農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)復(fù)習(xí)綱要

1、2012農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)復(fù)習(xí)主要內(nèi)容 第一章 緒 論生態(tài)學(xué)：研究生物與其環(huán)境（包括非生物環(huán)境與生物環(huán)境）相互關(guān)系的科學(xué)。（德國，?？藸朒.Haeckel，1866年） 有機體(organism)或生物（biotic、biology）、生命(life):由核酸和蛋白質(zhì)組成的復(fù)合體。環(huán)境（environment）：某一主體周圍的一切因素的總和。環(huán)境包括自然環(huán)境（巖石圈、大氣圈、生物圈、水圈、土壤圈）和社會環(huán)境（宗教信仰、經(jīng)濟、文化歷史）生態(tài)學(xué)發(fā)展史：（1）第一階段生態(tài)學(xué)知識積累階段（19世紀末即1866年前）（2）第二階段個體生態(tài)學(xué)與群落生態(tài)學(xué)（18661935），從個體生態(tài)學(xué)的研究轉(zhuǎn)向群體（3）第三階

2、段生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)階段（1935-1962）：近代生態(tài)學(xué)以生態(tài)系統(tǒng)的研究為中心（4）生態(tài)學(xué)向調(diào)控與工程方向發(fā)展階段（1962年后）：現(xiàn)代生態(tài)學(xué)人與環(huán)境生態(tài)學(xué)的提出與研究知識點：（1）我國古農(nóng)書，2200年前，戰(zhàn)國管子地圓篇植物分布與水文土質(zhì)的生態(tài)關(guān)系，例如積累24節(jié)氣反映氣候與生物關(guān)系指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要依據(jù)。（2）1803年：馬爾薩斯（Malthus）的人口論闡述了生物繁殖食物、人口糧食生產(chǎn)的關(guān)系。（3）1866年德國生物學(xué)家海克爾（H.Haeckel）首先把“研究有機體與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)”命名為生態(tài)學(xué)（Ecolgy），標志著生態(tài)學(xué)的誕生。（4）1895年植物生態(tài)學(xué)創(chuàng)始人瓦爾明（E.Warmi

3、ng）發(fā)表了以植物生態(tài)地理為基礎(chǔ)的植物分布學(xué)；（5）1898年，辛柏爾（A.F.W.Schimper）發(fā)表了以生理學(xué)為基礎(chǔ)的植物地理學(xué)。（6）1942年，美國生態(tài)學(xué)家林德曼（R.L.Lindam）提出“食物鏈”和“生態(tài)金字塔規(guī)律”（十分之一定律）為生態(tài)系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ)。實現(xiàn)了生態(tài)學(xué)從定性描述向定量研究的轉(zhuǎn)變。（7）生態(tài)學(xué)的研究發(fā)展中學(xué)派：英美學(xué)派：坦斯利（Tansley）不列顛群島的植被和克列門茨（Clements）普通植物生態(tài)學(xué) 英國及北美洲大陸的森林、草原、海濱湖植被及利用目的，提出了演替、頂級、生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)平衡等學(xué)術(shù)概念。其他，法瑞學(xué)派、北歐學(xué)派和蘇聯(lián)學(xué)派等（8）研究方法及算機信息

4、技術(shù)在現(xiàn)代生態(tài)學(xué)發(fā)展中革命：貝塔朗菲（L.V.Bertalanffy）“系統(tǒng)論”。香農(nóng)（C.E.Shnnon） “信息論”，諾伯特維納（Nobert Wiener）的控制論；60年代，計算機技術(shù)應(yīng)用使復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)研究在理論上、方法及工具上日趨完善，為系統(tǒng)分析方法在生態(tài)學(xué)上的運用奠定了基礎(chǔ)，使生態(tài)學(xué)的研究進入定量、控制應(yīng)用方法方向發(fā)展。例如：遙感（DS）、GIS、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)應(yīng)用；20世紀80年代 “國際地圈與生物圈規(guī)劃”（I.G.B.P）研究目標：協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系，改善人類的生存環(huán)境，并成為目前生態(tài)研究的重要方向；20世紀90年代以來，生態(tài)學(xué)在生物多樣性、全球變化和可持續(xù)發(fā)展，大量的生

5、態(tài)工程實踐：“整體、協(xié)調(diào)、再生、循環(huán)”等原理、“社會-經(jīng)濟-生態(tài)”效益同時并重走持續(xù)發(fā)展之路。（9）生態(tài)學(xué)研究與發(fā)展的六個層次：個體生態(tài)學(xué)、種群（population）、群落（community）、生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）、景觀生態(tài)學(xué)（landscape ecology）和全球（生物圈）。（10）生態(tài)學(xué)在應(yīng)用中分支學(xué)科的產(chǎn)生：生態(tài)學(xué)按其性質(zhì)一般分為：理論生態(tài)學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)兩大類，按應(yīng)用領(lǐng)域分：農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、污染生態(tài)學(xué)、道路生態(tài)學(xué)等； 生態(tài)學(xué)的研究方法：1. 野外與現(xiàn)場調(diào)查；2. 實驗室分析；3. 模擬實驗系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)（system）的定義： “由相互作用和相互依賴的若干

6、組分結(jié)合在一起，能完成特定功能，并朝特定目標發(fā)展的有機整體?！鄙鷳B(tài)系統(tǒng)（ecosystem）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)行一定功能的動態(tài)平衡整體，稱之為生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)的基本特征：（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有序性：系統(tǒng)的邊界與層次 （2）系統(tǒng)的整體性：數(shù)最比例和空間位置完成特定功能：能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞、價值轉(zhuǎn)化等，“目的性”（3）系統(tǒng)具有整合特性（emergent property）：“系統(tǒng)的整體功能大于個組成部分功能之和的特性”根據(jù)環(huán)境條件特性（緯度、地形、地表結(jié)構(gòu)、海拔、氣候等）劃分：生

