42/42第一章緒論1－1生態(tài)學(xué)形成和發(fā)展１-1-1生態(tài)學(xué)定義一、生態(tài)學(xué)的定義生態(tài)學(xué)(Ecolｏgy)是生物學(xué)的分支，是一門(mén)宏觀生物學(xué)。勒特(Reiteｒ）1８65年合并loｇos（研究、學(xué)科）和oaks(住所)構(gòu)成Bioloｇy(生態(tài)學(xué)）一詞。赫克爾（ＥrnstHackle，1８３4-19１1，德國(guó)生物學(xué)家）18６6年第一次提出并定義Ecology。生態(tài)學(xué)：研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)(1)生物與環(huán)境的關(guān)系（2）各種生物之間的關(guān)系（3)環(huán)境各要素之間的關(guān)系§1—1-2生態(tài)學(xué)形成和發(fā)展的幾個(gè)階段二、生態(tài)學(xué)形成和發(fā)展的四個(gè)階段(一）生態(tài)學(xué)知識(shí)的累積階段：生態(tài)現(xiàn)象描述公元前3００年，古希臘Thｅｏphrａｓｔus植物與自然環(huán)境的關(guān)系。古羅馬Pｌiny（公元2３~7９年）將動(dòng)物分為陸生、水生、飛翔三大生態(tài)類(lèi)群。公元前２00年我國(guó)古籍管子.地員篇》水分梯度與植物組成的關(guān)系-—《管子,地員篇》中，有關(guān)江淮平原上沼澤植物種類(lèi)的帶狀分布與水文、土質(zhì)的關(guān)系。）生態(tài)學(xué)知識(shí)累積階段中國(guó)：二十四節(jié)氣（實(shí)質(zhì)是氣候與生物關(guān)系的表述）：立春、雨水、驚蟄、春分、清明、谷雨；立夏、小滿(mǎn)、芒種、夏至、小暑、大署;立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降;立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒.《齊民要術(shù)》《本草綱目》生態(tài)學(xué)知識(shí)累積階段西方：１8世紀(jì)初，機(jī)械的自然觀田園主義觀點(diǎn)：簡(jiǎn)單與和諧的生活帝國(guó)傳統(tǒng):通過(guò)理性實(shí)踐和艱苦的勞動(dòng)建立人對(duì)自然的統(tǒng)治§1－1－2生態(tài)學(xué)形成和發(fā)展的幾個(gè)階段（二)近代生態(tài)學(xué)的創(chuàng)始階段：實(shí)物觀察記載Ｒeamer(１６83—1757)《昆蟲(chóng)自然史》1749Ｂuffoon(法，1707—1７88)《生命律》18０3Mａｔhis《人口論》:食物與人口的關(guān)系１807Huｍｂoldt《植物地理學(xué)》：植物分布與氣候條件的規(guī)律性１859Darwin《物種起源》：生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)創(chuàng)立１86６Hａckle定義生態(tài)學(xué)１８５1Compost（瑞典)樣方法--種群定量研究1863Ｋｅe(cuò)ner介紹研究群落結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的方法生態(tài)學(xué)一經(jīng)誕生,立即分化為植物、動(dòng)物和人類(lèi)生態(tài)學(xué)等，出現(xiàn)了生態(tài)學(xué)發(fā)展的第一次高峰?！?—1－2生態(tài)學(xué)形成和發(fā)展的幾個(gè)階段（三)學(xué)科與學(xué)派的分化階段植物生態(tài)學(xué):1895Waｒmiｎg(丹麥）《以植物生態(tài)地理為基礎(chǔ)的植物分布學(xué)》；18９8Sｃhemer《以生理學(xué)為基礎(chǔ)的植物地理學(xué)》。動(dòng)物生態(tài)學(xué):Jenｎｉngs（英）——?jiǎng)游镄袨?；ＡdamsandSheｌlfｉre（美）——?jiǎng)游锷鷳B(tài)演替；Davｅnｐorｔ(美)-—?jiǎng)游锶郝渖鷳B(tài)（昆蟲(chóng)生態(tài)）1９30年前后：英美學(xué)派以北美冰川地貌為研究對(duì)象動(dòng)態(tài)生態(tài)學(xué)法瑞學(xué)派阿爾卑斯山脈為研究對(duì)象靜態(tài)生態(tài)學(xué)北歐學(xué)派北歐森林為研究對(duì)象分布規(guī)律俄國(guó)學(xué)派生物地理群落為研究對(duì)象個(gè)體生態(tài)學(xué)與群落生態(tài)學(xué)階段

（186６－193５)186６Hackle(德國(guó)達(dá)爾文信徒)Ｏaｋs(ECO)—>Eｃｏlｏｇieｓ國(guó)際植物學(xué)大會(huì)1８9３年按近代拼法改為eｃoｌｏgyWarmｉnｇ（丹麥人）1895《植物生態(tài)學(xué)》：趨同適應(yīng)、生態(tài)型、互利共生、寄生、群落分類(lèi)、生態(tài)演替過(guò)程Tansｌey1９１3年英國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)成立的第一任主席，美國(guó)１9１5年成立生態(tài)學(xué)會(huì)，（中國(guó)19８0年成立生態(tài)學(xué)會(huì))個(gè)體生態(tài)學(xué)與群落生態(tài)學(xué)階段?（1866-19３５)美國(guó)芝加哥大學(xué)的亨利.考克斯，從水邊到陸地的植物系列，演替關(guān)系。他的學(xué)生謝爾福德、亞當(dāng)斯都是動(dòng)物生態(tài)學(xué)權(quán)威內(nèi)布拉斯加大學(xué)的弗雷德里克?？