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文檔簡(jiǎn)介
1、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第一章緒論第一節(jié)生態(tài)學(xué)及其發(fā)展1、1866 年,德國(guó)生物學(xué)家??藸栐谄渲饔袡C(jī)體的普通形態(tài)學(xué)中第一次正式提出生態(tài)學(xué)的概念,并將生態(tài)學(xué)定義為:生態(tài)學(xué)是研究生物與其環(huán)境互相關(guān)系的科學(xué)。2、 1971 年,奧德姆在其所著作的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)中,認(rèn)為生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。3、 1866 年,德國(guó)學(xué)者??藸柼岢錾鷳B(tài)學(xué)定義,標(biāo)志著生態(tài)學(xué)的誕生。4、 1935 年英國(guó)生態(tài)學(xué)家坦斯列首次提出生態(tài)系統(tǒng)的概念,把生物有機(jī)體與其環(huán)境看成是一個(gè)整體,提出生態(tài)系統(tǒng)是在特定的區(qū)域互相作用的全部生物與無(wú)機(jī)環(huán)境的綜合體。5、 1942 年,美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼提出食物鏈6、 20 世紀(jì) 30 年代,貝塔朗
2、菲提出系統(tǒng)論;40 年代美國(guó)科學(xué)家香農(nóng)創(chuàng)立信息論。7、生態(tài)工程是20 世紀(jì) 60 年代有奧德姆和馬世俊分別提出的。8、生態(tài)學(xué)按其性質(zhì)一般分為理論生態(tài)學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)兩大類。第二節(jié)1、 1983 年正式確定在農(nóng)業(yè)院校開(kāi)設(shè)農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)課,并在1986 年有國(guó)家教委將農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)列為農(nóng)學(xué)專業(yè)的主要課程,同時(shí)在部分農(nóng)業(yè)院校開(kāi)始試辦農(nóng)業(yè)生態(tài)專業(yè)。第三節(jié)1、 農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象主要是農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)系統(tǒng)。2、 農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的主要內(nèi)容包括農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能及其調(diào)控的原理和技術(shù)途徑。3、 農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的特點(diǎn):理論實(shí)用性、學(xué)科交叉性、研究統(tǒng)一性、宏觀層次性第二章第一節(jié)1、 系統(tǒng):有互相依賴的若干組分結(jié)合在一起,能
3、完成特定功能,并朝特定目標(biāo)發(fā)展的有機(jī)整體。2、 一個(gè)系統(tǒng)的組成,必須滿足3 個(gè)條件:第一,系統(tǒng)必須具備兩個(gè)以上的構(gòu)成要素:第二,各要素之間必須具有某種聯(lián)系;第三,各要素必須以整體的形式完成特定的功能。3、 系統(tǒng)的特征:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有序性、系統(tǒng)的層次、系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)功能的整合性4、 生態(tài)系統(tǒng):在一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi),生物與生物之間、生物與非生物環(huán)境之間密切聯(lián)系、相互作用并具有一定結(jié)構(gòu)及完成一定功能的綜合體,或者說(shuō)是由生物群落與非生物環(huán)境互相依存所組成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位。5、 1935 年,英國(guó)生態(tài)學(xué)家首次提出生態(tài)系統(tǒng)的概念。6、 生態(tài)系統(tǒng)分為生物組分和非生物組分7、 生物組分分為生產(chǎn)者、消
4、費(fèi)者、分解者8、 非生物組分為:太陽(yáng)輻射、無(wú)機(jī)物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、土壤9、 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系指生態(tài)系統(tǒng)中組成成分及其在時(shí)間、空間上的分布和各組分間的能量、物質(zhì)、信息流的方式與特點(diǎn)。10、11、12、(1)(2)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括物種結(jié)構(gòu)、 時(shí)空結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu) 生態(tài)系統(tǒng)具有能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞 3 大功能 生態(tài)系統(tǒng)的主要類型 按環(huán)境分:海洋生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、淡水生態(tài)系統(tǒng) 按人類干預(yù)程度分:自然生態(tài)系統(tǒng)、人工生態(tài)系統(tǒng)、半自然生態(tài)系統(tǒng)第二節(jié)1、 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng):在人類的積極參與下,利用農(nóng)業(yè)生物和非生物環(huán)境之間以及農(nóng)業(yè)生物種群之間的相互關(guān)系,通過(guò)合理的生態(tài)結(jié)構(gòu)和高效的生態(tài)機(jī)能,進(jìn)
