揚(yáng)大農(nóng)學(xué)院生態(tài)學(xué)課件.docx

第一章 緒論1 農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)形成和發(fā)展一、 生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展為農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)產(chǎn)生提供理論依據(jù)（一） 生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展生態(tài):生命體與環(huán)境所形成的一種結(jié)構(gòu)以及這種結(jié)構(gòu)所表達(dá)的功能1. 生態(tài)學(xué)：研究生物與它的環(huán)境之間相互關(guān)系的一門(mén)學(xué)科三大關(guān)系：1、環(huán)境對(duì)生物關(guān)系：限制（分布）、調(diào)節(jié)2、生物對(duì)環(huán)境關(guān)系：改變（往往形成對(duì)自己不利的環(huán)境） 適應(yīng)（改變自己）3、生物之間關(guān)系：正相互作用、負(fù)相互作用、零相互作用2. 生態(tài)學(xué)的發(fā)展史（一）生態(tài)學(xué)知識(shí)的累積階段：生態(tài)現(xiàn)象描述 秦漢時(shí)期：二十四節(jié)氣 ； 呂氏春秋：農(nóng)業(yè)系統(tǒng)觀 ；詩(shī)經(jīng)：鳩占鵲巢本草綱目 、齊民要術(shù)驚蟄：冬眠性動(dòng)物的活動(dòng)與氣候因子（溫度）的關(guān)系。“三才思想”： 夫稼者，生之者天也，養(yǎng)之者地也，為之者人也，“天、地、人”，第一次對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行系統(tǒng)描述。（二） 近代生態(tài)學(xué)的創(chuàng)始階段：實(shí)物觀察記載1803 Malthus 人口論：食物與人口的關(guān)系1859 Darwin物種起源：生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)創(chuàng)立，“適者生存”1865 勒特 oikos+logos=生態(tài)學(xué)1866 Hackel定義生態(tài)學(xué)（三） 學(xué)科與學(xué)派的分化階段：個(gè)體生態(tài)學(xué)與群落生態(tài)學(xué)階段（1866-1935）（四） 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的發(fā)展階段（1935-1962）1935 Tansley 第一次提出生態(tài)系統(tǒng)概念 ， 生態(tài)平衡的概念1941 R.L.Lindeman“一個(gè)老年湖泊內(nèi)的食物鏈動(dòng)態(tài)”，提出了十分之一定律。1952 E. P. Odum 生態(tài)學(xué)基礎(chǔ) 現(xiàn)代生態(tài)學(xué)之父（五） 社會(huì)需求推動(dòng)生態(tài)學(xué)向定向、定量、控制、模擬和應(yīng)用方向發(fā)展的新階段五大危機(jī)：人口、糧食、能源、資源、污染 十大公害事件：1.馬斯河谷煙霧事件2.洛杉磯光化學(xué)煙霧事件3.多諾拉煙霧事件4.倫敦?zé)熿F事件5.四日市哮喘病事件6.水俁病事件7.富山痛痛病事件8.愛(ài)知米糠油事件9.博帕爾毒氣事件10.切爾諾貝利核污染事故進(jìn)入九十年代后，生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)集中在生物多樣性、全球變化和可持續(xù)發(fā)展方面。3. 生態(tài)學(xué)的分類(lèi)按研究對(duì)象分:植物生態(tài)學(xué)、動(dòng)物生態(tài)學(xué)、人類(lèi)生態(tài)學(xué) 按組織水平分：生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、個(gè)體生態(tài)學(xué)、細(xì)胞生態(tài)學(xué)、基因生態(tài)學(xué) 按環(huán)境特點(diǎn)分：淡水生態(tài)學(xué)、海洋生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)學(xué)、草原生態(tài)學(xué)、農(nóng)田生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)與其他的學(xué)科交叉 理論：數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、遺傳生態(tài)學(xué)。 應(yīng)用：城市生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)二、 系統(tǒng)論為農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)提供了方法論基礎(chǔ)三、 農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)應(yīng)用農(nóng)業(yè)的發(fā)展、社會(huì)的需求為農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)提供了廣闊的空間農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)：把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為一個(gè)整體（農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)）利用系統(tǒng)分析的方法研究這個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，功能、生產(chǎn)力及其控制管理以便達(dá)到最大生產(chǎn)力和最佳生態(tài)效果，這樣的一門(mén)學(xué)科稱(chēng)為農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)。農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)研究對(duì)象：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)研究基本內(nèi)容：（1）生態(tài)學(xué)的基本概念和原理（2）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 生態(tài)系統(tǒng)：生物+環(huán)境v 結(jié)構(gòu)：水平結(jié)構(gòu) 垂直結(jié)構(gòu) 時(shí)間結(jié)構(gòu) （3）研究農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的功能（4）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在不 同的自然條件和社會(huì)條件下所形成的類(lèi)型，分布及特點(diǎn)（5）農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展及演替規(guī)律（6）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制 農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的特點(diǎn)：整體性、綜合性、戰(zhàn)略性農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的研究方法1 定性描述2 常規(guī)的調(diào)查研究、試驗(yàn)研究3 系統(tǒng)分析法（一） 農(nóng)業(yè)的發(fā)展1. 原始農(nóng)業(yè) 2. 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)(持續(xù)了9000多年，自給自足，是可持續(xù)發(fā)展的)：投入的是人力、畜力、有機(jī)肥、種子（可再生的”生物質(zhì)”）、農(nóng)業(yè)機(jī)械少3. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)：投入的是大型農(nóng)業(yè)機(jī)械、化石燃料、化肥、農(nóng)藥、人力、種子。