應(yīng)用生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)課件

應(yīng)用生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)課件第一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第五部分應(yīng)用生態(tài)學(xué)應(yīng)用生態(tài)學(xué)(appliedecology)—將生態(tài)學(xué)原理應(yīng)用于人類社會實踐，以指導(dǎo)解決人類生產(chǎn)和生活活動中遇到的有關(guān)問題的生態(tài)學(xué)分支，其目的是獲取良好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益所謂有關(guān)問題，指(涉及生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的)生態(tài)環(huán)境惡化、自然資源耗竭、自然災(zāi)害頻仍、人口過量增長、環(huán)境污染加劇、糧食供應(yīng)不足等第二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日基本國策(basicnationalpolicy,statepolicy)

(為實現(xiàn)國家較長期既定路線和較長遠目標(biāo)而制定的行動準(zhǔn)則)

我國目前已制定的基本國策有兩項(一說三項)：環(huán)境保護和計劃生育(及耕地保護)，三者均與生態(tài)學(xué)在人類社會實踐中的應(yīng)用有關(guān)第五部分應(yīng)用生態(tài)學(xué)第三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日20世紀(jì)’50-’80年代地球大氣層CO2濃度的增加變化趨勢第四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日近250百萬年以來地球生物圈物種滅絕率變化情況第五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日樹上地衣植物覆蓋率沿Belfast市中心向郊區(qū)隨距離增加變化情況第六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日人均(糧食作物)耕地面積與化肥施用量隨時間變化趨勢第七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(見有報導(dǎo)的)部分已產(chǎn)生抗藥性的害蟲增長變化趨勢第八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日世界人口增長情況及發(fā)展趨勢示意圖第九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日15.1全球變暖與環(huán)境污染15.2人口與資源問題15.3農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)15.4生物多樣性與保育15.5生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（略）15.6生態(tài)系統(tǒng)管理（略）15.7收獲理論15.8有害生物防治第五部分應(yīng)用生態(tài)學(xué)第十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.1全球變暖與環(huán)境污染大氣中二氧化碳的濃度二氧化碳（carbondioxide）是大氣、海洋和生物區(qū)系中碳循環(huán)的主要載體。存在于巖石圈的化石燃料（煤、石油和天溫室氣體和全球變暖然氣）直到最近幾個世紀(jì)才被挖掘出來。大氣中二氧化碳的濃度從1750年的280ppm上升到1990年約350ppm，而且仍在增長。增長的主要原因是化石燃料的燃燒。雖然對于未來二氧化碳的釋放量和大氣中二氧化碳的估計濃度尚有不同，但是到2050年，二氧化碳濃度很可能上升到平均大約為550ppm。第十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日溫室效應(yīng)

“溫室效應(yīng)”（greenhouseeffect）是這樣一種理論，它假設(shè)二氧化碳和甲烷這樣的普通人為污染物造成的污染會導(dǎo)致全球氣溫的上升。在過去的一個世紀(jì)中，二氧化碳濃度升高，而全球氣溫也上升了0.4~0.7℃。這個事實支持了上述理論。因為大氣中的溫室氣體（包括水蒸氣、二氧化碳和其他人為污染物）能夠吸收熱量，所以圍繞地球的大氣層防止了地球熱量的全部喪失。如果將大氣中的二氧化碳濃度在已有水平上翻倍，預(yù)計氣溫將上升3.5℃左右第十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日短波的陽光能透過花房周圍的玻璃，室內(nèi)的長波輻射卻逃不出去。大氣也具有這種特性，我們稱之為溫室效應(yīng)第十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日全球氣候變暖的危害a、今后大氣中二氧化碳增加一倍，全球平均氣溫將上升1.5～4.5℃。而地面溫度的上升隨著緯度的增加而增加，在緯度40度的地區(qū)接近全球的平均值，在赤道地區(qū)只升高平均值的一半左右。兩極地區(qū)卻比平均值高3倍左右。

b、因此氣溫升高不可避免地使南極冰層部分融解，引起海平面上升。如果今后一個世紀(jì)海平面上升1米，直接受影響的土地約500萬平方公里，人口約10億，耕地約占世界的1/3。第十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日c、由于全球氣溫升高，氣候帶北移，濕潤區(qū)和干旱區(qū)將重新配制.d、氣候變暖，海平面上升，一部分沿海城市可能要內(nèi)遷。

