農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結構

第二章農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本結構第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)結構基本概念第二節(jié)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境

第三節(jié)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的種群第四節(jié)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性

農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)研究目的

根據自然生態(tài)系統(tǒng)的基本規(guī)律，來探討在人類控制下的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，科學地控制它、調節(jié)它，使它能充分利用自然資源和社會資源，把自然資源的潛在生產力盡可能多地轉化為現實產量，為滿足人類對農副產品需要不斷的增長。同時還要保護自然資源，使其永續(xù)利用。

生態(tài)系統(tǒng)結構生態(tài)系統(tǒng)的結構：指生態(tài)系統(tǒng)的構成要素（組分）的種類和它們的組合方式，以及這些要素在時間上、空間上的配置和能量、物質在各要素間的轉移、循環(huán)途徑?；蛘哒f，生態(tài)系統(tǒng)的結構不僅是指生態(tài)系統(tǒng)構成要素的種類與數量，即它們的量比關系，同時還包括這些要素在水平和垂直空間上的分布，在時間上的銜接，以及能量、物質在系統(tǒng)中的流動特點。生態(tài)系統(tǒng)結構與功能生態(tài)系統(tǒng)的結構與系統(tǒng)的功能和生產力有著密切的關系：結構是系統(tǒng)內部組分相互作用的內在的結合方式，功能是系統(tǒng)與外部環(huán)境相互作用的表現，結構決定功能，結構不同，系統(tǒng)功能效率也相對的不同。結構影響功能，功能必須憑結構來完成。在合理的生態(tài)系統(tǒng)中，結構與功能是相互適應的，只有優(yōu)化的結構，才能使各組分揚長補短，產生最佳的系統(tǒng)整體功能和最高的系統(tǒng)生產力；反之如結構不佳，即使各組分各自性能良好，也難以產生最佳的系統(tǒng)功能，所以應從調節(jié)系統(tǒng)結構入手提高系統(tǒng)的功能。最佳系統(tǒng)結構特征系統(tǒng)中生物群體與環(huán)境資源組合之間相互適應，具有較高的轉化環(huán)境資源的能力和較高的系統(tǒng)生產力。系統(tǒng)中多種生物群體之間科學銜接，密切配合，形成一個多層次的結構，使能量和物質在轉化循環(huán)中得到層層利用，即每種生物的廢棄物都由其它種生物來利用，使整個系統(tǒng)成為一個無廢棄物的系統(tǒng)。合理的生態(tài)系統(tǒng)的結構有助于能量流動和物質循環(huán)的進行，即物質循環(huán)的速度快，周期短，非生產性的消耗少，參與循環(huán)的多；能量轉化過程中的熵值增加緩慢，使整個系統(tǒng)表現出最大的功能效率。有助于系統(tǒng)穩(wěn)定性的加強和生態(tài)系統(tǒng)的改善。生物有機肥廠生物農藥有機肥廠沼氣廢棄物處理設施園區(qū)養(yǎng)殖園區(qū)加工園區(qū)生活區(qū)倉儲物流飼草種植泥炭技術培訓園區(qū)管理市場市場市場市場藥藥蘑菇渣藥渣藥渣肥肥肥菌菌沼渣秸稈廢渣廢水糞便沼氣糞便生活廢棄物獨貴塔拉現代有機農業(yè)產業(yè)園物質循環(huán)圖木本飼料商品商品商品商品商品商品商品農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的結構與自然生態(tài)系統(tǒng)結構有所不同，自然生態(tài)系統(tǒng)是由生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)組成且是以生命系統(tǒng)為中心的。生命系統(tǒng)是植物群落、動物群落和微生物群落的綜合整體。農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是在人為控制下的生態(tài)系統(tǒng)，其結構有它一定的特點。第二節(jié)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境

