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

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

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)

第一節(jié)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)與特點(diǎn)

太陽(yáng)能綠色植物光合作用有

機(jī)物(能)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)質(zhì)第二頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)

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

（一）太陽(yáng)——生物能的給源

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

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

綜上所述，從本質(zhì)上看農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是人類(lèi)通過(guò)社會(huì)勞動(dòng)，利用綠色植物的光合作用，轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能成為農(nóng)產(chǎn)品潛在能，以滿(mǎn)足人類(lèi)生命活動(dòng)所需能量的過(guò)程，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成為社會(huì)再生產(chǎn)與生物再生產(chǎn)的綜合體，這一點(diǎn)是農(nóng)業(yè)與工業(yè)之間迥然不同的質(zhì)的差別，在組織農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)應(yīng)予足夠重視。

第四頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日

然而，作物實(shí)際利用太陽(yáng)輻射能的能力卻非常低。目前，全球植物（包括水、陸植物）的光能利用率平均僅是0.1%，我國(guó)農(nóng)田全年平均光能利用也只達(dá)0.3%—0.4%，世界農(nóng)田約0.2%，現(xiàn)在全世界還沒(méi)有一個(gè)國(guó)家的平均值超過(guò)1%，即就是最優(yōu)的栽培管理?xiàng)l件，對(duì)一年生作物來(lái)說(shuō)，全生育期光能是利用率最高的也只在2%左右?？梢?jiàn)，農(nóng)田還存在很大的增產(chǎn)潛力。

第五頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日（三）光能利用率及其提高途徑

目前，農(nóng)田實(shí)際光能利用率為什么這么低？

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

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

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

（一）地域性

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

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

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

第八頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日（二）季節(jié)性

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

（三）生物性

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

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

（五）綜合性

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

第十一頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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