e、對江河中下游地帶也將造成災(zāi)害，造成江水水位抬高，泥沙淤積加速，江河下游的環(huán)境惡化。

f.對動物的分布模式將發(fā)生改變第十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日鳥瘧疾傳染媒介Culexmosquitoes圖。第十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日預(yù)防措施※一是改進能源結(jié)構(gòu)，※二是提高能源效率。除了化石燃料以外，非化石能源方面以水能資源和核能資源開發(fā)最為廣泛。提高效能，不僅能減少二氧化碳的排放量，也是生產(chǎn)發(fā)展的重要措施之一。提倡植樹種草，保護和發(fā)展森林資源，提高森林覆蓋面積，增強對二氧化碳的吸收能力。第十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日臭氧層的破壞

什么是臭氧:

臭氧（O3）是含有3個氧原子的高活性氧分子，在高空（平流層）有自然形成的一層臭氧。臭氧層對生命非常重要，因為它吸收有巨大危害作用的紫外線輻射。低空（對流層）的臭氧是有毒的，可由化石燃料釋放的光化學(xué)煙霧生成。第二十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第二十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日平流層臭氧缺損

氯氟烴（CFCs）能降解同溫層中的臭氧。當(dāng)英國南極考察團證實南極臭氧屏出現(xiàn)嚴(yán)重缺損后，這個問題引起了重視。據(jù)估計，單個氯原子能破壞100000個臭氧分子。如果按臭氧損失的現(xiàn)行趨勢發(fā)展下去，預(yù)計到2050年，臭氧屏將再缺損10%，這會增加3億皮膚癌患者。第二十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2001年和2002年的臭氧空洞第二十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日《蒙特利爾議定書》是1987年國際社會簽署的保護臭氧層公約

第二十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

空氣、水和土壤污染空氣污染:由人類活動引起的天然與合成的有害物質(zhì)向大氣中的排放。污染物可直接進入大氣（初級污染物），或在太陽輻射的影響下于大氣中產(chǎn)生（次級污染物）。給環(huán)境和健康帶來威脅的主要空氣污染物包括氧化氮類、二氧化硫、臭氧和固體顆粒?？諝馕廴疽材芨淖儦夂蛞约巴寥?、湖泊和河流的化學(xué)性質(zhì)。第二十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

酸雨:PH值小于5.6的降水，包括雨、雪、霜、霧、雹、霰等正式定為“酸雨”。歐洲和北美的北溫帶地區(qū)的水體已經(jīng)遭受到酸雨帶來的酸化。酸雨是化石燃燒的結(jié)果?；剂系娜紵龝a(chǎn)生氧化硫類物質(zhì)（SOx）和一氧化氮（NO），它們能分別和大氣中的水分結(jié)合而形成硫酸和硝酸。這種現(xiàn)象稱為“酸降”更恰當(dāng)，因為酸也會以雪、雨和霧的形式從空氣中沉降下來。第二十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日酸雨形成第二十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日危害：森林退化；湖泊酸化；魚類死亡；

腐損建筑物和金屬材料。第二十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日因酸雨致死的樹木酸雨對不同生態(tài)系統(tǒng)的危害第二十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日世界三大酸雨區(qū)歐洲長江以南北美第三十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日水污染

水污染分為四類：（i）生物試劑，（ii）溶解的化學(xué)物質(zhì)，（iii）不溶的化學(xué)物質(zhì)和（iv）熱。水生態(tài)富營養(yǎng)化是無機營養(yǎng)物過剩造成的。水中的有機物質(zhì)被微生物分解，降低了溶氧水平。溶氧水平可以由“生化需氧量”（biochemicaloxygendemand,BOD）來定量。有機水體污染物中非常重要的一類是多氯聯(lián)苯族化合物PCBs，這是一組穩(wěn)定的含氯化合物，對脊椎動物有劇毒。第三十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日水污染