環(huán)境對生物的影響生物對環(huán)境的適應生物對環(huán)境的影響環(huán)境對生物的影響最小因子定律(李必西Liebig)：

植物的生長取決于數量最不足的的那一種營養(yǎng)物質Odum補充：1、定律只在相對穩(wěn)定狀態(tài)適用：

不穩(wěn)定狀態(tài)許多因子的量和作用激烈的變動很難確定哪個是限制因子2、需要考慮因子間的相互作用。

營養(yǎng)物質的互補作用，光照不強時CO2濃度提高可以補充光合作用謝爾福德耐性定律：

環(huán)境對生物的影響最小因子定律：

謝爾福德耐性定律（謝尓福德）在生物的生長和繁殖所需要的眾多生態(tài)因子中，任何一個生態(tài)因子在數量上的過多過少或質量不足，都會成為限制因子。即對具體生物來說，各種生態(tài)因子都存在著一個生物學的上限和下限（或稱“閥值”），它們之間的幅度就是該種生物對某一生態(tài)因子的耐性范圍（又稱耐性限度）。環(huán)境對生物的的影響謝爾福德耐性性定律（Odum補充）同一種生物對對各種生態(tài)因因子的耐性范范圍不同。不同種生物對對同一生態(tài)因因子的耐性范范圍不同。對生態(tài)因子耐耐受范圍廣的的生物種分部部廣，對個別別生態(tài)因子耐耐性廣的分部部不一定廣同一生物在不不同的生長發(fā)發(fā)育階段對生生態(tài)因子的耐耐性范圍不同同生殖生長期對對生態(tài)條件要要求最嚴格生態(tài)因子的相相互作用，當當某個生態(tài)因因子不是處在在適宜狀態(tài)時時，則生物對對其它一些生生態(tài)因子的耐耐性范圍將會會縮小。同一生物種內內的不同品種種對多個生態(tài)態(tài)因子會形成成有差異的耐耐性范圍，即即產生生態(tài)型型的分化。生物對環(huán)境的的適應影響動物的保護色色、警戒色與與擬態(tài)A樹皮紡織娘(Barkkatydid)B梟蝶(Owlbutterfly)C枯葉蝶(Leaflikeinsect(Anaea))D捕食花螳螂(Predatoryflowermantis)E蛙魚(Frogfish)ABDEC適應的兩大類類型趨同適應規(guī)律律——不同種類的生生物由于生活活在相同的環(huán)環(huán)境中，受到到某個主導因因子的長期作作用，產生相相同或相似的的適應方式，，這些生物種種通?？沙蔀闉槟骋画h(huán)境條條件下的生活活型(Lifeform)趨異適應規(guī)律律——同一種生物長長期生活在不不同環(huán)境中，，產生了不同同的適應方式式，而形成多多種多樣的生生態(tài)類型，即即生態(tài)型（Ecotype）植物生態(tài)型分分類根據主導生態(tài)態(tài)因子類型的的不同將植物物分為三個生生態(tài)形氣候生態(tài)型：：長期適應不同同光周期、氣氣溫、降雨等等氣候因子而而形成的各種種生態(tài)型。土壤生態(tài)型：：長期在不同的的土壤水份、、溫度和肥力力等自然和栽栽培條件的作作用下分化而而形成土壤生生態(tài)型。生物生態(tài)型：：在生物因子作作用下形成是是生態(tài)型植物生態(tài)型分分類根據主導生態(tài)態(tài)因子類型的的不同將植物物分為三個生生態(tài)形生物對生態(tài)環(huán)環(huán)境的影響生物不是簡單單地、被動地地接受環(huán)境的的種種影響，，同時也對其其生存環(huán)境產產生多方面的的影響，或者者不同程度地地改善環(huán)境條條件，使環(huán)境境變得更有利利于生物生存存，或對環(huán)境境資源和環(huán)境境治理造成不不良影響涵養(yǎng)水源，保保持水土調節(jié)氣候，增增加雨量防風固沙，保保護農田凈化空氣，防防治污染降低噪音，美美化大地提供燃料，增增加肥源改善水質過濾泥沙減緩水流水體富營養(yǎng)化化改良土壤涵養(yǎng)水份保持水土固定風沙影響景觀效果果影響土壤費力力影響水土保持持影響農田小氣氣候凈化環(huán)境影響景觀森林水生生物草地生物農田生物生物對生態(tài)環(huán)環(huán)境的影響農田生物的生生態(tài)效應1、對土壤肥力力的影響：是土壤有機質和和養(yǎng)分的主要要來源，是土土壤肥力的主主要調節(jié)者。