巳R門(mén)茨1916年植物演替:《生物生態(tài)學(xué)》（1941出版)一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,小麥價(jià)格下跌。19３4年美國(guó)大塵暴§１－１-２生態(tài)學(xué)形成和發(fā)展的幾個(gè)階段(四)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的發(fā)展階段193５Ｔaｎsley第一次提出生態(tài)系統(tǒng)概念,生態(tài)平衡1941R．Ｌ。Lindeman“一個(gè)老年湖泊內(nèi)的食物鏈動(dòng)態(tài)”1952E。Ｐ。Odom《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》H．T。Odom,Huｔchinsoｎ按研究對(duì)象分:植物生態(tài)學(xué)、動(dòng)物生態(tài)學(xué)、人類(lèi)生態(tài)學(xué)按組織水平分:生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、個(gè)體生態(tài)學(xué)、細(xì)胞生態(tài)學(xué)、基因生態(tài)學(xué)按環(huán)境特點(diǎn)分:淡水生態(tài)學(xué)、海洋生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)學(xué)、草原生態(tài)學(xué)、農(nóng)田生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)階段?（１9３5-1962)林德曼的老師是耶魯大學(xué)的Hｕtchinsoｎ教授林德曼27歲因長(zhǎng)期患病去世,發(fā)表文章前后觀點(diǎn)：能量傳遞在高營(yíng)養(yǎng)級(jí)更有效，呼吸消耗比例越高級(jí)別越大,生態(tài)演替早期過(guò)后生產(chǎn)效率急劇上升(如水體富養(yǎng)化)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)階段?（1935-１962)相對(duì)論、物質(zhì)的不確定性原則、量子力學(xué)出現(xiàn)哈佛大學(xué)的惠勒研究群居的白蟻、螞蟻?zhàn)晕铱酥坪屠髁x的生存競(jìng)爭(zhēng).層創(chuàng)進(jìn)化理論：物質(zhì)—生命—人類(lèi)意識(shí).H。T。Odum，E.Ｐ.Odum1953年出版《生態(tài)學(xué)原理》，父親是區(qū)域社會(huì)學(xué)家。E。P。Odｕm是伊利諾斯大學(xué)謝爾福特的研究生，H。T.Oduｍ是耶魯大學(xué)的Hａchinsｏｎ教授的研究生§1—１-2生態(tài)學(xué)形成和發(fā)展的幾個(gè)階段（五）社會(huì)需求推動(dòng)生態(tài)學(xué)向定向、定量、控制、模擬和應(yīng)用方向發(fā)展的新階段五大危機(jī)：污染、資源、能源、糧食、人口1９６2年，美國(guó)海洋生物學(xué)家卡遜(R.Cａrｓon)《寂靜的春天》用通俗的文筆，描述了一個(gè)受到人造化學(xué)品危害的悲慘世界.她的書(shū)是人類(lèi)生態(tài)環(huán)境意識(shí)覺(jué)醒的標(biāo)志。生態(tài)學(xué)開(kāi)始被從高樓深院中請(qǐng)出來(lái)，以解決社會(huì)生活中的生態(tài)問(wèn)題.聯(lián)合國(guó)教科文組織：IＢM(1９64）,ＭAＢ(1971）世界環(huán)發(fā)大會(huì)：〈人類(lèi)環(huán)境宣言>(斯德哥爾摩,1９72）；〈保護(hù)生物多樣性公約〉、〈氣候變化公約〉、〈關(guān)于森林問(wèn)題的申明〉、〈21世紀(jì)行動(dòng)議程〉和〈里約熱內(nèi)盧宣言〉(里約熱內(nèi)盧，1９9２）生態(tài)學(xué)向調(diào)控與工程方向發(fā)展階段（１962－）１99７在日本京都簽署的《京都協(xié)定書(shū)》，是人類(lèi)為防止全球變暖邁出的第一步，是人類(lèi)有史以來(lái)通過(guò)控制自身行為以減少對(duì)氣候變化影響的第一個(gè)國(guó)際文書(shū)，是國(guó)際社會(huì)為保護(hù)來(lái)以生存的地球環(huán)境經(jīng)過(guò)多年努力所達(dá)成的重要結(jié)果。然而由于美國(guó)布什政府最近在《京都協(xié)定書(shū)》上開(kāi)倒車(chē)，引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注，各方紛紛譴責(zé)美國(guó)這種不負(fù)責(zé)任的態(tài)度。生態(tài)學(xué)向調(diào)控與工程方向發(fā)展階段（1962－）加利福尼亞噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，研究金星和火星的生命，發(fā)現(xiàn)生命與大氣共同進(jìn)化現(xiàn)象。1９6９拉夫洛克提出大地女神“蓋亞”假說(shuō)—“一個(gè)地區(qū)的動(dòng)植物及其周邊環(huán)境組成了一個(gè)能夠單獨(dú)地自動(dòng)抵制不利生存變化的內(nèi)在平衡系統(tǒng)”。生命的最基本規(guī)則是合作與共生,而不是各自競(jìng)爭(zhēng)。生態(tài)學(xué)向調(diào)控與工程方向發(fā)展階段（196２—）1966－19６７實(shí)驗(yàn)性小島，麥克阿瑟和威爾遜得到“島嶼理論”麥克阿瑟認(rèn)為提不出可以驗(yàn)證的預(yù)言的生態(tài)學(xué)還不算是一門(mén)科學(xué),“預(yù)言、預(yù)言、再預(yù)言"，他認(rèn)為IＢＰ是失敗的,認(rèn)為科學(xué)總是“傾向機(jī)械論"的。