第三十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日土壤污染

在導(dǎo)致土壤污染問題的一系列化學(xué)物質(zhì)中，鹵素（主要是溶劑和殺蟲劑）構(gòu)成了最大的一類。這些化學(xué)物質(zhì)是人工制造的。污染土壤的最復(fù)雜的一類化合物包括多聚物，如尼龍、塑料和橡膠。生物除污是利用微生物凈化污染土壤的一項技術(shù)。第三十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日造成土壤污染的原因第三十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第六章應(yīng)用生態(tài)學(xué)人口問題及人口控制人口問題是一個復(fù)雜的社會問題，也是生態(tài)學(xué)關(guān)注的基本問題之一人類的生存依賴于地球，而地球自然環(huán)境有限盡管經(jīng)濟發(fā)展和科技水平提高能夠使人類擺脫對自然的某些依賴，但這種擺脫不是沒有限度第三十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第六章應(yīng)用生態(tài)學(xué)

因此，人類的社會發(fā)展應(yīng)與其生存環(huán)境中資源的增殖、環(huán)境的改善相協(xié)調(diào)

中國和世界上的幾個人口大國，尤其有責(zé)任在人口控制方面做出努力第三十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日人類人口增長世界人口增長情況在最近1000年中，前半段時間內(nèi)人口增長緩慢，年平均增長率0.1%以下，總?cè)丝谠黾硬坏絻杀蹲罱?00年內(nèi)，增長率急劇上升，人口大幅增長1800年前后，人口接近10億1930年，人口翻了一番，達20億1975年，人口再翻一番，超40億2000年，62億，預(yù)計到2025年達到82.1億應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.2人口與資源問題第三十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日世界人口增長概況(1750-1979)第三十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日世界人口(億)公元(年)哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸一千年來的世界人口增長趨勢第三十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日年增長率(%)公元(年)五百年來世界人口增長率的變化第四十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日人口問題

1970年世界人口增長率達到歷史時期最高值，為年均1.97%。同時倍增期越來越短，由原來的150年縮短到35年！這一數(shù)字在世界上不同國家和地區(qū)有很大差別： 發(fā)達國家 發(fā)展中國家 ’50~60年

1.2% 2.1%

’65~70年

1.0% 2.5% ’80~85年

0.6%

2.0% ’85~90年

0.6%

1.9%

2025年

0.3% 1.0%第四十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日1949年以來中國人口增長概況1949年：541.67106人1972年：871.77106人，年均增長率為2.09%70年代后我國推廣實行計劃生育政策1972~1990年：人口年均自然增長率為1.56%，已低于發(fā)展中國家平均水平1992年：11.88106人，年均增長率為1.50%人口問題第四十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日地球到底能養(yǎng)活多少人

=地球人口環(huán)境容量究竟有多大?

從生態(tài)學(xué)角度分析，地球植物物質(zhì)總產(chǎn)量按能量計算為2.771021J/a，人類維持正常生存需能107J/d，或3.68109J/a，由此得出地球可養(yǎng)活753.4109人，但由于兩個原因：1)以植物為食的不僅僅是人類2)許多動/植物體部分人類不能食用人口問題第四十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

因此，真正能被人食用的植物總產(chǎn)量僅為總產(chǎn)量的1%，也就是7.5109人(適度人口)

通常人口容量不是生物學(xué)意義上的最高人口數(shù)，而是指一定生活水平下能供養(yǎng)的最高人口數(shù)，它隨生活水平標(biāo)準(zhǔn)而異生物學(xué)最高人口：(僅維持生物式生存，溫飽型)經(jīng)濟適度人口：(小康~中等發(fā)達生活水平型)人口問題第四十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日最樂觀估計人口：100.0109人，其中2/3的人口住在海上，食品來源為食用微生物，住房為鋁鎂輕型合金，雨水和海水淡化作水源，截取盡可能多的太陽能作能源多數(shù)科學(xué)家估計最適人口：10.0109人左右，全世界均可維持一個體面的生活人口問題第四十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日與人口增長相關(guān)聯(lián)的幾個問題1)

