《農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)》課件第二章

1、第二章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 基本生物結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境 一、自然環(huán)境（Natural environment)：生態(tài)系統(tǒng)中作用于生物的外界條件的總和。 太陽輻射； 大氣圈； 水圈； 土壤圈二、人工環(huán)境(Artificial environment) 1 人工影響的環(huán)境：如人工經(jīng)營(yíng)的森林、草地、防風(fēng)林、水利工程等。 2 人工建造的環(huán)境：無土栽培環(huán)境、大棚溫室環(huán)境、集約化養(yǎng)殖環(huán)境等。第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境 三、環(huán)境對(duì)生物的制約 1 最小因子定律（Law of minimum)：德國(guó)化學(xué)家李比西（1840）提出，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)。水桶原理：桶的

2、容水量受最短桶片的限制 （1）在相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)用，否則很難確定限制因子 （2）考慮因子之間的相互作用。如軟體動(dòng)物中的貝殼內(nèi)鍶可代替一部分鈣 第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境 三、環(huán)境對(duì)生物的制約 2. 謝爾福德耐性定律(Law of tolerance)：生態(tài)因子在數(shù)量上的過多或過少或質(zhì)量不足，都能成為限制因子。因此美國(guó)生態(tài)學(xué)家謝爾福德把最大量和最小量限制作用概念合并稱為耐性定律，即對(duì)具體生物來說，各種生態(tài)因子都存在一個(gè)生物學(xué)的上限和下限，它們之間的幅度就是該種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐性范圍。 第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境 三、環(huán)境對(duì)生物的制約 3 生活型(life form)和生境(ha

3、bitat)（1） 生活型：不同種生物長(zhǎng)期生活在相同的自然生態(tài)條件下并經(jīng)人工培育，發(fā)生趨同適應(yīng)，從而形成具有類似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的物種類群。種以上概念。 如蝙蝠（哺乳動(dòng)物）和鳥；鯨、海豚（哺乳動(dòng)物）和魚；植物中仙人掌（仙人掌科）和仙人筆（菊科）及霸王鞭（大戟科）。 (2) 生境。生物生存的特定小環(huán)境。如蚯蚓生活在豐富的有機(jī)質(zhì)土壤中；娃娃魚生活在山泉、清潔的河水；鯉魚在含氧豐富、浮游動(dòng)物多的池塘上層生活。 第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境 四、 生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng) 1 生態(tài)型(ecotype)：同種生物的不同個(gè)體，在長(zhǎng)期不同環(huán)境條件下形成在形態(tài)、生理、生態(tài)上不同的基因型類群。是種以下的概念。以

4、植物為例，可分為： 氣候生態(tài)型 如冬小麥與春小麥土壤生態(tài)型 水稻與陸稻；羊草有不耐鉛、中度耐 鉛和高度耐鉛類型。 生物生態(tài)型 如抗性不同的生物（抗病、蟲、草等） 生產(chǎn)上的應(yīng)用：引種、育種。如選育耐旱作物品種、耐低磷（大豆）等第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境 2 生態(tài)位(niche)：生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)出來的對(duì)特定生態(tài)因子的綜合適應(yīng)性。目前廣為接受的定義是Hutchinson（1958）的定義：位于溫濕度、pH等n維資源空間的超體積。營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位、空間生態(tài)位、超體積生態(tài)位。生態(tài)位理論在物種之間的競(jìng)爭(zhēng)和進(jìn)化、群落結(jié)構(gòu)和資源利用等領(lǐng)域有廣泛的運(yùn)用。第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物與環(huán)境 五、生物對(duì)