5、行能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán),并按照人類社會(huì)需要進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的綜合體。2、 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組分結(jié)構(gòu)系指農(nóng)、林、牧、漁、副(加工)各業(yè)之間的量比關(guān)系,以及各業(yè)內(nèi)部的物種組成及量比關(guān)系。3、 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)常分為水平結(jié)構(gòu)與垂直結(jié)構(gòu)4、 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)基本功能:(1)能量流( 2)物質(zhì)流( 3)信息流( 4)價(jià)值流第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的比較:(1) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生物構(gòu)成不同于自然生態(tài)系統(tǒng)(2) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境條件不同于自然生態(tài)系統(tǒng)(3) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能不同于自然生態(tài)系統(tǒng)(4) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定機(jī)制不同于自然生態(tài)系統(tǒng)(5) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)立特點(diǎn)不同于自然生態(tài)系統(tǒng)(6) 農(nóng)業(yè)
6、生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)放程度高于自然生態(tài)系統(tǒng)(7) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量流特征不同于自然生態(tài)系統(tǒng)(8) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)特點(diǎn)不同于自然生態(tài)系統(tǒng)(9) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服從的規(guī)律不同于自然生態(tài)系統(tǒng)(10 ) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行的“目標(biāo) ”不同于自然生態(tài)系統(tǒng)第三章生物種群第一節(jié)種群的概念與特征種群:在一定時(shí)間內(nèi)占據(jù)特定空間的同一物種的集合體。種群是物種存在的基本形式,又是組成生物群落的基本單位種群的基本特征:指各類生物種群在正常的生長(zhǎng)發(fā)育條件下所具有的共同的特征,即種群的共性,而個(gè)別種群在特定環(huán)境下所產(chǎn)生的特殊適應(yīng)特征,不包括在此范圍內(nèi)。種群的基本特征包括:1) 種群的空間分布特征均勻型、隨機(jī)型、成群型(成群隨機(jī)
7、型和成群均勻型)2) 種群的數(shù)量特征1)種群的大小和密度(粗密度和生態(tài)密度)2)出生率和死亡率 (最大出生率和實(shí)際出生率、最低死亡率和實(shí)際死亡率)3)種群的年齡和性別結(jié)構(gòu) (雌、雄、兩性)(年齡結(jié)構(gòu)分增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型、衰退型)4)種群的遷入和遷出種群大?。阂粋€(gè)種群全體數(shù)目的多少種群的密度:?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)某個(gè)生物的個(gè)數(shù)的總數(shù)粗密度:?jiǎn)挝豢偪臻g內(nèi)的生物個(gè)體數(shù)(或生物量)生態(tài)密度:?jiǎn)挝粭⒖臻g內(nèi)某種群的個(gè)體數(shù)量(或生物量)3) 種群的遺傳特征4) 鄰接效應(yīng)鄰接效應(yīng):當(dāng)種群的密度增加時(shí),在鄰接的個(gè)體之間所出現(xiàn)的相互影響第二節(jié)種群的增長(zhǎng)模型種群增長(zhǎng)模型的典型類型:幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)、指數(shù)型增長(zhǎng)、邏輯斯諦(S 型)增
8、長(zhǎng)種群的幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng):種群在無(wú)限的環(huán)境中生長(zhǎng),不受食物、空間等條件的限制,種群的壽命只有 1 年,且一年中只有一個(gè)繁殖季節(jié),同時(shí)種群無(wú)年齡結(jié)構(gòu),彼此隔離的一種增長(zhǎng)方式。種群的指數(shù)增長(zhǎng):在無(wú)限壞境條件下,除了種群的離散增長(zhǎng)外,有些生物可以連續(xù)進(jìn)行繁殖,沒(méi)有特定的繁殖期,在這種情況下,種群的增長(zhǎng)表現(xiàn)為指數(shù)形式種群的邏輯斯諦增長(zhǎng):在實(shí)際壞境下,由于種群數(shù)量受到食物、空間和其他資源的限制,增長(zhǎng)是有限的。壞境對(duì)種群增長(zhǎng)的限制作用是逐漸增加的,故增長(zhǎng)曲線呈 S 型增長(zhǎng)。邏輯斯諦曲線5 個(gè)時(shí)期:1) 開(kāi)始期也稱潛伏期種群個(gè)體數(shù)量少,密度增長(zhǎng)緩慢2) 加速期隨個(gè)體數(shù)的增加,密度增長(zhǎng)逐漸加快3) 轉(zhuǎn)折期個(gè)體數(shù)達(dá)
9、到飽和密度一半(K/2)時(shí),密度增長(zhǎng)最快4) 減速期個(gè)體數(shù)超過(guò) K/2 以后,密度增長(zhǎng)逐漸變慢5) 飽和期種群個(gè)體數(shù)達(dá)到K 值而飽和邏輯斯諦方程的重要意義:許多相互作用的種群增長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)是漁業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等實(shí)踐領(lǐng)域中確定最大持續(xù)產(chǎn)量的主要模型模型中兩個(gè)參數(shù) r、K,已成為生物進(jìn)化對(duì)策理論中的重要概念第三節(jié) 種群數(shù)量的波動(dòng)與調(diào)節(jié)一、 種群的數(shù)量動(dòng)態(tài)1) 種群增長(zhǎng)自然種群數(shù)量變動(dòng)中J 型和 S 型增長(zhǎng)均可見(jiàn)到, J型增長(zhǎng)可以視為是不完全的 S 型增長(zhǎng)2) 季節(jié)消長(zhǎng)自然種群數(shù)量變動(dòng)存在著年內(nèi)(季節(jié)消長(zhǎng)) 和年間的差異3) 不規(guī)則波動(dòng)波動(dòng)無(wú)周期性, 數(shù)量也極不穩(wěn)定 (例子馬世駿研究東亞飛蝗在我國(guó)大發(fā)
