截流、蓄积的作用,同时减少蒸发、增加降 水、调节气候。植被的破坏和减少,影响了降水对其到达地面的再分配,致使大量季节隆降水 因 保蓄能力差而流走,同时造成洪涝灾害,减少地下水补给以及引起严重的水土流失,降低生产力, 干旱地区破坏了植被,会使气候更加干旱,引起土地沙漠化。 (4)用水效率低, 工农业用水矛盾大。 工农业水分 利用效率都较低, 特别是农业灌溉的水分 利 用率只有 30-60%。随着工农业生产的发展,用水量势必越来越大。 (5)水资源受污染日益严重 全国每天的污水排放量在 7500 万吨以上,工业废水约 81%,生活 污水 19%.。 5.农业生态系统的水分 管理 (1)植树造林,发挥‘绿色水库’作用,扩大土壤的水分库容。是一种生态调控措施 森林对区域的气候有一定的调节作用,可以增加空气湿度,降低气温,使水蒸气易于凝结而 下雨。 森林的林冠可以截流降雨,具有保持水土、减少冲刷的作用。 枯枝落叶覆盖地面,提高土壤表面的吸水性和透水性,使大部分雨水渗入土壤中,减少地面 径流,增加土壤库容,减少水涝灾害。林带能降低风速,减少水分蒸发。 (2)加强农田水利基本建设,提高水分利用率 兴建水库,治沟筑坝,打井修渠,加强农田基本建设是实现水分 调控的一种必要的且行之有 效的途径 。 通过河井渠坑并用,排、灌蓄滞结合等工程措施,来加强对水资源的转化、利用、调节、节 约和保护。一方面可以人为地调节水分的季节分配,保蓄水源,减少水资源的浪费,减少水土流 失;另一方面,通过水分 供应的时空调剂和潜水位调节可保持农田土壤水分的平衡,这对提高水 分的利用效率和经济效益有重要的作用。 (3)改变耕作制度与管理方式,发展节水农业 ①选用抗旱品种,合理布局。 把各种需水规律不同的作用互相搭配, 调好茬口, 分期用水。 同时可采用节水型的种植方式 , 如间作套种、少耕免耕等方式以及滴灌、喷灌等节水灌溉方式 来实现 对农业生态系统水分的调 控和有效利用。 地面覆盖也是农田水分保持的一种有效途径。一般有 A 生物覆盖,如有机覆盖、秸杆及其残 余物覆盖、植物冠层覆盖;B 沙砾覆盖;C 化学覆盖,如可分解薄膜覆盖、沥青覆盖及其他作物 防蒸发剂和作物防蒸腾剂的应用等。 ②防治水体 污染。防治水体 污染是农业生态系统水分 管理 的一个重要内容 。从农业角度 来讲,主要从几个方面下手 A 合理施肥和灌溉,防治土壤养分 NPK 等的流失及对环境的污染。B 加强固体废弃物的管理和使用,对固体废弃物要进行无害化和资源化处理后方可使用。C 合理使 用污水灌溉和盐水灌溉。 ③加强全流域的水资源保护与统一调度 河流是人类最重要的淡水资源随着人口增长和经济的发展,对水资源的需求越来越大。由于 水资源的时空分布不均, 许多国家因国际河流的用水问题不断地发生纠纷。 在我国的大江大河中 , 由于大量植被和湖泊湿地等的破坏和丧失,导致了较为严重的水土流失和江河防洪调蓄能力下降, 加上用水浪费和水资源管理不力,造成了象 1998 年长江特大洪水和黄河断流等较严重的问题,制 约了区域社会经济的持续发展。因此,加强对河流特别是大江大河全流域的水资源 保护和统一调
25

度是十分必要的。 (三)氮循环 氮是氨基酸和叶绿素中不可缺少的元素,是遗传物质 DNA 和 RNA 各种碱基的组分。大气中 氮的含量为 79%,总贮量约为 38×106 吨,但不能为大多数植物利用。只有通过固氮菌和蓝绿藻 等生物固氮,闪电和固氮、工业固氮等途径,形成硝酸盐或氨的化合物形态,才能为多数植物和 微生物利用。 1.自然界中的氮素循环 N 是生命组分的重要成分,地球的氮素很多,但有 94 %在岩石圈中,不参与循环,其余 6 % 大部分存储于大气中,大气分子态的氮不能为大多数生物利用。 2.农业生态系统中的氮素循环 在农田生态系统中,氮素通过不同途径进入土壤亚系统,在土壤中经各种转化和移动过程后, 又不同程度地离开土壤系统,形成了土壤→生物→大气→水体紧密联系的氮素循环。 土壤→生物 土壤氮素通过植物吸收而被利用,间接地被人类和家畜利用,后又以有机肥 的形式返回农田进入氮素的再循环。 土壤→大气 大气中的分子态氮通过生物固氮被还原为氨,成为土壤氮工序的重要来源之 一。降水带入一部分氮量于土壤中,土壤氮素通过硝化—反硝化作用和氨挥发以气态氮的形式流 向大气中。 土壤→水体 土壤中的氮素通过淋洗和径流损失进入水体,江河、湖泊中的氮通过灌溉水 进入土壤。 3.农业生态系统中氮素来源的主要途径 ()生物固氮 通过豆科作物和其它固氮生物固定空气中的氮 ()化学固氮 通过化工厂将空气中的氮合成为氨,进一步制成各种氮肥 少量氮在空气中闪电时氧化而成硝酸,随降水进入土壤。 4.氮素的损失 (1)挥发损失 由于有机质的燃烧分解或其它原因导致氨的挥发损失。 (2)氮的淋失 硝态氮由于雨水淋浇而损失。 水田中或土壤通气不良时,硝态氮受反硝化作用而变成游离氮,导致氮素损失。 5.合理利用氮素的途径 (1)从合理利用氮素和能源方面,以作物秸杆作燃料是不经济的,使已经固定的氮素完全挥 发损失掉了。 利用作物秸杆比较有效的办法有 第一、能作饲料的有机物质,尽量先作饲料,使植物固定的氮素为动物利用,以增加畜产品, 促进农牧结合; 第二、以牲畜粪尿和作物秸杆作为沼气池原料,在密闭嫌气条件下,能解决燃料问题,又能 很好地保存氮素。 第三、以沼气发酵后的残余物再作肥料,既减少病菌虫卵,且肥效又高。 从植物秸杆→动物饲料→能源原料→优质肥料→植物养料,这种物质循环途径,充分利用了 植物有机物质和氮素,为培肥土壤和增加畜产品创造了有利的条件。 (2)从化学氮肥的利用方面,尽是减少氮素的挥发和流失,提高氮肥利用率。 我国主要氮肥 利用率在 25-55%,有 45-75%的氮素没有被作物吸收利用,造成很大浪费,弄 清氮在土壤中的转化规律,以及防止氮素损失,提高肥效,是合理施用氮肥的基本前提。 解决作物高产的氮素供应问题,应注意的问题 根据农业中氮素循环的特点,既尽量增加氮的积累,又要尽量减少氮的损失;
26

第二、善于调节土壤中的氮素,既要有充足的有效氮素供给作物需要,又不至于降低土壤肥 力;第三合理配合,施用有机肥料和化学氮肥,使之既能培肥土壤,又能满足作物优质主产的氮 素需要。 (四)磷循环 磷溶于水而不挥发,在生态系统中属于典型的沉积型循环。磷的主要贮藏库是地壳。岩石土 壤风化释放的磷酸盐和农田中施用的磷肥,被植物吸收进入体内。 1.循环途径 (1)生物小循环 两条支路 含磷的有机物一沿生物链传递,以粪便、残体的形式归还土壤;另一种是以枯枝落叶、秸杆 归还土壤。在土壤中经微生物的分解,转变为可溶性的磷酸盐,可再次供给植物吸收利用。 在生物小循环中,有一部分进入地质大循环 (2)地质大循环 也是有两条支路 一是动植物遗体在陆地表面的磷矿化;二是磷受水的冲蚀进入江河,流入海洋。三是海洋中 的磷被以捕鱼的方式 或是海鸟带回陆地的量也非常大。 每年全世界由大陆流入海洋的磷酸盐大约 10 万吨,以这种方式返回的元素磷为 6 万吨,人们 每年开采的磷酸盐这 100-200 万吨,且大部分被 冲洗流失。进入海洋的磷酸盐一部分经过海洋的 沉降和成岩作用,变成岩石,然后经过地质变化、造山运动,才能成为可供开采的磷矿石。 2.磷肥在农业中的循环特点 土壤和肥料中磷的形态和转化,特别是磷在土壤中的固定与溶解,是否能够满足作物的磷素 营养需要,因此,调节土壤中磷的有效性是合理施磷肥的基本前提。 3.人类活动对磷循环的影响 (1)人类对磷矿资源的开采与消耗 90 年全球磷矿开采量为 1.5×108 吨,这相当于 2×107 吨。按这一速度,地球上的磷矿可开 采 750 年,全球磷矿的年开采量虽然仅为岩石风化而释放的磷量的 2 倍,但人工开采的磷几乎全 部被 化学加工成可溶态或迟或早地进入地球化学循环,特别是 20 世纪 70 年代以来,岩石圈中的 磷参与全球生物地球化学循环的潜在速度增长了近百万倍。 (2)磷肥的施用与流失 施用 磷肥补充了有效磷,土壤中的磷又会因有机物质的分解及收获物移出农业生态系统而逐 渐下降;另一方面,水土流失及肥料淋失又会导致土壤中磷的损失。 (3)家庭污水、工业废水,特别是农业径流所携带的大量 N、P 等营养物质进入水体后,易 造成水体的富营养化、赤潮等环境问题。 赤潮有 20 世纪 60 年代以前属于罕见的,5-6 年才发生一次,70 年代大约第 2 年发生一次,80 年代每年 4 次,自 1980 年以来,我国发生 300 多次。 三、农业生态系统的养分循环 (一)养分循环的一般模式 农业生态系统包括植物库、家畜库和土壤有效养分库。 植物库包括植物的地上和地下部分所含有的养分。 家畜库是动物所持有的养分组成。 土壤库中由于在养分矿质化并转变可给态前,养分以有机残余物形式停留时间 较长,分三 个亚库:有效养分库、土壤矿物库、土壤有机残余库。 (二)营养物质的平衡 1.农田养分的输入输出 农田养分的输入包括化肥、有机肥、降水和灌溉水的输入。现代农业中施肥输入是农田养分的主 要来源,且单位面积上化肥的输入量逐年增加。 农田养分的输出包括随收获物的输出和淋失、流失、反硝化、蒸发及氨的挥发等。
27