7、態(tài)系統(tǒng)的組成要素（1）生物組分：生產(chǎn)者（初級生產(chǎn) primary production和初級生產(chǎn)者primary producers ）主導(dǎo)作用、存在與發(fā)展；消費者（macroconsumers）：各種異養(yǎng)動物、草食性、肉食性、寄生、腐生、雜食；分解者（decomposers，or microconsumer）：真菌、細菌、放線菌、原生、腐食動物:還原、釋放元素和有機成分，土壤肥力形成（2）非生物組分 （環(huán)境）：太陽輻射（solar radiation），提供能源、溫?zé)釛l件；無機質(zhì)（inorganic substance）：元素、大氣、水；有機質(zhì) (organic substance)動植物殘

8、體、排泄物及植物分泌物等聯(lián)系生物與非生物的部分物質(zhì)；土壤 (soil ) ：無機和有機物質(zhì)的儲藏庫，動植物、微生物等棲居場所生態(tài)系統(tǒng)的功能（核心）： （1）能最流動：單向流動、逐級遞減 （2）物質(zhì)循環(huán)：多次重復(fù)吸收利用，生物地球化學(xué)循環(huán)（全球性的）， （3 ）信息傳遞：生物的、物理的、化學(xué)的。 生態(tài)系統(tǒng)劃分：（1）根據(jù)環(huán)境條件特性（緯度、地形、地表結(jié)構(gòu)、海拔、氣候等）劃分：海洋生態(tài)系統(tǒng)如海岸、淺海、遠洋（珊瑚礁）；陸地生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)（生物量最大如熱帶雨林）；草原（農(nóng)田）生態(tài)系統(tǒng)（畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)）；淡水生態(tài)系統(tǒng)如河流、溪流、湖泊、池塘、沼澤、水庫（濕地保護）（2）以受人類干擾和程度為依據(jù)劃

9、分：自然生態(tài)系統(tǒng)、半自然生態(tài)系統(tǒng)、人工生態(tài)系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)產(chǎn)生及概念農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實質(zhì): 農(nóng)業(yè)本身就是利用與調(diào)節(jié)生物與環(huán)境關(guān)系的一個生物再生產(chǎn)過程。農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)（agricultural ecology, Agroecology）：是運用生態(tài)學(xué)的原理及系統(tǒng)論的方法，研究農(nóng)業(yè)生物與自然環(huán)境和社會環(huán)境的相互關(guān)系的一門應(yīng)用性學(xué)科。 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)：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，通過合理的生態(tài)結(jié)構(gòu)和高效的生態(tài)機能，進行能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)，并按人類的理想要求進行物質(zhì)生產(chǎn)的綜合體。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組分結(jié)構(gòu)：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組分結(jié)構(gòu)系指農(nóng)、林、牧、副（加工）、漁各

10、業(yè)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。（面積、產(chǎn)量、產(chǎn)值衡量）當前人類社會面臨的五大生態(tài)危機：人口、糧食、能源、資源、環(huán)境農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的研究對象主要是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（Agroecosystem），即研究農(nóng)業(yè)生物之間，環(huán)境之間及生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系及調(diào)控途徑。任務(wù)是揭示農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)外相互關(guān)系的基本規(guī)律，探討最佳農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組分結(jié)構(gòu)特點：生物組分：農(nóng)、林、牧、副、漁、蟲、菌等 馴化作物（植物動物微生物基礎(chǔ)上增加了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)者和主體消費者:人類）；環(huán)境組分：農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和自然生態(tài)環(huán)境（水體

11、、大氣、太陽輻射、土壤等）必須達到一定標準。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成包括：（1）自然生態(tài)系統(tǒng)：遵循自然規(guī)律（生物現(xiàn)存量達到最大，最大限度的利用自然資源）；（2）農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)：遵循農(nóng)業(yè)政策、市場經(jīng)濟、宏觀經(jīng)濟、社會等；（3）農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)：農(nóng)業(yè)環(huán)境（基礎(chǔ)設(shè)施、廠房設(shè)備、機具等）、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、投入與產(chǎn)出方式等。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的功能特點：（1）能量流（energy flow）：自然的太陽能和人工輔助能轉(zhuǎn)化為農(nóng)產(chǎn)品中的能量。（2）物質(zhì)循環(huán)（nutrient cycle）：天然的元素和化合物與人工合成化合物轉(zhuǎn)化為農(nóng)產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品。（3）信息傳遞（information transform） ：農(nóng)業(yè)科技、

12、廣播、教育及推廣等社會信息對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用。（4）價值轉(zhuǎn)化（value transfer）：投入與產(chǎn)出的關(guān)系。農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展的3大目標：食品安全與保證（社會效益），農(nóng)村就業(yè)與收入增長（經(jīng)濟效益），自然資源與環(huán)境保護（生態(tài)效益） 人類農(nóng)業(yè)發(fā)展簡史經(jīng)歷的3個階段：原始農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)（生產(chǎn)力低下）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（工業(yè)農(nóng)業(yè)、石油農(nóng)業(yè)）。近代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式探索（幾種替代農(nóng)業(yè)）：p 自然農(nóng)業(yè)（Natural Farming）：日本，綠色農(nóng)業(yè)p 有機農(nóng)業(yè)（Organic Farming）：有機農(nóng)業(yè)類似于我國的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。p 生物農(nóng)業(yè)（biology Farming ）：生物學(xué)、生態(tài)學(xué)原理建成生產(chǎn)體系。p 生態(tài)農(nóng)業(yè)（

