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1、第一章 :1、我國(guó)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀:濕地退化、草原退化、荒漠化加劇、水土流失2、五大危機(jī):人口危機(jī)、糧食危機(jī)、能源危機(jī)、資源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)。3、三 “ P” 危機(jī) : Population (人口問(wèn)題)、Poverty (糧食問(wèn)題、能源問(wèn)題、資源問(wèn)題)Pollution(環(huán)境問(wèn)題)4、生態(tài)學(xué) :是研究生物與其周圍環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。(其中環(huán)境包括非生物環(huán)境與生物環(huán)境)( 1866 年德國(guó)學(xué)者海克爾提出)5、生態(tài)文化 :建立一種以生態(tài)學(xué)為核心的文化體系,建立起符合生態(tài)學(xué)原理的價(jià)值觀念、思維模式、經(jīng)濟(jì)法則、生活方式和管理體系,改變以往那些不良觀念,以生態(tài)學(xué)的思想與方式來(lái)認(rèn)識(shí)世界、觀察世界。6

2、、生態(tài)方法論:整體觀、層次觀、關(guān)聯(lián)觀、協(xié)同觀、動(dòng)態(tài)觀。7、按研究對(duì)象的生物組織水平可分為:個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀、全球生態(tài)學(xué)。8、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué) :是運(yùn)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)論的原理與方法,把農(nóng)業(yè)生物與其自然和社會(huì)環(huán)境作為一個(gè)整體,研究其中的相互關(guān)系、協(xié)同演變、調(diào)節(jié)控制和持續(xù)發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。研究對(duì)象 :農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng);理論基礎(chǔ):生態(tài)學(xué)原理;方法基礎(chǔ):系統(tǒng)論。9、系統(tǒng) :系統(tǒng)論創(chuàng)始人貝塔朗菲:相互聯(lián)系的諸要素的聯(lián)合體。系統(tǒng)的構(gòu)成必須具備三個(gè)條件:( 1)兩個(gè)以上的組分(2)組分之間有密切聯(lián)系( 3)共同完成一定的功能。注:功能系統(tǒng)的功能是一種整體效應(yīng)(整合特性 ),不但包括各組分的獨(dú)立功能,還增加了

3、各組分之間相互作用后產(chǎn)生的新效應(yīng)(增強(qiáng)、減弱、原來(lái)沒(méi)有)所以各組分功能之和不等于系統(tǒng)的整體功能或效應(yīng)(1+1 2)10、生態(tài)系統(tǒng): 生物與生物之間以及生物與生存環(huán)境之間密切聯(lián)系、相互作用,通過(guò)物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)化和信息傳遞,成為占據(jù)一定空間、具有一定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行一定功能的動(dòng)態(tài)平衡整體。 (簡(jiǎn)單定義:在一定空間內(nèi)的生物與非生物環(huán)境相互作用形成的系統(tǒng))。特點(diǎn): 1)組分上:無(wú)生命和有生命2)空間結(jié)構(gòu)上:具有明顯的地域性、動(dòng)態(tài)性3)時(shí)間變化上:簡(jiǎn)單到復(fù)雜,低級(jí)到高級(jí)4)內(nèi)部功能上組分間不斷進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)循環(huán),使系統(tǒng)處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀5)外部關(guān)系上:開(kāi)放系統(tǒng),物質(zhì)能量交換11、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng):以農(nóng)業(yè)生物

4、為主要組分,受人類調(diào)控、以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主要目標(biāo)的生態(tài)系統(tǒng)。(受自然規(guī)律和社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)律共同制約)特點(diǎn): ( 1)組分上:生物組分以人工馴化和培育的農(nóng)業(yè)生物為主;人類 大型消費(fèi)者,同時(shí)是管理者、調(diào)控者;環(huán)境組分包括自然環(huán)境和人工環(huán)境。( 2)結(jié)構(gòu)上:系統(tǒng)的組分及其量比關(guān)系、空間分布等都受到人類的調(diào)控,使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)滿足人類社會(huì)的需要( 3)外部關(guān)系上:輸入:增加了大量的人工輸入,如肥料、農(nóng)藥、薄膜、農(nóng)業(yè)機(jī)械、人力、信息等輸出:農(nóng)產(chǎn)品的大量輸出,水土流失等( 4)功能上:系統(tǒng)開(kāi)放程度高,自身穩(wěn)定性減弱。( 5)調(diào)控上:自然調(diào)控、農(nóng)民直接調(diào)控與社會(huì)經(jīng)濟(jì)間接調(diào)控。第二章:農(nóng)業(yè)的基本生態(tài)關(guān)系1、生態(tài)因子 :

5、指自然環(huán)境中對(duì)生物生存起作用的各種因子。分類 :氣候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人為因子。2、大氣圈 :提供生物生存所必須的碳、氫、氧、氮等元素;保護(hù)地面生物的生存條件水圈 :降水量、大氣濕度影響生物的生存與分布;直接的生理與生物學(xué)作用。土壤圈 :提供生物生存的場(chǎng)所提供生物適宜的生存條件;是物質(zhì)和能量的貯存和轉(zhuǎn)化的場(chǎng)所。3、生態(tài)因子作用定律 Liebig 最小因子定律:植物的生長(zhǎng)取決于數(shù)量最不足的那一種營(yíng)養(yǎng)元素。這種元素不但直接限制植物生長(zhǎng),同時(shí)也會(huì)限制其他因子的效應(yīng)。 (即最小養(yǎng)分定律) Blackman 限制因子定律:生態(tài)因子的最大狀態(tài)對(duì)植物生長(zhǎng)也具有限制性作用 Shelford

