作物生態(tài)學(xué)概論

作物生態(tài)學(xué)概論第一頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五內(nèi)容第一章作物生態(tài)學(xué)概論第二章作物光溫生態(tài)第三章作物水分生態(tài)第四章作物養(yǎng)分生態(tài)第五章作物分子生態(tài)第六章作物群體生態(tài)第七章作物信息生態(tài)第八章作物生產(chǎn)生態(tài)第九章作物安全生態(tài)第二頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章作物生態(tài)學(xué)概論作物生產(chǎn)系統(tǒng)以技術(shù)管理為手段，環(huán)境協(xié)同為路徑，生長(zhǎng)調(diào)控為目標(biāo)，通過實(shí)現(xiàn)“技術(shù)一環(huán)境一作物”間的高度協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全的綜合生產(chǎn)目標(biāo)。 作物生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)原理分別催生形成了作物生理學(xué)、作物生態(tài)學(xué)、作物管理學(xué)等不同分支學(xué)科。 其中，作物生態(tài)學(xué)主要揭示作物與環(huán)境、作物與作物的相互關(guān)系及協(xié)同原理，與作物生理學(xué)和作物管理學(xué)具有非常緊密的有機(jī)聯(lián)系。隨著現(xiàn)代生態(tài)學(xué)理論與方法的創(chuàng)新和拓展，作物生態(tài)學(xué)的理論和技術(shù)正在得到不斷的充實(shí)和提高，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理與環(huán)境資源利用方而發(fā)揮著日益顯著的作用。第三頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章作物生態(tài)學(xué)概論第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向第四頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用作物生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)于處理好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高和資源環(huán)境利用之間的關(guān)系具有重要作用，因而在整個(gè)農(nóng)業(yè)科學(xué)體系中也占有重要地位。近年來，隨著作物產(chǎn)量的持續(xù)增長(zhǎng)和品質(zhì)的不斷改良，人們更加關(guān)注作物生產(chǎn)中的生態(tài)學(xué)問題，更加重視高效利用農(nóng)業(yè)資源和積極保護(hù)環(huán)境質(zhì)量。這就需要運(yùn)用作物生態(tài)學(xué)的原理和技術(shù)，科學(xué)協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全之間的關(guān)系，在確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的同時(shí)，努力實(shí)現(xiàn)高效生態(tài)的目標(biāo)，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。第五頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用一、作物生態(tài)學(xué)的概念、內(nèi)涵與特征二、作物生態(tài)學(xué)的地位與作用第六頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用一、作物生態(tài)學(xué)的概念、內(nèi)涵與特征(一)作物生態(tài)學(xué)的概念與內(nèi)涵作物生態(tài)學(xué)是研究作物與環(huán)境的相互關(guān)系及其作用機(jī)制的科學(xué)學(xué)體系中的一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，是生態(tài)學(xué)科的一個(gè)分支領(lǐng)域。作物生產(chǎn)系統(tǒng)是由“作物一環(huán)境一技術(shù)”構(gòu)成的多層次開放性農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中作物是主體。作物系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)是這一系統(tǒng)的二級(jí)子系統(tǒng)。第七頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用作物生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境是指作物生長(zhǎng)發(fā)育所需的各種環(huán)境要素的綜合，包括土壤、空氣、水分、光照、溫度等環(huán)境要京，以及病蟲草及土壤微生物等生物因素。作物包括各種農(nóng)作物，如大田作物、林木作物、園藝作物等。某一地區(qū)某種作物的產(chǎn)品形成，就是該作物遺傳潛力及其與環(huán)境條件相互作用的綜合表現(xiàn)。作物的遺傳潛力是作物利用環(huán)境條件形成產(chǎn)品的潛在能力。作物與環(huán)境相互作用的綜合效果，通過作物生育過程中的生理生化反應(yīng)，最終表現(xiàn)在作物產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量上。第八頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用人類所采取的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施分為兩類：一類是直接作用于作物，改變作物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理生化過程從而影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成，如整枝、打葉、人工輔助授粉、化學(xué)調(diào)控等。另一類則是通過改變環(huán)境，間接地影響作物，如耕地、耙地、施肥、灌溉等措施都屬于這一類。對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境的調(diào)控，目的是充分利用環(huán)境的有利條件，克服環(huán)境的不利因素，優(yōu)化作物生育進(jìn)程，最終達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。農(nóng)業(yè)技術(shù)措施是調(diào)控和利用作物與環(huán)境關(guān)系的必要技術(shù)手段。事實(shí)上，自然界中無(wú)論作物的生態(tài)適應(yīng)性有多強(qiáng)，總有些生態(tài)因子不能滿足優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的需要，因此對(duì)作物與環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行調(diào)控是必要的。如施肥幾乎是任何環(huán)境下作物高產(chǎn)栽培必須進(jìn)行的主要農(nóng)藝技術(shù)措施。第九頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用作物生態(tài)學(xué)研究涉及不同的尺度水平，從分子、細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體，到種群、群落甚至生態(tài)系統(tǒng)等都可以展開有關(guān)的研究。但研究的核心是作物本身對(duì)環(huán)境的響應(yīng)，即無(wú)論在哪個(gè)尺度上的研究都要圍繞個(gè)體的基本性能表現(xiàn)來進(jìn)行。作物生態(tài)學(xué)研究的基本問題包括：作物與環(huán)境的相互作用和基本機(jī)制；環(huán)境因素影響下的作物代謝作用和能量轉(zhuǎn)換等生命過程；作物適應(yīng)環(huán)境因子改變的能力和模式等。第十頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用

(二)作物生態(tài)學(xué)的性質(zhì)

