農業生態學第一章緒論了解生態學與農業生態學的含義和研究內容，農業生態學的特點等。1、生態學：是研究生物與其環境相互關系的學科。農業生態學：是運用生態學和系統論的原理和方法，把農業生物與其自然和社會環境作為一個整體，研究其中的相互聯系、協同演變、調節控制和持續發展規律的學科。它是生態學在農業領域的分支。2、農業生態學的主要內容：農業生態系統的組成、結構、功能及其調控的原理和技術途徑。3、農業生態學的特點：理論實用性、學科交叉性、研究統一性、宏觀層次性4農業生態學的主要研究內容：①農業生態系統的組成結構②農業生態系統的能量流動及物質循環③農業生態系統的生產力④農業生態系統的人工調控和優化⑤建設生態農業⑥農業資源的合理利用與農業生態環境保護第二章系統重點掌握農業生態系統與自然生態系統在生物構成、環境條件、結構組成與功能、穩定機制、開放程度、生產力、能流特征、養分循環特點及系統服從規律、運行目標等方面的主要區別。（一）系統1、 系統：有互相依賴的若干組分結合在一起，能完成特定功能，并朝特定目標發展的有機整體。2、 一個系統的組成，必須滿足3個條件：第一，系統必須具備兩個以上的構成要素：第二，各要素之間必須具有某種聯系；第三，各要素必須以整體的形式完成特定的功能。3、系統的特征：系統結構的有序性、系統的層次、系統的整體性、系統功能的整合性4、系統的結構（1）系統的邊界：它是區分系統內外的標志。（2）系統的層次：系統不但由多個組分構成，而且常常由不同的層次構成。（3）系統組分的量比關系：構成系統的多個組分在數量上有一定的比例關系。（4）系統組分的空間關系：構成系統的多個組分在空間上有一定的位置排列關系。5、系統有哪些功能特點？答：系統能產生其組分或子系統所沒有的功能，這種特性，通常稱作系統的整合特性。系統的高可靠性質是低可靠原件所沒有的。系統的整體功能是一種整體效應，不但反映各組分的獨立功能，而且反映出各組分之間相互作用產生的新效應。這種新效應可能加強各組分原有的獨立功能，如：狼群捕獵的例子。系統的新效應也可能減弱各組分原有的獨立功能，如：蜂窩中只能有一個蜂王的例子。系統的新效應也可能是各組分原來沒有的，如：蛋白質的酶功能是其組分氨基酸所沒有的。（二）生態系統1、生態系統：生物與生物之間以及生物與其生存環境之間密切聯系、相互作用，通過物質交換、能量轉化和信息傳遞，成為占據一定空間、具有一定結構、執行一定功能的動態平衡整體。簡言之，是在一定空間內的全部生物與非生物環境相互作用形成的統一體。2、 生態系統分為生物組分和非生物組分①生物組分分為生產者、消費者、分解者②非生物組分為：太陽輻射、無機物質、有機物質、土壤3、生態系統的基本特征：①是生態學的一個主要結構和功能的單位，屬于生態學研究的最高層次。②生態系統內部具有自我調節的能力，但這種自我調節能力有限度的。③生態系統的三大功能：能量流動，物質循環，信息傳遞。④生態系統各營養級的數目通常不超過6個。⑤生態系統是一個動態系統，其早期階段和晚期階段具有不同的特性。4、生態系統的特點有哪些？答：生態系統也是系統，因此具有系統的共性。然而，生態系統又是含有生物的系統，因此還具有區別于一般系統的特性：（1）在組成成分方面，不僅包括各種無生命的物理、化學成分，還包括有生命的生物成分，生物群落是生態系統的核心。（2）在空間結構方面，生態系統大多與一定的地理組成相聯系，具有明顯的地域特征。（3）在時間變化方面，生態系統中的生物組分具有生長、發育、繁殖和衰亡的時間特征，使生態系統具有從簡單到復雜，從低級到高級的演變發展規律。(4)在內部功能方面，生態系統主要靠三大類群生物（生產者、大型消費者和小型消費者）協調的能量轉化和物質循環過程完成。這種聯結使得系統內生物之間、生物與環境之間處于一種動態平衡關系。（5）在外部關系方面，所有自然生態系統都是開放系統，通過不斷地從外界輸入物質和能量，經過轉化變為各種輸出，從而維系著系統的有序狀態。4、生態系統的特點：①組分上：無生命和有生命；②結構上：具有明顯的地域性、動態性③時間變化上：簡單到復雜、低級到高級④功能上：組分間不斷進行能量轉換與物質循環、使系統處于一種動態平衡的狀態⑤外部關系上：開放系統、物質能量交換5、 生態系統的結構系指生態系統中組成成分及其在時間、空間上的分布和各組分間的能量、物質、信息流的方式與特點。6、生態系統的結構包括物種結構、時空結構和營養結構7、生態系統具有能量流動、物質循環和信息傳遞3大功能8、 生態系統的主要類型(1)按環境分：海洋生態系統、森林生態系統、草原生態系統、淡水生態系統(2)按人類干預程度分：自然生態系統、人工生態系統、半自然生態系統（三）農業生態系統1、 農業生態系統：在人類的積極參與下，利用農業生物和非生物環境之間以及農業生物種群之間的相互關系，通過合理的生態結構和高效的生態機能，進行能量轉化和物質循環，并按照人類社會需要進行物質生產的綜合體。2、農業生態系統的特點：①受人控制②凈生產力高③組成要素簡化，自我穩定性較差④開放性⑤受自然與社會“雙重”規律制約⑥明顯的區域性農業生態系統基本功能：（1）能量流（2）物質流（3）信息流（4）價值流4、生態系統的結構：指生態系統組分在時間、空間上的配置及組分間的能物流順序關系。（1）物種結構：生物種群組成及它們之間的量比關系；（2）空間結構：生物群落在空間上的垂直和水平格局變化；（3）時間結構：生態區域內各生物種群生活周期在時間分配上形成的格局；（4）營養結構：生態系統中生物堿構成的食物鏈和食物網結構。（四）農業生態系統與自然生態系統的比較：1.生物構成方面：（1）農業生態系統中的生物是經人工馴化培育的農業生物以及與之相關的生物，而自然生態系統中的生物是特定環境下經生物種群間、生物與環境間長期相互適應形成的自然生物群落（2）農業生態系統的生物種類結構單一，物種多樣性低于自然生態系統。2.環境條件方面農業生態系統的環境條件受到人類的調控與改造，以便農業生物能夠更加高效地轉化出人類所需的各種農副產品3.結構與功能方面農業生態系統的結構組成既包含了自然生態系統的組分又包含了社會經濟因素的組分。4.穩定機制方面自然生態系統物種多樣性十分豐富，生物之間、生物與環境之建立了復雜的食物鏈與食物網，形成了自然的自我調節穩定機制，保證自然生態系統相對穩定發展農業生態系統因生物種類減少，食物鏈結構變短，自然調節的穩定機制被削弱，系統的自我穩定性下降。5.生產力特點農業生態系統具有較高的生產力和較高的光能利用率。6.開放程度方面兩者均是開放性的系統，但農業生態系統要高于自然生態系統。7.能流特征方面因農業生態系統是一個具有大量輸入與輸出的開放系統，系統內自我維持的能量很少。8.養分循環方面農業生態系統養分循環的特點：具有較高的養分輸出率與輸入率，養分庫存量較低，但流量大、周轉快；9.服從規律方面農業生態系統的存在與發展同時受到自然與社會經濟規律即雙重規律的支配。10.運行的“目標”方面自然生態系統運行的“目標”是自然資源的最大限度生物利用，并使生物現存量達到最大；農業生態系統運行“目標”是使農業生產在有限的自然與社會條件制約下，最大限度的滿足人類的生存和持續發展的需要。農業生態系統的結構水平結構：①農業生態景觀與農業生態系統的水平結構。景觀多樣性，邊緣效應與生態交錯帶。生態交錯帶：在景觀中不同斑塊連接之處的交錯區域。②不同自然壞境條件對農業生態系統水平結構的影響。③農業區位和社會經濟條件對農業生態系統水平結構的影響。垂直結構①自然地理位置與農業生態系統的垂直結構。②農田立體模式。③水體立體模式。④養殖業立體模式。⑤農林立體模式。營養結構①食物鏈：生物成員之間通過取食與被取食的關系所聯系起來的鏈狀結構。②食物網：生態系統中不同種類的生物相互交錯形成復雜的網狀結合。捕食食物鏈：從綠色植物開始，到草食動物，再到肉食動物的一條以活的有機體為營養源的食物鏈；腐食食物鏈：以死的有機體或生物排泄物為營養源，將有機質分解為無機物的食物鏈；寄生食物鏈：由寄生成員通過計生關系聯系起來的鏈條；混合食物鏈：由腐生、寄生、捕食等多種成員聯系起來的鏈條。