10、生)4) 周期性波動(dòng)例子 旅鼠、北極狐3-4 年周期美洲兔、加拿大猞猁9-10 年周期5)種群的爆發(fā) 具有不規(guī)則或周期性波動(dòng)的生物都可能出現(xiàn)種群的爆發(fā)例子 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最聞名的爆發(fā)是害蟲(chóng)和害鼠6)種群的平衡種群較長(zhǎng)期地維持在幾乎同一個(gè)水平上7)種群的衰落和死亡 種群長(zhǎng)久處于不利條件下(人類過(guò)度捕獵或棲息地被破壞),其數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持久性下降,即種群衰落,甚至死亡。個(gè)體小,出生率低,生長(zhǎng)慢,成熟晚的生物,最早出現(xiàn)此種情況8)生態(tài)入侵由于人類有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地把某種生物帶入適宜其棲息和繁衍的地區(qū),種群不斷擴(kuò)大,分布區(qū)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展,這種過(guò)程稱生態(tài)入侵二、種群的空間動(dòng)態(tài)指組成種群的個(gè)體在空間的分布特征及其變
11、化1)種群對(duì)空間的需求組成種群的每一個(gè)有機(jī)體都需要一定的空間2)種群的空間結(jié)構(gòu)種群內(nèi)個(gè)體在空間的分布格局及其位置上的變動(dòng)情況遷移和擴(kuò)散是種群中個(gè)體在空間上的變動(dòng)情況的表現(xiàn)遷移和擴(kuò)散:指種群中的個(gè)體因某種原因從某分布區(qū)向外移動(dòng)的現(xiàn)象遷移和擴(kuò)散的原因:1) 種群密度過(guò)高使隨擁擠效應(yīng)出現(xiàn)的種群壓力和進(jìn)攻行為加強(qiáng),這是引起擴(kuò)散和遷移的主要原因2) 種群等級(jí)低及領(lǐng)域性弱的個(gè)體常被排擠,它們只好去尋找高等級(jí)個(gè)體未占據(jù)的、條件較差的棲息地3) 幼體長(zhǎng)大以后被親代驅(qū)逐出去而引起遷移4) 自然擴(kuò)散也是許多種群的遺傳特性和生態(tài)特征擴(kuò)散的方式:遷出、遷入、遷移三、種群對(duì)空間的利用方式分散利用和共同利用按集群的穩(wěn)定性
12、可分為:暫時(shí)性集群、季節(jié)性集群、穩(wěn)定而經(jīng)常性集群集群的生態(tài)學(xué)意義:1.改變小氣候2.共同取食和對(duì)空間資源的充分利用3.共同防御天敵4.有利于動(dòng)物的繁殖和幼體的發(fā)育三、種群波動(dòng)的原因1.非密度制約與數(shù)量無(wú)關(guān)的因素如溫度、降水、食物來(lái)源2.密度制約原因1)種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)食物和領(lǐng)地2)某些特殊生物種的增長(zhǎng),對(duì)心理抑制使種群不能繁殖過(guò)多3)捕食者與獵物者之間的反饋控制作用4)治病的病原菌和寄生物對(duì)種群的影響四、種群波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.密度調(diào)節(jié)包括種間調(diào)節(jié)和食物調(diào)節(jié)2.非密度調(diào)節(jié)氣候因子化學(xué)限制因子、污染物3.種內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)包括行為調(diào)節(jié)、生理調(diào)節(jié)和遺傳調(diào)節(jié)五、種群的進(jìn)化與生態(tài)對(duì)策一)生態(tài)對(duì)策:生物朝不同方向進(jìn)化的“對(duì)
13、策 ”,有 r 對(duì)策和 k 對(duì)策適宜 r 對(duì)策的生物具有個(gè)體小、壽命短、存活率低,但增值率高,具有較大擴(kuò)散能力,適應(yīng)與多種棲息環(huán)境,種群數(shù)量常出現(xiàn)大起大落的突發(fā)性波動(dòng)的生態(tài)特征適宜 k 對(duì)策的生物具有個(gè)體大、壽命長(zhǎng)、存活率高,適應(yīng)于穩(wěn)定的棲息生境,不具有較大擴(kuò)散能力,但有較前副的競(jìng)爭(zhēng)能力,種群密度較穩(wěn)定,常保持在k 水平適宜 r-k 對(duì)策的生物具有生活周期短, 繁殖快的特點(diǎn), 加速物質(zhì)的循環(huán)利用,減少養(yǎng)分流失,增加產(chǎn)品產(chǎn)出的特點(diǎn)(大量的農(nóng)作物和家畜、家禽屬于中間類型)二)R-C-S 生活史式樣干擾型( R )指資源豐富的臨時(shí)生境的選擇威脅忍耐型( S)指在資源脅迫生境中的選擇競(jìng)爭(zhēng)型( C )指
14、在資源豐富的可預(yù)測(cè)生境中的選擇與上述三種生活史式樣相一致的可能資源分配方式,- 主要分配給生殖,主要分配給生長(zhǎng)主要分配給維持第四節(jié) 種群間的相互關(guān)系一、種群關(guān)系的基本類型:1.中性作用2. 競(jìng)爭(zhēng):直接干涉型3.競(jìng)爭(zhēng):資源利用型4.偏害作用5.寄生作用6. 捕食作用7. 偏利共生8.原始協(xié)作9.互利共生二、正相互作用互利共生偏利共生原始協(xié)作三、負(fù)相互作用競(jìng)爭(zhēng) 捕食與寄生化感作用四、種群間相互關(guān)系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.建立人工混交林、林糧間作,農(nóng)作物間套種2.稻田養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)萍,稻魚(yú)、稻萍混作3.蜜蜂與蟲(chóng)媒授粉作物的互利作用4.生物防治病蟲(chóng)害及雜草第四章生物群落第一節(jié)生物群落的概念與特征一、生物群落概
15、念生物群落:生存于特定區(qū)域或生境內(nèi)的各種生物種群的集合體,也可以指各種不同大小及自然特征的有生命物體的集合二、 生物群落的基本特征1.具有一定的種類組成2.具有一定的外貌3.具有一定的結(jié)構(gòu)4.具有一定的動(dòng)態(tài)特征5.不同物種之間存在相互影響6.形成一定群落環(huán)境7.具有一定的分布范圍8.具有特定的群落邊界特征三、生物群落的種類組成及其數(shù)量特征組成 1. 生態(tài)優(yōu)勢(shì)種2.亞優(yōu)勢(shì)種3. 伴生種4.偶見(jiàn)種或稀見(jiàn)種數(shù)量特征種的個(gè)體數(shù)量指標(biāo)和種的綜合數(shù)量指標(biāo)種的個(gè)體數(shù)量指標(biāo)包括多度、密度、蓋度、頻度、高度、體積、重量1.種的個(gè)體數(shù)量指標(biāo)多度、密度、蓋度、頻度、高度、重量2.種的綜合數(shù)量指標(biāo)優(yōu)勢(shì)度、重要值、綜合