作物生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的一個(gè)分支，也是農(nóng)業(yè)科學(xué)的一個(gè)分支。它主要是用生理學(xué)或分子生物學(xué)的理論和方法來分析生態(tài)學(xué)現(xiàn)象，并為實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全生產(chǎn)及可持續(xù)性發(fā)展服務(wù)。因此，它是一門以生態(tài)學(xué)、生理學(xué)為理論基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用科學(xué)。同時(shí)，它涉及植物學(xué)、植物生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、植物保護(hù)學(xué)、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、作物學(xué)等領(lǐng)域的理論知識(shí)和研究方法，因此也是一門交叉性科學(xué)。第十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用1．作物生態(tài)學(xué)是以生態(tài)學(xué)和生理學(xué)為基礎(chǔ)的一門應(yīng)用科學(xué)作物生產(chǎn)是人類利用作物有機(jī)體的生命活動(dòng)來取得產(chǎn)品的生產(chǎn)領(lǐng)域，任務(wù)就是要使農(nóng)作物與環(huán)境條件相適應(yīng)，充分利用有利的環(huán)境條件，克服不利的環(huán)境條件。作物生產(chǎn)不僅取決于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)條件，更取決于作物生產(chǎn)的自然環(huán)境條件，如土壤、溫度、光照、水分、肥料等。在作物生態(tài)系統(tǒng)中，作物與環(huán)境的平衡關(guān)系處于中心位置。因此，應(yīng)用生態(tài)學(xué)和生理學(xué)的原理和方法闡明作物與環(huán)境的相互作用機(jī)制尤為重要。從本質(zhì)上講，作物生產(chǎn)是作物通過光合作用將太陽(yáng)能和無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和有機(jī)物的一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程。因此，作物生態(tài)學(xué)必須借助于生態(tài)學(xué)、生理學(xué)及化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)等自然科學(xué)的基本原理和方法．來發(fā)展自身的理論和技術(shù)體系，并以提高作物的綜合生產(chǎn)力為主要目標(biāo)。第十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用2．作物生態(tài)學(xué)是服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一門綜合性科學(xué)我國(guó)是個(gè)人多地少的人口大國(guó)，怎樣在有限的耕地上不斷提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)是國(guó)家的頭等大事。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，農(nóng)產(chǎn)品中劣質(zhì)產(chǎn)品過剩與優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不足的矛盾以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低下的問題將越來越突出，因此提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和農(nóng)業(yè)效益也將日顯重要。可以說，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效是我國(guó)作物生產(chǎn)發(fā)展的唯一選擇，也是作物生態(tài)學(xué)研究的主要目標(biāo)。作物生產(chǎn)是一個(gè)環(huán)境一作物一技術(shù)(社會(huì))相互交織的復(fù)雜系統(tǒng)，而農(nóng)作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效通常又是矛盾的和難以統(tǒng)一的整體，而且高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的主次關(guān)系也會(huì)隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平而發(fā)生變化。因此，只有從系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)來全面認(rèn)識(shí)作物生態(tài)學(xué)體系，綜合運(yùn)用和集成各個(gè)相關(guān)學(xué)科的研究成果，才有可能使作物生態(tài)學(xué)作物生態(tài)學(xué)的研究和應(yīng)用符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。第十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用3．作物生態(tài)學(xué)是以可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展為目標(biāo)的一門生態(tài)科學(xué)

人口、糧食、能源和環(huán)境是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中難以解決的大問題。作物生產(chǎn)一方面是人類糧食安全的基礎(chǔ)，另一方面也會(huì)引起生態(tài)失衡和環(huán)境污染的問題。例如，農(nóng)藥和化肥的過量投入不僅會(huì)降低作物產(chǎn)量，還會(huì)引起空氣和水體的污染。另外，雖然農(nóng)業(yè)所需的自然資源大部分都是能再生的，但水資源和肥料資源等也亟待合理利用和加強(qiáng)保護(hù)。因此，在作物生態(tài)學(xué)研究和生產(chǎn)發(fā)展中必須牢固樹立生態(tài)系統(tǒng)平衡的意識(shí)，兼顧生產(chǎn)力增長(zhǎng)、資源高效利用和環(huán)境安全，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。第十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用

(三)作物生態(tài)學(xué)的特征

作物生態(tài)學(xué)有以下三個(gè)特征：1．綜合性2．層次性3．系統(tǒng)性第十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用1．綜合性

作物生態(tài)學(xué)是研究作物與生態(tài)環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)，目的是提高作物生產(chǎn)力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最本質(zhì)的基礎(chǔ)性特征。作物生態(tài)學(xué)又具有高度的綜合性。作物生態(tài)學(xué)的研究范圍包括了各種農(nóng)作物、病、蟲、草等，生態(tài)環(huán)境包括各種氣候因子和土壤環(huán)境，研究這些要素的專業(yè)知識(shí)與單項(xiàng)成果對(duì)于認(rèn)識(shí)整體是不可缺少的。作物生態(tài)學(xué)與許多生物種群的生理、生態(tài)、分布、栽培等具有廣泛的聯(lián)系，使作物生態(tài)學(xué)具有農(nóng)業(yè)總體生產(chǎn)的綜合性和集成性特點(diǎn)。第十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用2．層次性生命物質(zhì)有從大分子到細(xì)胞、器官、個(gè)體、種群、群落等不同的結(jié)構(gòu)層次。作物生態(tài)學(xué)主要研究個(gè)體以上的宏觀層次。同時(shí)也從個(gè)體以下層次對(duì)于作物生產(chǎn)中的問題給予機(jī)理性的解釋。雖然每一層次都有各自的結(jié)構(gòu)和功能特征，但高級(jí)層次的結(jié)構(gòu)和功能是由構(gòu)成它的低級(jí)層次發(fā)展而來的。因此，研究高級(jí)層次的宏觀現(xiàn)象需了解低級(jí)層次的結(jié)構(gòu)功能及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從低級(jí)層次的結(jié)構(gòu)功能動(dòng)態(tài)中可以得到對(duì)高級(jí)層次宏觀現(xiàn)象及其規(guī)律的深入理解和闡釋。對(duì)低層次的運(yùn)動(dòng)來講，其生物學(xué)意義也只有以較高的層次為背景，才能看得更清楚，把握得更推確。第十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用3．系統(tǒng)性系統(tǒng)性和整體性是不可分的。雖然作物生產(chǎn)系統(tǒng)的核心是作物本身，但作物生態(tài)學(xué)需解決的是整個(gè)作物生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)相互關(guān)系及作用機(jī)制。生物的不同層次，既是一個(gè)生態(tài)整體，也同樣是一個(gè)系統(tǒng)，均可用系統(tǒng)學(xué)原理和方法來進(jìn)行研究。系統(tǒng)分析的方法既能區(qū)分出系統(tǒng)的各要素，研究它們的相互關(guān)系和動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)又能綜合系統(tǒng)各組分的行為，探討系統(tǒng)的整體表現(xiàn)。系統(tǒng)研究還有助于探討系統(tǒng)各組分間作用與反饋的調(diào)控機(jī)制與模式，以指導(dǎo)實(shí)際系統(tǒng)的科學(xué)管理。第十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、作物生態(tài)學(xué)的地位與作用第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用(一)作物生態(tài)學(xué)的地位作物生態(tài)學(xué)研究的問題來自較高層次生態(tài)學(xué)(植物生態(tài)學(xué)、農(nóng)田生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué))和農(nóng)業(yè)科學(xué)(作物學(xué)、栽培耕作學(xué))的交叉綜合，而對(duì)生態(tài)學(xué)問題的解釋往往要求在較低層次學(xué)科(如植物生理學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)、分子生物學(xué))的機(jī)理解釋。因此，作物生態(tài)學(xué)是溝通理論依據(jù)與實(shí)踐應(yīng)用的應(yīng)用基礎(chǔ)性科學(xué)。