自然界的正常狀態(tài)是平衡？還是不穩(wěn)定？“從歷史看，生態(tài)學(xué)家認(rèn)識(shí)干擾的重要性及其產(chǎn)生的異質(zhì)性(鑲嵌)總是太遲?！薄耙?yàn)橹鲗?dǎo)思想是平衡論"生態(tài)學(xué)向調(diào)控與工程方向發(fā)展階段（1962－）自然界高度組織嚴(yán)密、整然有條、自行調(diào)節(jié)、狀態(tài)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)到生物圈中大多數(shù)時(shí)間和空間范圍內(nèi)出現(xiàn)的變化都顯得是內(nèi)在的和必然的合作—競(jìng)爭(zhēng)，整體-局部,種群—生態(tài)系統(tǒng)，秩序—混沌，多樣性-穩(wěn)定性“混沌學(xué)”—“蝴蝶效應(yīng)”初始狀態(tài)的敏感性,系統(tǒng)的非線性生態(tài)學(xué)向調(diào)控與工程方向發(fā)展階段（１962—)生態(tài)學(xué)在應(yīng)用中產(chǎn)生了很多應(yīng)用性分支，如農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、資源生態(tài)學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)等。生態(tài)學(xué)還與其他學(xué)科廣泛交叉,產(chǎn)生如生理生態(tài)學(xué)、遺傳生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)等。生態(tài)立法、生態(tài)工程、生態(tài)設(shè)計(jì)發(fā)展迅速。我國(guó)馬世駿先生于１985年就提出生態(tài)工程概念,并于1987年主編出版《中國(guó)的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程》。1989年Mitscｈ和Jorｇensen出版《生態(tài)工程》。１991年召開(kāi)第一屆國(guó)際生態(tài)工程會(huì)議，并于199２年出版刊物《生態(tài)工程》。生態(tài)學(xué)向調(diào)控與工程方向發(fā)展階段(196２－）進(jìn)入九十年代后，生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)集中在生物多樣性、全球變化和可持續(xù)發(fā)展方面。1９96年美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)主席JｕｄyＬ．Ｍeｙer在美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)年會(huì)上提出生態(tài)學(xué)的5個(gè)前沿領(lǐng)域是生態(tài)工程、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)、環(huán)境倫理學(xué)?！?—2農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的性質(zhì)與任務(wù)§１-2—1農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)及其發(fā)展過(guò)程一、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)及其發(fā)展過(guò)程農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)：把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為一個(gè)整體（農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)）利用系統(tǒng)分析的方法研究這個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),功能、生產(chǎn)力及其控制管理以便達(dá)到最大生產(chǎn)力和最佳生態(tài)效果，這樣的一門(mén)學(xué)科稱(chēng)為農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)。Ｐapadａkiｓ在1９38年提出農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)：研究農(nóng)田氣候、土壤、生產(chǎn)力與作物特性的關(guān)系.1９4２G.Azzi農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)１972小田桂三郎（日本）《農(nóng)田生態(tài)學(xué)》1979圣迭戈州立大學(xué)G。W．Ｃox（美）等《農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)》19７4年，國(guó)際性學(xué)術(shù)刊物《農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)》創(chuàng)刊?！