13、Ecological Farming）：生態(tài)上自我維持。p 持續(xù)農(nóng)業(yè)（Sustainable Agriculture）：經(jīng)濟社會生態(tài)效益兼顧p 農(nóng)業(yè)生態(tài)工程（Ecologicalengineering Agriculture ）：整體、協(xié)調(diào)、再生、循環(huán)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)別：類別自然生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生物構(gòu)成生物農(nóng)業(yè)生物、人類環(huán)境組分自然環(huán)境人工調(diào)控系統(tǒng)穩(wěn)定性高低開放性封閉開放凈生產(chǎn)力低高服從規(guī)律自然規(guī)律自然和經(jīng)濟規(guī)律第二章 農(nóng)業(yè)的基本生態(tài)關(guān)系生物與環(huán)境的關(guān)系：（1）生態(tài)作用：環(huán)境對生物的影響和制約作用。（2）生態(tài)適應(yīng)：生物反過來對環(huán)境的影響和改變。在生物與環(huán)境的相互關(guān)系中，由于環(huán)

14、境的復(fù)雜多變，生物似乎總是處于從屬、被支配的地位，只能被動地去適應(yīng)、逃避。事實上，這只是二者關(guān)系的一個方面。生命作為一個整體，不僅能夠被動地適應(yīng)環(huán)境，而且還能主動地影響環(huán)境，改造環(huán)境，使環(huán)境保持相對穩(wěn)定，向有利于生物生存的方向發(fā)展。 從較短的生態(tài)時間尺度看，生物與環(huán)境的關(guān)系以生態(tài)適應(yīng)為主，反作用為輔；從較長的進化尺度看，生物與環(huán)境的關(guān)系則以反作用為主。生境：具有特定生態(tài)特征的某一生物種群或生物群落，由于生態(tài)環(huán)境的約束，只能在某一特定的區(qū)域中生存，則把該區(qū)域稱為該生物種群或生物群落的生境（棲息地）。生活型（生態(tài)類型）：是指分類上不同的一些植物，由于生活在相同或相似的環(huán)境下，發(fā)生趨同適應(yīng)在生理、形

15、態(tài)和生態(tài)上出現(xiàn)相同或相似的特征生物類型。生態(tài)型：是指同種生物的不同個體群，長期生存在不同的自然生態(tài)條件或人為培育條件下，就發(fā)生趨異適應(yīng)，經(jīng)過自然選擇和 人工選擇而分化形成的形態(tài)、生理、生態(tài)不同的可遺傳的基因型類群。生態(tài)位：生態(tài)位是生物完成其正常生活周期時所表現(xiàn)出來的對特定生態(tài)因子的綜合適應(yīng)位置。是一個生物種在群落或生態(tài)系統(tǒng)中的功能與地位。最小因子定律（law of minimum）：1840年，李比希（Justus Liebig） 限制因子原理（下限）：植物的生長取決于數(shù)量最不足的那一種營養(yǎng)物質(zhì)。根據(jù)引起生態(tài)型分化的主導(dǎo)因素，可把生態(tài)型劃分為氣候生態(tài)型、土壤生態(tài)型和生物生態(tài)型等。以水稻的氣候、

16、土壤、生物生態(tài)型為例：以光照、溫度為主導(dǎo)因子分為秈稻和粳稻；以光周期為主導(dǎo)因子分早、中、晚稻；以土壤水分為主導(dǎo)因子分水稻和陸稻；根據(jù)土壤肥力：耐瘠和耐肥之分；根據(jù)對?。ú≡铮⑾x害的適應(yīng)性：敏感型和高抗型。生物對環(huán)境的適應(yīng)機制：進化適應(yīng)的機制、交互適應(yīng)、策略適應(yīng)。生態(tài)位的分類：基礎(chǔ)生態(tài)位(fundament niche)，實際生態(tài)位(realized niche)，營養(yǎng)生態(tài)位(trophic niche): 生態(tài)位理論：（1）競爭排斥原理（Competition exclusion principle ），兩個互相競爭的物種不能長期共存于同一區(qū)域；（2）特征替代與生態(tài)位分異（niche d

17、ifferentation） ：對環(huán)境資源的不同利用使得不同物種同時存在與同一區(qū)域；（3）生態(tài)位重疊（niche overlap）：物種間對資源利用的相似程度與分享數(shù)量。生態(tài)位理論的應(yīng)用：（1）生態(tài)位理論在解釋自然群落的形成上的應(yīng)用：競爭排斥原理：物種取代，消除不穩(wěn)定因素；生態(tài)位分異：物種間避免直接競爭； 經(jīng)過競爭排斥原理和生態(tài)位分化后形成的生態(tài)系統(tǒng)或群落是一個生物種相互作用的種群系統(tǒng)。資源互補、競爭緩和、利用和改造環(huán)境充分，生產(chǎn)力高的、穩(wěn)定性好的群落。（2）生態(tài)位理論在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用： 立體農(nóng)業(yè)、農(nóng)牧結(jié)合、綜合養(yǎng)殖的物種互補搭配拓展基礎(chǔ)生態(tài)位：農(nóng)業(yè)自然環(huán)境的改造。森林的生態(tài)作用：（1）涵養(yǎng)