难得收获物的输出率因作物各类和产量不同而异。 养分淋失量,包括渗漏至根系活动层下的数量和侧向渗漏至系统水平之外的数量。 淋失速率随气候、土壤、施肥量、灌溉管理等因素影响而异。 2.有机质与农田养分循环 有机质在农田养分循环中的作用 一有机质是各种养分的载体,有机质经微生物的分解,能释放出农作物所需的速效氮、磷、钾养 分,可增加土壤速效和缓效养分的含量。 二有机质为土壤微生物提供生活物质,可促进微生物的活动,增加土壤腐殖质的含量,改善土壤 物理状况,提高土壤潜在肥力; 三有机质具有和磷酸盐同样的吸附阳离子的能力,有助于土壤中阳离子交换量的增加,又能与磷 酸形成螯合物而提高磷肥肥效,减少铁、铝对磷酸的固定。 四是有保蓄水分,提高土壤的抗旱能力,抑制有害线虫的繁殖,以及形成对作物生长有刺激作用 的腐殖酸。 土壤中有机质的主要来源: 作物残体,秸杆还田与作牲畜饲料后以畜粪还田,土壤中各种生物遗体和排泄物是土壤有机质的 重要来源。 3.保持农田养分平衡的途径 (1)种植制度中合理安排归还率较高的作物及其类型 (2)建立合理的轮作制度 (3)实行农林牧结合 (4)农产品就地加工 小结 第五章 农业生态系统的生物 第一节 生物种群 教学目的:掌握生物种群的概念与特征、了解掌握种群数量波动的特征和原因、调节、了解 种群间的基本关系以及种群间关系在农业生产中的应用 教学重点:生物种群的基本特征、种群数量波动的特征和原因、调节种群间关系在农业生产 中的应用 教学难点:种群数量波动的特征和原因、调节种群间关系在农业生产中的应用 教学方法:讲授、课件 教学时数:8 一、种群的概念与特征 种群是指在一定空间,具有相似的形态、生理和生态习性,并能互相交配繁殖后代的同一个 种的一群个体。 种群由个体组成,但并不是个体的简单相加,这是因为各有机体之间存在着非独立性的交互 作用,使其在整体上呈现出一种有组织有结构的特性。如一棵植物是由细胞组成的,但是细胞的 简单相加不会形成植物。 种群是物种存在的基本形式,同时又是组成生物群落的基本单位。任何一个种群在自然界都 不能孤立存在,而是与其它物种的种群一起形成群落。 对种群的概念可以从以下两方面进行理解: 1 是表示由物种个体组成 的集合群,这是学科层次上的概念;2 是从具体对象上理解,种群 包括自然 种群和实验种群。 种群的特征是指各类生物种群在正常的生长发育条件下所具有的共同特征,即种群的共性。 包括种群的空间分布、种群的数量和种群的遗传等。 1、种群的空间分布特征: 由于自然选择的多样性,以及种内种间个体的竞争,每一种群在一定空间中都会呈现出特有 的分布形式,生物种个体在其生存环境空间中的配臵方式,取决于生物学特性。
28

大型生物需要较大的空间,如东北虎活动范围需 300—600 平方公里。体型较小、肉眼不易 看到的浮游生物,在水介质中获得食物和营养,需要的空间较小。 种群的空间分布通常或分为均匀型、随机型和成群型三种类型。 (1) 均匀型分布: 是个体存在着自我生存的领域,这种领域间保持着不远不近的距离。种群内各个个体在空间 呈等距离分布。每个样地上个体数目相对稳定且等于平均数。如农业系统中多数人工栽培。 (2)随机型分布: 种群内个体在空间的位臵不受其它个体分布的影响(即相互独立) ;同时每个个体在任一空间 的分布的概率是相等的,这种分布在自然界中比较罕见,但并非没有。 当第一批靠种子繁殖的植物首次侵入一块裸地时,只要这块地上的环境比较均一,就能形成 随机分布。森林中的无脊椎动物,如蜘蛛类,海岸潮间的蛙类。 (3)成群型分布: 种群内个体的分布暨不随机,也不均匀,而是形成密集的斑块。这种分布在自然界中是常见。 成群分布又常有成群随机分布和成群均匀分布两种现象。 地下茎繁殖弱的植物多高度成群;种子无繁殖能力的植物如雪松、柿等多成群地分布在母树 附近;蜜蜂、白蚁的成群分布,导致出现社会分工,使种群在寻找食物、栖所和防御能力有所增 强。 2、种群的数量特征:也是种群的密度 一个种群全体数目的多少就叫种群大小。如:一个鱼塘里有 2000 尾草鱼。种群数量大小是种 群在一定环境下,种内和种间互相作用的结果。 单位面积内某个生物种的个体总数叫种群密度。如:每立方米水体中有 500 万硅藻,每亩棉花 有 4500 株等。 种群密度有粗密度和生态密度。 粗密度是指单位总空间内的生物个体数; 生态密度是指单位栖息空间内某种群的个体数量,生态密度常大于粗密度。不同种的密度有 很大的差异,细菌达数亿个每平方米,大型哺乳动物如老虎,每平方公里不到一个。 在任何一个地方,种群的密度都随季节、气候条件、食物储量和其它因素的影响而发生变化。 在实际应用中,密度是生物种群重要的参数之一,是种群内部自动调节的基础。 野生动物专家需了解猎物的种群密度,以便调节狩猎活动和对野生动物栖息地实施管理;农学 家通过调查农田种植作物的密度,制定协调作物个体与群体关系的对策。 每一个物种都有最适的密度,在此密度下,物种生长处于最佳状态下,高或低都会影响物种的 生存。低时,物种难以维持,会灭绝。 3.繁殖力:出生率与死亡率: A、出生率是种群增加固有能力的表述,是指种群在以生产、孵化、分裂或出芽等方式下, 产生新个体的能力,是种群内个体数量增长的重要因素,常用单位时间内产生新个体的数量来表 示。 出生率的高低受以下三方面因素的影响: 性成熟的时间,成熟的时间越早出生率就越高; 每次产生后代的数量。该因素变化范围较大,不同生物或同种生物的不同个体差异很大; 每年产生后代的次数。 例如东北虎在自然条件下,4 岁性成熟,每次产 2—4 个崽。每次生殖后母虎要带崽 2—3 年, 才能参加下次繁殖,在此期间不发情交配。雄虎性成熟稍晚。据动物园饲养记录,虎的寿命为 20 —22 年,一生中最多能产 10 余只崽。因此看出东北虎繁殖能力是低的,此种动物如得不到很好的 保护,就易濒于灭绝。相反一些小型兽类,如褐家鼠,雌鼠受孕后,20 天产崽,每年平均繁殖 6 —10 次,幼鼠 3—4 个月后就能繁殖,这样繁殖力很强的种类,就要控制其数量,以免危害于人。 一年生植物一年繁殖一次, 大多数竹类及某些鱼类一生繁殖一次, 而白鼠一年则生产 4-5 代, 某些动物还存在一定的繁殖季节,而另一些却不断地生殖。
29

B、死亡率是出生率的反义词,描述了种群个体的死亡情况,是种内个体衰减的数量,用 D 表示。 最低死亡率是种群在最适的环境条件下,种群中个体都是由年老而死亡,即动物都活到了生 理寿命才死亡的。种群生理寿命是指种群处于最适条件下的平均寿命,而不是某个特殊个体可能 具有的最长寿命。生态寿命是指种群在特定环境条件下的平均实际寿命。只有一部分个体才能活 到生理寿命,多数死于捕食者、疾病和不良气候等。 种群的数量变动首先决定于出生率和死亡率的对比关系。在单位时间内,出生率与死亡 率之差为增长率,因而种群数量大小,也可以说是由增长率来调整的。当出生率超过死亡率,即 增长率为正时,种群的数量增加;如果死亡率超过出生率,增长率为负时,则种群数量减少;而 当生长率和死亡率相平衡,增长率接近于零时,种群数量将保持相对稳定状态。 4.种群年龄和性别结构 任何种群都是由不同年龄结构的个体组成的。年龄结构是指某一种群内,具有不同年龄级的 个体生物数目与种群个体总数的比例;而在每一年龄级或种群个体 中,雌性与雄性个体所占种群 个体总数的比例,构成了生物种群的性比结构。种群的年龄结构与性别比例是种群数量变化的基 本内因之一,可以用来估算种群的发展趋势。 种群的年龄结构常用年龄金字塔来表示,金字塔底部代表最年轻的年龄组,顶部代表最老的年 龄组,宽度则代表该年龄组个体数量在整个种群中所占比例,比例越大,宽度越宽,比例越小宽 度越窄,从生态学角度出发,可以把种群的年龄结构分为增长、稳定型、衰退型,而种群的年龄 组幼龄组、中龄组、老龄组 ①增长型种群:年龄结构呈典型的金字塔型,基部阔而顶部窄,表示种群中有大量的幼体和极 少的老年个体。这种种群出生率大于死亡率,是典型的增长型种群。 ②稳定型种群,结构几乎呈钟型,基部和中部几乎相等,出生率与死亡率大致平衡,种群数量 稳定。 ③衰退型种群呈壳形,基部窄顶部宽,种群中幼体比例小,老年个体比例大,出生率小于死亡 率,种群数量趋于下降。 根据我国 1982 年人口普查的河北省人口年龄结构而绘制成的年龄锥体。 值得注意的是从 1982 年我国人口年龄结构来看,年龄锥体的基本状况仍然呈三角形,可见基本属于增长型。但近 10 年 来我国人口出生率已明显地减少,表现在 0—5 岁和 5—10 岁两个年龄组的横柱已明显地变窄,这 说明抓计划生育工作有成效。10—15 岁和 15—20 岁这两个年龄组的横柱很宽。由此可见,人口的 年龄结构,同样能反映社会因素对人口状况的影响。

30

种群中雄性与雌性个体数目的比例,称为性比。也称性比结构。分为雄性、雌性和两性 3 种 类型。 种群中性比对大多数脊椎动物较为稳定,比值为 1:1 左右。对两性花植物种群来说,在种群 研究中,可不考虑性比问题,在单性植物种群中,雌雄异株植物种群的动态研究中,性比就显得 很重要。人类可以根据目的控制种群的性比,银杏是雌雄异株的植物,果皮发出难闻的臭味,城 市中以种植雄株为主,以收获果实为目的时,多种植雌株。 种群的迁入与迁出。是种群变动的两个主要因素。 3、种群的遗传特征 种群通常是由相同基因型的个体组成,但在繁殖过程中,可以通过遗传物质的重新组合及突 变作用使种群的遗传性状发生变异,然后通过自然选择使某些个体更能适应环境特点而占据优势。 因此,随环境条件的变化,种群可能发生变化或适应能力的变化。 二、种群的数量波动与调节 1.种群的数量动态 任何一个种群的数量都是随着时间变动的,即种群有数量变动的特征。待种群数量增长至它 的环境容纳量水平以后,很少自然保持在这一水平上。 一般情况下,当种群引入新栖息地后,通过一系列的生态适应,建立种群后,其种群数量可 能向着以下不同的方向演化: (1)在相当长的时间 内,维持在同一水平上,称为种群平衡。 (2)有规律或无规律地增减。 (3)衰落甚至灭绝 (4)缓慢地增长 (5)在短时期内迅速增长,称为种群大发生或种群爆炸。 (6)种群大发生后,往往出现大批死亡,种群数量急剧下降,穭种群崩溃 (7)由于某种原因,种群进入新地区得到迅速扩展蔓延,称生态入侵, 种群进入栖息地后,可能有各种不同的演化趋势,有两个变化:季节消长规律和年度变化规 律。 (1)种群数量的季节波动: 主要是种群受环境因子季节性变化的影响,使生活在该环境中的生物群产生与之相适应的季 节性消长的生活史节律,属于周期性的波动。 一般具有季节性生殖的种类,种群的最高数量常落在一年中最后一次繁殖之末,以后其繁殖 停止,种群因只有死亡而无生殖,故种群数量下降,直到下一年繁殖开始,这时是种群数量最低 的时期。欧亚大陆寒带地区,许多小型鸟类和兽类,通常由于冬季停止繁殖,到春季开始繁殖前, 其种群数量最低。到春季开始繁殖后数量一直上升,到秋季因寒冷而停止繁殖以前,其种群数量 达到一年的最高峰 体型较大,一年只繁殖一次的动物,如狗獾,旱獭等,其繁殖期在春季,产仔后数量达到 高峰,以后由于死亡,数量逐渐降低。对这类动物的数量调查,通常也要进行两次。 硅藻在营养供应充足的情况下,春季当辐射强度和温度增加时,硅藻种群有一个高的增长率, 当营养消耗完时,增长率开始下降;夏季硅藻增长率减小;秋季因水的循环把矿物质营养从深处 的水层带上来,但此时水温已经降低,辐射开始减弱,硅藻种群的增长率略为升高;冬季又急剧 下降。 在热带地区,虽然无冬夏之分,但有雨季和旱季之分。种群的繁殖常集中于雨季,种群数量 的消长也随季节的变化而变动。 各种生物所具有的种群数量的季节消长特点,主要是环境因子季节变化的影响,而使生活在 该环境中的生物产生与之相适的季节性消长的生活节律。电厂的冷却水体中,由于水体增温就改 变了该水体生物的生活史节律。如产卵季节提前等。 (2)种群数量的年际波动: : 种群数量在不同年份的变化,有的具有规律性,称之为周期性,有的则无规律性。
31