經(jīng)濟發(fā)展:糧食生產(chǎn)與人口分布密度不相一致(如美國和加拿大與非洲和印度對比明顯)發(fā)達地區(qū)人口占30%，享用糧食產(chǎn)量的一半；不發(fā)達地區(qū)人口占70%，享用了另一半糧食生產(chǎn)只是人口承載能力的一部分，其他方面的經(jīng)濟發(fā)展也可提高人口承載力，例如日本、臺灣、香港等地，以及大陸的江浙一帶，地少人多，但因經(jīng)濟發(fā)達而能容納高度密集的人口—發(fā)展經(jīng)濟有助于解決人口問題人口問題第四十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2)人口老齡化:世界性問題人口年齡構(gòu)成可分為三種基本類型：年輕型、成年型和老年型，其國際通用標(biāo)準(zhǔn)是人口問題第四十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日人口老齡化也稱人口高齡化，世界通例是65歲以上人口超過本國人口的7%即稱老年型人口。英國和瑞典的老齡人口已達15.3%~16%，被稱為老人國；法、德、日皆有此問題我國已步入老齡化國家行列(7.3%，1998)老齡化問題兩面性：經(jīng)濟負擔(dān)(社會養(yǎng)老保險)增加是其不利的一面；然而老齡人口有利于智力的聚集，延長智力產(chǎn)出期，能提高整個人口群知識水平，促進社會生產(chǎn)力發(fā)展人口問題第四十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日中國的人口控制問題

1)意義:減輕負擔(dān)，增加積累：人口多消費大，從出生到16歲以及65歲以后均是社會負擔(dān)，除家庭本身需支出外，國家還要花錢有利于提高科學(xué)文化水平，改善人民生活水平和解決就業(yè)問題有利于保護現(xiàn)有自然資源，防止生態(tài)環(huán)境進一步惡化人口問題第四十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2)決策原則:計劃生育始終作為一項基本國策：號稱天下第一難題，工作重點在農(nóng)村—農(nóng)村的老人贍養(yǎng)主要靠子女，勞動主要靠男子，因此想生男孩的愿望較強烈——在大多數(shù)人還是應(yīng)用簡單工具從事體力勞動進行生產(chǎn)的條件下，要推行一對夫婦只生一個孩子是十分困難的可見只能疏導(dǎo)，不可堵截；合乎國情，順乎民意人口問題第五十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3)提高人口素質(zhì):人口素質(zhì)—在一定的社會制度和社會生產(chǎn)力發(fā)展水平上，人們的身體健康狀況、文化水平、勞動技能和思想道德修養(yǎng)。包括兩個方面：身體素質(zhì)和文化素質(zhì)身體素質(zhì)—綜合概念，主要包括嬰幼兒死亡率、營養(yǎng)和發(fā)育狀況、平均期望壽命和殘疾人口比例等文化素質(zhì)—人口受教育的狀況、科學(xué)及技能水平等人口問題第五十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日4)發(fā)展優(yōu)生事業(yè)：提高人口素質(zhì)的先決條件

優(yōu)生學(xué)包括兩個方面，防止、減少嚴(yán)重遺傳病和先天性疾病的個體出生，稱為消極優(yōu)生學(xué)；促進體力上、智力上優(yōu)秀個體出生，謂之積極優(yōu)生學(xué)提倡優(yōu)生教育和婚前檢查；適齡生育；遺傳咨詢；產(chǎn)前檢查；孕期保健等控制人口數(shù)量與提高人口素質(zhì)是一個問題的兩個方面，必須同等重視、同時并舉人口問題第五十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日引言農(nóng)業(yè)是人類最古老的物質(zhì)生產(chǎn)部門：人類的祖先早在原始農(nóng)業(yè)時代就開始采集、狩獵自然產(chǎn)物來滿足生活的需求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)隨著時代發(fā)展，不斷向前推進農(nóng)業(yè)是社會安定、經(jīng)濟發(fā)展、民族昌盛、國家富強的最主要的基礎(chǔ)應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.3農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第五十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

然而，當(dāng)今世界，人口在不斷增長，糧食需求在不斷增長，與此同時耕地卻在減少，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境在惡化，農(nóng)業(yè)問題已成為人類面臨的必須優(yōu)先解決的重大難題之一農(nóng)業(yè)的地位農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)：國以民為本，民以食為天，農(nóng)業(yè)提高和發(fā)展以后，才會有工業(yè)、商業(yè)和其他類產(chǎn)業(yè)第五十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日農(nóng)業(yè)的發(fā)展特別是糧食的生產(chǎn)受耕地的制約：世界耕地雖在緩慢增長，但人口增長更快，因此人均耕地在減少，據(jù)稱中國目前人均耕地已不足0.08hm2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是公益性部門：勞動生產(chǎn)率低、占用固定資產(chǎn)多而利用率低、生產(chǎn)周期長、資金周轉(zhuǎn)慢、產(chǎn)品價格低等，短期內(nèi)此狀況難以改變農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第五十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在的基本問題我國以占世界7%的耕地養(yǎng)活占世界22%的人口，為世界農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)作出了巨大貢獻，然而這是以廣大人民群眾長期將生活僅維持在溫飽水平換來的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)短缺將可能一直伴隨中國的現(xiàn)代化進程——人口在增長，生活在改善，需求在增長農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第五十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)脆弱，后勁不足——城市化加速，耕地被蠶食，生態(tài)環(huán)境在惡化