6、耐性定律。(生物對(duì)每種生態(tài)因子都有一個(gè)耐性范圍,即有一個(gè)生物學(xué)上限與下限。在上限與下限之間的范圍稱為生態(tài)幅或生態(tài)價(jià))( 4)生活型:不同種的生物長(zhǎng)期生活在相同環(huán)境條件下會(huì)發(fā)生耐性范圍的趨同適應(yīng),形成形態(tài)、生理和生態(tài)特性相似的生物類群。4、生境(棲息地):在環(huán)境條件制約下,具有特定生態(tài)特性的生物種和生物群落,只能在特定的小區(qū)域中生存,此小區(qū)域稱該生物或群落的生境。 (簡(jiǎn)單:生物生長(zhǎng)的具體地段的綜合環(huán)境)5、生態(tài)型 :同種生物長(zhǎng)期生活在不同環(huán)境條件下會(huì)發(fā)生耐性范圍的趨異適應(yīng),形成形態(tài)、生理和生態(tài)特性不同的基因型類群。6、 .生態(tài)位 :生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)出的對(duì)特定生態(tài)因子的綜合適應(yīng)位置,在

7、時(shí)間、空間上的位置及其與相關(guān)物種之間的功能關(guān)系。(即一個(gè)物種在生態(tài)系統(tǒng)中地位與角色)同一生境中每一個(gè)物種都有一個(gè)特定生態(tài)位意義: 在研究物種進(jìn)化、競(jìng)爭(zhēng)、資源利用等方面有理論價(jià)值生態(tài)位理論說(shuō)明:( 1)同一生境中的群落不存在兩個(gè)生態(tài)位完全相同的物種( 2)同一生境中能夠生存的相似物種相似性有限,會(huì)發(fā)生生態(tài)位分離( 3)為了減緩競(jìng)爭(zhēng),同一生境中同時(shí)存在兩個(gè)或多個(gè)物種時(shí),盡量選擇生態(tài)位上有差異的類型。7、種群 :種群是在某一特定時(shí)間內(nèi)占據(jù)某一特定空間的同種生物個(gè)體的集合?;咎卣?:數(shù)量特征、空間特征、遺傳特征。8、種群的增長(zhǎng)模型:( 1)種群在無(wú)環(huán)境限制條件下的指數(shù)式增長(zhǎng)特征。種群在不受環(huán)境條件限

8、制下,即食物充足、無(wú)種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)、無(wú)天敵、具有穩(wěn)定的年齡結(jié)構(gòu),并且光、溫、濕等環(huán)境條件處于最適狀態(tài),種群以指數(shù)方式增長(zhǎng),此時(shí)的種群增長(zhǎng)率最大,稱作 內(nèi)稟增長(zhǎng)率。種群增長(zhǎng)率穩(wěn)定不變,不受種群自身密度的影響。類型:A 離散種群增長(zhǎng)型:種群的增長(zhǎng)是一代一代進(jìn)行的,各世代相互分離,沒(méi)有重疊(世代分離的種群) 。Nt+1=Nt 是模型的重要參數(shù):0 1,種群密度上升; 1,種群穩(wěn)定;1,種群下降; 0,雌體沒(méi)有繁殖,種群在下一代滅亡。B 連續(xù)種群增長(zhǎng)型:種群的增長(zhǎng)呈連續(xù)狀態(tài),各世代間有重疊,種群中同時(shí)有不同年齡 級(jí)的個(gè)體共存(世代連續(xù)的種群) 。即以種群大小Nt 對(duì)時(shí)間 t 作圖,種群增長(zhǎng)曲線呈“J” 字型

9、。(種群增長(zhǎng)的初級(jí)階段) 種群在環(huán)境制約下的Logistic 增長(zhǎng)模型(即S 型)Logistic 增長(zhǎng)方程的重要意義:1、它是許多相互作用種群增長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)2、是漁業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中確定最大持續(xù)產(chǎn)量的主要模型3、模型中兩個(gè)參數(shù)r、K 已經(jīng)成為生物進(jìn)化對(duì)策理論中的重要概念。9、種群間的相互作用:中性作用、負(fù)相互作用、(競(jìng)爭(zhēng)(分直接干涉型和資源利用型)、偏害作用、捕食作用、寄生作用)、正相互作用(偏利作用、原始協(xié)作、互利共生)。10、化感作用(他感作用) :植物或微生物的代謝分泌物對(duì)環(huán)境中其他植物或微生物的有利或不利的作用,一種特殊的種間關(guān)系。生態(tài)意義:( 1)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響,植物群落

10、組成,生物多樣性;( 2)對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響,在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)管理中,利用化感作用控制田間雜草和病蟲(chóng)害,是一種具有潛力的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的措施。植物化感物質(zhì)產(chǎn)生途徑:莖葉揮發(fā)、莖葉淋溶、根系分泌、殘?bào)w腐解。11、作物自毒現(xiàn)象:連作后產(chǎn)量降低,是造成作物連作障礙的一個(gè)原因。12、生物防治 :利用自然的或經(jīng)過(guò)改造的生物、基因或基因產(chǎn)物來(lái)減少有害生物的作用,使其有利于有益生物如作物、樹(shù)木、動(dòng)物和益蟲(chóng)及微生物。(一)農(nóng)田害蟲(chóng)的生物防治:以蟲(chóng)治蟲(chóng)(捕食、寄生)、以菌治蟲(chóng)。(二)植物病害的生物防治:放線菌抗菌素、真菌抗菌素、細(xì)菌抗菌素、噬菌體。(三)農(nóng)田雜草的生物防除:以蟲(chóng)防草、微生物防治雜草、動(dòng)物和植物防除

