農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第三章

第三章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的綜合結(jié)構(gòu)

第一節(jié)概述

一、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)物種結(jié)構(gòu)（speciesstructure,組分結(jié)構(gòu)）時間結(jié)構(gòu)（temporalstructure)空間結(jié)構(gòu)：水平結(jié)構(gòu)(horizontalstructure)

垂直結(jié)構(gòu)(Verticalstructure)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（nutritiousstructure,食物鏈結(jié)構(gòu)）第二節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)

農(nóng)業(yè)區(qū)位和社會經(jīng)濟(jì)條件對水平結(jié)構(gòu)的影響

1．

不同區(qū)位對水平結(jié)構(gòu)的影響（1）

自然區(qū)位(naturalzone)

自然條件差異為農(nóng)作物與牲畜結(jié)構(gòu)安排的重要因素。如荔枝、龍眼、香蕉、柑橘等的分布有其特定地區(qū)；又如駱駝、牦牛的分布等。第二節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)（2）杜能農(nóng)業(yè)區(qū)位（商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期）杜能農(nóng)業(yè)區(qū)位闡述了產(chǎn)品流通對商品性農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)集約度和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響。在假設(shè)前提下（自然條件一致；商品生產(chǎn)等），并提出了杜能圈。一、自由農(nóng)作圈二、農(nóng)作圈三、輪作農(nóng)業(yè)圈四、谷物農(nóng)作圈五、三圃式農(nóng)作圈六、畜牧圈七、自然區(qū)域杜能區(qū)位理論第二節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)兩個結(jié)論：1）生產(chǎn)集約度理論：越靠近中心城鎮(zhèn)，生產(chǎn)集約度越高。2）生產(chǎn)結(jié)構(gòu)理論易腐爛變質(zhì)、不耐貯存和單位重量價格低的農(nóng)產(chǎn)品在靠近城市的區(qū)域生產(chǎn)，反之亦然。第二節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)

（3）生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)位（經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)階段）：如美國蔬菜原來主要集中在市郊，后來1/4集中在遠(yuǎn)離大城市的東南部，還形成了玉米帶、棉花帶等與自然條件相適應(yīng)的區(qū)域。又如廣東省的湛江、化州水果、蔬菜基地。第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)

一、自然地理位置與垂直結(jié)構(gòu)

1．

流域位置：從上游——中游——下游海拔、溫度、養(yǎng)分、水分、自然景觀、生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等變化第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)

2．

地形變化

（1）大尺度地形變化：見下圖

如四川、云南高原：

低熱層（甘蔗、蔬菜、熱帶性果樹、藥材等）

中暖層：發(fā)展糧、油、生豬、蠶桑、烤煙等）；

高寒層：細(xì)毛羊、冷杉、鐵杉等。圖3.5川滇高原隨海拔變化的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

圖3.6四川省米易縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)示意圖

（2）

小尺度地形變化：如四川江津縣大橋鄉(xiāng)：山頂松杉帶帽；半山果棕纏腰；溝壩田土間套；低洼地養(yǎng)四大家魚。

第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)二、農(nóng)田立體模式

1．農(nóng)作物間作：

2．稻田養(yǎng)魚：魚類取食浮游生物和水稻害蟲，減少病蟲害，增加水體氧氣；魚類的糞便和排泄物作為水稻的肥料。主要分布在四川、湖南、江西、江蘇、廣東等

稻田養(yǎng)鴨第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)二、農(nóng)田立體模式

3．稻萍魚：福建、四川、湖南、廣西等。上層稻株，中層紅萍，下層魚類。

4.農(nóng)田種菇：稻田、玉米地種蘑菇；甘蔗地種菇。作物為菇提供遮陰環(huán)境，剩余培養(yǎng)料為作物提供肥料。第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)三、水體立體模式1．

魚的分層放養(yǎng)：利用魚的不同食性和棲息特性。2．

魚牧結(jié)構(gòu)：如魚鴨（豬、雞、鵝等）混養(yǎng)。基塘系統(tǒng)：粵、浙、蘇一帶。第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)四、養(yǎng)殖業(yè)立體模式

1．

分層立體養(yǎng)殖：節(jié)約棚圈材料和綜合利用廢氣物，如新疆米泉縣種豬場，上層籠養(yǎng)雞，中層養(yǎng)豬，下層養(yǎng)魚。

2.林魚鴨立體種養(yǎng)：湖北省新洲縣林科所，在低洼積水區(qū)。第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)五、農(nóng)林立體模式

1．

農(nóng)林業(yè)系統(tǒng)(agroforestry)的定義：同一土地單元或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)既包含木本植物又包含農(nóng)作物或動物的一種土地利用系統(tǒng)。

第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)五、農(nóng)林立體模式

2．

農(nóng)林業(yè)模式舉例（1）桐糧間作：華北平原已達(dá)300多萬公頃。分布在河南、山東等地。有幾種類型：以農(nóng)為主、以桐為主、桐糧并重等。（2）棗糧間作：華北、西北等地，尤其在河北、山東較多。有棗樹為主、棗糧并舉、農(nóng)作物為主等類型。Forest-rubber-teaintegratedagroecosystem桉樹--菠蘿間作模式第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)（3）

