農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)課件

生物群落

生物群落是生態(tài)系統(tǒng)中比生物個(gè)體和生物種群更高一級(jí)的組織水平層次。生物群落是一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，是個(gè)體和種群成份通過(guò)代謝轉(zhuǎn)化而成為功能單位，具有它自身的獨(dú)立結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)變化、內(nèi)部關(guān)系及其分類分布規(guī)律，并影響到生態(tài)系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)化、物質(zhì)循環(huán)的方向、速度和效率的高低，最終影響到生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力及其穩(wěn)定性。群落的概念群落的基本特征群落的種類組成群落的數(shù)量特征生物多樣性群落的結(jié)構(gòu)群落演替一、群落的概念生物群落(bioticcommunity)是指生存于特定區(qū)域或生境內(nèi)的各種生物種群的集合體。即群落是由不同種類的生物組成的生物復(fù)合體。。

常把群落按物種分為植物群落、動(dòng)物群落、微生物群落。群落生態(tài)主要研究群落的結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)變化、內(nèi)部關(guān)系及其分類分布規(guī)律等。主要群落類型1.森林。包括熱帶雨林，亞熱帶常綠闊葉林，溫帶落葉闊葉林，泰加群落（針葉林、山地森林）2.草原。包括熱帶草原溫帶草原凍原。3.荒漠4.其他群落群落生態(tài)熱帶雨林溫帶落葉闊葉林群落生態(tài)群落生態(tài)針葉林代表動(dòng)物群落生態(tài)熱帶雨林溫帶落葉闊葉林群落生態(tài)群落生態(tài)針葉林代表動(dòng)物熱帶草原群落生態(tài)群落生態(tài)溫帶草原群落生態(tài)凍原代表動(dòng)物荒漠群落生態(tài)代表植物農(nóng)田群落山區(qū)群落徑流水群落二、群落的基本特征各種植物、動(dòng)物、微生物群居在一起，在生物和生物之間就發(fā)生了復(fù)雜的相互關(guān)系。這種相互關(guān)系包括生存空間，各種生物對(duì)光能的利用，對(duì)土壤水分和礦質(zhì)養(yǎng)料的利用，代謝產(chǎn)物的彼此影響以及彼此間附生、寄生和共生的關(guān)系等等。另一方面，群居在一起的生物在受環(huán)境影響的同時(shí)，又作為一個(gè)整體影響于一定范圍的環(huán)境。一個(gè)生物群落具有下列基本特征：1．具有一定的種類組成

2．具有一定的外貌

3．具有一定的結(jié)構(gòu)4．具有一定的動(dòng)態(tài)特征5．不同物種之間存在相互影響6．形成一定群落環(huán)境7．具有一定的分布范圍8．具有特定的群落邊界特征9．具有一定物質(zhì)生產(chǎn)力三、群落的種類組成

生物群落的組成指群落是組成群落的生物種類，以及它們?cè)谌郝渲械牡匚慌c作用。種類組成是決定群落性質(zhì)最重要的因素，也是鑒別不同群落種類的基本特征。1．生態(tài)優(yōu)勢(shì)種（dominantspecies）在一個(gè)群落中存在著成百成千的生物體，常常只有比較少數(shù)的幾個(gè)種或類群以它們的數(shù)量多、生產(chǎn)力高、影響大。

對(duì)群落的結(jié)構(gòu)和環(huán)境的形成有明顯控制作用的物種稱為生態(tài)優(yōu)勢(shì)種。

生態(tài)優(yōu)勢(shì)種通?？勺鳛槿郝涞拿罁?jù)。

2.亞優(yōu)勢(shì)種（subdominant）

指?jìng)€(gè)體數(shù)量與作用都次于優(yōu)勢(shì)種，但在決定群落性質(zhì)和控制群落環(huán)境方面仍起著一定作用的物種。3.伴生種（companionspecies）

伴生種為群落的常見種類，它與優(yōu)勢(shì)種相伴存在，但不起主要作用。

4.偶見種或稀見種（rarespecies）

偶見種是那些在群落中出現(xiàn)頻率很低的種類，種群數(shù)量稀少。偶見種可能偶然地由人們帶入或伴隨某種條件的改變而侵入群落中，也可能是衰退中的殘遺種。有些偶見種的出現(xiàn)具有生態(tài)指示意義，有的還可以作為地方性特征種來(lái)對(duì)待。

只了解群落中的物種組成還不夠，還必須研究不同種的數(shù)量關(guān)系，對(duì)種類組成進(jìn)行數(shù)量分析。

四、群落的數(shù)量特征（一）種的個(gè)體數(shù)量指標(biāo)

1．多度(abundance)：是指生物群落中生物個(gè)體數(shù)目的多少。一般用記名計(jì)數(shù)法和目測(cè)估計(jì)法。記名計(jì)數(shù)法是在一定面積的樣地中，直接點(diǎn)數(shù)各種群的個(gè)體數(shù)目，然后算出某種植物與同一生活型的全部植物個(gè)體數(shù)目的比例。在群落中，生物種類多，個(gè)體數(shù)目大而體形小時(shí)，其個(gè)體數(shù)目難以準(zhǔn)確計(jì)量，常用目測(cè)法，即按預(yù)先確定的多度等級(jí)來(lái)估計(jì)單位面積上個(gè)體的多少。

2．密度(density)指單位面積上的植株數(shù)或生物個(gè)體數(shù)目。用公式表示為：

D（密度）＝N（樣地內(nèi)某種植物的個(gè)體數(shù)目）

S（樣地面積）RD（相對(duì)密度）＝N（某種植物的個(gè)體數(shù)目）×100％∑N（全部植物的個(gè)體數(shù)目）基部蓋度投影蓋度3．蓋度(coverage)

一般有兩種表示，即投影蓋度和基部蓋度。

投影蓋度指植物地上部分的垂直投影面積。它標(biāo)志了植物所占有的水平空間面積和一定程度上反映了植物同化面積的大??；基部蓋度指植物基部著生面積，也稱真蓋度。

4．頻度(frequency)

指群落中某種植物出現(xiàn)的樣方的百分率，用公式表示為：

頻度(%)＝某一物種出現(xiàn)的樣方數(shù)目×100％

全部樣方數(shù)目

5．高度(height):是測(cè)量植物體長(zhǎng)的一個(gè)指標(biāo)，可取自然高度或絕對(duì)高度。某種植物高度占最高物種高度的百分比稱為高度比。

6．體積(volume):是植物所占空間大小的量度，它在計(jì)算林木蓄積量時(shí)非常有用。單株喬木的體積，由胸高斷面積乘樹高而求得。即：

M（林地蓄積量）＝∑G（為樹木斷面積總和）×H（林樣均高度）×f（樹干體積與等高同底的圓柱體體積之比）

7．重量(weight):指群落中生物有機(jī)部分重量的量度，是衡量種群或群落生物量或現(xiàn)存量多少的指標(biāo)?？煞譃轷r重和干重來(lái)表示。

（二）種的綜合數(shù)量指標(biāo)

1．優(yōu)勢(shì)度(dominance)

是用來(lái)確定優(yōu)勢(shì)種的定量指標(biāo)。表示某種生物在群落中作用和地位大小的生態(tài)重要性。

前蘇聯(lián)學(xué)者B.H.Cykaqeb（1938）提出，多度、體積或所占據(jù)的空間、利用和影響環(huán)境的特性、物候動(dòng)態(tài)均應(yīng)作為某個(gè)種優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)。另一些學(xué)者認(rèn)為蓋度和密度為優(yōu)勢(shì)度的度量指標(biāo)。也有的認(rèn)為優(yōu)勢(shì)度即“蓋度和多度的總和”或“重量、蓋度和多度的乘積。2．重要值(importancevalue)

也是用來(lái)表示某個(gè)種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo)，因?yàn)樗?jiǎn)單、明確，所以在近些年來(lái)得到普遍采用。美國(guó)的J.T.Curtis和P.P.Mclntosh(1951)在森林群落研究中，根據(jù)密度、頻度和基部蓋度來(lái)確定森林群落中每一樹種的相對(duì)重要性，即重要值，用公式表示：

重要值＝[相對(duì)密度（D％）＋相對(duì)頻度（F％）＋相對(duì)基部蓋度（D％）]/300

重要值越大的種在群落結(jié)構(gòu)中越重要

3.綜合優(yōu)勢(shì)比（summeddominanceratio）

綜合優(yōu)勢(shì)比縮寫為SDR。它由日本學(xué)者召田真等（1957）提出的一種綜合數(shù)量指標(biāo)。包括兩因素、三因素、四因素和五因素等四類。常用的為兩因素的綜合優(yōu)勢(shì)比（SDR2），即在密度比、蓋度比、頻度比、高度比和重量比這五項(xiàng)指標(biāo)中任取兩項(xiàng)求其平均值再乘以100%。

如SDR2=（密度比+蓋度比）/2×100%五、生物多樣性（biodiversity

or

biologicaldiversity）

1.定義

生物多樣性是指生物中的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性，它包括植物、動(dòng)物和微生物的所有種及其組成的群落和生態(tài)系統(tǒng)。生物多樣性一般有三個(gè)水平：遺傳多樣性，指地球上生物個(gè)體中所包含的遺傳信息的總和；物種多樣性，指地球上生物有機(jī)體的多樣化；生態(tài)系統(tǒng)多樣性，涉及的是生物圈中生物群落、生境與生態(tài)過(guò)程的多樣化。(1)香農(nóng)—威納指數(shù)(Shannon-winerindex)

