《農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)》復(fù)習(xí)資料

農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)》復(fù)習(xí)資料緒論生態(tài)學(xué)一一海克爾H.Haeckel：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)。（1866）農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)——是運(yùn)用生態(tài)學(xué)基本原理和系統(tǒng)分析方法，研究農(nóng)業(yè)生物與農(nóng)業(yè)環(huán)境之間的相互作用規(guī)律和機(jī)理，以獲得最高生物產(chǎn)量和最佳經(jīng)濟(jì)效益，又能在一定程度上維持農(nóng)業(yè)再生資源持續(xù)利用的一門生態(tài)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的綜合性學(xué)科。系統(tǒng)：由相互依賴的若干組分結(jié)合在一起，完成特定功能，并朝特定目標(biāo)發(fā)展的有機(jī)整體。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(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)的綜合體系統(tǒng)的基本特征：1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有序性2、系統(tǒng)的整體性3、系統(tǒng)功能的整合性農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組成：（1）生物組分包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、和分解者。（2）環(huán)境組分包括自然環(huán)境和人工環(huán)境農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)：1、受人類的控制2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的凈生產(chǎn)力高3、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組成要素簡(jiǎn)化，自我穩(wěn)定性能較差4、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是開放性系統(tǒng)5、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)同時(shí)受自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)雙重規(guī)律的制約6、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)有明顯的區(qū)域性表一農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)別類別生物構(gòu)成環(huán)境組分系統(tǒng)穩(wěn)定性開放性凈生產(chǎn)力服從規(guī)律第二章§2.1農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境生態(tài)因子：自然環(huán)境中一切影響生物生命活動(dòng)的因子。包括太陽輻射、大氣圈、水圈、土壤圈。人工環(huán)境：包括人工影響的環(huán)境和人工建造的環(huán)境最小因子定律：李比西:植物的生長(zhǎng)取決于數(shù)量最不足的那一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。謝爾福德耐性定律：在生物的生長(zhǎng)和繁殖所需要的眾多生態(tài)因子中，任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量上的過多、過少或質(zhì)量不足，都會(huì)成為限制因子謝爾福德把最大量和最小量限制作用概念合并為耐性定律。對(duì)耐性定律的補(bǔ)充：1、同一種生物對(duì)各種生態(tài)因子的耐性范圍不同。2、不同種生物對(duì)同一生態(tài)因子的耐性范圍不同。3、同一生物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)生態(tài)因子的耐性范圍不同4、由于生態(tài)因子的相互作用，當(dāng)某個(gè)生態(tài)因子不是處在適宜狀態(tài)時(shí)，則生物對(duì)其他一些生態(tài)因子的耐性范圍將會(huì)縮小5、同一生物種內(nèi)的不同品種，長(zhǎng)期生活在不同的生態(tài)環(huán)境條件下，對(duì)多個(gè)生態(tài)因子會(huì)形成有差異的耐性范圍，即產(chǎn)生生態(tài)型的分化趨同適應(yīng)指親緣關(guān)系相當(dāng)疏遠(yuǎn)的生物，由于長(zhǎng)期生活在相同的環(huán)境之中，通過變異選擇和適應(yīng)，在器官形態(tài)等方面出現(xiàn)很相似的現(xiàn)象，其結(jié)果使不同種的生物在形成、生理和發(fā)育上表現(xiàn)很強(qiáng)的一致性或相似性。