食物鏈加環有什么作用（1）提高農業生態系統的穩定性。通過在農業生態系統中引入捕食性昆蟲或動物這樣的營養級，就可以抑制蟲害的發生，大大減少由于病蟲害而造成的經濟損失，提高農業生態系統的穩定性。（2）提高農副產品的利用率。一般農作物只有20%~30%的主產品可供人類直接食用，而70%~80%則為副產品。如果在其中加入新的食物鏈環節，這一部分副產品也可供其他動物或菌類利用，并制造出更多的次級產品，為人類提供更多的食物，從而提高農副產品的利用率和經濟效益。（3）提高能量的利用率和轉化率。生態系統中，食物鏈中下一個營養級只能部分地利用上一個營養級所儲存的有機物質和能量，而總有一部分未被利用，適當增加新的生物組分則可提高物質和能量的利用率。食物鏈加環有哪些類型？答：食物鏈加環的主要類型有：（1）生產環。它又可分為一般生產環和高效生產環兩種。（2）增益環。（3）減耗環。（4）復合環。（5）加工環。加工環有傳統加工型、多次加工型和農工商結合型3種類型。什么是食物鏈解列？通常用在哪些方面？食物鏈解列，是指在有毒物質在食物鏈上富集達到一定程度時，使其與到達人類的食物鏈中斷聯系。食物鏈解列通常用在以下方面：（1）污染土壤處理。在受污染的土壤上種植非食用的用材林、薪炭林等林木和花卉等觀賞植物，還可用來生產纖維用的各種麻類作物，使污染物離開食物鏈。（2）污水處理。利用水生植物處理城市污水、生活污水和工業廢水，可減輕有毒物質對人體、畜禽的危害。時間結構①作物套作。小麥玉米套作、麥棉綠肥間套作、小麥玉米甘薯套作、以糧為主，間套瓜菜、果農套作，以短養長。②輪作、輪養。作物的輪作（大田作物輪作：水旱輪作、旱地輪作。蔬菜作物輪作）；稻魚輪作；動物的輪養和套養。③農業生產模式的演替√第三章生物種群重點掌握生物種群的特征、增長類型及特點，生物種群數量變化原因及調節方式，生物種群進化過程中的生態策略選擇。掌握種群間的相互作用關系及其在農業生產中的應用（一）種群的概念與特征1、種群：是指在某一特定時間中占據某一特定空間的一群同種的有機體的總稱，或者說一個種群就是在某一特定時間中占據某一特定空間的同種生物的集合體。種群是物種存在的基本形式，又是組成生物群落的基本單位2、種群的基本特征：①空間特征：指種群有一定的分布區域和分布方式。②數量特征：指種群具有一定的密度、出生率、死亡率、年齡結構和性比。③遺傳特征：指種群具有一定的一船組成，而且有隨著時間進程改變其遺傳特性的能力，即進化適應能力。④系統特征：種群是一個自組織。自調節的系統。（二）種群結構1、種群的大小和密度種群大?。菏侵敢欢娣e或容積內某個種群的個體總數。種群密度：是指單位面積或容積內某個種群的個體總數。粗密度：又稱天然密度，是指單位空間某個種的實際個體數量或生物量。生態密度：是指單位單位棲息空間某個種群的個體數量或生物量。2、種群的年齡結構和性比齡級比：若一個種群中的不同個體具有不同的年齡，則可按一定的年齡分組，統計各個年齡組個體數占種群總個體數的比率，稱齡級比。①增長型種群。其年齡結構呈經典的金字塔形，種群中有大量的幼體和極少的老年個體。種群的出生率大于死亡率。②穩定型種群。每一齡級的個體死亡數接近進入該齡級的新個體數，種群數量相對穩定。③衰退型種群。種群中幼體比例很小，而老年個體比例較大，出生率小于死亡率。種群趨于衰退甚至消失。性比：是指一個雌雄異體的種群所有個體或某個齡級的個體中雄性對雌性的比率。3、種群的出生率和死亡率4、種群的內稟增長率與環境容納量種群的內稟增長率：在沒有任何環境因素（食物、領地和其他生物）限制的條件下，由種群內在因素決定的穩定的最大增值速度稱為種群的內稟增長率。環境阻力：是指妨礙種群內稟增長率實現的環境限制因素的總和。環境容納量：在一個生態系統中有限的環境條件下種群所能達到的穩定的最大數量（或最大密度），稱為系統對該種群的環境容納量，常用K表示。5、種群的空間分布和阿利氏原則種群分布基本類型：①隨機的②均勻的③成叢的（聚集的）阿利氏群聚原則：是指每個生物都有自己最適的密度，過疏和過密都產生限制影響的這一原則。（三）種群動態1、生命表和生命曲線生命表又稱為壽命表或死亡率表，它可用來綜合評定種群各年齡組的死亡率和壽命，預測某一年齡組的個體能活多少年，還可以看出不同年齡組的個體比例情況。依據生命表可以繪制存活曲線。存活曲線是反映種群在每個年齡級生存的數目。存活曲線通常分為三種基本類型。A型：凸型的存活線。表示種群在接近生理壽命前，死亡率一直很低，直到生命末期死亡率才升高。大型動物包括人類。B型：呈對角線的存活曲線。各個時期的死亡率是相等的。C型：凹型的存活曲線。幼體的死亡率很高，以后的死亡率低而穩定。2、生物種群的增長類型與特點①種群在無環境限制條件下的指數式增長：特征：種群在不受環境條件限制下，即食物充足，無種內競爭，無天敵，具有穩定的年齡結構，并且光、溫、濕等環境條件處于最適狀態，種群以指數方式增長，此時的種群增長率最大，稱為內稟增長率。種群的增長率穩定不變，不受種群自身密度的影響，分為離散種群增長型和連續種群增長型。指數型增長一般發生在生物種群增長的初級階段，環境條件或資源相對豐富。②種群在環境制約下的S型曲線增長模型特征：種群在一定的生態系統中，因各環境因子的綜合作用，使種群的數量處于一個相對穩定的最大數量。種群數量低于K值時，種群數量將增加，種群數量超過K值時，種群數量將下降。①種群在無環境限制下的指數式增長時代分離的種群，其增長呈不連續狀態。時代重疊的種群，其增長呈連續狀態。指數增長只是短期的，只有空間和資源對種群數量相對沒有任何限制的情況下才能表現出來。②種群在環境制約下的邏輯斯蒂增長在自然條件下，環境條件總是有限的。在有限的環境條件下，開始時因為種群數量少而增長緩慢，隨后逐漸加快，但不久之后，由于種群對有限空間資源和其他生活必需條件的種內競爭加劇，環境阻力的逐漸增加，增長速度又開始逐漸下降，直到種群數量達到環境容納量（K）并維持下去。由于環境的阻力的逐漸增加的，故增長曲線呈S型。生物種群的增長類型分為指數型增長和s型曲線方程型增長。（四）生物種群數量變化原因及調節方式1、種群波動的原因（1）非密度制約：與數量無關的因素，如溫度、降水、食物來源（2）密度制約：①種內競爭食物和領地②某些特殊生物種的增長，對心理抑制使種群不能繁殖過多③捕食者與獵物者之間的反饋控制作用④治病的病原菌和寄生物對種群的影響1、種群數量變化的原因。外因：無機環境，種間競爭，天敵，人類干涉。內因：內部的自我調節2、種群的數量動態（種群數量波動類型）①種群增長：自然種群數量變動中J型和S型增長均可見到，J型增長可以視為是不完全的S型增長②季節消長：自然種群數量變動存在著年內（季節消長）和年間的差異③不規則波動：波動無周期性，數量也極不穩定（例子馬世駿研究東亞飛蝗在我國大發生）④周期性波動：例子旅鼠、北極狐3-4年周期，美洲兔、加拿大猞猁9-10年周期⑤種群的爆發：具有不規則或周期性波動的生物都可能出現種群的爆發例子農業生產中最聞名的爆發是害蟲和害鼠⑥種群的平衡：種群較長期地維持在幾乎同一個水平上⑦種群的衰落和死亡：種群長久處于不利條件下（人類過度捕獵或棲息地被破壞），其數量會出現持久性下降，即種群衰落，甚至死亡。個體小，出生率低，生長慢，成熟晚的生物，最早出現此種情況⑧生態入侵：由于人類有意識或無意識地把某種生物帶入適宜其棲息和繁衍的地區，種群不斷擴大，分布區逐步穩定地擴展，這種過程稱生態入侵3、種群數量調節方式：種群調節是指種群數量的控制。①密度制約。密度制約是指通過密度因子對種群大小的調節過程。通常認為密度制約是生物因素引起的。諸如寄生、病原體、食物短缺、捕食等。分為種內調節和種間調節。②非密度調節。主要指非生物因子（包括氣候因素，污染物，化學因素）對種群大小的調節。③農業有害生物種群的綜合防治。盡可能協調地應用一切合適的技術和方式，使有害生物種群數量保持在低于經濟損失水平以下的有害生物管理方法。