H＝－∑（ni/N）XLog（ni/N）或H＝－∑PiXLogPi

式中：H為采集的信息含量（比特/個(gè)體），即物種的多樣性指數(shù)；ni為屬于第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)；N為物種數(shù)；Pi為屬于第i物種在全部采樣中的比例。

(2)辛普森指數(shù)(Simpsonindex)

其表達(dá)式為：D＝1－∑（Pi）2

式中：D為辛普森多樣性指數(shù)；Pi為群落中物種i個(gè)體所占的比例。

辛普森對(duì)稀有種起作用較少而對(duì)普通種則作用較大，其閾值由低多樣化（O）到高多樣化（1－1/s），這里S是種類數(shù)目。

2．測(cè)定

多樣性測(cè)定的公式很多，我們這里僅選取兩種有代表性的作以說(shuō)明。

3．多樣性梯度（1）多樣性隨緯度的的升高而減少（2）多樣性隨海拔的升高而減少（3）在海洋或淡水水體物種多樣性

有隨深度增加而降低的趨勢(shì)

物種多樣性在物理因子受控制的群落中趨向降低，而在生物學(xué)因子受控的群落中則趨向升高。在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境中，高的物種多樣性會(huì)使群落穩(wěn)定性增強(qiáng)。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力中或?qū)r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理時(shí)，應(yīng)掌握好多樣性與穩(wěn)定性的關(guān)系。

六、群落的結(jié)構(gòu)

組成群落的生物種群在群落中所處的位置和存在的狀態(tài)稱為群落結(jié)構(gòu)。是群落的可見標(biāo)志之一，包括垂直結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)和時(shí)間結(jié)構(gòu)。農(nóng)業(yè)生物群落合理的空間與時(shí)間結(jié)構(gòu)是高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

1．群落的垂直結(jié)構(gòu)群落中生物按高度或深度的垂直配置，即形成了群落的成層現(xiàn)象，保證了群落中各物種在單位空間中更充分利用環(huán)境資源。

成層現(xiàn)象，從陸生植物群落來(lái)說(shuō)，包括地上部分和地下部分。決定地上部分分層的環(huán)境因素，主要是光照、溫度和濕度條件；而決定地下分層的主要因素，是土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，特別是水分和養(yǎng)分。成層現(xiàn)象是植物群落與環(huán)境條件間相互關(guān)系的一種特殊形式。

盡管動(dòng)物的活動(dòng)性較大，其分層現(xiàn)象也很普遍。動(dòng)物之所以分層，主要是由于群落的不同層次提供不同的食物，其次也與不同層次的微氣候條件有關(guān)。

群落垂直方向?qū)拥姆只饕Q與植物的生活型。生活型決定了該種處于地面以上不同的高度和地面以下不同的深度。

農(nóng)田生物群落，也因作物的種類、栽培條件的差異，形成不同的層次結(jié)構(gòu)。農(nóng)業(yè)生物的垂直結(jié)構(gòu)有多種形式。合理的垂直結(jié)構(gòu)能更充分的利用資源，對(duì)不良環(huán)境有較強(qiáng)的抵抗性。間種套作是組建陸地農(nóng)業(yè)生物垂直結(jié)構(gòu)的主要形式。在配置農(nóng)業(yè)生物垂直結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意到同一生境中各種生物個(gè)體間可能存在的各種相互關(guān)系和由此產(chǎn)生的各種群落總效應(yīng)。

2．群落的水平結(jié)構(gòu)群落內(nèi)由于環(huán)境因素在不同地點(diǎn)上的不均勻性和生物本身特性的差異，而在水平方向上分化形成不同的生物小型組合，稱為群落的水平結(jié)構(gòu)。

群落中的生物的分布通常是不均勻的。規(guī)則性在自然群落中是罕見的，物種的組成和個(gè)體數(shù)量的多少往往出現(xiàn)明顯的片狀分布或斑塊狀鑲嵌。

造成群落不同水平分布型的原因，主要是群落所處地段的環(huán)境因子分布的不均勻、物種的生殖特點(diǎn)、種間相互關(guān)系作用及種的分工合作程度等。群落中的每一物種都有自己的種群分布形式，這些分布形式又以錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系與環(huán)境和其它物種的分布形式相關(guān)聯(lián)，從而形成了群落的水平分布格局。

（1）在不同的生境中因地制宜選擇合適的物種，宜農(nóng)則農(nóng)，宜林則林，宜牧則牧。（2）在同一生境中配置最佳的種植密度和飼養(yǎng)量，并通過(guò)飼養(yǎng)、栽培手段控制密度的發(fā)展。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)、林、牧、漁以及各業(yè)內(nèi)部的面積比例及其格局是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)?？刂妻r(nóng)業(yè)生物群落的水平結(jié)構(gòu)有兩種基本方式：3．群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)

環(huán)境因素都有周期性的變化，因而，生物群落結(jié)構(gòu)亦顯示出相應(yīng)的時(shí)間序列。由自然環(huán)境因素的時(shí)間節(jié)律所引起群落各物種在時(shí)間結(jié)構(gòu)上相應(yīng)的周期變化稱為群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)。周期性是群落適應(yīng)環(huán)境的一種必然的表現(xiàn)形式。隨著環(huán)境條件日、月、年周期的變化，群落結(jié)構(gòu)顯示出相應(yīng)的時(shí)間序列及不同的外貌表現(xiàn)，故也常常地把群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)稱為時(shí)相或季相。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過(guò)人為的栽培、飼養(yǎng)技術(shù)，調(diào)節(jié)作物畜禽的組合匹配使其機(jī)能節(jié)律與環(huán)境因素的變化節(jié)律最大限度地吻合和協(xié)調(diào)，是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者與管理者所必需的，調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)生物群落時(shí)間結(jié)構(gòu)的主要方式是復(fù)種、套種、輪作和輪養(yǎng)、套養(yǎng)。七、群落的演替

（一）群落演替的概念

生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物群落隨著時(shí)間的推移，一些物種消失，另一些物種侵入，出現(xiàn)了生物群落及其環(huán)境向著一定方向，有順序的發(fā)展變化過(guò)程，稱為生物群落演替(communitysuccession)。

群落不是一個(gè)靜止不變的實(shí)體，而是一個(gè)有著能流、物流和結(jié)構(gòu)變化的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。它通過(guò)生物與環(huán)境的相互作用，進(jìn)行著能量與物質(zhì)的不斷代謝，使其本身的面貌不斷變化，并遵循一定的規(guī)律。群落演替圖裸底階段浮葉根生植物階段挺水植物和沼澤植物階段沉水植物階段群落生態(tài)群落生態(tài)裸底階段沉水植物階段浮葉根生植物階段挺水植物和沼澤植物階段群落演替示例（二）群落演替的主要原因

群落演替是群落內(nèi)部關(guān)系與外界環(huán)境中各種生態(tài)因子綜合作用的結(jié)果。生物群落演替的主要原因可歸納為外因演替和內(nèi)因演替二種類型：

由于外部環(huán)境的改變所引起的生物群落演替，叫外因演替。又可細(xì)分為：（1）氣候性外因演替。（2）土壤性外因演替。（3）生物性外因演替。（4）人為演替。1．外因演替2．內(nèi)因演替

在生物群落里，群落成員改變著群落內(nèi)部環(huán)境，改變了的內(nèi)部環(huán)境反過(guò)來(lái)又改變著群落成員。這種循環(huán)往復(fù)的進(jìn)程所引起的生物群落演替，稱為內(nèi)因演替。同時(shí)，在一個(gè)生物群落內(nèi)，由于各群落成員之間的矛盾，即使群落的外部、內(nèi)部環(huán)境沒有顯著的改變，群落仍進(jìn)行著演替，也稱為內(nèi)因演替。

內(nèi)因演替與外因演替是兩個(gè)相對(duì)的過(guò)程，一般情況下，二者同時(shí)存在，自然界有許多成熟的群落由于周期干旱、水災(zāi)等而重現(xiàn)周期性演替現(xiàn)象。每一類型的演替，除了受本類型的主導(dǎo)條件影響外，還在一定程度上受著其他類型的演替條件的影響。

（三）原生演替

原生演替指的是從未有過(guò)任何生物的裸地上開始的演替。在裸露的巖石表面開始的原生演替稱旱生演替；從湖底或河底開始的原生演替稱水生演替。

典型的旱生演替系列是：（1）地衣群落階段。（2）苔蘚群落階段。（3）草本群落階段。（4）木本群落階段。

1．旱生演替系列典型的水生演替序列是：（1）自由漂浮植物階段。（2）沉水植物階段。（3）浮葉根生植物階段。（4）直立水生植物階段。（5）濕生草本植物階段。（6）木本植物階段。

2．水生演替系列

次生演替是指在原有生物群落破壞后的地段上進(jìn)行的演替。次生演替的最初發(fā)生是外界因素的作用所引起的。外界因素除自然災(zāi)害以外，最主要和最大規(guī)模的是人為的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。對(duì)于次生演替的研究，具有很大的實(shí)際意義，在我們利用和改造生物群落的工作中，所涉及到的絕大部分都是次生演替問(wèn)題。

