作物生態(tài)學概論

作物生態(tài)學概論第一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五內容第一章作物生態(tài)學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)第八章作物生產生態(tài)第九章作物安全生態(tài)第二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一章作物生態(tài)學概論作物生產系統(tǒng)以技術管理為手段，環(huán)境協(xié)同為路徑，生長調控為目標，通過實現(xiàn)“技術一環(huán)境一作物”間的高度協(xié)調和統(tǒng)一，從而達到優(yōu)質、高產、高效、生態(tài)、安全的綜合生產目標。 作物生產的理論基礎和技術原理分別催生形成了作物生理學、作物生態(tài)學、作物管理學等不同分支學科。 其中，作物生態(tài)學主要揭示作物與環(huán)境、作物與作物的相互關系及協(xié)同原理，與作物生理學和作物管理學具有非常緊密的有機聯(lián)系。隨著現(xiàn)代生態(tài)學理論與方法的創(chuàng)新和拓展，作物生態(tài)學的理論和技術正在得到不斷的充實和提高，并在農業(yè)生產管理與環(huán)境資源利用方而發(fā)揮著日益顯著的作用。第三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一章作物生態(tài)學概論第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(fā)展第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法第四節(jié)作物生態(tài)學的發(fā)展前景與方向第四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用作物生態(tài)學是生態(tài)學的重要組成部分，是農業(yè)生態(tài)學的基礎，對于處理好農業(yè)生產力提高和資源環(huán)境利用之間的關系具有重要作用，因而在整個農業(yè)科學體系中也占有重要地位。近年來，隨著作物產量的持續(xù)增長和品質的不斷改良，人們更加關注作物生產中的生態(tài)學問題，更加重視高效利用農業(yè)資源和積極保護環(huán)境質量。這就需要運用作物生態(tài)學的原理和技術，科學協(xié)調農業(yè)生產中優(yōu)質、高產、高效、生態(tài)、安全之間的關系，在確保優(yōu)質高產的同時，努力實現(xiàn)高效生態(tài)的目標，從而促進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。第五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用一、作物生態(tài)學的概念、內涵與特征二、作物生態(tài)學的地位與作用第六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用一、作物生態(tài)學的概念、內涵與特征(一)作物生態(tài)學的概念與內涵作物生態(tài)學是研究作物與環(huán)境的相互關系及其作用機制的科學學體系中的一門應用基礎學科，是生態(tài)學科的一個分支領域。作物生產系統(tǒng)是由“作物一環(huán)境一技術”構成的多層次開放性農田生態(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)和技術系統(tǒng)是這一系統(tǒng)的二級子系統(tǒng)。第七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用作物生產系統(tǒng)的環(huán)境是指作物生長發(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，最終表現(xiàn)在作物產品的數(shù)量和質量上。第八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用人類所采取的農業(yè)技術措施分為兩類：一類是直接作用于作物，改變作物的形態(tài)、結構和生理生化過程從而影響作物的生長發(fā)育及產量形成，如整枝、打葉、人工輔助授粉、化學調控等。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。對作物生長環(huán)境的調控，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)化作物生育進程，最終達到優(yōu)質高產。農業(yè)技術措施是調控和利用作物與環(huán)境關系的必要技術手段。事實上，自然界中無論作物的生態(tài)適應性有多強，總有些生態(tài)因子不能滿足優(yōu)質高產的需要，因此對作物與環(huán)境的關系進行調控是必要的。如施肥幾乎是任何環(huán)境下作物高產栽培必須進行的主要農藝技術措施。第九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用作物生態(tài)學研究涉及不同的尺度水平，從分子、細胞、組織、器官、個體，到種群、群落甚至生態(tài)系統(tǒng)等都可以展開有關的研究。但研究的核心是作物本身對環(huán)境的響應，即無論在哪個尺度上的研究都要圍繞個體的基本性能表現(xiàn)來進行。作物生態(tài)學研究的基本問題包括：作物與環(huán)境的相互作用和基本機制；環(huán)境因素影響下的作物代謝作用和能量轉換等生命過程；作物適應環(huán)境因子改變的能力和模式等。第十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用