養(yǎng)地的主要要措施是在復復種中安排養(yǎng)養(yǎng)地作物，施施行水旱輪作作或適用有機機肥。春花生生與晚稻連作作，收花生后后土壤中速效效N增加22.2％,速效P增加5.4倍，速效K增加3.8倍。玉米間作作大豆也有類類似效益。2、對水土保持持的影響山區(qū)梯田種植植農作物后有有良好的水土土保持效益。。梯田對山地地地表徑流有有重要蓄納和和緩沖作用。。沿等高線種種植香根草，，形成生物壩壩在熱帶亞熱熱帶國家大力力推廣生物對生態(tài)環(huán)環(huán)境的影響農田生物的生生態(tài)效應3、對農田小氣氣候的影響保持合理密度度，可顯著改改善農田小氣氣候。水稻和和旱作物壟作作，有利于改改善作物群體體內特別是根根際小氣候4、對環(huán)境的凈凈化作物農田土壤微生生物凈化能力力強，目前對對農田環(huán)境的的主要污染是是城鎮(zhèn)污水和和農藥化肥。。1hm2干燥土壤中微微生物的分解解凈化能力，，相當于1個400m3的活性炭凈化化站曝氣池的的處理水平。。農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的種群（自自學）一、種群結構構1、種群的大小小和密度；2、種群的年齡齡結構與性比比3、種群的出生生率和死亡率率；4、種群的內稟稟增長率與環(huán)環(huán)境容納5、種群的空空間分布和和阿利氏原原則二、種群的的動態(tài)1、生命表和和生命曲線線；2、種群的增增長型三、種群間間的相互作作用1、負競爭關關系；2、正相互作作用3、次生代謝謝產物在種種間關系中中的作用（（化感作用用等）農業(yè)生態(tài)系系統(tǒng)的種群群（自學））四、種群的的生化史對對策R對策，K對策五、種群的的調節(jié)1、密度調節(jié)節(jié)；2、非密度調調節(jié)3、農業(yè)有害害生物種群群的綜合防防治病害四面體體(diseasepyramid)植物病原物環(huán)境人自然生態(tài)系系統(tǒng)農業(yè)生態(tài)系系統(tǒng)病害三角(diseasetriangle)“人為病蟲草草害”－農農田生態(tài)系系統(tǒng)特點生物進化和和遺傳育種種——進化論、生生態(tài)平衡、、歷史現代化栽培培管理——集約化、化化學化、機機械化、商商品化商貿、旅游游、科技活活動——傳帶寄主和和/或病原物人類認識自自然的程度度作物病原物病害害蟲作物-有害生物系系統(tǒng)草鼠有害生物管管理系統(tǒng)生防化防物理檢疫作物管理系系統(tǒng)品種土壤灌溉施肥栽培資金心理農業(yè)生態(tài)系系統(tǒng)地理氣象輪作布局引種菌源市場作物-有害生物系系統(tǒng)層次蟲害植物物病病蟲蟲草草害害流流行行因因素素分分析析感病病寄寄主主植植物物品種種抗抗病病性性大面面積積集集中中栽栽培培具有有致致病病性性的的病病原原物物毒性性小小種種數量量巨巨大大有利利發(fā)發(fā)病病的的環(huán)環(huán)境境條條件件溫度度濕度度（（結結露露））這些些因因素素相相互互配配合合（（時時間間、、空空間間））決決定定了了病病害害流流行行強強度度和和廣廣度度。。植物物病病蟲蟲草草害害防防治治的的目的的目的的：保保證證農農作作物物高產產、、穩(wěn)穩(wěn)產產和和優(yōu)優(yōu)質質用最小小的的投投資資，獲獲得得最大大的的經經濟濟效效益益，把把病病害害造造成成的的損損失失控控制制在在經經濟濟允允許許的的水水平平以以下下經濟濟損損害害水水平平（economicinjurylevel）:造成成經經濟濟損損失失的的最低低發(fā)病病數數量量經濟濟閾閾值值（economicthreshold）：：應應采取取防防治治措施施時時的的發(fā)發(fā)病病數數量量，，此此時時防防治治可防防止止發(fā)發(fā)病病數數量量超超過過經濟濟損損害害水水平平，，防防治治費費用用不高高于于因病病害害減減輕輕所所獲獲得得的的收收益益。。