（四）次生演替（五）頂極群落

演替中群落結(jié)構(gòu)變化開始較快，隨著演替的進(jìn)行，變化速度慢而趨于穩(wěn)定。群落演替系列最后達(dá)到穩(wěn)定階段，稱為頂極(climax)，演替最終形成的穩(wěn)定群落，叫做頂極群落(climaxcommunity)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)群落或一個(gè)演替系列，演替到同環(huán)境處于平衡狀態(tài)的時(shí)候，演替就不再進(jìn)行。在這個(gè)平衡點(diǎn)上，群落最穩(wěn)定，只要不受外界干擾，它將永遠(yuǎn)保持原狀。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（agroecosystem）是人類為滿足社會(huì)需求，在一定邊界內(nèi)通過(guò)干預(yù)，利用生物與生物、生物與環(huán)境之間的能量和物質(zhì)聯(lián)系建立起來(lái)的功能整體。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一種被馴化了的生態(tài)系統(tǒng)，而生態(tài)系統(tǒng)又是生物與非生物組分構(gòu)成的一類特殊的系統(tǒng)。在這一章，先介紹系統(tǒng)（system）的概念，然后引出生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的概念。一、系統(tǒng)1.系統(tǒng)的概念系統(tǒng)（system）由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的、具有特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)論：奧地利，L.V.Bertalanffy，20世紀(jì)30年代信息論；Informationtheory,美國(guó)，C.V.Shanon控制論：Cybernetics,美國(guó)，NibertWiener，1948（1）有兩個(gè)以上的組分有機(jī)結(jié)合而成（2）各組分之間有一定聯(lián)系系統(tǒng)具有邊界（3）各組分以整體形式完成特定功能2.系統(tǒng)組成的基本條件（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有序性。即各組分是有機(jī)結(jié)合而成。系統(tǒng)具有邊界、系統(tǒng)的層次（2）系統(tǒng)的整體性。（3）系統(tǒng)功能的整合性。系統(tǒng)具有其組分或子系統(tǒng)所沒有的功能3.系統(tǒng)的基本特征4.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)的功能

凡系統(tǒng)必有結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)決定功能，要改變系統(tǒng)的功能必須改變結(jié)構(gòu)。這是系統(tǒng)論的基本觀點(diǎn)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：是指系統(tǒng)內(nèi)各組分之間的數(shù)量比例關(guān)系及其相互聯(lián)系。管理體制和運(yùn)行機(jī)制結(jié)構(gòu)？二、生態(tài)系統(tǒng)1.生態(tài)系統(tǒng)的定義

生物與生物之間以及生物與其生存環(huán)境之間密切聯(lián)系、相互作用，通過(guò)物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)化和信息傳遞，成為占據(jù)一定空間具有一定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行一定功能的動(dòng)態(tài)平衡整體，稱為生態(tài)系統(tǒng)。簡(jiǎn)言之，在一定空間內(nèi)的全部生物與非生物環(huán)境相互作用形成的具有一定功能的統(tǒng)一體稱為生態(tài)系統(tǒng)。（1）環(huán)境組分輻射。短波輻射、長(zhǎng)波輻射（熱輻射）、宇宙輻射、核輻射。無(wú)機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)土體、水、空氣2.生態(tài)系統(tǒng)的基本組分（2）生物組分生產(chǎn)者（producers）：是指自養(yǎng)生物，主要指綠色植物，也包括一些化能合成細(xì)菌。消費(fèi)者（consumers）：是指除了微生物以外的異養(yǎng)生物，主要指依賴初級(jí)生產(chǎn)者為生的各種生物。分解者（decomposers）：主要是指以動(dòng)物殘?bào)w為生的異養(yǎng)微生物。消費(fèi)者生產(chǎn)者分解者生物群落能量流化學(xué)流氣候物理環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別于一般系統(tǒng)的特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)也是系統(tǒng)，因此具有系統(tǒng)的共性。生態(tài)系統(tǒng)還具有區(qū)別于一般系統(tǒng)的個(gè)性：（1）在組成成分方面，不僅包括各種無(wú)生命的物理、化學(xué)成分還包括有生命的生物成分，生物群落是生態(tài)系統(tǒng)的核心。（2）在空間結(jié)構(gòu)方面，生態(tài)系統(tǒng)大多與一定的地理組成相聯(lián)系，具有明顯的地域特征。（3）在時(shí)間變化方面，生態(tài)系統(tǒng)中的生物組分具有生長(zhǎng)、發(fā)育繁殖和衰亡的時(shí)間特征，使生態(tài)系統(tǒng)具有從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)的演變發(fā)展規(guī)律。（4）在內(nèi)部功能方面，生態(tài)系統(tǒng)主要靠三大類群生物（生產(chǎn)者、大型消費(fèi)者和小型消費(fèi)者）協(xié)調(diào)的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)過(guò)程完成。這種聯(lián)結(jié)使系統(tǒng)內(nèi)生物之間、生物與環(huán)境之間處于一種動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系。（5）在外部關(guān)系方面，生態(tài)系統(tǒng)具有開放性，通過(guò)不斷地從外界輸入物質(zhì)和能量，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化變?yōu)楦鞣N輸出，從而維系著系統(tǒng)的有序狀態(tài)。3.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)定義物種結(jié)構(gòu)speciesstructure時(shí)空結(jié)構(gòu)space-timestructure營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)trophicstructure4.生態(tài)系統(tǒng)的功能三大功能能量流動(dòng)：energyflow物質(zhì)循環(huán):nutrientcycle信息傳遞:informationtransfer5.主要的生態(tài)系統(tǒng)類型

地球上全部生物極其生活區(qū)域稱為生物圈biosphere

一般指大氣圈到水圈約20km的厚度范圍。有各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)。（1）以環(huán)境為依據(jù)來(lái)劃分

陸地生態(tài)系統(tǒng)terestrialecosystem

又可分為森林生態(tài)系統(tǒng)forestecosystem

、草原生態(tài)系統(tǒng)steppeecosystem

、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)fieldecosystem等以植被特征分類的各類型生態(tài)系統(tǒng)。

淡水生態(tài)系統(tǒng)freshwaterecosystem又可分為水體較穩(wěn)定的湖泊生態(tài)系統(tǒng)、水庫(kù)和魚塘生態(tài)系統(tǒng)以及水體常處于流動(dòng)之中的溪流、江河生態(tài)系統(tǒng)。

海洋生態(tài)系統(tǒng)marineecosystem又可分為海岸生態(tài)系統(tǒng)coastalecosystem

、河口生態(tài)系統(tǒng)、淺海（大陸架）生態(tài)系統(tǒng)shallowseaecosystem和深海生態(tài)系統(tǒng)oceanecosystem

。（2）根據(jù)人類干擾程度為依據(jù)劃分自然生態(tài)系統(tǒng)

natural

ecosystem

人工馴化的生態(tài)系統(tǒng)

semi-natural

ecosystem人工生態(tài)系統(tǒng)

artificialecosystem

三、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

1.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的定義

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（agroecosystem）是指在人類的積極參與下，利用農(nóng)業(yè)生物種群和非生物環(huán)境之間以及農(nóng)業(yè)生物種群之間的相互關(guān)系，通過(guò)合理的生態(tài)結(jié)構(gòu)和高效的生態(tài)機(jī)能，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)，并按人類的理想要求進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的綜合體。2.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本組分

（1）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物組分

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物組分可以按功能區(qū)分為以綠色植物為主的生產(chǎn)者，以動(dòng)物為主的大型消費(fèi)者和以微生物為主的小型消費(fèi)者，然而占主要地位的生物是經(jīng)過(guò)人工馴化的農(nóng)業(yè)生物如農(nóng)作物、家畜、家禽、家魚、家蠶等,以及與這些農(nóng)用生物關(guān)系密切的生物類群，如作物病蟲、家畜寄生蟲、豆科植物的根瘤菌等。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)還增加了一個(gè)重要的大型消費(fèi)者——人。其他生物種類和數(shù)量一般少于同區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)。

（2）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境組分

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)除了具有從自然生態(tài)系統(tǒng)繼承下來(lái)的自然環(huán)境組分之外，還有人工環(huán)境組分。無(wú)論是水體、土體、氣體甚至輻射，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中都或多或少受到人類不同程度的調(diào)節(jié)和影響。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的禽舍、溫室、倉(cāng)庫(kù)、廠房、住房等生產(chǎn)、加工、貯存和生活設(shè)施都會(huì)成為系統(tǒng)內(nèi)生物生活環(huán)境的一個(gè)組成部分。設(shè)施中的環(huán)境與自然環(huán)境相比，溫、濕、光、養(yǎng)分等條件都受到較大的改變，而目有獨(dú)特的特點(diǎn)。

3.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

組分結(jié)構(gòu)：componentstructure時(shí)空結(jié)構(gòu)：spacestructurandtemporalstructure

horizontalstructure,verticalstructure營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：4.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能

能量流物質(zhì)流信息流價(jià)值流valueflow5.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)