5、自然環(huán)境的影響 1 森林的生態(tài)效應(yīng) 2 淡水水域生物的生態(tài)作用 3 草地生物的生態(tài)效應(yīng) 4 農(nóng)田生物的生態(tài)效應(yīng)第二節(jié) 種群(population) 種群：指占據(jù)特定空間的同種有機(jī)體的集合群。內(nèi)容包括： （1） 種群的結(jié)構(gòu)：大小和密度、年齡結(jié)構(gòu)和性比、出生率和死亡率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率和環(huán)境容納量、分布 （2）種群的動(dòng)態(tài)：生命表和存活曲線、種群增長(zhǎng)類型 （3）種群間的相互作用：負(fù)相互作用、正相互作用、次生代謝產(chǎn)物的作用 （4）種群的生活史對(duì)策：r、K對(duì)策 （5）種群的調(diào)節(jié)：密度制約和非密度制約生物的生態(tài)效應(yīng)第二節(jié) 種群 一、種群的結(jié)構(gòu) 1種群的大小和密度 （1）種群大小指一定的面積或容積內(nèi)某個(gè)種的個(gè)體數(shù)

6、目。 （2）種群密度指單位面積或容積內(nèi)某個(gè)種的個(gè)體數(shù)目。密度分粗密度和生態(tài)密度，生態(tài)密度大于粗密度。 相對(duì)密度：豐富、一般、稀少；頻率、豐度、蓋度第二節(jié) 種群 一、種群的結(jié)構(gòu) 2種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比 （1）齡級(jí)比是統(tǒng)計(jì)各年齡組個(gè)數(shù)占種群總個(gè)體數(shù)的比率。根據(jù)齡級(jí)比繪圖可以得到年齡錐體。分為增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型、衰退型 （2）在每一個(gè)年齡組中分別統(tǒng)計(jì)雌性和雄性個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例，可構(gòu)成年齡性別錐體。 （3）利用年齡錐體和性別年齡錐體可以預(yù)測(cè)種群數(shù)量增長(zhǎng)的趨勢(shì)。 第二節(jié) 種群 一、種群的結(jié)構(gòu) 3出生率和死亡率（1）出生率是泛指生物種群產(chǎn)生新個(gè)體的能力。它是種群的平均繁殖能力。（2）種群的最大出生率是當(dāng)

7、不受任何生態(tài)因子限制，種群處于理想條件下的出生率。（3）死亡率是種群的死亡的速率。最低死亡率和生態(tài)死亡率 第二節(jié) 種群 一、種群的結(jié)構(gòu) 4內(nèi)稟增長(zhǎng)率和環(huán)境容納量 (1)內(nèi)稟增長(zhǎng)率是指種群在不受空間和食物的限制并排除了天敵、疾病、其它生物危害以及溫度、濕度等物理因素的不良利影響，具有最適密度和穩(wěn)定年齡分布時(shí)所表現(xiàn)出的最大比增殖速度。其單位為時(shí)間的倒數(shù)。用rm表示。它與實(shí)際增長(zhǎng)率的差值可以看作是環(huán)境阻力。 (2) 環(huán)境容納量（K）是某種群在一個(gè)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）。環(huán)境容納量大小取決于環(huán)境條件和種群的食性、行為、適應(yīng)能力等遺傳特性。第二節(jié) 種群 二、種群的動(dòng)態(tài) 1生命表

8、和存活曲線（1）調(diào)查掌握了種群各年齡組的存活個(gè)體數(shù)目（nx）各年齡組的死亡個(gè)體數(shù)（dx）后，便可以編制生命表。生命表有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種。（2）動(dòng)態(tài)生命表是通過追蹤觀測(cè)種群同一時(shí)間出生的生物的死亡與存活動(dòng)態(tài)編制的生命表。常用于生命周期短的生物。靜態(tài)生命表是通過某一時(shí)刻對(duì)種群做年齡結(jié)構(gòu)調(diào)查而編制的生命表。多用于生命周期長(zhǎng)的生物。第二節(jié) 種群 二、種群的動(dòng)態(tài) （3） 種群的存活曲線和死亡曲線。 存活曲線以時(shí)間間隔為橫坐標(biāo)，存活個(gè)體數(shù)或存活率為縱坐標(biāo)繪制而成。存活曲線分為三種基本類型：lA型：凸型，表示種群在接近生理壽命之前，只有個(gè) 別死亡。如大型動(dòng)物、人類等。l B型：對(duì)角線型，表示個(gè)體各時(shí)期的死亡率