种群数量的年波动主要受两类因素的影响:一是物理环境二是受种群自身的生理因素。 在环境相对稳定的条件下,种子植物及大型脊椎动物常具有较稳定的(或周期性的)数量变 动。如:大型乔本植物一旦开花结实后,每年在一定时候都重复这一过程,并且种子数量相对稳 定,大型有蹄动物一般每年只产 1—2 仔,寿命长,其种群数量相对稳定,如美国黄石公园中的加 拿大羊经 36 年种群数量变动的最高/最低为 4.5。 在新旧大陆北部的冻原地带,旅鼠每隔 3-4 年,种群的数量都会出现一次大发生,在旅鼠种 群大爆炸的年代,有时还会见到旅鼠成成群结队大规模的迁移,当旅鼠外迁时,它们象潮水一般, 穿过野地,朝一个方向前进,当旅鼠到达海边时,先后跃入水中,这种行为被 称为?集体自杀? 。 如蝙蝠出生率很低,多数一年只产一仔,但其寿命较长,约为 18—20 年,对蝙蝠的长期观 察说明,其数量变动很小。 在种群的数量的年度变化 中,还有一种既无周期性,数量也不稳定,原因在于,这类种群的 生活环境极不稳定,或环境不固定。大多数昆虫种群就属此类,其数量的变化极不规则,且波动 性很大。 我国马世骏 (1953) 从统计上探讨过大约 1000 年的有关东亚飞蝗危害和气象方面的资料, 明确了东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性现象。同时还指出干旱是大发生的原因。 种群中有出生和死亡,其成员在不断更新之中,但是这种变动都往往围绕着一个平均密度。 即种群受某种干扰而发生数量的上升或下降,有重新回到原水平的倾向。这种情况就是动态平衡。 2、种群的空间动态 种群数量变动,包括在时间上的变动及空间上的分布。种群数量的增大和种群个体的生长, 发生在一个有局限的空间,种群内的个体就会在此空间内越来越接近,而每个个体所占据的空间 也会日益缩小。因此,数量在时间上的动态与空间上的动态是密切相关的。 种群的空间动态是指组成种群的个体在空间的分布特征及其变化。主要包括种群个体对空间 的需要、空间结构、空间利用方式、扩散和迁移等四个方面。 (1)种群对空间的需要 空间需要是指组成种群的每一个有机体都需要一定的空间。其作用是有利于生物与环境间进 行物质与能量 的转换。 不同种类的生物所需空间的大小及其性质 是各不相同的,许多体形较小的种类需要的空间很 小,如藤壶,可相互靠在一起生活,因流水既可送来氧气和食物,又能带走其代谢产物,它需要 的空间仅是身体固着的那块地方。而鸟类和一些哺乳动物却需要很大的空间和领域。当密度过大 时,则产生相互残杀的现象,以至物种灭绝。植物种群内个体数量过大时,则产生自疏的现象。 (2)种群的空间结构 迁移和扩散是指种群内个体因某种原因从某分布区向外移动的现象,迁移多用于动物,扩散 则用于植物和微生物。任何种群在其生活周期内都有扩散其种群的分布区,使自身种群增大的趋 势。 迁移和扩散是一种普遍的生物现象,产生这一现象的原因: (1)种群密度过高使随拥挤效应出现的种群压力和进行行为加强,这是扩散和迁移产生的主 要原因 (2)种群等级及领域性弱的个体常被排挤,它们只好去寻找高等级个体末占据的条件差的栖 息地 (3)幼体长大后被 亲代驱逐出去而迁移 (4)自然扩散是许多种群的遗传特征和生态特性。 扩散的方式 (1)迁出指从亲代分离出去而不复归来的单方向的移动, (2)迁入指从其它分布区单方向进入的移动现象; (3)迁移则是指有周期性的离开和返回。后者有鱼类研究中称为?洄游? ,在鸟类研究中称 为迁徒。 扩散的意义 扩散与种群数量变动的关系随条件不同而异。若种群数量稳定并接近环境容纳量,扩散过程
32

对种群动态影响不大,但可能对种群的年龄结构略有影响。当种群密度很高,而食物资源短缺时, 扩散就能降低种群数量,起到调节种群密度的作用,并对年龄结构产生很大影响,使未扩散而留 居部分种群出生率降低;对密度低而处于迅速增长的种群。 迁入的生态学意义:迁入不只是增加了新个体,还提高了种群的繁殖力;若种群处于衰退时, 迁入能增加?新鲜血液? (即新的遗传基质) ,从而使衰退的种群得以恢复。后一种情况对于保护 珍惜濒危动物,是一种重要的手段。 (3)种群对空间的利用方式: 种群利用空间的方式分为分散利用与共同利用两大类。 以个体或家族生活方式的物种是分散利用空间资源的;以群集生活方式的种群则共同利用领 域。 分散利用 是指以个体或家族生活方式的物种,占有特定的空间(或领域) ,并不允许同种的其它个体在 其空间生活的空间利用方式, 这种方式多见于动物。如大熊猫通过研究获知其家区面积平均为 3.9 —6.4 平方公里,其中雄兽家区略大于雌兽,雌兽有保护核心区域的现象,在此范围内,它不容忍 别的雌兽或亚成兽进入该区域内。 种群中的个体或家族对空间分散利用的意义在于: 第一、 保证食物的需要和保护幼体; 第二,保证有营巢地和隐蔽所; 第三,调节种群密度。 共同利用 以集群为生活方式的种群对其空间资源的利用方式,在任何生物种类中均可见到。 类型:按其稳定性分为: (1)暂时性的集群:不稳定且个体间常无特殊联系的群体结构,有些个体经常多集群中分离 出去,而另一些个体又不时地加入进来。 (2)季节性集群:在一些季节里以集群的方式生活,在另一些季节里以个体或家族为生活方 式的群体,许多非迁移性鸟类、多数鱼类和许多爬行类动物属于此类。 (3)稳定而经常性的集群:这种集群中,个体是相互依赖的,且有 一定的组织结构。植物 种群常是以集群方式生活在一起,个体间相互依赖、相互影响,共同构成统一的整体。动物中最 高级的群体要属蜜蜂和蚂蚁等社会性昆虫的群体,它们不但是有首领,而且分工合作。 集群的生态意义: 第一,改变小气候条件, 第二,共同取食和对空间资源的充分利用; 第三,共同防御天敌;牛群 第四,有利于小动物的繁殖和幼体的发育。象群 3、种群波动的原因: 影响种群数量波动的原因很复杂,为非密度制约和密度制约。如种间竞争、捕食者、寄生以 及种内调节等生物因素,是随着种群本身的密度而变化的,称为密度制约因素。又如天气条件、 污染物以及其它环境的理化等非生物因素,有时能影响种群数量,甚至可以使生物绝灭,但与种 群本身的密度是无关的,称为非密度制约因素。 (1) 、非密度制约: 与种群数量无关的因素,如温度、降水等的影响,凡遇到突如其来的过冷、过热或过度干旱 等环境变化时,不论原来种群数量的多少,都会遭到冻害或旱害,从而使种群数量因死亡而减少。 此外,食物来源对种群的数量波动也有影响,凡是食物来源不足时,吃该食物的生物种群就会减 少;反之,就会增多。 (2) 、密度制约: 由于种群内各个个体自身的关系,其密度的变化影响着种群的数量的波动。其原因有: 一是种内竞争食物和领地,如植物对光和土壤养分和水分的竞争,动物对食物的竞争,鸟对
33

筑巢位臵的竞争等,种群密度越,对食物与领地的竞争越激; 二、是对于某些特殊生物种的增长,心理抑制起着重要作用,心理上的抑制使种群不能繁殖 过多,这种心理作用一般是指动物种群而言的,因种群过密会使它们的政党生理状况发生紊乱, 导致繁殖率下降; 三、是捕食者与猎物之间的反馈控制作用,捕食者随猎物种群的增长而增加,当捕食者种群 达到一定程度时, 猎物种就显得不足, 继续捕食, 猎物急剧下降, 反过来又限制了捕食者的种群 数 量; 四是致病的病原菌和寄生物对种群的影响,它们随着被感染生物或寄主密度的增大而增大。 4、种群波动的调节 (1)密度调节: 指通过密度因子对种群大小的调节过程,种群是一个自我管理的系统,按自身的性质及其环 境的状况调节它们的密度。有种间调节和食物调节两种。 种间调节:是指捕食、寄生和种间竞争等因子对种群密度的制约过程。应用于生物防治 食物调节:捕食和被食、寄生生物和宿主、草食动物和植物都与食物有密切的关系。 英国鸟类学家拉克通过对鸟类种群数量动态的研究,发现幼鸟的死亡率始终高于成鸟,雀形 目小鸟的死亡率高达 80-92%,以后保持在 40-60%,因此,鸟类很少 活到生理寿命。他认为鸟类 的死亡的原因有三:食物短缺、捕食和疾病,其中食物为主要因素: (1)鸟类只有少数成鸟死于 捕食或疾病; (2)在食物丰富的地方,鸟类的数量高(3)每一种鸟类都食不同的食物,如果不把 食物看成限制因素,就难以理解这种食性的分化现象; (5)鸟类因食物而格斗,特别是在冬季。 营养恢复学说:该学说用来解释寒漠带旅鼠的周期性数量波动。旅鼠的食物中含有丰富的钙 和磷,当植被发育良好时,大量植被从土中吸收这些物质,并转运到植物体内,参与有机物的合 成,建造有机体。在旅鼠数量达到很高的时候,食物资源大量消耗,植物量减少,植被的隔热能 力降低,使土壤冻深度下降,这样根系更难得到营养物。营养物质的循环条件恶化,使旅鼠食物 的质量下降,影响旅鼠的繁殖、哺乳和成活,致使种群的数量下降。种群密度的降低,促使植物 的质和量都渐渐恢复,直到第四年植被完全恢复,植被的隔热能力提高,营养物质的循环又得到 改善。高营养物的食物刺激旅鼠的繁殖,使旅鼠种群数量升高。 (2)非密度调节: 主要指非生物因子对种群大小的调节。气候因子、化学限制因子、污染物等。如棉盲蝽的动 态变化与降水状况关系密切。如果年降水是先涝后旱,则棉花蕾期盲蝽蟓发生就多,受害率就高; 如果年降水 是先旱后涝,则玲期发生多,受害率就高。如果全年都为涝年,种群数量则出现 两 个高峰,为双峰型,棉蕾玲期受害率均高。 (3)种内自动调节: 指种内成员间,因行为、生理和遗传上的差异而产生的一种内源性调节方式。 根据种群内源性调节的理论特征,把种内调节分为、生理调节和遗传调节。 行为调节: 是指种群内个体间通过行为相容关系调节其种群动态结构的一种种内调节方式。 植物种群内各成员也均有一定的地位,地位高的个体成为该群体的支配者,居上层林冠,控 制着其它个体对光源的获取,特别是喜光植物更突出;而对那些地位低的弱者,位于林冠下层, 其生长发育受到抑制,使种群生殖率下降,从而调节了种群的密度,不至于使个体数量无限地增 长。如分蘖型 植物的自疏现象。植物的调节 是一种缓慢的种内调节。 生理调节: 是种内个体间生理功能的差异,致使生理功能 强的个体在种内竞争中取胜,淘汰弱者,在动 物方面表现为内分泌调节。 内分泌学说: (克里斯琴)用来解释某些哺乳动物种群内的周期性数量变动。当种群数量上升 时,种内个体间的种群压力增加,加强了对中枢神经系统的刺激,主要是影响了脑下垂体和肾上 腺的功能,一方面使生长素分泌减少,其生长和代谢受阻,使个体死亡率增加;另一方面肾上腺 皮质增生和皮质激素分泌增加,既使有机体抵抗力下降,增大死亡率,又使其生殖受阻,出生率
34

