第九章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制教材

第九章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制§9－1生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與穩(wěn)態(tài)機(jī)制§9－2中國(guó)的生態(tài)環(huán)境問題§9－3農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控退出主菜單主目錄§9-1生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)機(jī)制一、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)二、自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)機(jī)制退出主菜單主目錄返回§9-1-1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)一、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)（一）穩(wěn)態(tài)：生態(tài)系統(tǒng)通過多種內(nèi)部調(diào)節(jié)作阻止變化，保持自身相對(duì)穩(wěn)定性（即保持平衡）的傾向。1．自然生態(tài)系統(tǒng)，群落演替系列中最后的成熟階段是頂極群落，也就是一個(gè)與外界環(huán)境條件取得平衡協(xié)調(diào)的，自我維持的穩(wěn)定系統(tǒng)。⒉系統(tǒng)的穩(wěn)定性：達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，即使周圍環(huán)境條件發(fā)生改變和人為干擾，系統(tǒng)狀態(tài)的變動(dòng)也不大，或變動(dòng)后能立即復(fù)原。這種性質(zhì)稱為系統(tǒng)的穩(wěn)定性。退出主菜單主目錄返回§9-1-1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)3．穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的特征：⑴生物種類組成，種群數(shù)量，食物鏈營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)處于協(xié)狀態(tài)。

⑵有機(jī)體個(gè)體數(shù)目最多，生物量最大，生產(chǎn)力最高。

⑶能量物質(zhì)的輸入與輸出趨于相等。

⑷信息傳遞暢通。⑸生物群落與環(huán)境達(dá)到高度的相互適應(yīng)和同步協(xié)調(diào)。退出主菜單主目錄返回§9-1-1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)（二）生態(tài)閾值：任何生態(tài)系統(tǒng)，其內(nèi)在調(diào)節(jié)能力是有限的。1．定義：系統(tǒng)在不降低和破壞自動(dòng)調(diào)節(jié)能力的前提下所能忍受的最大限度的外界壓力。自然災(zāi)害外界壓力不利環(huán)境因子的影響人類的獲取，改造和破壞2．實(shí)例：⑴森林有一定的采伐量，應(yīng)低于生長(zhǎng)量，采伐過度會(huì)破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。⑵草原有一定的載畜量，超載過度會(huì)引起草原退化，水土流失和畜牧業(yè)衰退。⑶農(nóng)田耗地作物的復(fù)種指數(shù)也有一定限度，復(fù)種指數(shù)過高會(huì)導(dǎo)致地力衰竭。退出主菜單主目錄返回§9-1-1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)3．生態(tài)容量：生態(tài)系統(tǒng)對(duì)某種物質(zhì)（有毒，有害物質(zhì)）的最大容納量。即系統(tǒng)通過自凈作用維持穩(wěn)態(tài)的能力。4．為了保持生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定，在調(diào)控管理和利用生態(tài)系統(tǒng)時(shí)必須以生態(tài)閾值為標(biāo)準(zhǔn)。不同的生態(tài)系統(tǒng)在其演替的不同階段有不同的生態(tài)閾值。了解這些閾值，才能合理調(diào)控，利用和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。退出主菜單主目錄返回§9-1-2自然系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)機(jī)制二、自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定機(jī)制穩(wěn)態(tài)機(jī)制：系統(tǒng)內(nèi)維持生態(tài)系統(tǒng)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)（即穩(wěn)態(tài)）的各種調(diào)節(jié)作用。1．種群的自我調(diào)節(jié)：通過種內(nèi)協(xié)調(diào)與種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)完成。①種內(nèi)協(xié)調(diào)：較多的個(gè)體生活在一起比較少的個(gè)體的成活率要高。如低溫可使一個(gè)個(gè)分散的蜜蜂致死，但成團(tuán)的蜜蜂產(chǎn)生熱量可互相而避免死亡。②種內(nèi)個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)生活資源與空間。如禾本科分蘗的消長(zhǎng)。退出主菜單主目錄返回§9-1-2自然系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)機(jī)制2．捕食與被捕食關(guān)系的調(diào)節(jié)在營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)相鄰位置上的生物種群，捕食者因食餌（被捕食者）的增加而增加，但捕食者的增加會(huì)使被捕者減少（或近于消滅），于是捕食者減少，被捕食者再次增加。3．生產(chǎn)者與無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系的調(diào)節(jié)消費(fèi)者將生產(chǎn)者產(chǎn)生的有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)礦物質(zhì)。如果這種分解速度如果趕不上生產(chǎn)者吸收利用礦物質(zhì)的速度，則可供生產(chǎn)者利用的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)減少，生長(zhǎng)速度下降。退出主菜單主目錄返回§9-1-2自然系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)機(jī)制4．生物的適應(yīng)性適應(yīng)：生物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的相應(yīng)反應(yīng).靠著適應(yīng)來(lái)適合變化了的環(huán)境，以維持個(gè)體的生存和種的延緩。如：①水、養(yǎng)分不足,植物縮小枝葉發(fā)集中營(yíng)養(yǎng)。