11、雜草。13、種群的生活史對(duì)策 : 生物在生存斗爭(zhēng)中為適應(yīng)環(huán)境而采用的不同進(jìn)化對(duì)策,表現(xiàn)在體型大小、生理功能、繁殖方式、遷移方式、壽命長(zhǎng)短等方面,也稱生態(tài)對(duì)策。能量分配原則:生物采取的任何一種生態(tài)對(duì)策,都意味著能量的合理分配與權(quán)衡,并通過(guò)能量使用的協(xié)調(diào),來(lái)促進(jìn)自身的有效生存與繁殖。生活史對(duì)策的類型:生物按其棲息環(huán)境和進(jìn)化對(duì)策分為r 對(duì)策型和k 對(duì)策型兩種。屬于 K 選擇類的生物:個(gè)體較大,壽命較長(zhǎng),存活率高,要求穩(wěn)定的棲息生境,不具較大擴(kuò)散能力,具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力,其種群密度較穩(wěn)定,常保持在 K 水平。(雖然種間競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng),但增長(zhǎng)率 r 低,自平衡時(shí)間長(zhǎng),容易滅絕,如大象、恐龍等。)(屬于 r

12、選擇類的生物與屬于K 選擇類的生物相反) 。14、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)r K 對(duì)策類型者的合理配置:利用 r- 生物加速系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),減少損失,增加次級(jí)產(chǎn)品的輸出;利用K-生物穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境15、生物群落 :在相同時(shí)間聚集在同一地段上的各種生物種群的集合。16、群落的結(jié)構(gòu):( 1)群落的水平結(jié)構(gòu):群落中各物種在水平空間方向上的配置狀況。交錯(cuò)區(qū):相鄰的不同群落或生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)渡區(qū)域邊緣效應(yīng):交錯(cuò)區(qū)單位面積內(nèi)的生物種類和種群密度較相鄰群落有所增加,且系統(tǒng)生產(chǎn)力也相應(yīng)增大的效應(yīng)。(2)群落的垂直結(jié)構(gòu):包括兩個(gè)方面:不同類型群落在海拔高度不同的生境上的垂直分布;同一群落中不同類型物種在垂直空間方向上的分層配

13、置,即成層性,最基本的外貌特征。(3)時(shí)間結(jié)構(gòu):包括兩個(gè)方面的內(nèi)容一是:自然環(huán)境因素的時(shí)間節(jié)律所引起的群落各物種在時(shí)間結(jié)構(gòu)上相應(yīng)的周期性變化,即不同季節(jié)和不同年份的有序變化二是:群落演替。17、自然生物群落的演替:指生物群落的種類組成及其環(huán)境隨時(shí)間發(fā)生有序變化的現(xiàn)象。主要標(biāo)志:物種組成上質(zhì)的變化。特點(diǎn)與趨勢(shì): 由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的不可逆過(guò)程。依據(jù)演替發(fā)生的最初場(chǎng)所性質(zhì):分為原初演替與次生演替。原初演替: 指在從未有過(guò)生物的裸地上開(kāi)始形成的演替(演替進(jìn)程慢,上千年)。次生演替 :指在原有群落被破壞后的地面上進(jìn)行的演替,如撂荒地、火燒后的森林地(演替進(jìn)程快,幾十年或十幾年)。18、頂極群落

14、: 在一個(gè)地區(qū)內(nèi),植物群落相繼替代,通過(guò)一系列的演替階段,最后達(dá)到與該地區(qū)環(huán)境條件相適應(yīng)的穩(wěn)定群落。19、群落的多樣性與穩(wěn)定性(一) 群落多樣 性:群落中物種的多樣化和變異性,是群落生物組成結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)。物種的豐富度與均勻度構(gòu)成)豐富度:指一個(gè)群落中物種數(shù)目的多寡。均勻度:指一個(gè)群落中全部物種個(gè)體數(shù)目的分配狀況,即反映分配的均勻程度。(二) 群落穩(wěn)定性包括兩個(gè)不同的特征方面:抵抗力 : 指群落在受到干擾時(shí)維持物種相互結(jié)合及各物種數(shù)量關(guān)系的能力。恢復(fù)力:指群落受干擾后恢復(fù)到原來(lái)平衡狀態(tài)的能力。注意:群落的穩(wěn)定性有一定限度,而非無(wú)限。(三 )兩者關(guān)系 :群落多樣性是影響穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素,多樣

15、性有利于提高穩(wěn)定性。20、生物多樣性:指生物的多樣化或變異性以及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性。包括 3 個(gè)主要層次:基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性.生物多樣性數(shù)學(xué)表達(dá)式:通常采用多樣性指數(shù)表示生物多樣性的數(shù)量特征,以下介紹常用的辛普生指數(shù))。(由SD=1-( Pi ) 2(0 D1-1/S)i=1D 為辛普生多樣性指數(shù),Pi 為群體中物種i 個(gè)體所占的比例,S 為種類數(shù)目。21、景觀生態(tài)學(xué) :是研究在一個(gè)由許多不同生態(tài)系統(tǒng)所組成的區(qū)域內(nèi)(即景觀)不同類型生態(tài)系統(tǒng)的空間格局及其相互作用過(guò)程的綜合性學(xué)科。研究對(duì)象:景觀景觀生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容包括:( 1)景觀結(jié)構(gòu):不同景觀要素之間的空間關(guān)系。( 2)景