降低,整个种群的增长率也降低,种群压力也降低,从而调节了种群的密度。 在植物方面,种群密度过大生活力强的个体获取的资源数量远大于生活力弱的个体,弱小的 个体只能占据不利于生存的空间和不易利用的资源,弱小的个体因食物和空间等的限制,生理代 谢受阻,生活力渐下降,生殖力下降,最后被淘汰。只有当建群者自然淘汰时,或其它事件使林 内出现剩余空间资源时,林下个体才能得以正常生长发育,种群 数量增加。 遗传调节: 是指种群数量可以通过自然选择压力和遗传组成改变而得以调节的过程。奇蒂 1960 年认为种 群具有的遗传多型是遗传调节的基础。认为有遗传两型现象,有一型更适于低密度种群,在数量 低时占优势;另一型是更适于高密度种群,在种群数量高时占优势,其特点是:具有高的进攻性 行为,其繁殖力低,可能有外迁的倾向;适于低密度的一组基因具有较低有进攻性行为,繁殖力 高,有留居的倾向。当种群数量低且处于上升时期时,自然选择对适合于低密度的基因型组有利 时,此时,其种群繁殖力高,个体间较能相互容忍,种群的数量升高。当种群数量 上升到很高时, 自然选择则转向对高密度的那组基因有利。这时个体间的进攻性加强,死亡率增加,繁殖率下降, 有的个体可能外迁到其它栖息地,从而促使种群密度降低,遗传调节学说认为种群密度的改变是 其种群遗传素质改变的结果。 三、种群间的相互关系 种群间的基本关系: 生物种与种之间有着相互依存和相互制约的关系,且这一关系是极其复杂的。根据有些物种 对另一物种的生长和存活产生有利的、抑制的或没有产生有意义的影响和作用,基本上可以归纳 为 9 种。如果从性质上归纳,得到两个极端,即正相互作用和负相互作用。在生态系统中正相互 作用趋于增加,负相关作用趋于减少,从而使两个作用的存活得到加强。 (一)正相互作用: 可以分为互利共生、偏利共生和原始协作三种类型。 1、互利共生 是指两个物种长期共同生活在一起,彼此相互依赖,相互依存,并能直接进行物质交流的一 种相互关系。 常见于需求极不相同的生物之间。如:豆科作物和根瘤菌共生形成的根瘤是典型的互利共生 的例子。 真菌和高等植物根系共生形成的菌根。菌根包括内生菌根和外生菌根,内生菌根是菌丝在根 表面或在根表皮层细胞进行繁殖。真菌与根形成?有机体?能增加植物从土壤中吸收矿质元素的 能力,植物也为真菌提供了光合作用的产物。 兰科植物种子 小,几乎没有贮藏营养组织(胚乳) ,只能从外界摄取有机物才能萌发。种子 吸水时,整个胚膨大,从胚下部分分泌某种物质,这种物质刺激附近的菌丝使其向胚的方向生长, 侵入胚的内部。 地衣是藻菌结合体,藻体进行光合作用,菌丝吸收水分和无机盐,两者结合,相互补充,共 同形成统一的整体生活在耐旱的环境中。 动物与微生物间互利共生:反刍动物与其胃中的微生物,微生物帮助反刍动物消化食物,自 身得到 了生存。 。如白蚁及其肠道内的鞭毛类的共生。如果没有鞭毛类的共生,白蚁就消化不了 木质素。实验说明,用人工除去白蚁肠道里的鞭毛类,它们就会活活饿死。鞭毛类以自蚁吞入的 木质作为食物和能量的来源,同时它分泌出能消化木质素的酶来协助白蚁消化食物。 2、偏利共生: 种间相互作用仅对一方有利,对另一方无影响。附生植物与被附生植物 之间是一种典型的 偏利共生关系。如地衣、苔藓、某些蕨类等附生在树皮上。在热带森林中还有许多高等的附生植 物,借助于被附生植物支撑自己,以获得更多的资源,但对被附生种群则无多大影响。 3、原始协同: 两种群相互利用,双方获利,但协作是松散的,分开后,双方仍能独立生存。如寄居蟹和某 些腔肠动物的共生关系, 腔肠动物附着在寄居蟹背上, 当寄居蟹在海底爬行时, 扩大了腔肠动物 的
35

觅食范围,腔肠动物的刺细胞又对蟹起着伪装和保护作用。 某些鸟类啄食有蹄类身上体外寄生虫,而当食物动物来临时,又能为其报警;驼鸟与马的协 作也很默契,驼鸟视觉敏锐,马的嗅觉出众,对共同防御天敌十分有利。 (二) 、负相互作用: 包括竞争、捕食和寄生等。负相互作用使受影响的种群增长率降低,从生态的角度看,负相 互作用能增加自然选择的能力,有利于新的适应性状的发展。 (1)竞争:包括种内竞争和种间竞争。 种内竞争:发生在同种之间个体的竞争。 种内竞争有两种形式:一是直接干涉型:动物之间的格斗;二是资源利用型:如水稻一起生 长的稗草以阳光、水和养分的竞争。竞争双方都力求抑制对方,结果使双方的增长都受到影响。 种间竞争:发生在个体名更多物种个体之间的竞争。生物物种越丰富,种间竞争越激烈; 种间竞争的结果:第一是一个物种完全被挤掉,第二是不同物种占有不同的空间,捕食不同 食物,或其它生态习性上的分离,即生态分离,也可能使两种间形成平衡而生存。 应用 在农业生产中家畜家禽对饲料、草的竞争,农作物对水肥和阳光的竞争;间作套种是需求相 同的作物之间的竞争;水生生物对水体中养分和溶解氧的竞争都是普遍存在的。可以通过栽培和 耕作方法,促使作物种子迅速发芽并健壮生长,从而增强其对杂草的竞争能力,选用具有种间互 补的作物进行间作套种并采用合理的配臵方式 ,调整畜、禽、鱼的种类和数量等调节农业生产中 的竞争关系。 (2)捕食与寄生 捕食: 不同种生物种群间存在着捕食与被 捕食的关系。 捕食有两种含义: 狭义的捕食:肉食动物捕食草食动物。 广义的捕食:高一级营养动物取食或伤害低一营养级的动物和植物的种间关系。如:食草动 物吃植物。我们谈及的是广义的捕食。 广义的捕食概念包括四种类型: (1)食肉动物捕食草食动物或其它食肉动物。 (2)食草动物食绿色植物; (3)昆虫的拟寄生,如寄生蜂 ; (4)同类相食。捕食现象的特例,捕食者与被 捕食者为同一物种。 在一个正常的生态系统中,捕食者与被捕食者之间由于相反制约的结果,保持着相对平衡的 状态。 在农业生态系统中,常看到迁飞性害虫所造成的较大灾害,就是因为新的环境中缺乏较合适 的调节机制,或调节机制较弱,对新的种群无相应的天敌进行自然控制。 在自然界中,捕食者种群和被捕食种群是受多种因素影响的,多种捕食和多种被食者交叉着发 生联系。对捕食者来说,如果是多食性的,就可以选择不同的食物,这对阻止被食者种群进一步 下降具有重要的作用。对被食者来说,当密度上升到较高时,可能引来更多的捕食者,阻止其数 量的上升。如在农田,猫头鹰多以鹌鹑为食,当鹌鹑少了时,猫头鹰即以吃啮齿动物;在草原上, 鼠类多的年分,黄鼠、狐狸、鹰就有充足的食物,各种食鼠动物的共同作战,可有效地阻止鼠类 种群数目的持续上升。 寄生 寄生物以寄主身体为定居空间,靠吸收寄主的营养生活。 农田中的列当、菟丝子为全寄生,云参科的小米草、马先蒿等植物为半寄生。许多病菌为全寄 生。动物体中的鞭毛虫、蛔虫等为寄生生活。 寄生的密度越大,对寄主的影响越大,但对寄生者不一定有害,有些是中性或是有益的。 一般寄生昆虫多是有严格的选择的,在农业生产中被利用某些寄生虫来防治害虫。如使用赤眼
36

蜂防治棉玲虫,金小蜂防治红玲虫,都有很好的效果。 一般说来,寄生者营寄生生活之初,其有害作用最强,当寄生者长期与它们对应的害主伴生在 一起后,其影响就缓和下来。如家蝇和寄生蜂一起培养在有限的空间中,最初出现剧烈波动,将 在剧烈波动中存活二年的个体在新的培养中再建种群时,结果出现了生态内稳态,每一种群都受 压下降,并能在相当稳定的平衡中共存。 四、种群间相互关系在农业生产中的应用 1、建立人工混交林、林粮间作,农作物间套种 人工混交林、林粮间作、农作物间套种,是利用种群间的正相互作用,合理搭配林木及作物 种群,以充分利用光能、水肥、空间及生长季节,提高光热等资源的转化利用效率,而得到高的 生产力。 2、生物防治病虫害及杂草 生物防治病虫害及杂草是根据种群竞争、捕食、寄生等负相关原理,利用一种生物种群压制 另一生物种群,使其不能达到危害农作物的种群密度。 生物防治病虫害:利用天敌防治病虫害已经有了很好的效果。 生物防治杂草:是利用一些专食性的昆虫和细菌、真菌等对杂草的采食、寄生作用达到防除杂草 的目的。 四、种群的适应与生态对策 1、种群的适应 种群适应是指种群在其生活史各阶段中,为适应生存环境而表现出来的生态生物 学特性。 包括形态适应、生理适应、生态适应 2、生态对策: 生物朝着不同方向进化的对策,称为生态对策。 类型: 在长期的进化过程 中,每种生物都具有自己独特的并且是相关联的生态特征,如个体小、寿 命短、存活率低,但增殖率高(r) ,具有很大的扩散能力,适应于多种栖息环境,种群数量常出现 大起大落的突发性波动,如:农田中的昆虫、杂草等。另一类生物个体较大,寿命长,存活率高, 适应于稳定的栖息生境,不具有较大扩散能力,种群密度较稳定,常保持在 K 水平,如乔木、大 型肉食动物,这些相关联的生态特征,组成了不同的种群动态类型,形成了两类不相同的适应, 即 R 对策和 K 对策。 K 对策:通常脊椎动物和种子植物属于 k 对策生物;昆虫、细菌和藻类等属于 r 对策生物。属 于 k 对策的生物虽然种间竞争能力较强,但 r 值低,遭受激烈变动或死亡后,返回平衡水平的自 然反应时间长(1/r)较长,容易走向灭绝,如大象、鲸欲、恐龙。对属于 k 对策的生物资源,要 重视保护。 R 对策:属于 r 对策的生物,虽然竞争能力弱,但 r 值高,返回平衡水平的反应时间短,灭绝 的危险小,同时具有较强的迁移能力,当种群密度大或生境恶化时,可以离开原有的生存环境, 在别的地方建立新的种群。 但在农业生态系统中,利用 r 对策能迅速适应变化 了的环境,k 对策生物具有稳定环境的作 用,适当配臵 r-k 型谱系中的各种生物,如利用浮游生物、蚯蚓、蜂、蚕、食用菌等生活环境周 期短,繁殖快的特点,以加速物质的各种循环利用,减少养分流失,增加产品产出;利用多年生 的林果、竹木等以稳定农业生态环境。大量的农作物和家畜、家禽属于中间类型。 第二节 生物群落 教学目的:了解群落的基本知识,掌握群落的概念及特征、 、群落的结构特点及在农业生产中的应 用、群落演替的原因及类型 教学重点:群落的种类组成及其数量特征、群落的结构特点及在农业生产中的应用 教学难点:群落演替的原因及类型 教学时数:6 教学方法:讲授
37