②光照不足,增大葉面積發(fā)增多受交量。

③延長(zhǎng)或縮短生育期發(fā)滿足對(duì)積溫的要求。

④小兒麻痹癥者的上肢特強(qiáng)。

⑤人的體溫恒定在36～37°C。退出主菜單主目錄返回§9-1-2自然系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)機(jī)制環(huán)境的變化和生物的適應(yīng)性二者之間相互作用構(gòu)成了生物生態(tài)適應(yīng)的動(dòng)力。生態(tài)適應(yīng)的結(jié)果，一方面生物可最大限度地利用環(huán)境的優(yōu)越條件獲得良好的生長(zhǎng)發(fā)育；另一方面產(chǎn)生各種生態(tài)型、亞種和新種。通過物種多樣性和遺傳基因異質(zhì)性來(lái)維持生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定。5．生態(tài)系統(tǒng)一級(jí)的穩(wěn)態(tài)機(jī)制⑴生態(tài)位的分化，使物種種類多樣化，有利于當(dāng)某一小生境的物種當(dāng)某種原因滅絕時(shí)，可由性質(zhì)相近的另一小生境的物種來(lái)接替。⑵次生分泌物的作用，可抑制或促進(jìn)其他種群（生物）的生長(zhǎng)。退出主菜單主目錄返回§9-2中國(guó)生態(tài)問題生態(tài)環(huán)境形勢(shì)十分嚴(yán)峻，一方治理多方破壞，點(diǎn)上治理面上破壞，治理趕不上破壞的問題十分嚴(yán)重。從總體上看，生態(tài)破壞的范圍在擴(kuò)大、程度在加劇、危害在加重。突出表現(xiàn)為：以水土流失、土地荒漠化、鹽漬化為主的土地退化不斷擴(kuò)大，耕地大量減少，人地矛盾愈加突出，江河湖泊泥沙淤積越來(lái)越嚴(yán)重；以江河斷流、湖泊干涸、區(qū)域性地下水位持續(xù)下降和濕地破壞為主要特征的水生態(tài)平衡失調(diào)愈演愈烈，干旱地區(qū)綠洲和植被日趨萎縮，旱澇災(zāi)害日趨頻繁?！?-2中國(guó)生態(tài)問題數(shù)量有限的天然林仍在遭砍伐，草地開墾和破壞不斷，森林、草地的生態(tài)功能嚴(yán)重衰退；生物多樣性銳減，大量珍稀瀕危動(dòng)植物面臨滅絕的危險(xiǎn)；海洋赤潮、自然生態(tài)破壞、海岸侵蝕和海水倒灌加劇，海洋生態(tài)趨于惡化；鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染的迅速蔓延，農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜的不合理使用和養(yǎng)殖廢物的大量排放成為導(dǎo)致農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量下降，特別是耕地質(zhì)量下降，湖泊、水庫(kù)水質(zhì)惡化的重要因素?！?-2-1土地資源問題水土流失面廣量大黃河中游的黃土高原作為我國(guó)水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)長(zhǎng)江流域土壤侵蝕總面積也在擴(kuò)大珠江流域土壤侵蝕面積增加我國(guó)東北號(hào)稱“谷倉(cāng)”的黑土地帶水土流失發(fā)展速度驚人水土流失的危害侵蝕表土,養(yǎng)分流失淤積水庫(kù)危害航道造成貧困§9-2-1土地資源問題土地荒漠化速度加快我國(guó)北方農(nóng)牧交錯(cuò)地區(qū)及其毗鄰地區(qū)荒漠化土地為16.7萬(wàn)平方公里,比十年前增加了2.46平方公里土壤酸化、鹽漬化嚴(yán)重，耕地減少，土壤肥力下降城鎮(zhèn)快速發(fā)展，占用大量耕地農(nóng)業(yè)內(nèi)部土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整也占用過多耕地?！?