因此，農(nóng)業(yè)仍需花大氣力(增加投資、改善條件、保護環(huán)境、推廣科技、扶持鼓勵)，才能促進社會的穩(wěn)定和進步農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第五十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程

生態(tài)農(nóng)業(yè)

石油農(nóng)業(yè)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第五十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)(traditionalagriculture)—(也稱有機農(nóng)業(yè)，在我國中原大地已有數(shù)千年的歷史)根據(jù)農(nóng)作物、牲畜和環(huán)境間的生態(tài)適應(yīng)關(guān)系，采用如休閑輪耕、間作套種、精耕細作、有機施肥等相應(yīng)對策的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)點：保持較長時間耕作而地力不衰；投入少，無需輔助能源；利于維持自然平衡缺點：生產(chǎn)力低下；易受災(zāi)害影響；若長期耕作則土壤肥力漸次遞減農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第五十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日自然系統(tǒng)供系統(tǒng)自維持人類利用傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)供系統(tǒng)自維持人類利用輸出

系統(tǒng)可以持續(xù),生產(chǎn)力低,不能滿足人類增長的需求。

出大于入,系統(tǒng)難以為繼!自然生態(tài)系統(tǒng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)比較輸出自然能自然能第六十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日石油農(nóng)業(yè)(oilagriculture)—以消耗大量化石能源為基礎(chǔ)的現(xiàn)代集約式農(nóng)業(yè)(intensivefarming)特點：能量投入大(石油、機械、化肥、農(nóng)藥等)，生產(chǎn)效率高，抗災(zāi)能力強，減輕勞動強度作用大問題：轉(zhuǎn)化邊際值(增產(chǎn)值/能耗量)逐漸下降(參見下頁圖)，如化肥施用增產(chǎn)率遞減，14.8t/t(50’)8.3t/t(70’)5.8t/t(80’)；農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第六十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日谷物產(chǎn)量與其種植所需化肥、殺蟲劑和機械動力投入量之間的關(guān)系第六十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日問題(continued)：土壤微生物受抑制，天敵遭滅絕，環(huán)境被污染，生態(tài)平衡失調(diào)；加劇能源緊張，使糧食成本大幅度上升未處理好生產(chǎn)與生態(tài)、資源開發(fā)與保護的關(guān)系農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第六十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

系統(tǒng)逐漸退化！系統(tǒng)可持續(xù)！石油農(nóng)業(yè)與生態(tài)農(nóng)業(yè)比較生態(tài)農(nóng)業(yè)增加供系統(tǒng)自維持人類利用輸出石油農(nóng)業(yè)供系統(tǒng)自維持人類利用輸出人工輔能合理人工輔能加大科技投入第六十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)(eco-agriculture)—根據(jù)生態(tài)學(xué)物種共生和物質(zhì)循環(huán)再生原理，運用生態(tài)工程和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，因地制宜、合理適當(dāng)?shù)匕才呸r(nóng)、林、牧、漁各業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化農(nóng)業(yè)模式主要手段：提高太陽能的利用率和固定率，使物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)部得到多次重復(fù)利用和循環(huán)利用，以高效和無廢料來發(fā)展大農(nóng)業(yè)主要目的：提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)和量；改善生態(tài)環(huán)境條件；增加農(nóng)民收入農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第六十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)可概括為四個方面：

1)統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：使每種農(nóng)產(chǎn)品的“廢物”均能作為另一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的原料，沿食物鏈多重利用，變廢為寶，無污染生產(chǎn)