18、水源，保持水土（2）調(diào)節(jié)氣候，增加雨量（3）防風(fēng)固沙，保護農(nóng)田（4）凈化空氣，防治污染（5）降低噪音，美化大地（6）提供燃料，增加肥源生態(tài)型和生活型的區(qū)別與聯(lián)系：生態(tài)型與生活型（形態(tài)外貌）相對的一個概念，都是生物適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。它們的差異是適應(yīng)方式不同、分類地位不同，生活型是主要根據(jù)生物的外部形態(tài)進行區(qū)分，是種以上的分類單位；而生物的生態(tài)型是源于基因的差別，是可遺傳的生態(tài)變異，是種以下的分類單位。 生境和生態(tài)位的區(qū)別：生境（其同義詞為棲息地）只是生態(tài)位這個概念的一部分。生態(tài)位的含義遠不止是“生活空間”（溫度，空氣濕度等環(huán)境因素的綜合，它是生物生存的依據(jù)）的一個抽象概念，它描述了一個物種在其群落

19、生境中的功能作用，而且它帶有構(gòu)成群落生境的自然因素所留下的烙印。它是一個物種為求生存而所需的廣義“資源”。種群種群：指在某一特定時間中占據(jù)某一特定空間的同一物種（或有機體）的集合體。如生活在一個池塘里的所有鯉魚。物種：是指所有同種生物、但由不同的種群組成的群體。一個物種通?？梢园S多種群。內(nèi)稟增長率（intrinisic rate of increase）：在最有利條件下，即種群具有最大出生率和最小死亡率時，種群有最大增長率叫做“內(nèi)稟自然增長率（r）”。即生物生殖潛能（ biotic reproduction potential）環(huán)境容量（K，carring capacity）：能在一個生境

20、或生態(tài)系統(tǒng)中長期存在而對別的種群、生境或生態(tài)系統(tǒng)沒有損害影響的種群的最大數(shù)量。種群的空間分布：是指生物種個體在其生存環(huán)境空間中的配置方式，其空間分布取決于物種的生物學(xué)特性。其空間分布形式：隨機型；均勻型；成群型。生態(tài)對策：指生物朝不同方向進化的對策，也即生物以何種形態(tài)和功能特征的適應(yīng)而在其生境中生存和繁衍后代。種群的數(shù)量特征：種群密度：指單位面積或容積內(nèi)某個種群的個體總數(shù)。 粗密度 指單位總空間內(nèi)的生物個體數(shù)。 生態(tài)密度指單位棲息空間內(nèi)某種群的個體數(shù)量（或生物量）。 單種種群的增長模型：（1）幾何級增長：在無環(huán)境限制下的世代分離的種群，其增長呈不連續(xù)狀態(tài)。 （2）指數(shù)式增長（J 增長）：在無限

21、環(huán)境條件下的世代重疊的種群，其增長呈連續(xù)狀態(tài)。 （3）邏輯斯諦增長（S型增長）：在有限的環(huán)境條件下，開始時因為種群數(shù)量少增長緩慢，隨后逐漸加快，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(nèi)競爭加劇，環(huán)境阻力的逐漸增加，增長速度又開始逐漸下降，直到種群數(shù)量達到環(huán)境容納量（K）并維持下去。dN/dt=rN（K-N）/Kr表示物種的潛在的增殖能力; k表示環(huán)境容納量。 S曲線有一個上漸近線，即S型曲線漸近于K值，但不會超過這個最大值，即環(huán)境容量。最大持續(xù)產(chǎn)量：K/2拐點農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)等保持種群的一定數(shù)量，防止過度放牧、捕撈及砍伐等導(dǎo)致物種瀕?；蛏鷳B(tài)破壞。種群進化的生態(tài)對策：不同生物對環(huán)

22、境的適應(yīng)對策各不相同，從而促使生物種群向不同的方向進化。種群的進化與適應(yīng)是生態(tài)系統(tǒng)重要的穩(wěn)定機制。生態(tài)對策；分為r 對策與K對策。r-對策生物特征：r對策生物特征：通常壽命短，發(fā)育快，一般不足一年，生殖率高，但后代存活率低。r-對策種群善于利用小的和暫時的生境，有較強的遷移和散布能力，很容易在新的生境中定居。主要包括昆蟲、細菌、藻類。K-對策生物的特征：K-對策生物通常命壽長，種群數(shù)量穩(wěn)定，競爭能力強；生物個體大但生殖力弱，親代對子代提供很好的照顧和保護。對生境有極好的適應(yīng)能力，能有效地利用生境中的各種資源，種群數(shù)量通常穩(wěn)定在環(huán)境負荷量的水平附近。K-對策種群由于壽命長、成熟晚，再加上缺乏有效

23、的散布方式，所以在新生境中定居的能力較弱。K-對策者：脊椎動物和種子植物。生態(tài)對策在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的利用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)適當配置r-k譜系中的各類物種。利用k型生物可起到穩(wěn)定環(huán)境的作用，如防護林、果樹等。利用r型生物可提高生產(chǎn)力,如利用浮游生物、蚯蚓、蠶、蜂、食用菌等生活周期短、繁殖快的特點可以加速物質(zhì)循環(huán)利用，減少養(yǎng)分流失。大量的農(nóng)作物和家畜家禽則屬于中間的過度類型。種群間的相互作用：（1）正相互作用：互利共生：指兩個物種長期共同生活在一起，彼此相互依賴、相互依存，并能直接進行物質(zhì)交流的一種相互關(guān)系。真菌和高等植物根系共生形成菌根；真菌與藻類共生形成地衣。偏利共生：共生的兩種生物，一方得利，對另一