欤?2-２研究的對(duì)象和基本內(nèi)容二、研究的對(duì)象和基本內(nèi)容1對(duì)象:農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(argrｏecosｙstｅｍ）2基本內(nèi)容(1)生態(tài)學(xué)的基本概念和原理（2）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng):生物+環(huán)境結(jié)構(gòu):水平結(jié)構(gòu)垂直結(jié)構(gòu)時(shí)間結(jié)構(gòu)§1-2-2研究的對(duì)象和基本內(nèi)容(3)研究農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的功能物流：物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)和利用過(guò)程.能流：信息流：價(jià)值流：(4）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在不同的自然條件和社會(huì)條件下所形成的類(lèi)型,分布及特點(diǎn)（5)農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展及演替規(guī)律（6）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制§1—2-3農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的特點(diǎn)三、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的特點(diǎn):（１)整體性農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)把農(nóng)業(yè)視為一個(gè)整體,即農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng).種植業(yè)、林、牧、副、漁、禽、鳥(niǎo)、蟲(chóng)、菌、微生物、各業(yè)是它的組成成分，各組分之間密切聯(lián)系,相互依存、相互制約。(2)綜合性環(huán)境資源——生物群體—-人類(lèi)技術(shù)（3）戰(zhàn)略性指導(dǎo)農(nóng)業(yè)的綜合規(guī)劃、農(nóng)業(yè)資源的合理開(kāi)發(fā)利用、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù),以及高效的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的建立和各業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展等具有重大意義。§1—2－4農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的研究方法四、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的研究方法1定性描述2常規(guī)的調(diào)查研究、試驗(yàn)研究3系統(tǒng)分析法系統(tǒng)分析法:指通過(guò)定量研究，用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言來(lái)描述不同事物之間的各種聯(lián)系和隨時(shí)間變化的規(guī)律,建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行試驗(yàn),模擬農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的行為，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè),管理和控制，利用系統(tǒng)工程和方法,對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理?！欤保?-5農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的任務(wù)五、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的任務(wù)總?cè)蝿?wù):研究協(xié)調(diào)生物與環(huán)境的關(guān)系,協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各組成要素的關(guān)系，以使實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)力,高生產(chǎn)效率,經(jīng)濟(jì)效率和良好的生態(tài)效益。當(dāng)前的任務(wù):用農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的原理去解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中全局性問(wèn)題。長(zhǎng)遠(yuǎn)任務(wù):研究中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)經(jīng)驗(yàn),及正確分析、對(duì)待發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè),分析和摸索我國(guó)如何實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。第二章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)§2—1系統(tǒng)的概念一、系統(tǒng)的概念２0世紀(jì)三十年代到五十年代，一系列與整體、系統(tǒng)、控制、信息有關(guān)的科學(xué)相繼誕生，這就是我們常說(shuō)的“三論”，即信息論、控制論和信息論.30年代系統(tǒng)論的創(chuàng)始人—奧地利理論生物學(xué)家貝塔朗菲（L。