種內調節：任何種群密度過高對自身均是有害的，所以種群的進化趨勢是在環境容納量水平以下，調節著自身的密度。（行為，生理，遺傳）種間調節：捕食，寄生和種間競爭共同資源等因子均對種群的密度產生制約作用。（五）種群間的相互作用種群間的相互作用包括正相互作用和負相互作用。1、正相互作用有偏利共生、互利共生和原始協作。①偏利共生：指相互作用的兩個種群一方獲利，而另一方則沒什么影響。②互利共生：是一種專性的、雙方都有利并形成相互依賴和能直接進行物質交流的共生關系③原始協作：兩種生物在一起，彼此各有所得，但兩者之間不存在依賴關系。2、負相互作用有競爭、寄生以及捕食。④競爭：兩個生物爭奪同一對象而產生的對抗作用。④直接干涉型⑨資源利用型。⑤捕食：一種物種成員取食另一物種成員的現象。⑥寄生：一種寄生者寄居在另一種寄主的體內或體表，從而攝取寄主的養分以維持生活的現象。（競爭排斥原理（高斯原理）：是指具有相同生態位的不同物種，在同一生境中不能長期共存。）（協同進化：指在種間相互作用的影響下，不同種生物間相關性狀在進化中得以形成和加強的過程。）⑦偏害作用：種群1受到抑制，種群2不受影響。⑧中性作用：兩個種群彼此都不受影響。3、次生代謝產物在種間關系中的作用化感作用：植物（包括微生物）通過向環境中釋放化學物質從而對鄰近植物（或微生物）的生長和發育產生抑制或促進作用，這種影響可以是直接的，也可以是間接的。4、種群間相互關系在農業生產中的應用①建立人工混交林、林糧間作，農作物間套種②稻田養魚、養萍，稻魚、稻萍混作③蜜蜂與蟲媒授粉作物的互利作用④生物防治病蟲害及雜草（六）生物對策1、生態對策：是指生物為適應環境而朝不同方向進化的“對策”，也即生物以何種形態和功能特征的適應而在其生境中生存和繁衍后代。2、生態策略選擇：r選擇：在環境不穩定和自然災害經常發生的地方，只有較高的繁殖能力才能補償災害所造成的損失。故在不穩定的環境中，誰有較高的繁殖能力就對誰更有利。所以居住在不穩定環境中的物種，具有較大的Ym是有利的，有利于增大內稟增長率的選擇稱為r選擇。k選擇：在氣候條件穩定，自然災害罕見的地方，生物的繁衍有可能接近環境容納量，故在穩定的環境中，誰能更好地利用環境承載力，達到更高的K，對誰就有利。3、生態對策的比較K-對策生物（K-對策者）：屬K-對策的生物①個體大，壽命長，存活率高，適應于穩定的棲息環境，不具較大的擴散能力②種群密度比較穩定，種群的數量通常是穩定在環境容納量（K）的水平或附近③種間競爭能力比較強，但繁殖率低，遭到激烈變動或死亡后，返回平衡水平的自然時間較長，容易走向滅絕。如喬木和大型肉食動物。r-對策生物（r-對策者）：屬r-對策的生物①個體小，壽命短，存活率低，但具有較高的生殖率，具有較大的擴散能力，適應于多變的棲息環境②種群數量經常出現大起大落的突發性波動③競爭能力弱，但繁殖率高，返回平衡水平的反應時間較短，滅絕的危險較少。如昆蟲和雜草。4、生態對策在農業上的應用利用k對策生物能穩定環境與r對策能迅速適應變化了的環境的特點，在農業生態系統中適當配置r-k對策譜系的物種可以提高系統的生產力。如利用浮游生物、蚯蚓、食用菌、蠶等生活周期短，繁殖快的特定，加速系統的物質循環利用，減少養分流失，增加產品產出；利用多年生林果，竹木等以穩定農業生態環境。大量的農作物，家禽屬于中間類型。√第四章生物群落重點掌握生物群落結構理論及其農業應用，生態位理論與應用，群落演替與頂極群落理論的應用。（一）生物群落的概念與特征1、生物群落：是指在一定地段或生境中各種生物種群所構成的集合。2、群落的基本特征：①具有一定的種類組成。群落是由一定的植物、動物和微生物種類組成的。②具有一定的結構。群落本身具有一定的形態結構和營養結構。③具有一定的動態特征。群落不斷運動。其運動形式包括季節變化、年際變化、演替與演化。④不同物種之間存在相互影響。一個群落的形成和發展必須經過生物對生物的適應和生物種群的相互適應。⑤具有一定的分布范圍。任何一個群落只能分布在特定的地段和生境中。⑥形成一定的群落環境。生物群落所其居住環境產生重大影響。⑦具有特定的群落邊界特征。在自然條件下，有的群落有明顯的邊界，有的邊界不明顯。3、生物群落的種類組成及其數量特征組成1.生態優勢種2.亞優勢種3.伴生種4.偶見種或稀見種數量特征：種的個體數量指標和種的綜合數量指標種的個體數量指標包括多度、密度、蓋度、頻度、高度、體積、重量1.種的個體數量指標：多度、密度、蓋度、頻度、高度、重量2.種的綜合數量指標：優勢度、重要值、綜合優勢比、物種多樣性有關多樣性的指數（香農-威納指數、辛普森指數）（二）群落的結構1.群落的水平結構群落的水平結構是指群落的在水平方向上的配置狀況或水平格局，也稱為群落的二維結構。在多數情況下群落內各物種常常形成局部范圍相當高密度集團的片狀分布或斑塊狀鑲嵌?？刂妻r業生物群落的水平結構有以下兩種基本方式。①在不同的生境中因地制宜選擇合適的物種，宜農則農，宜林則林，宜牧則牧。②在同一生境中配置最佳密度，并通過飼養、栽培手段控制密度的發展。2.群落的垂直結構群落的垂直結構包括不同類型群落在海拔高度不同的生境上的垂直分布和同一群落內部不同類型物種及不同個體的垂直分層兩個方面。3.群落的時間結構光、溫度和水分等很多環境因子有明顯的時間節律（如晝夜節律、季節節律），受這些因子的影響，群落的組成和結構也隨時間序列發生有規律的變化。這就是群落的時間結構。它包括兩方面的內容，一是自然環境因素的時間節律所引起的群落各物種在時間結構上相應的周期變化；二是群落在長期歷史發展過程中，由一種類型轉變成另一種類型的順序變化，亦即群落的演替。群落結構在農業中的應用：①塘的養殖密度、草場的放牧量等都對群落的水平結構及產量有重要影響②生物群落的成層性使單位面積內能容納更多的生物種類和數量，產生更多的生物物質，同時以復雜的營養結構維持著系統的相對穩定，為人類合理栽培作物群落提供了可貴的依據。如魚的分層放養③調節農業生物群落時間結構的主要方式是復種、套種、輪作和輪養、套養4、群落的交錯區和邊緣效應群落交錯區：是兩個或多個群落或生態系統之間的過渡區域邊緣效應：由于生態環境的過渡性，不同斑塊間能量、物質和信息交流頻繁，生物數量繁多，生產力較高。由于群落交錯區生境條件的特殊性、抑制性和不穩定性，使得毗鄰群落的生物可能聚集在這一生境重疊的交錯區域中，不但增大了交錯區中物種的多樣性和種群密度，而且增大了某些生物種的活動強度和生產力。邊緣效應應用：在海洋和陸地的交接處即海岸帶和三角洲地區，人們利用邊緣效應，適當增加森林和草原的交接處，以保護和增殖野生動物，充分利用水陸交接處的邊緣效應發展灘涂養殖，生產海帶、紫菜、裙帶菜、石化菜和各種貝類、魚、蝦等，利用城鎮與農村交接處農業生產集約化程度較高的特點發展獨具特色的城郊型農業。（三）生態位理論與應用1、生態位：生物完成其正常生活周期所表現的對特定生態因子的綜合適應位置。（空間生態位、營養生態位、基礎生態位）2、生態位理論（1）生態位寬度也稱生態位廣度或生態位大小，指被一個有機體單位所利用的各種各樣不同資源的總和（2）生態位重疊和競爭①競爭排斥原理：自然界對環境要求很相似的兩個物種大都不能長期共存，為食物或生活資源而競爭遲早會導致競爭力弱的物種部分滅亡或取代②生態位分異：對環境資源的不同利用使得不同的物種同時存在于同一區域，這種現象稱為生態位分異③生態位重疊：生態位之間的重疊現像3、生態位理論說明：①同一生境中，不存在兩個生態位完全相同的物種。②同一生境中能夠生存的相似物種相似性有限，會發生生態位分離。③為了減緩競爭，同一生境中同時存在兩個或多個物種時，盡量選擇生態位上有差異的類型。4、生態位理論應用：①生態恢復，改造人工林。人工草皮最好的辦法就是把植被中空缺的生態位利用起來，增加適合本地生長的喬灌草品種，最后通過群落演替形成適合本地環境條件的植被。②生態農業實踐。可以通過增加或創造生態位，延長食物鏈的方式，提高群落的資源效率和生態效益。