的比較在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，由于人類的強(qiáng)烈參與，其結(jié)構(gòu)組成已經(jīng)發(fā)生了較大的變化，有別于自然生態(tài)系統(tǒng)，二者在結(jié)構(gòu)與功能上的差別如下頁(yè)表：植物微生物動(dòng)物氣體土體水體自然環(huán)境自然生態(tài)系統(tǒng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境植物微生物動(dòng)物作為消費(fèi)者的人土體水體氣體人工環(huán)境模式建設(shè)技術(shù)措施出入調(diào)節(jié)作為調(diào)控者的人評(píng)價(jià)、診斷、決策、預(yù)測(cè)自然環(huán)境各種信息農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)特征農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力高中等營(yíng)養(yǎng)變化簡(jiǎn)單復(fù)雜品種多樣性少多物種多樣性少多礦物質(zhì)循環(huán)開放式封閉式熵高低人為調(diào)控明顯需要不需要時(shí)間短長(zhǎng)生境不均勻性簡(jiǎn)單復(fù)雜物候同時(shí)發(fā)生季節(jié)性發(fā)生成熟程度未成熟（早期演替）成熟的ComparisonofNaturalandAgroecosystemsGliessman,1998NaturalEcosystemsAgro-ecosystemsNetProductivityMediumHighTrophicInteractionsComplexSimple,linearSpeciesDiversityHighLowGeneticDiversityHighLowNutrientCyclesClosedOpenStability(resilience)HighLowHumancontrolIndependentDependentTemporalPermanenceLongShortHabitatHeterogeneityComplexSimple（2）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是被人類馴化了的自然生態(tài)系統(tǒng)，因此，它既保留了自然生態(tài)系統(tǒng)的一般特點(diǎn)，又具備很多人類改造、控制、調(diào)節(jié)、干擾甚至破壞所帶來(lái)的新特點(diǎn)。新的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

①受人類控制。②凈生產(chǎn)力高。③組成要素簡(jiǎn)化，自我穩(wěn)定性較差。④開放性系統(tǒng)。⑤同時(shí)受自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)“雙重”規(guī)

律的制約。⑥有明顯的區(qū)域性。（3）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)特點(diǎn)一、有較高的養(yǎng)分輸出率與輸入率。二、內(nèi)部養(yǎng)分的庫(kù)存量較低，但流量大，周轉(zhuǎn)快。三、養(yǎng)分保持能力較弱，流失率較高。四、養(yǎng)分供求同步機(jī)制較弱。Thescienceofagroecology,whichisdefinedastheapplicationofecologicalconceptsandprinciplestothedesignandmanagementofsustainableagroecosystems,providesaframeworktoassessthecomplexityofagroecosystems(Altieri1995).Theideaofagroecologyistogobeyondtheuseofalternativepracticesandtodevelopagroecosystemswiththeminimaldependenceonhighagrochemicalandenergyinputs,emphasizingcomplexagriculturalsystemsinwhichecologicalinteractionsandsynergismsbetweenbiologicalcomponentsprovidethemechanismsforthesystemstosponsortheirownsoilfertility,productivityandcropprotection(AltieriandRosset1995).AgroecosystemsAbout40%ofterrestrialNPPisdirectlyorindirectlyconsumedbyhumans.Agroecosystemsareecosystemswhichareconsciouslycontrolledbyhumansforthepurposeofextraction.Theyincludemanagedforests,farms,rangelands,andaquaculturesystems.Whilehunting-gatheringissustainableatverylowhumandensities,itisextremelydamagingathighdensities,andcannotbesustainedforlong.Thusagroecosystemsareabsolutelynecessary.However,mostagroecosystemstodayarenotsustainable(yieldscannotbemaintainedindefinitely).Problemswithcontemporaryagroecosystems:PESTICIDES

·Peststendtober-selectedspecieswithrapidgrowthrates.Theythereforetendtoevolveresistanceveryquickly.Mostimportantinsectpestspecieshaveevolvedresistancetoallmajorinsecticides.Thesamehashappenedforweedsandherbicides.Thisleadstothe"pesticidetreadmill".(resistanceisnotthesameasimmunity)Temporarysolution:transfergenesfromweedstocrops.Thisexacerbatesthepesticidetreadmillinthelongrun.PredatoryanimalsaremoreK-selected,andcannotevolveresistancetopesticidesquicklyenough.Toxinsaccumulateateachlevelinthefoodchain,andthushavealargeeffectonpredators.Thisisthereasonforthedeclineofbirdsofprey.Pesticidesarepresentinrainfallsampleswherevertheyhavebeenmeasured.Pesticideinrainisanegligibledirecthealthriskforhumans,buttheeffectsontheecosystemareunknown.Thereisgreatpromiseincontrollingpestsbybiologicalandcultural(physical)controls.Theproblemisthatsuchcontrolsaremoreinformation-intensive.Agriculturalistsmuststudythelifehistoriesofallbeneficialandharmfulspecies.Extensionagentsmustknowpopulationbiologyandcommunityecology.FERTILIZERBecauseofthis,humanscontrolmorethanhalfofallnitrogenfixation.Anthropogenicnitrogenfixationisextremelyenergyintensive,thusaffectingthecarboncyclethroughfossilfueluse.Nitratesescapingintogroundwaterhaveserioushealtheffects(bluebabies)Nitrogenisthemostlimitingnutrientinmostagroecosystems.RunoffofNandPintostreamscauseseutrophication.FertilizationbyN,P,andKcauseshigheryields,butwhenplantsareremoved,manycations(esp.CaandMg)areremoved.Thisincreasestheacidityofthesoil(bigprobleminOK).SOILEROSIONExposingbaresoiltotheelementsanddecreasinginfiltrationratescauseswindandwatererosion.ConservationReservePrograms,low-tilltechniques,increasingorganicmatter,andplantingofhedgerowshavedecreasedthisproblem.

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)功能的強(qiáng)弱與其結(jié)構(gòu)狀況關(guān)系密切。結(jié)構(gòu)決定功能，不同的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的功能。在合理的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的，最佳結(jié)構(gòu)必然產(chǎn)生最高效率的功能。因此，“優(yōu)化結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化功能”已成為我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中的一項(xiàng)重要經(jīng)驗(yàn)。

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的層狀結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析合理的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

的標(biāo)志一、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)指生態(tài)系統(tǒng)中組成成分及其在時(shí)間、空間上的分布和各組分間的能量、物質(zhì)、信息流的方式與特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括物種結(jié)構(gòu)、時(shí)空結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。

又稱組分結(jié)構(gòu)，是指生態(tài)系統(tǒng)中生物組分由哪些生物種群所組成，以及它們之間的量比關(guān)系。生物種群是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的基本單元，不同的物種（或類群）以及它們之間不同的量比關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的基本特征。

（一）物種結(jié)構(gòu)（二）時(shí)空結(jié)構(gòu)

生態(tài)系統(tǒng)中各生物種群在空間上的配置和在時(shí)間上的分布，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)上的特征。大多數(shù)自然生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)都具有水平空間上的鑲嵌性、垂直空間上的成層性和時(shí)間分布上的發(fā)展演替特征，是人們組建合理農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的借鑒。（三）營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)

生態(tài)系統(tǒng)中由生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三大功能類群以食物營(yíng)養(yǎng)為紐帶所組成的食物鏈、食物網(wǎng)即生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。它是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞的主要路徑。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。只有組建合理的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，才能獲得較高的系統(tǒng)整體功能。反過(guò)來(lái)，生態(tài)系統(tǒng)功能的高低可以作為檢驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理與否的尺度。人們控制管理農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，使其產(chǎn)生高的功能，有多條途徑。調(diào)整農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，正確利用生物種間關(guān)系和農(nóng)業(yè)資源，是提高系統(tǒng)生產(chǎn)力的有效途徑之一。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)多層次的復(fù)合的大系統(tǒng)，它由許多亞系統(tǒng)、亞亞系統(tǒng)所組成。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的范圍大小是人為的，可以是一個(gè)國(guó)家，可以是一個(gè)流域，也可以是一個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)單位——農(nóng)場(chǎng)或農(nóng)戶。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部可再分為若干個(gè)亞系統(tǒng)，亞系統(tǒng)內(nèi)部還可再分為若干亞亞系統(tǒng)。二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的層狀結(jié)構(gòu)

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的層狀結(jié)構(gòu)

全世界流域經(jīng)濟(jì)共同體國(guó)家地區(qū)農(nóng)村手工制造農(nóng)業(yè)外就業(yè)生計(jì)系統(tǒng)農(nóng)作物林業(yè)畜牧漁業(yè)飼料作物經(jīng)濟(jì)作物糧食作物玉米小麥…..（一）國(guó)家農(nóng)業(yè)系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)家農(nóng)業(yè)資源狀況、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)確定農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。根據(jù)我國(guó)國(guó)情、地貌、地形、氣候、資源等，把我國(guó)劃分為10個(gè)大的農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)和38個(gè)亞區(qū)以便分別研究其經(jīng)濟(jì)與生態(tài)規(guī)律。全國(guó)綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃系統(tǒng)（一級(jí)區(qū)）：

1、東北區(qū)2、內(nèi)蒙古及長(zhǎng)城沿線林區(qū)3、黃、淮海區(qū)4、黃土高原區(qū)5、長(zhǎng)江中下游區(qū)6、西南區(qū)7、華南區(qū)8、甘新區(qū)9、青藏區(qū)

10、海洋水產(chǎn)區(qū)山東?。貉睾?、魯中、魯中南、濱湖和魯南及魯北五個(gè)不同生態(tài)類型區(qū)（二）不同氣候地理區(qū)域

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

區(qū)域性生態(tài)系統(tǒng)的研究，便于根據(jù)區(qū)域的特殊氣侯土壤和經(jīng)濟(jì)條件，進(jìn)行區(qū)域性的綜合治理、開發(fā)利用。

（三）單位農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)指的是縣、鄉(xiāng)、農(nóng)場(chǎng)一級(jí)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。由于自然資源條件的多樣性和經(jīng)營(yíng)上的相對(duì)獨(dú)立性，這類系統(tǒng)通常包括有農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)所構(gòu)成的亞系統(tǒng)，是一個(gè)比較完全的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。在經(jīng)營(yíng)上具有種植、養(yǎng)殖、加工業(yè)相結(jié)合和農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)一條龍的特點(diǎn)。