趨異適應(yīng)：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)境條件的綜合影響，不同個(gè)體群之間在形態(tài)、生理等方面產(chǎn)生的相應(yīng)的生態(tài)變異。生態(tài)型：指同種生物的不同個(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)自然和人工選擇而分化形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因型類群。生態(tài)型的形式：氣候生態(tài)型、土壤生態(tài)型、生物生態(tài)型生活型：指不同種生物由于長(zhǎng)期生存在相同的自然生態(tài)和人為培育環(huán)境條件下，發(fā)生趨同適應(yīng)，并經(jīng)自然選擇和人工選擇后形成，具有類似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的物種類群。生境：指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。生態(tài)位：是生物種在完成其正常生活周期時(shí)所表現(xiàn)出的對(duì)環(huán)境綜合適應(yīng)的特性。即一個(gè)物種在生物群落和生態(tài)系統(tǒng)中的功能與地位?！?.2種群種群：指在某一特定時(shí)間中占據(jù)某一特定空間的一群同種的有機(jī)體的總稱種群的空間分布特征：1、空間分布形式：隨機(jī)型均勻型成叢型(聚集型)自然生態(tài)系統(tǒng)生物自然環(huán)境高封閉低自然規(guī)律農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生物、人類人工調(diào)控低開放高自然和經(jīng)濟(jì)規(guī)律阿利(Allee)氏群聚原則：指每個(gè)生物都有自己最適的密度，過疏和過密都產(chǎn)生限制影響。種群總是避免過分的分散和過分擁擠，使種群內(nèi)個(gè)體能獲得最佳的生活和生存條件。2種群的數(shù)量特征種群大?。褐敢欢娣e或容積內(nèi)某個(gè)種群的個(gè)體總數(shù)。種群密度：指單位面積或容積內(nèi)某個(gè)種群的個(gè)體總數(shù)。粗密度——指單位總空間內(nèi)的生物個(gè)體數(shù)。生態(tài)密度——指單位棲息空間內(nèi)某種群的個(gè)體數(shù)量（或生物量）。出生率：指單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生新個(gè)體的數(shù)量。最大出生率——指當(dāng)不受外界條件限制時(shí)，種群產(chǎn)生新個(gè)體的理論最大值。反映了該生物的特性。生態(tài)出生率——在一定的環(huán)境條件下種群產(chǎn)生新個(gè)體的能力。反映了環(huán)境對(duì)該種群的影響。死亡率：指單位時(shí)間種群死亡的個(gè)數(shù)。最低死亡率——指?jìng)€(gè)體死亡由于生理壽命所決定的老年?duì)顩r。生態(tài)死亡率——在一定的環(huán)境條件下的死亡率。年齡結(jié)構(gòu)類型：增長(zhǎng)型種群、穩(wěn)定型種群、衰退型種群性比：指一個(gè)雌雄異體的種群所有個(gè)體或某個(gè)齡級(jí)的個(gè)體中雄性對(duì)雌性的比率。3、種群的遺傳特征（一）種群生命表及分析生命表：是按種群生長(zhǎng)的時(shí)間,或按種群的年齡（發(fā)育階段）的程序編制的,系統(tǒng)記述了種群的死亡或生存率和生殖率.是最清楚、最直接地展示種群死亡和存活過程的一覽表.生命表的主要優(yōu)點(diǎn)：1）系統(tǒng)性2）階段性3）綜合性4）關(guān)鍵性生命表的一般構(gòu)成:某:按年齡或一定時(shí)間劃分的單位期限.（如：日、周、月等）n某:某期開始時(shí)的存活數(shù)d某:某期限內(nèi)（某一某+1）的死亡數(shù)q某:某期限內(nèi)的死亡率，常以100q某和1000q某表示q某二d某/n某I某:某期開始時(shí)存活個(gè)體的百分?jǐn)?shù)?1某引某/n1L某:某^某+1期間的平均存活數(shù)目（n某+n某+1）/2T某:某期限后平均存活數(shù)的累計(jì)數(shù)T某二工L某e某:某期開始時(shí)的平均生命期望值e某二T某/n某n某d某是直接觀察值，其余參數(shù)為統(tǒng)計(jì)值特定時(shí)間生命表:又稱靜態(tài)生命表，它是根據(jù)某個(gè)種群在特定時(shí)間種群的年齡結(jié)構(gòu)而建立的生命表。優(yōu)點(diǎn):①容易使我們看出種群的生存、生殖對(duì)策;②可計(jì)算內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm和周限增長(zhǎng)率入③編制較易.缺點(diǎn):①無法分析死亡原因或關(guān)鍵因素②也不適用于出生或死亡變動(dòng)很大的種群.生命參數(shù)的計(jì)算世代平均歷期（周期）：T二工l某m某某/Sl某m某凈增殖率:每過一個(gè)世代種群數(shù)量增長(zhǎng)倍數(shù)R0=Sl某m某周限增長(zhǎng)率：入二erm內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm:在實(shí)驗(yàn)條件下，人為地排除不利的環(huán)境條件，排除捕食者和疾病的影響，并提供理想的和充足的食物，這種條件下所觀察到的種群增長(zhǎng)能力.