③生態位理論已經在工業、生態規劃、建筑設計、經濟、教育、政治等多個領域得到了廣泛的應用。（四）群落演替群落演替是指生態系統內的生物群落隨時間的推移，一些物種消失，另一些物種侵入，群落組成及其環境向一定方向產生有順序的發展變化。1、群落演替的原因（影響群落演替的因素）（外因，內因）①植物繁殖體的遷移、散布和動物的活動。遷移能力強，定居能力強者可以成為群落中的一員，反之不能占領環境。②群落內部環境的變化。前期的群落創造了群落的環境，為后繼的群落進入鋪好道路，但自己由于不適應而逐漸退出。③種內和種間關系的改變：群落隨生物密度增加而競爭變得激烈，導致競爭處于劣勢者空間縮小，甚至退出群居，強者留下。④外界環境條件的變化。氣候、地貌、土壤等環境因素的變化導致群落演替發生相應的變化。⑤人類活動。人類生產和生活過程(砍伐，墾荒，火燒等）都可使生物群落改變面貌。2、群落演替的一般過程：①物種遷移②定居③群聚④競爭與反應⑤穩定3、群落演替的類型（1）按演替的起始條件劃分①原初演替是指在從未有過生物的裸地上開始的演替。②次生演替則是在原有生物群落被破壞后的地段上進行的演替，如全伐后的林跡地、棄耕后的農田都會發生次生演替。（2）按基質的性質劃分①旱生演替系列（地衣群落階段、苔蘚群落階段、草本群落階段、木本群落階段）②水生演替系列（自由漂浮植物階段、沉水植物階段、浮葉根生植物階段、直立水生植物階段、濕生草本植物階段、木本植物階段）按演替的主導因素劃分①內因演替（最基本最普遍的形式）②外因演替4.群落演替的趨勢①群落中生物種類隨演替而變換；②群落總生物量隨演替而增多，同時自養者和異養者呼吸消耗也在不斷增加，因而群落的凈生產量，在演替的前期比較多，而后期較少甚至為零；③隨群落演替可溶性物質增多：糖、氨基酸等不斷積聚，并產生各種代謝產物，如抗生素、維生素。這些物質對生態系統的發展也有一定調節作用。④營養物質N,p,k,ca等的物質循環的封閉程度隨演替而增大，使生態系統保持養分的能力增強；⑤由于物種的多樣性，物質循環的封閉性和各種化學物質調節座的加強，使生態系統的穩定性隨演替而提高5.群落演替原理理論應用①建立包括多年生木本植物的混交群落（避免結構單一，減少輔助能輸入）②模仿自然頂級的人工群落（喬灌草）③利用和仿照自然演替過程建造農業生態系統（先鋒種）6、頂級群落（單元頂級學說，多元頂級學說，頂級格局假說）（1）頂級群落：是生態系統中的生物群落通過復雜的發展演替，達到最后成熟階段的群落是與周圍物理環境取得相對平衡的穩定的群落。（2）頂級群落的主要特征：①生物量高②總生產量/群落呼吸?、蹆羯a量低④群落結構和食物鏈（網）復雜⑤物種多樣性和生物多樣性高⑥群落穩定性高（3）頂級群落在理論上應具有以下主要特征：①它是一個在系統內部和外部，生物與非生物環境之間已達平衡的穩定系統②它的結構和組成已相對恒④頂級群落如無外來干擾，可以自我延續地存在下去③有機物的年生產量與群落的消耗量和輸出量之和達到平衡，沒有生產量的凈積累，其現存量上下波動不大（4）群落演替理論在農業生產中的應用①對撂荒地植物被演替的控制②農田土壤肥力變化與作物演替的利用③模仿群落演替的人工模擬群落④建立仿自然演替群落結構的人工群落⑤農田雜草防除先鋒種：在演替過程中，早期出現的物種。優勢種：在群落的每個層中占優勢的種類，即個體數量多，生物量大，枝葉覆蓋地面的程度也大，生活能力強，并對其他植物和群落環境產生很大影響的生物種類。建群種：優勢種中的最優秀者，即蓋度最大，占用最大空間，因而在建造群落和改建環境方面最突出的生物種。頂級種：在頂級群落中出現的物種。種類組成的性質分析：1、優勢種：對群落的結構和群落環境的形成有明顯控制作用的植物種。2、亞優勢種：指個體數量與作用都次于優勢種，但在決定群落性質和控制群落環境方面仍起著一定作用的植物種。在復層群落中，它通常位于下層。3、伴生種：伴生種為群落常見種類，它與優勢種相伴存在，但不起主要作用。4、偶見種或稀見種：偶見種是那些在群落中出現頻率很低的種類，多半是由于種群本身數量稀少的緣故。農業作物群落的特點：①能量上，凈生產量較高②養分循環上開放，循環比例低，養分流通快③物種結構簡單，趨于單一化⑤抗變穩定性較差，易受自熱災害影響群落的結構要素：1、生活型：不同種生物，由于長期生存在相同的自然和人為培育環境條件下，發生趨同適應，并經自然選擇和人工選擇后形成的具有類似形態、生理和生態特性的物種類群，稱為生活型。植物的生活型類型：高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隱芽植物、一年生植物。2、生長型：根據植物的可見結構分成的不同類群。生長型反映植物生活的環境條件，相同的環境條件具有相似的生長型，是趨同適應的結果。層片：是群落的結構單元，具有一定的生態生物學一致性和一定小環境的種類組合。層可能屬于一個層片，也可能屬于不同的層片。生物與環境的關系掌握農業生態系統生態因子的作用與特征，農業生態系統生物因子的生態作用與特征，環境因子與生物間的關系及遵循定律，生物生態適應性的表征。了解生態位理論在農業生態系統中的應用。環境因子的生態作用一．概念1、環境：作用于生物個體或群體的外界條件的總和，包括生物生存的空間，維持其生命活動所必須的物質能量，即環境包括自然環境和社會環境。2、生態系統中有生態因子和生存因子。生態因子：一切影響生物生命活動的因子叫生態因子。有氣候因子，土壤因子和生物因子，地形因子，人為因子生存因子：生物生存不可缺少的因子。自然資源因子：在生態因子中，可作為原料和能量輸入系統并能在系統中轉換為生物產品的因子。二．環境因子的生態作用生態因子的作用：包括光，溫，水等氣候因子的生態作用，土壤自然體、土壤化學和土壤物理的生態作用。A． 氣候因子（一）光的生態作用：體現在光質，光量（光照強度），光照時間三方面。對植物的作用1．光照強度：對植物細胞的增大，分化，體積增長，重量增加關系密切；可促進組織和器官的分化，制約器官的生長發育速度，使植物各器官和組織保持發育上的正常比例；對植物繁殖影響很大等2．光照時間：日照長度對植物繁殖特性有影響；與植物分布和起源有關系；對植物休眠，地下儲藏器官形成有影響。對動物的作用1．光質中可見光對動物的生殖，體色變化，遷徙，羽毛更換，生長發育等都有影響。2．光照強度對動物的生長發育和形態建成具有重要影響。3．光照時間對動物繁殖存在不同作用。（二）溫度的生態作用溫度的節律性：地球上的不同地區與太陽的相對位置不同，而且相對位置不斷發生變化，這些變化是有規律性的，稱為溫度的節律性。1． 溫度及其變化對生物的分布體征有重要作用。2． 溫度影響生物體內生理生化反應。在一定范圍內一般每升高10。C可使生物反應速率增加2-3倍，這叫范特賀定律。把維持生物正常生育的最高溫度稱為最大有效溫度：使各種生物作用反應速率進行的最快的溫度稱為最適溫度。（三）水的生態作用1．水是生物生長發育的重要條件。表現在；①水是生物體的組成成分；②水作為溶劑，參與生物代謝；③水硬性生物產品的品質。2．水對動植物數量和分布有影響。3．水可對生物分類、水生生物和陸生生物等。綜合以上所得，氣候因子與生物的關系表現在對生物的形態、結構、生理生化反應、生長發育、數量分布、和質量特征等不同方面。B． 土壤因子土壤的生態作用主要表現在土壤自身、土壤化學、土壤物理性等對土壤生物區系及其分布的影響。（一）土壤自然體的作用1．是許多生物的棲息的場所。2．生物進化的過渡環境。3．植物生長的基質和營養庫。4．污染物轉化的重要場地。（二）土壤化學性質的生態作用PH值的作用：1．直接影響植物代謝。2．間接影響植物對養分的吸收。3．對植物病害加以控制。4．微生物的活動，有機質合成與分解，營養元素的轉移與釋放，微量元素的有效性，土壤保持養分的能力，植物生長等，都與PH值有關。有機質的生態作用：主要來源于綠色植物，其次是土壤中的微生物和動物，可調節土壤物理性質及生物狀況。