作物生產(chǎn)管理包括三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的理論體系：作物生理學(xué)、作物生態(tài)學(xué)、作物管理學(xué)。作物生理學(xué)是以作物為對(duì)象，由植物生理學(xué)與作物科學(xué)交叉發(fā)展而來的一門科學(xué)，主要研究作物半長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)形成規(guī)律的科學(xué)。作物管理學(xué)主要研究探索通過栽培管理、生長(zhǎng)調(diào)控、優(yōu)化決策，實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效及其可持續(xù)性發(fā)展的理論、方法和技術(shù)，是作物栽培學(xué)和耕作學(xué)的主要內(nèi)容。因此，作物生態(tài)學(xué)和作物生理學(xué)都是作物栽培學(xué)和耕作學(xué)及現(xiàn)代作物生產(chǎn)發(fā)展的理論基礎(chǔ)，而二者既相互獨(dú)立又密切聯(lián)系。第十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用作物生態(tài)學(xué)與其他生態(tài)學(xué)相比，雖然所涉及的環(huán)境因子(生態(tài)因子)相同，即同受自然生態(tài)規(guī)律的支配，但范圍較小，而且人為干預(yù)程度較高。作物生態(tài)系統(tǒng)是按人類需求而建立的物質(zhì)生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，作物生態(tài)學(xué)的核心內(nèi)容應(yīng)該以作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全生產(chǎn)為目標(biāo)，探討作物生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能及合理調(diào)控的途徑。從這一點(diǎn)來看，作物生態(tài)學(xué)所要達(dá)到的最終目標(biāo)，又與作物栽培學(xué)有共同或相似之處。但是，作物生態(tài)學(xué)不僅是從作物的生物學(xué)特性和產(chǎn)品形成過程及其與環(huán)境間的關(guān)系闡述作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全生產(chǎn)的理論與模式，而更要從生態(tài)學(xué)角度，以作物與環(huán)境所構(gòu)成系統(tǒng)的整合效應(yīng)為基點(diǎn)，運(yùn)用生物學(xué)的理論和系統(tǒng)學(xué)的方法，從描述性生態(tài)學(xué)關(guān)系到因果機(jī)制的解析和提煉，力求闡明作物生態(tài)系統(tǒng)中各種生態(tài)現(xiàn)象與互作機(jī)制。因此，作物生態(tài)學(xué)在現(xiàn)代作物生產(chǎn)中具有極其重要的理論價(jià)值和實(shí)踐指導(dǎo)。第二十頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用(二)作物生態(tài)學(xué)的作用農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。由于農(nóng)業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有特殊的使用價(jià)值，決定了農(nóng)產(chǎn)品是人類生存最基本、最必需的生產(chǎn)和生活資料。農(nóng)業(yè)的發(fā)展對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定均起到十分重要的作用，特別是農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與人們的生活水平密切相關(guān)。同時(shí)，由于生態(tài)環(huán)境的惡化和農(nóng)業(yè)資源的過度消耗，使農(nóng)業(yè)發(fā)展受到生態(tài)環(huán)境多方面的制約，社會(huì)所面臨的人口、資源、糧食、能源、環(huán)境和災(zāi)害等重大問題，向生態(tài)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；谧魑锷鷳B(tài)學(xué)的原理與技術(shù)，探討解決這些問題的途徑與方法，對(duì)于因地制宜地提高作物生產(chǎn)力和資源利用率，保護(hù)作物生存的環(huán)境，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)及作物生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)的效率，以達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全的綜合生產(chǎn)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展均有十分重要的作用。第二十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用具體來說，作物生態(tài)學(xué)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用可以體現(xiàn)在以下六個(gè)方面；(1)確定不同環(huán)境下作物(品種)生產(chǎn)力的形成特點(diǎn)，為因地制宜地提高生產(chǎn)力提供依據(jù)。(2)確定品種的適宜生態(tài)型，為因地制宜地確定育種方向和目標(biāo)提供依據(jù)。(3)確定不同作物組合一間套復(fù)種的生態(tài)適應(yīng)性，為合理安排種植制度提供依據(jù)。第二十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學(xué)的定義、特征與作用(4)確定作物(品種)適應(yīng)環(huán)境的范圍和程度、適宜的種植地區(qū)及種植季節(jié)，為促進(jìn)區(qū)域化土地合理利用、生產(chǎn)基地建立、合理的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與作物市局提供依據(jù)。(5)開發(fā)特定需求的作物資源，尤其是利用最佳環(huán)境條件發(fā)展特色作物(品種)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多元化和高效化。(6)深化和領(lǐng)展生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)為生態(tài)學(xué)理論與方法的驗(yàn)證和應(yīng)用提供研究與發(fā)展平臺(tái)。第二十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展一、作物生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生(一)生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展(二)生態(tài)學(xué)分支

(三)作物生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程第二十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展一、作物生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生(一)生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展1．生態(tài)學(xué)的萌芽時(shí)期（公元17世紀(jì)以前）2．生態(tài)學(xué)的建立時(shí)期（公元17世紀(jì)-19世紀(jì)末）3．生態(tài)學(xué)科分化時(shí)期（20世紀(jì)初一20世紀(jì)30年代）4．系統(tǒng)生態(tài)學(xué)時(shí)期（20世紀(jì)30年代-20世紀(jì)60年代末）5．人類生態(tài)學(xué)時(shí)期（20世紀(jì)70年代-今天）第二十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展

一、作物生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生(二)生態(tài)學(xué)分支1．按研究對(duì)象的生物組織水平劃分可分為個(gè)體生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、區(qū)域生態(tài)學(xué)和全球生態(tài)學(xué)等；2．按生物分類婁群劃分可分為普通生態(tài)學(xué)、動(dòng)物生態(tài)學(xué)、植物生態(tài)學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)，昆蟲生態(tài)學(xué)、魚類生念學(xué)、鳥類生態(tài)學(xué)、獸類生態(tài)學(xué)和人類生態(tài)學(xué)等；3．按生物棲息場(chǎng)所劃分可分為陸地生態(tài)學(xué)，包括森林生態(tài)學(xué)、草原生態(tài)學(xué)、沙漠生態(tài)學(xué)等；水域生態(tài)學(xué))，包括海洋生態(tài)學(xué)、淡水牛態(tài)學(xué)；更具體的劃分有熱帶生態(tài)學(xué)、濕地生態(tài)學(xué)、山地生態(tài)學(xué)等。第二十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展