24、方無害。林間的一些動物和鳥類，以樹木作為掩蔽或筑巢用，對樹木不造成傷害。原始協(xié)作： 兩種生物在一起生活對彼此有利，但二者并無依賴關(guān)系。稻田養(yǎng)魚，稻田可為魚提供水分和食物，魚可采食稻田的雜草和害蟲，魚的糞便可提高稻田肥力，從而促進水稻增產(chǎn)。（2）負相互作用：種間競爭：發(fā)生在兩個或更多物種個體之間的競爭。 種內(nèi)競爭：發(fā)生在同種個體之間的競爭。競爭排斥原理：又稱高斯原理，具有相同生態(tài)位的不同物種，在同一生境中不能長期共存。種間競爭結(jié)果：第一是一個物種完全擠掉另一物種；第二是不同物種占有不同的空間，捕食不同食物，或其它生態(tài)習(xí)性上的分離，即生態(tài)分離，也可能使兩種間形成平衡而生存。捕食：指一個物種的成員取

25、食另一個物種成員的現(xiàn)象。狹義的捕食：食肉動物以草食動物為食；廣義的捕食：還包括草食動物吃草和寄生。 寄生：是一個種（寄生者）寄居于另一種（寄主）的體內(nèi)或體表，從而攝取寄主養(yǎng)分以維持生活的現(xiàn)象。化感作用：指由植物體分泌的化學(xué)物質(zhì)對自身或其它種群發(fā)生影響的現(xiàn)象，是植物界種間競爭的一種表現(xiàn)形式。影響作用：包括抑制作用和促進作用。種群間相互關(guān)系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：（一）建立人工混交林，林糧間作，農(nóng)作物間套種（二）稻田養(yǎng)魚、養(yǎng)萍，稻魚、稻萍混作（三）蜜蜂與蟲媒授粉作物的互利作用（四）生物防治病蟲害及雜草種群的調(diào)節(jié)因素：密度制約因素：食物、天敵等生物因子引起；非密度制約因素：有光、溫度、水分及PH等環(huán)境因

26、素引起。種群調(diào)節(jié)理論：（1）密度制約（density dependent）：生物學(xué)派代表人物Nicholson， Smitha、種群是一個自我管理的系統(tǒng)，它“按其自身的性質(zhì)及其環(huán)境的狀況調(diào)節(jié)它們的密度”。b、種群調(diào)節(jié)因子必須受密度管理，非密度因素的作用是破壞性的，而不是種群調(diào)節(jié)性的。c、調(diào)節(jié)種群密度的因素始終是競爭（食物和空間），種群圍繞“特征密度”而變化d、營養(yǎng)恢復(fù)學(xué)說（nutrient recovery hypothesis）種群的調(diào)節(jié)既取決于食物的量亦取決于食物的質(zhì)，支持捕食和食物因子的作用。1964 Pitelka ， Schultz（2）非密度制約（density independe

27、nt）：氣候?qū)W派代表人物Davidson，Andrewartha， Bricha、種群增長狀況主要受有利氣候條件的限制。b、種群可由氣候所調(diào)節(jié)，由于氣候所殺死掉的個體數(shù)與種群密度無關(guān)。 c、生境劃分。d、資源類型。隨機波動學(xué)說：所有因素同等重要群落生物群落（biotic community）：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。（如一塊農(nóng)田、一片草地、一片森林）群落的垂直結(jié)構(gòu)：不同生活型的物種在地面以上不同高度和地面（或水面）以下不同深度分層排列，形成了群落的垂直結(jié)構(gòu)；這種空間的垂直配置，叫成層現(xiàn)象。群落演替的概念：指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物群落隨著時間的推移，一些物種消失，另一些物種侵

28、入，出現(xiàn)了生物群落及其環(huán)境向著一定方向，有順序發(fā)展的變化過程。原生演替（Primary Succession）：指從未有過任何生物的裸地上開始的演替 (完全沒有植被并且也沒有任何植物繁殖體存在的裸地)。從巖石開始的旱生演替 ；從湖底開始的水生演替 。次生演替：指在原有生物群落破壞的地段上進行的演替。(不存在植被，但在土壤或基質(zhì)中保留有植物繁殖體的裸地)。如森林的采伐演替；草原的放牧演替等。頂級群落：是指群落演替序列中最后的穩(wěn)定群落。偏途頂極或人為亞頂極：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)群落在人為干預(yù)下可能延續(xù)，改變方向以至與原來的方向相反進行，而難以達到自然生態(tài)系統(tǒng)的頂極階段。但在一定條件下也可能較長時間的保持某

29、種穩(wěn)定的群落狀態(tài)，稱為偏途頂極或人為亞頂極。群落的交錯區(qū)：是兩個或多個群落或生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡區(qū)域。 邊緣效應(yīng)：由于群落交錯區(qū)生境條件的特殊性、異質(zhì)性和不穩(wěn)定性，使得毗鄰群落的生物可能聚集在這一生境重迭的交錯區(qū)域中，不但增大了交錯區(qū)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(chǎn)力，這一現(xiàn)象稱為邊緣效應(yīng)。 群落演替分類：據(jù)起始條件分原生演替系列、次生演替系列；據(jù)基質(zhì)類型分水生演替 、旱生演替；據(jù)主導(dǎo)因素分內(nèi)因性演替、外因性演替。影響群落演替的內(nèi)外因素：（1）內(nèi)因：種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系動態(tài)變化是群落演替的催化劑；群落內(nèi)部環(huán)境的變化是群落演替的動力（2）外因：自然因素如氣溫的大幅度變化