特定年齡生命表:又稱動(dòng)態(tài)生命表。適用于世代不重疊生物，可進(jìn)行關(guān)鍵因子分析。它是真實(shí)地根據(jù)一個(gè)同齡群的個(gè)體從出生到最后一個(gè)個(gè)體的消失而構(gòu)成的，它提供了這一同齡群種群數(shù)量動(dòng)態(tài)的真實(shí)信息。（二）種群的增長(zhǎng)型1、幾何級(jí)增長(zhǎng):在無環(huán)境限制下的世代分離的種群，其增長(zhǎng)呈不連續(xù)狀態(tài)。增長(zhǎng)模型:Nt+1=入Nt（或Nt二N0入t）表現(xiàn)形式:當(dāng)入〉1時(shí)，表示種群增長(zhǎng)；入=1時(shí)，種群穩(wěn)定；入VI時(shí)，種群下降，當(dāng)入=0時(shí)，種群無繁殖期，且在下一代滅亡。2、指數(shù)式增長(zhǎng):在無限環(huán)境條件下的世代重疊的種群，其增長(zhǎng)呈連續(xù)狀態(tài)。增長(zhǎng)模型：dN/dt二rN其解為Nt二N0ert式中，N為種群數(shù)量；r為瞬時(shí)增長(zhǎng)率（在理論上被稱為內(nèi)稟增長(zhǎng)率）表現(xiàn)形式：當(dāng)r〉0時(shí)，種群數(shù)量指數(shù)上升；r=0時(shí)，種群數(shù)量不變;rV0時(shí)，種群數(shù)量指數(shù)下降3、S型增長(zhǎng)：在有限的環(huán)境條件下，開始時(shí)因?yàn)榉N群數(shù)量少增長(zhǎng)緩慢，隨后逐漸加快，不久之后，由于種群對(duì)有限空間資源和其他生活必需條件的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇，環(huán)境阻力的逐漸增加，增長(zhǎng)速度又開始逐漸下降，直到種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納量（K）并維持下去。增長(zhǎng)模型：dN/dt二rN（K-N）/K種群的S型增長(zhǎng)的特點(diǎn)：S曲線有一個(gè)上漸近線，即S型曲線漸近于K值，但不會(huì)超過這個(gè)最大值，即環(huán)境容量。三、種群間的相互作用正相互作用：1、互利共生：指兩個(gè)物種長(zhǎng)期共同生活在一起，彼此相互依賴、相互依存，并能直接進(jìn)行物質(zhì)交流的一種相互關(guān)系。2、偏利共生3、原始協(xié)作負(fù)相互作用：1、競(jìng)爭(zhēng)形式：直接干涉型和資源利用型種間競(jìng)爭(zhēng):發(fā)生在兩個(gè)或更多物種個(gè)體之間的競(jìng)爭(zhēng)。種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng):發(fā)生在同種個(gè)體之間的競(jìng)爭(zhēng)。競(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)期共存。種間競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果：第一是一個(gè)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。2、捕食：指一個(gè)物種的成員取食另一個(gè)物種成員的現(xiàn)象。捕食是一種重要的生態(tài)現(xiàn)象1、捕食是一個(gè)主要的選擇壓力2、捕食是影響群落結(jié)構(gòu)的重要過程3、捕食可以限制種群的分布和數(shù)量3、寄生指一個(gè)種（寄生者）寄居于另一種（寄主）的體內(nèi)或體表，從而攝取寄主的養(yǎng)分以維持生活的現(xiàn)象。擬寄生：指昆蟲寄生昆蟲的現(xiàn)象，其擬寄生者總是殺死宿主。寄生昆蟲常把卵產(chǎn)在其他昆蟲寄主）體內(nèi)，待卵孵化成幼蟲后便以寄主的組織為食，直至寄主死亡化感作用：指由植物體分泌的化學(xué)物質(zhì)對(duì)自身或其它種群發(fā)生影響的現(xiàn)象，是植物界種間競(jìng)爭(zhēng)的一種表現(xiàn)形式。影響作用:包括抑制作用和促進(jìn)作用。廣泛存在于自然植物群落和農(nóng)業(yè)植物群落中。四、種群的進(jìn)化與生態(tài)對(duì)策不同生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)對(duì)策各不相同，從而促使生物種群向不同的方向進(jìn)化。種群的進(jìn)化與適應(yīng)是生態(tài)系統(tǒng)重要的穩(wěn)定機(jī)制。生態(tài)對(duì)策:指生物朝不同方向進(jìn)化的對(duì)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。形式:K-對(duì)策，r-對(duì)策種群的調(diào)節(jié):密度制約和非密度制約密度制約指通過密度因子對(duì)種群大小的調(diào)節(jié)過程。調(diào)節(jié)形式：種內(nèi)調(diào)節(jié)、種間調(diào)節(jié)和食物調(diào)節(jié)。1、種內(nèi)調(diào)節(jié)行為調(diào)節(jié)：指種群內(nèi)個(gè)體間通過行為相容關(guān)系調(diào)節(jié)其種群動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的一種種內(nèi)調(diào)節(jié)方式。