一、作物生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生(二)生態(tài)學(xué)分支4．按生態(tài)學(xué)與其他科學(xué)的交叉劃分可分為生理生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生態(tài)學(xué)、分子生態(tài)學(xué)、數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、能量生態(tài)學(xué)、地理少態(tài)學(xué)等。5．按應(yīng)用領(lǐng)域劃分可分為農(nóng)田生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、家畜生態(tài)學(xué)、漁業(yè)生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)學(xué)、草地生態(tài)學(xué)、污染生態(tài)學(xué)、自然資源生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué))、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、生態(tài)工程學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、人類生態(tài)學(xué)、生態(tài)倫理學(xué)等。6.按研究方法劃分，有野外生態(tài)學(xué)、實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)和理論生態(tài)學(xué)等第二十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展

一、作物生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生

(三)作物生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生生態(tài)學(xué)的發(fā)展從與其他學(xué)科的交叉產(chǎn)生了普通生態(tài)學(xué)、農(nóng)田生態(tài)學(xué)及植物生態(tài)學(xué)等交叉學(xué)科。這些學(xué)科的基本理論和規(guī)律及研究方法融合于作物科學(xué)中，并與現(xiàn)代科技緊密結(jié)合，對(duì)作物生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生起了驅(qū)動(dòng)作用。同時(shí)，植物生理學(xué)的發(fā)展為解決作物與環(huán)境相互關(guān)系的生態(tài)學(xué)問題提供了明確機(jī)制的工具。植物生理學(xué)是研究植物生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。英、德等國(guó)的植物生理學(xué)于19世紀(jì)中葉成為獨(dú)立學(xué)科。19世紀(jì)末到20世紀(jì)韌，大部分研究著重在外界因素、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和發(fā)育時(shí)期等對(duì)一些植物的生理過程的影響。由于生物化學(xué)、微生物學(xué)的發(fā)展，植物生理學(xué)的研究轉(zhuǎn)入到內(nèi)部機(jī)理的探索，深入到微觀領(lǐng)域，20世紀(jì)30一40年代達(dá)到高峰。1949年在美國(guó)首先建立了人工氣候室，研究環(huán)境對(duì)于生理機(jī)制的影響。60年代由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要和生態(tài)學(xué)的發(fā)展，部分植物生理學(xué)的研究轉(zhuǎn)向宏觀發(fā)展領(lǐng)域，進(jìn)入群體群落問題的研究。生態(tài)學(xué)與植物生理學(xué)的發(fā)展為作物生態(tài)學(xué)的誕生奠定了學(xué)科交叉與綜合的基礎(chǔ)。第二十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程作物生態(tài)學(xué)的出現(xiàn)僅有幾十年的歷史。作物生態(tài)學(xué)的介紹最早見于1922年weaver(美國(guó))的《作物生態(tài)學(xué)研究》，其后日本學(xué)者野口彌吉、沼田真等對(duì)作物生態(tài)學(xué)均有描述。1964年美國(guó)加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校農(nóng)學(xué)系正式開設(shè)了作物生態(tài)學(xué)，至80年代已形成自成體系的教學(xué)內(nèi)容。我國(guó)農(nóng)業(yè)院校于1984年將作物生態(tài)學(xué)正式列為作物栽培學(xué)與耕作學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位課。近年來，這門新興學(xué)科雖已初具規(guī)模，但其體系仍在完善之中。第二十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程20世紀(jì)20-30年代BureisonW．L.就著手研究栽培植物與環(huán)境的關(guān)系及其分布。隨后，KlagesK.H.W．繼承其觀點(diǎn)并繼續(xù)研究，著有《作物生態(tài)地理學(xué)》(1942)，不僅研究作物與自然環(huán)境的關(guān)系，還研究其與社會(huì)環(huán)境的關(guān)系。美國(guó)WielseC.P.(1963)的《作物生態(tài)適應(yīng)性與分布》一書論述了各環(huán)境因素與作物分布的關(guān)系，并提出適應(yīng)性的定義。意大利Azzi(1956)的《農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)》，研究了作物產(chǎn)量與氣候土壤環(huán)境的關(guān)系。日本戶劉義次等的《作物生理生態(tài)》(1955)，論述了作物光合、呼吸、營(yíng)養(yǎng)生理以及環(huán)境對(duì)其生長(zhǎng)過程、生理作用的影響。沼田貞(1965)提出應(yīng)用生態(tài)學(xué)，介紹作物生態(tài)學(xué)與作物環(huán)境栽培學(xué)的聯(lián)系。70年代，美國(guó)植物生理學(xué)家LoomisR．S．強(qiáng)調(diào)在不同的生態(tài)條件下研究作物生理與光合作用的過程，提出作物生態(tài)學(xué)以植物生理和生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)。在田間條件下(輔以實(shí)驗(yàn)室條件)分析研究作物群體的生理過程和環(huán)境(光、溫、水、氣)間的物質(zhì)能量交換特點(diǎn)和規(guī)律，從而研究不同生態(tài)條件下生理現(xiàn)象對(duì)產(chǎn)量形成的影響，以獲得作物與栽培條件的最佳配合，并將人的因素納入環(huán)境中。此外，戶劉義次《作物的光合作用與物質(zhì)生產(chǎn)》、村田吉男《作物的光合成與生產(chǎn)》(1975)等均屬作物生態(tài)的基礎(chǔ)研究。美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)和普渡大學(xué)相繼給大學(xué)生開設(shè)“作物的適應(yīng)性分布與作物生產(chǎn)”及“作物適應(yīng)性與分布”課程。第三十頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程我國(guó)20世紀(jì)以來，丁穎(30一60年代)開展廠水稻牛態(tài)的研究，梁光商出版了《水稻生態(tài)學(xué)》(1983)；呂炯提出植物的氣候生態(tài)型(1963)。70年代，高亮之等提出了“作物氣候生態(tài)”的概念；候?qū)W烴在農(nóng)業(yè)生態(tài)方面也作廣大量的工作。尤其是近廣多年來，全國(guó)在主要作物氣候生態(tài)、農(nóng)業(yè)氣候資源調(diào)查與區(qū)劃等方面所開展的大量研究以及農(nóng)業(yè)氣候?qū)W的發(fā)展都促進(jìn)了作物生態(tài)學(xué)在我國(guó)的發(fā)展。與此同時(shí)．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，出現(xiàn)了與作物生態(tài)學(xué)交叉的多種學(xué)科，如農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、農(nóng)田生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)學(xué)以及作物生理生態(tài)學(xué)、作物生態(tài)生理學(xué)等。第三十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程1980年以后來出現(xiàn)的《作物栽培生理生態(tài)》(川田信一郎，1982)，是以作物為對(duì)象研究生產(chǎn)力、生長(zhǎng)分化、作物的光合作用和水分生理、作物體內(nèi)的物質(zhì)合成與運(yùn)轉(zhuǎn)以及植物激素在作物栽培中的應(yīng)用等。第三十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程由美國(guó)Loomis和澳大利亞Conner于1992合著出版的《作物生態(tài)學(xué)—農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)力與管理》(李雁鳴等譯，2002)，在作者多年教學(xué)和科研工作積累的基礎(chǔ)上，首次系統(tǒng)地闡述了作物生態(tài)學(xué)的基本理論、主要內(nèi)涵和方法技術(shù)及其與農(nóng)業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)力管理的關(guān)系，確立了較為完整的作物生態(tài)學(xué)體系。