30、、洪水、干旱等；人為因素，人類可以砍伐森林、填湖造地、捕殺動物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原。人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行。 頂極群落理論在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用：(1)對撂荒地植被演替的控制(2)農(nóng)田土壤肥力變化與作物演替的利用(3)仿群落演替建立人工模擬群落(4)農(nóng)田雜草的防治景觀與景觀生態(tài)學(xué)景觀（landscape）：是一個相當大的區(qū)域內(nèi)，由許多不同生態(tài)系統(tǒng)所組成的整體。 不同學(xué)科如美學(xué)（地表景象的綜合直觀視覺感受與風(fēng)景、景色、景致即scenery）、地理學(xué)（地形、地貌、土壤、生物、水文自然的和人文的等）和生態(tài)學(xué)（格局、動能、動態(tài)及生態(tài)聯(lián)系）對景觀的理解均不

31、同。景觀生態(tài)學(xué)（landscape ecology）：是研究在一個由許多生態(tài)系統(tǒng)所組成的區(qū)域內(nèi)（即景觀）不同類型生態(tài)系統(tǒng)的空間格局及其在相互作用過程的綜合性學(xué)科。景觀要素可分為斑塊、廊道和基質(zhì)。斑塊（patch）：是指與周圍環(huán)境不同的空間實體，是景觀尺度上最小的均質(zhì)單元，是構(gòu)成景觀的基本結(jié)構(gòu)和功能單元。斑塊的起源、大小、形狀和數(shù)量等對景觀多樣性、生態(tài)學(xué)效應(yīng)、干擾擴散、生境破碎化等的形成具有十分重要的意義。廊道（corriidor）:是具有通道或屏障功能的現(xiàn)狀或帶狀的景觀要素，是聯(lián)系斑塊的重要橋梁和紐帶。基質(zhì)：是相對面積大于景觀中斑塊和廊道的景觀要素，它是景觀中最具連續(xù)性的部分，往往形成景觀背景

32、。景觀生態(tài)屬性：（1）景觀的異質(zhì)性（heterogeneity）：由于景觀基質(zhì)地球化學(xué)背景和自然干擾、人類活動和物種在不同景觀要素中的異質(zhì)分布，使景觀要素在大小、性狀、數(shù)目、類型和外貌發(fā)生變化。（2）景觀格局（landscape pattern）：（3）干擾（disturbance）：破壞生態(tài)系統(tǒng)、群落或種群結(jié)構(gòu)，并改變資源、基質(zhì)的可利用性，或物理環(huán)境的任何在時間上相對不連續(xù)的事件。（4）尺度（scale）：通常是指研究一定對象所采用空間分辨率或時間間隔，同時又可指某一研究對象在空間上的范圍或時間上的發(fā)生頻率。尺度是景觀生態(tài)學(xué)中另一重要概念，包括空間和時間尺度，景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化都受尺

33、度制約，離開尺度去討論景觀的異質(zhì)性、格局、干擾都是沒有意義的。景觀生態(tài)學(xué)原理：（1）島嶼生物地理學(xué)理論（island biogeography theory）（2）景觀等級理論（hierarchy theory）與尺度效應(yīng)（scale effect）：（3）景觀自組織理論（self-organization theory）基礎(chǔ)：（4）邊緣效應(yīng)理論（ edge effect）：生物多樣性（biodiversity）：指地球上的生物（包括動物、植物、真菌、原核生物）和其所參與的各種生態(tài)過程及其環(huán)境所形成的所有聯(lián)合體的多樣化。包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性”。第三、四、五章

34、生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)、能量生態(tài)系統(tǒng)中能量的3種基本形式：1. 日光能（Solar energy)；2. 生物化學(xué)能(chemical energy) ；3. 熱能(thermal energy)人工輔助能主要包括：人畜力、燃料、電力、化肥、農(nóng)藥、飼料、種苗等。人工輔助能的作用：是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的主要原因?？梢詮娀洼o助生態(tài)系統(tǒng)中生物對太陽光能的固定、轉(zhuǎn)化和流動。食物鏈：指生態(tài)系統(tǒng)中生物組分通過吃與被吃的關(guān)系彼此連接起來的一個序列，組成一個整體，形成的鏈索關(guān)系。營養(yǎng)級：食物鏈上能量何和物質(zhì)被暫時儲存和停留的位置，即食物鏈上的有機體叫營養(yǎng)級。（1）捕食食物鏈（又稱草牧食物鏈 gazing foo

35、d chain）：是由植物到草食動物，再到肉食動物，直接消耗活有機體或其部分的食物鏈。在陸地上起始于綠色植物，在水中起始于浮游植物。 如：水稻稻飛虱青蛙蛇老鷹人（2）腐生食物鏈（又稱殘渣食物鏈 detritus food chain）：由多種微生物構(gòu)成，是以死有機體為營養(yǎng)源，通過腐爛、分解，將有機物還原為無機物質(zhì)的食物。 如：秸桿（畜糞）食用菌 垃圾蚯蚓（3）寄生食物鏈（parasite food chain）：以寄生的方式取食活著生物有機體。食物鏈成員有自大到小的趨勢。如：菟絲子 大豆 蛔蟲馬金小蜂紅鈴蟲（4）另外，混合食物鏈：構(gòu)成食物鏈的各營養(yǎng)級中，既有活食生物成員，也有腐食生物成員。如：