這些都是不可再生的。4. 生態(tài)農(nóng)業(yè)：把傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)精華和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合（二） 社會(huì)需求1. 糧食安全：量、質(zhì)2. 農(nóng)產(chǎn)品的多樣化3. 農(nóng)民的福利第二章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本概念 1 系統(tǒng)的概念一、 定義：指若干個(gè)相互聯(lián)系、相互制約的組成部分結(jié)合而成的，并執(zhí)行特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)的三個(gè)條件 兩個(gè)以上的組分 組分之間必須是偶聯(lián)的 執(zhí)行特定的功能二、 系統(tǒng)的基本性質(zhì)（一） 結(jié)構(gòu)的有序性：1.確定的邊界（保證系統(tǒng)功能的相對(duì)獨(dú)立性）2.組分之間產(chǎn)生分離 （1）水平方向 如：農(nóng)村經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分為農(nóng)、工、商、運(yùn)輸、建筑、服務(wù)等，其遵循平等性原則（2）垂直方向 農(nóng)下面分為農(nóng)、林、牧農(nóng)下面又分為糧、飼糧下面又分為稻、麥（二） 系統(tǒng)的整體性 1.組分之間量比關(guān)系確定系統(tǒng)性質(zhì) 2.結(jié)構(gòu)決定功能，功能反作用于結(jié)構(gòu)（三） 功能的整合性三、 系統(tǒng)的類(lèi)型（一） 組成的物質(zhì)性質(zhì)：有機(jī)生態(tài)系統(tǒng) 無(wú)機(jī)人造系統(tǒng)發(fā)（二） 與外界交流狀況：開(kāi)放系統(tǒng) 封閉系統(tǒng)：墑增原理，最終會(huì)崩潰四、 研究系統(tǒng)的方法黑箱法、白箱法、灰箱法五、 系統(tǒng)的調(diào)控（一） 控制：一個(gè)系統(tǒng)接受外界信息后，經(jīng)系統(tǒng)處理轉(zhuǎn)換達(dá)到既定目標(biāo)的過(guò)程。三個(gè)條件：1.接受信息 2.經(jīng)處理 3.實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)（二） 機(jī)制：反饋機(jī)制1. 反饋：把系統(tǒng)的輸出信息再引入輸入端，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控的過(guò)程2. 反饋機(jī)制：（1）正反饋：導(dǎo)致系統(tǒng)加速偏離既定目標(biāo)方向運(yùn)行的機(jī)制（2）負(fù)反饋：糾正由正反饋導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行的偏差，使得系統(tǒng)向既定目標(biāo)運(yùn)行的機(jī)制（3）正負(fù)反饋協(xié)調(diào)機(jī)制2 生態(tài)系統(tǒng)一、 定義指占據(jù)特定時(shí)間范圍，以生物群落為核心，通過(guò)生物和生物之間，生物和環(huán)境之間相互作用而建立起來(lái)的，具有自我維持、修補(bǔ)和重建功能的，并能維持相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)綜合體。（其中以生物群落為核心是判斷是否為生態(tài)系統(tǒng)的指標(biāo)）二、 基本組成（一）生物組分 1.生產(chǎn)者：第一次將環(huán)境中無(wú)機(jī)能量轉(zhuǎn)化為生命有機(jī)體的能量。（自養(yǎng)型）（初級(jí)生產(chǎn)者）2.消費(fèi)者：以生產(chǎn)者為基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)源的所有生物類(lèi)群（大型消費(fèi)者）3.分解還原者（小型消費(fèi)者） （二）環(huán)境組分：具有均一性 1.太陽(yáng)輻射能（基本動(dòng)力） 2.水體 3.氣體 4.土體兩個(gè)重要的概念 初級(jí)生產(chǎn)(primary production):生產(chǎn)者利用環(huán)境中的物質(zhì)，把環(huán)境中的能量第一次以生物化學(xué)能方式固定到生態(tài)系統(tǒng)中。 次級(jí)生產(chǎn)(secondary production): 消費(fèi)者利用初級(jí)生產(chǎn)提供的養(yǎng)分和能量通過(guò)代謝作用形成生物量。三、 基本結(jié)構(gòu)（一）物種結(jié)構(gòu)：是指生態(tài)系統(tǒng)是由哪些生物組成的，以及它們之間量比關(guān)系。（揭示了系統(tǒng)的環(huán)境特征。生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境具有異質(zhì)性，任何一種生物對(duì)環(huán)境都具有選擇性）（二）時(shí)空結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)中各生物種群在空間上的配置和在時(shí)間上的分布。水平結(jié)構(gòu)：鑲嵌性配置垂直結(jié)構(gòu)：成層性配置，生存空間是有限的，生存更多的生物必須構(gòu)建復(fù)雜的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定時(shí)間結(jié)構(gòu)：漫化交替式配置（三）營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：生物以營(yíng)養(yǎng)為紐帶聯(lián)系起來(lái)的食物鏈或者食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)與一般系統(tǒng)的區(qū)別1在組成方面，它是由有生命的有機(jī)體和無(wú)生命的物質(zhì)結(jié)合而成的，不僅植物，還包括與植物共同棲居的動(dòng)物，微生物以及環(huán)境中作用于生物的物理、化學(xué)成分。2在空間結(jié)構(gòu)方面：通常與特定的空間相聯(lián)系，因而反映出一定的地區(qū)特性以及與此相聯(lián)系的空間結(jié)構(gòu)。3在時(shí)間變化方面，生物具有發(fā)育、繁殖（復(fù)制），生長(zhǎng)與衰亡等特征。因而生態(tài)系統(tǒng)具有從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的演變規(guī)律，可分為幼年期、成長(zhǎng)期、成熟期等階段。4從內(nèi)部功能方面，生態(tài)系統(tǒng)的代謝作用是通過(guò)復(fù)雜的能量、物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程完成的。5具有復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡特征，不僅存在著種內(nèi)、種間以及生物與環(huán)境之間的功能協(xié)調(diào)。6在外部關(guān)系方面，是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，不斷從外界輸入物質(zhì)與能量，通過(guò)變換而輸出，維持著系統(tǒng)的有序狀態(tài)。（四）層次結(jié)構(gòu)：即等級(jí)層次四、 基本功能能量流、物質(zhì)流、信息流五、 基本類(lèi)型 自然生態(tài)系統(tǒng)：森林生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、淡水生態(tài)系統(tǒng) 生物圈生態(tài)系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)：介于人造和自然生態(tài)系統(tǒng)之間的馴化的自然生態(tài)系統(tǒng) 人造生態(tài)系統(tǒng)：城市生態(tài)系統(tǒng) 3 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)一、 定義：以農(nóng)業(yè)生物為主要組分、受人類(lèi)調(diào)控、以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主要目標(biāo)的生態(tài)系統(tǒng)。