第三十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程此外，Lambers于1998年出版的《植物生態(tài)生理學(xué)》則是從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)研究植物在不同環(huán)境下光合作用、水分利用、氮素利用與能量平衡，植物對(duì)逆境的響應(yīng)及適應(yīng)，以及影響不同環(huán)境下植物組成的生理生態(tài)特性及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。同時(shí)，作物栽培學(xué)、作物遺傳學(xué)和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展對(duì)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展提供了更多的研究手段與方法。所有這些相關(guān)學(xué)科的理論和方法對(duì)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展都有一定的促進(jìn)作用。第三十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法作物生態(tài)學(xué)以作物生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，以作物與環(huán)境的相互關(guān)系及協(xié)同原理為研究?jī)?nèi)容，主要運(yùn)用生物學(xué)方法和系統(tǒng)學(xué)方法，揭示不同環(huán)境因素下的作物生理活動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換等過程，并闡明作物適應(yīng)環(huán)境的能力和模式。一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容二、作物生態(tài)學(xué)的研究方法第三十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容作物生態(tài)系統(tǒng)和普通生態(tài)系統(tǒng)一樣，也是出生物因素有機(jī)環(huán)境和非生物因素天機(jī)環(huán)境組成。生物因素按其在能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)循環(huán)中的地位，分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。生產(chǎn)者是栽培植物，包括糧食作物、經(jīng)濟(jì)(工藝)作物、果木、蔬菜、飼料作物、香料藥材等。它們通過光合作用將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并貯藏在作物中。以作物產(chǎn)品為食物的人類和畜禽處于消費(fèi)地位，屬消費(fèi)者。土壤微生物通過對(duì)作物有機(jī)體的吸收和分解使復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單的天機(jī)物質(zhì)，將生物的個(gè)體分解，并使之返回到土壤中供作物使用，屬分解者。第三十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容在作物生態(tài)系統(tǒng)中包括自然環(huán)境和人為環(huán)境。作物生長(zhǎng)的自然環(huán)境系指氣候、地文和生物。氣候環(huán)境包括光、溫、水、養(yǎng)分、空氣等五大因子，是直接作用于作物本身，并對(duì)其他環(huán)境因子產(chǎn)生決定性影響的因素。地文環(huán)境包括土壤的物理、化學(xué)性狀及通過光、溫、水、氣的冉分配而影響作物的間接因素，如地形、地勢(shì)、地貌等。生物因素包括微生物、病蟲、雜草及其他有關(guān)動(dòng)植物，還包括生物間的競(jìng)爭(zhēng)與代謝產(chǎn)物。人為環(huán)境是指社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素(包括人口密度、勞力、交通、市場(chǎng)價(jià)格)、生產(chǎn)條件(灌溉、施肥水平、病蟲害防治能力)和技術(shù)條件等。人類是作物生態(tài)系統(tǒng)的主宰者，人的勞動(dòng)和智慧能在很人程度上控制、調(diào)節(jié)或改善這個(gè)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)，促使作物與環(huán)境相吻合，使之符合人類的需要。第三十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容能量轉(zhuǎn)化、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是作物生態(tài)系統(tǒng)的三個(gè)基本功能，也是作物生態(tài)系統(tǒng)的基本規(guī)律，通過流、庫(kù)和循環(huán)進(jìn)行。太陽(yáng)光能、水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)元素不斷處于被吸收、固定、轉(zhuǎn)化循環(huán)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱之為“流”。在運(yùn)動(dòng)過程中被暫時(shí)吸收，固定、儲(chǔ)存的單位叫“庫(kù)”。如作物庫(kù)的固定、貯存的能力不僅決定于作物本身的特性，而且決定于循環(huán)。流、庫(kù)和循環(huán)，是相互依存、密不可分的。它們形成了作物生態(tài)系統(tǒng)的特征，也決定著作物系統(tǒng)的生產(chǎn)力。在作物生態(tài)系統(tǒng)中能量釋放是單向的流動(dòng)，而物質(zhì)流動(dòng)是循環(huán)的。同時(shí)，在系統(tǒng)中還存在不同組分間的信息交換。整個(gè)作物生態(tài)系統(tǒng)的速本結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系如圖1—2所示。第三十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容第三十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容在作物生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，通過食物能的傳遞，把人、畜合、作物聯(lián)成一個(gè)序列，稱之為食物鍍。食物鏈?zhǔn)亲魑锷鷳B(tài)系統(tǒng)中生物之間的主要聯(lián)系方式，是物質(zhì)、能量的主要運(yùn)轉(zhuǎn)途徑。作物生態(tài)系統(tǒng)有兩種基本食物鏈(圖1-3)，如以單一種植業(yè)為基礎(chǔ)作物一人類，以種植、養(yǎng)殖相結(jié)合的食物鏈。與自然生態(tài)系統(tǒng)和其他生態(tài)系統(tǒng)相比，作物生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈很短。第四十頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容由于能量的轉(zhuǎn)化服從于兩個(gè)基本規(guī)律——熱力學(xué)第一定律(能量守恒定律)和熱力學(xué)第二定律(能量散逸定律)，能量流動(dòng)是有方向性的，流動(dòng)中因有呼吸、排泄而有能量散逸，因而出現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)金字塔(圖1-4)。第四十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容包含以下六個(gè)方面：1．作物生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能2．作物生態(tài)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律3．作物生產(chǎn)潛力分析4．作物生態(tài)適應(yīng)及分布5．逆境生態(tài)條件與作物生產(chǎn)6．作物生態(tài)系統(tǒng)的合理調(diào)控第四十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容包含以下六個(gè)方面：1．作物生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能包括環(huán)境因子的分析及其對(duì)作物系統(tǒng)的生態(tài)作用，探索充分利用自然資源，如太陽(yáng)輻射能、溫度、水分、土壤等，消除或削弱限制因子的影響，挖掘作物的潛在個(gè)產(chǎn)力。作物是生態(tài)系統(tǒng)的主體，是物質(zhì)生產(chǎn)者。因此作物的種群結(jié)構(gòu)、群落結(jié)構(gòu)及其同化環(huán)境的能力(即形成高的生產(chǎn)力)，則是作物生態(tài)學(xué)研究的重要主題。第四十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容包含以下六個(gè)方面：2．作物生態(tài)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律作物生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)輸入與輸出的系統(tǒng)。