農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)概論

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)概論第一頁，共十九頁，2022年，8月28日第三章

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)

第一節(jié)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實質(zhì)與特點

太陽能綠色植物光合作用有

機物(能)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實質(zhì)第二頁，共十九頁，2022年，8月28日一、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實質(zhì)

農(nóng)業(yè)是人類生活資料的主要來源，其中最基本的是食物。通過食物可以獲得構(gòu)建人類身體的各種化學(xué)元素，也可以獲得人體進行生命活動的能量，各種化學(xué)元素是以碳為基礎(chǔ)結(jié)合于一體，而能量歸根結(jié)底則是植物吸收并轉(zhuǎn)化太陽能而來。

（一）太陽——生物能的給源

在地球截取的太陽能中一部分被地表反射掉，剩余的才用于大氣層的運動及其反應(yīng)，維持地表溫度、海發(fā)蒸發(fā)和綠色植物的光合作用，可見被植物利用的太陽能占其總輻射量的比例相當(dāng)小。而包括人類在內(nèi)的所有消費者就是直接或間接地利用這極少的一部分能量來維持生命活動。第三頁，共十九頁，2022年，8月28日（二）植物的光合作用

地球上全部的動植物生命活動能量，毫無例外地來自光合作用的逆轉(zhuǎn)。顯然，生命是由綠色植物所的有限量的太陽能來維持的，而且能量中愈來愈大的部分正在流向一個活躍而巨增的物種——人類。人類栽培植物，目的也是為了直接或間接地得到這些物質(zhì)，從而來滿足人類衣、食、住、行之所需。

綜上所述，從本質(zhì)上看農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是人類通過社會勞動，利用綠色植物的光合作用，轉(zhuǎn)化太陽能成為農(nóng)產(chǎn)品潛在能，以滿足人類生命活動所需能量的過程，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成為社會再生產(chǎn)與生物再生產(chǎn)的綜合體，這一點是農(nóng)業(yè)與工業(yè)之間迥然不同的質(zhì)的差別，在組織農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時應(yīng)予足夠重視。

第四頁，共十九頁，2022年，8月28日

然而，作物實際利用太陽輻射能的能力卻非常低。目前，全球植物（包括水、陸植物）的光能利用率平均僅是0.1%，我國農(nóng)田全年平均光能利用也只達0.3%—0.4%，世界農(nóng)田約0.2%，現(xiàn)在全世界還沒有一個國家的平均值超過1%，即就是最優(yōu)的栽培管理條件，對一年生作物來說，全生育期光能是利用率最高的也只在2%左右?？梢?，農(nóng)田還存在很大的增產(chǎn)潛力。

第五頁，共十九頁，2022年，8月28日（三）光能利用率及其提高途徑

目前，農(nóng)田實際光能利用率為什么這么低？

其原因：一是光合利用面積少。由于密度小，或由于水肥不足，植株長不起來，造成葉面積小，因而作物截取的光量小，大量的光能漏于地面；另外，即使在適宜水肥密度條件下，作物也有一個由小到大的生長發(fā)育過程，前期葉面積非常小，大部分陽光漏射到地面上損失掉，就是有些豐產(chǎn)群體在前期漏光也可達40—90%。二是光合作物時間短。三是光合作用器官（主要是葉片）利用光能的效率低。

怎樣提高光能利用率？人們正從遺傳工程、光合作用機制等多方面探索提高作物光合作用效率的問題，但從當(dāng)前來說還有很大的途徑。第六頁，共十九頁，2022年，8月28日

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點地域性季節(jié)性生物性連續(xù)性綜合性第七頁，共十九頁，2022年，8月28日二、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點

（一）地域性

這是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的首要特點。地域性產(chǎn)生的原因是由于地理緯度、距海洋遠近及地形地貌的差異引起。由于地理緯度差異，導(dǎo)致光照、熱量分布不均勻。