林膠茶復(fù)合經(jīng)營：在熱帶地區(qū)（云南、海南等）。防護(hù)型立體結(jié)構(gòu)，具有良好的環(huán)境（減少水土流失，減少病蟲害等）和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。如海鷗農(nóng)場茶葉作為綠色食品，效益很好。第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)（4）

林藥間作：許多藥用植物喜陰涼、濕潤的環(huán)境。南方丘陵區(qū)：杉木、桐樹與黃連、魔芋、天麻、三七、胡椒、肉桂、咖啡、可可等；華北平原：泡桐間作芍藥、貝母、板藍(lán)根、天南星、金銀花等；東北：松樹、杉樹間作人參、桔梗等；三北農(nóng)牧區(qū)：胡楊間作干草等。

第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)：（1）對資源利用的種間互補(bǔ)（空間、時間、營養(yǎng)等）（2）對系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的互補(bǔ)（抗災(zāi)，減少病蟲害，改善生境，提高土壤肥力等）

第四節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

一個系統(tǒng)的產(chǎn)出（廢棄物）是另外一個系統(tǒng)的投入，廢棄物在生產(chǎn)過程中得到多次利用。

一、食物鏈(foodchain)

生物成員之間通過取食與被取食的關(guān)系所聯(lián)系起來的鏈狀結(jié)構(gòu)。第四節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)二、食物鏈的類型

1．

捕食食物鏈(grazingfoodchain)：

如青草-兔子-狐貍-老虎

2．

腐食食物鏈(detritusfoodchain)：

如：植物殘體-蚯蚓-雞

3．

寄生食物鏈(parasitefoodchain)：

如：大豆-菟絲子，蛔蟲-馬（牛）實際生態(tài)系統(tǒng)中，經(jīng)常是以食物網(wǎng)的形式存在。第四節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

2．

食物鏈加環(huán)類型（1）

生產(chǎn)環(huán)：將非經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品（2）

增益環(huán)：加大了生產(chǎn)環(huán)的效益，如豬、雞糞-蚯蚓-飼料-促進(jìn)豬、雞的消化（3）

減耗環(huán)：捕食性天敵的引入，減少生產(chǎn)消耗，增加系統(tǒng)生產(chǎn)力（4）

復(fù)合環(huán)：具有兩種以上的功能。稻田養(yǎng)魚、鴨具有減耗、生產(chǎn)的功能（5）

加工環(huán)：通過加工增值，有傳統(tǒng)加工，多次加工等。木材-家具；玉米-淀粉、玉米油。食物鏈加環(huán)應(yīng)注意：加環(huán)并非越長越好；講究綜合效益第四節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

4．

食物連結(jié)構(gòu)舉例

（1）以養(yǎng)殖業(yè)為主：雞糞喂豬，豬糞養(yǎng)蠅蛆，蠅蛆作飼料喂雞，剩余豬、雞糞回到農(nóng)田循環(huán)利用。第四節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

4．

食物連結(jié)構(gòu)舉例

2）畜禽-沼氣食物鏈結(jié)構(gòu)：

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以沼氣為紐帶：如畜-沼-果模式（廣西恭城縣和廣東梅縣等）

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北方四位一體庭院能源生態(tài)模式：廁所-----豬舍--------沼氣------溫室雞飼料飼料豬沼氣池果園化肥雞糞糞便糞便雞肉、蛋糞便糞便豬肉蟲、草雜草雜草等沼液等果實沼氣系統(tǒng)邊界系統(tǒng)邊界梅縣地區(qū)的牧－沼－果模式簡圖溫室（種菜、保溫）廁所沼氣池豬畜舍豬糞原料肥料肥料保溫、肥料保暖飼料家畜產(chǎn)品蔬菜“四位一體”的家庭能源生態(tài)模式第四節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

4．

食物連結(jié)構(gòu)舉例

（3）秸稈多級利用：秸稈------培養(yǎng)食用菌------菌渣作畜禽飼料-----養(yǎng)雞-------雞糞下沼氣-------沼氣渣培養(yǎng)食用菌------廢料施于農(nóng)田（4）以污水自凈為中心：遼寧大洼縣西安生態(tài)養(yǎng)殖場，三段凈化四次利用。豬舍-水葫蘆（吸N）-細(xì)綠萍(吸P、K)-魚塘-稻田獲全球500佳稱號

第五節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)一、作物套作(relaycropping)1．小麥套玉米：華北地區(qū)，小麥?zhǔn)斋@前15-20天套下去2．作物與蔬菜套種：小麥---菠菜-----番茄------大白菜四種四收結(jié)構(gòu)

4.果農(nóng)間套作：幼齡果園間套作一年生作物，以短養(yǎng)長第五節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)二、輪