(二)作物生態(tài)學的性質

作物生態(tài)學是生態(tài)學的一個分支，也是農業(yè)科學的一個分支。它主要是用生理學或分子生物學的理論和方法來分析生態(tài)學現(xiàn)象，并為實現(xiàn)作物高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全生產及可持續(xù)性發(fā)展服務。因此，它是一門以生態(tài)學、生理學為理論基礎的綜合性應用科學。同時，它涉及植物學、植物生態(tài)學、植物生理學、植物保護學、植物營養(yǎng)學、農業(yè)氣象學、作物學等領域的理論知識和研究方法，因此也是一門交叉性科學。第十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用1．作物生態(tài)學是以生態(tài)學和生理學為基礎的一門應用科學作物生產是人類利用作物有機體的生命活動來取得產品的生產領域，任務就是要使農作物與環(huán)境條件相適應，充分利用有利的環(huán)境條件，克服不利的環(huán)境條件。作物生產不僅取決于農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的社會條件，更取決于作物生產的自然環(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)境的平衡關系處于中心位置。因此，應用生態(tài)學和生理學的原理和方法闡明作物與環(huán)境的相互作用機制尤為重要。從本質上講，作物生產是作物通過光合作用將太陽能和無機物轉化為化學能和有機物的一個能量轉化的過程。因此，作物生態(tài)學必須借助于生態(tài)學、生理學及化學、數(shù)學、物理學、生物學、遺傳學等自然科學的基本原理和方法．來發(fā)展自身的理論和技術體系，并以提高作物的綜合生產力為主要目標。第十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用2．作物生態(tài)學是服務于農業(yè)生產的一門綜合性科學我國是個人多地少的人口大國，怎樣在有限的耕地上不斷提高作物的產量和品質是國家的頭等大事。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，農產品中劣質產品過剩與優(yōu)質產品不足的矛盾以及農業(yè)經(jīng)濟效益低下的問題將越來越突出，因此提高農產品的質量和農業(yè)效益也將日顯重要。可以說，高產、優(yōu)質、高效是我國作物生產發(fā)展的唯一選擇，也是作物生態(tài)學研究的主要目標。作物生產是一個環(huán)境一作物一技術(社會)相互交織的復雜系統(tǒng)，而農作物的高產、優(yōu)質和高效通常又是矛盾的和難以統(tǒng)一的整體，而且高產、優(yōu)質、高效的主次關系也會隨社會經(jīng)濟的發(fā)展水平而發(fā)生變化。因此，只有從系統(tǒng)科學的觀點來全面認識作物生態(tài)學體系，綜合運用和集成各個相關學科的研究成果，才有可能使作物生態(tài)學作物生態(tài)學的研究和應用符合現(xiàn)代農業(yè)生產的發(fā)展方向，滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求。第十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用3．作物生態(tài)學是以可持續(xù)農業(yè)發(fā)展為目標的一門生態(tài)科學

人口、糧食、能源和環(huán)境是世界經(jīng)濟發(fā)展中難以解決的大問題。作物生產一方面是人類糧食安全的基礎，另一方面也會引起生態(tài)失衡和環(huán)境污染的問題。例如，農藥和化肥的過量投入不僅會降低作物產量，還會引起空氣和水體的污染。另外，雖然農業(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保護。因此，在作物生態(tài)學研究和生產發(fā)展中必須牢固樹立生態(tài)系統(tǒng)平衡的意識，兼顧生產力增長、資源高效利用和環(huán)境安全，實現(xiàn)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和農業(yè)產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。第十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用

(三)作物生態(tài)學的特征

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

作物生態(tài)學是研究作物與生態(tài)環(huán)境之間相互關系的科學，目的是提高作物生產力，促進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有農業(yè)生產最本質的基礎性特征。作物生態(tài)學又具有高度的綜合性。作物生態(tài)學的研究范圍包括了各種農作物、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)知識與單項成果對于認識整體是不可缺少的。作物生態(tài)學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)學具有農業(yè)總體生產的綜合性和集成性特點。第十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用2．層次性生命物質有從大分子到細胞、器官、個體、種群、群落等不同的結構層次。作物生態(tài)學主要研究個體以上的宏觀層次。同時也從個體以下層次對于作物生產中的問題給予機理性的解釋。雖然每一層次都有各自的結構和功能特征，但高級層次的結構和功能是由構成它的低級層次發(fā)展而來的。因此，研究高級層次的宏觀現(xiàn)象需了解低級層次的結構功能及運動規(guī)律，從低級層次的結構功能動態(tài)中可以得到對高級層次宏觀現(xiàn)象及其規(guī)律的深入理解和闡釋。對低層次的運動來講，其生物學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，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用3．系統(tǒng)性系統(tǒng)性和整體性是不可分的。雖然作物生產系統(tǒng)的核心是作物本身，但作物生態(tài)學需解決的是整個作物生態(tài)系統(tǒng)內相互關系及作用機制。生物的不同層次，既是一個生態(tài)整體，也同樣是一個系統(tǒng)，均可用系統(tǒng)學原理和方法來進行研究。系統(tǒng)分析的方法既能區(qū)分出系統(tǒng)的各要素，研究它們的相互關系和動態(tài)變化，同時又能綜合系統(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控機制與模式，以指導實際系統(tǒng)的科學管理。第十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五二、作物生態(tài)學的地位與作用第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用(一)作物生態(tài)學的地位作物生態(tài)學研究的問題來自較高層次生態(tài)學(植物生態(tài)學、農田生態(tài)學、農業(yè)生態(tài)學)和農業(yè)科學(作物學、栽培耕作學)的交叉綜合，而對生態(tài)學問題的解釋往往要求在較低層次學科(如植物生理學、生物化學、生物物理學、分子生物學)的機理解釋。因此，作物生態(tài)學是溝通理論依據(jù)與實踐應用的應用基礎性科學。