礦物元素的生態作用：植物生命活動的重要物質基礎。（三）土壤的理化性質1．土壤溫度。對植物的影響有：影響植物種子的萌發和扎根出苗;制約土壤鹽類的溶解度、氣體交換和水分蒸發、有機物的分解和轉化。2．土壤水分。3．土壤空氣。三．生態因子作用的一般特性：②主導因子性：發揮作用的諸多因子是非等價的，其中必有一個或幾個因子起決定性作用。③同等重要性和不可替代性：這些生態因子作用各具其重要性，是不可替代的，但在一定程度上可以補償。④階段性：不同階段需要不同的生態因子。⑤直接性：生態因子具有直接作用和間接作用。四．環境與生物的關系：從生態因子的作用特征歸納出環境與生物的關系表現為媒質關系和基底關系。1、環境與生物的媒質關系媒質：介質/媒介物，是一種與生物直接接觸，包圍在生物體四周的物質，水和空氣是最基本的媒質。2、環境與生物的基底關系基底：指可供生物居住和活動的物體表面，與媒質有異同。生物對基底的反應：向性與趨性、向觸性、驅觸性。第二節．生物的生態作用（一）土壤生物的生態作用，主要作用和影響。1. 促進了土壤的形成。2.改善土壤的物理性能。3.提高了土壤質量。4.對土壤覆蓋層的影響。（二）森林的生態作用（最大的初級生產者）主要作用：1. 涵養水源、保持水土。2.調節氣候、增加雨量。3.防風固沙、保護農田。4.凈化空氣、防止污染。5.降低噪音、美化大地。6.提供燃料、增加肥源。（三）淡水生物的生態作用（主要作用）吸收水中各種礦質養分，保持水土的潔凈程度，增加水體的溶氧量，對水質理化特性的變化起主導作用，形成水域生態系統的初級生產力。（四）草原、草山生物的生態作用主要生物：天然牧草、人工牧草、草食牲畜，還有多種其他動物、植物和土壤微生物。作用：改善土壤、增加植被覆蓋度、涵養水分、保持水土、固定流沙。（五）農田生物的生態作用，對無機環境產生影響1. 對土壤肥力的影響。2.對水土保持的影響。3.對農田氣候的影響。4.對凈化環境的作用。（六）生物因素作用的一般特征1.生物因素對某個物種的影響，只涉及種群中某些個體，很少情況下，才出現一個地區種群的全部個體被某種生物取食的現象。2.對于生物種群影響的程度常與種群的密度有關。3.生物因素之間的關系復雜，在相互作用，相互制約中產生了協同進化。4.生物因素直接涉及到兩個物種/與鄰近密切相關物種之間的關系。（七）環境與生物關系的基本規律（環境對生物的制約）李比希最小因子定律。低于某種生物的最小需要量的生態因子，成為該生物生存的限制因子。謝爾福德耐受性定律。任何一個生態因子在數量上或質量上的不足或過多，即當其接近或達到某種生物的耐受限度時會使該種生物衰退或不能生存。生活型和生境（1）生活型：不同種生物，由于長期生存在相同的自然生態和人為培育環境條件下，發生趨同適應，并經自然選擇和人工選擇后行成的，具有類似形態、生理和生態特性的物種類型，稱生活型。①高位芽植物②地上芽植物③地面芽植物④地下芽植物⑤一年生植物生境：在環境條件的制約下，具有特定生態特性的生物種和生物群落，只能在特定區域中生存，這個小區域稱該生物種或生物群落的生境。生境也稱棲息地。第三節生物的生態適應性生態適應性：生物在生存競爭中為適應環境而形成的特定性狀的一種表現。趨同適應：親緣關系相當疏遠的生物，由于長期生活在相同的環境之中，通過變異、選擇和適應，在器官形態方面出現很相似的現象。趨異適應：指同種生物的不同個體群，由于分布地區的差異，長期受不同環境條件的綜合影響，不同個體群之間在形態，生理等方面產生的相應的生態變異。1、生態型：同種生物的不同個體群，長期生存在不要同的生態環境和人工培養條件下，發生趨異適應，并經自然和人工選擇而分化，形成的生態，形態和生理特性的基因型類群，稱生態型。①氣候生態型：長期適應不同的光周期、氣溫和降水等氣候因子而形成的各種生態型。②土壤生態型：長期在不同的土壤水分、溫度和肥力等自然和栽培條件的作用下分化而形成的土壤生態型。③生物生態型：主要在生物因子的作用下形成的生態型。2、生態位：生物完成其正常生活周期所表現的對特定生態因子的綜合適應位置。環境對生物制約的規律。生物對環境的制約是如何反應的？答：生物的生長離不開環境，它需要不斷從環境中獲得物質和能量以維持生命活動。地球之所以生機勃勃，是因為它具有生物生長發育所需要的環境。一方面生物必須從自然環境中獲取必需的能量和物質，因此環境對生物的分布與生長起著限制和制約作用；另一方面，生物也通過特定的形態、生理和生物化學的機制不斷適應環境的變化。此外，生物還能通過不同的途徑不斷地主動影響和改造環境。環境對生物的制約規律有：（1）最小因子定律，環境中，相對穩定狀態下，某一數量最不足的營養物質，由于不能滿足作物生長的需要，不但會限制作物的生長，同時也會限制其他處于良好狀態的因子發生。（2）謝爾福特耐性定律，環境中，在生物的生長和繁殖所需要的眾多生態因子中，任何一個生態因子在數量上的過多、過少或質量不足，都會成為限制因子。（3）生活型，由于環境對生物的限制作用，不同種的生物長期生存在相同的自然生態條件和人為培育條件下，會發生趨同時應，經過自然選擇和人工選擇形成具有類似形態、生理和生態特性的物種類群。（4）生境，在環境條件的制約下，具有特定生態特性的生物種和生物群落，只能在特定的小區域中生存。生物多樣性的層次性和意義。（1）概念：指生物的多樣化或變異性以及物種生境的生態復雜性。（2）分類：①基因多樣性：物種內遺傳基因的多樣化或變異性；（多來自于基因突變）②物種多樣性：指一個生態系統內物種水平的多樣化或變異性；③生態系統多樣性：是在生物圈之內現存的各種生態系統（森林生態系統，草原生態系統）也就是在不同物理背景中發生的各種不同的生物生態進程。生物多樣性的意義：①直接使用價值：提供基本食物、藥物、提供工業原料；②間接使用價值：能量固定、調節氣候、穩定水文、保護土壤、存進元素循環、維持進化過程、生態美學；③潛在使用價值：選擇使用價值、保留使用價值。分析農業生產對生物多樣性的影響。①亂砍亂伐與資源的過度利用（野生生物的保護、封山育林、植樹造林、適度放牧、種養結合）②土地的農業利用與生境喪失，如開發濕地、森林、圍湖造田（濕地保護、農林復合）③農業耕作方式與種植方式的影響（少免耕、間套種、輪作）④雜草防除與殺蟲劑的使用對環境的影響（有害生物綜合防治、生物農藥、天敵、適度除草）⑤農業、林業、牧業品種的改良、單一化（多樣化、遺傳多樣性）⑥外來種的引入導致當地物種的滅絕。試論述提高農田生物多樣性的主要技術措施。①采取土地保護性利用措施，如濕地保護，耕作方式方面；②雜草防治：合理利用除草劑，采用割草的辦法除草；③殺蟲劑：農業害蟲綜合防治，使用高效滴度農藥；④采用作物間套種和提高生物多樣性；⑤提高農業生態系統內農作物遺傳多樣性。√第六章農業生態系統的能量流動掌握農業生態系統能量傳遞途徑與轉化的實質，農業生態系統能量轉化的基本定律，人工輔助能在農業生態系統中的作用，農業生態系統能量分析與調控途徑。能量流動：生態系統中能量的輸入、傳遞和散失的過程，稱為生態系統的能量流動。（一）農業生態系統能量傳遞途徑與轉化的實質農業生態系統能量流動的途徑：生態系統能量在各營養級傳遞過程中逐級遞減。生態系統的能流和物質循環是通過食物鏈或食物網進行的。①食物鏈：生態系統中的生物以營養為紐帶通過這種吃與被吃的關系構成鏈條關系，叫做食物鏈。食物鏈的三種類型：（1）捕食食物鏈；（2）腐食食物鏈；（3）寄生食物鏈。（4）混合食物鏈②食物網：生態系統內多條食物鏈相互交錯連接，形成網狀結構稱為“食物網“。農業生態系統能量轉化的實質：人類利用植物的生物學特性，固定、轉化太陽輻射能為植物產品和畜產品中化學潛能的生物學過程。3、生態系統能流的路徑答：（1）太陽輻射能通過光合作用進入生態系統，成為生態系統能量的主要來源；（2）以植物有機物質形式儲存起來的化學潛能，沿著食物鏈和食物網流動，驅動生態系統完成物質循環、信息傳遞等功能；（3）化學潛能儲存在生態系統的生物組分內，或者隨著產品等輸出，離開生態系統；（4）植物、動物和微生物有機體通過呼吸作用釋放熱能，離開生態系統；（5）輔助能對以太陽輻射能為始點，以食物鏈為主線的能流起輔助作用。