生理調(diào)節(jié):指種內(nèi)個(gè)體間因生理功能的差異，致使生理功能強(qiáng)的個(gè)體在種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)中取勝，淘汰弱者，在動(dòng)物方面表現(xiàn)為內(nèi)分泌調(diào)節(jié)。遺傳調(diào)節(jié)指種群數(shù)量可通過自然選擇壓力和遺傳組成改變而得以調(diào)節(jié)的過程2、種間調(diào)節(jié)主張種間調(diào)節(jié)的是生物學(xué)派，他們認(rèn)為：調(diào)節(jié)因素的作用必然受被調(diào)節(jié)種群的密度所制約。調(diào)節(jié)種群的因素始終是競(jìng)爭(zhēng)，包括競(jìng)爭(zhēng)食物、空間以及捕食者和寄生者的競(jìng)爭(zhēng)。3、食物調(diào)節(jié)Lack（拉克）的Lack學(xué)說和Pitelka（皮特卡）的營(yíng)養(yǎng)恢復(fù)學(xué)說§2.3農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的群落生物群落——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。群落的水平結(jié)構(gòu)：指群落在水平方向上的配置狀況或水平格局，也稱作群落的二維結(jié)構(gòu)。群落的垂直結(jié)構(gòu)：指不同生活型的物種在地面以上不同高度和地面以下不同深度分層排列，形成了群落的垂直結(jié)構(gòu)。成層現(xiàn)象：指群落中生物按高度或深度的垂直配置，是植物群落與環(huán)境條件間相互關(guān)系的一種特殊形式。群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)：由自然環(huán)境因素的時(shí)間節(jié)律所引起的群落各物種在時(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)。群落的交錯(cuò)區(qū)：是兩個(gè)或多個(gè)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(cuò)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(cuò)區(qū)域中，不但增大了交錯(cuò)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(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)力，這一現(xiàn)象稱為邊緣效應(yīng)。群落演替的概念：指生態(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，有順序發(fā)展的變化過程演替不僅是生物與物理環(huán)境反復(fù)作用的結(jié)果，同時(shí)還是群落內(nèi)種群之間競(jìng)爭(zhēng)和共爭(zhēng)的結(jié)果。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，而改變了的內(nèi)部環(huán)境反過來又改變著群落成員，這種循環(huán)往復(fù)的進(jìn)程所引起的生物群落演替稱內(nèi)因演替。演替系列：指物種開始侵入到頂極群落的整個(gè)順序演變過程.據(jù)起始條件：原生演替系列、次生演替系列據(jù)基質(zhì)類型：水生演替、旱生演替旱生演替：指在裸露的巖石表面開始的演替旱生演替系列包括：地衣群落階段、苔蘚群落階段、草本群落階段、木本群落階段。水生演替：指從湖底或河底開始的演替水生演替系列包括：自由漂浮植物階段、沉水植物階段、浮葉水生植物階段、直立水生植物階段、水生草本植物階段、木本植物階段。據(jù)主導(dǎo)因素：內(nèi)因性演替、外因性演替據(jù)代謝特征：自養(yǎng)性演替、異養(yǎng)性演替原生演替primaryucceion系列：始于原生裸地或原生蕪原的群落演替.次生演替系列：原生植被遭外力破壞以后的演替為次生演替次生演替的特點(diǎn)：(1)次生演替的速度一般較快；(2)次生演替的趨向。當(dāng)引起群落次生演替的外力作用停止后，群落仍趨向于恢復(fù)到受破壞前原生群落的類型；(3)次生演替所經(jīng)歷的階段，決定于外界因素作用的方式和持續(xù)時(shí)間。頂級(jí)群落：演替最終形成的穩(wěn)定群落頂級(jí)群落理論上應(yīng)具有的特征：1、它是一個(gè)在系統(tǒng)內(nèi)部和外部，生物與非生物環(huán)境之間已達(dá)平衡的穩(wěn)定系統(tǒng)；2、它的結(jié)構(gòu)和物種組成已相對(duì)恒定；3、有機(jī)物質(zhì)的年生產(chǎn)量與群落的消耗量和輸出量之和達(dá)到平衡，沒有生產(chǎn)量的凈積累，其現(xiàn)存量上下波動(dòng)不大；4、頂極群落如無外來干擾可以自我延續(xù)地存在下去。演替過程中生物群落結(jié)構(gòu)及功能變化：（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，而群落的凈生產(chǎn)量，在演替的前期多，后期較少甚至等于零，但生物現(xiàn)存量以頂級(jí)期為最高。