園林生態(tài)學(xué)園林生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控與生態(tài)平衡PPT課件

1、人工調(diào)控人工調(diào)控是利用專門的信息系統(tǒng)，并在信息中心進(jìn)行高速處理，通過專用信息通道傳輸信息，按設(shè)定的目標(biāo)對能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化部分實(shí)施調(diào)節(jié) 典型的人工中心式調(diào)控結(jié)構(gòu) 第1頁/共18頁園林生態(tài)系統(tǒng)既有自然生態(tài)系統(tǒng)的非中心式調(diào)控機(jī)制，又有人工調(diào)控的中心式調(diào)控機(jī)制，是一種復(fù)合式調(diào)控結(jié)構(gòu) 園林生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)合式調(diào)控結(jié)構(gòu) 第2頁/共18頁園林生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控層次 第一個層次的調(diào)控是自然調(diào)控 第二個層次的調(diào)控是人工直接調(diào)控 第三個層次的調(diào)控是社會間接調(diào)控 第3頁/共18頁自然調(diào)控 自然調(diào)控的機(jī)制自然調(diào)控機(jī)制是從自然生態(tài)系統(tǒng)中繼承下來的生物與生物、生物與環(huán)境之間存在的反饋調(diào)控、多元重復(fù)補(bǔ)償穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制。 1反饋機(jī)制所謂

2、反饋（feedback）是指當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化的時候，它必然會引起其他成分出現(xiàn)一系列的相應(yīng)變化，這些變化最終又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分的過程 。 反饋有兩種類型，即負(fù)反饋和正反饋。最初某種成分發(fā)生變化，減弱或抑制該成分發(fā)生變化的反饋叫負(fù)反饋 負(fù)反饋的作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持平衡或穩(wěn)態(tài)青草昆蟲青蛙蛇鷹 最初某種成分發(fā)生變化增加或增強(qiáng)該成分發(fā)生變化的反饋叫正反饋 在自然生態(tài)系統(tǒng)中，生物常利用正反饋機(jī)制接近“目標(biāo)”，如生命延續(xù)、群落演替、生態(tài)位占據(jù)等，正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡或穩(wěn)態(tài) 。第4頁/共18頁 生態(tài)系統(tǒng)具有多種正負(fù)反饋機(jī)制，能在不同的層次結(jié)構(gòu)上行使功能控制。

3、 1在個體水平上，通過正負(fù)反饋，使得個體與環(huán)境、個體與群體之間保持一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。 2種群之間，捕食者與被捕食者之間的數(shù)量調(diào)節(jié)也是一種反饋機(jī)制。 3在群落水平上，一方面生物種群間通過相互作用，調(diào)節(jié)彼此間種群數(shù)量和對比關(guān)系，同時又受到共同的最大環(huán)境容納量的制約。 4在系統(tǒng)水平上，交錯的群落關(guān)系、生態(tài)位的分化、嚴(yán)格的食物鏈量比關(guān)系等等，都對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)機(jī)制起積極作用。 生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制及其作用是有一定限度的。系統(tǒng)在不降低和不破壞其自動調(diào)節(jié)能力的前提下所能忍受的最大限度的外界壓力（臨界值），稱為生態(tài)閾值。外界壓力包括自然災(zāi)害、不利環(huán)境因素的影響等自然力，也包括人力的獲取、改造和破壞。 實(shí)例： 森

4、林有一定的采伐量，草原有一定的載畜量，超過這個限度，就會破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 農(nóng)田耗地作物的復(fù)種指數(shù)也有一定限度，復(fù)種指數(shù)過高會導(dǎo)致地力衰竭。 生態(tài)容量也是一類生態(tài)閾值，指的是某種物質(zhì)（通常指有害物質(zhì)）的最大容納量，即系統(tǒng)通過自凈作用維持穩(wěn)定狀態(tài)的能力。生態(tài)容量的大小，取決于有毒、有害物質(zhì)的性質(zhì)以及生態(tài)系統(tǒng)本身的抗毒自凈能力。 第5頁/共18頁2多元重復(fù)補(bǔ)償 多元重復(fù)補(bǔ)償是指在生態(tài)系統(tǒng)中，有兩個或兩個以上的組分具有完成相同或相近的功能，或者是處在相同或相近生態(tài)位上的多個組成成分，因外來干擾使其中一個或多個組分受到破壞的情況下，另外的一個或幾個組分可以在功能上予以補(bǔ)償，從而保持系統(tǒng)的相對穩(wěn)定。

5、例如，同一種草食動物可以取食多種植物，當(dāng)其中的一種植物在系統(tǒng)中減少或消失時，其作為食物的功能由其他的植物來補(bǔ)償?shù)?。?頁/共18頁 自然調(diào)控類型可分為 （1）程序調(diào)控：生物的個體發(fā)育、群落演替都有一定的先后順序，不會顛倒。群落得演替與物種間的營養(yǎng)關(guān)系、化學(xué)關(guān)系都有關(guān)。 （2）隨動調(diào)控：動植物的運(yùn)動過程能跟蹤一些外界目標(biāo)。向日葵的花跟著太陽轉(zhuǎn)，植物的根向著有肥水的方向伸。 （3）最優(yōu)調(diào)控：生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷了長期的進(jìn)化壓力，優(yōu)勝劣汰，現(xiàn)存得很多結(jié)構(gòu)與功能都是最優(yōu)、或接近最優(yōu)的。 （4）穩(wěn)態(tài)調(diào)控：自然生態(tài)系統(tǒng)形成了一種發(fā)展過程中趨于穩(wěn)定、干擾中維持不變、受破壞后迅速恢復(fù)的穩(wěn)定性。 這種穩(wěn)態(tài)主要靠系統(tǒng)的功