作物生產管理包括三個相對獨立的理論體系：作物生理學、作物生態(tài)學、作物管理學。作物生理學是以作物為對象，由植物生理學與作物科學交叉發(fā)展而來的一門科學，主要研究作物半長發(fā)育和產量品質形成規(guī)律的科學。作物管理學主要研究探索通過栽培管理、生長調控、優(yōu)化決策，實現(xiàn)作物高產、優(yōu)質、高效及其可持續(xù)性發(fā)展的理論、方法和技術，是作物栽培學和耕作學的主要內容。因此，作物生態(tài)學和作物生理學都是作物栽培學和耕作學及現(xiàn)代作物生產發(fā)展的理論基礎，而二者既相互獨立又密切聯(lián)系。第十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用作物生態(tài)學與其他生態(tài)學相比，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，而且人為干預程度較高。作物生態(tài)系統(tǒng)是按人類需求而建立的物質生產系統(tǒng)。因此，作物生態(tài)學的核心內容應該以作物高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全生產為目標，探討作物生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能及合理調控的途徑。從這一點來看，作物生態(tài)學所要達到的最終目標，又與作物栽培學有共同或相似之處。但是，作物生態(tài)學不僅是從作物的生物學特性和產品形成過程及其與環(huán)境間的關系闡述作物高產、優(yōu)質、高效、安全生產的理論與模式，而更要從生態(tài)學角度，以作物與環(huán)境所構成系統(tǒng)的整合效應為基點，運用生物學的理論和系統(tǒng)學的方法，從描述性生態(tài)學關系到因果機制的解析和提煉，力求闡明作物生態(tài)系統(tǒng)中各種生態(tài)現(xiàn)象與互作機制。因此，作物生態(tài)學在現(xiàn)代作物生產中具有極其重要的理論價值和實踐指導。第二十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用(二)作物生態(tài)學的作用農業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎。由于農業(yè)所生產的產品具有特殊的使用價值，決定了農產品是人類生存最基本、最必需的生產和生活資料。農業(yè)的發(fā)展對整個國民經(jīng)濟的發(fā)展和社會穩(wěn)定均起到十分重要的作用，特別是農產品的數(shù)量和質量與人們的生活水平密切相關。同時，由于生態(tài)環(huán)境的惡化和農業(yè)資源的過度消耗，使農業(yè)發(fā)展受到生態(tài)環(huán)境多方面的制約，社會所面臨的人口、資源、糧食、能源、環(huán)境和災害等重大問題，向生態(tài)學和農業(yè)科學提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。基于作物生態(tài)學的原理與技術，探討解決這些問題的途徑與方法，對于因地制宜地提高作物生產力和資源利用率，保護作物生存的環(huán)境，提高作物的產量和品質及作物生態(tài)系統(tǒng)內能量轉化和物質循環(huán)的效率，以達到高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全的綜合生產目標，實現(xiàn)農業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展均有十分重要的作用。第二十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用具體來說，作物生態(tài)學在農業(yè)生產中的作用可以體現(xiàn)在以下六個方面；(1)確定不同環(huán)境下作物(品種)生產力的形成特點，為因地制宜地提高生產力提供依據(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提供依據(jù)。(3)確定不同作物組合一間套復種的生態(tài)適應性，為合理安排種植制度提供依據(jù)。第二十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)作物生態(tài)學的定義、特征與作用(4)確定作物(品種)適應環(huán)境的范圍和程度、適宜的種植地區(qū)及種植季節(jié)，為促進區(qū)域化土地合理利用、生產基地建立、合理的生產結構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)，實現(xiàn)農業(yè)生產的多元化和高效化。(6)深化和領展生態(tài)學的基礎理論與關鍵技術，同時為生態(tài)學理論與方法的驗證和應用提供研究與發(fā)展平臺。第二十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(fā)展一、作物生態(tài)學的產生(一)生態(tài)學的產生與發(fā)展(二)生態(tài)學分支