（3）隨群落演替的進(jìn)行，群落中產(chǎn)生的可溶性物質(zhì)不斷聚集，并產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物這些物質(zhì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和生物種間關(guān)系具有一定的調(diào)節(jié)作用。（4）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的物質(zhì)循環(huán)的封閉程度隨演替而增大，使生態(tài)系統(tǒng)保持養(yǎng)分的能力增強(qiáng)。（5）由于物種的增多、物質(zhì)循環(huán)的封閉性和各種化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)作用的加強(qiáng)，使群落穩(wěn)定性隨演替而提高群落的穩(wěn)定性：指群落在一定時(shí)間過程中維持物種互相結(jié)合及各物種數(shù)量關(guān)系的能力，以及在受到擾動(dòng)的情況下恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)的能力。生物多樣性的定義：生物多樣性——是生物與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和?；蚨鄻有?、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個(gè)層次。第三章3.1概述生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：指生態(tài)系統(tǒng)組分在空間、時(shí)間上的配置及組分間的能物流順序關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型：物種結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)（包括水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)）、時(shí)間結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈結(jié)構(gòu)）3.2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)v景觀：指一定空間范圍內(nèi)，由不同生態(tài)系統(tǒng)所組成的，具有重復(fù)性格局的異質(zhì)性地域單元。v農(nóng)業(yè)景觀：是由多種類型的在景觀上有差異的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的集合所組成的區(qū)域。v景觀多樣性：指生物圈內(nèi)棲息地、生物群落和生態(tài)學(xué)過程的多樣化是生物多樣性的一個(gè)層次。生態(tài)交錯(cuò)帶：指在景觀中不同斑塊連接之處的交錯(cuò)區(qū)域。類型：城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶、干濕交錯(cuò)帶、農(nóng)牧交錯(cuò)帶、水陸交錯(cuò)帶、群落交錯(cuò)帶。邊緣效應(yīng)：指在兩個(gè)或兩個(gè)不同性質(zhì)的生態(tài)系統(tǒng)（或其他系統(tǒng)）交互作用處（交錯(cuò)帶），由于某些生態(tài)因子（可能是物質(zhì)、能量、信息、時(shí)機(jī)或地域）或系統(tǒng)屬性的差異和協(xié)合作用而引起系統(tǒng)某些組分及行為（如種群密度、生產(chǎn)力和多樣性等）的較大變化，稱為邊緣效應(yīng)?！?.3農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)大尺度的地形變化：由海拔高度的較大差異所引起（圖）小尺度的地形變化：主要是在丘陵和低海拔地區(qū)農(nóng)林業(yè)系統(tǒng)的概念：農(nóng)林業(yè)系統(tǒng)——指在同一土地單元內(nèi)將農(nóng)作物生產(chǎn)與林業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)同時(shí)或交替地結(jié)合起來，使得土地總生產(chǎn)力得以提高的持續(xù)性土地經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)。農(nóng)林業(yè)系統(tǒng)的特征：復(fù)合性、系統(tǒng)性、集約性。3.4農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)營(yíng)養(yǎng)級(jí)：指生物在食物鏈上所處的位置，食物鏈上的每一個(gè)環(huán)節(jié)就稱為一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。捕食食物鏈：草牧食物鏈，從綠色植物開始，再到草食動(dòng)物，肉食動(dòng)物，食物鏈成員有自小到大，從弱到強(qiáng)的趨勢(shì)，這與捕食能力有關(guān)。腐食食物鏈：又叫碎屑食物鏈，主要以死的動(dòng)植物有機(jī)體或生物排泄物為食物通過腐爛、分解，將有機(jī)物質(zhì)分解為無機(jī)物質(zhì)的食物鏈。