16、觀功能:各種景觀要素之間的相互作用,不同生態(tài)系統(tǒng)之間的能量流、物質(zhì)流和物種流(例如動(dòng)物活動(dòng)等) 。( 3)景觀變化:景觀的結(jié)構(gòu)和功能上隨時(shí)間的變化。( 4)景觀管理:通過(guò)分析景觀特征,提出景觀利用管理最優(yōu)化方案。特點(diǎn):( 1)宏觀性:景觀生態(tài)學(xué)研究的主要層次包括生態(tài)系統(tǒng)、景觀和區(qū)域。( 2)異質(zhì)性:景觀內(nèi)部事物或者其屬性在時(shí)間或空間分布上的不均勻性或非隨機(jī)性特征。與異質(zhì)性相反的景觀特征被稱為均質(zhì)性。( 3)強(qiáng)調(diào)空間分異尺度:在觀察景觀現(xiàn)象或過(guò)程時(shí)一個(gè)特定的空間分辨率或標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間單元。尺度效應(yīng):優(yōu)勢(shì)景觀現(xiàn)象或過(guò)程特征隨尺度變化而變化的現(xiàn)象。(4)注重人為活動(dòng)22、景觀: 是由景觀元素組成,景觀元素

17、是地面上相對(duì)同質(zhì)的生態(tài)要素或單元。景觀元素有三種類型:1 斑塊:是一個(gè)在外觀上與周圍環(huán)境明顯不同的非線性地表區(qū)域,是景觀尺度上最小的勻質(zhì)單元2 走廊或廊道:與本底有所區(qū)別的一條帶狀土地,可以看作是一個(gè)線狀或帶狀的斑塊。例如 :樹(shù)籬、公路3 基質(zhì)(本底):相對(duì)面積大于景觀中斑塊和廊道的景觀要素,是景觀中最具有連續(xù)性的部分,往往形成景觀背景?;|(zhì)的特點(diǎn): 1 相對(duì)面積比景觀中的其他要素大2 在景觀中連接度最高3 在景觀動(dòng)態(tài)中起最重要的作用本底結(jié)構(gòu)特征 孔隙度:斑塊在本底中稱為孔,單位面積的斑塊數(shù)目稱為孔隙度。它是本底中斑塊密度的量度。與斑塊大小無(wú)關(guān)。23、景觀的功能 :就是景觀元素之間的相互作用,

18、即能量流、養(yǎng)分流和物種流從一種景觀元素遷移到另外一個(gè)景觀元素。通過(guò)大量的 “ 流 ”,一種景觀元素對(duì)另外一種景觀元素施加于控制作用。關(guān)于景觀要素間的流有兩個(gè)基本觀點(diǎn):其一是半透膜觀點(diǎn),其二是關(guān)于源區(qū)和匯區(qū)的觀點(diǎn)。24、景觀生態(tài)學(xué)理論:包含以下幾個(gè)方面:( 1)島嶼生物地理學(xué)理論:在生物群落里,物種的多樣性隨面積的增加而增加。島上種數(shù)與面積大小的關(guān)系的三種解釋:稀有種多、大島嶼物種多、小島近親繁殖。S=CAZ( S-多樣性; A-面積;C-比例常數(shù))Z-一般為 0.180.35(0.250.30)( 2)等級(jí)理論與尺度效應(yīng)等級(jí)理論認(rèn)為:任何系統(tǒng)皆屬于一定的等級(jí),并具有一定的時(shí)間和空間尺度。尺度:

19、是對(duì)研究對(duì)象在空間上或時(shí)間上的測(cè)度,分別稱為空間尺度和時(shí)間尺度,一般包含范圍和分辨率兩方面的意義。范圍:是指研究對(duì)象在空間或時(shí)間上的持續(xù)范圍。分辨率:是指研究對(duì)象時(shí)間和空間特征的最小單元。尺度效應(yīng) :生態(tài)學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其動(dòng)態(tài)變化在不同的空間和時(shí)間尺度上有不同的表現(xiàn),也會(huì)產(chǎn)生不同的生態(tài)效應(yīng).尺度外推 :在景觀生態(tài)學(xué)研究中,人們往往需要利用某一尺度上所獲得的信息或知識(shí)來(lái)推斷其他尺度上的特征的這一過(guò)程。(包括尺度上推和尺度下推)( 3)自組織理論( 4)邊緣效應(yīng)與生態(tài)交錯(cuò)帶邊緣:指兩個(gè)不同的生態(tài)系統(tǒng)相交而形成的狹窄地區(qū)。邊緣效應(yīng)或邊際效應(yīng) :是指斑塊邊緣部分由于受兩側(cè)生態(tài)系的共同影響和交互作用