生物群落是生态系统中比生物个体和生物种群更高一级的组织水平层次,是生态系统中充满 生机的部分。生物群落是一个结构单元,是个体和种群成份通过代谢转化而成为功能单位,具有 它自身的独立结构、动态变化、内部关系及其分类分布规律,并影响到生态系统中能量转化、物 质循环的方向、速度和效率的高低,最终影响到生态系统的生产力及其稳定性。 一、生物群落的概念与组成 1、概念:在一定地域和一定生境里,各生物种群相互联系和相互影响的有规律的组合结构单 元。 生物群落是指生存于特定区域或生境内的各种生物种群的集合体。指各种不同大小及自然特 征的有生命物体的集合,如从一块农田、一片草地、一个果园甚至到森林、海洋等,这种集合虽 然结构 松散,但因其组成 的种类及其某此结构而出现一些与种群不同的特征。 在长期历史的发展演变过程中,群居一起的生物,一方面受环境的影响,同时又作为一个整 体影响并改造着环境,形成了一种生物群落与环境的统一体。在群落内部这种生物种群之间,发 生着各种正的、负的相互作用,形成了一种能相互协调的关系,使得群落中各生物个体及种群成 为一种有规律的组合,而不是任意的分布。 2、类型:分为:植物群落、动物群落和微生物群落。 研究目的:在于如何提高农业生物群落的能量转化和物质循环效率,提高农业生态系统的物质生 产力。 3、具体内容是: (1)了解生物资源现状,摸清某一地区的生物资源现状,分析各种生物种群在群落中的特征 及利用价值,研究它们在利用后可能的变化趋势,提出利用和改造生物群落的方向和途径,为本 区域生物资源开发利用提供基础性资料。 (2)研究建立新的群落的必要性和可能性。利用群落对环境的批示作用和群落改造环境的作 用,保持原有农业生物群落或建立 某些新的群落的必要性和可能性。或是为了利用群落以改造当 地气候环境,或是为了利用群落以保持水土,或是为了归结为好地发挥地区环境条件的生产潜力 等。 (3)建立科学的人工复合农业生物群落,深入研究群落自然生产力形成和变化与环境条件相 互关系的规律,为建立科学的农业生物群落提供科学的依据。 3、群落的种类组成及其数量特征 生物群落的组成指群落是由哪些生物所构成,它们在群落中的地位与作用。不同的群落有着 不同的物种,如热带雨林中大量的各种不同的生物种,而农田中则是单一种植某一作物,如小麦、 玉米、棉花,甚至是单一的品种,相应地昆虫种类少,每一种的个体数量增多。 (1)建群种:是群落的建造者,在个体数量上不一定最多,它决定着整个群落的内部结构和特殊 部落环境,是主要层次的优势种,但优势种不一定是建种者。 (2)生态优势种: 在群落中地位、作用比较突出,具有主要控制权或?统治权?的种类或类群称为生态优势种。 生态优势种通常可作为群落的命名依据。 在决定整个种群的特性和功能上,并不是群落中所有的生物体都是一样的同等重要在一个群 落中存在着成千成万的生物体,常只有比较少的几个种或类群以它们的数量多,和平力高、影响 大来发挥其主要控制影响作用。 确定标准: 群落中的优势种一般不以数量的多少作为确定标准,而主要依靠其在群落中的地位和作用大 小。 如果将群落中的优势种移走,会引起整个群落及相关环境的重大 变化;而把非优势种移走, 则群落的变化相对较小。但这并不是说其它类群就不重要。 群落中的优势种的数量与环境的关系 在环境条件不良的地区中,由于组成群落本身的物种少,优势种的数目也少。环境条件越优
38

越,群落的结构越复杂,组成群落的生物种就一定多,其优势种数目相应也多。如小兴安岭红松 林的一个群落中,植物的种类就较少,主要的高等植物 约有 40 种,其优势种只有 1-2 个,而西 双版纳的热带雨林群落,主要的高等植物有 130 多种优势种也相对的多。 (3)亚优势种:个体数量、投影盖度等数量特征方面仅次于优势种的那些种类。 (4)附属种:在种群中时常出现,但对环境影响较小的种。 4、群落的基本特征: (1)群落有一定的种类构成或称生物组合,具有一定的结构状况和一定的物质生产量。 物种多样性;动物、植物、微生物; 生物与生物间、生物与环境间的相互作用,从热带到极地、低纬度到高纬度、生物的种类越 来越少;海洋或淡水,深度越大,物种越少。 (2)群落有一定的相对一致的外貌。陆生植物群落的外貌主要决定于优势种。 (3)群落有一个或几个生物种或生物优势种,在群落中能大量控制能量流及对其它物种和环 境起着强烈的影响作用。少数凭借自己的大小、数量和活力等方面的优势对群落起决定作用。如 四川卧龙熊猫保护区。热带雨林中的主大乔木;北方针叶林,松树、云杉、落叶松为主要种类。 大兴安岭优势种是兴安落叶松。 (4)群落存在时间和空间变化。群落是动态系统,草木到灌木到森林到顶级群落。 (5)群落有一定的营养结构和代谢方式。食物网,生产者、消费者、分解者。 二、群落的结构 组成群落的生物种群在群落中所处的位臵和存在的状态称为群落结构。 是群落的可见标志 之一,包括垂直结构、水平结构和时间结构。农业生物群落合理的空间与时间结构是高产高效农 业生态系统的基础。 (一)群落的垂直结构: 群落在其形成的过程中,由于环境的分化,使对环境不同需要的物种生活在一起。这些物 种各有自己的生活型,其生态幅度和适应特点也是有差异的。 它们各自占据一定的空间,即不 同生活型的物种在地面上以不同的高度和地面以下不同深度分层排列,形成了群落的垂直结构 1、 植物群落的基本特点: 是成层性,生物按高度或深度的垂直配臵,即形成了群落的成层现象。每一层包括一类或几类 生物,成层现象是植物群落与环境条件间相互关系中的一种特殊形式。生物群落所处的环境条件 越丰富,生物的种类越多,群落的层次结构也就越复杂;反之,物种少,层数就少,结构也就简 单,保证了群落中各物种在单位空间中更充分利用环境资源。 (1)陆生植物群落的成层特点: 包括地上部分和地下部分。地上部分的分层是由光照、温度和湿度条件决定的。地下部分是 由土壤的物理和化学性质,特别是水分和养分。 森林群落的成层特点: 地上部分主要包括乔木层、灌木层、草本层和地被层四个基本结构层次。 乔木层:具有多年生的木质树干,高 3 米以上; 灌木层:又称为下木层,树木长的小,高度在 3 米下,多从地面即分支; 草本层 :不具有多年生地上茎; 地被层 :由苔藓、地衣等非维管束植物构成。 各个层次在群落中的地位和作用各不相同,各层中的植物种类的生态习性也不相同。最上层 的林冠可以得到全部光照,光透过林冠后渐减弱,灌木层适宜于利用弱光,透过灌木层后,光照 进一步减弱,适宜草本层的生长,而苔藓则更耐阴。 地下部分:地下层次的关系,是围绕水分和养分的吸收而实现的。主要是指根系的成层现象是 和地上部分相应的。在森林群落中,草本植物的根系分布在土壤的最浅层,灌木及小树分布较深, 乔木的根系则深入到更深的地方。 (2)动物群落的分层现象: 地上部分:
39

乔木中:鸟类、昆虫和哺乳动物; 灌木层:栖居着野兔、鼠类及昆虫; 草木层:蜘蛛、蜗牛、青蛙、鼠类及相应的昆虫。 地被层:无脊椎动物生活在枯枝落叶中。 地下部分:由于 植物的根系入土的深度不同,在根系周围土壤中生活着微生物和穴居动物分为若 干层次。 尽管许多动物可以同时在不同的层次中活动,但也表现出对某些层次的依附性,特别是在繁 殖的季节里。因此,动物的分层结构主要取决于动物对生境、食物、巢穴的选择,也与不同层次 的微气候条件有关。 (3)水生生态系统的分层 不同深度的光照、温度、氧浓度的差异,生物也出占据不同的空间表现为一种成层现象。浅海 中的藻类,由浅到深:绿藻----褐藻-----红藻。鱼类也有成层分布的规律性。 2、在农业生态中的垂直结构: 在自然界存在的生物成层性,使单位面积内能容纳更多的生物种类和数量,产生更多的生物 物质,为人类合理处理栽培作物群落提供了启示。 在垂直方向上建立由多物种共存、多层次的配臵、多级质能循环利用的立体种植、养殖的生 态系统 ,从而高度一利用自然资源,增进土壤肥力,减少环境污染,获得更多的物质产量。 3、在农业生产中的应用 农业生物的垂直结构有多种形式。合理的垂直结构能更充分的利用资源,对不良环境有较强 的抵抗性。间种套作是组建陆地农业生物垂直结构的主要形式。 在农业生产中,在 50—60 年代,在黄河流域的平原地区开展了桐粮间作的研究与利用,从 而发展了桐粮间作,枣、桑、柿、杨等树木与多种作物间作。 70 年代,西双版纳地区,开展了人工乔木、灌、草多层次生物地理群落研究,成功地建立了 橡胶、茶、草本植物人工复合群落,为多种形式的间混套作类型提供了理论依据。在淡水养殖上。 根据鱼类分层生活习性,合理搭配鱼种及比例,同塘或同池分层放养,做到既充分 利用水体空间 和各种饲料,又可增加系统的多样性和稳定性。提高单位面积鱼塘生产力。 现在,农业生态系统中的立体结构大体有农田立体模式、水体立体模式、坡地立体模式、养 殖立体模式等。 (二)群落的水平结构: 1、概念:群落内由于环境因素在不同地点上的不均匀性和生物本身特性的差异,而在水平方 向上分化形成不同的生物小型组合,称为群落水平结构。也就是在一定区域内,各种生物种群所 占面积比例、镶嵌形式、聚集方式等水平分布特征。 2.特点: 在一个群落中的一些地点,我们会发现,生物的分布是不均匀的。规则性地自然界是罕见的, 较常见的是随机分布,特别是趋向完全成群的分布情况常见。即物种的组成和个体数量的多少会 出现明显的片状或斑块状镶嵌。 如,在森林群落中,林下阴暗地点则是 另外一些植物种类形成的组合。动物种群也表现出不同程 度的成群分布,如海洋浮游动物及鱼类可以高度地聚生成群。 3.形成原因: 主要是群落所处的环境,如土壤、温度、湿度、阳光及植被等方面分布的不均匀作用、物种 的生殖特点、种间相互关系作用及种的分工合作程度等,温度、降水等物理环境的影响常使物种 呈现非随机分布。 地下根茎繁殖的植物多高度成群;雪松、棉和其它种子散布力弱的植物,总是成群地分布在 母株的周围。 动物界中的社会性群聚,如白蚁、蚂蚁和蜂的社会群聚,使种群寻觅食物、栖息和防御其它 生物进攻的能力,以及影响和改善生境的能力增强。 4、在农业生产中的应用:
40

