《农业生态学基础教案(65页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农业生态学基础教案(65页).doc（98页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-农业生态学基础教案-第 98 页绪 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
2、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
3、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。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
4、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。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。
5、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。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
6、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
7、，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
8、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
9、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置。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
10、鱼、鲫鱼等。林药间作松树下种人参、细辛、桔梗等。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。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。生态因子对生物的影响：温、光、水、气。5.农
11、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。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
12、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
13、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
14、业生态系统的调节方式。教学时数：6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
15、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置排列关系。三、系统的功能特点系统
16、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
17、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
18、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，
19、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
20、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。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250450m
21、m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
22、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
23、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
24、是经过人工驯化的农用生物，包括农作物、家畜、家禽、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
25、统的特点（一）农业生态系统与自然生态系统的比较特征农业生态系统自然生态系统净生产力高中等营养变化简单复杂品种多样性少多特种多样性少多矿物质循环开放式封闭式熵高低人为调控明显需要不需要时间短长生境不均匀性简单复杂物候同时发生季节性发生成熟程度未成熟的（为早期演替）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
26、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
27、。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。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
28、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。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
29、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
30、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
31、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。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
32、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
33、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，
34、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
35、净能力。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
36、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。（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
37、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
38、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
39、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。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
40、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、渔比例和配置，用不同种群合理组装，建成新的复合群体，使系统各组成成分间的结构与机能更加协调，系统
41、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置。 （3）确定系统组成在时间上的最优联系方式。要求因地制宜找出适合地区优先发展的突破口，统筹安排先后发展项目。（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
42、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、
43、空间上的配置和物质、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置方式、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；
44、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
45、，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。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。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
46、生了深刻的变化，影响着植物产吕的产量和质量。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。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