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

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

一、作物生態(tài)學的產生(二)生態(tài)學分支4．按生態(tài)學與其他科學的交叉劃分可分為生理生態(tài)學、進化生態(tài)學、分子生態(tài)學、數(shù)學生態(tài)學、化學生態(tài)學、能量生態(tài)學、地理少態(tài)學等。5．按應用領域劃分可分為農田生態(tài)學、農業(yè)生態(tài)學、家畜生態(tài)學、漁業(yè)生態(tài)學、森林生態(tài)學、草地生態(tài)學、污染生態(tài)學、自然資源生態(tài)學、城市生態(tài)學、生態(tài)經(jīng)濟學)、恢復生態(tài)學、生態(tài)工程學、景觀生態(tài)學、人類生態(tài)學、生態(tài)倫理學等。6.按研究方法劃分，有野外生態(tài)學、實驗生態(tài)學和理論生態(tài)學等第二十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(fā)展

一、作物生態(tài)學的產生

(三)作物生態(tài)學的產生生態(tài)學的發(fā)展從與其他學科的交叉產生了普通生態(tài)學、農田生態(tài)學及植物生態(tài)學等交叉學科。這些學科的基本理論和規(guī)律及研究方法融合于作物科學中，并與現(xiàn)代科技緊密結合，對作物生態(tài)學的產生起了驅動作用。同時，植物生理學的發(fā)展為解決作物與環(huán)境相互關系的生態(tài)學問題提供了明確機制的工具。植物生理學是研究植物生命活動規(guī)律的科學。英、德等國的植物生理學于19世紀中葉成為獨立學科。19世紀末到20世紀韌，大部分研究著重在外界因素、內部結構和發(fā)育時期等對一些植物的生理過程的影響。由于生物化學、微生物學的發(fā)展，植物生理學的研究轉入到內部機理的探索，深入到微觀領域，20世紀30一40年代達到高峰。1949年在美國首先建立了人工氣候室，研究環(huán)境對于生理機制的影響。60年代由于農業(yè)生產的需要和生態(tài)學的發(fā)展，部分植物生理學的研究轉向宏觀發(fā)展領域，進入群體群落問題的研究。生態(tài)學與植物生理學的發(fā)展為作物生態(tài)學的誕生奠定了學科交叉與綜合的基礎。第二十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程作物生態(tài)學的出現(xiàn)僅有幾十年的歷史。作物生態(tài)學的介紹最早見于1922年weaver(美國)的《作物生態(tài)學研究》，其后日本學者野口彌吉、沼田真等對作物生態(tài)學均有描述。1964年美國加利福尼亞大學戴維斯分校農學系正式開設了作物生態(tài)學，至80年代已形成自成體系的教學內容。我國農業(yè)院校于1984年將作物生態(tài)學正式列為作物栽培學與耕作學專業(yè)碩士學位課。近年來，這門新興學科雖已初具規(guī)模，但其體系仍在完善之中。第二十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程20世紀20-30年代BureisonW．L.就著手研究栽培植物與環(huán)境的關系及其分布。隨后，KlagesK.H.W．繼承其觀點并繼續(xù)研究，著有《作物生態(tài)地理學》(1942)，不僅研究作物與自然環(huán)境的關系，還研究其與社會環(huán)境的關系。美國WielseC.P.(1963)的《作物生態(tài)適應性與分布》一書論述了各環(huán)境因素與作物分布的關系，并提出適應性的定義。意大利Azzi(1956)的《農業(yè)生態(tài)學》，研究了作物產量與氣候土壤環(huán)境的關系。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、營養(yǎng)生理以及環(huán)境對其生長過程、生理作用的影響。沼田貞(1965)提出應用生態(tài)學，介紹作物生態(tài)學與作物環(huán)境栽培學的聯(lián)系。70年代，美國植物生理學家LoomisR．S．強調在不同的生態(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)學以植物生理和生態(tài)學為基礎。在田間條件下(輔以實驗室條件)分析研究作物群體的生理過程和環(huán)境(光、溫、水、氣)間的物質能量交換特點和規(guī)律，從而研究不同生態(tài)條件下生理現(xiàn)象對產量形成的影響，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生產》、村田吉男《作物的光合成與生產》(1975)等均屬作物生態(tài)的基礎研究。美國明尼蘇達大學和普渡大學相繼給大學生開設“作物的適應性分布與作物生產”及“作物適應性與分布”課程。第三十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程我國20世紀以來，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》(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；候學烴在農業(yè)生態(tài)方面也作廣大量的工作。尤其是近廣多年來，全國在主要作物氣候生態(tài)、農業(yè)氣候資源調查與區(qū)劃等方面所開展的大量研究以及農業(yè)氣候學的發(fā)展都促進了作物生態(tài)學在我國的發(fā)展。與此同時．在農業(yè)生產和農業(yè)科學發(fā)展的進程中，出現(xiàn)了與作物生態(tài)學交叉的多種學科，如農業(yè)生態(tài)學、農田生態(tài)學、農業(yè)系統(tǒng)學以及作物生理生態(tài)學、作物生態(tài)生理學等。第三十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(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)，是以作物為對象研究生產力、生長分化、作物的光合作用和水分生理、作物體內的物質合成與運轉以及植物激素在作物栽培中的應用等。第三十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(fā)展二、作物生態(tài)的發(fā)展歷程由美國Loomis和澳大利亞Conner于1992合著出版的《作物生態(tài)學—農業(yè)系統(tǒng)的生產力與管理》(李雁鳴等譯，2002)，在作者多年教學和科研工作積累的基礎上，首次系統(tǒng)地闡述了作物生態(tài)學的基本理論、主要內涵和方法技術及其與農業(yè)系統(tǒng)生產力管理的關系，確立了較為完整的作物生態(tài)學體系。