2)立體式結(jié)構(gòu)：山、水、田連成統(tǒng)一整體，提高光合利用率

3)開發(fā)農(nóng)村能源：如發(fā)展沼氣、太陽灶，利用風(fēng)能、水能、地?zé)岬?；同時降低能耗

4)擴大肥源：多施有機肥，實行秸桿還田，改革耕作制度，提高土壤肥力農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第六十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)或可持續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)(高新技術(shù)措施與科學(xué)管理)非持續(xù)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)(低水平傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、石油農(nóng)業(yè))熵減少生態(tài)-資源-環(huán)境NPP+ABS農(nóng)牧林產(chǎn)業(yè)NSP熵增加合理輪牧、防治荒漠化、合理農(nóng)林草景觀格局人工飼草地、等高耕作、輪間作、少耕、水分平衡、舍飼優(yōu)良品種、基因庫、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、名牌產(chǎn)品種植養(yǎng)殖品種單一、連作濫墾、亂伐、盲目開荒、采掘、過牧化肥、殺蟲劑、除草劑可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)—經(jīng)濟鏈第六十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：重點發(fā)展飼養(yǎng)業(yè)和以農(nóng)副產(chǎn)品加工為主的鄉(xiāng)鎮(zhèn)工副業(yè)，改變以種植業(yè)單一結(jié)構(gòu)為主的狀況，加長并增加系統(tǒng)內(nèi)的食物鏈，增加物質(zhì)的多層次利用和反饋初級生產(chǎn)：糧、青貯飼料、棉、蔬、油料、果次級生產(chǎn)：奶、肉牛、雞、鴨、蛋、豬、魚、蘑分解：沼氣池、蘑農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第六十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日京郊大興縣留民營生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)簡圖第六十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)的類型舉例：1)陸生生物共生型:充分發(fā)掘陸地各層次自然資源潛力，形成高效利用空間的立體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；提高太陽光能利用率，通過輪作、間作和套種，增加物質(zhì)生產(chǎn)林糧間作型：樹木可擋風(fēng)，減少作物蒸騰，抵御凍害等綠肥糧食作物輪作型：經(jīng)濟收益較高，改良土壤作用明顯農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第七十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：林糧間作模式第七十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：綠肥糧食作物輪作模式第七十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2)

物質(zhì)循環(huán)再生型：除種子、果實、肉類外，根系、枯枝落葉、秸稈等被再生或循環(huán)利用種養(yǎng)結(jié)合型：種植加養(yǎng)殖及食用菌生產(chǎn)(靈芝、鳳尾菇、猴頭等)，食用菌既是秸稈、棉子殼、畜禽糞便、人糞尿等有機物的分解者，又是鮮嫩可口的食品，菌糠還可喂家畜、養(yǎng)魚和制肥種、養(yǎng)、加和沼結(jié)合型：養(yǎng)雞、豬；糞發(fā)酵沼氣農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第七十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：種養(yǎng)結(jié)合的物質(zhì)循環(huán)再生型模式第七十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：種、養(yǎng)、加工和沼氣四結(jié)合的物質(zhì)循環(huán)再生型模式第七十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3)水域生物互利共生型:蓮魚共生；水域分層立體養(yǎng)殖4)生物物質(zhì)多層次、多途徑利用型：工、農(nóng)、副多途徑利用：城郊農(nóng)村依靠城市，以向城市提供農(nóng)副產(chǎn)品為主要任務(wù)沼氣為基礎(chǔ)的多途徑利用：能源供應(yīng)充足，林網(wǎng)建立，生態(tài)環(huán)境改善5)多功能農(nóng)工商聯(lián)合生產(chǎn)型：經(jīng)濟、生態(tài)雙豐收，如以林、特產(chǎn)為主，或以養(yǎng)鴨為主農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第七十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：工、農(nóng)、副生物物質(zhì)多途徑利用模式第七十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日6)水陸交互作用物質(zhì)循環(huán)型：?；~塘植桑養(yǎng)蠶蠶沙+蠶蛹魚塘塘泥桑田陸地陸地水域陸地生產(chǎn)者消費者消費者分解者河口三角洲地區(qū)，地勢低洼，產(chǎn)量不穩(wěn)開挖魚塘，塘邊栽桑；水陸互作，相得益彰農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第七十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：水陸交互作用一珠江三角洲的?；~塘第七十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生物多樣性與自然生態(tài)保育

(BiodiversityandEcologicalConservation)