V。Berｔｅlanfｆy)首先提出系統(tǒng)的概念系統(tǒng)：即若干個(gè)相互作用的部分聯(lián)系起來(lái)的有機(jī)整體。我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森的系統(tǒng)定義為我們常用的定義。系統(tǒng):由相互作用和相互依賴(lài)的若干組分結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體。從這個(gè)概念可以看出，構(gòu)成系統(tǒng)必須具備三個(gè)條件:兩個(gè)或兩個(gè)以上的組分;組分間密切聯(lián)系；以整體的方式完成一定的功能。二、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):1。系統(tǒng)是由兩個(gè)以上的要素（又稱(chēng)組分）所組成，各組成成分既相互獨(dú)立分工，又有相互聯(lián)系.組成成分：相互依存，相互制約,互為因果關(guān)系。系統(tǒng)的邊界，系統(tǒng)是有邊界的，這是區(qū)分系統(tǒng)內(nèi)外的標(biāo)志,系統(tǒng)的邊界有時(shí)是自然形成的,如:一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)，一個(gè)人,一個(gè)湖泊的邊界；有時(shí)是人為劃分的,如一個(gè)國(guó)家、一個(gè)農(nóng)場(chǎng)、一個(gè)學(xué)校等。２.系統(tǒng)的層次系統(tǒng)常有不同的層次結(jié)構(gòu)，這是普遍存在的.如:一個(gè)生物個(gè)體(狗）是一個(gè)系統(tǒng),由各種器官組成，表現(xiàn)為整體的功能：跑，叫、吃等；狗又是由呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)組成。各部分又自成系統(tǒng),這種由系統(tǒng)內(nèi)各組分自身構(gòu)成的系統(tǒng)稱(chēng)為子系統(tǒng)；再往小說(shuō)，組織,細(xì)胞，細(xì)胞器甚至生物大分子也是系統(tǒng);往大了說(shuō)。由同種生物生物組成的種群也是系統(tǒng)，由若干個(gè)種群組成的群落,由生物群落和環(huán)境組成的生態(tài)系統(tǒng)?？梢哉f(shuō):任何系統(tǒng)都是由更小的子系統(tǒng)構(gòu)成的，同時(shí)自身又是更高一級(jí)系統(tǒng)的子系統(tǒng).系統(tǒng)的層次性是廣泛存在的。典型的自然生態(tài)系統(tǒng)的層次：分子—細(xì)胞器－細(xì)胞—組織-器官—個(gè)體－種群-群落—生態(tài)系統(tǒng)社會(huì)系統(tǒng)的層次：人－宿舍－班－系—分院－校－全國(guó)高?！逃w系相對(duì)來(lái)講,層次越低,組分間的關(guān)系強(qiáng)度越大,層次越高,組分間的關(guān)系越松散。３.系統(tǒng)組分間的量比關(guān)系３．系統(tǒng)是個(gè)整體由于各組成成分之間相互作用的結(jié)果,使系統(tǒng)整體表現(xiàn)出新的功能，它不等于各組成成分功能的簡(jiǎn)單相加.４。系統(tǒng)是有一定結(jié)構(gòu)的.系統(tǒng)中各組分按嚴(yán)格的等級(jí)、層次進(jìn)行組合，是有序的而不是雜亂無(wú)章的；各組分間物質(zhì)、能量交換和信息傳遞按一定路徑進(jìn)行，而不是隨意的。5．系統(tǒng)必須有一個(gè)為主的目的。系統(tǒng)是一個(gè)功能單元,整體功能的發(fā)揮要求具有整體中心作用—-(馬世駿），建立大系統(tǒng)的觀點(diǎn),對(duì)于全面地、客觀地處理客觀事物具有重要意義。三、系統(tǒng)的條件１.有兩個(gè)以上的組分2.組分之間相互聯(lián)系3.以整體的方式執(zhí)行一定的功能四、研究系統(tǒng)的方法1。黑箱法：從分析輸入輸出著手研究,如中醫(yī)２．白箱法:從分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系著手研究3.灰箱法：§2—2生態(tài)系統(tǒng)的概念一、生態(tài)系統(tǒng)的定義A。Ｇ.Ｔansｌey（英)生態(tài)系統(tǒng)的定義：只有在我們從根本上認(rèn)識(shí)到有機(jī)體不能與它們的環(huán)境分開(kāi),而是與它們的環(huán)境形成一個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)，它們才會(huì)引起我們的重視.生態(tài)系統(tǒng):指由生境（habitat)和占據(jù)該生境并聯(lián)結(jié)在一起的生命有機(jī)體所構(gòu)成的動(dòng)態(tài)整體。生命有機(jī)體和它的無(wú)生命環(huán)境彼此不可分割地聯(lián)系起來(lái)，并不斷相互作用著，進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的轉(zhuǎn)化和信息的傳遞，成為占據(jù)一定空間,具有一定結(jié)構(gòu),執(zhí)行一定功能的自然實(shí)體(Ｓelf-Contａｉntedｅntｉｔy）.其核心是生物群落。生態(tài)系統(tǒng)具有自我維持、修補(bǔ)和重建的能力，因而使生態(tài)系統(tǒng)在一定范圍得以自我維持。系統(tǒng)內(nèi)各過(guò)程在生物與環(huán)境相互作用下，總是趨向于相對(duì)平衡。