-2-2水資源問題河流斷流日趨嚴(yán)重?cái)嗔髑闆r不公出現(xiàn)在降水量少的北部、西部地區(qū)，而且出現(xiàn)在雨量充沛的南方地區(qū)；不僅是小河小溪斷流，就連大江大河也存在斷流問題。由于水量減少，加上水土流失千百萬(wàn)航道、港口的淤積，使我國(guó)內(nèi)陸河流航運(yùn)里和程泊船噸位急劇降低。河流斷流直接影響到以河水為主要水源的飲用水和生產(chǎn)用水的供應(yīng)。河流斷注還對(duì)下游和河口生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響?！?-2-2水資源問題湖泊退化愈演愈烈湖泊因大量圍墾而導(dǎo)致湖泊縮小或消亡,是眾多湖泊面臨的共同問題。泥沙淤積是造成湖泊面積減少的又一重要原因。近年來(lái)濕地開墾現(xiàn)象有增無(wú)減，直接威脅湖泊。入湖河流來(lái)水量減少直接導(dǎo)致湖水水位下降和湖泊干涸。水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化§9-2-2水資源問題地下水位下降地下水沉降漏斗已由點(diǎn)到面，由城市向鄉(xiāng)村發(fā)展，面積越來(lái)越大，并出現(xiàn)區(qū)域性大范圍的漏斗。冰川后退，雪線上升§9-2-3濕地資源問題濕地破壞加劇，水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能退化天然濕地是地球上重要的自然生態(tài)系統(tǒng)，又是多種生物的重要棲息地，具有蓄水調(diào)洪、調(diào)節(jié)氣候、保持水土、凈化水質(zhì)、保護(hù)生物多樣性和供人旅游等重要功能，具有很高的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。主要的濕地類型：沼澤河口灘涂農(nóng)村池塘§9-2-3濕地資源問題主要危害濕地面積的大量減少,破壞了鳥類繁衍、棲息地，使候鳥的種群和數(shù)量大幅下降。濕地的更新?lián)Q代嚴(yán)重影響了候鳥的遷飛。修建一些調(diào)水工程會(huì)大大簡(jiǎn)化水體生態(tài)系統(tǒng)自身的調(diào)控和平衡功能，導(dǎo)致自然水系被人為分割，使其作為水利的目的被過分強(qiáng)化，使江河湖泊作為自然生態(tài)系統(tǒng)的功能被忽視。§9-2-4海洋生態(tài)問題海洋生態(tài)問題嚴(yán)重赤潮頻繁漁業(yè)資源衰竭海岸生態(tài)嚴(yán)重破壞海岸侵蝕范圍擴(kuò)大§9-2-5森林資源問題森林生態(tài)功能衰退森林覆蓋率有所增加，天然林、成熟林蓄積量持續(xù)下降人工林面積擴(kuò)大，單位面積蓄積量下降林業(yè)用地利用率不高，林地資源流失嚴(yán)重我國(guó)林地利用率低還表現(xiàn)在林地資源更新?lián)Q代極為嚴(yán)重§9-2-6草地資源問題草地資源退化草地面積逐年減少草地生物量下降，優(yōu)良草種減少草原鼠害嚴(yán)重