16、優(yōu)勢(shì)比、物種多樣性有關(guān)多樣性的指數(shù)(香農(nóng)-威納指數(shù)、辛普森指數(shù))第二節(jié)生物群落的結(jié)構(gòu)一、生物群落的垂直結(jié)構(gòu)生物群落的垂直結(jié)構(gòu):生物在空間的垂直分布上發(fā)生的成層現(xiàn)象陸生植物群落決定地上部分分層的環(huán)境因素,主要是光照、溫度和濕度,決定地下分層的主要因素,是土壤的物理和化學(xué)性質(zhì),特別是水分和養(yǎng)分水生生物垂直分布的原因主要取決于陽(yáng)光、溫度、食物和氧濃度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)群落垂直方向?qū)拥姆只饕Q于植物的生活型生物群落的成層性使單位面積內(nèi)能容納更多的生物種類和數(shù)量,產(chǎn)生更多的生物物質(zhì),同時(shí)以復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)維持著系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定,為人類合理栽培作物群落提供了可貴的依據(jù)。如魚(yú)的分層放養(yǎng)二、 群落的水平結(jié)構(gòu)群落的水平
17、結(jié)構(gòu):群落內(nèi)由于環(huán)境因素在不同地點(diǎn)上的不均勻性和生物本身的差異性,而在水平方向上分化形成不同的生物小型組合造成群落不同水平分布的型原因, 主要是群落所處的環(huán)境, 如土壤、溫度、濕度、陽(yáng)光及植物等方面分布的不均勻作用、物種的生殖特點(diǎn)、種間相互關(guān)系作用以及種的分工合作程度控制農(nóng)業(yè)生物群落的水平結(jié)構(gòu)有兩種基本方式:(1) 在不同的生境中因地制宜地選擇合適的物種,宜農(nóng)則農(nóng),宜林則林。宜牧則牧(2) 在同一生境中配置最佳密度,并通過(guò)飼養(yǎng)、栽培手段控制密度的發(fā)展各種農(nóng)作物、果樹(shù)、樹(shù)木的種植密度、魚(yú)塘的養(yǎng)殖密度、草場(chǎng)的放牧量等都對(duì)群落的水平結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量有重要影響三、 群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)群落的時(shí)間結(jié)構(gòu):由自然環(huán)境因
18、素的時(shí)間節(jié)律所引起群落各物種在時(shí)間結(jié)構(gòu)上相應(yīng)的周期變化常常把群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)稱為時(shí)相或季相調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)生物群落時(shí)間結(jié)構(gòu)的主要方式是復(fù)種、 套種、輪作和輪養(yǎng)、套養(yǎng)四、 環(huán)境梯度與群落分布環(huán)境梯度一般包括海拔、溫度、濕度、土壤、風(fēng)與光等因素五、 群落的交錯(cuò)區(qū)和邊緣效應(yīng)群落交錯(cuò)區(qū):是兩個(gè)或多個(gè)群落或生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡區(qū)域邊緣效應(yīng):由于群落交錯(cuò)區(qū)生境條件的特殊性、 抑制性和不穩(wěn)定性,使得毗鄰群落的生物可能聚集在這一生境重疊的交錯(cuò)區(qū)域中,不但增大了交錯(cuò)區(qū)中物種的多樣性和種群密度,而且增大了某些生物種的活動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)力在海洋和陸地的交接處即海岸帶和三角洲地區(qū),邊緣效應(yīng)應(yīng)更加明顯,人們利用邊緣效應(yīng),適當(dāng)增加森林和
19、草原的交接處,以保護(hù)和增殖野生動(dòng)物,充分利用水陸交接處的邊緣效應(yīng)發(fā)展灘涂養(yǎng)殖,生產(chǎn)海帶、紫菜、裙帶菜、石化菜和各種貝類、魚(yú)、蝦等,利用城鎮(zhèn)與農(nóng)村交接處農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度較高的特點(diǎn)發(fā)展獨(dú)具特色的城郊型農(nóng)業(yè)。第三節(jié)生物群落中的生態(tài)位生態(tài)位:是指生物在完成其正常生活周期是所表現(xiàn)出來(lái)的對(duì)環(huán)境綜合適應(yīng)的特征,是一個(gè)生物在物種和生態(tài)系統(tǒng)中的功能與地位生態(tài)位(空間生態(tài)位、營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位、基礎(chǔ)生態(tài)位)三、 生態(tài)位理論(一) 生態(tài)位寬度也稱生態(tài)位廣度或生態(tài)位大小, 指被一個(gè)有機(jī)體單位所利用的各種各樣不同資源的總和(公式在P74 )(二)生態(tài)位重疊和競(jìng)爭(zhēng)1.競(jìng)爭(zhēng)排斥原理:自然界對(duì)環(huán)境要求很相似的兩個(gè)物種大都不能長(zhǎng)期共
20、存,為食物或生活資源而競(jìng)爭(zhēng)遲早會(huì)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)力弱的物種部分滅亡或取代2.生態(tài)位分異:對(duì)環(huán)境資源的不同利用使得不同的物種同時(shí)存在于同一區(qū)域,這種現(xiàn)象稱為生態(tài)位分異3.生態(tài)位重疊:生態(tài)位之間的重疊現(xiàn)四、 生態(tài)位理論的應(yīng)用生態(tài)位理論表明:1.在同一生境中,不存在兩個(gè)生態(tài)位完全相同的物種2.在一個(gè)穩(wěn)定的群落中,沒(méi)有任何兩個(gè)物種是直接競(jìng)爭(zhēng)者,不同或相似物種必然進(jìn)行某種空間、時(shí)間、營(yíng)養(yǎng)或年等生態(tài)位的分異和分離3.群落是一個(gè)生態(tài)位分化了的系統(tǒng),物種的生態(tài)位之間通常會(huì)發(fā)生不同程度的重疊現(xiàn)象,只有生態(tài)位生差異較大的物種,競(jìng)爭(zhēng)才較緩和,物種之間趨向于相互補(bǔ)充,而不是直接競(jìng)爭(zhēng)生態(tài)位理論在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,在水域進(jìn)行立體
21、養(yǎng)殖;利用林果冠層下的空間種植藥材,培育食用菌第四節(jié)群落的演替一、群落演替的概念及原因(一)生物群落演替:生物系統(tǒng)內(nèi)的生物群落隨時(shí)間的推移,一種生物的消失,另一些物種浸入,出現(xiàn)生物群落及其環(huán)境向著一定方向有順序的發(fā)展變化過(guò)程對(duì)群落演替的理解,在用3 個(gè)特征定義描述:1.演替是群落發(fā)展有順序的過(guò)程2.演替是生物與環(huán)境反復(fù)作用的結(jié)果3.演替以穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)為發(fā)展定點(diǎn)(二)群落演替的主要原因外因和內(nèi)因1.外因演替:由于外部環(huán)境的改變所引起的生物群落的演替(氣候性、土壤性、生物性和人為演替)2.內(nèi)因演替:在生物群落里,群落的成員改變著群落內(nèi)部環(huán)境,而改變了的內(nèi)部環(huán)境反過(guò)來(lái)又改變著群落的成員二、原生演替