第三十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)作物生態(tài)學的形成與發(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》則是從生態(tài)學的觀點研究植物在不同環(huán)境下光合作用、水分利用、氮素利用與能量平衡，植物對逆境的響應及適應，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，作物栽培學、作物遺傳學和環(huán)境科學的發(fā)展對作物生態(tài)學的發(fā)展提供了更多的研究手段與方法。所有這些相關學科的理論和方法對作物生態(tài)學的發(fā)展都有一定的促進作用。第三十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法作物生態(tài)學以作物生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，以作物與環(huán)境的相互關系及協(xié)同原理為研究內容，主要運用生物學方法和系統(tǒng)學方法，揭示不同環(huán)境因素下的作物生理活動和能量轉換等過程，并闡明作物適應環(huán)境的能力和模式。一、作物生態(tài)學的研究內容二、作物生態(tài)學的研究方法第三十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容作物生態(tài)系統(tǒng)和普通生態(tài)系統(tǒng)一樣，也是出生物因素有機環(huán)境和非生物因素天機環(huán)境組成。生物因素按其在能量轉化與物質循環(huán)中的地位，分為生產者、消費者和分解者。生產者是栽培植物，包括糧食作物、經(jīng)濟(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輻射能轉化為化學能，并貯藏在作物中。以作物產品為食物的人類和畜禽處于消費地位，屬消費者。土壤微生物通過對作物有機體的吸收和分解使復雜的有機質轉化為較簡單的天機物質，將生物的個體分解，并使之返回到土壤中供作物使用，屬分解者。第三十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容在作物生態(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，并對其他環(huán)境因子產生決定性影響的因素。地文環(huán)境包括土壤的物理、化學性狀及通過光、溫、水、氣的冉分配而影響作物的間接因素，如地形、地勢、地貌等。生物因素包括微生物、病蟲、雜草及其他有關動植物，還包括生物間的競爭與代謝產物。人為環(huán)境是指社會經(jīng)濟因素(包括人口密度、勞力、交通、市場價格)、生產條件(灌溉、施肥水平、病蟲害防治能力)和技術條件等。人類是作物生態(tài)系統(tǒng)的主宰者，人的勞動和智慧能在很人程度上控制、調節(jié)或改善這個系統(tǒng)的能量轉化和物質循環(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，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容能量轉化、物質循環(huán)和信息傳遞是作物生態(tài)系統(tǒng)的三個基本功能，也是作物生態(tài)系統(tǒng)的基本規(guī)律，通過流、庫和循環(huán)進行。太陽光能、水分和營養(yǎng)物質元素不斷處于被吸收、固定、轉化循環(huán)的運動狀態(tài)，稱之為“流”。在運動過程中被暫時吸收，固定、儲存的單位叫“庫”。如作物庫的固定、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)的生產力。在作物生態(tài)系統(tǒng)中能量釋放是單向的流動，而物質流動是循環(huán)的。同時，在系統(tǒng)中還存在不同組分間的信息交換。整個作物生態(tài)系統(tǒng)的速本結構及相互關系如圖1—2所示。第三十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容第三十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容在作物生態(tài)系統(tǒng)內，通過食物能的傳遞，把人、畜合、作物聯(lián)成一個序列，稱之為食物鍍。食物鏈是作物生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的主要聯(lián)系方式，是物質、能量的主要運轉途徑。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)為基礎作物一人類，以種植、養(yǎng)殖相結合的食物鏈。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，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容由于能量的轉化服從于兩個基本規(guī)律——熱力學第一定律(能量守恒定律)和熱力學第二定律(能量散逸定律)，能量流動是有方向性的，流動中因有呼吸、排泄而有能量散逸，因而出現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)能量流動金字塔(圖1-4)。第四十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學的研究對象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學研究的主要內容包含以下六個方面：1．作物生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能2．作物生態(tài)系統(tǒng)的能量轉化和物質循環(huán)規(guī)律3．作物生產潛力分析4．作物生態(tài)適應及分布5．逆境生態(tài)條件與作物生產6．作物生態(tài)系統(tǒng)的合理調控第四十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學的研究對象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學研究的主要內容包含以下六個方面：1．作物生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能包括環(huán)境因子的分析及其對作物系統(tǒng)的生態(tài)作用，探索充分利用自然資源，如太陽輻射能、溫度、水分、土壤等，消除或削弱限制因子的影響，挖掘作物的潛在個產力。作物是生態(tài)系統(tǒng)的主體，是物質生產者。因此作物的種群結構、群落結構及其同化環(huán)境的能力(即形成高的生產力)，則是作物生態(tài)學研究的重要主題。第四十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學的研究對象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學研究的主要內容包含以下六個方面：2．