具有高效機(jī)制，并按照人類(lèi)需求進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的有機(jī)整體性質(zhì)：（1）以農(nóng)業(yè)生物為主（2）受人類(lèi)調(diào)控（3）以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為目的二、 基本組成（一）環(huán)境1.自然環(huán)境（1）太陽(yáng)輻射（2）大氣圈（3）水圈（4）土壤巖石圈2.人工環(huán)境（1）人工影響環(huán)境：水庫(kù)、防護(hù)林、水源林（2）人工建造環(huán)境：A.無(wú)土栽培環(huán)境B.大棚溫室環(huán)境C.集約化養(yǎng)殖環(huán)境（二）生物組分1.目的生物：農(nóng)、林、牧、副、漁種類(lèi)少、效率高2.伴生生物：病、蟲(chóng)、雜草3.人類(lèi)：作為消費(fèi)者和調(diào)節(jié)者三、 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的配置原則（一） 物種結(jié)構(gòu)的配置原則：因地制宜 （二） 時(shí)空結(jié)構(gòu)的配置原則(1) 水平和結(jié)構(gòu)的配置 ：1.區(qū)域范圍內(nèi)：因地制宜（環(huán)境異質(zhì)性） 2.局域范圍內(nèi)：合理密度（相對(duì)均質(zhì)）(2) 垂直結(jié)構(gòu)的配置（立體農(nóng)業(yè)）：互補(bǔ)性原則。1.生物對(duì)資源利用互補(bǔ) 2.功能上實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)：社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)(3) 時(shí)間結(jié)構(gòu)上的配置：季節(jié)性原則 1.氣候（春夏秋冬）2.市場(chǎng)（三） 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的配置（食物鏈加環(huán)）食物鏈、食物網(wǎng)是系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞的主要路徑。四、 基本功能能量、物質(zhì)、信息、價(jià)值（資金）的流動(dòng)五、特點(diǎn)（區(qū)別）（一）目標(biāo)的不同 ：1.自然環(huán)境：穩(wěn)定 2.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)：人類(lèi)需求（二）服從規(guī)律：1.自然環(huán)境：自然規(guī)律 2.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)：自然規(guī)律、社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)律（三）穩(wěn)定性不同（四）結(jié)構(gòu)不同：1.自然環(huán)境：豐富 2.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)：?jiǎn)我唬ㄎ澹┬?yīng)不同第三章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流1 熱力學(xué)定律及應(yīng)用一、熱力學(xué)第一定律（能量守恒定律）U（系統(tǒng)內(nèi)能變化）=Q（吸熱）-W（對(duì)外作功）n 能量可以在不同介質(zhì)中傳遞，也可以在不同形式間轉(zhuǎn)換，但在所有這些過(guò)程中能量保持恒定，既不能創(chuàng)生，也不會(huì)消滅。n 應(yīng)用：制定生態(tài)系統(tǒng)能量收支平衡表二、熱力學(xué)第二定律1.能量的轉(zhuǎn)換不可能達(dá)到百分之百有效。2.自由能的提高不可能是一個(gè)自發(fā)過(guò)程。n 應(yīng)用：提高能量的轉(zhuǎn)化效率三、 熵(entropy)1.熵(entropy):系統(tǒng)熱量除以溫度后得到的商。n S=Q/Tn 熵是系統(tǒng)無(wú)序性的量度。2.熱力學(xué)第二定律（1）在一個(gè)內(nèi)能不變的封閉系統(tǒng)中，任何自發(fā)過(guò)程均朝著熵值增加的方向進(jìn)行。（2）開(kāi)放系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)到另一個(gè)平衡狀態(tài)的任何過(guò)程，均使系統(tǒng)與環(huán)境熵值之和增加。四、耗散結(jié)構(gòu)理論1.耗散結(jié)構(gòu)(dissipative structure)：開(kāi)放系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非平衡狀態(tài)下，系統(tǒng)可能出現(xiàn)的一種穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)。(Prigogine)2.耗散結(jié)構(gòu)理論：一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)，通過(guò)與外界進(jìn)行物質(zhì)與能量的不斷交換，就能克服混亂狀態(tài)，維持穩(wěn)定狀態(tài)，并且不斷提高系統(tǒng)的有序性，使系統(tǒng)的熵減少。3.有機(jī)體和生態(tài)系統(tǒng)都是遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)，存在一種連續(xù)而有效的能量轉(zhuǎn)換，因而都屬于耗散結(jié)構(gòu)。2能流分析一、 能源（一）太陽(yáng)能 （基礎(chǔ)動(dòng)力）（二）輔助能 1.定義：除太陽(yáng)能以外的能源 2.分類(lèi)：（1）自然輔助能：風(fēng)、水力、潮汐 （2）工業(yè)輔助能：直接(煤、油、電、氣) 間接（化肥、農(nóng)藥、機(jī)械、生長(zhǎng)劑）二、 能流結(jié)構(gòu) （一）、食物鏈（food chain）和營(yíng)養(yǎng)級(jí)（trophic level）：1.食物鏈（food chain）：來(lái)自植物的食物能轉(zhuǎn)化為一連串的取食和被取食的有序狀結(jié)構(gòu)。2.營(yíng)養(yǎng)級(jí)（trophic level）：食物鏈上的每一個(gè)食性級(jí)。以符號(hào)T來(lái)表示，T1表示第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，T2表示第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，T3Tn余此類(lèi)推。一般為45級(jí)。食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物與生物之間相互聯(lián)系的一種主要形式，是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的主要路徑。（二）、食物鏈的種類(lèi)（1）捕食食物鏈（又稱(chēng)草牧食物鏈 gazing food chain）：是由植物到草食動(dòng)物，再到肉食動(dòng)物，直接消耗活有機(jī)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。n 如：水稻稻飛虱青蛙蛇老鷹人 （2）腐生食物鏈（又稱(chēng)殘?jiān)澄镦?detritus food chain）：由多種微生物構(gòu)成，是以死有機(jī)體為營(yíng)養(yǎng)源，通過(guò)腐爛、分解，將有機(jī)物還原為無(wú)機(jī)物質(zhì)的食物。n 如：秸桿（畜糞）食用菌 垃圾蚯蚓（蝸牛）（3）寄生食物鏈（parasite food chain）：以寄生的方式取食活著生物有機(jī)體。食物鏈成員有自大到小的趨勢(shì)。n 如：大豆菟絲子 馬蛔蟲(chóng)原生動(dòng)物 紅鈴蟲(chóng)金小蜂（4）混合食物鏈：構(gòu)成食物鏈的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中，既有活食生物成員，也有腐食生物成員。n 如：稻草牛蚯蚓雞豬魚(yú) 越是高級(jí)的生態(tài)系統(tǒng)，腐食食物鏈越多生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的基本特點(diǎn)：1.