20、而表現(xiàn)出與斑塊內(nèi)部不同的生態(tài)學(xué)特征和功能的現(xiàn)象。邊緣物種 :生活在邊際帶中多種環(huán)境資源條件或適應(yīng)多變環(huán)境的物種。第三章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):指生態(tài)系統(tǒng)組分在時(shí)間、空間上的配置及組分間的能物流聯(lián)系。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括:生物組分的物種結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)(水平結(jié)構(gòu)與垂直結(jié)構(gòu))結(jié)、時(shí)間構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)物種結(jié)構(gòu):生物種群組成及它們之間的量比關(guān)系空間結(jié)構(gòu):生物群落在空間上的垂直和水平格局變化。時(shí)間結(jié)構(gòu):生態(tài)區(qū)域內(nèi)各生物種群生活周期在時(shí)間分配上形成的格局。營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu):生態(tài)系統(tǒng)中生物間構(gòu)成的食物鏈和食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)。2、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu):(1)景觀多樣性與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)景觀:是由多種類型的在

21、景觀上有差異的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的集合所組成的區(qū)域,如農(nóng)田、魚(yú)塘、林地等。( 2)自然條件引起的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)水平結(jié)構(gòu)包括:溫度和濕度等氣候條件引起的水平結(jié)構(gòu)和地貌類型差異形成的水平結(jié)構(gòu)。( 3)農(nóng)業(yè)區(qū)位引起的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)水平結(jié)構(gòu)杜能農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)位 農(nóng)業(yè)圈布局:不同類型的農(nóng)業(yè)以中心城市為圓心呈同心圓狀的空間分布。三個(gè)要素決定農(nóng)業(yè)的利潤(rùn):P=V-(E+T)P 為利潤(rùn) ,V 為商品售價(jià) ,E 為生產(chǎn)成本 ,T 為商品運(yùn)費(fèi)。杜能的兩個(gè)理論:生產(chǎn)集約度理論、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)理論。3、生態(tài)交錯(cuò)帶:在景觀中不同斑塊連接之處的交錯(cuò)區(qū)域?yàn)樯鷳B(tài)交錯(cuò)帶。4、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)垂直結(jié)構(gòu):根據(jù)自然資源的特點(diǎn)和不同農(nóng)業(yè)生物的特征,在

22、垂直方向上建立的由多物種共存、多層次配置、多級(jí)物質(zhì)能量循環(huán)利用的立體種植、養(yǎng)殖等的生態(tài)系統(tǒng)。( 1)自然地理位置與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)包括:流域位置與垂直結(jié)構(gòu)、地形變化與垂直結(jié)構(gòu)。( 2)木本群落內(nèi)的垂直結(jié)構(gòu)(農(nóng)林復(fù)合)農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng):指在同一土地單元內(nèi)將農(nóng)作物生產(chǎn)與林業(yè)或畜牧業(yè)生產(chǎn)同時(shí)或交替結(jié)合起來(lái),使得土地生產(chǎn)力得以提高的持續(xù)性土地經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)。 (分農(nóng)主型、林主型、牧主型) 。( 3)作物群體內(nèi)的垂直結(jié)構(gòu)(農(nóng)田立體模式)農(nóng)作物間混套復(fù)種復(fù)合群落 立體種植稻田養(yǎng)魚(yú) 立體種養(yǎng)效益:在空間結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)關(guān)系上互為補(bǔ)充的利用農(nóng)業(yè)資源,提高了稻田物質(zhì)和能量的利用率與轉(zhuǎn)化率;生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一

23、。農(nóng)田種菇 立體種養(yǎng)效益:提高系統(tǒng)生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益基塘系統(tǒng) 立體種養(yǎng)效益:充分利用資源,提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益注:體種植作物組合的原則:選擇形態(tài)、生理、生化、生態(tài)特性互補(bǔ)的物種進(jìn)行搭配。5、食物鏈 :生態(tài)系統(tǒng)的生物成員間通過(guò)取食與被取食的關(guān)系而聯(lián)系起來(lái)的鏈狀結(jié)構(gòu)。營(yíng)養(yǎng)級(jí) :食物鏈上的每一個(gè)食性環(huán)節(jié)生態(tài)意義:食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基本單元;是物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)及信息傳遞的主要渠道。食物網(wǎng): 一種生物以多種生物為食,同時(shí)又被多種生物取食,食物鏈相互交錯(cuò)形成復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。生態(tài)意義:食物網(wǎng)維持生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡,提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和能量利用效率。生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu):以營(yíng)養(yǎng)為紐帶 ,

24、把生物和環(huán)境、生物和生物緊密聯(lián)系起來(lái)的結(jié)構(gòu).6、食物鏈加環(huán)類型:生產(chǎn)環(huán)(如在種植業(yè)的基礎(chǔ)上,發(fā)展畜牧漁養(yǎng)殖業(yè))、增益環(huán)(如用糞、沼氣養(yǎng)殖蚯蚓、蠅蛆,用于喂豬、雞、魚(yú)) 、減耗環(huán)(如引入天敵,減少生產(chǎn)損耗) 、復(fù)合環(huán)(如建立沼氣池;稻田養(yǎng)魚(yú),增產(chǎn)、滅草滅蟲(chóng)減耗,同時(shí)增加動(dòng)物產(chǎn)品)、加工環(huán)(如編織籃、筐、草帽、涼席、密度板、燃料等)注:食物鏈加環(huán)并非越長(zhǎng)越好;食物鏈加環(huán)要講究綜合效益。食物鏈加環(huán)的作用:( 1)提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性( 2)提高農(nóng)副產(chǎn)品的利用率和經(jīng)濟(jì)效益( 3)提高能量的利用率和轉(zhuǎn)化率7、設(shè)計(jì)食物鏈、網(wǎng)結(jié)構(gòu)的原則:填補(bǔ)空白生態(tài)位,增加產(chǎn)品產(chǎn)出。使廢棄物質(zhì)資源化,提高廢棄物的利用價(jià)