系統(tǒng)的物質(zhì)能量平衡是提高作物生產(chǎn)力的基本條件。農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷史，即由原始農(nóng)業(yè)、古代農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)到近代農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，其生產(chǎn)力的不斷提高是與由系統(tǒng)外向系統(tǒng)內(nèi)輸人物質(zhì)和能量，特別是工業(yè)輔助能及生物能的投入分不開，輔助能的投入將提升作物系統(tǒng)同化環(huán)境的效率，可以減少系統(tǒng)的非生產(chǎn)性消耗。作物生態(tài)學(xué)在論述物質(zhì)能量平衡及轉(zhuǎn)化時(shí)，必須針對(duì)中國(guó)自然資源、生態(tài)環(huán)境及生產(chǎn)水平的現(xiàn)狀進(jìn)行具體分橋。應(yīng)該把提高生產(chǎn)力和保持系統(tǒng)的良性循環(huán)兼顧起來。發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)能的大量投入，對(duì)系統(tǒng)功能的提高起了巨大的推動(dòng)作用，但同時(shí)也帶來了環(huán)境污染的不利影響。而發(fā)展中國(guó)家生物能投入比例較高，但生產(chǎn)水平卻較低。輔助能的合理使用因該是作物生態(tài)學(xué)的要點(diǎn)。第四十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容包含以下六個(gè)方面：3．作物生產(chǎn)潛力分析作物的生產(chǎn)潛力，從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)，它亦是作物生態(tài)系統(tǒng)各因子互作的整合效應(yīng)的最佳體現(xiàn)。作物生態(tài)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的、可調(diào)控的系統(tǒng)，也是相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)。作物生產(chǎn)潛力是作物系統(tǒng)生產(chǎn)力的上限。Loomis首先提出的是光合生產(chǎn)潛力，他設(shè)計(jì)了作物所有生活環(huán)境因子均處于理想狀態(tài)下，僅考慮太陽(yáng)輻射能與作物生產(chǎn)力的關(guān)系。中國(guó)科學(xué)院地理所黃秉維等提出了作物生產(chǎn)潛力的另一估算方法，即在光合生產(chǎn)潛力的基礎(chǔ)上進(jìn)行溫度、水分、土壤出子的訂正。這兩種估算方法均值得重視。前一種方法是針對(duì)人類可以完全控制環(huán)境時(shí)，作物生產(chǎn)所能達(dá)到的潛在水平，后一種是在人類還不能控制大環(huán)境(自然環(huán)境)時(shí)，作物生產(chǎn)在非可控因子制約下可能達(dá)到的最高水平。探討作物生產(chǎn)潛力對(duì)指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)管理和指出農(nóng)作物增產(chǎn)的努力方向具有重要意義。第四十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容包含以下六個(gè)方面：4．作物生態(tài)適應(yīng)及分布作物的生態(tài)適應(yīng)性亦指作物的要求與環(huán)境條件的吻合程度。作物生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量形成過程的節(jié)律與環(huán)境吻合程度越高，即適應(yīng)性越強(qiáng)，距離高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目標(biāo)越近。因此，討論作物的生態(tài)適應(yīng)件，按不同作物、不同品種的遺傳屬性及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)程度進(jìn)行適地適種。或者對(duì)環(huán)境進(jìn)行合理調(diào)控，也是最大可能地發(fā)揮作物內(nèi)在生產(chǎn)潛力，提高作物生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力不可忽視的方面。第四十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容包含以下六個(gè)方面：5．逆境生態(tài)條件與作物生產(chǎn)作物所生存的環(huán)境由多種生態(tài)因子所組成，作物生產(chǎn)總是在限制出子影響下進(jìn)行。雖然從整體上人類對(duì)環(huán)境的改造能力越來越強(qiáng)，但同時(shí)也由于對(duì)自然界的開發(fā)利用，造成資源的短缺和生態(tài)環(huán)境的破壞。由于全球氣候變化的影響，近年來干旱、水澇、高溫或低溫、土壤和空氣污染等對(duì)作物生產(chǎn)發(fā)生頻繁襲擊，造成糧食減產(chǎn)幅度較大。因此，逆境生理、生態(tài)及抗逆育種已成為作物科學(xué)和生念學(xué)研究的重要課題。了解逆境生態(tài)條件的變化規(guī)律、作物對(duì)逆境的反應(yīng)與耐性(或適應(yīng)性)，探索提高作物抗逆力的途徑是作物生態(tài)學(xué)的重要研究范疇。第四十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法一、作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容包含以下六個(gè)方面：6．作物生態(tài)系統(tǒng)的合理調(diào)控作物生態(tài)系統(tǒng)是自然再生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)相互交織在一起的物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化的生產(chǎn)。20世紀(jì)90年代起，我國(guó)農(nóng)業(yè)在繼續(xù)重視產(chǎn)品數(shù)量的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)向高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)并重、提高效益的軌道上來。作物生態(tài)學(xué)從生態(tài)學(xué)和作物科學(xué)的角度探討如何建立一個(gè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的生產(chǎn)管理與調(diào)控體系。因此，有必要在前述原理研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確作物生態(tài)系統(tǒng)(包括作物與環(huán)境)的調(diào)控理論、調(diào)控途徑、優(yōu)化模式及關(guān)鍵措施，使作物生態(tài)學(xué)更富于可調(diào)性和適用性。第四十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法二、作物生態(tài)學(xué)的研究方法作物生態(tài)學(xué)研究有其本身的特點(diǎn)。首先，作物生態(tài)學(xué)注重研究作物生產(chǎn)與環(huán)境間的相互關(guān)系及整體行為。因此，研究對(duì)象既包括作物，又包括環(huán)境。對(duì)象本身就具有復(fù)雜性，且二者又相互影響。作物的生長(zhǎng)發(fā)育是由許多生理、生化過程所決定的。光合作用、呼吸作用、生物體內(nèi)各種物質(zhì)的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)等都是在許多酶的作用下進(jìn)行的極其復(fù)雜的過程。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化也是由作物本身的生理規(guī)律所決定的。環(huán)境條件包括有多種要素，如氣候、土壤、水分等，這些要素本身具有時(shí)空變化，環(huán)境條件之間也有相互影響。土壤是在當(dāng)?shù)氐臍夂虻葪l件下長(zhǎng)期作用于地球陸地表面所形成的，它具有明顯的地帶性分布。作物之間、作物與雜草之間等都存在著干擾和對(duì)水、養(yǎng)分、受氣、光等的競(jìng)爭(zhēng)與互補(bǔ)，同時(shí)作物的生長(zhǎng)又影響到局部環(huán)境條件，特別是對(duì)田間的微氣候和土壤養(yǎng)分、水分等的改變。其次，作物生長(zhǎng)有一定的周期，要研究作物生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境條件的關(guān)系要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)、試驗(yàn)等，而且環(huán)境條件具有時(shí)空變化，在自然條件下環(huán)境要素的重復(fù)性很小，有些要素的重現(xiàn)要數(shù)年的時(shí)間，全部環(huán)境要素的重現(xiàn)則需要更長(zhǎng)的時(shí)間，因此難于進(jìn)行研究。第三，作物生態(tài)學(xué)是在許多學(xué)科的基礎(chǔ)上運(yùn)用生態(tài)學(xué)基本原理發(fā)展起來的，其研究方法也是在此基礎(chǔ)上逐步發(fā)展、逐步完善的。第四十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法二、作物生態(tài)學(xué)的研究方法