6、能組分冗余及系統(tǒng)的負(fù)反饋?zhàn)饔眠@兩種機(jī)制來獲得。 a.系統(tǒng)的功能組分冗余 在一個系統(tǒng)中，具有同一功能的組分?jǐn)?shù)量超過必須的數(shù)量，處于備用狀態(tài)，這稱為系統(tǒng)的功能組分冗余。如植物花粉數(shù)量大大超過授粉所需要的量。 b.系統(tǒng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果作為控制信息（反饋信息），回到系統(tǒng)調(diào)控中心，對系統(tǒng)未來動態(tài)產(chǎn)生影響，這種作用過程稱系統(tǒng)的反饋?zhàn)饔谩?反饋?zhàn)饔每煞终答伜拓?fù)反饋。 第7頁/共18頁生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)機(jī)制的類型 系統(tǒng)組織層次系統(tǒng)的功能組分冗余 系統(tǒng)的反饋 第8頁/共18頁自然調(diào)控機(jī)制的應(yīng)用 光溫對作物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用； 晝夜節(jié)律對家畜家禽行為的調(diào)節(jié)作用； 林木的自疏現(xiàn)象； 花粉數(shù)量大大超過授粉需要

7、量冗余現(xiàn)象； 反饋現(xiàn)象等多種自我調(diào)節(jié)機(jī)制。 第9頁/共18頁調(diào)控技術(shù)生物調(diào)控1、個體調(diào)控 2、種群的調(diào)控 3、群落的調(diào)控環(huán)境調(diào)控1空氣調(diào)控 2水分調(diào)節(jié) 3溫度調(diào)控 4光照調(diào)控 5土壤環(huán)境調(diào)節(jié) 第10頁/共18頁 輸入輸出調(diào)控 1輸出調(diào)控 2輸入調(diào)控 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的輸入包括肥料、飼料、農(nóng)藥、種子、機(jī)械、燃料、電力等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料；輸出包括各種農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。輸入調(diào)控包括輸入的輔助能和物質(zhì)的種類、數(shù)量和投入結(jié)構(gòu)的比例。輸出調(diào)控包括調(diào)控系統(tǒng)的貯備能力，使輸出更有計(jì)劃；或?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)的產(chǎn)品加工，改變產(chǎn)品輸出形式，使生產(chǎn)加工相結(jié)合，產(chǎn)品得到更充分的利用，并可提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)值；同時，控制非目標(biāo)性輸出，如防止因徑流、下

8、滲造成的營養(yǎng)元素的流失。 第11頁/共18頁社會間接調(diào)控 園林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)營者或管理者不可避免要受到經(jīng)濟(jì)、法律、財(cái)政、金融、交通、市場、貿(mào)易、科技、教育、通訊等各種社會因素的影響 第12頁/共18頁生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控的基本原則 經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益三者的統(tǒng)一 生態(tài)學(xué)原理與園林生物配置相結(jié)合 多種技術(shù)協(xié)調(diào)配合因地制宜地利用各種技術(shù)，建立多種形式的園林生態(tài)系統(tǒng) 第13頁/共18頁“成本外攤” 與“收益外泄” 園林生態(tài)系統(tǒng)所利用的一些資源是不需要成本的象陽光、空氣、自然降水等自然資源并不列入成本核算中 ，這種現(xiàn)象稱為“成本外攤” 園林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)了野生物種、凈化空氣和水源、改善了環(huán)境，產(chǎn)生了生態(tài)效

9、益和環(huán)境效益而沒有列入到收益核算中這種現(xiàn)象稱為“收益外泄”。 第14頁/共18頁生態(tài)系統(tǒng)平衡問題 生態(tài)平衡的定義生態(tài)平衡即是指在一定時間和空間范圍內(nèi)，生物與環(huán)境及生物與生物之間相互作用相互適應(yīng)所維持的一種協(xié)調(diào)、穩(wěn)定的狀態(tài) 生態(tài)平衡的特征 1、生物與其生存環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一 2、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)保持良性循環(huán)物質(zhì)的輸入與輸出保持相對平衡 3、生態(tài)系統(tǒng)能量流動合理，輸入與輸出保持相對平衡 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能基本穩(wěn)定 第15頁/共18頁生態(tài)失衡的原因及特征 自然原因 人為因素 結(jié)構(gòu)上的特征生態(tài)平衡失調(diào)在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為一級結(jié)構(gòu)缺損或二級結(jié)構(gòu)改變 功能上的特征生態(tài)平衡失調(diào)在功能上主要表現(xiàn)為系統(tǒng)的生產(chǎn)功能、物質(zhì)循環(huán)功能、能量流動功能和系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功