農(nóng)業(yè)生態(tài)學課件

農(nóng)業(yè)生態(tài)學

農(nóng)業(yè)生態(tài)學是應用生態(tài)學的一個分支學科，是生態(tài)學原理和方法在農(nóng)業(yè)領域中的應用和實踐。第一節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)學概述第二節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)學的基本原理（自學）第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)第四節(jié)農(nóng)田、草地和林地生態(tài)系統(tǒng)（自學）第五節(jié)農(nóng)業(yè)害蟲的防治與生態(tài)調控（自學）第六節(jié)生態(tài)農(nóng)業(yè)與持續(xù)農(nóng)業(yè)第一節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)學概述一、農(nóng)業(yè)生態(tài)學的概念與發(fā)展農(nóng)業(yè)生態(tài)學（agriculturalecology，agricoecology）是研究農(nóng)業(yè)生物之間及農(nóng)業(yè)生物與非生物環(huán)境之間通過能量流動和物質循環(huán)而相互作用的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學。農(nóng)業(yè)生態(tài)學是農(nóng)業(yè)有關學科與生態(tài)學相結合而形成的交叉學科，換句話說，它是研究農(nóng)業(yè)中生態(tài)學問題的一門科學。

農(nóng)業(yè)生態(tài)學的發(fā)展階段回顧20世紀農(nóng)業(yè)生態(tài)學的發(fā)展，我們可以看到四個比較明顯的階段。20世紀70年代以前的農(nóng)業(yè)生態(tài)學萌芽階段。20世紀70和80年代現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)學的形成和初步發(fā)展階段。20世紀90年代是農(nóng)業(yè)生態(tài)學研究領域拓展和生態(tài)農(nóng)業(yè)實踐系統(tǒng)開展階段。進入21世紀，農(nóng)業(yè)生態(tài)學發(fā)展到深入研究和廣泛應用的新階段。農(nóng)業(yè)生態(tài)學的最新研究進展A.農(nóng)業(yè)的生態(tài)規(guī)律被進一步提示農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、養(yǎng)分循環(huán)、水分平衡規(guī)律研究；農(nóng)區(qū)水土流失和風蝕的規(guī)律研究；農(nóng)業(yè)土地利用的景觀生態(tài)規(guī)律；全球變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的相互影響規(guī)律；污染物對農(nóng)業(yè)的影響規(guī)律；農(nóng)業(yè)的生物多樣性利用規(guī)律；轉基因作物的生態(tài)安全性研究；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化學生態(tài)關系研究。B.推動農(nóng)業(yè)向可持續(xù)方向發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機農(nóng)業(yè)的深入研究；農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)模式研究；農(nóng)業(yè)區(qū)域生態(tài)安全、生態(tài)恢復和糧食安全研究。C.構建農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術體系節(jié)水、覆蓋和免耕技術的生態(tài)效應研究；蚯蚓和微生物等生物資源的農(nóng)業(yè)應用；傳統(tǒng)和新型營養(yǎng)資源的開發(fā)研究。D.農(nóng)業(yè)生態(tài)研究的系統(tǒng)分析方法發(fā)展各種計算機模型在農(nóng)業(yè)生態(tài)學中的應用；農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的綜合評價；農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)核算。二、農(nóng)業(yè)生態(tài)學的研究內(nèi)容和任務

（一）研究內(nèi)容1．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組分結構2．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動及物質循環(huán)3．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力4．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的人工調控與優(yōu)化5．建設生態(tài)農(nóng)業(yè)6．農(nóng)業(yè)資源的合理利用與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護（二）研究任務運用農(nóng)業(yè)生態(tài)學的理論和方法，分析研究農(nóng)業(yè)領域中的生態(tài)問題，協(xié)調農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)組分結構及其功能，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)高效發(fā)展，是農(nóng)業(yè)生態(tài)學的根本任務。第二節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)學的基本原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中，體現(xiàn)自然運行規(guī)律的生態(tài)系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的載體。它與體現(xiàn)人的經(jīng)濟運行規(guī)律的經(jīng)濟系統(tǒng)結合，又形成統(tǒng)一的生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)，把生態(tài)和經(jīng)濟兩個方面統(tǒng)一起來，就是農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中既要遵循生態(tài)學原理，又要遵循生態(tài)經(jīng)濟學原理。一、生態(tài)學原理（一）相生相克與互補原理（二）循環(huán)與再生原理（三）平衡與補償原理二、生態(tài)經(jīng)濟學原理(一)生態(tài)經(jīng)濟結構合理性原理（1）構造整體協(xié)調，相互匹配。既要維護其獨立性、穩(wěn)定性，又要具有適當?shù)目烧{節(jié)性；（2）系統(tǒng)組成的完整性、復雜性。由多因素、多層次、多序列、多量度、多子系統(tǒng)結構復合而成的網(wǎng)絡系統(tǒng)；（3）系統(tǒng)結構組合要充分反映與地區(qū)生態(tài)優(yōu)勢及市場需求的一致性；（4）生態(tài)經(jīng)濟結構要反映與地域生態(tài)優(yōu)勢相適應的各組成要素在時間和空間布局方面的內(nèi)在聯(lián)系。（二）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的功能原理