二、生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)可分為兩大部分:有生命（bioｔiｃ）和無(wú)生命（abiotic）；環(huán)境組分(envirｏnment)和生物組分（orｇaｎｉsms）。１．無(wú)生命成分：即無(wú)機(jī)環(huán)境,它是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的來(lái)源,包括生命活動(dòng)空間的大基質(zhì),即光、水、ＣO２、O2和各種礦物鹽類(lèi)等.２．生命成分：包括所有的植物、動(dòng)物、微生物。按營(yíng)養(yǎng)關(guān)系來(lái)劃分,可分為自養(yǎng)成分（ａutｏtropｈiccompoｎent）和異養(yǎng)成分(heterotrｏphicｃompoｎent）。為描述方便,可將生態(tài)系統(tǒng)的組分劃分如下成分：(1)參加物質(zhì)循環(huán)的無(wú)機(jī)物質(zhì)，如C、N、ＣO2、O2、H2O、P、K、Ｓ、Fe等，存在于大氣、水體、土體等。(２)聯(lián)結(jié)生物和非生物部分的有機(jī)化合物，如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)和腐殖質(zhì)等。(３）氣候狀況,如太陽(yáng)輻射能、溫度、風(fēng)等物理因素。（4)生產(chǎn)者(ｐroducers;pｒimaryproduceｒs）：是自養(yǎng)生物。包括綠色植物和一些化能合成細(xì)菌(綠色和紫色細(xì)菌、藍(lán)藻）。初級(jí)生產(chǎn)(ｐrimaryproｄuctiｏｎ)：生產(chǎn)者利用環(huán)境中的物質(zhì)，把環(huán)境中的能量第一次以生物化學(xué)能方式固定到生態(tài)系統(tǒng)中。（5)大型消費(fèi)者（macｒocｏnsｕmers）：又稱(chēng)消費(fèi)者（Consumers),是異養(yǎng)生物，既主要吃食其它生物或有機(jī)物質(zhì)顆粒的動(dòng)物。可分為草食動(dòng)物（一級(jí)消費(fèi)者)、肉食動(dòng)物（二級(jí)消費(fèi)者）、腐生動(dòng)物、寄生動(dòng)物和雜食動(dòng)物(豬、鯉).（6）小型消費(fèi)者（micｒocｏｎsumｅrs):又稱(chēng)分解者(ｄecoｍｐoseｒｓ）、腐養(yǎng)者(Ｓaｐｒoｔｒoｐｈs）或滲養(yǎng)者（Ｏsmotropｈs），屬異養(yǎng)生物。主要是細(xì)菌、放線菌和真菌，也包括一些原生動(dòng)物（如眼蟲(chóng)、草履蟲(chóng)等)及腐食性動(dòng)物（如蚯蚓、蟹、白蟻等)。次級(jí)生產(chǎn)（ｓｅcｏｎｄarｙｐroduction）：消費(fèi)者利用初級(jí)生產(chǎn)提供的養(yǎng)分和能量通過(guò)代謝作用形成生物量.三、生態(tài)系統(tǒng)與一般系統(tǒng)的區(qū)別1．在組成方面,它是由有生命的有機(jī)體和無(wú)生命的物質(zhì)結(jié)合而成的，不僅植物，還包括與植物共同棲居的動(dòng)物,微生物以及環(huán)境中作用于生物的物理、化學(xué)成分。2．在空間結(jié)構(gòu)方面:通常與特定的空間相聯(lián)系，因而反映出一定的地區(qū)特性以及與此相聯(lián)系的空間結(jié)構(gòu)。3．在時(shí)間變化方面,生物具有發(fā)育、繁殖（復(fù)制）,生長(zhǎng)與衰亡等特征.因而生態(tài)系統(tǒng)具有從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的演變規(guī)律，可分為幼年期、成長(zhǎng)期、成熟期等階段。4.從內(nèi)部功能方面,生態(tài)系統(tǒng)的代謝作用是通過(guò)復(fù)雜的能量、物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程完成的。5．具有復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡特征,不僅存在著種內(nèi)、種間以及生物與環(huán)境之間的功能協(xié)調(diào)。6。在外部關(guān)系方面，是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，不斷從外界輸入物質(zhì)與能量，通過(guò)變換而輸出,維持著系統(tǒng)的有序狀態(tài).四、生態(tài)系統(tǒng)中三大生物功能類(lèi)群在自然界有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)與分解中的作用在生態(tài)系統(tǒng)中各類(lèi)生物的共同作用下，實(shí)現(xiàn)著重要物質(zhì)的不斷生產(chǎn)與分解。有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)與分解關(guān)系著大氣中氧氣含量的高低,有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程也就是釋放氧氣的過(guò)程,氧氣是生物生存的條件。1.自然界中有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程綠色植物（包括藻類(lèi)種高等植物）：自然界有機(jī)物質(zhì)的主要生產(chǎn)者,也是地球上生命活動(dòng)所需氧氣的主要供給者.光合細(xì)菌和化能合成細(xì)菌：也可以生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)。