NatureReserve

Preservingthehabitatsismoreimportantthanprotectingorganismsthemselvesonly應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.4生物多樣性與保育第八十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生物多樣性：維管植物種類密度及世界植物區(qū)系分區(qū)圖第八十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日人類起源譜系圖：與地球氣候冷干化形成的生境多樣化相關(guān)第八十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日人類進化、遷移與化石地點分布示意圖第八十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日全球家畜馴養(yǎng)與谷物栽培之起源中心第八十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日北美大陸野牛的棲息地縮小及局部種群滅絕過程示意圖第八十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日物種地理分布范圍邊緣化的幾個實例熊貓赤狼第八十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日物種瀕危等級評估的六項指標(biāo)第八十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日全球各大陸瀕危物種數(shù)量估計第八十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日全球生物多樣性保護熱點地區(qū)：特有物種集中地區(qū)及人類活動影響較大區(qū)第八十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日熊貓種群保護努力與可能效果示意圖解第九十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日GIS手段在生物多樣性保育中的應(yīng)用圖解第九十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日可更新資源(可再生~)的持續(xù)利用自然資源(naturalresources)—指能被人類社會利用于生產(chǎn)和生活過程中的物質(zhì)和能量的總稱，是為人類提供生存、發(fā)展、享受的自然物質(zhì)與自然條件的總稱 然而某種物質(zhì)能否被稱做或認(rèn)為是自然資源，還有一個(至少在某處某時它)是否稀缺的問題自然資源按其可被循環(huán)利用與否分為兩大類：應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.7收獲理論第九十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論可更新資源(renewableresources)—

經(jīng)人類開發(fā)利用后，可以依靠自然(或簡單人工)過程使資源本身得以恢復(fù)和再生，從而使人們能夠永續(xù)利用的一部分自然資源，如土地~~、地區(qū)性的生物~~、水~~及水、風(fēng)能~~等不可更新資源(non-renewableresources)—

經(jīng)開發(fā)利用后會逐漸減少以至枯竭的~~，典型的如各類金屬或非金屬礦產(chǎn)~~、化石燃料~第九十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論生物資源(bioticresources)—屬可更新資源，其中的許多類別，如森林、草地、海洋生物(魚類)等，已經(jīng)為人類社會的生存與發(fā)展作出過或正在作出著巨大的貢獻然而對這些可更新資源的利用，如果不能夠做到科學(xué)管理和合理開發(fā)，也會使其遭受滅頂之災(zāi)，造成資源枯竭，從而嚴(yán)重影響到人類的生存第九十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論

因而，有必要討論和研究這類可更新資源的科學(xué)管理和合理利用，不僅要從經(jīng)濟學(xué)的角度，更要從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)去本節(jié)將從種群水平上，討論這類可更新資源的科學(xué)管理和合理利用，具體說就是介紹有關(guān)生物資源的最大持續(xù)產(chǎn)量原理及其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用第九十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論生物資源利用的最大持續(xù)產(chǎn)量原理當(dāng)某生物種群的大小低于其環(huán)境容量K時,就有一個可以永遠收獲而不改變其種群性質(zhì)和水平的剩余產(chǎn)量(surplusproduction，實際為該種群的每年增長量)

另一方面，如果不把此剩余產(chǎn)量收獲，種群就會一直增長到最終達到環(huán)境容量，屆時其剩余產(chǎn)量將減少到趨于零第九十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論

換句話說，如果做到使種群在其增長量極大時被收獲，就可以實現(xiàn)每年均取得一個生物產(chǎn)量，而且是最大的、永遠的和可持續(xù)的生物產(chǎn)量可見所謂最大持續(xù)產(chǎn)量(MSY,maximumsustainableyield)，是指既能保持永遠收益，又能做到相對極大的(單位時間單位面積上)收獲生物資源的產(chǎn)量第九十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論最大持續(xù)產(chǎn)量原理的基本表述可更新資源管理理論中一個重要概念:使種群的增長量最大，并穩(wěn)定在這個水平上，從而獲得最大持續(xù)收獲量(剩余收獲量u=rK/4)追求雙重目標(biāo)，即增長量最大而且能保持種群的相對穩(wěn)定，這將使生物資源得到保護，從而有利于長遠的生態(tài)經(jīng)濟效益(見后分析表述)第九十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生物種群增長水平與剩余產(chǎn)量關(guān)系示意圖種群水平剩余產(chǎn)量KK/2K/2剩余產(chǎn)量等于持續(xù)產(chǎn)量第九十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論