（二）農業生態系統能量轉化的基本定律①熱力學第一定律——能量守恒定律能量既不能消失，也不能憑空產生，它只能以嚴格的熱動當量比例，由一種形式轉化為另一種形式。②熱力學第二定律——能量衰變定律生態系統中的能量在轉換，流動過程中總存在衰變，逸散的現象。③熵耗散結構理論一個遠離平衡態的開放系統，通過與外界環境進行物質、能量的不斷交換，就能克服混亂狀態，維持穩定狀態并且還有可能不斷提高系統的有序性，使系統的熵減少。耗散結構：指開放系統在遠離平衡態的非平衡狀態下，系統可能出現的一種穩定的有序結構。（三）農業生態系統的能量生產生態效率：通常指食物鏈各環節上能量的各種轉化效率。林德曼定律（十分之一定律）：生態系統食物鏈營養級之間的能量轉化效率大致為十分之一，其余由于消費者采食時的選擇性浪費、呼吸消耗以及排泄而被消耗掉。生態金字塔：由于能量每經過一個營養級時被凈同化的部分都要大大少于前一個營養級，當營養級由低到高，其個體數目、生物量、所含能量一般呈現出下大上小類似埃及金字塔的塔形分布，稱為生態金字塔。初級生產力：單位時間單位面積植物固定或制造的光合產物總量。（1）初級生產：是指自養生物利用無機環境中的能量進行同化作用，在生態系統中首次把環境的能量轉化成有機體化學能，并儲存起來的過程。提高農業初級生產力：1.選育高光效的抗逆性強的優良品種。2.保護農業環境，治理生態退化，改善農業生產的資源環境條件，建立可持續農業生產體系。3.調控作物群體結構，盡早形成并盡量維持最佳的群體結構。4.改進耕作制度，提高復種指數，合理密植，實行間套種，提高栽培管理技術。（2）次級生產：是指生態系統消費者、分解者利用初級生產產物進行的同化、生長發育、繁殖后代的過程。提高農業次級生產力：（1）調整種植業結構，建立“糧、經、飼”三元生產體系，增加飼料來源，開發草山草坡，發展氨化秸稈養蓄。全面使用配合飼料，提高飼料轉化率。（2）培育、改良和推廣優良畜禽漁品種，不斷提高良種推廣率，全面提高農業次級生產力。（3）適度集約養殖，加強畜禽魚環境控制及設施工程建設，減少維持能和其他消耗。（4）推廣魚畜禽結合、種養加配套的綜合養殖模式，充分利用各種農副產品和廢棄物。（課本）提高農業生態系統生產力的途徑？答：1.發展多種類型的次級生產，充分利用初級產品2.加強飼養管理，加強飼料管理，科學喂養3.混合飼養，多級利用4.引入新物種，增強系統功能5.開發生態位，提高系統生產力6.因地制宜，發展初級生產（四）農業生態系統的輔助能1、輔助能：除太陽能外，通過自然補加或人工投入方式，對生態系統輸入的其他形式能量，這些能量對生態系統的生物生長繁衍乃至食物鏈能量轉化與傳遞起輔助作用，統稱為生態系統的輔助能。①自然輔助能：自然界通過能量傳遞或物質流動等方式輸入到某一生態系統的能量，如風能、潮汐能、地熱能、水力能、降雨能等，稱為生態系統的自然輔助能。②人工輔助能：在農業生態系統等人工和人工馴化生態系統中，人們還通過投入人力、畜力、染料、電力、機械和肥（飼）料、農（獸）藥、農用薄膜、良種等，輔助生態系統以太陽能為起點的食物鏈能量轉化，稱為生態系統的人工輔助能。包括生物輔助能和工業輔助能。2、輔助能的作用：輔助能可以通過改善農業生態系統中某些生態限制因子，改善系統機能，減少能力消耗，提高生態系統能量轉化效率，進而提高系統生產力。輔助能在生態系統的使用方面：①培育和使用優良農業生物品種，提高產量與品質等；②開展農業生態功能建設，為農業生物創造良好的物理環境；③使用農機具、提高勞動生產率；④使用化肥、農藥、農膜、生長調節劑和人工合成飼料、獸藥等，創造更有利于農業生物生長的內外環境。⑤使用現代生物技術和信息技術等科技投入，促進農業資源的高效和可持續利用。3、農業生態系統能流的調控途徑：1、擴源：擴大綠色植被面積2、強庫：一是從生物體本身對能量的貯存能力和轉化效率考慮；二是從外界生存環境對生物的影響考慮，加強輔助能的投入3、截流：通過各種渠道將能量盡可能地截留在農業生態系統之內，擴大流通量，提高農業資源的利用效率4、減耗：降低消耗，節約能源。4、擴大農業生態系統的能流途徑？開發利用可再生能源，培育和使用優良農業生物品種，加強生態農業建設，加強科技技術研發與應用，改進耕作制度和農業經營管理制度等。能源作物：指各種以提供能源為目的而種植的植物，通常包括速生薪炭林，能榨油或產油植物，可供厭氧發酵用的藻類和其他植物。一．生態系統的能流分析能流分析是對生態系統能量的流動、轉化、散失過程的描述，一般多采用的是模型圖解決法。進行生態系統能量分析的幾個步驟：1．確定系統的邊界。2．確定系統的組成成分及其相互關系。3．確定各組分之間的實物能量流動或輸入輸出量。4．將實物量換算為能量。5．繪制能流圖。6．能流分析。二．生態系統的能值分析能值是一種流動或儲存的能量中所包含的另一種類別能量的數量，稱為該能量的能值。作用：以能值為基準，可以衡量和比較生態系統中不同等級能量的真實價值與貢獻，能值分析把生態系統或生態經濟系統中不同種類、不可比較的能量轉換成用統一標準的能值來衡量和分析，從中評價其在系統中的作用和地位。能值分析的方法步驟：1．資料收集。2．能量系統圖的繪制3．編制各種能值分析表4．構建系統的能值綜合結構圖5．建立能值指標體系6．系統模擬7．系統的發展評價和策略分析三、農業生態系統能流的調控途徑：1、擴源：擴大綠色植被面積2、強庫：一是從生物體本身對能量的貯存能力和轉化效率考慮；二是從外界生存環境對生物的影響考慮，加強輔助能的投入3、截流：通過各種渠道將能量盡可能地截留在農業生態系統之內，擴大流通量，提高農業資源的利用效率4、減耗：降低消耗，節約能源。農業生態系統的物質循環了解生態系統物質循環的類型，溫室效應的利弊，農田生態系統養分循環效率及其平衡途徑，掌握農業生態系統中養分循環、平衡和物質循環中造成的環境問題與防治對策。（一）物質循環1、物質循環：各種化學因素在生態系統中沿著不同的途徑，從環境到生物，然后在不同的生物組分之間發生著固定、吸收、釋放、遷移、轉化，并最終返回到環境中，這個過程稱為物質循環。①生物地球化學循環：各種化學元素包括生命有機體所必需的營養物質，在不同層次、不同大小的生態系統內，乃至生物圈里，沿著特定的途徑從環境到生物體，從生物體再到環境，不斷地進行著流動和循環，構成了生物地球化學循環。②地質大循環：是指物質或元素經生物體的吸收作用，從環境進入生物有機體內，然后生物有機體以死體、殘體或排泄物形式將物質或元素返回環境，進入五大自然圈層的循環。特點：時間長、范圍廣，是閉合式循環。③生物小循環：是指環境中元素經生物體吸收，在生態系統中被相繼利用，然后經過分解者的作用，回到環境后，再為生產者吸收、利用的循環過程。特點：時間短、范圍小，是開放式的循環。物質循環有三種基本類型：（1）水循環，水圈是主要的儲藏庫。水分子從水體和陸地表面通過蒸發進入到大氣，然后遇冷凝結，以雨、雪等形式回到地球表面。（2）氣體循環，大氣圈是氣體循環必經的主要儲藏庫。該類循環主要以氣體形式進行擴散和傳播。屬于氣體循環的物質主要由碳、氫、氧、氮等。（3）沉積物循環，屬于沉積物循環的營養元素主要由磷、硫、碘、鉀、鈉、鈣等。它們的主要儲藏庫是巖石圈和土圈。這些物質主要通過巖石風化和沉積物的分解，轉變為可被生態系統利用的營養物質，沿著食物鏈傳遞，最終返回環境。3、物質循環的基本原理①物質不滅定律：化學方法可以改變物質的成分，但不能改變物質的量，即在一般的化學變化過程中，覺察不到物質在量上的增加或減少。②質能轉化與守恒定律：相對論認為，世界上不存在沒有能量的物質質量，也不存在沒有質量的物質能量，質量和能量作為一個統一體，其總量在任何過程中都是保持不變的守恒量。五大自然圈層：大氣圈，巖石圈，土壤圈，水圈，生物圈4、庫：物質在運動過程中被暫時固定、儲存的場所稱為庫。