低等藻類(lèi)：需要簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物質(zhì),合成有機(jī)物質(zhì)——完全自養(yǎng).2．自然界中有機(jī)物質(zhì)的分解過(guò)程在分解動(dòng)、植物有機(jī)體方面起決定作用的是異養(yǎng)生物。異養(yǎng)生物分解有機(jī)物質(zhì)的過(guò)程可分為兩大類(lèi):即有氧呼吸(高等動(dòng)物、多數(shù)原核生物)和嫌氧呼吸（一小部分腐食者生物)。分解有機(jī)物質(zhì)的三個(gè)過(guò)程：（1)非生物和生物作用形成有機(jī)質(zhì)顆粒腐屑(２）腐食者作用形成腐殖酸和產(chǎn)生可溶性有機(jī)物(3)腐殖質(zhì)的緩慢礦化§2—3生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的劃分和自然生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的劃分,無(wú)自然分類(lèi)的原則.包括人在內(nèi)生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)。一、生物圈（ｂiｏspｈeｒe）：地球上全部生物及其生活域的總和。從大氣圈到水圈,其厚度約定20Ｋm。多數(shù)生物活動(dòng)的地方,其厚度約100m.二、海洋生態(tài)系統(tǒng):海洋面積3。6億Km2，占地球表面的７1%，平均深度3750米,是世界上最大的、層次最厚的生態(tài)系統(tǒng)。在生物學(xué)方面最豐富于多樣性，海水中含鹽量平均３％，具有很高的蒸發(fā)率，起著調(diào)節(jié)大氣溫、濕度的重要作用.其生產(chǎn)者主要是浮游植物和藻類(lèi)，消費(fèi)者是各種魚(yú)類(lèi)。三、淡水生態(tài)系統(tǒng)：包括河流、溪流、水渠等流動(dòng)水體和湖泊、沼澤、池塘、水庫(kù)等靜水水體,其生物類(lèi)群因水的流速和水層的光亮而不同。急流中:生產(chǎn)者是藻類(lèi)，消費(fèi)者是特殊器官的昆蟲(chóng)緩流中:生產(chǎn)者多為高等植物,消費(fèi)者是穴居昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)表水層：生產(chǎn)者是各種藻類(lèi).四、草原生態(tài)系統(tǒng):世界草原面積約30億公頃，占陸地面積的2４%，分布在干旱和半干旱地區(qū)，雨量少（24０~450mｍ)，并集中在夏季。初級(jí)生產(chǎn)者主要是草本植物,消費(fèi)者是除草食家外,主要是穴居的嚙齒類(lèi)和食草動(dòng)物、野牛、羚羊、野兔等.五、森林生態(tài)系統(tǒng):陸地上最大的生態(tài)系統(tǒng)，占有面積約45億公頃，生物現(xiàn)存量最大，每公頃可達(dá)10０—400噸。據(jù)估計(jì)，每年全球森林生態(tài)系統(tǒng)固定的能量占地球陸地上固定的能量的68％左右，有１000萬(wàn)種物種是寶貴的基因庫(kù).森林生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)雜的形態(tài)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，不僅生產(chǎn)力高，且具有強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)功能，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)起著巨大的作用：如調(diào)節(jié)水分，增加雨量；涵養(yǎng)水源,保持水土；防風(fēng)固沙,保護(hù)農(nóng)田;凈化空氣，防治污染;以及減低噪音，美化大地等.§2－4農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)一、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的概念1。定義農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)：是人們利用農(nóng)業(yè)生物與非生物環(huán)境之間相互作用，以及生物種群之間的相互作用，通過(guò)建立合理的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和高效的生態(tài)機(jī)能進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化，并按人類(lèi)理想進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的綜合體系。2．性質(zhì)（1）以農(nóng)業(yè)生物為主（2)受人類(lèi)調(diào)控(3)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為目的二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（一）環(huán)境１。自然環(huán)境(1）太陽(yáng)輻射（2)大氣圈(3)水圈（４）土壤巖石圈2.人工環(huán)境(1）人工影響環(huán)境:水庫(kù)、防護(hù)林、水源林（2)人工建造環(huán)境：A．無(wú)土栽培環(huán)境Ｂ。大棚溫室環(huán)境C。集約化養(yǎng)殖環(huán)境(二）生物組分1.目的生物：農(nóng)、林、牧、副、漁2。伴生生物：病、蟲(chóng)、雜草３．