（四）農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中主要的亞系統(tǒng)，是形成初級(jí)生產(chǎn)的系統(tǒng)。在農(nóng)區(qū)主要是農(nóng)作物的生產(chǎn)；在牧區(qū)主要是牧草的生產(chǎn)。狹義的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)僅僅指以農(nóng)作物為主體構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。構(gòu)成農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的亞系統(tǒng)還有林木生態(tài)系統(tǒng)、水產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)、牧場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)等。

（五）單一生物組成

的生態(tài)系統(tǒng)三、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)研究者的需要可以把農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)確定在某一層次水平上。但無(wú)論在那一個(gè)層次水平上，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是指農(nóng)、林、牧、漁、副（農(nóng)產(chǎn)品加工）之間的量比關(guān)系，以及各業(yè)內(nèi)部的物種組成及量比關(guān)系。（一）農(nóng)、林、牧、漁、副多業(yè)

結(jié)合的必要性與合理性

農(nóng)、林、牧、漁、副各業(yè)之間的關(guān)系是相互依存、相互制約和相互促進(jìn)的。各業(yè)之間不斷地通過(guò)物質(zhì)、能量的交換、轉(zhuǎn)出與循環(huán)，使彼此緊密地結(jié)合起來(lái)。

1．多業(yè)結(jié)合與資源的合理利用

一般來(lái)說(shuō)，縣、鄉(xiāng)、場(chǎng)或村一級(jí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位所擁有的農(nóng)業(yè)資源常常是豐富多樣的。如地貌上的山、丘、崗、平、湖，土質(zhì)水文條件不同，適宜開發(fā)利用的狀況各異。根據(jù)因地制宜原則，宜林則樹，宜草則牧，宜農(nóng)則耕，宜水則養(yǎng)，才能充分挖掘水土資源潛力，使地盡其利。

2．多業(yè)結(jié)合與物質(zhì)的循環(huán)利

用和轉(zhuǎn)化增值農(nóng)、林、牧、漁及其產(chǎn)品加工業(yè)是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的基本功能單元，各業(yè)之間存在著物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)化的內(nèi)在聯(lián)系。如果各業(yè)之間的相互關(guān)系處理得好，交互作用能夠充分發(fā)揮，則系統(tǒng)的整體功能必將大于各單元功能的簡(jiǎn)單相加。

（1）農(nóng)牧之間：

農(nóng)業(yè)除提供人類食物和工業(yè)原料外，還為牧業(yè)提供飼料。牧業(yè)生產(chǎn)各種畜禽產(chǎn)品并為農(nóng)業(yè)提供畜力和肥料。牧業(yè)是作物庫(kù)向土壤庫(kù)轉(zhuǎn)移物質(zhì)的中間環(huán)節(jié)——畜牧庫(kù)。無(wú)論傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)或現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，農(nóng)牧結(jié)合方式雖有不同，但農(nóng)牧結(jié)合都是不可少的。（2）農(nóng)漁、牧漁之間：農(nóng)漁關(guān)系基本同農(nóng)牧關(guān)系。

漁業(yè)提供優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白質(zhì)；以肥沃的塘泥、河泥為農(nóng)業(yè)提供有機(jī)肥；農(nóng)作物秸稈、田間雜草以及人畜糞便均可作為魚餌，使農(nóng)業(yè)與牧業(yè)的“廢棄物”得到了充分利用和轉(zhuǎn)化增值，漁業(yè)的能量利用率高。水陸結(jié)合，農(nóng)漁、牧漁相促，使生物質(zhì)能得到多級(jí)利用，同時(shí)魚塘可接納徑流，維持系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)平衡。

能夠提高生物能利用效率存在供求關(guān)系存在連鎖關(guān)系存在限制關(guān)系（3）農(nóng)、林之間：森林可改善生態(tài)環(huán)境，增加大氣濕度，在一定范圍內(nèi)還可增加降水量，使系統(tǒng)的水分輸入增加；減少?gòu)搅?，減輕風(fēng)沙侵蝕和水土流失，使系統(tǒng)中水、養(yǎng)分的非生產(chǎn)損耗減少；可提供燃料，解決農(nóng)村生活用能源的部分需要，使秸桿得以還田；可以提供飼科，通過(guò)牲畜轉(zhuǎn)化為糞肥，使系統(tǒng)的物質(zhì)輸人增加。

沒有林業(yè)的農(nóng)業(yè)是生態(tài)不穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)；沒有畜牧業(yè)的農(nóng)業(yè)是缺乏物質(zhì)基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)。

協(xié)調(diào)方面矛盾方面爭(zhēng)地矛盾“脅地”效應(yīng)（4）農(nóng)副關(guān)系：農(nóng)產(chǎn)品的加工業(yè)也是改善物質(zhì)循環(huán)，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要環(huán)節(jié)。農(nóng)產(chǎn)品的就地加工，使副產(chǎn)品得以再利用，既減少了物質(zhì)（養(yǎng)分）和能量向城市的外流，提高物質(zhì)回收率，同時(shí)加工增值也活躍了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)。對(duì)于交通不發(fā)達(dá)的山區(qū)，加工產(chǎn)品便于運(yùn)輸和外銷。3.多業(yè)結(jié)合與社會(huì)需求隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，人們的需求也發(fā)生著不斷的變化，不僅需要各種種植蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，還需要多種多樣的動(dòng)物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，不僅需要良好的物質(zhì)享受，還需要優(yōu)美的環(huán)境和潔凈的棲息場(chǎng)所。這就要求農(nóng)業(yè)作為一種產(chǎn)業(yè)進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的同時(shí)，還要種草、種花、種果、美化環(huán)境；在進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)時(shí)，必須兼顧多種需要，提供多種類型的產(chǎn)品。（二）影響基本結(jié)構(gòu)變化的因素1．自然環(huán)境條件是結(jié)構(gòu)變化的前提2．糧食生產(chǎn)水平是結(jié)構(gòu)變化的基礎(chǔ)3．城鄉(xiāng)消費(fèi)改變影響基本結(jié)構(gòu)變化4．工業(yè)的發(fā)展影響基本結(jié)構(gòu)(三)調(diào)整農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)組分結(jié)構(gòu)，

應(yīng)研究解決的若干問(wèn)題

1．系統(tǒng)中的組分是否匹配2．各組分之間的量比關(guān)系是否合理3．各組分之間交互作用是否發(fā)揮

四、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析（一）水平結(jié)構(gòu)

是指在一定生態(tài)區(qū)域內(nèi)，各種作物種群或類型在水平空間上的組合與分布（所占面積比例和分布規(guī)律），即通常所說(shuō)的區(qū)劃或布局。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)最佳的水平空間結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)是與當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源組合的特點(diǎn)相適應(yīng)，并能滿足經(jīng)濟(jì)的和社會(huì)的需求。（二）垂直空間結(jié)構(gòu)

又稱立體結(jié)構(gòu)，系指農(nóng)業(yè)生物類群在同一土地單元內(nèi)，垂直空間上的組合與分布。利用形態(tài)上、生理上和生態(tài)上不同的作物群體組成合理的“復(fù)合群體”，使復(fù)合群體對(duì)環(huán)境資源利用最充分，對(duì)不良環(huán)境條件抗逆性最強(qiáng)。

立體種植、立體養(yǎng)殖、立體種養(yǎng)立體結(jié)構(gòu)高產(chǎn)高效的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)

——生物種間互補(bǔ)

1．對(duì)資源利用的種間互補(bǔ)合理的復(fù)合群體結(jié)構(gòu)對(duì)光熱水土等資源的利用，具有在空間上、時(shí)間上和營(yíng)養(yǎng)需求類型上的互補(bǔ)性，因而能最大限度地、有效地利用環(huán)境資源，增加產(chǎn)出。

（1）借助復(fù)合群體地上部分和地下部分

利用層次的分異特性，可實(shí)現(xiàn)在空

間上對(duì)資源利用的種間互補(bǔ)。

（2）錯(cuò)開生長(zhǎng)盛期可實(shí)現(xiàn)在時(shí)間上對(duì)資

源利用的種間互補(bǔ)。

（3）借助對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求類型的不同，實(shí)現(xiàn)

對(duì)資源利用的種間互補(bǔ)。

2．在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定化方面

的種間互補(bǔ)使系統(tǒng)能夠抗拒不良環(huán)境條件的干擾，獲得持續(xù)高產(chǎn)，有著多方面的原因。在復(fù)合群體結(jié)構(gòu)中利用生物種間互補(bǔ)作用，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定化，體現(xiàn)在以下一些方面：

（1）抗災(zāi)能力的增強(qiáng)使產(chǎn)量穩(wěn)定。

（2）生境條件的改善。

（3）土壤肥力的提高。

（4）病蟲草害的減輕。

（三）時(shí)間結(jié)構(gòu)各種生物種群在時(shí)間上的變化動(dòng)態(tài)稱為時(shí)間結(jié)構(gòu)。作物所需要的自然資源大多是隨著時(shí)（季節(jié)）的推移而變化的。從時(shí)間上合理搭配各種類型的作物，使自然資源得到最充分的利用。（四）營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)