36、稻草牛（牛糞）蚯蚓雞（雞糞）豬（豬糞）魚稻螟赤眼蜂生態(tài)金字塔（ecological pyramid）：能量在營養(yǎng)級上的傳遞過程中逐漸損失，轉(zhuǎn)化為呼吸熱，使其后的營養(yǎng)級上的物質(zhì)和能量分配總是越來越少，沿著食物鏈順序急劇地、梯級遞減而成金字塔形系列稱之為生態(tài)金字塔?！笆种弧倍桑值侣剩荷鷳B(tài)系統(tǒng)每一次物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化大約只有10%轉(zhuǎn)移到下一營養(yǎng)級，其余大部分以腐屑的形式和呼吸熱散失到環(huán)境中。林德曼效率的意義：開創(chuàng)了生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化效率的定量研究，以后的研究證實眾多的生態(tài)效率為10%20%。食物網(wǎng)（food web）：在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物成員之間的取食與被取食關(guān)系交織在一起而形成了生態(tài)系

37、統(tǒng)內(nèi)的多條食物鏈相互交叉、連接的“網(wǎng)絡(luò)”，這種網(wǎng)絡(luò)被稱為食物網(wǎng)。初級生產(chǎn)：又稱第一性生產(chǎn)，主要指綠色植物通過光合作用固定太陽能并轉(zhuǎn)化為儲存在植物體中的化學(xué)潛能的過程。次級生產(chǎn)：亦稱第二性生產(chǎn)，生態(tài)系統(tǒng)中初級生產(chǎn)以外的有機體的生產(chǎn)，即消費者、分解者利用初級生產(chǎn)的產(chǎn)品進行同化作用，表現(xiàn)為自身的生長、繁殖和營養(yǎng)物質(zhì)的儲存。生物圈（biophere）：是地球上全部生物和適于生物生存的環(huán)境組成的圈層，也就是有生命存在的那部分地球?qū)用?。生物地球化學(xué)循環(huán)（biogeochemical cycle）：各種化學(xué)元素包括生命有機體所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，在不同層次、不同大小的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，乃至生物圈里，沿著特定的途徑從環(huán)

38、境到生物體，從生物體再到環(huán)境，不斷進行著流動和循環(huán)。它包括地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)兩部分。它是物理、化學(xué)和生物過程，是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。氣相型循環(huán)：元素或化合物可以轉(zhuǎn)化為氣體形式的物質(zhì)（特點：循環(huán)迅速）。（如：碳、氮、氧、水、氯、溴、氟）沉積型循環(huán)：地殼礦質(zhì)元素自然風(fēng)化和人類開采釋放植物吸收參與生命物質(zhì)形成沿食物鏈轉(zhuǎn)移動植物遺骸或排泄物放回環(huán)境植物吸收，沉降、淀積和成巖（特點：緩慢、非完全）生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能流與物流的區(qū)別： 1. 能流是單向流動并且在轉(zhuǎn)化過程中逐漸衰變，有效能的數(shù)量逐級減少，最終趨向于全部轉(zhuǎn)化為低效熱能，離開生態(tài)系統(tǒng)。2. 物流不是單方向流動，而是往復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用，物質(zhì)在流動

39、的過程中只是改變形態(tài)而不會消滅，可以在系統(tǒng)內(nèi)永恒地循環(huán)，不會成為廢物。溫室效應(yīng)的危害：溫室氣體：CO2、CH4、N2O、臭氧、氟氯烴（CFCs)等1) 地球上的病蟲害增加； 2) 海平面上升； 3) 氣候反常，海洋風(fēng)暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面積增大。 農(nóng)業(yè)中氮素來源與損失途徑：（1）生物固氮：即通過豆科作物和其它固氮生物固定空氣中的氮；（2）高能固氮：又稱大氣固氮。通過閃電、宇宙射線、火山作用等造成高溫和光化學(xué)作用，將大氣中的分子氮以氨、硝酸鹽的形式固定下來。（3）工業(yè)固氮：人類直接介入自然界的氮循環(huán)，即通過化工廠將空氣中的氮合成為氨，再進一步制成各種氮肥。 氮素損失：（1）揮發(fā)損失，

40、即由于有機質(zhì)的燃燒分解或其它原因?qū)е掳钡膿]發(fā)損失； （2）氮的淋失，主要是硝態(tài)氮由于雨水淋洗而損失； （3）在水田中或土壤通氣不良時，硝態(tài)氮受反硝化作用而變成游離氮，導(dǎo)致氮素損失。 氮素的流失對環(huán)境的影響：1.農(nóng)田氮素損失可造成地表水體的富營養(yǎng)化 ；2.農(nóng)作物從土壤中吸收過量的氮素后，易引起各種病蟲害，并影響作物的品質(zhì)；3.作物和蔬菜中硝酸鹽的積累通過食物鏈進入人體和牲畜體，進而形成亞硝酸鹽和亞硝酸胺，嚴重危硫循環(huán)的環(huán)境問題：SO2的大量排放，導(dǎo)致酸雨形成的主要原因。酸雨：大氣中的SO2在蒸餾水達到溶解平衡時的酸度約為pH5.6，因此pH小于5.6的雨稱酸雨；農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的特點：開放的