寄生食物鏈：以寄生的方式取食活的有機(jī)體而構(gòu)成的食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)：食物鏈之間交錯(cuò)縱橫，彼此相連，構(gòu)成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這就是食物網(wǎng)（1）加環(huán)類型：生產(chǎn)環(huán)增益環(huán)減耗環(huán)復(fù)合環(huán)加工環(huán)食物鏈加環(huán)的作用n提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。n提高農(nóng)副產(chǎn)品的利用率。n提高能量的利用率和轉(zhuǎn)化率農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)間結(jié)構(gòu)：指在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)合理安排各種生物種群，使它們的生長(zhǎng)發(fā)育及生物量積累時(shí)間錯(cuò)落有序，充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的一種時(shí)序結(jié)構(gòu)時(shí)間結(jié)構(gòu)涉及的因素：包括環(huán)境條件的季節(jié)性和生物的生育發(fā)育規(guī)律調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)生物群落時(shí)間結(jié)構(gòu)的方式：間作、輪作、套作、輪養(yǎng)、套養(yǎng)等第四章太陽能、輔助能（自然輔助能和人工輔助能）§4.2能量流動(dòng)的途徑及傳遞效率一、生態(tài)系統(tǒng)的能流路徑（2）以植物有機(jī)物質(zhì)形式貯存起來的化學(xué)潛能，沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動(dòng)，驅(qū)動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)完成物質(zhì)流動(dòng)、信息傳遞等功能。（3）化學(xué)潛能貯存在生態(tài)系統(tǒng)的生物組分內(nèi)，或者隨著產(chǎn)品等輸出，離開生態(tài)系統(tǒng)。（4）植物、動(dòng)物和微生物有機(jī)體通過呼吸作用釋放熱能，并散失。（5）輔助能對(duì)以太陽輻射能為始點(diǎn)、以食物鏈為主線的能量流動(dòng)起輔助作用。十分之一定律（林德曼效率）：指食物鏈營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率大約平均為10%。生態(tài)金字塔：個(gè)體數(shù)金字塔、生物量金字塔和能量金字塔生態(tài)效率：指在食物鏈中，后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物對(duì)前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物能量利用的百分比（包括營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率和營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)部的生態(tài)效率兩種）。營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率（1）攝食效率指上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝食量（Ct+1）與該營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝食量（Ct）之比，用Ct+1／Ct表示。（2）同化效率指上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量（Pt+1）與該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量（At）之比，用Pt+1／At表示。（3）生產(chǎn)效率指上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生產(chǎn)量（Pt+1）與該營(yíng)養(yǎng)級(jí)生產(chǎn)量（Pt）之比，用Pt+1／Pt表示。（4）利用效率指上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量（At+1）與該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生產(chǎn)量（Pt）之比，用At+1/Pt表示。營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)部的生態(tài)效率（1）組織增大率指生產(chǎn)量（Pt）與同化量（At）之比，用Pt/At表示。（2）同化效率指消費(fèi)者同化量（At）與攝食量（Ct）之比，用At/Ct表示。(3)生態(tài)增長(zhǎng)率指生產(chǎn)量(Pt)與攝食量(Ct)之比，用Pt/Ct表示?！?.3農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中能量投入與產(chǎn)出初級(jí)生產(chǎn)—指綠色植物進(jìn)行光合作用所積累能量的過程。初級(jí)生產(chǎn)者——指進(jìn)行光合作用的綠色植物。初級(jí)生產(chǎn)力——指初級(jí)生產(chǎn)積累能量或物質(zhì)的速率。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)主要包括農(nóng)田、草地和林地生產(chǎn)。