9、是相等的。 如鳥類、一些昆蟲等。l C型：凹型，表示幼體的死亡率很高，以后的死亡率低且穩(wěn)定，如小型動(dòng)物、低等動(dòng)物、魚類等出一個(gè)物種種群的聚集程度和密度第二節(jié) 種群 二、種群的動(dòng)態(tài) 2. 種群的增長(zhǎng)型 （1）種群的指數(shù)增長(zhǎng)：J型，是指種群在無環(huán)境條件限制下呈現(xiàn)的指數(shù)式增長(zhǎng)方式。 如某些細(xì)菌、昆蟲、鼠類等。 dN/dt=rN Nt=N0*ert r0, rN, KN, 種群增長(zhǎng)；KN，種群數(shù)量下降；K=N，種群停止增長(zhǎng)。 關(guān)于人口的增長(zhǎng)第二節(jié) 種群 三、種群間的相互作用偏利 commensalism原始合作 protocooperation互利共生 mutualism正相互作用Positive i

10、nteraction負(fù)相互作用Negative interaction競(jìng)爭(zhēng)直接干涉間接抑制捕食 predation偏害 amensalism寄生 parasitismcompetition第二節(jié) 種群 三、種群間的相互作用 1負(fù)相互作用（1）競(jìng)爭(zhēng)是指兩個(gè)生物爭(zhēng)奪同一對(duì)象的相互作用。有種間競(jìng)爭(zhēng)；和種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)。有直接干涉型和資源利用型。競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果：一個(gè)取代另一個(gè)；通過調(diào)節(jié)，產(chǎn)生分離。高斯的競(jìng)爭(zhēng)排斥原理（competition exclusion principal)：在一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境中，生態(tài)位相同的物種不能長(zhǎng)期共存在一起。將高斯原理推廣，在一個(gè)穩(wěn)定的群落中，占據(jù)相同生態(tài)位的兩個(gè)物種，其中必有一個(gè)物種

11、最終被消滅；在一個(gè)穩(wěn)定的群落中，沒有任何兩個(gè)種是直接的競(jìng)爭(zhēng)者；群落是個(gè)生態(tài)位分化了的系統(tǒng)，種群之間趨于相互補(bǔ)充，而不是直接的競(jìng)爭(zhēng)者。但有不少生態(tài)學(xué)家提出疑問，如近緣種的存在是普遍現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用：增強(qiáng)作物對(duì)雜草的競(jìng)爭(zhēng)能力；種間互補(bǔ)；畜禽輪養(yǎng) 第二節(jié) 種群 三、種群間的相互作用 1負(fù)相互作用（2） 捕食 狹義的捕食是指肉食動(dòng)物捕食草食動(dòng)物。 廣義的捕食還包括草食動(dòng)物吃食植物，植物誘食動(dòng)物，以及寄生等。捕食和被捕食的關(guān)系是控制種群增長(zhǎng)的一種作用力。 在一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中，捕食者與被捕食者之間由于相互制約的結(jié)果，保持著相對(duì)平衡的狀態(tài)。同時(shí)，由于共同進(jìn)化的結(jié)果，捕食者和被捕食者、寄生者和寄主之間

12、的負(fù)相互作用趨向于減弱。農(nóng)業(yè)利用：七星瓢蟲捕食棉蚜蟲；紅螞蟻捕食甘蔗螟；啄木鳥吃蟲第二節(jié) 種群 三、種群間的相互作用 1負(fù)相互作用（3）寄生：寄生物以寄主的身體為定居空間，靠吸取寄主的營(yíng)養(yǎng)而生活。如大豆與菟絲子，馬與蛔蟲等。農(nóng)業(yè)利用：赤眼蜂防治棉鈴蟲；金小蜂防治紅鈴蟲；寄生蜂防治松毛蟲（4）偏害作用是指某些生物產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)對(duì)其它生物產(chǎn)生毒害作用。如青霉產(chǎn)生的青霉素可以殺死多種細(xì)菌和植物的化感作用。番茄對(duì)黃瓜；向日葵對(duì)蓖麻；木麻黃等 。第二節(jié) 種群 三、種群間的相互作用 2正相互作用（1）偏利作用（共棲）。如地衣、苔蘚附在樹皮上（附生植物）；鳥筑巢，鯽魚吸附在鯊魚腹上。（2）原始合作是指兩種生