(一)作物生理生態(tài)研究法

(二)作物與環(huán)境關(guān)系研究法

(三)分子生物學(xué)技術(shù)

(四)系統(tǒng)學(xué)和信息學(xué)方法第五十頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法二、作物生態(tài)學(xué)的研究方法

(一)作物生理生態(tài)研究法生理學(xué)研究生物的功能，生態(tài)學(xué)則研究生物與其環(huán)境的關(guān)系，因此生理生態(tài)學(xué)是研究生物體的功能與其環(huán)境關(guān)系的學(xué)科。它所研究的問題既可以是細(xì)胞水平上的和生物化學(xué)水平的，也可以是整株作物的生理學(xué)與生態(tài)學(xué)關(guān)系，而作物生態(tài)學(xué)研究任務(wù)之一是不同環(huán)境里作物生產(chǎn)力形成特點(diǎn)及資源利用效率，因此生理生態(tài)學(xué)研究方法也是作物生態(tài)學(xué)的研究基礎(chǔ)。生理生態(tài)學(xué)的試驗(yàn)研究方法，主要研究作物對(duì)環(huán)境的反應(yīng)，水分關(guān)系和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，其方法可歸納為碳素代謝、水分代謝、礦物營(yíng)養(yǎng)代謝、生長(zhǎng)分析方法等等。第五十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法二、作物生態(tài)學(xué)的研究方法

(二)作物與環(huán)境關(guān)系研究法主要有平行對(duì)比分析法和相似分析法。平行對(duì)比分析方法是作物生態(tài)研究的最基本方法之一，就是一方面觀測(cè)分析作物生長(zhǎng)發(fā)育狀況與產(chǎn)量，另一方面在同一時(shí)期觀測(cè)分析環(huán)境條件的變化，使作物與環(huán)境緊密結(jié)合起來。通過對(duì)兩種資料的分析，便可揭示環(huán)境因子對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響。該方法最重要的特點(diǎn)就是強(qiáng)調(diào)作物與環(huán)境的分析相平行。相似分析方法是采用多種統(tǒng)計(jì)手段分析作物生態(tài)適應(yīng)性，或通過對(duì)不同地區(qū)作物生態(tài)適應(yīng)性相似程度的比較，或?qū)ι鷳B(tài)條件的比較，來分析作物的生態(tài)適應(yīng)性。這類方法可以是定性分析，也有定量研究，隨不同的研究目的而變化。它既適合于對(duì)一地各種作物生態(tài)適應(yīng)性的分析，也適于對(duì)某一作物的地區(qū)生態(tài)適應(yīng)性分析，相似分析法包括許多具體方法，主要有適宜性評(píng)價(jià)法、聚類分析法等等。第五十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法二、作物生態(tài)學(xué)的研究方法

(三)分子生物學(xué)技術(shù)目前分子生態(tài)學(xué)研究所選用的方法和技術(shù)，主要是近幾年發(fā)展起來的針對(duì)蛋白質(zhì)、核酸變異的檢測(cè)手段。概括起來，可分為兩大類，即蛋白質(zhì)水平和DNA水平的研究方法。蛋白質(zhì)水平的研究方法，包括蛋白質(zhì)免疫法和蛋白質(zhì)電泳法，其中蛋白質(zhì)電泳法最為常用。第五十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法二、作物生態(tài)學(xué)的研究方法

(四)系統(tǒng)學(xué)和信息學(xué)方法隨著信息技術(shù)與生態(tài)學(xué)的交叉與融合，系統(tǒng)分析方法相信息管理技術(shù)正日益廣泛地應(yīng)用于作物生態(tài)學(xué)的研究。系統(tǒng)分析方法要求把研究對(duì)象作為一個(gè)系統(tǒng)，從系統(tǒng)的整體性出發(fā)，著眼于整體與局部之間、部分與部分之間、整體與外部環(huán)境之間的相互關(guān)系、相互作用、相互制約的定量關(guān)系，力求綜合地、精確地對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以達(dá)到最佳處理問題的目的。信息學(xué)方法是要借助系統(tǒng)建模技術(shù)和信息獲取技術(shù)，系統(tǒng)研究作物生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)不同組分之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系和系統(tǒng)的整體行為，定量表達(dá)作物生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量流、物質(zhì)流和信息流，并構(gòu)建定量化和信息化的作物生態(tài)調(diào)控系統(tǒng)，為作物生態(tài)系統(tǒng)的模擬、設(shè)計(jì)、調(diào)控、管理提供定量化工具和平臺(tái)。主要研究方法包括作物生態(tài)系統(tǒng)信息采集技術(shù)和處理技術(shù)。作物生態(tài)系統(tǒng)信息采集技術(shù)主要有遙感技術(shù)(RS)、機(jī)器視覺技術(shù)、作物傳感技術(shù)和同位素示蹤技術(shù)等。信息處理技術(shù)主要有數(shù)據(jù)管理技術(shù)、定量模型技術(shù)、空間信息技術(shù)，如地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)和全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)。第五十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景作物生態(tài)學(xué)從生理機(jī)制上探討作物與環(huán)境的關(guān)系、物質(zhì)代謝和能量傳遞規(guī)律以及作物對(duì)不同環(huán)境條件的適應(yīng)性。由于作物生態(tài)學(xué)面臨著一些迫切需要研究探明的重要問題與關(guān)鍵技術(shù)，并能夠從生理機(jī)制上對(duì)許多生態(tài)環(huán)境問題給予科學(xué)的解釋和合理的調(diào)控，因而得到日益廣泛的重視，呈現(xiàn)著良好的發(fā)展前景。第五十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景