在农业生产中控制农业生物群落的水平结构,一是在不同生境因地制宜选择最适合的物种, 包括根据农作物生长习性、生态适应性与环境条件选择相适应的作物布局,宜农则农,宜林则林, 宜牧则牧。二是在同一生境内配臵最佳的种植密度和饲养量,并通过栽培、饲养手段控制密度的 发展。 (三) 、群落的时间结构 气候的变化是有规律的,使得生物群落的环境呈现明显的节律性,在大多数环境中,光照、 温度及其它环境因素都有其日循环、月循环和年循环等周期性的变化,生物群落结构中也表现出 相应的时间序列。 随着环境条件日、月、年周期的变化,群落结构表现出相应的时间序列及不同的外貌表现, 所以群落的时间结构称为时相或季相。 由自然环境因素的时间节律引起的群落各物种在时间结构上相应的周期变化,称为群落的时 间结构。周期性是群落适应环境的一种必然的表现形式。 1.原因 群落随时间而发生周期性的变化是一个很普遍的自然现象。因为自然环境中的许多因素本身存 在着强烈的时间节律,群落中的各个物种随环境因子的日周期、月周期和年周期变化构成了周期 性的波动,进而产生群落中物种组成和数量上的变化。 2.特点 : (1)温带草原的季相变化: 春季季相:在春季各种植物随温度的升高发芽抽叶,草原上一片嫩绿,为春季季相。 夏季季相:入夏季以后,各种植物随炎热的多雨而旺盛地生长,草原背景的绿色色度更加浓厚, 春季开花的植物有的进入了结实期,夏季开花的植物占据了优势,使草原的色彩更加复杂,夏季 后期,禾本科植物抽穗而掩盖了双了叶植物,草原的色调又转向单调,为夏季季相。 秋季季相:草原中带以菊科植物,特别是蒿类占优势,群落季相以黄绿色为主。 冬季季相:随天气的转冷,很多的植物进入结实期或开始枯死,草原群落呈现出了枯黄色。 自然 界的生物群落均具有与草原相似的季节变化。 (2)动物的时相或季相 淡水和海洋中的浮游动物,除表现月、年周期的规律变化外,还成日周期性的上下移动。在早 晨阳光增强时下沉右往下游,绝大部分个体仍处于靠近水面光照最强区的下面,白天在水面上一 定深处生活,傍晚阳光减弱时,往上游,夜间都在近水面的地方度过。这样明显的一种节律也会 影响到浮游植物的。 昆虫:在一年中呈现成虫、卵、幼虫、蛹的变化及世代更替。 群落中的物种由于物候更替而引起种类组成和个体数目的结构变化,又被称为在时间 上的成 层现象。 3.在农业生产上的应用: 通过人为的栽培、饲养技术,调节作物畜禽的组合匹配,使其机能 节律与环境因素的变化 节律最大限度地吻合和协调,是生产经营者与管理 者所必需的。调节农业生物群落时间结构的主 要方式是复种、套种、 、轮作和轮养、套养,如家畜中马对草料最挑剔,其次是牛,绵羊最耐粗食, 据此合理轮牧,有利于牧草的利用率。根据作物害虫 4 的繁殖行为和动态发展与环境因素的变化 节律,及时预测,预报及采取相应的防治措施,也是提高作物产量的重要保证。 (四)环境梯度与群落分布 群落在时间上和空间上的变化都与环境紧密相关,是因为群落的生存空间、群落中生物活动 所必需的能量和物质,就是环境的组成部分,群落不得不受环境的影响,而群落也在变化发展的 过程中不断改变周围的环境。当环境中的一个因子发生渐变形成梯度时,群落的结构的功能也会 发生变化,形成了一定的生物群落。 环境梯度一般包括海拔、温度、湿度、土壤、风与光等因素,群落内的植物、动物、微生物 彼此间也能构成梯度变化。 从环境梯度来看,海拔第升高 100 米,平均气温下降 0.5—0.6 度,全年积温减少 150 度,从
41

山麓到山顶,太阳辐射、温度、降水量、云量、风速都的明显的梯度差异,植物分布随海拔的升 高呈带状更替。从一种植物群落带到另一种植物群落带,转变过程是渐渐的,并无明显的分界线。 在农业生产中的应用 在农业生产中,人工栽培的作物,其分布与天然群落相似,呈现垂直地带性。 在北方,以祁连山北麓为例,从低海拔到高海拔的作物分布大致是:棉花---玉米----冬小麦,谷 糜---油菜(豌豆、春小麦) ,青稞---林地----草地----荒地。 在南方,双季稻三熟制----双季稻----麦(油菜)-----果树,亚热带作物(茶、竹、林)---阔 叶林---草地。随着海拔的上升,各种作物逐渐消失。 群落的变化,都是在一定的生境中进行的。梯度和格局强调了各个因子在空间上变化的联系 性和分布的规律性,这将有助于我们把变化着的群落和变化着的环境联系起来,且把两者间的关 系在时间上和空间上联系起来,这农业生产中的合理农业区域区分提供了依据 三、群落的演替 (一)群落演替的概念 1、概念: 生态系统内的生物群落随着时间的推移,一些物种消失,另一些物种侵入,出现了生物群落 及其环境向着一定方向,有顺序发展的变化过程,称生物群落演替。 如一块农田被废弃后,最初一至二年内会出现大量的一年生和二年生杂草,随后多年生植物 开始入侵并逐渐定居下来,杂草的生长和繁殖开始受到抑制,随着时间的进一步推移,多年生植 物取得优势,一个具备特定结构和功能的植物群落形成了,同时,适宜于这个植物群落的动物区 系和微生物区系也逐渐确定下来,当它达到与当地的环境条件,特别是气候和土壤条件都比较适 应的时候,即成为一个稳定的群落。 群落不是一个静止不变的的实体,而是一个有着能流、物流和结构变化的动态系统,它通过 生物与环境的相互作用,进行着能量 与物质的不断代谢,使其本身的面貌不断发生变化,并遵循 一定的规律。 2、群落演替的特征 (1)演替是群落发展有顺序的过程,包括物种组成结构及群落中各种过程随时间的变化,这 种变化是有规律地向一定方向发展,在一定程度 上是可以预测的。 (2)演替是生物与物理环境反复作用的结果,物理环境决定演替类型、变化的速度和演替发 展的最后限度,演替也受群落本身所控制,群落演替可引起物理环境的极大变化。 (3)演替以稳定的生态系统为发展顶点,以顶级群落所形成的系统为其发展顶点。 在一定地区内,群落由一种类型转变为另一种类型的整个取代顺序,称为演替系列。生物 群落从演替初期到形成稳定的群落,一般都经过先锋期、过渡期和顶极期三个阶段,在先锋期出 现的物种叫先锋种,在过渡期出现的物种叫过渡物种,在顶极期出现的物种为顶极种。 (二) 、群落演替的主要原因 生物群落演替的主要原因可归纳为外因演替和内因演替二种类型。 1、外因演替: 由于外部环境改变引起的生物群落演替,为外因演替。可细分为: (1)气候性外因演替: 风暴、干旱、洪涝和严寒等恶劣气候所引起的生物群落的演替。 (2)土壤性外因演替: 如水文变化、火山、风砂入侵、土壤侵蚀、地面升降等原因引起的生物群落演替。 (3)生物性外因演替: 由于某些生物的侵入、定居及繁殖所引起的演替。 (4)人为演替: 人类虽然也是生物群落中的一员,由于 人类的社会经济活动常是有意识的、有目的地进行, 对群落中生物和环境的影响强度及范围,超过了其它的所有自然因子,如砍伐森林、开垦土地使 原有的群落改变面貌;抚育森林、管理、治理沙漠可使群落演替按照不同于自然发展的途径进行;
42

人类还可以建立人工群落。 2、内因演替 在生物群落里,群落成员改变着群落的内部环境,而改变了的环境反过来又改变着群落成员, 这种循环往复的进程所引起的生物群落演替称内因演替。 同时,在一个群落 里,由于各成员间的矛盾,即使群落的外部、内部环境没有显著的改变, 群落仍进行演替,也称内因演替。 如,一片熔岩在一定温度、水分、光照条件下,最先可能生长的是能耐严酷条件的地衣和苔 藓植物,它们的生长促进了岩石风化为土壤的过程,死亡的躯体为各种分解者提供了食物来源, 使有机物质和各种养分得以在原始土壤上积累,最终为一些矮小的一年生草本植物创造了发展的 条件。草本植物的生长可能使最早定居在熔岩上的那些低等植物,因严重遮荫而衰落下去,草本 植物进一步改良了土壤,使环境条件变得更加有利,一些矮小的灌木将会侵入而扩大地盘,直到 占据优势而使原来的某些草本植物不能继续生存。此后,高大的乔木树种可能逐渐得到发展的有 利环境,在整个群落中居于控制地位,这样,乔木为主的群落可能延续一个较长的时期,使整个 生态系统处于相对稳定状态中。 动物及微生物也发生相应的改变,以适应整个群落的演替过程。 内因演替和外因演替是两个相对的过程,一般情况下,二者同时存在,由于干旱、水灾等会 出现周期性的演替过程。 (三)分类 原生演替、次生演替和顶极演替 1.原生演替 是从未有过任何生物的裸地上开始的演替。 在裸露的岩石表面开始的原生演替称旱生演替。 从湖底或河底开始的原生演替称水生演替。 旱生演替系列 (1)地衣群落阶段: 在光秃的岩石表面,生存环境极为恶劣:没有土壤,非常干燥,温度变幅大。最先在岩石上 面出现的是地衣植被,地衣改善了岩石表面上的生境,有少量的土壤形成,为能耐旱的苔藓植物 提供了条件 (2)苔藓群落阶段 在地衣植物聚集的少量土壤上,苔藓生长形成群落,在干旱时可以停止生长,进入休眠,待 到温暖和多雨时又大量生长,它们具有丛生性能成片地生长,因而使生境条件进一步改善。 (3)草本群落阶段 当土壤有了一定的厚度,并具有保水保肥能力的时候,蕨类和一些矮小、耐旱的一年生、二 年生的植物逐渐出现并迅速生长,直到取代苔藓群落,并出现多年生草本植物,形成草本植物群 落。此时土壤微生物和小动物活动增加。 (4)木本群落阶段 开始以阳性灌木为主,形成高草木群落,后形成阳性乔木为主的森林,乔木林冠形成的林下 荫蔽,使耐阴的树种得以定居并逐步取代苗期不耐阴的树种,于是由阳性乔木、耐阴灌木和草本 植物一起形成了多层次复合的森林群落。 在这个演替中,地衣和苔藓群落延续的时间最长,因为此阶段土壤形成缓慢;草本植物群落 演替速度相对最快,木本因其生长期长,演替速度又相对减慢。 水生演替系列 自由漂浮植物阶段;沉水植物阶段;浮叶根生植物阶段;直立水生植物阶段;湿生植物阶段; 木本植物阶段。 这两个系列的原生演替,只提供了一个群落演替的模式过程,在这种顺序的系列变化中,实 质上是群落的植物生活型组成和植物的环境更替,与此同时,因食物、栖息空间和物理环境的改 变,动物与微生物种类和数量也发生相应的变化。每一个阶段的群落总是比上一阶段的群落结构
43