1．農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的物質循環(huán)功能（1）自然物質循環(huán)沿著生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈傳遞循環(huán)，周而復始，推動著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)的物質循環(huán)奠定了基礎；（2）農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)的經(jīng)濟物質循環(huán)是通過農(nóng)業(yè)社會再生產(chǎn)過程的生產(chǎn)、流通、分配和消費這四個環(huán)節(jié)周而復始地進行著的；（3）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的自然物質和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)中的經(jīng)濟物質的相互轉化體現(xiàn)在以下三個方面：①在自然物質循環(huán)的各個環(huán)節(jié)都要產(chǎn)出一批農(nóng)、林、牧、漁產(chǎn)品和副產(chǎn)品；②通過向系統(tǒng)中投入一定量的經(jīng)濟物質（如化肥、農(nóng)藥），促使系統(tǒng)產(chǎn)出增多；③農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)在加工生產(chǎn)、流通和消費過程中必然產(chǎn)生部分廢棄物質，這些物質最終將以不同形式、通過不同途徑返回農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，再次成為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的自然物質。2．農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的能量流動功能（1）在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)各類生物中流動和儲存的自然能量以各種形式被人類轉化為經(jīng)濟能量，作為經(jīng)濟系統(tǒng)的生產(chǎn)或消費用能；（2）各種經(jīng)濟能量以多種形式轉化為自然能量。關鍵是系統(tǒng)之間的能量流動在數(shù)量和方式上要合理、高效。3．農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的價值增值功能（1）價值的投入過程，也即農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)向農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)投入價值的過程?？茖W合理的價值投入是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)增值的基礎；（2）價值的輸出（產(chǎn)出）過程，也即農(nóng)業(yè)系統(tǒng)經(jīng)自然再生產(chǎn)過程產(chǎn)生的各種農(nóng)林漁牧產(chǎn)品的使用價值，或作為商品出售后實現(xiàn)其價值，或者經(jīng)過經(jīng)濟系統(tǒng)的加工增值后再把新產(chǎn)品出售，以實現(xiàn)更多的價值。4．農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的信息流動功能（三）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的綜合效應原理

（1）正確處理人地關系（2）正確處理生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的關系（3）正確處理生態(tài)經(jīng)濟效益與社會效益的關系三、農(nóng)業(yè)生態(tài)學的特點1．應用性農(nóng)業(yè)生態(tài)學是一門應用基礎性學科，具有較強的實用性。2．綜合性農(nóng)業(yè)生態(tài)學是介于農(nóng)學與生態(tài)學之間的交叉學科，綜合性很強。3．統(tǒng)一性農(nóng)業(yè)生態(tài)學強調適用于不同學科的共同思想和共同語言，強調適用于生態(tài)系統(tǒng)不同組分的通用方法。4．宏觀性農(nóng)業(yè)生態(tài)學區(qū)別于一般的個體生態(tài)學、作物生態(tài)學及動物生態(tài)學等有明確界限的微觀生態(tài)學，它的宏觀性及伸縮范圍很大。第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

一、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的概念農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(agroecosystem)是指在人類的積極參與下，利用農(nóng)業(yè)生物種群和非生物環(huán)境之間以及農(nóng)業(yè)生物種群之間的相互關系，通過合理的生態(tài)結構和高效的生態(tài)機能，進行能量轉化和物質循環(huán)，并按人類的意愿要求進行物質生產(chǎn)的綜合體。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是指某一特定空間內(nèi)農(nóng)業(yè)生物與其環(huán)境之間，通過互相作用聯(lián)結成進行能量轉換和物質生產(chǎn)的有機綜合體。

二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組成農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)一樣，也有生物與環(huán)境兩大部分組成。但是生物是以人工馴化栽培的農(nóng)作物、家畜、家禽等為主。環(huán)境也是部分受到人工控制或是全部經(jīng)過人工改造的環(huán)境。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物組分中增加了人這樣一個大型消費者，同時又是環(huán)境的調控者。圖5-1農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)示意圖（一）生物組分