珍稀野生動(dòng)植物面臨滅絕威脅

野生動(dòng)物野生植物微生物§9-2-7農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染問題農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染迅速蔓延生活垃圾污染農(nóng)村環(huán)境農(nóng)藥不合理使用危害環(huán)境安全化肥過量使用危害農(nóng)村環(huán)境殘留的農(nóng)用薄膜致使耕地質(zhì)量下降養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的污染問題§9-2-8其他生態(tài)問題礦產(chǎn)資源開發(fā)、交通工程建設(shè)等加劇生態(tài)破壞礦產(chǎn)資源開發(fā)破壞生態(tài)問題嚴(yán)重交通建設(shè)帶來(lái)的生態(tài)問題不容忽視§9－3農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控一、農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡的特點(diǎn)二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控退出主菜單主目錄返回§9-3-1農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡的特點(diǎn)一、農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡的特點(diǎn)：1．有大量的輸入輸出。2．存在著價(jià)值的轉(zhuǎn)換與平衡：農(nóng)副產(chǎn)品（輸出）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料（輸入）3．系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力差，需要大量的人工管理來(lái)調(diào)節(jié)。原因：系統(tǒng)生物種群?jiǎn)我唬瑺I(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，食物鏈短，缺乏各種必要反饋機(jī)制。4．存在著各種信息的作用，既有自然信息，也有社會(huì)信息的調(diào)節(jié)。如市場(chǎng)上各種農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的信息會(huì)促使農(nóng)民調(diào)整農(nóng)業(yè)的布局。5．平衡具有動(dòng)態(tài)性和相對(duì)性。退出主菜單主目錄返回§9-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控（一）調(diào)控機(jī)制的三個(gè)層次1．自然調(diào)控：自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)機(jī)制。從自然生態(tài)系統(tǒng)繼承下來(lái)，通過系統(tǒng)內(nèi)種群和環(huán)境、種群與種群以及環(huán)境因子間的物理、化學(xué)和生物作用來(lái)完成。2．經(jīng)營(yíng)者（通常是農(nóng)民）直接調(diào)控：農(nóng)用生物，農(nóng)業(yè)條件（土壤和水利），生產(chǎn)資料的輸入，農(nóng)產(chǎn)品的輸出等都受到經(jīng)營(yíng)者的直接調(diào)控。3．社會(huì)的間接調(diào)控：經(jīng)營(yíng)者在計(jì)劃和實(shí)施直接調(diào)控時(shí)，除了考慮系統(tǒng)的自然狀況外，還必須考慮各種社會(huì)條件，如市場(chǎng)貿(mào)易、交通運(yùn)輸、科技文教、金融貨幣、信息傳遞等。其中價(jià)格對(duì)農(nóng)民決策起著決定性影響。退出主菜單主目錄返回§9-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控（二）直接調(diào)節(jié)控制的途徑1．生物環(huán)境的調(diào)控：目的：改善生態(tài)環(huán)境，滿足生物生長(zhǎng)發(fā)育的需要。退出主菜單主目錄返回§9-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控⑴調(diào)控氣候因子：①植樹種草防止水土流失，調(diào)節(jié)氣候。②實(shí)現(xiàn)農(nóng)田林網(wǎng)化，以改善農(nóng)田小氣候。③塑料大棚、地膜覆蓋、玻璃溫室、土面增溫劑，可局部改變近地和土壤的溫濕度。④人工降雨、人工驅(qū)云、煙霧和泡沫防霜，均可在一定程度上控制不利氣候因子的影響。⑵調(diào)控土壤環(huán)境：①輪作豆科作物、綠肥、牧草以豐富土壤N素和有機(jī)質(zhì)。②秸桿還田或通過牲畜消費(fèi)后以糞便還田可提高土壤養(yǎng)分含量。③傳統(tǒng)的耕、耙、起壟作畦，可改善土壤物理性狀，協(xié)調(diào)三相比例。④化肥，土壤結(jié)構(gòu)改良劑，硝化抑制劑的使用，有助于改善土壤的理化性狀。