植物物病病蟲蟲草草害害防防治治的的方針針我國國：預防防為為主主，，綜綜合合防防治治；病病害害管管理理（（diseasemanagement）；；綜綜合合防防治治的的含義義國際際：有害害生生物物綜綜合合治治理理IPM(integratedpestmanagement)IDM(integrateddiseasemanagement)EBPM（ecologicallybasedpestmanagement）植物物病病蟲蟲害害防防治治原原則則病蟲蟲害害防防治治原原則則：：預防防為為主主，，綜綜合合防防治治；；利用用農農業(yè)業(yè)栽栽培培、、采采取取選選育育抗抗病病品品種種、、物物理理防防治治、、化化學學防防治治、、生生物物防防治治等等多多種種措措施施、、手手段段、、方方法法,進行行行行之之有有效效的的預預防防及及防防治治,把病害控控制在經經濟危害害水平以以下，獲獲得綜合合效益（（經濟、、社會，，生態(tài)和和環(huán)境保保護），，保持生生態(tài)的良良性循環(huán)環(huán)對象和方方法：植物：選用抗病病蟲品種種、間作作、輪作作、多種種品種混混播病菌（蟲蟲體）：：物理防治治、化學學防治、、生物防防治控制制病菌(蟲)環(huán)境條件件：控制溫度度、濕度度、土壤壤、光照照等條件件創(chuàng)造不不利于病病蟲生長長的環(huán)境境條件，，Controlistheultimateifnottheprimaryobjectiveoftheplantpathologist.(OtisC.Maloy1993)一個合格格的植物病理理學工作作者，不是建建議噴藥而是是建議不不噴藥或或少噴藥藥。（方中中達，1998）雜草管理理技術——育秧做秧床，，備土。。將土過過篩（<5mm），堆置置，覆蓋蓋殺草籽籽或和使使雜草早早出苗。。再清除除。播種、覆覆土。所所覆土要要細而勻勻，可用用深于耕耕層的土土，以減減少雜草草發(fā)生。。雜草嚴重重時采用用人工拔拔除。水稻的草草害管理理雜草管理理技術——種子處理理種子處理理前過篩篩或選種種機，去去除種子子中帶有有的雜草草種子雜草管理理技術——插秧前處處理插秧前采采用促雜雜草萌發(fā)發(fā)方法處處理一個個月，之之后春旋旋稻田，，去除已已萌發(fā)的的雜草雜草管理理技術——稻田水處處理在渠道水水入田口口，用紗紗布或密密網做成成過濾裝裝置（孔孔徑為0.1mm(150目)的網袋）），防治治外來種種子進入入稻田內內。雜草管理理技術——施肥要求求施用的有有機肥要要經過高高溫漚制制，以殺殺滅農肥肥中的病病原菌、、寄生蟲蟲卵、雜雜草種子子等有害害物質。。雜草管理理技術——水稻生長長季雜草草管理稻田養(yǎng)鴨鴨麻鴨數量量：10只/畝放鴨入田田時間。。機插后15天，此時時鴨齡為為20天左右。。鴨子入入大田前前1-2天進行鴨鴨瘟、禽禽流感疫疫苗接種種。鴨舍建立立。建簡易鴨鴨舍，30畝建1鴨舍，地地面高與與田埂平平。舍長長10m，寬1.5m，可容納納300只鴨子。。四角用用立柱，，上架2根橫梁，，高度1.2米左右，，上蓋石石棉瓦或或塑料布布，四周周圍網，，地上鋪鋪干燥谷谷殼、碎碎草。準準備一些些食盤。。鴨舍建于于稻田埂埂上，初始時時可讓小小鴨在舍舍周圍稻稻田適應應幾天時時間。稻田要圍圍欄?？捎媚猃堼埦W，網網眼小于于等于2厘米×2厘米，網網高70厘米，3-4米立一根根樁，將將網固定定在樁上上。除草效果果：75-90%，并兼有有防治病病蟲害作作用。雜草管理理技術——水稻生長長季雜草草管理稻糠除草草方法：秧田中秧秧苗返青青后，每每畝地均均勻撒施施70kg,保持3～5cm水層7天以上。。除草效果果：65-80%。注意事項項：可能會增增加水藻藻的發(fā)生生雜草管理理技術——水稻生長長季雜草草管理稻田養(yǎng)魚魚稻田田埂埂：要加高到到50厘米、加加固，并并要夯實實，做到到不裂，，不漏，，大雨沖沖不垮，，魚不外外逃。搭棚遮蔭蔭，避暑降降溫。七七、八月月份，氣氣候炎熱熱，稻田田水淺，，晝夜水水溫變化化幅度較較大，因因此在稻稻田養(yǎng)魚魚的魚溜溜上要用用樹枝或或草席搭搭一個涼涼棚，起起遮蔭降降溫的作作用。每畝放草草魚苗500尾國家稻田田養(yǎng)魚技技術規(guī)范范除草效果果：75-85%，并兼有有防治病病蟲害作作用。雜草管理理技術——人工除草草在種植期期間，如如果草害害達到影影響稻田田生長的的狀態(tài)，，要進行行人工除除草。雜草管理理技術——系統(tǒng)防治治雜草在田邊、、地中雜雜草種子子成熟前前用割草草機割除除雜草，，防止雜雜草種子子形成和和擴散。。