與自然生態(tài)系統(tǒng)一樣，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物組分包括以綠色植物為主的生產(chǎn)音、以動物為主的消費者和以微生物為主的分解者。然而，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)主要地位的生物是人工馴養(yǎng)的農(nóng)用生物，包括農(nóng)作物、家畜、家禽、家魚、家蠶等，以及與這些農(nóng)用生物關系密切的生物類群，如作物害蟲、寄生蟲、根瘤菌等。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中其他生物種類和數(shù)量一般較少，其生物多樣性往往低于同地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)。此外，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物組分中極為重要的是增加了最重要的農(nóng)事活動者和操作者主體—-人類。（二）環(huán)境組分包括自然環(huán)境組分和人工環(huán)境組分。前者雖與自然生態(tài)系統(tǒng)的組分性質相似，但也已受到不同程度的人為影響。例如，作物群體內(nèi)的溫度、魚塘水體的透光率、耕作土壤的理化性質等，都會受到了人類各種活動的影響，甚至大氣成分也受到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響而有所改變。后者包括生產(chǎn)、加工、貯藏設備和生活設施。如溫室、露舍、露道，防護林帶、加工廠，倉庫和住房等。人工環(huán)境組分是自然生態(tài)系統(tǒng)中所沒有的，通常以間接的方式對生物產(chǎn)生影響。人工環(huán)境組分在研究時常部分或全部被劃在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的邊界之外，歸于社會系統(tǒng)范疇。三、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點1．人類強烈干預下的開放系統(tǒng)。2．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的農(nóng)業(yè)生物具有較高的凈生產(chǎn)力，較高的經(jīng)濟價值和較低的抗逆性。3．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)受自然生態(tài)規(guī)律和社會經(jīng)濟規(guī)律的雙重制約。4．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的地區(qū)性。5．系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性差。

四、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分類１．農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)：由作物與其生長發(fā)育有關的光、熱、水、氣、肥、土及作物伴生生物（土壤微生物、作物病蟲和農(nóng)田雜草）等環(huán)境組成。并通過與環(huán)境的作用完成產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。２．森林生態(tài)系統(tǒng)：由以木本植物為主體的生物與其生長發(fā)育所需的光、熱、水、氣、肥、土及伴生生物等環(huán)境組成的，并完成特定的林產(chǎn)品生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)水土保持功能的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。其是多功能的生態(tài)系統(tǒng)，素有“農(nóng)業(yè)水庫”、“都市肺臟”和“天然洗塵器”等美稱。３．草原生態(tài)系統(tǒng)：指以天然牧草、人工牧草及草食性農(nóng)業(yè)動物為主體的生物種群與其生長發(fā)育所需的環(huán)境條件構成的，并完成肉、奶、皮、毛等動物性農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

4.

內(nèi)陸淡水生態(tài)系統(tǒng)：指人們?yōu)榘l(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是為發(fā)展?jié)O業(yè)經(jīng)濟而加以利用和改造的濕地、溪流、江河、湖泊、水庫池塘等水域系統(tǒng)的總稱。內(nèi)陸淡水生態(tài)系統(tǒng)的功能主要表現(xiàn)在各種水生生物產(chǎn)品的生產(chǎn)和為農(nóng)田作物提供灌溉水源兩大方面。五、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流與物流

（一）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流能量流動是生態(tài)系統(tǒng)基本功能之一，也是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)主要研究內(nèi)容，了解農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能流規(guī)律，對分析系統(tǒng)的機能及其組分之間的內(nèi)在關系，以及系統(tǒng)物質生產(chǎn)力的形成都是必需的。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量來源除接受并轉化太陽輻射能外，還有人工輔助能量的投入。優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，關鍵在于獲得和轉化更多的太陽輻射能，合理利用輔助能，提高生產(chǎn)效率。1.初級生產(chǎn)與次級生產(chǎn)(1)初級生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)主要包括農(nóng)田、草地和林地等的生產(chǎn)。(2)次級生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)主要是指畜牧業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)。2.輔助能的投入及其轉化效率

(1)人工輔助能投入與農(nóng)業(yè)增產(chǎn)