物質在庫與庫之間的轉移運行稱為流。源：產生和釋放物質的庫。匯是吸收和固定物質的庫。掌握農業生態系統中養分循環、平衡和物質循環中造成的環境問題與防治對策物質循環中的環境問題：（1）化肥對環境的影響（土壤——以礦石為原料的磷肥、鋅肥、硼肥等對土壤的污染，水體——地下水的污染和水體富營養化，大氣——NH3的揮發、沼氣CH4、有機肥的惡臭、反硝化過程中形成的NO和NO2等）；（2）農藥對環境的污染（土壤、水體、大氣）及生物濃縮富營養化：營養物質的富集過程及其所引起的后果，它是一種自然過程，主要指氮、磷。生物濃縮（生物富集）：指生物體從環境中吸收微量農藥，并在生物體內積累的現象。1、水循環（1）農業生態系統的水分管理：①植樹造林，發揮“綠色水庫”作用，擴大土壤的水分庫容。②加強農田水利基本建設，提高水分利用率。③改變耕作制度與管理方式，發展節水農業。④防治水體污染。⑤加強全流域的水資源保護與統一調度。（2）我國水資源利用問題：①現有水利設施不能適應農業和現代化建設的需要。②現有水利工程及田間渠系配套等遺留問題比較多。③水體污染日趨嚴重。④地下水的超采嚴重，形成地下水位下降和地下水漏斗以及地面下沉現象。2、碳循環：綠色植物吸收大氣中的CO2，經過植物呼吸、動物與微生物分解、動植物殘體燃燒等各種途徑返回大氣。溫室效應——大氣中CO2質量分數上升的直接導致的后果，對生態環境和人類健康都具有重大影響。（1）溫室效應對農業的影響：（利弊）①對地球起保溫作用。②對農作物光合作用的影響。在一定范圍內，二氧化碳的濃度升高，植物生長加快。③對農作物水分有效性的影響。植物蒸騰作用將減弱，土壤水分利用率將提高，對降水地區農作物有益。④對土壤肥力的影響。高溫可加快有機質的消耗和礦化過程，土壤碳庫將減少?？赡茉斐赏寥婪柿ο陆担岣叨趸紳舛葧r，土壤中碳的儲存量會增加，豆科植物的固氮能力也會加強。⑤對農作物品質的影響。可能會導致農作物品質的下降，因為二氧化碳濃度高的情況下，作物吸收碳將增加，體內碳氮比（C/N）升高，蛋白質含量將降低，作物品質降低。⑥對農業病蟲草害的影響。由于溫度升高，害蟲發育的起始時間有可能提前，一年中害蟲的繁殖代數也因此而增加，在新的適宜環境條件下，某些害蟲的蟲口將呈指數式增長，造成農田多次受害的概率增大。⑦對農業氣象災害的影響。氣候變暖對農業最主要的影響很可能是極端氣候條件，如干旱、炎熱、洪澇、風暴、龍卷風、冰雹、冷害、霜凍等。⑧對農業耕作制度的影響。使各地潛在生長季有所延長。⑨冰川融化和海平面升高對農業的影響。一是海平面上升。二是海岸侵蝕加重及大部分沿海平原將發生鹽漬化或沼澤化。三是江河中下游地帶洪災的威脅增加。措施：減少溫室氣體排放的途徑：改進能源結構、提高能源效率、增加植被覆蓋面積、土壤固氮。3、氮循環：氮以氮氣形式儲存在于大氣中，通過生物固氮、化學固氮、降雨輸入農業生態系統，再通過揮發、淋失、反硝化等損失和農業產品輸出系統。（1）氮輸入：生物固氮；化肥；有機肥；干濕沉降物；灌溉。氮輸出：產品輸出；秸稈燃燒；揮發；反硝化；淋洗；徑流，土壤侵蝕。（2）氮污染問題：①水體富營養化②農作物品質下降，硝酸鹽超標③溫室效應④大氣氮沉降和酸雨⑤臭氧層破壞⑥降低土壤質量（3）氮循環途徑a氮的固定：將空氣中的氮氣轉化為氮的化合物的過程。①生物固氮：指具有固氮能力的生物將氮氣轉化為NH3，NO2--和NO3-過程。②大氣固氮：（大氣固氮）指雷電、太陽高能輻射、火山爆發等使空氣中的NH3轉化為NO3-過程。③工業固氮：（化學固氮）用高溫、高壓和化學催化的方法，將N2和H2合成NH3的過程。b生物體內有機氮的合成。植物吸收土壤中的NH4＋和NO3－，進而將這些無機態氮合成為植物體內蛋白質等有機物。動物和其他異養生物則是直接或間接以植物為食物，將植物體內的蛋白質等有機態氮分解成氨基酸，然后再同化成其體內的蛋白質等有機物。c氨化作用。動植物的分解代謝作用將有機態氮分解成NH3，以及動植物一體、殘落物中的有機氮被微生物分解后形成NH3。d硝化作用。在有氧的條件下，土壤中的NH3或NH4＋在硝化細菌作用下氧化成HNO2，并最終氧化成HNO3。e反硝化作用。在氧氣不足的條件下，土壤中的NO3－被反硝化細菌還原成NO2－、N2和N2O。（4）農田氮素控制：①改進施肥技術②平衡施肥和測土施肥③硝化抑制劑的應用④合理灌溉⑤做出水土保持工作4、磷循環：含磷巖礦經過風化和化學分解成為可溶性磷酸鹽，供作物吸收利用；可溶性磷在土壤中易被固定成為難溶性磷化物。（1）磷的平衡。①磷肥的輸入②土壤磷素侵蝕損失及淋失③植物和動物吸收④生物歸還（2）提高農業的磷利用率并減少磷流失的措施①推廣應用新型高效的磷肥肥料②采用磷肥高效施用的技術與方法。包括因土施用；氮磷鉀配合使用；與有機肥配合施用；因作物施用；適期施用；粉碎施用；集中施用；分層施用；根外噴施；配施微肥；不與堿性肥料混施③選育與推廣應用磷高效利用的作物品種④加強農業生產系統內的磷素循環（3）①水體富營養化：隨著水中營養物質（N、P等）含量的增加，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶氧量下降，水質下降，魚類及其他水生生物大量死亡的現象。②赤潮：在近海中，夜光藻、無紋多藻等占優勢，藻層呈紅色，被稱為赤潮。而在江河湖泊中，則被稱為水華。（4）水體富營養化的防治①控制外源性營養物質的輸入②降低內源性營養物質的負荷③去除污、廢水中的營養物質5、鉀循環輸入①化肥②灌溉和陣雨③人畜有機肥④秸稈還田支出①作物移出②鉀的淋失鉀高效利用①盡量將作物秸稈還田及施用草木灰。以保持土壤中鉀素平衡和供應作物鉀素營養需要。②施用有機肥，種養綠肥。也是補充土壤鉀素的有效途徑。③因地制宜，改變鉀肥施用方法。合理施用化學鉀肥和礦物鉀肥，如鉀鎂肥、鉀鈣肥等。④加強農田水土保持。合理灌溉，避免鉀素養分資源的流失。6、硫循環（1）人類對硫循環影響①燃煤②燃油③冶金④農業活動導致硫的揮發輸入：①土壤礦物的風化分解②大氣的硫沉降作用③施用含硫肥料④灌溉水中的含硫化合物⑤在海濱地區，硫可通過空氣進入土壤，也可通過地下水上升進入土壤。輸出：①土壤硫隨水土流失②硫的氣體揮發③作物收獲移走酸雨危害酸雨首先是上海農作物和蔬菜的葉片，其傷害程度因農作物種類的不同而異，也與酸雨的酸度、頻度和時間呈正相關。另外，酸雨還能夠降低農作物和蔬菜種子的發芽率，降低大豆的蛋白質含量，使其品質下降。酸雨對農作物產量的影響，不同作物反應不一。葉菜類的蔬菜由于葉片受酸雨危害出現傷斑或葉片褪綠，也會使其質量降低，直接影響市場價值。酸雨防治措施制定相應法律法規，施行大氣污染總量控制，確定酸雨控制區，削減SO2排放量。關掉高硫煤礦等污染嚴重的企業。調整能源結構，優化能源質量，提高能源利用率，減少燃燒產生的二氧化硫。推廣應用聯合脫硫脫氮技術。大力發展煤炭替代能源，如太陽能，風能。發展植物凈化系統。（三）農田生態系統養分循環效率及其平衡途徑1、農業生態系統的養分循環特點：①農業生態系統有較高的養分輸出率與輸入率。②農業生態系統內部養分的庫存量較低，但流量大，周轉快。③生態系統的養分保持能力弱，容易造成流失。④生態系統的養分供應容易產生不同步。2、循環效率：循環物質Fc占總輸入物質Fi的比例。是衡量生態系統的功能強弱的重要標志。3、保持農田生態系統養分的循環平衡的途徑：（1）種植制度中合理安排歸還率較高的作物及其類型；（2）建立合理的輪作制度；（3）農林牧結合，發展沼氣，解決生活能源問題，促使桔桿還田；（4）農產品就地加工，提高物質的歸還率。主要污染物：重金屬，農藥，氟污染，畜禽糞便污染，獸藥與飼料添加劑污染，污水灌溉的環境污染，固體廢棄物。食物鏈的濃縮作用（生物學放大作用）指有毒物質沿食物鏈各營養級傳遞時，在生物體內的殘留濃度不斷開高，愈是上面的營養級，生物體內有毒物質的殘留濃度愈高的現象?！痰诎苏罗r業生態系統的調控與優化設計掌握農業生態系統的自然調控機制以及人工調控途徑，農業生態系統的系統分析和綜合診斷方法的應用，農業生態系統健康的影響因子，遵循原理及健康評估的方法。