在同一個(gè)食物鏈中，常包含有食性和其它生活習(xí)性極不相同的多種生物。2.在同一生態(tài)系統(tǒng)中，可能有多條食物鏈，它們長(zhǎng)短不一，營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目不等。3.不同生態(tài)系統(tǒng)中各類(lèi)食物鏈所占比重不同。4在任何一生態(tài)系統(tǒng)，各類(lèi)食物鏈有協(xié)同作用。（三）食物鏈的加環(huán)1.意義：提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、提高農(nóng)副產(chǎn)品的利用率、提高能量的利用率和轉(zhuǎn)化率 2.類(lèi)型：生產(chǎn)環(huán) ：在食物鏈中加入能夠把非經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為人們直接利用的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的環(huán)節(jié) a、一般生產(chǎn)環(huán)（食草解決秸稈問(wèn)題） b、高效生產(chǎn)形態(tài)：蜂減耗環(huán)：這類(lèi)環(huán)節(jié)的引入可減少生產(chǎn)消耗。引入有害生物的天敵增益環(huán):這類(lèi)環(huán)節(jié)雖不提供人類(lèi)直接消費(fèi)的產(chǎn)品，但可擴(kuò)大生產(chǎn)環(huán)節(jié)的增產(chǎn)效果。如：利用糞渣等有機(jī)廢棄物養(yǎng)殖蚯蚓和蠅蛆，可作為禽畜的蛋白飼料，可提高家禽的生長(zhǎng)量和家禽的產(chǎn)蛋率。復(fù)合環(huán)：兼具兩種以上的功能環(huán)節(jié)如：稻田養(yǎng)魚(yú)、鴨，即有減耗的作用（魚(yú)鴨以水稻害蟲(chóng)為食，減輕蟲(chóng)害危害，魚(yú)、鴨糞肥又可肥田），又可生產(chǎn)魚(yú)、蛋產(chǎn)品。半生產(chǎn)環(huán)：消耗生態(tài)系統(tǒng)能量的環(huán)節(jié)，如雜草三料轉(zhuǎn)化：飼料、燃料、肥料。秸稈氨化變成飼料，飼料用于養(yǎng)殖產(chǎn)生排泄物進(jìn)而產(chǎn)生沼氣這樣就成了燃料。沼氣池產(chǎn)生的沼渣和沼液也是很好的肥料（四）食物網(wǎng) n 食物網(wǎng)（food web)：在生態(tài)系統(tǒng)中，各種食物鏈交錯(cuò)起來(lái)構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。n 食物網(wǎng)本質(zhì)上是生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)體之間一系列反復(fù)的吃與被吃的相互關(guān)系。n 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生物與生物、生物與環(huán)境緊密聯(lián)系起來(lái)的結(jié)構(gòu)。（五）、食物鏈的解列實(shí)質(zhì)就是利用農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行污水處理。使現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)在食物鏈上富集到一定程度時(shí)與人類(lèi)的食物鏈中斷聯(lián)系。三、 能流模式的分解（一） 食物鏈水平 未利用Na草 羊 狼R維持生命的損耗 NA未同化（二） 營(yíng)養(yǎng)級(jí)間（三） 營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)四、 能量轉(zhuǎn)化效率（一）食物鏈水平 E固定/E前一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)持有的 X100%=5%10% （二）食物網(wǎng)水平 E固定/E消耗（三）生態(tài)學(xué)效率：營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)（間）的所有能量轉(zhuǎn)化效率總稱(chēng)（四）影響因子：生物本身、環(huán)境、管理水平五、 生態(tài)金字塔(一) 定義：在生態(tài)系統(tǒng)中，隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的提高，生物在其數(shù)量、生物量及能量均呈現(xiàn)一種塔狀分布(二) 類(lèi)型 1.數(shù)量金字塔：生物個(gè)體數(shù) 2.生物量金字塔：每種生物的現(xiàn)存生物量 3.能量金字塔：能量（不會(huì)倒置）(三) 意義：3 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化一、 初級(jí)生產(chǎn)的能量轉(zhuǎn)化（一） 初級(jí)生產(chǎn)力：農(nóng)作物單時(shí)間、面積內(nèi)利用光能合成有機(jī)物質(zhì)的量（二） 如何提高初級(jí)生產(chǎn)力：投入人工輔助能（工業(yè)輔助能）1. 生物 （1）品種：作物育種學(xué) （2）管理：作物栽培學(xué) （3）作物配置（垂直、時(shí)空）：耕作學(xué)2. 環(huán)境 （1）土壤肥料學(xué)（2）農(nóng)業(yè)氣象學(xué)（3）植物保護(hù)學(xué)3. 管理：“經(jīng)紀(jì)人”（三） 工業(yè)輔助能的作用正面：1.改善環(huán)境 2.減少非生產(chǎn)性損耗（伴生生物）3.提高轉(zhuǎn)化效率負(fù)面：1.污染環(huán)境 2.降低品質(zhì) 3.報(bào)酬遞減 4.成本增加二、 次級(jí)生產(chǎn)的能量轉(zhuǎn)化（一） 次級(jí)生產(chǎn)的地位和作用1. 進(jìn)一步轉(zhuǎn)化、富集初級(jí)生產(chǎn)產(chǎn)物2. 經(jīng)濟(jì)途徑：養(yǎng)豬要比種田賺錢(qián)3. 改善人類(lèi)的食物結(jié)構(gòu)（二） 如何提高次級(jí)生產(chǎn)力1. 改善物種構(gòu)成，充分利用初級(jí)生產(chǎn)產(chǎn)物：增加食草動(dòng)物、立體養(yǎng)殖2. 科學(xué)飼養(yǎng)：合理配方、適時(shí)出欄3. 實(shí)行籠養(yǎng)、圈養(yǎng)以下為ppt上本節(jié)重要的概念1.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力：是指農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的效率，是系統(tǒng)中最基本功的數(shù)量特征。它的大小體現(xiàn)了系統(tǒng)功能的好壞。包括：系統(tǒng)生物的自然生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力2.總初級(jí)生產(chǎn)力：（gross productivity）：植物單時(shí)間、面積內(nèi)利用光能合成有機(jī)物質(zhì)的量。3.凈初級(jí)生產(chǎn)力：（net productivity）：植物總初級(jí)生產(chǎn)力中減去植物呼吸消耗量所剩下的數(shù)量。4.總初級(jí)生產(chǎn)量：（gross production Pg）：一定時(shí)期內(nèi)植物合成有機(jī)物質(zhì)的總量 ，無(wú)速率的概念。5.凈初級(jí)生產(chǎn)量：（net production Pn）：總初級(jí)生產(chǎn)量中減去呼吸消耗量的剩余量。即一段時(shí)間內(nèi)，以植物組織形式表現(xiàn)出來(lái)的干物質(zhì)量。 6.現(xiàn)存量：（stand crop）：某一特定時(shí)刻，單位面積地段內(nèi)有機(jī)體的數(shù)量。與生物量（Biomass）是同義語(yǔ)。7.提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的途徑（1）選用高光效作物類(lèi)型或品種，是最簡(jiǎn)捷有效的途徑。（2）根據(jù)環(huán)境條件合理配置各種農(nóng)業(yè)植物，增加綠色植物覆蓋面積。（3）改進(jìn)耕作制度，提高復(fù)種指數(shù)，合理密植，實(shí)行間作套種， （4）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8.