輔助能其實也是太陽能的一種變換形式，不過在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，我們把除太陽能以外人類可以利用的能源，包括工業(yè)能、生物能、自然能等都稱之為輔助能。如工業(yè)能：煤、石油、天然氣；生物能：人力、畜力和沼氣等；自然能：風能、水能、地熱能、潮汐能等。輔助能的使用主要是用于改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，提高作物能量利用率及能量轉化效率，用于灌溉、排水、施肥、耕作與農(nóng)田基本建設，培育苗木、田間管理、收獲和貯藏加工。（2）輔助能投入與能效率1）投能水平與能效率一般的情況下，隨輔助能投入水平的增加，能量的產(chǎn)出水平及農(nóng)業(yè)產(chǎn)量是相應增加的，但輔助能的產(chǎn)投比不一定增加，甚至會出現(xiàn)下降趨勢。2）投能結構與能效率大量研究結果表明，輔助能的轉化效率不僅與能量投入水平密切相關，而且與能量的投入結構關系也很大。投能結構是指能量投入中輔助能在總輸入能量中所占比例；無機能和有機能所占比例；化肥、農(nóng)機各項投能占無機能投入的比例等等。3．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能流分析方法

（1）確定系統(tǒng)的邊界（2）確定系統(tǒng)主要成分及其關系并繪成能流圖（3）確定系統(tǒng)各組分的實物流量（4）將各種能流轉換為能量（5）分析計算結果1）能量輸入與輸出結構分析2)能量輸入輸出強度及能量轉化效率分析3）對所研究系統(tǒng)的能流狀況進行綜合分析和評價，并可與其他系統(tǒng)進行比較，判斷該系統(tǒng)的能流問題并找出調控途徑，也可運用系統(tǒng)論和最優(yōu)化方法作進一步預測分析。(二)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物流