复杂,高度增大,因此,利用环境资源更为充分,改变环境的作用更强,也就为下一个群落创造 条件,使新的群落得以形成和产生。 2.次生演替 次生演替是指在原有生物群落破坏后的地段上进行的演替。次生演替的最初发生是外界因素 的作用所引起的。 外界因素除火烧、病虫害、严寒、干旱等以外,最主要和最大规模的是人为的经济活动,如 森林采伐、草原放牧和耕地撩荒等。因此,对于次生演替的研究,具有很大的实际意义,在我们 利用和改造生物群落的工作中,所涉及到的绝大部分的是次生演替问题。 森林的采伐演替 以云杉林采伐后,从采伐迹地上开始的群落演替过程为例 (1)采伐迹地阶段 森林采伐时的消退期。在采伐森林后留下的大面积采伐迹地上,原有的森林小气候条件完全 改变,如阳光直射地面、温度变化剧烈、风大且易形成霜冻等,不能忍受日灼或霜冻的植物难以 生存,原来林下耐荫或阴性植物受到抑制,甚至消失,而喜光的植物,特别是禾本科、莎草科以 及其它杂草得以滋生,形成杂草群落。 (2)小叶树种阶段 新的环境适合于一些喜光、耐旱、耐日灼和耐霜冻的阔叶树种的生长,在杂草群落中便形成 了以桦树和山杨为主的群落。同时,郁闭的林冠下耐荫植物也抑制和排挤其它的喜光植物,使它 们开始衰落,然后完全死亡。 (3)云杉定居阶段 桦树和山杨等形成的树冠缓和了林下小气候条件的剧烈变化,又改善了土壤环境,阔叶林下 已经能够生长耐荫性的云杉和冷杉树苗。 (4)云杉恢复阶段 当云杉的生长超过了桦树和山杨,占据了森林上层位臵时,桦树和山杨因不能适应上层遮荫 而开始衰亡,到了 80—100 年,云杉又高居上层,造成严密的遮荫,在林内形成紧密的酸性落叶 层,其中混杂着一些留下来的桦树和山杨。 新形成的云杉林树木的配臵和密度都有改变,这并不单纯决定于演替各阶段中不同树种的 喜光或耐荫性等特性,还决定于综合的生境条件变化特点,特别是引起森林消退的种种原因。如 果森林采伐面积过大,且又缺乏种源,采伐后水土流失严重发生,那么森林复生所必需的条件就 不具备,群落的演替也就完全朝着不同的方向进行了。 草原的放牧演替 草原的放牧演替是逐渐而缓慢发生的。牲畜的啃食和践踏,对草原的影响: (1)在牲畜践踏下,草原植物不耐践踏的柔弱部分和丛生禾草逐渐减少以致完全消失。 (2)畜群践踏和消灭死地被物,甚至表土消失。 (3)促使某些具刺或密被茸毛,或有特殊气味,或有乳汁的植物生长,防止啃食的植物旺盛生长, 而一些适口性的草类逐渐消耗; (4)影响到草原中原有草类的正常发育,促使一年生和春季短生植物的发育 (5)外来杂草植物增多,引起草原群落种类组成上的混杂性; (6)践踏草原土壤,破坏土壤结构:在湿润地段,土壤越趋坚实;在干旱地段,土壤越趋于松散, 因而促使土壤冲刷,增加土壤的干燥度,有利于旱生植物增多; (7)牧畜过分践踏,引起土壤表层盐分增加,严重则形成碱班地,降低了草原群落的产量和质量; (8)牧畜啃食植物的地上部分,使地下部分的生长受到一定的限制 ; (9)牧畜的粪便给土壤带来了大量肥料; (10)牧畜肥草类的种子踏入土中,还促使种子发芽,也把种子携带到其它地方,扩大某些植物 种类分布。 深入了解和研究草原群落的演替规律,研究在不同放牧强度下,草原群落的植物种类组成和 产量、质量变化,对于科学、合理利用和保护、改善草原具有十分重要的意义。
44

3、次生演替的一般特点: 原生演替在经过千年以上的漫长发展才能达到顶级群落。次生演替过程进行较快,可在数百 年内,甚至几十年内完成。次生演替的速度、趋向及所经历的阶段,决定于原生群落受到破坏的 方式、程度和持续时间。 (1)次生演替的速度 大多数的次生裸地上还多少存留着原有群落的土壤条件,有些还有原有群落中某些生物的繁 殖体,裸地附近也可能存有未受破坏的群落。具有一定的土壤条件和种子来源。次生演替系列中 的各个阶段,演替速度一般都较快。 (2)次生演替的趋向 群落一般都趋向于恢复到受到破坏前原生群落的类型,但是复生并不是完全恢复原状,只是 在类型上和原来的群落相同,但是在质量上、层次结构上和群落生境特征等方面则不完全一致。 (3)次生演替所经历的阶段 完全决定于外界因素的作用方式和持续时间。森林采伐一次就消退到次生裸地阶段,但同时 也很快地开始了复生的过程,而草原放牧退化过程却是逐渐的,在退化过程中的任何一个阶段上, 只要停止放牧,停止牧畜继续对群落的影响,则群落就从那个阶段开始它的复生过程。 次生群落是外界因素,首先是人类经济活动的产物。 4、次生演替的性质及特点决定于: (1)外界因素作用的性质、方式、作用的强度和持续时间; (2)原生群落受破坏的面积 (3)次生群落中对原生群落的生物成分和土壤特性的保留程度; (4)生物繁殖体的种类、数量、距离及来源; (5)所在地的气候、土壤及地形状况。 (四)顶极群落 1、顶级群落的概念 演替中群落结构的变化开始较快,随着演替的进行,变化速度慢而趋于稳定。群落演替系列 最后达到稳定阶段,称为顶级。 演替最终形成的稳定群落,叫做顶级群落。 当一个群落或一个演替系列,演替到同环境处于平衡状态的时候,演替就不再进行。在这个 平衡点上,群落最稳定,只要不受外界干扰,将永远保持原状。 2、顶极群落理论的特征: (1)是一个在系统内部和外部,生物与非生物环境之间已达到平衡的稳定系统; (2)它的结构和物种组成已相对恒定; (3)有机物质的年生产量与群落的消耗量和输出量之和已达到平衡; (4)顶极群落职无外来的干扰,可以自我延续地存在下去。 3、在农业生态系统中的应用 农业生态系统群落的演替是难以达到自然生态系统的顶级阶段,但在一定条件下也可能较长 期地保持某种稳定的群落状态,称为偏途顶极或人为亚顶极,草原过牧或林地的肆意砍伐,都是 人为亚顶极,人为亚顶极的问题主要是低产而脆弱,人为干扰引起的环境不可逆变化之后,恢复 原来的顶极状态是不易甚至是不可能的。 三、演替过程中生物群落结构及功能变化 无论是原生演替,还是次生演替,生物群落在演替过程中,其结构和功能都发生一系列有序 的变化,其变化趋势主要表现在以下几个方面: 1、群落的能流特征 在生态演替初期,群落的能量输入大于消耗,使其以生物量和残屑的形式在系统内积累起来。 由于演替前期优势植物种多体形小、寿命短,需要维持能较少,初级生产量超过群落呼吸量,群 落净生产量较大。到演替后期,群落内以体型大、寿命长的乔木为主,用于呼吸维持的能量多。 另一方面,动物、微生物的发展,使整个群落的呼吸总量逐渐增加,能流中用于维持的部分
45

越来越多, 初级生产量与群落呼吸消耗相等, 群落的净生产量很小甚至等于 0, 但生物现存量最高, 这成为演替过程中最主要的趋势。 2、群落发展与物质循环 演替早期以短命植物为主,残屑在养分循环中所起的养分再生作用还不十分重要,养分循环 量较小;随着演替的进行,长命植物增多,大型植物所需要的养分也增多,有越来越多的养分贮 存于系统内部,养分循环的速度相对下降,在这种情况下,残屑对养分的再生日益重要,养分的 周转期延长,从而使养分循环带有较强的封闭性质。 3、群落的营养结构 食物链从较简单的链状结构,发展到复杂的网状结构,使群落更加稳定。 4、群落结构和物种组成 生物群落在发展中总是趋于其结构和组成更加复杂、多样而稳定。群落不同层次在功能上也 有一定的分工,如林冠上层主要是光合作用层,地面主要是分解成,而林冠下则是动物活动的消 费层。在物种选择方向上,前期为 r 选择,占优势的是一些体型小、表面积大、适应无机营养较 多的环境,后期为 k 选择,占优势的是较大体型和贮存能力的物种。 四、顶极群落理论在农业生产中的应用 (一)对撩荒地植被演替的控制 农田撩荒后产生的自然演替结果,有对人类有利的,也有有害的。根据演替规律,控制群落停留 在演替的某一阶段,并加以培育,使之成为理想的高产优质群落类型。 (二)农田土壤肥力变化与作物演替的利用 (三)仿群落演替的人工模拟群落 (四)建立仿自然演替群落结构的人工群落 (五)农田杂草防除。 杂草是自然选择和进化的结果, 其适应性比栽培作物要强得多, 在农田中形成自身的演替过程, 不同的演替规律采用与之相对应的人工的、化学的、生物的等农业技术,阻止和破坏杂草的天然 演替的发生,达到有效控制杂草危害的目的。 小结:种群是物种存在的基本单位,是群落的成分,是生态系统的研究基础。 群落是生态学的重要组成部分。 作业:群落的基本特征;生态位理论在农业上有什么意义和作用?;群落演替的含义是什么? 描述其演替过程。 第六章 农业生态系统的环境 教学目的:了解环境和生态因子的概念及类型,掌握各种因 对生物的作用规律和生物对环境的生 态适应,以及生物的生态效应。 教学重点:各种因子对生物的作用规律和生物对环境的生态适应,以及生物的生态效应。 教学难点:各种因子对生物的作用规律和生物对环境的生态适应,以及生物的生态效应。 教学时数:12 教学方法:讲授 生物与环境的关系 是农业生态系统中的一种基本关系,二者是不可分割的统一体。农业生态 学的研究目的不仅在于探讨生物自身的生物特征与生态特性,更重要的是研究环境变化对生物的 作用及其生物存在对环境的影响。了解生物与环境之间的关系及其规律,对提高系统生产力和改 善环境质量都有重要的意义。 第一节 农业生态系统的环境要素 教学目的:了解掌握环境中环境要素 教学重点:环境中环境要素 教学难点:环境中环境要素 教学时数:2 教学方法:讲授 一、环境的概念及分类
46