次級(jí)生產(chǎn)：指初級(jí)生產(chǎn)的部分產(chǎn)品經(jīng)異養(yǎng)者的采食、同化，合成肉、奶蛋等動(dòng)物性食品的過(guò)程。異養(yǎng)者包括消費(fèi)者和還原者。9.次級(jí)生產(chǎn)力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，各種異養(yǎng)者直接或間接消費(fèi)綠色植物，制造或形成產(chǎn)品的數(shù)量。10. 次級(jí)生產(chǎn)力在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的意義n （1）轉(zhuǎn)化各種人類(lèi)不能利用的農(nóng)副產(chǎn)品，提高利用價(jià)值。 n （2）生產(chǎn)動(dòng)物性蛋白質(zhì)食品，改善人們膳食結(jié)構(gòu)，提高人民的生活水平。n （3）促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的功能n （4）種養(yǎng)結(jié)合，農(nóng)牧互促，有利于農(nóng)業(yè)資源的合理利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。n （5）增加就業(yè)門(mén)路，增加農(nóng)民收入。11. 提高次級(jí)生產(chǎn)力的途徑n （1）調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，建立糧、經(jīng)、飼三元結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)草山草坡，增加飼料飼草來(lái)源。n （2）調(diào)整次級(jí)生產(chǎn)者的種群結(jié)構(gòu)，培育、改良和推廣優(yōu)良的畜、禽、魚(yú)品種。n （3）加強(qiáng)飼料管理，科學(xué)喂養(yǎng)，這是提高次級(jí)生產(chǎn)力的最基本、最重要的途徑。 第四章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流1生物地球化學(xué)循環(huán)基本概念和原理一、生物地球化學(xué)循環(huán)（Biogeochemical cycles）（一）概念：各種化學(xué)元素，包括原生質(zhì)中必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在生態(tài)系統(tǒng)乃至生物圈里，沿著特定的途徑從周?chē)h(huán)境到生物體，再?gòu)纳矬w到環(huán)境，不斷地進(jìn)行流動(dòng)和循環(huán)，這些不同的循環(huán)途徑就構(gòu)成了生物地球化學(xué)循環(huán)。（二）過(guò)程（1）地質(zhì)大循環(huán)：巖石 巖石特點(diǎn)：時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣，影響面廣，具有全球性質(zhì)，是閉合性循環(huán)。（周期長(zhǎng)、閉合式）五大自然圈：水 圈、土壤圈、巖石圈、生物圈、大氣圈（2）生物小循環(huán)特點(diǎn)：在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，范圍小、時(shí)間短、速度快，是開(kāi)放式的循環(huán)。（周期短、開(kāi)放式）人是地球上最強(qiáng)有力的地質(zhì)動(dòng)因（三） 類(lèi)型：1. 氣體型：其貯存庫(kù)在大氣中。元素或化合物可以轉(zhuǎn)化為氣體形式，通過(guò)大氣進(jìn)行擴(kuò)散，彌漫于陸地或海洋上，在很短時(shí)間內(nèi)又可被植物重新利用。如C、N、O等由于有巨大的大氣儲(chǔ)存庫(kù)。對(duì)于干擾可相當(dāng)快地進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。因此，從全球意義上看，這類(lèi)循環(huán)是比較完全的循環(huán)。2. 沉積型：其貯存庫(kù)在地殼里。經(jīng)風(fēng)化作用從陸巖石緩慢釋放的某些化合物或元素被植物吸收，參與生命物質(zhì)的形成并沿食物鏈運(yùn)轉(zhuǎn)，然后動(dòng)植物有機(jī)體經(jīng)微生物的分解作用又將元素返回環(huán)境，除一部分保持在土壤中供植物吸收利用外，一部分以溶液或沉積物狀態(tài)隨流水進(jìn)入海洋，經(jīng)沉降，淀積和成巖作用變成巖石，當(dāng)巖石被抬升并遭受風(fēng)化作用時(shí)，該循環(huán)才算完成。這類(lèi)循環(huán)是是緩慢的，傾向于不完全的循環(huán)，并且容易被局部干擾所破壞。如P、S、Ca、I、K、Na等循環(huán)。注：根據(jù)循環(huán)主要是與大氣圈，還是與巖石土壤或水圈聯(lián)系劃分（根據(jù)物質(zhì)在五大自然庫(kù)的庫(kù)存量的主次、大小和固定的時(shí)間長(zhǎng)短）2 幾種重要物質(zhì)的循環(huán)一、 水循環(huán)1、循環(huán)特征：總量不變、時(shí)空分布不平衡2、水循環(huán)過(guò)程：降水（P）、蒸發(fā)（E）、徑流（R）3、循環(huán)原因 內(nèi)因：其相變P和E 外因：水的重力梯度（R）和太陽(yáng)輻射4、人類(lèi)對(duì)水循環(huán)的管理（1）地表水的管理 ：改變流域的地表水徑流量、改變流域性地表水水量分配（2） 地下水管理：循環(huán)周期達(dá)5000年。過(guò)量開(kāi)采的后果：地質(zhì)災(zāi)害、沙漠化加強(qiáng)、土壤質(zhì)地改變、植被退化二、 碳循環(huán)1、 來(lái)源：大氣中的CO22、 路徑：細(xì)胞水平：C3、C4、CAM 個(gè)體水平：CO2 植物 CO2食物鏈水平 地質(zhì)大循環(huán)：煤 煤3、 C平衡：固定量和釋放量平衡固定：植物、水體吸收、巖溶。工業(yè)革命后CO2濃度以1pm上升4、 溫室效應(yīng)（1） 溫室氣體來(lái)源：CO2 主要來(lái)自于化石燃料 ；CH4主要來(lái)自于濕地：自然濕地、人工濕地；NXOX主要是含N化合物的燃燒；H2O；制冷劑、發(fā)泡劑等（2） 后果：1.海平面上升（改變地表布局、陸地面積減少、加劇沿海地區(qū)土壤鹽漬化、對(duì)內(nèi)陸地區(qū)內(nèi)澇加?。?.氣候變化（氣候帶北移、降水量：高緯度和低緯度升高、中緯度減少；極端氣候發(fā)生頻率增加）3.對(duì)人類(lèi)的影響4.對(duì)農(nóng)業(yè)的影響：提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、降低農(nóng)作物的品質(zhì)、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本、改變作物布局、極端氣候多農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響（3）怎么辦：低碳農(nóng)業(yè)三、 氮循環(huán)（一） 來(lái)源：硝態(tài)氮、氨態(tài)氮1、 大氣固定N：雷電、射線。還有干濕沉降。2、 生物固氮3、 工業(yè)固定的NN肥（二） 路徑：硝態(tài)氮、氨態(tài)氮 土壤 植物 食物鏈 死殘?bào)w、排泄物 土壤對(duì)于N 1.再利用：直接利用 ；被異養(yǎng)型微生物暫時(shí)固定 2.損耗過(guò)程：反硝化 大氣；水土流失、風(fēng)蝕；淋溶 地下水 ；燃燒（三） 管理：增加和改善N源；減少損耗；提高利用率四、 P循環(huán)（一） 特點(diǎn)：典型的沉積循環(huán)，以不活躍的地殼作為主要貯存庫(kù)，是一種不完的循環(huán)，其時(shí)間尺度地質(zhì)時(shí)間，因而從人類(lèi)的觀點(diǎn)看，進(jìn)入了沉積循環(huán)的磷就作為是損失掉了，因此這部分磷在短期內(nèi)對(duì)生物無(wú)效。（二） 過(guò)程：從循環(huán)的過(guò)程看，在循環(huán)過(guò)程中P總是有損失的，為增加P循環(huán)的封閉性，必須盡量減少陸生生態(tài)系統(tǒng)的損失。如讓P經(jīng)常貯存在有機(jī)體中則不易流失，貯存在土壤中卻極易因土壤侵蝕流失掉（三） 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中P的虧損途徑：水土流失 農(nóng)產(chǎn)品輸出五、 S循環(huán)（一） 來(lái)源：SO2 ：自然（火山）；人為（煤燃燒）（二） 后果：酸雨 硫酸70%、硝酸20%、鹽酸10%1. 