1.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)一般模式農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的養(yǎng)分循環(huán)是個非常復雜的問題。Frissel(1997)對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)的大量實例進行綜合分析，并設計了由土壤-植物-動物，再回到土壤的養(yǎng)分循環(huán)的一般模式(圖5-2)。圖5-2一個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)的動態(tài)模型2．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)的特點（1）需要大量養(yǎng)分物質投入，才能維持系統(tǒng)中養(yǎng)分的平衡（2）養(yǎng)分輸入主要來源于人工生產(chǎn)的無機肥（3）有機質在養(yǎng)分循環(huán)中具有重要作用1）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)有機物質的來源2）有機質在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)中的作用（4）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分的無效輸出3．保持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分平衡的途徑(1)種植制度中合理安排歸還率較高的作物(2)建立合理的輪作制度，加速養(yǎng)分循環(huán)(3)農(nóng)、林、牧結合，發(fā)展沼氣，解決生活能源問題，促使桔稈還田(4)農(nóng)產(chǎn)品就地加工，提高物質的歸還率(5)合理施肥,促進養(yǎng)分循環(huán)平衡(6)充分利用非耕地進行養(yǎng)分的區(qū)域性富集第四節(jié)農(nóng)田、草地和林地生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)主要由農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)（不等同于草原生態(tài)系統(tǒng)）和林地生態(tài)系統(tǒng)（不等同于森林生態(tài)系統(tǒng)）三個子系統(tǒng)所組成。這三個子系統(tǒng)又分別由農(nóng)作物、飼料作物（不同于天然牧草）和林作物（不同于天然林木）的個體、種群以及由它們通過生態(tài)關系與其他生物共同構成的農(nóng)業(yè)生物群落所組成。相應于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及其各個組成層次，形成不同研究對象的學科：農(nóng)業(yè)生態(tài)學、農(nóng)田生態(tài)學、草地生態(tài)學、林地生態(tài)學及作物生態(tài)學等。一、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)（一）農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)概述農(nóng)田是農(nóng)作物生產(chǎn)的基地，農(nóng)田憑借土地資源和光、熱、水、氣等自然資源，通過植物轉化、積累太陽能和各種物質，是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質基礎。（二）農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的特征1．輸入、輸出量加大2．輔助能的作用十分顯著3．食物鏈趨于縮短4．系統(tǒng)中有多種人工安排的殘余物利用鏈（三）農(nóng)田生物群落及其生態(tài)效應1.農(nóng)田生物主要類群農(nóng)田土壤中的生物是多種多樣的，其中土壤微生物包括細菌、真菌、放線菌和原生動物等，是土壤中最重要的分解者。土壤動物是土壤中重要的消費者和分解者。在土壤中存在的動物種類有上千種，其中很多是節(jié)肢動物，最重要的有螨、蜈蚣、馬陸、跳蟲、白蟻、螞蟻、多種昆蟲和昆蟲幼蟲等。而以螨類和跳蟲的種類最多、分布最廣。非節(jié)肢土壤動物主要有土壤線蟲和蚯蚓。2.農(nóng)田生物群落的生態(tài)效應農(nóng)田所有生物組成復雜的農(nóng)田生物系統(tǒng)，對農(nóng)田無機和有機環(huán)境同樣產(chǎn)生各方面的影響。（1）提高土壤肥力（2）涵水保土效益（3）改善農(nóng)田小氣候（4）凈化環(huán)境的作用二、草地生態(tài)系統(tǒng)（一）草地生態(tài)系統(tǒng)概述草地（grassland）是畜牧生產(chǎn)的基地，是以草本植物為基礎營養(yǎng)級的重要的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之一。草地生態(tài)系統(tǒng)是以草地和牧畜為主體構成的一類特殊的生物生產(chǎn)系統(tǒng)，初級生產(chǎn)者——草本植物，通過光合作用蓄積能量，通過消費者——家畜，將牧草的蓄積能轉化為人類所需要的畜產(chǎn)品。（二）草地生態(tài)系統(tǒng)的特征1．光能利用率方面2．食物鏈方面3．生物多樣性較豐富4．牧草和食草動物協(xié)同進化（三）放牧條件下草地的生態(tài)演替適度放牧活動能調節(jié)植物的種間關系，使草場植被保持一定的穩(wěn)定性，但在輕度過牧的情況下，植被與土壤的相關性有所降低，預示著植被退化的開始；重度過牧區(qū)域植被類型與土壤類型及其表層性質又變得密切相關，也即經(jīng)過長時間退化，土地性質也發(fā)生了較大變化，形成了嚴重退化狀態(tài)下的穩(wěn)定的草地類型。隨著放牧強度的增加，植被與土地同時退化，表現(xiàn)為耐鹽堿群落范圍增大，蓋度和高度減小，總生產(chǎn)力下降，土地性質惡化。過度放牧區(qū)，優(yōu)質牧草種類由于家畜的選擇性采食而逐漸減少，一些適應于干旱條件而適口性差甚至不可食的植物種類增加，當放牧壓力超過一定限度（即環(huán)境承受能力）時，系統(tǒng)內(nèi)部不能維持平衡，就會發(fā)生退化演替。（四）開發(fā)畜牧業(yè)生產(chǎn)潛力1．強化農(nóng)牧結合，擴大飼草飼料的數(shù)量2．大力發(fā)展飼草料的加工，不斷提高其利用率3．完善畜禽良種繁育體系，不斷擴大良種覆蓋面4．根據(jù)地區(qū)差異，分類指導三、林地生態(tài)系統(tǒng)（一）林地生態(tài)系統(tǒng)概述林地生態(tài)系統(tǒng)包括天然林地、人工林地等以喬木樹種作為群落建群種的生態(tài)系統(tǒng)。林地生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中生物量最大、結構最復雜、功能最完善的生態(tài)系統(tǒng)。（二）林地生態(tài)系統(tǒng)的特征1．生物量最大的生態(tài)系統(tǒng)2．空間結構復雜的生態(tài)系統(tǒng)3．生物多樣性豐富的生態(tài)系統(tǒng)4．穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)（三）過度開發(fā)利用森林產(chǎn)生的主要生態(tài)問題森林的大規(guī)模破壞對人類是十分不利的，不僅引起資源銳減、木材短缺，還帶來了水土流失、沙漠化、旱澇災害、生物多樣性降低等嚴重問題。不少生態(tài)學家指出：“人類給地球造成的任何一種深重災難，莫過于如今對森林的濫伐破壞”。林地系統(tǒng)一經(jīng)破壞，很難得到恢復，有些國家和地區(qū)經(jīng)過長達幾十年甚至一個多世紀的努力也未能把森林恢復起來。（四）建設生態(tài)林業(yè)，保護林地生態(tài)系統(tǒng)1．建立自然保護區(qū)2．實施天然林保護工程3．增殖森林資源4．調整森林布局，建設生態(tài)林業(yè)5．全面規(guī)劃、集約經(jīng)營6．農(nóng)林綜合、平原綠化第五節(jié)農(nóng)業(yè)害蟲的防治與生態(tài)調控有害生物(pest)包括病蟲害、鳥獸害、雜草害等；有害動物也被統(tǒng)稱為“害蟲”。有害生物作為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動起著非常重要的作用。但對于人類來說，由于有害生物與人類共同競爭農(nóng)林資源，造成了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的損失，被視為人類之敵。有害生物防治(pestcontrol)、管理(pestmanagement)，也像有益生物資源的利用和管理一樣，同樣要以多種學科作為理論基礎。一、農(nóng)業(yè)害蟲防治的歷史（一）害蟲生存的生態(tài)對策在有害生物中，r-對策者普遍存在。在人類干預頻繁的農(nóng)田或居住地，r-對策害蟲大量發(fā)生，它們生殖力高，世代歷期短。由于它們食性廣，不局限于臨時性的生境，常隨季節(jié)而遷移，故形成周期性猖獗現(xiàn)象;在林地、草地和農(nóng)田中，k-對策害蟲也?？梢姷?，它們是當?shù)囟ň虞^久，具有較強競爭或抗逆能力的種類，它們的產(chǎn)卵量低，世代歷期較長，很少造成爆發(fā)性的嚴重危害;此外，還有大量的害蟲屬于r-和k-對策之間，表現(xiàn)混合的性狀，如云杉卷葉蛾幼蟲、吹棉蚧和葡萄葉蟬等。東亞飛蝗散生型屬于k-對策者，而群飛型屬于r-對策者。（二）害蟲防治的歷史1．化學防治