生物在長(zhǎng)期演化和適應(yīng)的過(guò)程中，不僅建立了食物鏈類型的聯(lián)系，而且形成了獨(dú)特生活習(xí)性的明確分工，分級(jí)利用自然界所提供的各類物質(zhì)。正是由于此種原因，才使有限的空間內(nèi)能養(yǎng)育眾多的生物種類，并保持著相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。研究設(shè)計(jì)合理的食物鏈結(jié)構(gòu)，直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的高低和經(jīng)濟(jì)效益的大小。1．物鏈“加環(huán)”

在原有食物鏈中增加或引人新的環(huán)節(jié)，可擴(kuò)大系統(tǒng)的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)加入環(huán)節(jié)的功能性質(zhì)，可以劃分為以下諸類型。

（1）生產(chǎn)環(huán)

在食物鏈中加人能夠?qū)⒎墙?jīng)濟(jì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為人們直接利用的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的環(huán)節(jié)，稱為生產(chǎn)環(huán)。例如牛、羊、豬，可以將秸稈、糠麩、餅粕、菜葉和田間廢棄的雜草，以及飼料糧轉(zhuǎn)化為肉、蛋、奶、毛、皮等，屬一般生產(chǎn)環(huán)。蠶和蜜蜂屬高效生產(chǎn)環(huán)。它們能將人們不需要或不能直接取得的生物產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為高值經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品。（2）減耗環(huán)

這類環(huán)節(jié)的引人可以減少生產(chǎn)損耗。例如捕食性天敵的引入，可減輕害蟲的危害。廣東省電白縣引進(jìn)澳洲瓢蟲，成功地控制了木麻黃防護(hù)林帶的吹綿介殼蟲；吉林省放養(yǎng)寄生蜂防治松毛蟲獲得良好效果。

（3）增益環(huán)

這類環(huán)節(jié)雖不提供人類直接消費(fèi)的產(chǎn)品，但可以擴(kuò)大生產(chǎn)環(huán)節(jié)的增產(chǎn)效果。例如利用豬、雞糞便養(yǎng)蚯蚓和蠅蛆，再以蚯蚓、蠅蛆作為豬、雞的生物蛋白質(zhì)飼料，促進(jìn)豬、雞轉(zhuǎn)化飼料效率的提高。蚯蚓和蠅蛆起著增加飼養(yǎng)豬、雞的效益，故稱之為增益環(huán)。

（4）復(fù)合環(huán)（多功能環(huán)）

即兼有兩種以上功能的環(huán)節(jié)。如稻田養(yǎng)魚、鴨，魚、鴨既有減耗作用，又可以生產(chǎn)魚、蛋產(chǎn)品。食用菌和沼池微生物引人食物鏈后，也具有多種功能。食用菌既生產(chǎn)各種菇類食品，又生產(chǎn)菌糠飼料；沼氣池既產(chǎn)生沼氣，又較好地保存了有機(jī)質(zhì)和各種養(yǎng)分，使沼渣沼液成為農(nóng)作物速緩兼?zhèn)涞挠袡C(jī)肥料。（5）加環(huán)特例——“加工環(huán)”

農(nóng)產(chǎn)品的加工是物理、化學(xué)過(guò)程，并不是生物學(xué)過(guò)程，本不屬于食物鏈的范疇。但通過(guò)加工環(huán)節(jié)后，既可以提高物質(zhì)回收率，保持養(yǎng)分的循環(huán)平衡，提高資源利用率和經(jīng)濟(jì)效益。

！食物鏈加“環(huán)”是有條件的。加環(huán)必須合理，不是環(huán)節(jié)愈多愈好2．食物鏈加“環(huán)”應(yīng)注意的問(wèn)題和原則

評(píng)價(jià)食物鏈加“環(huán)”，不應(yīng)局限于某一單項(xiàng)效益的高低，應(yīng)建立以某種目的效益為主的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，才能得出一個(gè)合理的結(jié)論。在設(shè)計(jì)食物鏈結(jié)構(gòu)，進(jìn)行加環(huán)處理時(shí)，還應(yīng)遵循如下一些原則：

①填補(bǔ)生態(tài)位，增加產(chǎn)品產(chǎn)出。②使廢棄物資源化。③減少養(yǎng)分和能量的無(wú)效損耗。④增加就業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)收人。⑤實(shí)現(xiàn)環(huán)境凈化和美化。水稻蘑菇牛蚯蚓人草糞菌糠水稻、食用菌、牛、蚯蚓食物鏈?zhǔn)疽鈭D稻草蘑菇蚯蚓雞渣1005.1524.031.0430.22損耗52.23.3642.724.8產(chǎn)品43.470.811.51副產(chǎn)品26.31N素稻草蘑菇蚯蚓雞渣10060.9715.830.2177.01損耗33.030.356.016.85產(chǎn)品6.040.040.1副產(chǎn)品16.95能量作物蘑菇牲畜沼池靈芝糧食秸稈籽實(shí)體（食用）渣

飼料蠅蛆雞底料廢料糞廢料肥料醫(yī)用能源秸稈多級(jí)利用糞肉蛋奶

應(yīng)綜合評(píng)價(jià)食物鏈的效益。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程不是一個(gè)單純的生物學(xué)過(guò)程，還受著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的強(qiáng)烈制約；同時(shí)人們從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的也不單是為了獲取食物能量或食物蛋白，還有著其它多種目的，諸如經(jīng)濟(jì)收人、環(huán)境保護(hù)等。不同類型的食物鏈，它們?cè)谏鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)三大效益方面的表現(xiàn)不同。

由于工業(yè)“三廢”污染和農(nóng)業(yè)內(nèi)部農(nóng)藥、化肥、土壤改良劑和除草劑等對(duì)環(huán)境的污染，使一些有害物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)業(yè)植物體內(nèi)，并沿著食物鏈逐級(jí)富集濃縮。為了不使有害物質(zhì)通過(guò)食物鏈進(jìn)人人體，殃及人類的健康和生存，除加強(qiáng)工業(yè)“三廢”治理，進(jìn)行無(wú)公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，采用食物鏈“解列”方法，使有害物質(zhì)沿食物鏈富集達(dá)到一定濃度之前，使其與人類的食物鏈聯(lián)系中斷。

3．食物鏈“解列”五、合理農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的標(biāo)志

1．生物與環(huán)境相適應(yīng)，能充分發(fā)揮當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢(shì)，并保持資源的永續(xù)利用。2．各種生物群體之間互相配合，科學(xué)銜接，充分利用光、熱、水、土資源，提高光能利用率，實(shí)現(xiàn)生物物質(zhì)和能量的多級(jí)利用，成為一個(gè)高效的、無(wú)“廢物”的系統(tǒng)。3．系統(tǒng)中各組分之間量比關(guān)系協(xié)調(diào)，輸人輸出平衡，具有較強(qiáng)的自我調(diào)控能力。4．改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展。

5．適應(yīng)商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，具有高物質(zhì)生產(chǎn)力、高經(jīng)濟(jì)效益。兼顧三大效益社會(huì)效益：指農(nóng)業(yè)在滿足人類基本需求方面的效果，如食物的纖維、工業(yè)原料、就業(yè)機(jī)會(huì)、社會(huì)生活環(huán)境等。經(jīng)濟(jì)效益：指農(nóng)業(yè)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的效果。如農(nóng)業(yè)的利潤(rùn)、農(nóng)業(yè)稅等。生態(tài)效益：指農(nóng)業(yè)在保護(hù)和增殖資源和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量方面的效果。結(jié)構(gòu)：structure,texture,construction結(jié)構(gòu)多樣性：structuraldiversity結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：structuralstability結(jié)構(gòu)特征：structuralfeature結(jié)構(gòu)波動(dòng)：structuralfluctuation空間結(jié)構(gòu)：spatialstructure時(shí)間結(jié)構(gòu)：temporalstructure

生物與環(huán)境的關(guān)系是生態(tài)系統(tǒng)中的基本關(guān)系，二者是不可分割的統(tǒng)一體。生態(tài)學(xué)不僅要探討生物自身的生物特征與生態(tài)特性，還要研究環(huán)境變化對(duì)生物的作用及其生物對(duì)環(huán)境的影響。了解生物與環(huán)境之間的關(guān)系及其規(guī)律，對(duì)提高系統(tǒng)生產(chǎn)力和改善環(huán)境質(zhì)量都有重要意義。農(nóng)業(yè)生物賴以生存、生長(zhǎng)發(fā)育、繁衍后代的自然環(huán)境稱為農(nóng)業(yè)生物環(huán)境，又稱農(nóng)業(yè)環(huán)境。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)質(zhì)上是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)者開發(fā)利用農(nóng)業(yè)生物和非生物的過(guò)程。農(nóng)業(yè)生物是指參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的各種植物、動(dòng)物、微生物的總稱。農(nóng)業(yè)生物與農(nóng)業(yè)環(huán)境構(gòu)成了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)生物—環(huán)境系統(tǒng)的組成要素極為豐富并相互關(guān)聯(lián)，是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其中農(nóng)業(yè)生物是主體，農(nóng)業(yè)生物環(huán)境是基礎(chǔ)。系統(tǒng)是建立在物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞的生物學(xué)過(guò)程中。動(dòng)植物殘?bào)w及其排泄物被微生物分解，生產(chǎn)出沼氣能和有機(jī)腐解產(chǎn)物、無(wú)機(jī)養(yǎng)分，養(yǎng)分又被植物吸收利用，再循環(huán)、再生產(chǎn)。綠色植物的光合作用，將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)能。植物作為動(dòng)物的食物，能量轉(zhuǎn)送到動(dòng)物體中；在能量轉(zhuǎn)化、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞過(guò)程中實(shí)現(xiàn)價(jià)值增值。物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和價(jià)值增值是農(nóng)業(yè)生物—環(huán)境系統(tǒng)的三大功能?，F(xiàn)代意義上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在追求價(jià)值增值的同時(shí)，要保證農(nóng)業(yè)生物—環(huán)境系統(tǒng)的整體優(yōu)化。也就是說(shuō)既要考慮經(jīng)濟(jì)效益，又要考慮社會(huì)效益和環(huán)境效益。