早期生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的生物學(xué)分支，經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的最低層次是有機(jī)體(個(gè)體)。隨著生物學(xué)向宏觀方向變化，生態(tài)學(xué)作為宏觀生物學(xué)主要以個(gè)體、種群、群落等不同的生命體系為研究對(duì)象?，F(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)在于生態(tài)系統(tǒng)中各組成成分之間，尤其是生物與環(huán)境、生物與生物之間的相互作用。因此，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象既不是生物，也不是環(huán)境，而是由生物與環(huán)境相互作用構(gòu)成的整體—生態(tài)系統(tǒng)。其實(shí)，從生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容可以看出，無(wú)論是經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究生物與環(huán)境的關(guān)系，還是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，都是研究一定實(shí)體(生態(tài)系統(tǒng))內(nèi)各層次、各要素的相互作用規(guī)律。當(dāng)然，這個(gè)包含生命成分的實(shí)體有大有小，大到生物圈，小到一滴水；實(shí)體內(nèi)的層次及組成要素也有簡(jiǎn)有繁，具體情況視研究目的而定。第五十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景植物個(gè)體生理生態(tài)學(xué)的研究主要以農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)林木、牧草和資源植物為研究對(duì)象，研究個(gè)體的光合生產(chǎn)、水分循環(huán)和抗性生理。進(jìn)入80年代初期．植物群落結(jié)構(gòu)與功能的研究則成為群落生理生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容。近年來，生態(tài)環(huán)境問題的不斷出現(xiàn)，尤其是以大氣C02濃度升高為主題的全球變化問題，使作物生態(tài)學(xué)在解決實(shí)際問題(氣候變化、環(huán)境污染、糧食危機(jī)等)上有了更大的用武之地。第五十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，快速而精確的便攜式測(cè)定儀器不斷推出，可以實(shí)現(xiàn)在野外自然狀態(tài)下測(cè)定植物的氣體交換過程、葉綠素?zé)晒?、能量交換、水勢(shì)及水分在植物體內(nèi)的流動(dòng)、冠層與根系生長(zhǎng)的分析。各種環(huán)境控制手段的不斷完善也使實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性得到加強(qiáng)，而室內(nèi)穩(wěn)定性同位素技術(shù)、元素分橋技術(shù)的成功應(yīng)用則給許多生態(tài)學(xué)現(xiàn)象和野外觀測(cè)的結(jié)果以機(jī)理性的解釋。除此以外。系統(tǒng)科學(xué)的原理和方法，如系統(tǒng)論、控制論、耗散結(jié)構(gòu)理論、分彤理論等也廣泛應(yīng)用進(jìn)來，為作物生態(tài)系統(tǒng)學(xué)的研究提供了定量化的丁具和平臺(tái)。第五十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景在作物生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容和研究方法不斷發(fā)展和進(jìn)步的同時(shí)，作物生態(tài)學(xué)也迫切需要研究探明一些重大的科學(xué)問題與管理技術(shù)。特別是近年來，植物生態(tài)學(xué)的研究日新月異，其研究從細(xì)胞到生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)組織層次放大的同時(shí)，又重新將重點(diǎn)集中到個(gè)體水平。研究對(duì)象從過去的作物和常見種為主轉(zhuǎn)向生物多樣性和全球變化的關(guān)鍵植物種類。當(dāng)前，作物生態(tài)學(xué)正圍繞上述問題展開大量系統(tǒng)深入的研究，主要包括作物在全球氣溫上升和由它帶來的各種全球變化中的生理生態(tài)響應(yīng)，植物適應(yīng)和進(jìn)化的機(jī)理以及對(duì)有限資源的合理利用，光、溫、水、氣、養(yǎng)分等多種環(huán)境因子對(duì)作物影響的相互作用，作物的抗逆件潛能和生態(tài)適應(yīng)機(jī)制，作物牛長(zhǎng)過程的信息獲取和動(dòng)態(tài)模擬，等等。第五十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景此外，由于人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生物圈干擾的不斷升級(jí)，造成的生態(tài)環(huán)境問題越來越突出，如生物多樣性的不斷喪失、環(huán)境污染的擴(kuò)大與加重等。近年來，這些環(huán)境問題的存在和引起的不良后果引起了各國(guó)政府與科學(xué)家的廣泛關(guān)注。作物生態(tài)學(xué)將從理論機(jī)制和系統(tǒng)水平上探討植物與環(huán)境的關(guān)系及動(dòng)態(tài)平衡，并對(duì)作物生態(tài)系統(tǒng)的演變動(dòng)態(tài)與調(diào)控模式提出科學(xué)的解釋和合理的技術(shù)。第六十頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向二、作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展方向

近年來，作物生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容仍在不斷發(fā)展。一方面向微觀層次滲透，如分子生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)等；另一方面向宏觀方面發(fā)殷，如佰息生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)生態(tài)學(xué)等。同時(shí)，由于全球氣候變化和生態(tài)環(huán)境惡化，作物生態(tài)學(xué)與多學(xué)科的交叉滲透，正演化形成多個(gè)新興的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。其主要發(fā)展方向體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。(一)分子生態(tài)學(xué)(二)信息生態(tài)學(xué)(三)化學(xué)生態(tài)學(xué)(四)生理生態(tài)學(xué)第六十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展前景與方向二、作物生態(tài)學(xué)的發(fā)展方向(一)分子生態(tài)學(xué)分子生態(tài)學(xué)是應(yīng)用微觀的分子生物學(xué)技術(shù)和宏觀的生態(tài)學(xué)思想，在生物大分子水平研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的相互作用機(jī)制，探討生態(tài)適應(yīng)與進(jìn)化的分子機(jī)理，其研究目的是要指示生命有機(jī)體對(duì)環(huán)境變化產(chǎn)生的在分子水平上