退出主菜單主目錄返回§9-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控2．農(nóng)業(yè)生物的調(diào)控：⑴個(gè)體水平的調(diào)節(jié)：創(chuàng)造出更多更好的優(yōu)良品種和理想物種，以適應(yīng)環(huán)境的要求，充分利用資源。如：良種選育、雜種優(yōu)勢(shì)利用、遺傳工程方法的運(yùn)用（如細(xì)胞融合技術(shù)）⑵種群水平的調(diào)節(jié)：①農(nóng)作物：控制播種密度，采取田間修整技術(shù)（剪枝和化學(xué)整形等），調(diào)節(jié)農(nóng)作物種群大小。②消費(fèi)者：控制牧畜放養(yǎng)密度，母畜比例，海洋魚類的捕撈強(qiáng)度，以調(diào)節(jié)養(yǎng)殖對(duì)象的群體密度。(3)群體（群落）水平的調(diào)節(jié)：利用種間作用，進(jìn)行合理的作物間、混、套作和輪作體系；實(shí)行動(dòng)物混合放牧；營(yíng)造混交林。退出主菜單主目錄返回§9-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控3．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的調(diào)控：目的：通過調(diào)整農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以改善系統(tǒng)中能量和物質(zhì)的流動(dòng)與分配，增強(qiáng)系統(tǒng)的機(jī)能。大農(nóng)業(yè)：調(diào)節(jié)農(nóng)、林、牧、副、漁、工各業(yè)的比例。亞系統(tǒng)：調(diào)整作物布局種植制度，以及養(yǎng)殖業(yè)，加工業(yè)的合理配比與布局。4．系統(tǒng)輸入輸出的調(diào)控：①調(diào)控輸入可改變系統(tǒng)的機(jī)能，然后改變輸出。②調(diào)控輸出可通過反饋機(jī)制影響環(huán)境和輸入，從而影響系統(tǒng)本身。退出主菜單主目錄返回§9-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控(三）間接調(diào)控經(jīng)營(yíng)者在計(jì)劃和實(shí)施直接調(diào)控時(shí)，除了考慮系統(tǒng)的自然狀況外，還必須考慮各種社會(huì)如：市場(chǎng)、交通、科技信息等。其中價(jià)格對(duì)農(nóng)民決策起著決定性影響。利用社會(huì)因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控?！?-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控財(cái)政系統(tǒng)：政府預(yù)算，稅收制度等。金融系統(tǒng)：貨幣發(fā)行，銀行利率，貸款方向等。工交系統(tǒng)：影響到生態(tài)系統(tǒng)的輸入數(shù)量和種類，也影響產(chǎn)品的流通。通訊系統(tǒng)：影響到農(nóng)民是否能及時(shí)準(zhǔn)確的獲得市場(chǎng)狀況、天氣預(yù)報(bào)、科技知識(shí)等?！?-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控行政系統(tǒng)：政策導(dǎo)向，所有制形式、生產(chǎn)體制等。法制系統(tǒng)：與農(nóng)業(yè)有關(guān)的法規(guī)。科教系統(tǒng)：影響到生產(chǎn)者的科學(xué)文化素質(zhì)、及農(nóng)業(yè)科技水平的推廣和應(yīng)用情況。§9-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控（四）經(jīng)濟(jì)的外部性問題1.資金流與物流、能流的關(guān)系（1）與物流、能流相偶聯(lián)的資金流（2）與物流、能流不偶聯(lián)的資金流（3）脫離資金流的物流、能流2.經(jīng)濟(jì)外部性問題——成本外攤與收益外瀉§9-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控（1）概念經(jīng)濟(jì)外部性：傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究過程中，經(jīng)濟(jì)合算所忽略了的在系統(tǒng)外部的、由全社會(huì)和全球承受的成本和收益。外攤成本：應(yīng)算而沒算的自然資源和自然過程所隱含的成本。成本外攤：在生產(chǎn)過程中消耗了自然資源，利用了自然過程，但在生產(chǎn)單位的成本核算中沒有反映這種成本。外瀉收益：生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的改善環(huán)境條件、增殖自然資源的效益，不列入生產(chǎn)收益帳中的這一部分收益。收益外瀉：生產(chǎn)者改善環(huán)境條件、增殖自然資源的效益，在到處單位的收益核算中得不到反映的現(xiàn)象?！?-3-2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的