(1)初級(jí)生產(chǎn)力測(cè)定的方法直接測(cè)定：是測(cè)定初級(jí)生產(chǎn)者的生物量間接測(cè)定：是通過測(cè)定初級(jí)生產(chǎn)者的代謝活動(dòng)的情況，再對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行進(jìn)行推算。(2)作物生產(chǎn)力的估算①光合生產(chǎn)力：Y1二f(Q)②光溫生產(chǎn)力：Y2二f(Q)f(T)③氣候生產(chǎn)力：Y3二f(Q)f(T)f(W丿④土地生產(chǎn)力：Y4=f(Q)f(T)f(W)f(S)3提高初級(jí)生產(chǎn)力的途徑⑴因地制宜，增加綠色植被覆蓋，充分利用太陽能，增加系統(tǒng)的生物量或能通量，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；⑵適當(dāng)增加投入，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境,消除或減緩限制因子的制約；⑶改善植物品質(zhì)特點(diǎn)，選育高光效的抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良品種；⑷加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)，減少養(yǎng)分和水份制約；⑸改進(jìn)耕作制度，提高復(fù)種指數(shù)；合理密植，實(shí)行間套種，提高栽培管理技術(shù)；⑹調(diào)控作物群體結(jié)構(gòu)，盡早形成并盡量維持最佳的群體結(jié)構(gòu)；(二)次級(jí)生產(chǎn)次級(jí)生產(chǎn)—指初級(jí)生產(chǎn)以外的有機(jī)體的生產(chǎn)，即消費(fèi)者、分解者利用初級(jí)生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行同化作用，表現(xiàn)為自身的生長(zhǎng)、繁殖和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的儲(chǔ)存。次級(jí)生產(chǎn)者——初級(jí)生產(chǎn)者以外的異養(yǎng)生物(包括消費(fèi)者和分解者)。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中次級(jí)生產(chǎn)者主要是指畜牧業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)。2次級(jí)生產(chǎn)的能量平衡P=NI+I=NI+A+(R1+R2)+(F+U+G)式中：P為凈初級(jí)生產(chǎn)總量；NI為未被次級(jí)生產(chǎn)者采食部分；I為被采食部分。R1為體增熱消耗，是動(dòng)物采食后數(shù)小時(shí)內(nèi)體內(nèi)產(chǎn)生的熱損耗；R2為維持能，是用于基礎(chǔ)代謝的能量損耗；F、U、G分別為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)排泄物；A為次級(jí)生產(chǎn)者貯存的能量。次級(jí)生產(chǎn)的主要作用：l轉(zhuǎn)化農(nóng)副產(chǎn)品，提高利用價(jià)值。l生產(chǎn)動(dòng)物蛋白食品，改善人們食物組成。l促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)機(jī)能。種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧互促，有助于農(nóng)業(yè)資源的合理利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。增加就業(yè)門路，增加農(nóng)民收入，并有助于建立種-養(yǎng)-加-貿(mào)一體化的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化體系。初級(jí)生產(chǎn)與次級(jí)生產(chǎn)的關(guān)系：v次級(jí)生產(chǎn)依賴初級(jí)生產(chǎn)。v合理的次級(jí)生產(chǎn)促進(jìn)初級(jí)生產(chǎn)。v過度放牧破壞初級(jí)生產(chǎn)，使草原退化。提高次級(jí)生產(chǎn)力的主要途徑：1、調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，建立糧-經(jīng)-飼三元結(jié)構(gòu)。2、培育、改良、推廣優(yōu)良畜禽漁品種。3、將分散經(jīng)營(yíng)適度集約化養(yǎng)殖。4、大力開發(fā)飼料，進(jìn)行科學(xué)喂養(yǎng)。5、改善次級(jí)生產(chǎn)構(gòu)成：發(fā)展草食動(dòng)物、水產(chǎn)業(yè)，發(fā)展腐生食物鏈，利用分解能等。輔助能——除太陽能外，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)輸入的其他形式的能量，統(tǒng)稱為生態(tài)系統(tǒng)的輔助能。能值——某種類別能量轉(zhuǎn)化形成過程所需要的另一種類別能量之量稱為該能的能值?！?