22、、次生演替、頂級(jí)群落(一)原生演替:指的是從未有過(guò)任何生物的裸地上開(kāi)始的演替旱生演替:從裸露的巖石表面開(kāi)始的原生演替1.旱生演替系列(地衣群落階段、苔蘚群落階段、草本群落階段、木本群落階段)2.水生演替系列(自由漂浮植物階段、沉水植物階段、浮葉根生植物階段、直立水生植物階段、濕生草本植物階段、木本植物階段)(二)次生演替 :在原有生物群落破壞后的地段上進(jìn)行的演替次生演替的一般特點(diǎn):1.次生演替的速度次生演替系列中的各個(gè)階段,演替的速度一般都比較快2.次生演替的趨向當(dāng)引起次生演替的外力作用停止后,群落一般都人趨向與恢復(fù)到受破壞前原生群落的類型,但在質(zhì)量、層次結(jié)構(gòu)和群落生境特征不完全一致3.次生演
23、替所經(jīng)歷的階段完全決定于外界因素作用的方式和持續(xù)的時(shí)間次生演替的性質(zhì)及特點(diǎn)一般決定于:1.外界因素作用的性質(zhì)、方式,作用的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間2.原生群落受破壞的面積3.次生植物群落中對(duì)原生群落的生物成分和土壤特性的保留程度4.生物繁殖體的種類、數(shù)量、距離和來(lái)源5.所在地的氣候、土壤及地形狀況(三)頂級(jí)群落頂級(jí):群落演替系列最后的穩(wěn)定階段頂級(jí)群落:演替最終形成穩(wěn)定群落頂級(jí)群落在理論上應(yīng)具有以下主要特征:1.它是一個(gè)在系統(tǒng)內(nèi)部和外部,生物與非生物環(huán)境之間已達(dá)平衡的穩(wěn)定系統(tǒng)2.它的結(jié)構(gòu)和組成已相對(duì)恒定3.有機(jī)物的年生產(chǎn)量與群落的消耗量和輸出量之和達(dá)到平衡,沒(méi)有生產(chǎn)量的凈積累,其現(xiàn)存量上下波動(dòng)不大4.頂級(jí)
24、群落如無(wú)外來(lái)干擾,可以自我延續(xù)地存在下去三、演替過(guò)程中生物群落結(jié)構(gòu)及功能變化1.群落的能流特征2.群落發(fā)展與物質(zhì)循環(huán)3.群落的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)4.群落的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成5.群落的穩(wěn)定性四、控制演替的集中主要因素(一)植物繁殖體的遷移、散布和動(dòng)物的活動(dòng)性(二)群落內(nèi)部環(huán)境的變化(三)種內(nèi)和種間關(guān)系的改變(四)外界環(huán)境條件的改變(五)人類的活動(dòng)五、頂級(jí)群落理論在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(一)對(duì)撂荒地植物被演替的控制(二)農(nóng)田土壤肥力變化與作物演替的利用(三)模仿群落演替的人工模擬群落(四)建立仿自然演替群落結(jié)構(gòu)的人工群落(五)農(nóng)田雜草防除第五章生物與環(huán)境的關(guān)系第一節(jié)環(huán)境因子的生態(tài)作用一概念環(huán)境:作用于生物個(gè)體或群體
25、的外界條件的總和,包括生物生存的空間,維持其生命活動(dòng)所必須的物質(zhì)能量,即環(huán)境包括自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。生態(tài)系統(tǒng)中又生態(tài)因子和生存因子。生態(tài)因子:一切影響生物生命活動(dòng)的因子叫生態(tài)因子。 有氣候因子,土壤因子和生物因子三大類。生存因子:生物生存不可缺少的因子。自然資源因子:在生態(tài)因子中,可作為原料和能量輸入系統(tǒng)并能在系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換為生物產(chǎn)品的因子。二環(huán)境因子的生態(tài)作用生態(tài)因子的作用:包括光,溫,水等氣候因子的生態(tài)作用,土壤自然體、土壤化學(xué)和土壤物理的生態(tài)作用。A 氣候因子(一) .光的生態(tài)作用:體現(xiàn)在光質(zhì),光量(光照強(qiáng)度),光照時(shí)間三方面。對(duì)植物的作用1光照強(qiáng)度:對(duì)植物細(xì)胞的增大,分化,體積增長(zhǎng),重量增
26、加關(guān)系密切;可促進(jìn)組織和器官的分化,制約器官的生長(zhǎng)發(fā)育速度,使植物各器官和組織保持發(fā)育上的正常比例;對(duì)植物繁殖影響很大等2光照時(shí)間:日照長(zhǎng)度對(duì)植物繁殖特性有影響;與植物分布和起源有關(guān)系;對(duì)植物休眠,地下儲(chǔ)藏器官形成有影響。對(duì)動(dòng)物的作用1 光質(zhì)中可見(jiàn)光對(duì)動(dòng)物的生殖,體色變化,遷徙,羽毛更換,生長(zhǎng)發(fā)育等都有影響。2 光照強(qiáng)度對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成具有重要影響。3 光照時(shí)間對(duì)動(dòng)物繁殖存在不同作用。(二)。溫度的生態(tài)作用溫度的節(jié)律性:地球上的不同地區(qū)與太陽(yáng)的相對(duì)位置不同,而且相對(duì)位置不斷發(fā)生變化,這些變化是有規(guī)律性的,稱為溫度的節(jié)律性。1 溫度及其變化對(duì)生物的分布體征有重要作用。2 溫度影響生物體
27、內(nèi)生理生化反應(yīng)。在一定范圍內(nèi)一般每升高 10 。C 可使生物反應(yīng)速率增加 2-3 倍,這叫范特賀定律。把維持生物正常生育的最高溫度稱為最大有效溫度:使各種生物作用反應(yīng)速率進(jìn)行的最快的溫度稱為最適溫度。(三)。水的生態(tài)作用1水是生物生長(zhǎng)發(fā)育的重要條件。表現(xiàn)在; 水是生物體的組成成分; 水作為溶劑,參與生物代謝; 水硬性生物產(chǎn)品的品質(zhì)。2水對(duì)動(dòng)植物數(shù)量和分布有影響。3水可對(duì)生物分類。水生生物和陸生生物等。綜合以上所得, 氣候因子與生物的關(guān)系表現(xiàn)在對(duì)生物的形態(tài)、 結(jié)構(gòu)、生理生化反應(yīng)、生長(zhǎng)發(fā)育、數(shù)量分布、和質(zhì)量特征等不同方面。B 土壤因子土壤的生態(tài)作用主要表現(xiàn)在土壤自身、土壤化學(xué)、土壤物理性等對(duì)土壤生