環(huán)境與生態(tài)因子生態(tài)因子的時(shí)空變化及其對(duì)生

物分布的影響生態(tài)因子對(duì)生物的作用限制因子原理生物的生態(tài)適應(yīng)性生物的生態(tài)作用（一）環(huán)境（Environment）：是指作用于某一特定生物個(gè)體或群體以外的外界條件的總和。包括生存空間以及維持生命活動(dòng)所需的物質(zhì)和能量。

環(huán)境總是針對(duì)某一特定主體或中心而言的，是一個(gè)相對(duì)的概念，離開了這個(gè)主體或中心也就無(wú)所謂環(huán)境，因此環(huán)境只具有相對(duì)的意義。一、環(huán)境與生態(tài)因子1.自然環(huán)境：是指由大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈和生物圈在不同地區(qū)相互組合所構(gòu)成的環(huán)境，又稱原生環(huán)境。2.人工環(huán)境：指由于人為因素的作用使自然環(huán)境的某些因素發(fā)生了局部變化，以擴(kuò)大生物與環(huán)境的相互適應(yīng)性，又稱次生環(huán)境。

狹義的人工環(huán)境是指由在人工控制下的生物環(huán)境，即人類根據(jù)生物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律所需要的環(huán)境，進(jìn)行人工模擬或單個(gè)因子的改造。廣義的人工環(huán)境是指用人的力量使自然環(huán)境發(fā)生局部變化，以適應(yīng)生物的生長(zhǎng)。氣候因素土地因素生物因素（一切非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的生物）所有作物栽培、家畜與家禽的飼養(yǎng)、引種馴化、人工管理的森林、草地及自然保護(hù)區(qū)的一些控制、防護(hù)措施等。農(nóng)業(yè)生物環(huán)境是由自然環(huán)境和人工環(huán)境復(fù)合而成的人工環(huán)境

設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境就是在人為營(yíng)造和調(diào)控最佳的綜合環(huán)境條件中，能夠獲得速生、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、低消耗和最大經(jīng)濟(jì)效益的人工環(huán)境。如現(xiàn)代化的集約式“畜禽舍”、“塑料大棚”、“溫室”等。（二）生態(tài)因子（EcologicalFactors）：是指環(huán)境中對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素。生存因子：生態(tài)因子中生物存在所不可缺少的環(huán)境條件。自然資源因子：在生態(tài)因子中，可作為原料和能量輸入系統(tǒng)并能在系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換為生物產(chǎn)品的因子。生態(tài)環(huán)境（EcologicalEnvironment）：所有生態(tài)因子構(gòu)成生物的生態(tài)環(huán)境。1.氣候因子：如溫度、水分、光、降水、風(fēng)和雷電等2.土壤因子：包括土壤結(jié)構(gòu)、土壤有機(jī)物和無(wú)機(jī)物成分的理化性質(zhì)及土壤微生物等。3.地形因子：如地面的起伏、山脈的坡度和陰陽(yáng)坡等。這些因子對(duì)植物的生長(zhǎng)和分布有明顯影響。4.生物因子：包括生物之間的各種聯(lián)系，如捕食、寄生、競(jìng)爭(zhēng)和互惠共生等。5.人為因子：把人為因子從生物因子中分離出來(lái)是為了強(qiáng)調(diào)人的作用的特殊性和重要性。人類的活動(dòng)對(duì)自然界和其它生物的影響已越來(lái)越大和越來(lái)越帶有全球性，分布在地球各地的生物都有直接或間接受到人類活動(dòng)的巨大影響。6.火因子：影響動(dòng)、植物的分布與更新

除了上述分法以外，Simth(1935)曾把生態(tài)因子分成密度制約因子(densitydependentfactors)和非密度制約因子(densityindependentfactors)兩大類,前者的作用強(qiáng)度隨種群密度的變化而變化，因此有調(diào)節(jié)種群數(shù)量、維持種群平衡的作用；后者的作用強(qiáng)度不隨種群密度的變化而變化，因此對(duì)調(diào)節(jié)種群密度不能起調(diào)節(jié)作用。

前蘇聯(lián)學(xué)者則根據(jù)生態(tài)因子的穩(wěn)定程度將其分為穩(wěn)定因子和變動(dòng)因子兩大類。穩(wěn)定因子是指終年恒定的因子，作用主要是決定生物的分布。變動(dòng)因子又可分為又可分為周期變動(dòng)因子和非周期變動(dòng)因子，主要是影響生物的數(shù)量。這種分類法具有一定的獨(dú)創(chuàng)性，為了解生態(tài)因子的性質(zhì)有很大幫助。二、生態(tài)因子的時(shí)空變化

及其對(duì)生物分布的影響

各種生態(tài)因子都影響到生物群落的分布，但其中起主要作用的是海陸分布、大氣環(huán)流和由于各地太陽(yáng)高度角的差異所導(dǎo)致的太陽(yáng)輻射量的多少及其季節(jié)分布，亦即與此相聯(lián)系的水熱狀況。

太陽(yáng)高度角及其季節(jié)變化因緯度而不同，太陽(yáng)輻射量及與其相關(guān)的熱量也因緯度而異。從赤道向兩極，每移動(dòng)一個(gè)緯度，氣溫平均降低0.5-0.6℃。由于熱量沿緯度的變化，出現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)類型有規(guī)律的更替，如從赤道向北極依次出現(xiàn)熱帶雨林，常綠闊葉林，落葉闊葉林，北方針葉林與苔原，即所謂的緯向地帶性(latitudinalzonality)。（一）緯度遞變與緯度地帶性（二）經(jīng)向遞變與經(jīng)向地帶性

在北美大陸和歐亞大陸，由于海陸分布格局與大氣環(huán)流特點(diǎn)，水分梯度常沿經(jīng)向變化，因此導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)向分異，即由沿海濕潤(rùn)區(qū)的森林，經(jīng)半干旱的草原到干旱區(qū)的荒漠。有人把這種變化與緯度地帶性并列，稱為經(jīng)度地帶性(longitudinalzonality)。實(shí)際上，兩者是不同的，前者是一種嚴(yán)格的自然地理規(guī)律，后者是在局部大陸上的一種自然地理現(xiàn)象，而在其他大陸如澳大利亞，這種緯向變化就大不相同。（三）垂直遞變與垂直地帶性

海拔高度每升高100米，氣溫下降0.6℃左右，或每升高180米，氣溫下降1℃上下。降水量最初隨高度的增加而增加，達(dá)到一定界限后，降水量又開始降低。由于海拔高度的變化，常引起自然生態(tài)系統(tǒng)有規(guī)律的更替，有人稱此現(xiàn)象為垂直地帶性(verticalzonality,oraltitudinalzonality)。（四）過(guò)渡帶與非地帶性變化

過(guò)渡帶（intermediatebelt)又稱生態(tài)交錯(cuò)帶或群落交錯(cuò)區(qū)(ecotone)，指的是兩個(gè)或多個(gè)生態(tài)地帶（或群落之間）的過(guò)渡區(qū)域。過(guò)渡帶是一個(gè)交叉地帶或種群競(jìng)爭(zhēng)的緊張地帶，因?yàn)檫@里的環(huán)境條件比較復(fù)雜，能為不同的生態(tài)類型的植物定居，從而為不同的動(dòng)物提供食物、營(yíng)巢和隱蔽條件，群落中種的數(shù)目及一些種群密度比相鄰群落大。

地球表面的海陸分布、地形起伏等不具備地帶性規(guī)律，叫非地帶性因素。非地帶性因素疊加在地帶性因素上使生物的分布出現(xiàn)了非地帶性（azonality）的變化。地帶性（zonality）。（五）時(shí)間性遞變(temporalrhythm)與周期性遞變(cyclophysis)

生態(tài)環(huán)境具有明顯的季節(jié)節(jié)律和晝夜節(jié)律，所以生物的分布也隨時(shí)間而有明顯的變化。三、生態(tài)因子對(duì)生物作用一般特征（一）綜合作用

環(huán)境中的各種生態(tài)因子不是孤立存在的，而是彼此聯(lián)系、互相促進(jìn)、互相制約，任何一個(gè)單因子的變化，都必將引起其他因子的變化。各種生態(tài)因子密切聯(lián)系在一起構(gòu)成了生物的生態(tài)環(huán)境，并綜合作用于生活其間的生物，使生物的生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能發(fā)生了相應(yīng)的變化。光照、施肥與產(chǎn)量的關(guān)系（磅/英畝）

英Stansel(1961~1963)水稻（二）生態(tài)因子的主導(dǎo)作用和輔助作用

在諸多環(huán)境因子中，常常有一、二個(gè)因子起著決定性的作用，稱為主導(dǎo)因子。對(duì)環(huán)境來(lái)說(shuō)，主導(dǎo)因子的改變會(huì)使環(huán)境的全部生態(tài)關(guān)系發(fā)生改變，綜合環(huán)境發(fā)生質(zhì)的變化；對(duì)生物來(lái)說(shuō)，主導(dǎo)因子的存在與否和數(shù)量的變化會(huì)使生物的生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)生發(fā)生明顯的改變。