定義：當(dāng)降雨的PH5.時(shí)稱(chēng)為“酸雨”。2. 后果：腐蝕建筑、毀壞植被、酸化土壤：加速養(yǎng)分淋溶、加速水生生態(tài)系統(tǒng)破壞3. 怎么辦：脫硫以C、N、P、S、H2O為例的物質(zhì)循環(huán)清楚地表明，各種物質(zhì)在全球范圍內(nèi)以及在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)、流動(dòng)，越來(lái)越多地受到人類(lèi)活動(dòng)的干預(yù)。干預(yù)的結(jié)果是加速了物質(zhì)參與生物圈的過(guò)程。這對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活是有利的；但另一方面，由此而產(chǎn)生的各種環(huán)境問(wèn)題也必須予以重視。六、 生物濃縮效應(yīng)（生物學(xué)放大）：重金屬、666、DDT（一） 概念：在生態(tài)系統(tǒng)中一些重金屬，難以分解的有機(jī)物隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)水平的提高，其體內(nèi)濃度不斷升高積累的現(xiàn)象（二） 怎么辦：1.源頭控制2.修復(fù)技術(shù)：物理：深埋、搬移 化學(xué)：強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)還原劑 生物：植物（吸收重金屬）、動(dòng)物（如蚯蚓灌水）、微生物（分解石油污染）3 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán) 一、 一般模式（一） 養(yǎng)分庫(kù) 1.作物庫(kù) 2.家畜庫(kù) 3.土壤有效養(yǎng)分庫(kù)（二） 路徑：32條路徑。1. 輸入（11條）：（1）自然輸入：大氣（干濕沉降法）、生物（2）人為輸入：肥料、飼料、種苗 2.輸出（11條）:（1）產(chǎn)品性輸出 （2）非產(chǎn)品性輸出：損耗過(guò)程 3.轉(zhuǎn)移（10條）二、 特點(diǎn)1、大量的養(yǎng)分輸入伴隨著大量的輸出：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(kāi)系統(tǒng)。輸出產(chǎn)品越多，被帶走的養(yǎng)分也越多2、養(yǎng)分容易失衡：向系統(tǒng)內(nèi)歸還各種有機(jī)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(duì)平衡。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)非閉合的生態(tài)系統(tǒng)。三、 我國(guó)農(nóng)田養(yǎng)分平衡狀況（一）平衡特征：1.平原地區(qū)：N、P有余 2.丘陵地區(qū)：N有余，P、K虧（二）原因：投入不合理。1.在投入的人工輔助能中工業(yè)輔助能的比重過(guò)高 2.在投入的工業(yè)輔助能中化肥比重高 3.在化肥的投入中N肥的投入高（三）怎么辦：“增P補(bǔ)K“工程四、 如何保持農(nóng)田養(yǎng)分的平衡（一） 合理耕作制度：1.種植制度 2.土壤的管理制度：常規(guī)深耕、少免耕、輪耕（二） 提倡農(nóng)產(chǎn)品就地加工（三） 優(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)：土壤C/N 25：1 有機(jī)質(zhì)多 =25：1 有機(jī)質(zhì)平衡 25：1有機(jī)質(zhì)偏少。所以在化肥的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)脑黾由镔|(zhì)能（四） 進(jìn)行養(yǎng)分區(qū)域富集：1.工程措施（底泥） 2.生物質(zhì)能：放養(yǎng)水生植物（水葫蘆、水藻）（五） 攔截工程：大壩，生物攔截（六） 平衡施肥、提高利用率如何調(diào)節(jié)農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)的途徑l （一）合理搭配種植歸還率高的作物：如花生、大豆、綠肥、油菜。 l （二）實(shí)行合理輪作l （三）建立良性循環(huán)體系l （四）區(qū)域性養(yǎng)分富集 l （五）農(nóng)產(chǎn)品就地加工，提高物質(zhì)歸還率l （六）城糞下鄉(xiāng)，盡量返還農(nóng)田l （七）從系統(tǒng)外科學(xué)地輸入補(bǔ)給，合理施用N、P、K肥第五章 個(gè)體生態(tài)學(xué)及應(yīng)用由生物構(gòu)成的種群和群落是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的核心。對(duì)于一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，研究?？煞譃閭€(gè)體水平、種群水平、群落水平和系統(tǒng)水平，分別稱(chēng)為個(gè)體生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。個(gè)體生態(tài)學(xué)(Autecology):就是研究生物個(gè)體發(fā)育、物種系統(tǒng)發(fā)育與其環(huán)境之間相互關(guān)系的一門(mén)學(xué)科, 即生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程及環(huán)境對(duì)生物的塑造作用。1 生態(tài)因子及其變化一、 環(huán)境自然環(huán)境：是生態(tài)系統(tǒng)中作用于生物的外界條件的總和。二、 生態(tài)因子1.定義：自然環(huán)境中對(duì)生物生命活動(dòng)產(chǎn)生影響的環(huán)境因子。生存因子：生物生存不可缺少的生態(tài)因子。2.分類(lèi)一、依據(jù)生態(tài)因子變化的周期性可分為：(1)第一周期性因子:如日長(zhǎng)、溫度（決定生物的分布） 年內(nèi)變化有規(guī)律，年際變化不大(2)次生周期性因子：如降水量（調(diào)節(jié)生物的數(shù)量或長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相）年內(nèi)變化有規(guī)律，年際變化大(3)非周期性因子：冰雹（災(zāi)害性因子） 二、依據(jù)組成特性：氣候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人為因子3.生態(tài)因子的時(shí)空變化（一）緯向性變化（氣候）：日長(zhǎng)、溫度、降水量 隨緯度升高而減少（二）經(jīng)向性變化：日長(zhǎng)、溫度、降水量 隨經(jīng)度變化而變化（三）海拔高度：日長(zhǎng)、溫度、降水量2 環(huán)境對(duì)生物的制約v 環(huán)境中對(duì)生物生命活動(dòng)產(chǎn)生影響的生態(tài)因子，不是孤立作用的，而是相互聯(lián)系、相互影響形成統(tǒng)一的整體，共同作用于生物。v 各種生態(tài)因子對(duì)生物的影響是同等重要，缺一不可、但各種生態(tài)因子對(duì)所起的作用有大小之分，即：生態(tài)因子可分為主導(dǎo)因子和輔助因子。 一、最小因子定律 李比西在穩(wěn)定條件下，當(dāng)某種基本物質(zhì)的可利用量接近所需臨界量時(shí)，這種物質(zhì)將成為一個(gè)限制因素，限制其他處于良好狀態(tài)的因子發(fā)揮效應(yīng)，進(jìn)而限制作物的生長(zhǎng)。（木桶定律。）應(yīng)用前提： 1 必須是在穩(wěn)定條件下才能運(yùn)用。 2 應(yīng)考慮生態(tài)因子之間的補(bǔ)償作用。二、耐性定律 謝爾福德生物對(duì)不同生態(tài)因子的適應(yīng)存在著一個(gè)生態(tài)學(xué)的上限和下限，生物只有在其范圍內(nèi)才能正常生長(zhǎng)發(fā)育，任何因子過(guò)剩或不足都會(huì)影響生長(zhǎng)發(fā)育和生存。三、比爾格曼法則同類(lèi)恒溫動(dòng)物當(dāng)中，大型種類(lèi)趨向于分布在北方寒冷地區(qū)，小型種類(lèi)趨于分布在南方溫?zé)岬貐^(qū)四、生態(tài)因子對(duì)生物的作用特點(diǎn)1生態(tài)因子的綜合作用 生境是各種生態(tài)因子按一定方式所構(gòu)成的集合（即綜合體）。