25、值。減少養(yǎng)分的丟失浪費(fèi)和能量的無(wú)效損耗。擴(kuò)大產(chǎn)品的多樣化,廣開(kāi)就業(yè)門(mén)路,增加收入。實(shí)現(xiàn)環(huán)境凈化,提高生態(tài)效益。8、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)間結(jié)構(gòu):指在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)合理安排各種生物使他們的生長(zhǎng)發(fā)育及生物量積累的時(shí)間相錯(cuò)有序,充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的一種時(shí)序結(jié)構(gòu)。(農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,調(diào)節(jié)時(shí)間結(jié)構(gòu)的方式為間作、輪作、套作、輪養(yǎng)、套養(yǎng)等)第四章 :農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的功能 能量流動(dòng)1、生態(tài)系統(tǒng)的功能:能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、價(jià)值轉(zhuǎn)化、信息傳遞。能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。2、農(nóng)業(yè)生態(tài)系能量:來(lái)源: (1)太陽(yáng)能( 2)輔助能:除太陽(yáng)輻射能以外,其它進(jìn)入系統(tǒng)的任何形式的能量。分為自然輔助能、人工輔助能。自然輔助能:在自

26、然過(guò)程中產(chǎn)生的除太陽(yáng)輻射能以外的其它形式的能量人工輔助能:人們?cè)谏a(chǎn)活動(dòng)中地投入的各種形式的能量(分生物輔助能、工業(yè)輔助能)生物輔助能:來(lái)自生物有機(jī)體或有機(jī)物的能量。如畜力的做功,有機(jī)肥、種苗的化學(xué)潛能。工業(yè)輔助能:來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)中的各種形式的能量。包括石油、電等形式直接投入的和化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、機(jī)械等等形式間接投入的能量。3、( 1)生物輔助能一般是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部能量的再利用,表示歸還率,是有限的;封閉形式的投入。(2)工業(yè)輔助能表示對(duì)該系統(tǒng)能量的補(bǔ)充。開(kāi)放形式的投入。 (資源量、形式、成本、環(huán)境影響不同)( 3)生物輔助能 / 工業(yè)輔助能,稱人工輔助能的組成(投能結(jié)構(gòu) )。產(chǎn)出生物能 / 投入

27、人工輔助能,稱人工輔助能的能效單位面積單位時(shí)間內(nèi)人工輔助能投入量,稱為人工輔助能投入水平4、生物質(zhì)能 :主要是植物或其被動(dòng)物轉(zhuǎn)化的排泄物等生物有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)存的能量。5、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的。6、食物鏈: 生態(tài)系統(tǒng)中生物成員通過(guò)一系列吃與被吃的食物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系將彼此聯(lián)系起來(lái)的鏈條。類型:捕食食物鏈、腐食食物鏈、寄生食物鏈、混合食物鏈。營(yíng)養(yǎng)級(jí):食物鏈上的每個(gè)食性環(huán)節(jié)綠色植物:第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)草食動(dòng)物:第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)肉食動(dòng)物:第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)食物網(wǎng):多條食物鏈交錯(cuò)形成的網(wǎng)絡(luò)。生態(tài)效率 :食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)上能量的轉(zhuǎn)化效率。十分之一定律 :生態(tài)系統(tǒng)中,能量在食物鏈上流動(dòng),上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)大約只能固定下一

28、營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的 10%,這種規(guī)律稱之為十分之一定律。生態(tài)金字塔: 當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)由低到高排列時(shí),其個(gè)體數(shù)目、生物量及能量一般呈現(xiàn)出下大上小的塔形分布。7、能流路徑 :( 1)太陽(yáng)輻射能通過(guò)光合作用進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng),成為生態(tài)系統(tǒng)能量主要來(lái)源;( 2)植物有機(jī)質(zhì)形式的化學(xué)潛能,通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng);( 3)化學(xué)潛能儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)生物組分內(nèi),或者隨著產(chǎn)品等輸出離開(kāi)系統(tǒng);( 4)生物通過(guò)呼吸作用釋放熱能,離開(kāi)生態(tài)系統(tǒng);( 5)輔助能起輔助作用。8、生產(chǎn)力是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)最基本的數(shù)量特征,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力分為:初級(jí)生產(chǎn)(植物,光合):次級(jí)生產(chǎn)(動(dòng)物,轉(zhuǎn)換);系統(tǒng)生產(chǎn)力(最終產(chǎn)品,生物維持量

29、)9、提高初級(jí)生產(chǎn)力方法:間套復(fù)種、育種、改良生產(chǎn)環(huán)境和條件、生產(chǎn)技術(shù)、充分利用非耕地。提高次級(jí)生產(chǎn)力的途徑:( 1)發(fā)展草食動(dòng)物充分利用富含纖維素的有機(jī)物質(zhì);(2)控制環(huán)境 ,管理水平。( 3)發(fā)展水生生物,提高能量利用效率;( 4)利用腐生食物鏈,增加能量利用層次;( 5)優(yōu)化飼料喂量與配比,提高轉(zhuǎn)化效率;(6)優(yōu)化畜禽結(jié)構(gòu),優(yōu)質(zhì)、高效;第五章:農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1、生物地球化學(xué)循環(huán) :地球上的各種化學(xué)元素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在自然動(dòng)力和生命動(dòng)力的作用下,在不同層次的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi),乃至整個(gè)生物圈里,沿著特定的途徑從環(huán)境到生物體,從生物體再到環(huán)境,不斷地進(jìn)行流動(dòng)和循環(huán)。2、地質(zhì)大循環(huán): 指化合物或元