（一）生態系統的調控農業生態系統的調控特點與調控層次。（1）特點：兼有中心式調控和非中心式調控（自然生態系統屬于非中心式調控；人工控制的系統屬于中心調控）（2）農業生態系統的調控層次分為自然調控、人工直接調控和社會間接調控。從自然生態系統繼承的非中心式調控機制是農業生態系統的第一層調控。這個層次的調控通過生物與其環境、生物與生物的相互作用以及生物本身的遺傳、生理、生化機制來實現。由直接操作農業生態系統的農民或經營者充當調控中心的人工直接調控構成第二層調控。這個層次的人直接調度系統的重要結構與功能。農業生產技術是這個層次的主要調控形式之一。農業生態系統調控機制的第三個層次是社會間接調控。這一層次通過社會的財政系統、金融系統、交通系統、通信系統行政系統、政法系統、科教系統等影響第二層次農民或經營者的決策和行動，從而間接調控農業生態系統。簡述農業生態系統的自然調控機制以及人工調控途徑①農業生態系統的自然調控機制是從自然生態系統中繼承下來的生物與生物、生物與環境之間存在的反饋調控、多元重復補償穩態調控機制。農業生態系統具有多種正負反饋機制，能在不同的層次結構上行使功能控制。在個體水平上，通過正負反饋，使得個體與環境、個體與群體之間保持一定協調關系。多元重復有時候也可以理解為生態系統結構上的功能組分冗余現象。②人工調控是指農業生態系統在自然調控的基礎上，受人工的調節與控制。人工調控遵循農業生態系統的自然屬性，利用一定的農業技術和生產資料，改變農業生態環境，改變農業生態系統的組分成分和結構，達到提高農業生產，加強系統輸出的目的。其分為直接調控和間接調控兩種。直接調控包括生境調控、輸入輸出調控、農業生物調控、和系統結構調控。間接調控是指農業生態系統的外部因素，包括財貿金融、工業、交通、通訊、科學文化、政法管理等，通過經營者對生態系統產生調節作用的有關社會機制。農業生態系統的自然調控過程包括:（1）程序調控；（2）隨動調控；（3）最優調控；（4）穩態調控；程序調控：生物的個體發育、群落演替都有一定的先后順序，不會顛倒，這種調控稱為程序調控。隨動調控：動植物的運動過程能跟蹤一些外界目標，這種調控稱為隨動調控。最優調控：生態系統經歷了長期的進化壓力，優勝劣汰，使得現存的很多結構與功能都是最優或接近最優的，這種調控稱為最優調控。穩態調控：自然生態系統形成了一種發展過程中趨于穩定、干擾中維持不變、受破壞后迅速恢復的穩定性，這種調控稱為穩態調控。人工直接調控：是指農民或經營者的決策和行動對農業生態系統的直接調控。社會間接調控：社會的財政系統、金融系統、交通系統、通信系統、行政系統、法制系統、科教系統等影響農民或經營者的決策和行動，從而對農業生態系統的間接調控。（二）農業生態系統的系統分析和綜合診斷方法的應用1系統分析：是從系統的總體最優和實現系統目標的途徑最優出發，采用有效的分析手段和方法，通過一系列步驟，對系統進行定性和定量的研究。包括分析、評價、最優化方案提出這3個步驟2常用的生態系統診斷方法：（1）物流和能流分析診斷法（2）指標診斷法（3）區域綜合診斷方法等（三）農業生態系統健康的影響因子，遵循原理及健康評估的方法1生態系統健康：指生態系統具有活力、穩定和自我調節的能力，即生態系統中生物群落在結構、功能上和理論上所描述的相近，那它們就是健康的，否則是不健康的2健康生態系統的特征：（1）不存在失調癥狀（2）具有良好的回復能力和自我維持能力（3）對鄰近的其他生態系統沒有危害（4）對社會經濟的發展和人類的健康有支持推動作用3生態系統健康的影響因子：（1）人類活動（2）農業、化肥、重金屬及環境化合物（3）生物技術（4）生態入侵（5）其他一些偶發性的自然災害4生態系統健康的原理：（1）動態性原理（2）層級性原理（3）創造性原理（4）有限性原理（5）多樣性原理（6）人類是生態系統的組分原理5 農業生態系統健康評估：是一個多科學、多領域、多層次的總和管理問題，包括技術、經濟、政策、法律、公眾參與、倫理道德等多方面6評估的步驟：（1）生態系統失調綜合癥的診斷（2）設計標準來辨別是否偏離生態系統關鍵參數變化的正常范圍（3）生態風險評估（4）建立環境變化、人類健康、經濟機會和公眾政策之間的相互聯系（5）健康生態系統的管理、示范和推廣（四）信息流，資金流1.農業生態系統的自然信息流有哪些形式？人工信息流包括哪些？答：農業生態系統的自然信息流形式包括有：（1）環境與動植物的信息關系；（2）植物與植物間的信息聯系；（3）植物與動物之間的信息聯系；（4）動物與動物之間的信息聯系。人工信息流包括有：（1）人工仿自然信息；（2）用于調控生物的信息；（3）人類采集并供人類分析判斷的信息。2.農業生態系統的資金流基本構成包括哪些部分？答：農業生態系統的資金流基本構成：農業生態系統所屬的農戶或農場擁有的資金，又可根據其不同的形態與用途分別稱為資產、資本等。系統擁有的資金可分為非生產性和生產性兩部分。生產性資產又可分成勞務資產和物資資產。系統中的農用房舍、機械和其他設施是物資資產中的固定資產部分。系統中還沒有應用的存放的種子、肥料、農藥等一次性農用物資，農戶擁有的現金，正在生產中的作物、牲畜、林果等生產對象構成物資資產中的流動資產部分。3.試述資金流和能物流的關系答：農業生態系統的資金流與能物流有兩種關系：（1）通過價格的耦聯關系。資金流與能物流在購買農業生產資料時或出售農產品時發生耦聯關系，流量成正比，流向相反。（2）相互獨立的關系。a.獨立的資金流：通過納稅、還息、還貸、交費、交罰款等方式離開農業生態系統的資金流，以及財政和金融部門通過貸款、補貼、獎勵等方式投進農業生態系統的資金，都不和能物流發生直接的聯系；b.獨立的能物流：人為把系統外的能量和物質輸入到農業生產系統中來，自然界吧能量和物質自然地帶到農業生態系統中來，一系列人為與自然過程都使能量物質離開農業生態系統。由于這些輸入和輸出都不經過市場，因此一般是獨立于資金流發生的。農業資源利用農業生態環境保護了解農業資源的類型、特性與利用原則，我國農業自然資源和社會資源狀況及其特點，中國的生態問題，我國主要的生態問題的防治。（一）農業資源的分類與特性資源：是一定的經濟條件和技術水平下由人們發現的、可被利用的、有價值的物質以及無形的資本、技術和智力等。農業生產：人類在管理與控制下的一種有目的的生物生長過程農業資源：是一種特定的資源，是指農業生產活動中被利用的有形投入和無形投入。農業自然資源：是自然界可被利用于農業生產的物質和能量，以及保證農業生產活動正常進行需要的自然環境條件的總稱。農業社會資源：是指農業生產過程中所需要的來自人類社會的物質技術投入和保證農業生產活動正常進行所需要的社會經濟條件?？筛沦Y源（再生資源renewableresources）：是指太陽輻射、水力、風力、地熱、和各種生物構成的資源。不可更新資源（非再生資源，non-renewableresources）：缺乏補充和更新能力或者其補充和更新周期相對于人類經濟來說是太長了的資源。自有資源：指所有權和使用權都明確地屬于產權人的資源，產權人可以是個體、集體和國家。公共資源：指生產者可以自由利用，但所有權不屬于生產者的資源。1、農業資源分類自然資源①可更新資源：太陽能，風能，水力，土地，種質資源，森林②不可更新資源：礦藏，石油，化石燃料社會資源①工業產品資源：農機，農具，化肥，農藥②人力資源：數量，體力，智力③財力資源：資金，信貸能力④信息資源：資料，情報2、農業資源的特性及合理利用農業資源的整體性指向農業資源的合理利用農業資源的相對有限性導致農業資源的經濟利用資源的可跟新性及其合理適度利用社會資源的不可更新性及有效利用農業資源的變動性及其科學利用農業資源的區域性及其因地制宜的利用可再生資源的利用，保護，增值（1）再生資源保護的核心是把資源開發利用的速度控制在資源更新能力允許的范圍之內，以便實現對資源的可持續利用。（2）為了保護再生資源，特別