除主導(dǎo)因子以外的其他因子稱為輔助因子。輔助因子的改變雖然不表現(xiàn)質(zhì)的變化，但同樣會(huì)引起生物和環(huán)境性質(zhì)在數(shù)量上的變化。如果變化范圍超過(guò)了生物的耐性范圍，輔助因子也就變成主導(dǎo)因子。主導(dǎo)與輔助是相對(duì)的。不同的生物或相同生物的不同生育時(shí)期以及在不同的地區(qū)，其環(huán)境的主導(dǎo)因子都是可能不同的。（三）生態(tài)因子的直接作用與間接作用

直接影響或參與生物新陳代謝的因子稱為直接因子，如光、溫、水、氣和土壤養(yǎng)分等。

不直接影響生物，而是通過(guò)影響直接因子而影響生物的生態(tài)因子稱為間接因子。如地勢(shì)起伏、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等是通過(guò)影響光、溫、水氣和土壤因子。間接因子對(duì)生物的作用雖然是間接的，但往往支配著直接因子，作用范圍廣，作用強(qiáng)度大，有時(shí)甚至構(gòu)成地區(qū)性影響及小氣候環(huán)境的差異。（四）生態(tài)因子對(duì)生物具有同等重要性、不可替代性和互補(bǔ)性

生態(tài)因子具有各自的特殊功能與作用，每個(gè)因子對(duì)生物的作用是同等重要、缺一不可的。

生態(tài)因子在局部是可以補(bǔ)償?shù)?。也就是說(shuō)某一因子數(shù)量不足，有時(shí)可靠另一因子而得到補(bǔ)償，即所謂的互補(bǔ)性。

生態(tài)因子的補(bǔ)償作用是有限的和有條件的。只能在一定范圍內(nèi)部分補(bǔ)償，而不能完全代替；生態(tài)因子間的補(bǔ)償作用不是經(jīng)常存在的。（五）生態(tài)因子作用的階段性

生物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段要求不同的生態(tài)環(huán)境。同一生態(tài)因子在生物發(fā)育的不同階段，其作用不同，需求量不同。即生態(tài)因子對(duì)生物的作用具有階段性。四、限制因子原理閾：(threshold)任何一種生態(tài)因子對(duì)生物產(chǎn)生可見作用的最低量稱為閾。如土壤中某種植物某種植物能夠生長(zhǎng)的最低濕度，生物能夠生長(zhǎng)的最低溫度，植物能夠進(jìn)行光合作用的最低照度等。（一）最小因子定律（Lawoftheminimum）

1840年德國(guó)有機(jī)化學(xué)家JustusVonLiebig在《有機(jī)化學(xué)及其在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)中的應(yīng)用》一書中指出，作物的增產(chǎn)與減產(chǎn)是與作物從土壤中獲得的礦物營(yíng)養(yǎng)多少成正相關(guān)的，“植物的生長(zhǎng)取決于數(shù)量最不足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量”，即處于或接近臨界最小量的物質(zhì)為限制因子，它將限制其它處于良好狀態(tài)因子的效率的發(fā)揮。

限制因子并不限于環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)，還應(yīng)包括其它各種環(huán)境因子；最小因子定律只能在穩(wěn)定的狀態(tài)下，即能量的流入和流出處于平衡狀態(tài)時(shí)適用；在波動(dòng)情況下，難以確定限制因子。沒有考慮生態(tài)因子的交互作用。（二）耐性定律（Lawoftolerance）

1913年美國(guó)生態(tài)學(xué)家V.S.Shelford

在最小定律的基礎(chǔ)上又提出了耐性定律的概念，并試圖用這個(gè)法則來(lái)解釋生物的自然分布現(xiàn)象。他認(rèn)為生物不僅受生態(tài)因子最低量的限制，也受生態(tài)因子最高量的限制，即各種生態(tài)因子對(duì)具體的生物來(lái)說(shuō)，都存在著一個(gè)生物學(xué)的上限和下限，它們之間幅度，就是該種生物的耐性限度（又稱耐性范圍）?？捎靡粋€(gè)鐘型耐受曲線來(lái)表示。生物數(shù)量較多生理適應(yīng)區(qū)低死亡限

高死亡限最適點(diǎn)分布中心最多度最適區(qū)生物不多生理緊張帶沒有生物不能忍受帶環(huán)境梯度種群生殖（生長(zhǎng)）生物對(duì)生態(tài)因子的耐受曲線適宜區(qū)不同生物對(duì)同一生態(tài)因子耐性范圍不同；同一種生物對(duì)不同生態(tài)因子的耐性也不同。

“steno-”為狹窄之意，“eury-”為廣的意思。上述字首與不同的因子配合，就表示物種對(duì)某一生態(tài)因子耐性的相對(duì)程度。例如：狹溫（stenotherm）----廣溫(eurytherm)，狹濕(stenohydric)----廣濕(euryhydric)，狹鹽(stenohaline)----廣鹽(euryhaline)，狹食(stenophagic)----廣食(euryphagic)，狹棲(stenoecious)----廣棲(euryecious)。環(huán)境梯度生長(zhǎng)（生殖）狹生態(tài)幅狹生態(tài)幅廣生態(tài)幅廣生態(tài)幅與狹生態(tài)幅許多生態(tài)學(xué)者對(duì)耐性定律做了補(bǔ)充：（1）生物可能對(duì)一個(gè)因子的耐性范圍廣，而對(duì)另一個(gè)因子的耐性范圍窄；（2）對(duì)所有因子的耐性范圍都很廣的生物，一般都分布很廣。（3）當(dāng)某種生物的某一個(gè)生態(tài)因子不是處于最適狀況時(shí)，對(duì)另一些生態(tài)因子的耐性會(huì)下降。（4）由于生物種群的相互作用經(jīng)常妨礙生物對(duì)最適環(huán)境條件的利用。（5）生物的不同發(fā)育階段耐性范圍不同。（三）限制因子的概念（limitingfactors）

雖然Shelford提出的耐受性定律基本上是正確的，但大多數(shù)生態(tài)學(xué)家認(rèn)為，只有把這個(gè)法則與Liebig的最小因子定律結(jié)合起來(lái)才有更大的實(shí)用意義。這兩個(gè)法則的結(jié)合便產(chǎn)生了限制因子的概念。

生物的生存和繁殖依賴于各種生態(tài)因子的綜合作用，但其中必有一種和幾種因子是限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子，這些關(guān)鍵性因子就是所謂的限制因子。任何一種生態(tài)因子只要接近或超過(guò)生物的耐受范圍，它就會(huì)成為這種生物的限制因子。限制因子律

限制因子概念的主要價(jià)值是使人們掌握了一把研究生物與環(huán)境復(fù)雜關(guān)系的鑰匙，因?yàn)楦鞣N生態(tài)因子對(duì)生物來(lái)說(shuō)并非同等重要，人們一旦找到了限制因子，就意味著找到了影響生物生存和發(fā)展的關(guān)鍵性因子，并可集中力量研究它。五、生物的生態(tài)適應(yīng)性

適應(yīng)：adaptationoradaption

指生物受到環(huán)境的影響而產(chǎn)生的生理或遺傳的反應(yīng)。這種反應(yīng)使生物保持與環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡。

習(xí)慣：habit

用同一條件進(jìn)行反復(fù)影響，則該生物對(duì)這種影響的反應(yīng)就會(huì)逐漸減弱，甚至完全不反應(yīng)。

生理適應(yīng)：physiologicaladaptation是指生物在短期內(nèi)生長(zhǎng)在一定的環(huán)境條件下，通過(guò)生理活動(dòng)的變化來(lái)適應(yīng)環(huán)境變化的現(xiàn)象。趨同適應(yīng)：convergentadaptation不同種類的生物，由于長(zhǎng)期生活在相同的環(huán)境中，通過(guò)變異、選擇和適應(yīng)，在器官形態(tài)等方面表現(xiàn)出相似的現(xiàn)象。趨異適應(yīng)：divergentadaptation指同種生物的不同個(gè)體群，由于分布地區(qū)的差異，長(zhǎng)期接受不同環(huán)境的綜合影響，不同個(gè)體群在形態(tài)生理等方面產(chǎn)生的相應(yīng)的生態(tài)變異。（一）生態(tài)型

1.定義：

同種生物的不同個(gè)體群，長(zhǎng)期生存在不同的生態(tài)環(huán)境和人工培育條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，并經(jīng)自然和人工選擇而形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因類群。是分類學(xué)上種以下的分類單位。2.生態(tài)型類別

生態(tài)型的劃分是根據(jù)形成生態(tài)型的主導(dǎo)因子進(jìn)行的。植物生態(tài)型包括：1.氣候生態(tài)型：這是依據(jù)生物對(duì)光周期、氣溫和降水等氣候因子的不同適應(yīng)而形成的。不同氣候生態(tài)型在形態(tài)、生理、生化上都表現(xiàn)出差異。2.土壤生態(tài)型：在不同土壤水分、溫度和土壤肥力等自然和栽培條件下，形成不同的生態(tài)型。3.生物生態(tài)型：主要是在生物因子如病、蟲等的作用下形成的。

人為因素對(duì)植物的影響最大，作物的品種生態(tài)型就是在人為因素的影響下形成的，以水稻為例，起源于熱帶的野生植物，經(jīng)人類的長(zhǎng)期栽培，使其從野生型變成栽培型，