13、物共同生活在一起時(shí)，彼此各有所得，但不形成依賴關(guān)系。如蟹與腔腸動(dòng)物；農(nóng)田中作物與蜂；稻田養(yǎng)魚；作物間套作等（3）互利共生是指兩種生物共同生活在一起，不僅相互有利，而且形成相互依賴的關(guān)系。如豆科作物與根瘤菌；藻類與真菌形成地衣；白蟻與鞭毛蟲；真菌與菌根等 第二節(jié) 種群 三、種群間的相互作用 3次生代謝產(chǎn)物在種間相互關(guān)系中的作用 （1）植物與植物的化感作用 植物：南方的蟛蜞菊、勝紅薊、三葉鬼針草、紫 莖澤蘭，某些水稻品種；北方的豚草、油蒿等。東北大豆的連作障礙也與大豆的自毒作用有關(guān)。 方式：揮發(fā)、根分泌、雨水淋溶、殘?bào)w分解、種子萌發(fā)與花粉傳播 應(yīng)用：作物間套作、群落結(jié)構(gòu)演替、病蟲害防治等。也有促進(jìn)

14、作用，玉米和大豆，馬鈴薯和菜豆，豌豆和小麥等。第二節(jié) 種群 三、種群間的相互作用 3次生代謝產(chǎn)物在種間相互關(guān)系中的作用 （2）植物與微生物的化感作用：青霉菌與燕麥；蘑菇圈現(xiàn)象?？衫梦⑸锏霓卓棺饔梅乐尾∠x害 （3）植物與草食動(dòng)物間的相互作用：植物借助于植物毒素來保護(hù)自己。植物的次生代謝物質(zhì)對(duì)昆蟲的行為有3種作用：吸引、排斥、中性。龐雄飛提出通過開發(fā)植物保護(hù)劑（驅(qū)避和拒食）來代替目前廣泛應(yīng)用的殺蟲劑（主要是殺死害蟲）。第二節(jié) 種群 三、種群間的相互作用 3次生代謝產(chǎn)物在種間相互關(guān)系中的作用 （4）動(dòng)物信息素：動(dòng)物通過外分泌腺向外分泌某些化學(xué)物質(zhì)，攜帶著特定的信息，借助氣流或水流，使其它個(gè)體嗅到

15、或接觸到，產(chǎn)生某些行為反應(yīng)或產(chǎn)生某些生理變化。這些化學(xué)物質(zhì)稱為信息素。引起的行為反應(yīng)包括性引誘、警戒、跟蹤、聚集、防衛(wèi)等。動(dòng)物的群居、誘食、警戒、跟蹤、防衛(wèi)等行為與釋放的化學(xué)物質(zhì)有關(guān)。這種釋放的化學(xué)信息叫信息素，可分為性信息素、報(bào)警信息素和跟蹤信息素。r-對(duì)策生物K-對(duì)策生物個(gè)體發(fā)育快，Rm值高，個(gè)體小，擴(kuò)散快發(fā)育慢， Rm值低，個(gè)體大，擴(kuò)散慢種群數(shù)量多變，常低于K數(shù)穩(wěn)定，常接近K環(huán)境在多變環(huán)境中占據(jù)新生境在穩(wěn)定環(huán)境中死亡率災(zāi)難性的，非密度制約有選擇，為密度制約，易滅絕壽命短長(zhǎng)舉例大型動(dòng)植物小型生物四、 種群的生態(tài)適應(yīng)對(duì)策第二節(jié) 種群 五、種群的調(diào)節(jié)1密度制約作用(density depend