病蟲害害管理理技術術——耕作措措施防防治病病蟲害害方法法插秧前前提前前5－7天灌水水，并并打撈撈漂浮浮的稻稻草和和紋枯枯病病病菌核核，減減少越越冬病病菌量量。每畝放放20～30塊粘蟲蟲板，，防治治稻飛飛虱；；頻振式式殺蟲蟲燈（（或黑黑光燈燈）：：10－15畝一個個，誘誘殺稻稻水象象甲、、二化化螟、、稻縱縱卷葉葉螟、、稻飛飛虱清除田田間、、溝渠渠雜草草，減減少蟲蟲害棲棲息場場所。。與大豆豆、花花生等等豆科科作物物輪作作，或或在田田埂上上間作作農業(yè)生生態(tài)系系統(tǒng)中中的生生物多多樣性性一、生生物多多樣性性的概概念二、生生物多多樣性性的價價值三、農農業(yè)生生態(tài)系系統(tǒng)中中的生生物多多樣性性四、生生物多多樣性性的研研究方方法一、生生物多多樣性性的概概念生物多多樣性性是生物及及其與與環(huán)境境形成成的生生態(tài)復復合體體以及與與此相相關的的各種種生態(tài)態(tài)過程程的總總和生態(tài)系系統(tǒng)多多樣性性：物種多多樣性性：遺傳多多樣性性：生態(tài)系系統(tǒng)多多樣性性生態(tài)系系統(tǒng)多多樣性性：是是指生生物及及某一一生態(tài)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)內生境、、生物物群落落和生生態(tài)過過程的的多樣樣化，也稱稱生態(tài)態(tài)多樣樣性。。包含含：（1）生態(tài)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)組成（生物物群落落和無無機環(huán)環(huán)境））的多多樣性性（2）生態(tài)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)類型的多樣樣性；；（3）生態(tài)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)結構和和功能能的多樣樣性。。（4）景觀多多樣性性：由不同同類型型的景景觀要要素或或生態(tài)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)構成成的景景觀在在空間間結構構、功功能機機制和和時間間動態(tài)態(tài)方面面的多多樣性性或變變異性性（））物種的的多樣樣性物種水水平的的生物物多樣樣性，，是從從分類學學、系系統(tǒng)學學和生生物地地理學學角度研研究一一定區(qū)區(qū)域內內物種種的狀狀況。。研究內內容：：物種多多樣性性的現現狀（（威脅脅現狀狀）物種多多樣性性的形形成、、演化化及維維持機機制等等地球上上物種種估計計500萬－3000萬種；；也有有說為為200萬－1億間已經定定名或或描述述的物物種也也不清清楚：：140萬或170萬遺傳的的多樣樣性定義：：是指種種內基因的的變化化，包括括種內內顯著著不同同的種種群間間和同同一種種群間間的遺產變變異，，也成成為基基因的的多樣樣性。意義：：種內的的多樣樣性影影響一一個物物種與與其他他物種種及其其環(huán)境境相互互作用用方式式，同同時也也是一一個物物種對對人為為干擾擾進行行成功功反應應的決決定因因素，，種內遺遺傳變變異決決定其其進化化的潛潛勢。。內容：：染色體體多態(tài)態(tài)性、、蛋白白多態(tài)態(tài)性和和DNA多態(tài)性性生物多多樣性性的價價值1.為人類類提供供了基基本食食物，，是人人類食食物的的根本本和不不可替替代的的來源源（現現實和和潛在在）。。8萬陸生生植物物，150種食品品，20種提供供90％食物物來源源，70％來自自小麥麥、水水稻、、玉米米。作作物與與家畜畜品種改改良，，需要要抗生生強的的野生生種或或野生生近源源種雜雜交。2.人類藥藥物和和衣著著的主主要來來源。。需要要不斷斷在生生物中中篩選選藥物物的有有效成成份.在25萬種顯顯花植植物中中，僅僅對5000種潛在在藥物物學屬屬性的的做過過研究究。3.物多樣樣性是是維護護自然然生態(tài)態(tài)平衡衡的基基礎。。4.生物多多樣性性是遺遺傳育育種的的基因因源泉泉。生物多多樣性性研究究熱點點