28、物區(qū)系及其分布的影響。(一)。土壤自然體的作用1是許多生物的棲息的場(chǎng)所。2生物進(jìn)化的過(guò)渡環(huán)境。3植物生長(zhǎng)的基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)庫(kù)。4污染物轉(zhuǎn)化的重要場(chǎng)地。(二)土壤化學(xué)性質(zhì)的生態(tài)作用PH 值的作用:1 直接影響植物代謝。2 間接影響植物對(duì)養(yǎng)分的吸收。3 對(duì)植物病害加以控制。4 微生物的活動(dòng),有機(jī)質(zhì)合成與分解,營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)移與釋放,微量元素的有效性,土壤保持養(yǎng)分的能力,植物生長(zhǎng)等,都與PH值有關(guān)。有機(jī)質(zhì)的生態(tài)作用:主要來(lái)源于綠色植物,其次是土壤中的微生物和動(dòng)物,可調(diào)節(jié)土壤物理性質(zhì)及生物狀況。礦物元素的生態(tài)作用:植物生命活動(dòng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。(三)土壤的理化性質(zhì)1土壤溫度。對(duì)植物的影響有:影響植物種子的萌發(fā)和
29、扎根出苗;制約土壤鹽類的溶解度、氣體交換和水分蒸發(fā)、有機(jī)物的分解和轉(zhuǎn)化。2土壤水分。3土壤空氣。三生態(tài)因子作用的一般特性:綜合性、主導(dǎo)因子性、同等重要性和不可替代性、直接性、階段性。四環(huán)境與生物的關(guān)系:從生態(tài)因子的作用特征歸納出環(huán)境與生物的關(guān)系表現(xiàn)為媒質(zhì)關(guān)系和基底關(guān)系。(一)環(huán)境與生物的媒質(zhì)關(guān)系媒質(zhì):介質(zhì) /媒介物,是一種與生物直接接觸,包圍在生物體四周的物質(zhì),水和空氣是最基本的媒質(zhì)。(二)環(huán)境與生物的基底關(guān)系基底:指可供生物居住和活動(dòng)的物體表面,與媒質(zhì)有異同。生物對(duì)基底的反應(yīng):向性與趨性、向觸性、驅(qū)觸性。第二節(jié)生物的生態(tài)作用(一)土壤生物的生態(tài)作用,主要作用和影響。促進(jìn)了土壤的形成。改善土壤
30、的物理性能。提高了土壤質(zhì)量。對(duì)土壤覆蓋層的影響。(二)森林的生態(tài)作用(最大的初級(jí)生產(chǎn)者)主要生態(tài)作用:涵養(yǎng)水源、保持水土。調(diào)節(jié)氣候、增加雨量。防風(fēng)固沙、保護(hù)農(nóng)田。凈化空氣、防止污染。降低噪音、美化大地。提供燃料、增加肥源。(三)淡水生物的生態(tài)作用(主要作用)吸收水中各種礦質(zhì)養(yǎng)分, 保持水土的潔凈程度, 增加水體的溶氧量,對(duì)水質(zhì)理化特性的變化起主導(dǎo)作用,形成水域生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力。(四)草原、草山生物的生態(tài)作用主要生物:天然牧草、人工牧草、草食牲畜,還有多種其他動(dòng)物、植物和土壤微生物。作用:改善土壤、增加植被覆蓋度、涵養(yǎng)水分、保持水土、固定流沙。(五)農(nóng)田生物的生態(tài)作用,對(duì)無(wú)機(jī)環(huán)境產(chǎn)生影響對(duì)土
31、壤肥力的影響。對(duì)水土保持的影響。對(duì)農(nóng)田氣候的影響。對(duì)凈化環(huán)境的作用。(六)生物因素作用的一般特征生物因素對(duì)某個(gè)物種的影響,只涉及種群中某些個(gè)體,很少情況下,才出現(xiàn)一個(gè)地區(qū)種群的全部個(gè)體被某種生物取食的現(xiàn)象。對(duì)于生物種群影響的程度常與種群的密度有關(guān)。生物因素之間的關(guān)系復(fù)雜,在相互作用,相互制約中產(chǎn)生了協(xié)同進(jìn)化。生物因素直接涉及到兩個(gè)物種 /與鄰近密切相關(guān)物種之間的關(guān)系。(七)環(huán)境與生物關(guān)系的基本規(guī)律 P107最小因子定律。耐受性定律。第三節(jié)生物的生態(tài)適應(yīng)性生態(tài)適應(yīng)性:生物在生存競(jìng)爭(zhēng)中為適應(yīng)環(huán)境而形成的特定性狀的一種表現(xiàn)。趨同適應(yīng):親緣關(guān)系相當(dāng)疏遠(yuǎn)的生物,由于長(zhǎng)期生活在相同的環(huán)境之中,通過(guò)變異、選
32、擇和適應(yīng),在器官形態(tài)方面出現(xiàn)很相似的現(xiàn)象。趨異適應(yīng):指同種生物的不同個(gè)體群,由于分布地區(qū)的差異,長(zhǎng)期受不同環(huán)境條件的綜合影響,不同個(gè)體群之間在形態(tài),生理等方面產(chǎn)生的相應(yīng)的生態(tài)變異。(一)生態(tài)型。同種生物的不同個(gè)體群,長(zhǎng)期生存在不要同的生態(tài)環(huán)境和人工培養(yǎng)條件下,發(fā)生趨異適應(yīng),并經(jīng)自然和人工選擇而分化,形成的生態(tài),形態(tài)和生理特性的基因型類群,稱生態(tài)型。生態(tài)型是分類學(xué)上種一下的分類單位。生態(tài)型有:氣候生態(tài)型、土壤生態(tài)型、生物生態(tài)型。(二)生活型不同種生物,由于長(zhǎng)期生存在相同的自然生態(tài)和人為培育環(huán)境條件下,發(fā)生趨異適應(yīng),并經(jīng)自然選擇和人工選擇后行成的,具有類似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的物種類型,稱生活型。
33、生活型著重從形態(tài)外貌上進(jìn)行劃分的,是種以上的分類單位。分類型: 1. 浮游生物; 2.土壤微生物; 3.內(nèi)生植物; 4.一年生植物;5.水生植物; 6.地下芽植物; 7 地面芽植物; 8.地上芽植物; 9.高位芽植物; 10. 樹(shù)上的附生植物。(三)生境和生態(tài)位生境:某一生物種群 /生物群,由于生態(tài)環(huán)境的約束,只能在某一特定區(qū)域中生存,則把該區(qū)域稱該生物種群 /生物群落的生境。(從生物生存的小區(qū)域方面來(lái)考慮生物與環(huán)境相互關(guān)系的概念生態(tài)位:生物物種在完成其正常生活周期時(shí)所表現(xiàn)出的對(duì)環(huán)境綜合適應(yīng)的特性,即一個(gè)物種在生物群落和生態(tài)系統(tǒng)中的功能和地位。類型:基礎(chǔ)生態(tài)位,現(xiàn)實(shí)生態(tài)位,空間生態(tài)位。第六章農(nóng)