16、ent)。一是種內(nèi)調(diào)節(jié)。種群的進(jìn)化趨勢(shì)是在明顯低于環(huán)境容納水平上，調(diào)節(jié)自身的密度。如自疏現(xiàn)象、作物分蘗的消長(zhǎng)等。二是種間牽制。通過遺傳反饋?zhàn)饔脤?shí)行種間關(guān)系的調(diào)節(jié)。如捕食者與獵物，種間競(jìng)爭(zhēng)等。2非密度制約(density independent)。氣候因子、化學(xué)限制因子、污染物常常是（但不是始終）按非密度制約方式起作用。 在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受外部影響較大的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量常常受物理因素所調(diào)節(jié)；在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量常受生物因素調(diào)節(jié)。第三節(jié) 群落 (community) 一、群落的結(jié)構(gòu) 生物群落是指在一定地段或生境中各種生物種群所構(gòu)成的集合。群落具有六大基本特征。 1. 垂直結(jié)構(gòu)（vert

17、ical structure)：群落的不同物種或類群出現(xiàn)在地面以上不同的高度或水面以下不同的深度。是群落充分利用空間的一種途徑。如森林群落的分層和水體中不同藻類的分層。 農(nóng)業(yè)生物的垂直結(jié)構(gòu)：如作物的間套作、特殊類型（稻田養(yǎng)魚、魚塘養(yǎng)鴨等）、魚的分層放養(yǎng)等。第三節(jié) 群落 農(nóng)業(yè)利用：通過物種選擇、空間安排、時(shí)間相錯(cuò)等措施減小有害競(jìng)爭(zhēng)。 2. 水平結(jié)構(gòu)(horizontal structure)：群落在水平方向上的配置狀況。由于環(huán)境因子在水平方向上的差異，生物種類的空間分布也不相同，形成各種不同的小型生物組合。 控制農(nóng)業(yè)生物群落的水平結(jié)構(gòu)有兩種方式：在不同的生境中因地制宜選擇最合適的物種；在同一生境

18、內(nèi)配置最佳密度，并通過飼養(yǎng)、栽培手段控制密度的發(fā)展。 第三節(jié) 群落 3時(shí)間結(jié)構(gòu)(temporal structure)（1）環(huán)境因子中的光、溫、濕度具有明顯的周期性，如日周期、月周期和年周期。隨著環(huán)境條件的周期變化，群落中的各種生物的生長(zhǎng)發(fā)育也相應(yīng)地有規(guī)律地發(fā)生變化，使群落表現(xiàn)出明顯的時(shí)間結(jié)構(gòu)。如在一個(gè)湖泊中，春天：鼓藻占優(yōu)，夏天：藍(lán)綠藻占優(yōu)，秋天：綠藻占優(yōu)，冬天：硅藻占優(yōu)。 （2）調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)生物群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)的主要方式是輪作、套作和輪養(yǎng)、套養(yǎng)。農(nóng)田的多熟制通常比一熟制的光能利用率高。 第三節(jié) 群落 4群落的交錯(cuò)區(qū)（ecotone）與邊緣效應(yīng)(edge effect) 交錯(cuò)區(qū)：不同群落或生態(tài)系統(tǒng)

19、的交界區(qū)域。由于交錯(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疊的交錯(cuò)區(qū)域中，不但增加了交錯(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)。該地帶具有環(huán)境條件特殊，生物種類豐富，生產(chǎn)力高的特點(diǎn)，即為邊緣效應(yīng)。如森林與草原交界地帶，海灣、沿河兩岸、河口三角洲等 利用：灘涂的利用、城郊農(nóng)業(yè)、間作、基塘系統(tǒng)等。第三節(jié) 群落 二、 群落的演替(succession) 1群落演替及其自然群落演替的類型 群落演替是指隨著時(shí)間的推移，群落中的一些物種消失，另一些物種侵入，出現(xiàn)群落與其環(huán)境向著一定方向，有順序的發(fā)展變化。 （1） 按群

20、落的發(fā)展方向和趨勢(shì)劃分，演替分為進(jìn)展演替與逆行演替。 （2）按演替發(fā)生的基質(zhì)劃分，演替有原生演替(primary succession)和次生演替(secondary succession)。自裸地上或深層水體下開始的演替稱原生演替。在原有植被已被破壞，但保存有土壤和植物繁殖體的地方開始的演替稱為次生演替。 第三節(jié) 群落 2演替系列典型的旱生演替系列： 地衣、苔蘚、草本植物、木本植物。典型的水生演替系列： 自由漂浮植物、沉水植物（如輪藻）、浮葉根生植物（睡蓮）、直立水生植物（蘆葦）、濕生草本植物（禾本科植物）、木本植物。次生演替系列以云杉林的演替為例分四個(gè)階段： 采伐跡地階段（禾本科、莎草科）