30、素經(jīng)生物體的吸收作用,從環(huán)境進(jìn)入生物有機(jī)體內(nèi),然后生物有機(jī)體以死體、殘?bào)w或排隊(duì)泄物形式將物質(zhì)或元素返回環(huán)境,經(jīng)過(guò)五大自然圈循環(huán)后,再被生物利用的過(guò)程。特點(diǎn):時(shí)間長(zhǎng),范圍廣,是閉合式的循環(huán)3、生物小循環(huán): 生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境中的元素或化合物被生物利用后返回環(huán)境,不經(jīng)五大自然圈層的循環(huán),又相繼被生物利用的過(guò)程。特點(diǎn):時(shí)間短、范圍小,是開(kāi)放式的循環(huán)。4、庫(kù):物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中被暫時(shí)固定、貯存的場(chǎng)所。分為:( 1) 儲(chǔ)存庫(kù):即環(huán)境庫(kù),容積較大,物質(zhì)交換活動(dòng)緩慢。如大氣庫(kù)、土壤庫(kù)、水體庫(kù)等。( 2)交換庫(kù):即生物庫(kù),容積較小,與外界物質(zhì)交換活躍。如植物庫(kù)、動(dòng)物庫(kù)、微生物庫(kù)。源:產(chǎn)生與釋放物質(zhì)的庫(kù)。匯:吸收與固定

31、物質(zhì)的庫(kù)。流:物質(zhì)在庫(kù)與庫(kù)之間的轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。5、周轉(zhuǎn)率(更新率):指系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,某一組分(庫(kù))中的物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)所流出的量或流入的量占庫(kù)存總量的分?jǐn)?shù)值。單位時(shí)間交換量周轉(zhuǎn)率 = 庫(kù)存量周轉(zhuǎn)期(更新期):是庫(kù)中物質(zhì)全部更換平均需要的時(shí)間,也是周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)。6、物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn):( 1)物質(zhì)不滅,循環(huán)往復(fù)(物質(zhì)不滅定律)( 2)物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)不可分割,相輔相成,質(zhì)能作為一個(gè)統(tǒng)一體,其總量在任何過(guò)程都保持不便的守恒量.( 3)物質(zhì)循環(huán)的生物富集( 4)沒(méi)有生物則難于循環(huán)( 5)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)物質(zhì)循環(huán)有一定調(diào)節(jié)能力( 6)各物質(zhì)循環(huán)過(guò)程相互聯(lián)系,不可分割。7、幾種重要的循環(huán):(1)水循環(huán) :

32、降水( P)、蒸發(fā)( E)和徑流( R)在整個(gè)水循環(huán)是3 個(gè)最重要的環(huán)節(jié)。海洋水平衡: E=P+R陸地水平衡:P=E+R影響農(nóng)業(yè)水利用效率的因素:灌溉工程條件、作物配置與布局、灌溉方式、耕作方式、施肥條件。農(nóng)業(yè)節(jié)水措施:雨水匯集利用工程措施渠系輸水過(guò)程節(jié)水工程措施田間灌水過(guò)程節(jié)水工程措施農(nóng)藝節(jié)水措施管理節(jié)水措施(2)碳循環(huán): 光合作用是推動(dòng)碳循環(huán)的主要?jiǎng)恿μ佳h(huán)的基本途徑:(1)光合作用 呼吸作用(細(xì)胞)(2)大氣 CO2 植物(個(gè)體)(3)大氣 CO2 植物 動(dòng)物 微生物(食物鏈)(4)大氣 CO2 植物 動(dòng)物 化石 (5)大氣 CO2 水體碳酸鹽 沉積物(地質(zhì)大循環(huán))人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響

33、 :( 1)化石能源消費(fèi)與碳循環(huán)( 2)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳循環(huán)( 3)農(nóng)業(yè)活動(dòng)與碳循環(huán)溫室效應(yīng)及對(duì)農(nóng)業(yè)的影響:1)溫室效應(yīng):由大氣中的 CO2、 CH4、水蒸氣、 N2O、 O3 等氣體成分吸收長(zhǎng)波輻射而使地球保持較高溫度的效應(yīng)全球氣候變暖 :由于人類活動(dòng)排放溫室氣體,引起溫室效應(yīng)加強(qiáng)而導(dǎo)致的全球溫度升高、降水量增加、海平面上升等及由此產(chǎn)生的一系列生態(tài)和環(huán)境變化。溫室效應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響:直接影響與間接影響;正、負(fù)兩方面的影響(作物分布、種植制度、作物產(chǎn)量變化;洪澇旱災(zāi)害、病蟲(chóng)害加劇,生物多樣性變化)。土壤有機(jī)碳固定機(jī)制:化學(xué)穩(wěn)定機(jī)制、團(tuán)聚體物理保護(hù)機(jī)制、生物學(xué)機(jī)制影響農(nóng)田土壤有機(jī)碳固定的因素:

34、土壤理化性質(zhì)、溫度和水分、農(nóng)業(yè)耕作措施(3).氮循環(huán): 全球氮循環(huán)的主體存在于土壤與植物之間。氮的循環(huán)過(guò)程:氮的固定、生物有機(jī)體氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用等人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響:氮氧化物廢氣排放氮肥施用及氮素的損失農(nóng)業(yè)活動(dòng)氮素流失主要途徑::反硝化、氨揮發(fā)、淋失、地表徑流和土壤侵蝕。( 4)磷循環(huán): 屬于典型的沉積型循環(huán),大部分的磷以鈣鹽的形式長(zhǎng)期地離開(kāi)循環(huán)而在海洋中沉積起來(lái);以巖石為主要貯藏庫(kù)( 5)硫循環(huán): 從大氣進(jìn)入陸地:干濕沉降酸雨:指由于酸性物質(zhì)(硫酸與硝酸)含量較多而使pH 小于 5.6 的大氣降水8、9、保持農(nóng)田養(yǎng)分平衡的途徑:1)種植制度中合理安排歸還率較高的作

35、物及其類型。(油菜、豆科、禾本科)2)建立合理的輪作制度(水旱、豆禾)3)實(shí)行農(nóng)林牧結(jié)合4)農(nóng)產(chǎn)品就地加工,提高物質(zhì)的歸還率5)平衡施肥、全價(jià)飼料6)減少肥料、養(yǎng)分的流失通道。10、物質(zhì)循環(huán)的平衡:( 1)輸入輸出平衡(2)元素在各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度均衡( 3) 系統(tǒng)內(nèi)各元素的比例均衡11、環(huán)境污染的根本問(wèn)題:元素或物質(zhì)在局部積累12、生物放大作用:當(dāng)有毒物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后,沿著食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞并逐漸累積,使其殘留濃度逐漸增大,頂級(jí)生物忍受最高濃度的現(xiàn)象。特點(diǎn):不易代謝、不易轉(zhuǎn)化第六章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的信息流和資金流1、生態(tài)系統(tǒng)中的信息: 指能引起生物生理、生化和行為變化的信號(hào)。信息的類型 :( 1

36、)物理信息:生態(tài)系統(tǒng)中以物理過(guò)程為傳遞形式的信息稱為物理信( 2)化學(xué)信息:信息素:生態(tài)系統(tǒng)中由生物產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物參與化學(xué)傳遞信息,協(xié)調(diào)各種功能,這種傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)通稱為信息素。( 3)行為信息:許多植物的異常表現(xiàn)和動(dòng)物異常行動(dòng)傳遞了某種信息( 4)營(yíng)養(yǎng)信息:指環(huán)境中的食物及營(yíng)養(yǎng)狀況2、3、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的資金流:在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中輸入含一定勞動(dòng)的社會(huì)資源,經(jīng)過(guò)勞動(dòng)生產(chǎn),成為新的產(chǎn)品輸出,新產(chǎn)品含有更高的價(jià)值,并在銷售之后得到實(shí)現(xiàn)的價(jià)值流過(guò)程。4、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)資金流與能物流有兩種關(guān)系:耦聯(lián)關(guān)系、獨(dú)立關(guān)系。5、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡:在一定時(shí)間和范圍內(nèi),生物與環(huán)境、生物與生物之間相互適應(yīng)所維

37、持著的一種協(xié)調(diào)狀態(tài)。6、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性機(jī)制:包括內(nèi)源穩(wěn)定性機(jī)制和外源調(diào)控機(jī)制7、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控的特點(diǎn):調(diào)控機(jī)制的基本特點(diǎn) :兼有中心式調(diào)控和非中心式調(diào)控(自然生態(tài)系統(tǒng)屬非中心式調(diào)控;人工控制的系統(tǒng)屬中心式調(diào)控)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控層次 :有自然調(diào)控、人工直接調(diào)控和社會(huì)間接調(diào)控自然調(diào)控:程序調(diào)控、隨動(dòng)調(diào)控、最優(yōu)調(diào)控、穩(wěn)態(tài)調(diào)控穩(wěn)態(tài)調(diào)控:系統(tǒng)抵抗干擾和受干擾后迅速恢復(fù)的趨于穩(wěn)定發(fā)展的調(diào)控穩(wěn)態(tài)調(diào)控靠?jī)煞N機(jī)制:系統(tǒng)的功能組分冗余及系統(tǒng)的負(fù)反饋?zhàn)饔孟到y(tǒng)的功能組分冗余:在一個(gè)系統(tǒng)中,具有同一功能的組分?jǐn)?shù)量供大于求。反饋?zhàn)饔茫合到y(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果作為控制信息被回送,重新成為同一系統(tǒng)的輸入成分或控制信息。 (負(fù)反饋和正反饋)8、生態(tài)失調(diào) :生態(tài)系統(tǒng)受到外界壓力或沖擊超過(guò)了生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)閾值時(shí),系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力降低或消滅,造成生態(tài)平衡破壞,生態(tài)系統(tǒng)衰退或崩潰生態(tài)重建:生態(tài)平衡失調(diào)時(shí),為了防止系統(tǒng)逆行演替,人工通過(guò)相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制,使破壞的生態(tài)平衡得到恢復(fù),并惡性循環(huán)為良性循環(huán),建立新的生態(tài)平衡。第七章農(nóng)業(yè)資源與系統(tǒng)診斷1、資源: (廣義)在一定的技術(shù)條件下,現(xiàn)實(shí)或可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)能作為人類生產(chǎn)和生活所需要的一切物質(zhì)的和非物質(zhì)的要素。資源是動(dòng)態(tài)的分類:自然資源和社會(huì)資源或人力資源2、農(nóng)業(yè)資源 :自然資

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