34、業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的途徑1.能量:作為一種做功的動(dòng)力,根據(jù)是否做功,可劃分為動(dòng)能和潛能。動(dòng)能:正在做功的能量;潛能:尚未做功,但具有潛在的做功能力的能量;生物化學(xué)能:儲(chǔ)存在有機(jī)化合物中的一種潛在能量。熱能:一種廣泛見(jiàn)于不同能量做功過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化形式。人工輔助能:指人類通過(guò)各種生產(chǎn)活動(dòng)所投入到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的人力、畜力、燃料、電力、機(jī)械、農(nóng)藥、飼料等。人工輔助能對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用:強(qiáng)化和輔助生態(tài)系統(tǒng)中生物對(duì)太陽(yáng)能的固定、轉(zhuǎn)化、流動(dòng)、推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展。食物鏈:指生態(tài)系統(tǒng)中生物組分通過(guò)吃與被吃的關(guān)系彼此連接起來(lái)的一個(gè)序列,組成一個(gè)整體,像一條鏈索一樣,這種鏈索關(guān)系就被分
35、為食物鏈。營(yíng)養(yǎng)級(jí):食物鏈上能量和物質(zhì)被暫時(shí)儲(chǔ)存和停留的位置,也即每一種生物所處的位置食物鏈的三種類型:( 1)捕食食物鏈;( 2)腐食食物鏈;( 3)寄生食物鏈。食物網(wǎng):生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多條食物鏈相互交織, 互相聯(lián)結(jié)的 “網(wǎng)絡(luò) ”,這種網(wǎng)絡(luò)稱為 “食物網(wǎng) “。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化與流動(dòng)途徑:將日光能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在植物有機(jī)物質(zhì)中的化學(xué)潛能,根據(jù)化學(xué)潛能去向不同而形成了種不同的能流路徑。P121.能量流動(dòng)與轉(zhuǎn)化的基本定律熱力學(xué)三個(gè)基本定律(一) .熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律能量可以在不同的介質(zhì)中被傳遞,在不同的形式中被轉(zhuǎn)化,但數(shù)量上既不能被創(chuàng)造;也不能被消滅,即能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中式守恒的。公式:Q= U+
36、W 。Q:系統(tǒng)吸收的能量; U :系統(tǒng)內(nèi)能變化; W: 系統(tǒng)對(duì)外做功。(二) .熱力學(xué)第二定律 能量衰變定律自然界的所有自發(fā)過(guò)程都是能量從集中型轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⑿偷乃プ冞^(guò)程,而且是不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程。(三) .熵與耗散結(jié)構(gòu)熵:系統(tǒng)從溫度為絕對(duì)零度無(wú)分子運(yùn)動(dòng)的最大有序狀態(tài)向含熱狀態(tài)變化過(guò)程中每一度(溫度變化)的熱量變化,即熵變化時(shí)熱量變化與絕對(duì)溫度之比,在溫度處于絕對(duì)零度時(shí),熵值為零。熵定律:一切自發(fā)過(guò)程總是想熵值增加的方向進(jìn)行。耗散結(jié)構(gòu):利用外界環(huán)境的物質(zhì)、能量等不斷地支換,使趨向和混亂狀態(tài)的系統(tǒng)變?yōu)橛行蚝头€(wěn)定的狀態(tài)叫耗散結(jié)構(gòu)。(四) .生態(tài)金字塔生態(tài)金字塔:生態(tài)學(xué)研究中用以反映食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間生物個(gè)
37、體數(shù)量、實(shí)物量和能量比例關(guān)系的一個(gè)圖解模型。生態(tài)金字塔理論對(duì)提高能量利用與轉(zhuǎn)化效率、調(diào)控營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、保持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的指導(dǎo)意義。(五)。林的曼效率與生態(tài)效率定律P125第三節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn):指綠色植物通過(guò)光合作用固定太陽(yáng)光能并轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在植物有機(jī)體中的化學(xué)潛能的過(guò)程,這是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的基礎(chǔ)。次級(jí)生產(chǎn):指消費(fèi)者、還原者利用初級(jí)生產(chǎn)量進(jìn)行的同化、生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖后代的過(guò)程,這些利用初級(jí)生產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了能量再一次儲(chǔ)存和積累的異養(yǎng)生物被稱為次級(jí)生產(chǎn)。一初級(jí)生產(chǎn)(一)。初級(jí)生產(chǎn)的能量轉(zhuǎn)化化學(xué)反應(yīng)過(guò)程表示為:6CO2 + 12H2O +太陽(yáng)輻射能 C6H12O6+ 6H2O +
38、O2在單位時(shí)間內(nèi)(年、小時(shí)、分等)、單位面積上(hm2 、m2 )初級(jí)生產(chǎn)積累的能量或者于物質(zhì)的量稱為初級(jí)生產(chǎn)力(量),或稱為第一性生產(chǎn)力(量)。(二)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力二次級(jí)生產(chǎn)(一)。次級(jí)生產(chǎn)的能量平衡P130(二)。次級(jí)生產(chǎn)的能量轉(zhuǎn)化效率1營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量利用效率(或消費(fèi)效率)2營(yíng)養(yǎng)級(jí)之內(nèi)的生長(zhǎng)效率第四節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的輔助能輔助能:除太陽(yáng)輻射能之外,生態(tài)系統(tǒng)接收的其他形式的能量統(tǒng)稱為輔助能,包括自然輔助能和人工輔助能。人工輔助能包括生物輔助能和工業(yè)輔助能兩類。生物輔助能:來(lái)自于生物有機(jī)物的能量,如勞力、畜力、種子、有機(jī)肥、飼料等,稱為有機(jī)能。工業(yè)輔助能:指來(lái)源于工業(yè)的能量投入,也稱