21、，先鋒樹種階段（樺木、山楊等），云杉定居階段，云杉恢復(fù)階段。還有草原的放牧演替。 第三節(jié) 群落 3演替的頂級(jí)學(xué)說（1）單元頂級(jí)理論(monoclimax theory) 以美國(guó)的F.E.Clements 為代表，認(rèn)為在一定區(qū)域，演替最終會(huì)形成與當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境協(xié)調(diào)的同一種頂級(jí)群落氣候頂級(jí)（climatic climax)。 (2) 多元頂級(jí)理論(polyclimax theory) 以英國(guó)的A.G.Tansley為代表，認(rèn)為在一個(gè)氣候區(qū)域內(nèi)，群落演替除了有氣候頂級(jí)外，還有土壤頂級(jí)（edaphic climax)、地形頂級(jí)(topographic climax)、火燒頂級(jí)(fire climax)等

22、。第三節(jié) 群落 3演替的頂級(jí)學(xué)說（3）頂級(jí)型理論(climax pattern theory) 又叫頂級(jí)-格局理論。由R.H.Whittaker(1953)提出。認(rèn)為一個(gè)自然群落對(duì)許多因素（氣候、土壤、生物、風(fēng)、火等）的格局發(fā)生適應(yīng)，強(qiáng)調(diào)各個(gè)頂級(jí)群落類型的連續(xù)性，這些頂級(jí)群落類型沿著環(huán)境梯度是逐漸變化的，難以明確地把各個(gè)頂級(jí)群落類型劃分開。 實(shí)際上是多元頂級(jí)的一個(gè)變型。 第三節(jié) 群落 4. 群落演替趨勢(shì) l群落的演替總是由低級(jí)向高級(jí)，由簡(jiǎn)單向復(fù)雜的方向發(fā)展，經(jīng)過長(zhǎng)期不斷的演化，最后達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。 l群落中生物種類隨演替而變換。r-型生物大多被K-型生物所替代；生物種類數(shù)目增多；群落內(nèi)

23、部結(jié)構(gòu)的分層現(xiàn)象更加明顯；群落的食物鏈由簡(jiǎn)單變得更為復(fù)雜，形成食物網(wǎng)，穩(wěn)定性更強(qiáng)。 l總生物量增加，養(yǎng)分循環(huán)更封閉 第三節(jié) 群落 5. 演替與人工調(diào)控 仿自然演替對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行人工調(diào)控 （1）建立木本農(nóng)業(yè)。包括有多年生木本植物在內(nèi)的農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)。 （2）仿建頂級(jí)群落。仿自然頂極群落結(jié)構(gòu)建造喬、灌、草相結(jié)合的人工群落，可有效治理水土流失，改善環(huán)境。 （3）仿自然演替過程促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。早期重視先鋒植物的作用，環(huán)境改善后再安排農(nóng)業(yè)生物。 第三節(jié) 群落 三、協(xié)同進(jìn)化(coevolution) 1 定義：不同種生物間相關(guān)性狀在進(jìn)化中得以形成和加強(qiáng)的過程。 2 如蝴蝶與植物，馬與草，三化螟與水稻，農(nóng)業(yè)

24、生物及相關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)：如水稻品種特性與水稻栽培技術(shù)的協(xié)同進(jìn)化。 實(shí)質(zhì)：在進(jìn)化的壓力下，群落中關(guān)系密切的種之間，相互選擇適應(yīng)性基因的一種作用。 第三節(jié) 群落 四、群落的多樣性與穩(wěn)定性（Stability) 物種的多樣性是群落生物組成的重要指標(biāo)。群落的多樣性與物種的豐富度及物種的均勻度密切相關(guān)。多樣性高導(dǎo)致穩(wěn)定性。也有學(xué)者不同意這種說法。如熱帶雨林物種多樣性高，但更易受人類的干擾而不穩(wěn)定；相反象沼澤地、濱海群落物種少，但系統(tǒng)卻很穩(wěn)定。第四節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性 一、 生物多樣性(biodiversity)的概念1、定義 生物多樣性是地球上所有生物體和環(huán)境的豐富性和變異性。換言之：所有來源的行