地形地貌包含了海拔高度，地勢起伏，地面坡度等情況，它們使有規(guī)則分布的光、熱、水等資源等發(fā)生了變化，導(dǎo)致小區(qū)域內(nèi)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也有差別。

這就決定在從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時，一定要重視不同地區(qū)間農(nóng)業(yè)自然資源分布差異的客觀現(xiàn)實性，實事求是地按照“因地制宜”的原則進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

第八頁，共十九頁，2022年，8月28日（二）季節(jié)性

由于地球自轉(zhuǎn)及繞太陽公轉(zhuǎn)的規(guī)律變動，使以太陽輻射為主體的農(nóng)業(yè)自然資源條件——熱量、光照在溫帶呈現(xiàn)明顯的冷暖、長短的周期性變化，造成春暖、夏熱、秋涼、冬寒四個季節(jié)。因此，在不同的季節(jié)，各地都有其適宜生長的作物必須及時完成的耕作栽培措施。因此，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須具有強調(diào)的時間觀念，注意季節(jié)，不違農(nóng)時，做到“因時制宜”。

（三）生物性

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的對象是生物，生物是有生命的東西。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程也就是培養(yǎng)綠色植物的過程，它們從發(fā)芽、生長、開花、結(jié)實，完成其生命周期，有其自身的科學(xué)規(guī)律性。這種規(guī)律是不能被人隨便改變的。第九頁，共十九頁，2022年，8月28日(四）連續(xù)性

人類對農(nóng)產(chǎn)品的需要是連續(xù)不斷的，農(nóng)產(chǎn)品不僅是人類的食物，也為其它生物（包括微生物）提供食物；就其農(nóng)產(chǎn)品（如谷物或塊根）本身來說，也是一個生命體，在一般條件下，不宜長期保存；同時作物對環(huán)境資源的轉(zhuǎn)化效率較低，生產(chǎn)的物質(zhì)有限。所以講，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可能一勞永逸。第十頁，共十九頁，2022年，8月28日

（五）綜合性

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是綜合性的生產(chǎn)，包括農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)。僅“農(nóng)”而言，也包括糧、棉、油、麻、絲、糖、煙、菜、果、藥、雜等。為什么農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要綜合發(fā)展？一方面人們對產(chǎn)品的需要是多種多樣的，只有全面發(fā)展，才能滿足人們各方面的需要；其次農(nóng)業(yè)內(nèi)部各個生產(chǎn)部門之間是相互聯(lián)系相互制約的。

第十一頁，共十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

自然環(huán)境人工環(huán)境生產(chǎn)者消費者還原者人農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)第十二頁，共十九頁，2022年，8月28日

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，一般來說就是農(nóng)、林、牧、副、漁之間和農(nóng)、林、牧、副、漁與自然環(huán)境之間進行物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)化過程。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是人們利用農(nóng)業(yè)生物與非生物環(huán)境之間，以及生物種群之間的相互作用建立的，并按人類社會需求進行物質(zhì)生產(chǎn)的有機整體。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)介于自然生態(tài)系統(tǒng)與人工生態(tài)系統(tǒng)之間，是一種被馴化了的自然生態(tài)系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不僅受自然條件的制約，還受人為過程的影響。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不僅受自然生態(tài)規(guī)律的支配，還受社會經(jīng)濟規(guī)律的調(diào)節(jié)。

第十三頁，共十九頁，2022年，8月28日一、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本組分

該系統(tǒng)的生物組分和自然生態(tài)系統(tǒng)一樣，包括生產(chǎn)者、消費者和還原者。生產(chǎn)者主要以綠色植物為主；消費者根據(jù)消費對象又可分為草食動物，又稱一級消費者，食肉動物又稱二級消費者；還原者主要是指微生物和真菌，也包括某些原生動物及腐殖性生物。另外，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中最重要的消費者及干預(yù)者是人類。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境組分包括自然環(huán)境和人工環(huán)境組分。自然環(huán)境組分包括太陽輻射、溫度、水分、空氣等氣候因子，以及各種無機元素、有機化合物和土壤的物理化學(xué)特性等。人工環(huán)境組分是自然生態(tài)系統(tǒng)中沒有的，通常以間接的方式對農(nóng)業(yè)生物發(fā)生影響，如溫室、水庫、防護林帶等。