39、為無(wú)機(jī)能、商業(yè)能、化石能 ,包括石油、煤、天然氣、電等含能物質(zhì)直接投入到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的直接工業(yè)輔助能,以及以化肥、農(nóng)藥、機(jī)具、農(nóng)膜等本身不含能量,但在制造過(guò)程中消耗了大量能量的物質(zhì)形式投入的間接工業(yè)輔助能。一生態(tài)系統(tǒng)的能流分析能流分析是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能量的流動(dòng)、轉(zhuǎn)化、散失過(guò)程的描述,一般多采用的是模型圖解決法。進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)能量分析的幾個(gè)步驟:1 確定系統(tǒng)的邊界。2 確定系統(tǒng)的組成成分及其相互關(guān)系。3 確定各組分之間的實(shí)物能量流動(dòng)或輸入輸出量。4 將實(shí)物量換算為能量。5 繪制能流圖。6 能流分析。二生態(tài)系統(tǒng)的能值分析能值是一種流動(dòng)或儲(chǔ)存的能量中所包含的另一種類別能量的數(shù)量,稱為該能量的能值。作用:以
40、能值為基準(zhǔn),可以衡量和比較生態(tài)系統(tǒng)中不同等級(jí)能量的真實(shí)價(jià)值與貢獻(xiàn),能值分析把生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中不同種類、不可比較的能量轉(zhuǎn)換成用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的能值來(lái)衡量和分析,從中評(píng)價(jià)其在系統(tǒng)中的作用和地位。能值分析的方法步驟:1 資料收集。2 能量系統(tǒng)圖的繪制3 編制各種能值分析表4 構(gòu)建系統(tǒng)的能值綜合結(jié)構(gòu)圖5 建立能值指標(biāo)體系6 系統(tǒng)模擬7 系統(tǒng)的發(fā)展評(píng)價(jià)和策略分析三 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能流的調(diào)控途徑P1421 擴(kuò)源2 強(qiáng)庫(kù)3 載流4 減耗第七章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生物地化循環(huán):地球的各種化學(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,在不同的生態(tài)系統(tǒng)、生物圈內(nèi),沿著特定的途徑從環(huán)境到生物體再到環(huán)境,不斷的進(jìn)
41、行流動(dòng)和循環(huán),就構(gòu)成了生物地化循環(huán)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán):對(duì)生命活動(dòng)比不可少的各種元素和無(wú)機(jī)化合物的運(yùn)動(dòng)通常稱為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)。生物地化循環(huán):由地質(zhì)大循環(huán)(時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣、屬于閉合式循環(huán))和生物小循環(huán)(時(shí)間短、范圍小、屬于開(kāi)放式循環(huán))組成,可分為氣相型循環(huán)(eg :碳,氮,氧,水蒸氣,氯,溴。氟等)和沉積型循環(huán)( eg:磷,硫,碘,鈣,鉀,鎂,銅等),存在庫(kù)(物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被暫時(shí)固定、儲(chǔ)存的場(chǎng)所。 Eg:植物庫(kù)、動(dòng)物庫(kù)、水體庫(kù)、土壤庫(kù))和流(物質(zhì)是庫(kù)與庫(kù)之間的轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。Eg:能流、物流、信息流)兩種狀態(tài)。4 碳循環(huán):綠色植物吸收大氣中的CO2 ,經(jīng)過(guò)植物呼吸、動(dòng)物與微生物分解、動(dòng)植物殘?bào)w燃燒等各種
42、途徑返回大氣。溫室效應(yīng) 大氣中 CO2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升的直接導(dǎo)致的后果, 對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康都具有重大影響。氮循環(huán):氮以氮?dú)庑问絻?chǔ)存在于大氣中,通過(guò)生物固氮、化學(xué)固氮、降雨輸入農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),再通過(guò)揮發(fā)、淋失、反硝化等損失和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品輸出系統(tǒng)。磷循環(huán):含磷巖礦經(jīng)過(guò)風(fēng)化和化學(xué)分解成為可溶性磷酸鹽,供作物吸收利用;可溶性磷在土壤中易被固定成為難溶性磷化物。利用率只有10%25%鉀循環(huán):主要儲(chǔ)存在巖石圈,通常土壤中都含富含鉀,但主要為難溶性鉀,多雨地區(qū)由于土壤中可溶性鉀的強(qiáng)烈淋失,易出現(xiàn)鉀缺失。8 水循環(huán) 驅(qū)動(dòng)力:太陽(yáng)能。組成:大循環(huán)小循環(huán)水的物理性質(zhì):具有可溶性、可動(dòng)性、比熱高9 我國(guó)水資源利用特征:
43、(1)水源的總供應(yīng)不能滿足總需要(2)過(guò)量開(kāi)采地表水及地下水,形成地上斷流、地下漏斗、水位下降、下游水資源減少、海水入侵、河流干枯、地面下沉( 3)破壞植被導(dǎo)致區(qū)域水平衡失調(diào)( 4)用水效率低,工農(nóng)業(yè)用水矛盾大(5)水資源受污染日益嚴(yán)重物質(zhì)流動(dòng)的特征:(1)生物量與現(xiàn)存量 (2 周轉(zhuǎn)率和周轉(zhuǎn)期 (3)循環(huán)效率生物量(現(xiàn)存量):某一特定觀察時(shí)刻,單位面積或體積內(nèi)積存的有機(jī)物質(zhì)總量。周轉(zhuǎn)率 R: 指系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,某一個(gè)組分(庫(kù))中的物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)所流出的量 F0 或流入的量 F1 占庫(kù)存總量 S 的份額。周轉(zhuǎn)率 R=F0/S=F1/S周轉(zhuǎn)期:是周轉(zhuǎn)率的倒數(shù),指該組份的物質(zhì)全部更換平均需要的時(shí)間。循環(huán)效率:循環(huán)物質(zhì) Fc 占總輸入物質(zhì) Fi 的比例。是衡量生態(tài)系統(tǒng)的功能強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程:是物質(zhì)由簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)態(tài)到復(fù)雜有
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