41、生態(tài)系統(tǒng)。1產(chǎn)品大部分作為商品輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的養(yǎng)分隨之離開系統(tǒng)。輸出產(chǎn)品越多，被帶走的養(yǎng)分也越多。2向系統(tǒng)內(nèi)歸還各種有機質(zhì)和施入大量的化學(xué)肥料，方能維持系統(tǒng)的養(yǎng)分相對平衡。有大量養(yǎng)分隨產(chǎn)品離開系統(tǒng)，又必須通過人類生產(chǎn)活動輸入養(yǎng)分才能維持平衡，這正是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)與自然生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)別：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)的一般模式：土壤植物動物土壤理解“健康的土壤健康的食品人”的含義。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的3個主要養(yǎng)分庫：植物庫（P）、家畜庫（L）和土壤有效養(yǎng)分庫（A）植物庫：包括植物的地上和地下部分所含養(yǎng)分動物庫：動物體土壤庫：（土壤有機殘余庫、土壤礦物庫)、有效養(yǎng)分庫保持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)平

42、衡的途徑：（一）合理搭配種植歸還率高的作物，（如花生、大豆、綠肥、油菜）；（二）實行合理輪作； 種植豆科植物和歸還率高的植物；在種植制度中安排綠肥主作或間套作，組成合理的輪作系統(tǒng)，有利于維持農(nóng)田土壤養(yǎng)分平衡，恢復(fù)或提高土壤肥力，從而增產(chǎn)增收。（三） 農(nóng)、林、牧結(jié)合，發(fā)展沼氣，解決生活能源問題，促使秸稈還田；（四）農(nóng)產(chǎn)品就地加工，提高物質(zhì)的歸還率。環(huán)境污染：指人類直接、間接制造或所用物品的廢棄物等排放到環(huán)境中，其數(shù)量超過環(huán)境的自凈能力，使環(huán)境的理化和生物性狀發(fā)生了有害的改變。按污染物分類：非降解性污染和可降解性污染。前者如重金屬和一些長鏈苯酚化合物、DDT; 后者如食品加工的廢棄物等。按污染物的

43、來源：點源污染和面源污染。按環(huán)境庫的種類：大氣污染、水域污染和土壤污染。重金屬污染：汞、鎘、鉛、鉻、砷，人稱五毒?；?、農(nóng)藥等對水體污染（1）水體富營養(yǎng)化：是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、河口、海灣等地表或地下水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，藻類等死亡分解消耗水體大量溶解氧，導(dǎo)致水生浮游生物魚類等缺氧大量死亡，使體發(fā)生烏黑、發(fā)臭，水質(zhì)惡化，水體生物多樣性和生態(tài)調(diào)節(jié)功能喪失的現(xiàn)象。引起富營養(yǎng)化其關(guān)鍵作用的元素是氮、磷。由于氮在環(huán)境的豐富性，通常把磷視為限制性營養(yǎng)元素，對它的控制能有效減緩水體的富營養(yǎng)化進程。（2）生物濃縮：也稱為生物富集，是指有毒物質(zhì)沿食物鏈

44、各營養(yǎng)級傳遞時，在生物體內(nèi)的殘留濃度不斷升高，愈是上面的營養(yǎng)級，生物體內(nèi)有毒物質(zhì)的殘留濃度越高的現(xiàn)象。第八章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控與優(yōu)化設(shè)計反饋：是生態(tài)系統(tǒng)固有特性，是指系統(tǒng)輸出端通過一定通道，通過反饋環(huán)反饋到輸入端，變成了決定整個系統(tǒng)未來功能的輸入。多元重復(fù)補償：是指在生態(tài)系統(tǒng)中，有一個以上的組分具有完全或相近的功能，當有關(guān)組分被破壞時，另外的相關(guān)的組分可以在功能上給以補償，從而相對保持輸出穩(wěn)定不變。生態(tài)閾值：系統(tǒng)在不降低和破壞自動調(diào)節(jié)能力的前提下所能忍受的最大限度的外界壓力。第九章 農(nóng)業(yè)資源利用與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護資源：指人類從事社會活動所需要的全部物質(zhì)、能量和信息來源。（一切可以被人類利用的

45、各種物質(zhì)、能量和信息要素的總稱。）農(nóng)業(yè)資源：人類在農(nóng)業(yè)活動中所依賴的各種物質(zhì)、能量、信息要素的總稱。農(nóng)業(yè)資源的分類：（一）來源分類：自然資源和社會資源；（二）重復(fù)利用程度分類：可更新資源和不可更新資源；（三）是否具有可存留性分類：可存留、不可存留和半存留資源可更新資源：是指通過天然作用或人工作業(yè)能為人類反復(fù)利用的各種自然資源。如生物資源和土地資源、水資源、空氣資源等。不可更新資源：是指人類開發(fā)利用后，在現(xiàn)階段尚不可能再生的自然資源。如石油、煤、天然氣等 ?？纱媪粜再Y源：可以長時間存留或儲藏下來，不予利用并不消逝，如化石燃料，化工產(chǎn)品等；不可存留資源：不能儲藏下來供以后使用的儲藏，不及時利用則會立即消失；如太陽能、熱量、風(fēng)能；半存留資源：兼有存留和流失的兩種性質(zhì)。如土壤中的水分、養(yǎng)分。生態(tài)平衡：是指在一定時間內(nèi)，生物與環(huán)境、生物與生物之間相互適應(yīng)所維持著的一種協(xié)調(diào)狀態(tài)。生態(tài)平衡的基本特征：1. 物質(zhì)與能量的輸入與輸出保持相對平衡；2. 物質(zhì)與能量的流動保持合理的比例與速度；3. 生物的種類和數(shù)量相對穩(wěn)定；4. 生態(tài)系統(tǒng)具有良好的自我調(diào)節(jié)能力保持生態(tài)平衡的途徑：（一）增加組成成分的多樣性；（二）不得超過生態(tài)閥值；（三）巧設(shè)食物鏈結(jié)構(gòu)（四）生態(tài)環(huán)境的人為調(diào)控（五）增