假定我們考慮的是某片森林中的某一樹種種群，(或是某捕撈區(qū)域內(nèi)的某一魚類種群，)其種群大小可以用N=N(t)表示。在自然環(huán)境諸因素的制約下，種群將以Logistic方程描述的曲線增長：該曲線是一倒S型，拐點位于N=K/2處，達到飽和水平(N=K)時具有零增長率，N=K是其穩(wěn)定平衡點(見下頁圖)第一百頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日種群Logistic增長曲線示意圖KK/2N0tN第一百零一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論

如果用U表示對該森林資源的收獲量(采伐量)，則該森林資源的增長動態(tài)是:

根據(jù)以上最大持續(xù)產(chǎn)量的含義，我們的目標(biāo)是要確定一個適當(dāng)?shù)氖斋@量U，使種群的增長量最大，而且穩(wěn)定在這個水平上，從而獲得最大持續(xù)收獲量第一百零二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論對上式求導(dǎo)數(shù)得:

令F(N)=0得N=K/2，由極值判別準(zhǔn)則知，在種群水平N=K/2時，具有最大增長率F(K/2)=rK/4

因此只要取U=F(K/2)=rK/4，則這時有dN/dt=0，種群保持相對穩(wěn)定。所以，最大持續(xù)產(chǎn)量U=rK/4在種群水平N=K/2處獲得第一百零三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日不同收獲(捕撈、采伐)量水平對資源種群的影響(箭頭指向為種群在特定收獲量時的變化趨勢軌跡。黑點表示種群密度的平衡位置，惟一的穩(wěn)定平衡點位于：1)種群滅絕；或者2)收獲水平低而種群密度高)收獲量水平低而種群密度高收獲水平低而種群密度高時的平衡點第一百零四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日不同收獲(捕撈、采伐)努力水平對資源種群的影響(黑點表示種群平衡位置，不論種群起始水平高低，三個平衡點均為穩(wěn)定平衡點)第一百零五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論

下面作進一步的解釋。對于不同的收獲決策,有如下的分析結(jié)果：1當(dāng)收獲量U1>F(K/2)時，因為F(K/2)=rK/4是F(N)的最大值，所以U1>F(N)。從而有

dN/dt=F(N)-U1<0，即種群增長是負值，這時種群一直下降直至滅絕2當(dāng)收獲量U2<F(K/2)時，種群水平將達到圖中的N1或N2，都不能獲得最大增長量第一百零六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日剩余產(chǎn)量與不同收獲水平?jīng)Q策關(guān)系示意圖U1UU2KK/2N2N1F(N)NY0第一百零七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論3當(dāng)選擇收獲量U=F(K/2)=rK/4時，dN/dt=0,這時收獲量最大，且種群相對穩(wěn)定以上分析充分說明，種群水平處于N=K/2時，可獲得最大持續(xù)產(chǎn)量U=rK/4

第一百零八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論幾點說明:1最大持續(xù)收獲量模型是基于生物種群增長的動態(tài)過程Logistic方程建立的，對于一般的生物資源來說，均具有廣泛的普適性意義第一百零九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論2最大持續(xù)收獲量是在種群水平N=K/2處獲得，也就是種群處于環(huán)境負荷能力的一半時獲得。這一結(jié)論與人們的常識——種群水平高則收獲量大的看法不太一致，但值得注意的是，MSY追求的是雙重目標(biāo)，即增長量最大而且能保持種群的相對穩(wěn)定，這將使生物資源得到保護，從而利于長遠的生態(tài)經(jīng)濟效益第一百一十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論3最大持續(xù)收獲量是由生態(tài)學(xué)參數(shù)r和K決定的，但在市場供求穩(wěn)定的前提下，它也間接地體現(xiàn)著最佳的經(jīng)濟效益4上述簡單模型在人工林生態(tài)系統(tǒng)管理中可得到更好的運用，因人工林生態(tài)系統(tǒng)更便于調(diào)控第一百一十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日收獲理論5對于一些生物種群，其生態(tài)學(xué)參數(shù)r和K在不同的時間段之間有較大的隨機波動，特別是考慮到氣候因素的周期波動和季節(jié)變化影響，在實際應(yīng)用該模型時，應(yīng)作適當(dāng)修正，一般情況下總是適當(dāng)減少收獲量以保護生物資源的再生能力第一百一十