第十四頁，共十九頁，2022年，8月28日二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的各種成份，并不是雜亂的偶然堆積，而是在一定的空間內(nèi)處于有序狀態(tài)。這種有序狀態(tài)在一定的時間內(nèi)是相對穩(wěn)定的，我們把這種空間和時間上的相對有序穩(wěn)定狀態(tài)，叫做生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

一般最佳的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有這樣一些特點，系統(tǒng)中生物群體與環(huán)境資源組合之間相互適應(yīng)，具有較高的轉(zhuǎn)化環(huán)境資源的能力和較高的系統(tǒng)生產(chǎn)力；系統(tǒng)中多種生物群體之間科學(xué)銜接，密切配合，形成一個多層次結(jié)構(gòu)，使能量和物質(zhì)在轉(zhuǎn)化循環(huán)中得到層層利用，即每種生物的棄物都有他種生物來利用，使整個系統(tǒng)成為一個無廢棄物的系統(tǒng)；合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有助于能量流動和物質(zhì)循環(huán)的進行，即物質(zhì)循環(huán)的速度快，周轉(zhuǎn)期短，非生產(chǎn)消耗少，參加循環(huán)的多，能量轉(zhuǎn)化中的熵值增加緩慢，使整個系統(tǒng)表現(xiàn)出最大的功能效率。

第十五頁，共十九頁，2022年，8月28日三、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能

能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)最基本的功能。維持生態(tài)系統(tǒng)生命活動的全部能量均來自于太陽輻射能。這種能量是遵循熱力學(xué)定律流動的。熱力學(xué)第一定律指出，能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，在轉(zhuǎn)換過程中能量不會消失，也不會增加，即能量守恒。熱力學(xué)第二定律指出，能量的傳遞總是高位向低能位、由集中到分散進行，在傳遞過程中又總會有一部分成為無用能而散失。

與能流的單向流動相反，生態(tài)系統(tǒng)的物流是循環(huán)的。物質(zhì)循環(huán)按其本質(zhì)講是生物地球化學(xué)循環(huán)。按物質(zhì)循環(huán)的屬性可分為循環(huán)、氣態(tài)循環(huán)和沉積循環(huán)。氣態(tài)循環(huán)主要包括氧氣、CO2等；沉積循環(huán)主要以磷、硫、碘、鈣、鉀、鎂、鈉、鐵等為代表。水循環(huán)實際上是通過降雨、水面蒸發(fā)與植物蒸騰過程進行的。

第十六頁，共十九頁，2022年，8月28日農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別

自然生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別生物構(gòu)成自然生物馴化農(nóng)業(yè)生物凈生產(chǎn)力低高開放度閉合系統(tǒng)開放系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)機制自然調(diào)控自然與人工調(diào)控第十七頁，共十九頁，2022年，8月28日四、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別于自然生態(tài)系統(tǒng)的若干方面

系統(tǒng)的生物構(gòu)成不同。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)最重要的生物是經(jīng)過人工馴化培育的農(nóng)業(yè)的生物，而且人類本身構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)中的重要消費成員。

系統(tǒng)凈生產(chǎn)力不同。在人類的調(diào)控下，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)以短期作物和短齡畜禽為主，春總生物量常比不上多年生植被為主的自然生態(tài)系統(tǒng)，但其凈生產(chǎn)力則常高于自然生態(tài)系統(tǒng)。第十八頁，共十九頁，2022年，8月28日

系統(tǒng)的開放程度不同。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)通常大量輸出農(nóng)副產(chǎn)品，并通過大量輸入，補充能量和物質(zhì)，