各個(gè)生態(tài)因子不是孤立的發(fā)揮作用，而是相互聯(lián)系、相互促進(jìn)、相互制約的，環(huán)境中任何一個(gè)單因子的變化，必將引起其它因子發(fā)生不同程度的變化。對(duì)生物起作用的是生境中各因子的綜合作用，決不是單個(gè)生態(tài)因子的獨(dú)立效應(yīng)。 2.生態(tài)因子中的主導(dǎo)因子 在生物生活環(huán)境內(nèi)的諸因子中，其中一個(gè)或二個(gè)因子，在一定條件下，起主導(dǎo)作用，為主導(dǎo)因子。 3.生態(tài)因子的不可代替性或可調(diào)劑性 生物在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，雖然其生態(tài)因子不是等價(jià)的，即所需要的量不同，但卻具有同等重要性。如果缺少某因子，便會(huì)影響其正常生長(zhǎng)發(fā)育，甚至致病死亡，且任何一種因子都具有不可代替性和同等重要性。此外，在一定條件下，某一因子在量上的不足可由相近生態(tài)因子的增加或加強(qiáng)而得到補(bǔ)償，且可獲得相似生態(tài)效應(yīng)，如增加CO2的濃度，可補(bǔ)償由于光照減弱所引起的光合強(qiáng)度降低的效應(yīng)，即生態(tài)因子的可調(diào)劑性或補(bǔ)償作用。 4.生態(tài)因子的交互作用 5 生態(tài)因子作用的直接性和間接性 有些生態(tài)因子，如光、溫、水、土壤養(yǎng)分等，直接影響或參與生物新陳代謝；另一些生態(tài)因子，如海拔、坡向、緯度、經(jīng)度等，通過(guò)影響光、溫、水、土壤等因子，間接作用于生物。6 生態(tài)因子作用的階段性 生物生長(zhǎng)發(fā)育有階段性，這種階段性形成是由于生態(tài)因子規(guī)律變化的結(jié)果，如季節(jié)性物候，晝夜溫差等生態(tài)因子的規(guī)律性變化，導(dǎo)致了植物生長(zhǎng)發(fā)育的階段性。 每一個(gè)生態(tài)因子對(duì)植物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的作用是不同的，如低溫對(duì)冬小麥的春化階段非常重要，但在光周期階段卻成為有害因子五、 主要生態(tài)因子對(duì)生物的作用日長(zhǎng)的生態(tài)作用、溫度的生態(tài)作用、水分的生態(tài)作用、土壤的生態(tài)作用3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)一、 生態(tài)適應(yīng)（一） 定義：由于環(huán)境差異性的變化而導(dǎo)致生存于其中的生物在其生理、生態(tài)、形態(tài)等特性上發(fā)生相應(yīng)變化的過(guò)程稱(chēng)為生態(tài)適應(yīng)。（二）生物生態(tài)適應(yīng)的類(lèi)型1、 趨同適應(yīng)：是指不同種類(lèi)的生物，由于長(zhǎng)期生活在相同或相似的環(huán)境條件下，通過(guò)變異、選擇和適應(yīng)，在形態(tài)、生理、發(fā)育以及適應(yīng)方式和途徑等方面表現(xiàn)出相似性的現(xiàn)象。2、 趨異適應(yīng)：是指親緣關(guān)系相近的同種生物，長(zhǎng)期生活在不同的環(huán)境條件下，形成了不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特性、適應(yīng)方式和途徑等。趨異適應(yīng)的結(jié)果是使同一類(lèi)群的生物產(chǎn)生多樣化，以占據(jù)和適應(yīng)不同的空間，減少競(jìng)爭(zhēng)，充分利用環(huán)境資源。（三）生物生態(tài)適應(yīng)的結(jié)果：形成不同的生活型與生態(tài)型植物生態(tài)型是與生活型相對(duì)應(yīng)的一個(gè)概念，是指同種生物內(nèi)適應(yīng)于不同生態(tài)條件或區(qū)域的不同類(lèi)群，它們的差異是源于基因的差別，是可遺傳的。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。 （四）生物對(duì)環(huán)境的影響生命體不僅能夠被動(dòng)地適應(yīng)環(huán)境，而且還能主動(dòng)地影響環(huán)境，改造環(huán)境，使環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定，向有利于生物生存的方向發(fā)展。二、 生活型和生態(tài)型1生活型定義：生物對(duì)于綜合環(huán)境條件的適應(yīng)而在外貌形態(tài)上反映的類(lèi)型。（不同種的趨同適應(yīng)） 生活型是種以上的分類(lèi)單位。 不論植物在分類(lèi)系統(tǒng)上的地位如何，只要它們對(duì)環(huán)境的適應(yīng)方式和途徑相同，都列為同一生活型。如松樹(shù)和杉樹(shù)都屬于喬木這一生活型。 一定的生活型是植物長(zhǎng)期對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)的結(jié)果。因而生活型反映了生物對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)。 2. 生態(tài)型定義：同一物種內(nèi)適應(yīng)性有差異的種群。是一個(gè)種對(duì)某一特定生境發(fā)生基因型反應(yīng)的產(chǎn)物。如 黃種人，白種人，黑種人（種內(nèi)適應(yīng)性的分化） 生活型是種以下的分類(lèi)單位。 分布越廣的物種生態(tài)型越多。三、生境與生態(tài)位（一）生境生境：即有機(jī)體居住的地方，是具體的特定地段上對(duì)生物起作用的環(huán)境因子的總和。不同物種其生境不同。一定的生境總是與一定生活習(xí)性的生物有著固定聯(lián)系。 如：蚯蚓在有機(jī)質(zhì)豐富的泥土中生存。 仙人掌在沙漠中生存。（二）生態(tài)位 （小生境或生態(tài)龕）：定義：生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)的對(duì)特定生態(tài)因子的綜合適應(yīng)位置?；蚨x為：生物鐘在生物群落中的位置和作用。其含義有兩個(gè)方面：時(shí)空生態(tài)位：即某種生物存在生活的時(shí)間和占據(jù)的空間。營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位：即模擬中生物種在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中所處的位置。生態(tài)位包括基礎(chǔ)生態(tài)位：生態(tài)系統(tǒng)能夠?yàn)槟撤N生物提供的最大空間。實(shí)際生態(tài)位：由于競(jìng)爭(zhēng)的存在，物種實(shí)際占據(jù)的生態(tài)位。 實(shí)際生態(tài)位總小于基礎(chǔ)生態(tài)位，而且參與競(jìng)爭(zhēng)物種越多，該物種占據(jù)的實(shí)際生態(tài)位就越小。生態(tài)位理論表明：同一生境中，不存在兩個(gè)生態(tài)位完全相同的物種。 同一生境中，不同或相似的物種必然進(jìn)行某種時(shí)間、空間、營(yíng)養(yǎng)或年齡等生態(tài)位的分化分離。同一生境中，生態(tài)位差異大的物種競(jìng)爭(zhēng)才較為緩和，因而由多個(gè)物種組成的群落更有利于有效利用資源，維持較高的生產(chǎn)力，并且有更高的穩(wěn)定性。 生態(tài)位理論的應(yīng)用：1、研究種間關(guān)系 2、資源的充分利用第六章 種群生態(tài)原理與應(yīng)用種群生態(tài)學(xué)( population ecology ):是研究種群生物系統(tǒng)的規(guī)律的科學(xué)，研究種群內(nèi)部各成員之間，種群（或其成員）與其他生物種群之間，以及種群與周?chē)h(huán)境非生物因素的相互作用規(guī)律。核心是種群動(dòng)態(tài)研究。1 種群的基本概念與特征種群：指占據(jù)特定時(shí)空范圍內(nèi)，同種有機(jī)體的集合。是生物生存的單位、資源單位一、 種群的大小（一） 定義：指某個(gè)空間內(nèi)種群的個(gè)體數(shù)（二） 密度：1. 定義：粗密度：?jiǎn)挝豢偪臻g內(nèi)某個(gè)生物種群的個(gè)體數(shù)；生態(tài)密度：?jiǎn)挝粭⒌乜臻g占據(jù)有用的2. 測(cè)定方法：（1）總數(shù)普查法：人口 （2）樣方法：植物、微生物。