化學防治帶來了一系列生態(tài)問題：（1）許多害蟲產(chǎn)生了抗藥性（2）靶子害蟲的再生猖獗（3）主要害蟲被抑制后，有時會引起次要害蟲的暴發(fā)（4）污染環(huán)境2．生物防治生物防治是指通過病原體、寄生者和捕食者等“天敵”來降低害蟲的種群平均密度，達到控制蟲害的目的。因此，它是種群調節(jié)理論的一個方面。同時，利用天敵開展害蟲防治，不會損害環(huán)境質量，不引起環(huán)境污染，這些都是比化學防治優(yōu)越的地方。3．其他防治方法

（1）動植物抗性防治（2）農(nóng)業(yè)防治（3）物理和機械防治（4）遺傳防治①是前面說的，選育具有抗性的品系；②是改變有害生物的遺傳性，以使其種群數(shù)量下降。4．害蟲的綜合防治與管理1967年，F(xiàn)AO組織：“綜合防治是對有害生物的一種管理系統(tǒng)。它按照有害生物的種群動態(tài)及與其相關的環(huán)境關系，盡可能協(xié)調地運用適當?shù)募夹g和方法，使有害生物種群保持在經(jīng)濟危害水平以下”。馬世駿（1979）：“從生物與環(huán)境的整體觀點出發(fā)，本著預防為主的指導思想和安全、有效、經(jīng)濟、簡易的原則，因地因時制宜，合理利用農(nóng)業(yè)的、化學的、生物的、物理的方法，以及其他有效的生態(tài)手段，把害蟲控制在不致危害的水平，以達到保護人畜健康和增加生產(chǎn)的目的”。圖5-3

害蟲種群平均密度（EP）與經(jīng)濟損失允許水平（EIL）的關系據(jù)害蟲種群平均密度（EP）與經(jīng)濟損失允許水平（EIL）的關系，可將有害于農(nóng)林果業(yè)的昆蟲區(qū)分為四類：（1）無害的“害蟲”種群平衡密度水平永不超過經(jīng)濟閾值水平，對作物不造成經(jīng)濟損害。這類“害蟲”并不真正有害（圖5-3a）。（2）偶發(fā)性害蟲當受到異常氣候條件或殺蟲劑作用不當時，其種群密度才超過經(jīng)濟閾值（圖5-3b）。（3）主要害蟲其平衡密度常在經(jīng)濟閾值水平上下變動者，屬于主要害蟲。對此必須密切注意，以免造成損害（圖5-3c）。（4）嚴重害蟲種群平衡密度水平始終在經(jīng)濟閾值水平之上，常嚴重危害農(nóng)業(yè)，又稱靶子害蟲或關鍵害蟲，每種作物都會有1至數(shù)種關鍵害蟲（圖5-3d）。二、害蟲生態(tài)調控原理與方法（一）害蟲生態(tài)調控基本原理（1）功能高效原則（2）結構和諧原則（3）持續(xù)調控原則（4）經(jīng)濟合理原則（二）害蟲生態(tài)條控的指導思想（1）系統(tǒng)觀從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)整體功能出發(fā)，從作物-害蟲-天敵相互作用系統(tǒng)來考慮；（2）綜合論綜合使用系統(tǒng)內(nèi)外一切因素，變對抗為利用，變控制為調節(jié)，化害為利，為系統(tǒng)的整體功能服務；（3）區(qū)域觀即從單一的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)擴展到區(qū)域性農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，提高害蟲防治整體水平；（4）可持續(xù)觀即一方面將害蟲調控在低平衡密度；另一方面盡可能少用化學農(nóng)藥，減少生態(tài)風險。（三）害蟲生態(tài)調控主要方法（1）調控害蟲種群密度（2）調控害蟲-天敵關系（3）調控作物-害蟲關系（4）調控生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能（5）促進高新技術在害蟲管理中的應用第六節(jié)生態(tài)農(nóng)業(yè)與持續(xù)農(nóng)業(yè)一、生態(tài)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展（一）農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷史進程人類出現(xiàn)在地球上以后，在200～300萬年內(nèi)一直過著漁獵采集生活，大約最近一萬年才開始進入農(nóng)業(yè)社會。世界范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展都經(jīng)歷了原始刀耕火種農(nóng)業(yè)階段、傳統(tǒng)的畜力鐵器農(nóng)業(yè)階段和現(xiàn)代的機械化集約農(nóng)業(yè)階段。從農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷史看，從原始農(nóng)業(yè)發(fā)展到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，再到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然進程和方向。原始農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)能量來源自然能量直接或間接源于自然肥料大量化學肥料生產(chǎn)工具石器鐵器機器主要動力自然力畜力和人力機械力耕作方式刀耕火種固定耕作工廠化生產(chǎn)生產(chǎn)力極低較高高（二）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的負效應①能源過度消耗。②水資源日益緊缺。③生產(chǎn)成本增加。④污染加劇。⑤其他負效應。（三）國外的“替代農(nóng)業(yè)”以歐美等發(fā)達國家為主的世界許多地區(qū)都開始尋求一種新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，以期取代高能耗、高投入的“石油農(nóng)業(yè)”。于是在西方掀起一場“替代農(nóng)業(yè)”運動，井逐漸影響到東方國家和地區(qū)?！疤娲r(nóng)業(yè)”模式有許多種，代表性的有“有機農(nóng)業(yè)”、“自然農(nóng)業(yè)”、“生物農(nóng)業(yè)”、“生態(tài)農(nóng)業(yè)”等。這些替代農(nóng)業(yè)的共同特點為：盡可能減少現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品，尤其是化工產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用、減輕工業(yè)產(chǎn)品對農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染，充分依靠農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)和維持能力組織生產(chǎn)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自身的良性循環(huán)和長久發(fā)展。也有人將這些替代農(nóng)業(yè)統(tǒng)稱為生態(tài)農(nóng)業(yè)。