作物生態(tài)系統(tǒng)的能量轉化和物質循環(huán)規(guī)律作物生態(tài)系統(tǒng)是一個輸入與輸出的系統(tǒng)。系統(tǒng)的物質能量平衡是提高作物生產力的基本條件。農業(yè)發(fā)展的歷史，即由原始農業(yè)、古代農業(yè)、傳統(tǒng)農業(yè)到近代農業(yè)和現(xiàn)代農業(yè)，其生產力的不斷提高是與由系統(tǒng)外向系統(tǒng)內輸人物質和能量，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)的非生產性消耗。作物生態(tài)學在論述物質能量平衡及轉化時，必須針對中國自然資源、生態(tài)環(huán)境及生產水平的現(xiàn)狀進行具體分橋。應該把提高生產力和保持系統(tǒng)的良性循環(huán)兼顧起來。發(fā)達國家工業(yè)能的大量投入，對系統(tǒng)功能的提高起了巨大的推動作用，但同時也帶來了環(huán)境污染的不利影響。而發(fā)展中國家生物能投入比例較高，但生產水平卻較低。輔助能的合理使用因該是作物生態(tài)學的要點。第四十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學的研究對象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學研究的主要內容包含以下六個方面：3．作物生產潛力分析作物的生產潛力，從生態(tài)學觀點，它亦是作物生態(tài)系統(tǒng)各因子互作的整合效應的最佳體現(xiàn)。作物生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)的、可調控的系統(tǒng)，也是相對穩(wěn)定的系統(tǒng)。作物生產潛力是作物系統(tǒng)生產力的上限。Loomis首先提出的是光合生產潛力，他設計了作物所有生活環(huán)境因子均處于理想狀態(tài)下，僅考慮太陽輻射能與作物生產力的關系。中國科學院地理所黃秉維等提出了作物生產潛力的另一估算方法，即在光合生產潛力的基礎上進行溫度、水分、土壤出子的訂正。這兩種估算方法均值得重視。前一種方法是針對人類可以完全控制環(huán)境時，作物生產所能達到的潛在水平，后一種是在人類還不能控制大環(huán)境(自然環(huán)境)時，作物生產在非可控因子制約下可能達到的最高水平。探討作物生產潛力對指導現(xiàn)實生產管理和指出農作物增產的努力方向具有重要意義。第四十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學的研究對象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學研究的主要內容包含以下六個方面：4．作物生態(tài)適應及分布作物的生態(tài)適應性亦指作物的要求與環(huán)境條件的吻合程度。作物生長發(fā)育與產量形成過程的節(jié)律與環(huán)境吻合程度越高，即適應性越強，距離高產、優(yōu)質、高效的目標越近。因此，討論作物的生態(tài)適應件，按不同作物、不同品種的遺傳屬性及對環(huán)境的適應程度進行適地適種?；蛘邔Νh(huán)境進行合理調控，也是最大可能地發(fā)揮作物內在生產潛力，提高作物生態(tài)系統(tǒng)生產力不可忽視的方面。第四十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學的研究對象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學研究的主要內容包含以下六個方面：5．逆境生態(tài)條件與作物生產作物所生存的環(huán)境由多種生態(tài)因子所組成，作物生產總是在限制出子影響下進行。雖然從整體上人類對環(huán)境的改造能力越來越強，但同時也由于對自然界的開發(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作物生產發(fā)生頻繁襲擊，造成糧食減產幅度較大。因此，逆境生理、生態(tài)及抗逆育種已成為作物科學和生念學研究的重要課題。了解逆境生態(tài)條件的變化規(guī)律、作物對逆境的反應與耐性(或適應性)，探索提高作物抗逆力的途徑是作物生態(tài)學的重要研究范疇。第四十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法一、作物生態(tài)學的研究內容根據(jù)上述分析，作物生態(tài)學的研究對象是作物生態(tài)系統(tǒng)，其核心是作物。因此，作物生態(tài)學研究的主要內容包含以下六個方面：6．作物生態(tài)系統(tǒng)的合理調控作物生態(tài)系統(tǒng)是自然再生產和經(jīng)濟再生產相互交織在一起的物質能量轉化的生產。20世紀90年代起，我國農業(yè)在繼續(xù)重視產品數(shù)量的基礎上，轉向高產優(yōu)質并重、提高效益的軌道上來。作物生態(tài)學從生態(tài)學和作物科學的角度探討如何建立一個高產、優(yōu)質、高效的生產管理與調控體系。因此，有必要在前述原理研究的基礎上，進一步明確作物生態(tài)系統(tǒng)(包括作物與環(huán)境)的調控理論、調控途徑、優(yōu)化模式及關鍵措施，使作物生態(tài)學更富于可調性和適用性。第四十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法二、作物生態(tài)學的研究方法作物生態(tài)學研究有其本身的特點。首先，作物生態(tài)學注重研究作物生產與環(huán)境間的相互關系及整體行為。因此，研究對象既包括作物，又包括環(huán)境。對象本身就具有復雜性，且二者又相互影響。作物的生長發(fā)育是由許多生理、生化過程所決定的。光合作用、呼吸作用、生物體內各種物質的合成與運轉等都是在許多酶的作用下進行的極其復雜的過程。營養(yǎng)生長和生殖生長的轉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空變化，環(huán)境條件之間也有相互影響。土壤是在當?shù)氐臍夂虻葪l件下長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水、養(yǎng)分、受氣、光等的競爭與互補，同時作物的生長又影響到局部環(huán)境條件，特別是對田間的微氣候和土壤養(yǎng)分、水分等的改變。其次，作物生長有一定的周期，要研究作物生長發(fā)育與環(huán)境條件的關系要進行長時間的觀測、試驗等，而且環(huán)境條件具有時空變化，在自然條件下環(huán)境要素的重復性很小，有些要素的重現(xiàn)要數(shù)年的時間，全部環(huán)境要素的重現(xiàn)則需要更長的時間，因此難于進行研究。第三，作物生態(tài)學是在許多學科的基礎上運用生態(tài)學基本原理發(fā)展起來的，其研究方法也是在此基礎上逐步發(fā)展、逐步完善的。第四十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法二、作物生態(tài)學的研究方法