農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的功能生物地球化學(xué)循環(huán)――指各種化學(xué)元素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在不同層次的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，乃至整個(gè)生物圈里，沿著特定的途徑從環(huán)境到生物體，從生物體再到環(huán)境，不斷地進(jìn)行流動(dòng)和循環(huán)，就構(gòu)成了生物地球化學(xué)循環(huán)，簡(jiǎn)稱生物地化循環(huán)。物質(zhì)不滅定律物質(zhì)有兩種存在形式：實(shí)物物質(zhì)和場(chǎng)物質(zhì)。物質(zhì)不滅定律認(rèn)為：化學(xué)方法可以改變物質(zhì)的成分，但不能改變物質(zhì)的量，即在一般的化學(xué)變化過程中，覺察不到物質(zhì)在量上的增加或減少。1庫(kù)（1）概念：指在物質(zhì)循環(huán)過程中暫時(shí)被固定、貯存的場(chǎng)所。（2）類型：貯存庫(kù)和交換庫(kù)貯存庫(kù)——指容積較大、物質(zhì)交換活動(dòng)緩慢的庫(kù)。交換庫(kù)——指容積較小，與外界交換活躍的庫(kù)。2流：指物質(zhì)在庫(kù)與庫(kù)之間的轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)狀態(tài)地質(zhì)大循環(huán)：指物質(zhì)或元素經(jīng)生物體的吸收作用，從環(huán)境進(jìn)入生物有機(jī)體中，然后生物有機(jī)體又以死體、殘?bào)w或排泄物形式將物質(zhì)或元素返回環(huán)境，開始新的循環(huán)。特點(diǎn)：范圍大，時(shí)間長(zhǎng)，是閉合式的循環(huán)。生物小循環(huán)：指環(huán)境中化學(xué)元素經(jīng)生物體吸收在生態(tài)系統(tǒng)中被相繼利用，然后經(jīng)過分解者的作用，再為生產(chǎn)者吸收、利用特點(diǎn)：時(shí)間短，范圍小，是開放式的循環(huán)生物量與現(xiàn)存量生物量一一指在某一特定觀察時(shí)刻，單位面積或體積內(nèi)積存的有機(jī)物質(zhì)總量。它可以是特指的某種生物的生物量，也可以指全部植物、動(dòng)物和微生物的生物量。多數(shù)人又將生物量稱為現(xiàn)存量。生物量又可叫現(xiàn)存量=生產(chǎn)量+減少量生產(chǎn)量是現(xiàn)存量與減少量之和。減少量是指由于被取食、寄生或死亡、脫毛、產(chǎn)繭等損失的量，不包括呼吸損失量。凈生產(chǎn)量=總生產(chǎn)量-呼吸量生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能流與物流的關(guān)系1生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，同時(shí)存在著能流與物流，它們相伴而行，相輔相成。能流是物流的動(dòng)力，物流是能流的載體。物質(zhì)的循環(huán)過程，是物質(zhì)由簡(jiǎn)單無機(jī)態(tài)到復(fù)雜有機(jī)態(tài)再回到簡(jiǎn)單無機(jī)態(tài)的再生過程，同時(shí)也是系統(tǒng)的能量由生物固定、轉(zhuǎn)化和消散的過程。物質(zhì)、能量都遵循守恒的原則。但能量（太陽能）是無限的，物質(zhì)卻是有限的，分布也是很不均勻的。能流單向流動(dòng)并且在轉(zhuǎn)化過程中逐漸衰變，有效能的數(shù)量逐級(jí)減少，最終趨向于全部轉(zhuǎn)化為低效熱量，離開生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)能量只能被利用一次，不能被再利用。物流是往復(fù)循環(huán)，可以重復(fù)利用，在流動(dòng)的過程中只是改變形態(tài)而不會(huì)消滅，可以在系統(tǒng)內(nèi)永恒地循環(huán)，不會(huì)成為廢物。水循環(huán)是指水分子從地球表面通過蒸發(fā)，進(jìn)入大氣，然后通過雨雪或其它降水形式又回到地球表面的運(yùn)動(dòng)過程：蒸發(fā)、水汽運(yùn)輸、降水和徑流。水循環(huán)可分為大循環(huán)和小循環(huán)二、碳循環(huán)1自然界的碳循環(huán)n碳循環(huán)由綠色植物的光合作用固定大氣中的二氧化碳開始的。n碳循環(huán)指植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，并通過食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，被植物和動(dòng)物所消耗，最終通過呼吸作用、發(fā)酵作用和燃燒又使碳以C02形式返回大氣中，再加入上述循環(huán)的全部過程碳的生物小循環(huán)的層次或途徑n在光合作用和呼吸作用之間的細(xì)胞水平上的循環(huán)；n大氣CO2和植物體之間的個(gè)體水平上的循環(huán)；n大氣CO2—植物一動(dòng)物一微生物之間的食物鏈水平上的循環(huán)。2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的碳素流動(dòng)(1)碳素通過作物的光合作用從大氣流向作物；(2)碳素自作物流向土壤；(3)碳素沿食物鏈向家禽家畜和人體流動(dòng)，然后由人畜糞便及其遺體等重新進(jìn)入環(huán)境；(