1.有機農(nóng)業(yè)是一種完全不用或基本不用人工合成的化肥、農(nóng)藥、生長調節(jié)劑和家畜飼料添加劑的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。有機農(nóng)業(yè)倡導者認為，土壤是一個有生命活動的系統(tǒng)，土壤養(yǎng)分平衡及性狀改良是促進農(nóng)業(yè)持久發(fā)展的根本所在，在做法上強調農(nóng)牧結合，通過輪作、堆肥等保持土壤養(yǎng)分平衡，用生物防治方法控制病蟲害，通過土壤耕作調節(jié)其結構性能。2.自然農(nóng)業(yè)自然農(nóng)業(yè)倡導者認為，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要順應自然，而不是征服自然，要最大限度地利用自然作用和過程使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展。自然農(nóng)業(yè)的主要內(nèi)容包括：

(1)不翻耕土地依靠植物根系、土壤動物和微生物的活動對土壤進行自然疏松，不必要進行人為作業(yè)；

(2)不施用化肥靠作物秸稈，種植綠肥及有機糞肥的還田來提高土壤的肥力；

(3)不進行除草通過秸稈覆蓋和作物生長抑制雜草，或通過間歇淹水有效控制雜草生長；

(4)不用化學農(nóng)藥靠自然平衡機制，如旺盛的作物體及天敵即可有效控制病蟲害。3.生物農(nóng)業(yè)

生物農(nóng)業(yè)的核心原理在于：促進農(nóng)田土壤的生物學肥力，使作物從土壤的營養(yǎng)平衡過程中獲得所需要的全部營養(yǎng)。其主要技術包括：

(1)將腐爛的有機物作為土壤改良劑；

(2)通過豆科作物自身固氮及糞肥合理使用調控農(nóng)田養(yǎng)分平衡；

(3)廢棄物的再循環(huán)利用；

(4)充分發(fā)揮各種生物，包括土壤生物如蚯蚓等的改土作用。4．生態(tài)農(nóng)業(yè)

生態(tài)農(nóng)業(yè)是由美國土壤學家WilliamA1brecht(威廉·奧伯特)于1971年提出的、并在歐美地區(qū)有一定的實踐。生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本含義為：生態(tài)上能自我維持，低投入；經(jīng)濟上有生命力，有利于長遠發(fā)展，并在環(huán)境方面、倫理道德方面及美學上能接受的小型農(nóng)業(yè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)應具備的條件

(1)必須是一個自我維持系統(tǒng)，一切副產(chǎn)品都需要再循環(huán)；

(2)提倡通過固氮植物、作物輪作以及正確處理和使用農(nóng)家肥料等技術，保持土壤肥力；

(3)維持生物群落多樣性，種植業(yè)與畜牧業(yè)比例恰當，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、自我維持；