1.环境:生物有机体生活空间的外界自然条件的总和。包括自然环境和社会环境。 在生态系统中存在着生态因子和生存因子,一切影响生物生命活动的因子叫生态因子。生物 生存不可少的因子叫生存因子。 任何自然环境中的生态因子都可分为别归结为气候、土壤和生物三大因子。各生态因子自成 系统,具有各自的生态作用,同时又相互影响和相互制约。 生态因子中,作为原料和能量输入系统并能在系统中转换为生物产品的因子,为自然资源因 子。如光合有效辐射、水、土壤肥力、大气中的 C02 和氮水休整 的浮游生物及天然林木等都属于 自然资源因子。 2.分类 区域环境:占有某一特定地域空间的自然 环境。是由五个自然 圈相互配合而成。大气圈、 水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈。 生境:生物生长的环境。是指生物生长的具体地段的综合环境。 生态环境:生态因子的总和。生态因子是指对生物的生长发育具有直接或间接影响的环境因 子。 小环境:接触生物个体表面或个体表面不同部位的环境。 内环境:生物体内组织或细胞间的环境。对生物体的生长发育具有直接的影响。 二、自然环境 地球的本来面目,或接近于地球的本来面目,或者是说人为干扰比较轻的地段。由大气圈、水圈、 岩石圈、土壤圈、生物圈组成。 1 大气圈:地球表现 1000 公里范围内的气层状态。直接构成生物气体环境的是下的对流层。对流 层中含有生物所需的气体营养。如氧、二氧化碳等。 2、水圈:地球表面被水覆盖的部分。水体 中含有各种营养物质。 3.岩石圈:地球表面 30-40 公里的地壳层,是其它圈层赖以存在的基础。贮藏着丰富的化学物质, 成为植物生长所需的矿质营养库,矿质营养经风化作用,从岩石中释放出供给植物生长。 4.土壤圈:覆盖在岩石表面、能够生长植物的疏松层。只有在气候与生物,特别是微生物的共同作 用下,才形成真正的土壤。 5.生物圈:在大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈的界面上,生物有机体构成的具有生命和再生能力的 圈层。 特点 :是大量液体水的区域,有水才有生命;从外界获取能量,取太阳 是最终的能量源泉;多 处于物质的液态、固态、气态三相交叉的界面上,只要有阳光、水及固、液、气态彼此界面的交 叉点,就有生物的存在。 生物圈层中的植物,称为植被。 6.农业生物层:是生物圈层的组成部分这之一,是通过农业生物与环境之间,以及生物种群间的相 互作用建立 起来的,并按人害社会需求进行物质生产的要机整体,整体厚度不超过 100m。 三、人工环境也称次生环境或第二环境。是在人为因素的作用下,使自然环境中某些因素发生局 部变化而产生的。有广义和狭义之分。 广义人工环境:在人为因素的作用下,使自然环境中某些因素发生变化 ,从而对生物生长发育产 生影响的环境条件。 狭义人工环境:人类根据生物的生长发育规律,利用现代科学技术 手段,为生物生长发育创造良 好环境条件。如覆盖栽培、温室等。 第二节 气候因子的生态作用 教学目的:了解掌握环境中各种因子的生态作用 教学重点:不同因子 生态作用分析 教学难点:不同因子 生态作用分析 教学时数:4 教学方法:讲授
47

一、光的生态作用 光是保证地球上有生命存在的因子,主要表现在光质、光量(光照强度)和光照时间三个方面。 1、光对植物的生态作用 (1)不同的光质对植物的光合作用、色素的形成、向光性、形态建成的诱导等影响是不同的。 主要在 380—760nm 波长之内。其中红橙光主要被叶绿素吸收,对叶绿素的形成有促进作用; 蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素吸收,这部分光辐射叫生理有效辐射,绿光很少被吸收,称为 生理无效辐射。 红光有利于糖的合成,蓝光有利于蛋白质的合成;蓝紫光与青光对植物伸长有抑制作用,使 植物矮化。 (2)光照强度对植物细胞的增大和分化、体积的增长和重量的增加关系密切;光还能促进组织 和器官的分化,制约着器官的生长发育速度,使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。黄化 现象是光与形态建成的各种关系中最极端的例子。 光照强度对植物的繁殖影响很大。植物花芽的分化和形成受诸多因素的作用,但光照强度却 是非常重要的因子。通常植物遮光后,光强减弱,同化量减少,花芽的形成量也少,且已形成的 花芽会因体内同化物较少而发育不良或早期死亡。 光对植物 产品重量存在着密切关系。水果颜色的好坏是品质的标志之一,果实的颜色是叶片 中的色素源运到果实内,光照强,形成的花色素也多,在强光照射下能增加果实的含糖量和耐贮 性,此外,果实成熟时发出的香味,对吸引动物摄食和传播种子有非常重要的作用。 (3)光照时间以植物的影响主要表现在三个方面: ①日照长度对植物繁殖特性的影响很大,每天的日照长度对一年生植物的开花具有决定性作 用,并根据日照长度与植物开花的关系,将植物分为长日照植物、短日照植物和中间型植物。 ②日照长度与植物分布和起源有关。 从起源来看,短日照植物都起源于低纬度地区,长日照 植 物起源于高纬度的北方。 ③日照长度对植物的休眠和地下贮藏器官形成的影响。温带植物的秋季落叶和冬季休眠与日照 长度有关,短日照可以促进植物进入休眠,长日照可促进营养生长。 2、光对动物的生态作用 光对动物的最基本的意义在于空间(用眼睛看)和时间的定向作用。 (1)光质中可见光对动物的生殖、体色的变化、迁徙、羽毛更换、生长发育等都有影响。 不可见光对生物也有多方面的影响。能杀死空气中、水面和各种物体表面的微生物,对抑制自 然界的传染病原体是极为重要的。 (2)光照强度对动物的生长发育和形态建成具有重要的影响。如蛙卵、鲑鱼卵在有光的条件下孵 化快,发育也快。动物 早晨开始鸣叫与光照强度有直接关系,麻雀在光照 0.2---45lx 开始鸣叫, 蝉在夏季气温达 14℃,光照 0.8—6lx 时才开始鸣叫。 (3)光照时间对动物的繁殖存在不同的作用 根据动物繁殖与日照长度的关系,把动物分成了长日照、短日照和中间型。 3、光对人类的生态作用。 维生素 D 是光对代谢生理起生态作用的一个典型。缺乏维生素 D,骨骼的骨化不完全,小孩会 患佝偻病。在冬季长而黑暗、夏季紫外线辐射较低的北纬地区易患佝偻病,太阳辐射强的地区不 易发生。 二、温度的生态作用 1、温度的节律性。 地球上的不同地区与太阳的相对位臵不同,且相对位臵不断地发生变化,这些变化是有规律性 的,称为温度的节律性。 温度的节律性的变化的原因 是由空间变化和时间变化两方面作用的结果。在空间变化中,纬度每增加 1 度,年平均温度大 约降低 0.5℃左右。海拔每升高 100m,年平均温度下降 0.5—0.6℃。 一年中,根据气候的冷暖、昼夜长短的节律性变化,可以分为春、夏秋、冬四季,同时由于地
48

球的自转,随之出现了地球表面的昼夜变化。 地球上特别高的温度出现在南北回归线附近,可达到 57—58℃的最高温度。 地球上最冷温度出现在南极,达到-90℃,一般讲,从赤道到两极,温度渐降低,并可按热量 指标分出几个明显的热量带。 2、生态作用 不同地带的温度及其变化对动物、植物 的形态发生具有深刻影响。 温度及变化对生物的分布特征有重要的作用。温度暖和的地区生物种类多,寒冷的地区生物种 类少。 植物的情况也一样。温度影着生物体内的生物化学过程,针对温度的作用,出现了恒温生物 和变温生物。最显著的是动植物的生物钟,它 24 小时周期地循环,不受温度变化的影响。 (三)水的生态作用 水是所有生命的基本要素,也是重要的环境物质。水有三种存在状态:液态、固态和气态。三 种水分别分布于海洋、冰川、湖泊、河流、土壤和大气中,其含量为 15 亿 km. 1、 水是生物生长发育的重要条件。 (1)水是生物体的组成部分,植物体一般含水量 50—98%,动物体含水量比植物体更高,如水母 达 95%,软体动物 80-92%,鱼类 80-85%; (2)水是很好的溶剂,参与生物的新陈代谢,影响生物的生理活性; (3)水影响生物产品的品质,土壤含水量少时,淀粉含量、果胶质等减少,而蛋白质、木质素 和半纤维素增加,纤维素不变。 (4)水对生物的繁殖也有重要的影响,主要表现在对水生植物的传粉上,如金鱼藻植物的花粉 或孢子、果实等都能随水传到很远的地方。 2、 、水对动植物数量和分布有重要的影响。 由于降水在地球上分布的不均匀性,使我国从东南至西北,可以分为三个不等雨量区,即湿 润森林区、干旱草原区及荒漠区。水分与动植物的种类和数量也存在着密切关系。在降水量最大 的赤道热带雨林中每 100m 可达 52 种植物,而降水较少的大兴安岭红松林中,每 100 平米仅有 10 种植物,在荒漠在带则更少,降水对植被的影响是十分巨大的,而动物的食物来源 和隐蔽场所都 与植被有着密切的关系。 3、水对生物分类的作用 把生物分成水生植物和陆生植物两大类。 其中包括动物和植物的区别。 植物中水生植物又分 为 沉水植物、浮水植物和挺水植物;陆生植物包括湿生植物、中生植物和旱生植物。 第三节 土壤与生物的生态作用 教学目的:了解掌握土壤及各种生物的生态作用 教学重点:土壤、生物的生态作用 教学难点:土壤、生物的生态作用 教学时数: 教学方法:讲授 一、土壤的生态作用 主要表现在土壤自身、土壤化学(土壤 PH 值、土壤有机质等) 、土壤物理特性等对土壤生物区 系及其分布的影响上。 1、土壤作为一个自然体的生态作用 (1)土壤是许多生物栖居的场所 土壤中栖息的生物包括微生物和动物,以微生物的数量最多,已知菌种的 50%以上栖息于土壤 中。土壤中的动物种类多样,如蚯蚓有 1800 种,线虫有几种,节肢动物则更多,昆虫有 98%以上 的种类或多或少与土壤有联系。这些动物在土壤形成的过程中起着重要的作用,主要是参与土壤 有机质的捣碎、分解和腐烂等过程,从而提高了土壤肥力。 (2)土壤是生物进化的过渡环境。 生物在进化过程中由水到陆地,然后发展到占领空间,土壤是介于水和空气之间的环境。土壤
49

中既有空气、又有水分,正好成为生物进化过程 中的过渡环境。借助于土壤,一些生物实现了由 水生向陆生生活方式的转变。 (3)土壤是植物生长的基质和营养库 绝大多数植物以土壤作为生活的基质,土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的矿质元素。 植物需要的 N PK 等 13 种无机元素和有机物质都 来自土壤。所以,土壤是植物的营养库。 (4)土壤是污染物转化的重要场地。 土壤中含有大量的微生物和小型动物,它们对污染物质都具有分解的能力。如土壤中存在大量 能分解酚的微生物,它们能破坏酚化合物,并能将酚化合物作为碳和能量的来源加以利用;同时, 在土壤中,细菌能将一氧化碳转化为其它产物。一氧化碳是一种污染物,来自于内燃机和煤的燃 烧,一氧化碳能引起煤气中毒。当今环境污染严重,土壤在环境保护中的净化作用是很重要的。 2、土壤化学物质的生态作用 (1)土壤 PH 值的生态作用 土壤 PH 值就是土壤酸碱度。又称土壤反应。对植物的生态作用主要表现在 直接影响植物的代谢。土壤过酸过碱都会引起酶和蛋白质的钝化和变性,但植物对外界溶液 具有一定的调节能力,只要 H+浓度不超过忍受极限,植物均能正常生长发育。 ①土壤酸度通过影响矿质盐分的溶解度和微生物的活动,间接影响

相关文档

农业生态学教案2009
农业生态学教案
2008年农业生态学教案
农业生态学
农业生态学教案 绪论
农业生态学教案资料
2010年农业生态学教案(选修课)
2010年农业生态学教案(中草药)
第二章 生态学基础知识 - 农业生态学绪论(2012江苏联合职业技术学院课件)
【免费下载】农业生态学资料
电脑版