(一)作物生理生態(tài)研究法

(二)作物與環(huán)境關系研究法

(三)分子生物學技術

(四)系統(tǒng)學和信息學方法第五十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法二、作物生態(tài)學的研究方法

(一)作物生理生態(tài)研究法生理學研究生物的功能，生態(tài)學則研究生物與其環(huán)境的關系，因此生理生態(tài)學是研究生物體的功能與其環(huán)境關系的學科。它所研究的問題既可以是細胞水平上的和生物化學水平的，也可以是整株作物的生理學與生態(tài)學關系，而作物生態(tài)學研究任務之一是不同環(huán)境里作物生產力形成特點及資源利用效率，因此生理生態(tài)學研究方法也是作物生態(tài)學的研究基礎。生理生態(tài)學的試驗研究方法，主要研究作物對環(huán)境的反應，水分關系和礦質營養(yǎng)，其方法可歸納為碳素代謝、水分代謝、礦物營養(yǎng)代謝、生長分析方法等等。第五十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法二、作物生態(tài)學的研究方法

(二)作物與環(huán)境關系研究法主要有平行對比分析法和相似分析法。平行對比分析方法是作物生態(tài)研究的最基本方法之一，就是一方面觀測分析作物生長發(fā)育狀況與產量，另一方面在同一時期觀測分析環(huán)境條件的變化，使作物與環(huán)境緊密結合起來。通過對兩種資料的分析，便可揭示環(huán)境因子對作物生長發(fā)育和產量形成的影響。該方法最重要的特點就是強調作物與環(huán)境的分析相平行。相似分析方法是采用多種統(tǒng)計手段分析作物生態(tài)適應性，或通過對不同地區(qū)作物生態(tài)適應性相似程度的比較，或對生態(tài)條件的比較，來分析作物的生態(tài)適應性。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。它既適合于對一地各種作物生態(tài)適應性的分析，也適于對某一作物的地區(qū)生態(tài)適應性分析，相似分析法包括許多具體方法，主要有適宜性評價法、聚類分析法等等。第五十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)作物生態(tài)學的研究內容與研究方法二、作物生態(tài)學的研究方法