代表性、數(shù)量（森林：取100平方米、農(nóng)田：取10平方米、水體：取250毫升）（3）標(biāo)記重捕法：對(duì)于野生動(dòng)物，單次標(biāo)記重捕 n/ N0=n重/N標(biāo)；對(duì)于馴化的動(dòng)物：一次標(biāo)記多次重捕（4）連續(xù)捕獲法：老鼠 3.影響因子：營(yíng)養(yǎng)級(jí)水平、資源量、人為控制 注：種群密度：?jiǎn)挝幻娣e或容積內(nèi)某種生物的個(gè)體數(shù)或生物量。（種群密度受生物鐘的出生率、死亡率，遷入遷出的生物個(gè)體數(shù)目的影響種群密度大小是種群在一定環(huán)境條件下，種內(nèi)種間相互作用的結(jié)果） 種群密度的表示方法：?jiǎn)挝幻娣e或空間內(nèi)的個(gè)體數(shù)、生物量 二、 種群的年齡結(jié)構(gòu)（age distribution）和性比（sex ratio）種群的年齡結(jié)構(gòu)：種群內(nèi)各年齡組之間的數(shù)量比例。用齡級(jí)比和年齡錐體表示。 齡級(jí)比：各年齡組個(gè)體數(shù)占種群數(shù)總數(shù)的比例稱(chēng)之齡級(jí)比。種群的年齡結(jié)構(gòu)有三種：增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型、衰退型對(duì)世代不重疊的種群，也就是一年生的種群，指標(biāo)是平均年齡；對(duì)世代重疊的種群，指標(biāo)是齡級(jí)比三、出生率和死亡率（Natality and Mortality） （一）出生力：1.概念：種群產(chǎn)生新個(gè)體的能力。 2.指標(biāo)：出生率 （二）死亡率：個(gè)體消亡的速率（單位時(shí)間內(nèi)種群死亡的個(gè)體數(shù)）四、內(nèi)稟增長(zhǎng)率（Intrinsic growth rate） 定義：在沒(méi)有任何環(huán)境因素（包括食物、領(lǐng)地和其它生物）限制的條件下，由種群內(nèi)在因素決定的穩(wěn)定的最大增殖速率。又稱(chēng)生物潛能或生殖潛能。此時(shí)，種群具有最大出生率和最小死亡率 。內(nèi)稟增長(zhǎng)率常用于與實(shí)際增長(zhǎng)率比較，其差值可看作環(huán)境阻力。 環(huán)境阻力：是妨礙種群內(nèi)稟增長(zhǎng)率實(shí)現(xiàn)的環(huán)境限制因素的總和。五、環(huán)境容納量（carrying capacity） 定義：某個(gè)種群在有限的環(huán)境中所能穩(wěn)定達(dá)到的最大數(shù)量（或最大密度），稱(chēng)環(huán)境對(duì)該物種的環(huán)境容納量。用k表示。當(dāng)種群的數(shù)量低于k值時(shí)，種群會(huì)增長(zhǎng)；當(dāng)種群的數(shù)量高于k值時(shí)，種群會(huì)減少。2 種群的空間分布格局一、定義: 種群在一個(gè)地區(qū)的分布方式,既個(gè)體如何在空間配置的. 或種群在一定空間的個(gè) 體擴(kuò)散分布的一定形式. 二、種群分布型的類(lèi)型1.隨機(jī)型：每個(gè)個(gè)體的位置不受其他個(gè)體分布的影響.環(huán)境是均質(zhì)的：蜘蛛、灘涂上的貝殼。在自然條件下難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件下容易實(shí)現(xiàn)2.均勻型：個(gè)體間的距離比隨機(jī)分布更為一致.可看作是隨機(jī)分布的特例.環(huán)境是、相對(duì)均質(zhì)的 ，在自然條件下難以實(shí)現(xiàn)人工栽培條件下可實(shí)現(xiàn)均勻型分布3. 集群分布:個(gè)體呈疏松不均勻的分布. 又稱(chēng)聚集分布. 是最常見(jiàn)的類(lèi)型. 一般可分為核心分布型和負(fù)二項(xiàng)分布型環(huán)境的異質(zhì)性，生物選擇結(jié)果抵抗逆境的需求社會(huì)屬性的需求，便于繁殖后代3 種群波動(dòng)一、波動(dòng)種群波動(dòng)：指種群的數(shù)量隨時(shí)間的變化而上下擺動(dòng)的情況。種群波動(dòng)分為：a非周期性波動(dòng)： 非周期性的突然的環(huán)境變化所引起的波動(dòng)。如干旱、凍害等。 常帶來(lái)生物數(shù)量的劇烈變化。 b周期性波動(dòng)：由于環(huán)境的周期性變化而引起。 可分為季節(jié)性波動(dòng)和年波動(dòng)。 二、類(lèi)型（一）季節(jié)性波動(dòng)：第一周期因子影響，有節(jié)律性（二）年波動(dòng)：1.次生周期性因子所導(dǎo)致的：無(wú)節(jié)律性2.生物因子：有節(jié)律性三、生態(tài)對(duì)策（一）定義：在生物進(jìn)化過(guò)程中，生物在繁殖和競(jìng)爭(zhēng)方面朝不同方向發(fā)展，以適應(yīng)不同棲息環(huán)境的對(duì)策。（二）類(lèi)型1.r對(duì)策：實(shí)行這種對(duì)策的生物其生態(tài)特征：高出生率，死亡率高。個(gè)體小，壽命短。種群數(shù)量的變化呈現(xiàn)大起大落。對(duì)生境要求不高，不大可能會(huì)滅絕，如低等生物、微生物、昆蟲(chóng)、雜草2.k對(duì)策：實(shí)行這種對(duì)策的生物其生態(tài)特征：種群數(shù)量穩(wěn)定在k水平。低出生率，低死亡率。個(gè)體大，壽命長(zhǎng)，易滅絕。主要指大型動(dòng)植物。如喬木，對(duì)生境要求高，擴(kuò)散能力差3.過(guò)渡對(duì)策：農(nóng)業(yè)生物（三）應(yīng)用：（1）頂級(jí)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)對(duì)策 如森林是一個(gè)r-k連續(xù)體（2）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)對(duì)策特征：處于過(guò)渡對(duì)策類(lèi)型；缺少r、k對(duì)策（3）怎么辦：補(bǔ)充r對(duì)策類(lèi)型生物微生物 補(bǔ)充k對(duì)策類(lèi)型生物防護(hù)林4 種間關(guān)系一、種間相互作用：正相互作用：結(jié)果一方得利或雙方得利（+） 負(fù)相互作用：結(jié)果至少一方受害（-） 中性作用：結(jié)果是雙方無(wú)明顯的影響（0） 二、負(fù)相互作用（一）競(jìng)爭(zhēng)定義： 兩種生物為了爭(zhēng)奪同一種對(duì)象而發(fā)生的相互作用2.原因：生態(tài)位的重疊3.類(lèi)型：（1）直接對(duì)抗：動(dòng)物 （2）資源利用型：植物4.結(jié)果：兩個(gè)物種間形成協(xié)調(diào)的平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)位的分化。 一個(gè)種群被另一個(gè)種群消滅掉。 一個(gè)種群被趕跑到另一空間，利用另一種食物。5.競(jìng)爭(zhēng)排斥原理（1）定義：在生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)相同生態(tài)位的兩個(gè)物種中，其中一個(gè)必然會(huì)被消滅掉（2）啟示：競(jìng)爭(zhēng)是生態(tài)系統(tǒng)演化的動(dòng)力 競(jìng)爭(zhēng)是生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)分化的系統(tǒng)（二）捕食1.定義：一個(gè)生物活食另一個(gè)生物的過(guò)程2.生態(tài)學(xué)意義：保持生態(tài)系統(tǒng)平衡的重要機(jī)制 協(xié)同進(jìn)化：兩個(gè)生物某些相關(guān)性狀得以強(qiáng)化的過(guò)程（三）寄生1.定義：一個(gè)生物依賴(lài)于另一個(gè)生物生存，并對(duì)被依賴(lài)者產(chǎn)生不利排向的相互作用（四）偏害作用1.化學(xué)他感：一個(gè)生物通過(guò)分泌一些次生代謝產(chǎn)物來(lái)對(duì)生存于周?chē)纳锂a(chǎn)生影響2.次生代謝產(chǎn)物的類(lèi)型3.釋放過(guò)程 （1）根系分泌 （2）落葉殘茬分解 （3）雨水淋溶 （4）揮發(fā)：紫蘇釋放氣味驅(qū)蟲(chóng)4.在農(nóng)業(yè)上的利用開(kāi)發(fā)生物除草劑（難） 配置農(nóng)作物結(jié)