(4)單位面積的凈產(chǎn)量必須是高的；

(5)為獲得高產(chǎn)，農(nóng)場規(guī)模應該是較小的；

(6)經(jīng)濟上必須是可行的，目標是在沒有政府補貼的情況下獲得真正的經(jīng)濟效益；

(7)農(nóng)產(chǎn)品就地加工并直接供給消費者；

(8)在美學及倫理道德上必須為社會所接受。（四）中國的生態(tài)農(nóng)業(yè)

1.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)的興起

我國生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：①從80年代初期到中期為生態(tài)農(nóng)業(yè)思想宣傳及小型試驗階段;②從80年代中期到90年代初期，為生態(tài)農(nóng)業(yè)正式起步階段;③從90年代初以來，為生態(tài)農(nóng)業(yè)正式發(fā)展階段.我國生態(tài)農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵

從發(fā)展目標看，它以協(xié)調人與自然關系為基礎，要求多目標綜合決策；從科學理論和方法看，要求運用生態(tài)系統(tǒng)理論與生態(tài)經(jīng)濟規(guī)律和系統(tǒng)科學方法，遵循“整體、協(xié)調、循環(huán)、再生”的基本原理，建立生態(tài)優(yōu)化的農(nóng)業(yè)體系；從技術特點看，它不僅要求繼承和發(fā)揚傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術并注意吸收現(xiàn)代科學技術，而且要求整個農(nóng)業(yè)技術體系進行生態(tài)優(yōu)化；通過一系列典型生態(tài)工程模式將技術集成，從而發(fā)揮技術綜合的優(yōu)勢；從生產(chǎn)結構體系看，特別強調農(nóng)林牧副漁大系統(tǒng)的結構優(yōu)化和“接口”強化；從生產(chǎn)管理特點看，它要求把農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標與農(nóng)戶微觀經(jīng)營、農(nóng)民脫貧致富結合起來。2．中國生態(tài)農(nóng)業(yè)的特點（1）全面規(guī)劃，整體協(xié)調發(fā)展（2）高效、節(jié)能、低消耗（3）生產(chǎn)、交換與消費環(huán)環(huán)相扣（4）改善生態(tài)環(huán)境（5）明顯的地域性3．中國生態(tài)農(nóng)業(yè)展望從發(fā)展趨勢看，中國生態(tài)農(nóng)業(yè)將與當今國際社會普遍接受和發(fā)展的“持續(xù)農(nóng)業(yè)”接軌，在促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收及農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中起到重大作用。在改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中，在控制水土流失、環(huán)境污染及資源保護等方面作出貢獻。從具體發(fā)展方向看，應將農(nóng)業(yè)生態(tài)工程技術進一步系統(tǒng)化、規(guī)范化，并將現(xiàn)代高新技術更加廣泛地滲透到農(nóng)業(yè)生態(tài)體系中，使投入更加高效和諧，產(chǎn)出更加穩(wěn)定持續(xù)，尤其在無公害農(nóng)產(chǎn)品或綠色食品生產(chǎn)中發(fā)揮其巨大潛力。二、生態(tài)農(nóng)業(yè)原理及技術（一）生態(tài)農(nóng)業(yè)基本原理

1.整體效應原理

2.生態(tài)位原理

3.食物鏈原理

4.物質循環(huán)與再生原理

5.生物種群相生互克原理

6.生物與環(huán)境協(xié)同進化原理（二）生態(tài)農(nóng)業(yè)主要技術1.立體種植與立體種養(yǎng)技術2.有機物質多層次利用技術（1）畜禽糞便綜合利用（2）秸稈綜合利用3.生物防治病、蟲、草害技術4.再生能源開發(fā)技術（1）沼氣發(fā)酵技術（2）太陽能利用技術（3）風能、地熱能、電磁能利用技術

5.生物措施與工程措施配合的生態(tài)治理技術三、生態(tài)農(nóng)業(yè)設計及其典型模式（一）生態(tài)農(nóng)業(yè)設計原則1．系統(tǒng)整體功能和效益最優(yōu)原則；2．資源合理利用原則，尤其注意物質和能量的多層次分級利用，使系統(tǒng)物質和能量的轉化率達到最高；3．保持系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)的動態(tài)平衡的原則，依據(jù)具體情況，增加（或減少）系統(tǒng)中有機養(yǎng)分（或無機養(yǎng)分）的輸入；4．“兩高一優(yōu)”原則，使系統(tǒng)輸出產(chǎn)品達到高產(chǎn)、高效、優(yōu)質；5．提高系統(tǒng)的有序性，增加系統(tǒng)的抗逆能