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

(四)系統(tǒng)學和信息學方法隨著信息技術與生態(tài)學的交叉與融合，系統(tǒng)分析方法相信息管理技術正日益廣泛地應用于作物生態(tài)學的研究。系統(tǒng)分析方法要求把研究對象作為一個系統(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)境之間的相互關系、相互作用、相互制約的定量關系，力求綜合地、精確地對系統(tǒng)結構優(yōu)化，以達到最佳處理問題的目的。信息學方法是要借助系統(tǒng)建模技術和信息獲取技術，系統(tǒng)研究作物生態(tài)系統(tǒng)內不同組分之間的動態(tài)關系和系統(tǒng)的整體行為，定量表達作物生態(tài)系統(tǒng)內的能量流、物質流和信息流，并構建定量化和信息化的作物生態(tài)調控系統(tǒng)，為作物生態(tài)系統(tǒng)的模擬、設計、調控、管理提供定量化工具和平臺。主要研究方法包括作物生態(tài)系統(tǒng)信息采集技術和處理技術。作物生態(tài)系統(tǒng)信息采集技術主要有遙感技術(RS)、機器視覺技術、作物傳感技術和同位素示蹤技術等。信息處理技術主要有數(shù)據(jù)管理技術、定量模型技術、空間信息技術，如地理信息系統(tǒng)(GIS)技術和全球定位系統(tǒng)(GPS)技術。第五十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學的發(fā)展前景作物生態(tài)學從生理機制上探討作物與環(huán)境的關系、物質代謝和能量傳遞規(guī)律以及作物對不同環(huán)境條件的適應性。由于作物生態(tài)學面臨著一些迫切需要研究探明的重要問題與關鍵技術，并能夠從生理機制上對許多生態(tài)環(huán)境問題給予科學的解釋和合理的調控，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，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學的發(fā)展前景

早期生態(tài)學是研究生物與環(huán)境之間相互關系的生物學分支，經(jīng)典生態(tài)學研究的最低層次是有機體(個體)。隨著生物學向宏觀方向變化，生態(tài)學作為宏觀生物學主要以個體、種群、群落等不同的生命體系為研究對象?，F(xiàn)代生態(tài)學研究的重點在于生態(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)學的研究對象既不是生物，也不是環(huán)境，而是由生物與環(huán)境相互作用構成的整體—生態(tài)系統(tǒng)。其實，從生態(tài)學的研究內容可以看出，無論是經(jīng)典生態(tài)學研究生物與環(huán)境的關系，還是現(xiàn)代生態(tài)學研究生態(tài)系統(tǒng)結構與功能，都是研究一定實體(生態(tài)系統(tǒng))內各層次、各要素的相互作用規(guī)律。當然，這個包含生命成分的實體有大有小，大到生物圈，小到一滴水；實體內的層次及組成要素也有簡有繁，具體情況視研究目的而定。第五十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學的發(fā)展前景植物個體生理生態(tài)學的研究主要以農作物、經(jīng)濟林木、牧草和資源植物為研究對象，研究個體的光合生產、水分循環(huán)和抗性生理。進入80年代初期．植物群落結構與功能的研究則成為群落生理生態(tài)學研究的核心內容。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)學在解決實際問題(氣候變化、環(huán)境污染、糧食危機等)上有了更大的用武之地。第五十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學的發(fā)展前景同時，隨著科學技術的進步，快速而精確的便攜式測定儀器不斷推出，可以實現(xiàn)在野外自然狀態(tài)下測定植物的氣體交換過程、葉綠素熒光、能量交換、水勢及水分在植物體內的流動、冠層與根系生長的分析。各種環(huán)境控制手段的不斷完善也使實驗的重復性得到加強，而室內穩(wěn)定性同位素技術、元素分橋技術的成功應用則給許多生態(tài)學現(xiàn)象和野外觀測的結果以機理性的解釋。除此以外。系統(tǒng)科學的原理和方法，如系統(tǒng)論、控制論、耗散結構理論、分彤理論等也廣泛應用進來，為作物生態(tài)系統(tǒng)學的研究提供了定量化的丁具和平臺。第五十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學的發(fā)展前景在作物生態(tài)學研究內容和研究方法不斷發(fā)展和進步的同時，作物生態(tài)學也迫切需要研究探明一些重大的科學問題與管理技術。特別是近年來，植物生態(tài)學的研究日新月異，其研究從細胞到生態(tài)系統(tǒng)各個組織層次放大的同時，又重新將重點集中到個體水平。研究對象從過去的作物和常見種為主轉向生物多樣性和全球變化的關鍵植物種類。當前，作物生態(tài)學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，植物適應和進化的機理以及對有限資源的合理利用，光、溫、水、氣、養(yǎng)分等多種環(huán)境因子對作物影響的相互作用，作物的抗逆件潛能和生態(tài)適應機制，作物牛長過程的信息獲取和動態(tài)模擬，等等。第五十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學的發(fā)展前景與方向一、作物生態(tài)學的發(fā)展前景此外，由于人類經(jīng)濟活動對生物圈干擾的不斷升級，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政府與科學家的廣泛關注。作物生態(tài)學將從理論機制和系統(tǒng)水平上探討植物與環(huán)境的關系及動態(tài)平衡，并對作物生態(tài)系統(tǒng)的演變動態(tài)與調控模式提出科學的解釋和合理的技術。第六十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)作物生態(tài)學的發(fā)展前景與方向二、作物生態(tài)學的發(fā)展方向

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