25、行色色的生物體及其構(gòu)成的生態(tài)綜合體。 包括：遺傳多樣性(genetic biodiversity) 物種多樣性(species biodiversity) 生態(tài)系統(tǒng)多樣性(ecosystem biodiversity)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性 2、多樣性層次： （1）遺傳多樣性：指所有生物個(gè)體中所包含的各種遺傳物質(zhì)和遺傳信息，表現(xiàn)在分子、細(xì)胞和個(gè)體3個(gè)水平上的遺傳變異度，這種變異度是生命進(jìn)化和適應(yīng)的基礎(chǔ)，是物種多樣性的本質(zhì)所在。如利用野生稻與傳統(tǒng)水稻品種培育雜交稻等。第四節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性（2）物種多樣性： 指多種多樣的生物類型及種類，強(qiáng)調(diào)物種的變異性。物種多樣性代表著物

26、種演化的空間范圍和對(duì)特定環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性，是進(jìn)化機(jī)制的最主要產(chǎn)物，是研究和保護(hù)生物多樣性的基礎(chǔ)和核心。物種的瀕危及保護(hù)、滅絕速率及機(jī)制等都是研究的重點(diǎn)。 （3）生態(tài)系統(tǒng)多樣性（景觀多樣性）： 指生物及某一生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣化，也稱生態(tài)多樣性。包括生態(tài)系統(tǒng)組成（生物群落和無機(jī)環(huán)境）的多樣性；生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性；生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的多樣性。 第四節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性景觀多樣性(landscape biodiversity)：不同類型的景觀要素或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的景觀在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣化或變異性。景觀是由斑塊（patch）、廊道(corridor)

27、、基質(zhì)(matrix)所構(gòu)成的空間疊合體。斑塊：在外貌上與周圍地區(qū)（基質(zhì)）有所不同的一塊非線形地表區(qū)域。廊道：與基質(zhì)有所區(qū)別的一條帶狀土地。如林帶、河流、道路、河岸帶等?；|(zhì)：范圍廣，連接度最高并且在景觀功能上起著優(yōu)勢(shì)作用的景觀要素類型。如在山地以森林為主的地區(qū)，森林地帶是基質(zhì)，草地或其它是斑塊。又如在作物為主的平原地帶，農(nóng)田是基質(zhì)，果園、菜地等是斑塊。第四節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性3. 生物多樣性的價(jià)值（1）直接價(jià)值l 食用方面：人類已使用大約5000種植物作為食物，但只有150種進(jìn)入商品市場(chǎng)，30種成為廣泛種植，其中水稻、玉米、小麥占了一半；動(dòng)物提供人類食物蛋白質(zhì)的三分之一。現(xiàn)代生物品

28、種需要抗性強(qiáng)的野生種雜交。 l藥用：從植物、動(dòng)物或微生物提取的。植物：如蘿芙木（抗高血壓藥）、長(zhǎng)春花（抗癌藥）。微生物：如抗生素、盤尼西林、四環(huán)素等；動(dòng)物：如海洋動(dòng)物中提取抗病毒物質(zhì)，又如蛇等。 l 提供工農(nóng)業(yè)原料方面。植物：如橡膠、油脂、薪碳、木材、飼料、纖維、肥料等；動(dòng)物：如油脂、燃料、蠶絲、皮革、羽毛等。第四節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性（2）間接價(jià)值：與生態(tài)系統(tǒng)功能有關(guān)。包括能量固定、調(diào)節(jié)氣候、穩(wěn)定水文、保護(hù)土壤、貯存養(yǎng)分、凈化污染、美學(xué)和人文價(jià)值等。 間接價(jià)值可能大大超過直接價(jià)值，據(jù)估計(jì)，中國(guó)生物多樣性的直接價(jià)值為1.80萬億元，間接價(jià)值為37.31萬億元，潛在價(jià)值為0.22億元。第四節(jié)