人類(lèi)：作為消費(fèi)者和調(diào)節(jié)者三、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別于自然生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn):１．發(fā)展方向自然生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展是定向的，即通過(guò)演替向頂極群落發(fā)展,其目的是為了獲得最大的“保護(hù)"或“保持”，對(duì)群落本身是有利的,但并不一定符合人類(lèi)的需要。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為滿(mǎn)足人類(lèi)社會(huì)生活的各種需求，一般要求停留在高草群落階段。２.系統(tǒng)組分構(gòu)成自然生態(tài)系統(tǒng)的生物是通過(guò)遷移過(guò)程由生態(tài)系統(tǒng)自身的選擇決定的，對(duì)不良環(huán)境條件具有較大的抗逆性.其環(huán)境為自然環(huán)境。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中占優(yōu)勢(shì)的生物是經(jīng)過(guò)人工選育，常常具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和較低的抗逆性,為了正常生活必須人為培管。其它動(dòng)、植物通常都要予以抑制以至徹底消滅的。內(nèi)在反饋機(jī)制受到削弱，系統(tǒng)的穩(wěn)定性明顯降低。從而使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)具有較高的凈生產(chǎn)量和較高的光能利用率。在環(huán)境組分中，多了人工環(huán)境組分，各種自然環(huán)境如氣體、水體、土體也受到人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)烈影響.3．開(kāi)放性自然生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)幾乎全部保留在系統(tǒng)內(nèi),許多化學(xué)元素基本上可以在系統(tǒng)內(nèi)部取得循環(huán)平衡,是一個(gè)自給自足的系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),為滿(mǎn)足社會(huì)日益增長(zhǎng)的需要,須對(duì)城市、工礦等提供大量的商品食物和工業(yè)原料。大量農(nóng)畜產(chǎn)品輸出，使?fàn)I養(yǎng)元素離開(kāi)系統(tǒng).生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同，對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的回收和保持能力也不同。與農(nóng)畜產(chǎn)品大量輸出的同時(shí)，必須有相應(yīng)的物質(zhì)輸入，以維持生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分平衡.還必須投入較多的輔助能量,如化肥、農(nóng)藥、機(jī)械的使用，以及排灌、收獲、貯藏、加工、耕耘、播種、中耕、防治病蟲(chóng)等各種機(jī)械操作,都需要消耗能量。4。系統(tǒng)調(diào)控:農(nóng)業(yè)是人類(lèi)社會(huì)的一種生產(chǎn)活動(dòng)，不但受到自然規(guī)律的制約，經(jīng)濟(jì)因素是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中不要缺少的重要環(huán)節(jié).農(nóng)業(yè)技術(shù)的實(shí)施必須有勞力和資金的投入。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是實(shí)際上是一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。任何農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的決策與實(shí)施都必須考慮到生態(tài)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)四個(gè)重要方面的相互影響與制約?？傊?把農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)看作是以日光能為動(dòng)力的自然生態(tài)系統(tǒng)和以燃料為動(dòng)力的城市工業(yè)系統(tǒng)的中間類(lèi)型，有助于更好地認(rèn)識(shí)目前工業(yè)化農(nóng)業(yè)的矛盾。把農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)看作是馴化生態(tài)系統(tǒng)有助于更好地認(rèn)識(shí)自然界中自動(dòng)產(chǎn)生并自動(dòng)保持下來(lái)的許多內(nèi)部過(guò)程。第三章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流§3-1熱力學(xué)定律一、熱力學(xué)第一定律（能量守恒定律）△U(系統(tǒng)內(nèi)能變化）=Ｑ（吸熱）-W（對(duì)外作功)能量可以在不同介質(zhì)中傳遞,也可以在不同形式間轉(zhuǎn)換,但在所有這些過(guò)程中能量保持恒定，既不能創(chuàng)生，也不會(huì)消滅.二、熱力學(xué)第二定律1.能量的轉(zhuǎn)換不可能達(dá)到百分之百有效.2。自由能的提高不可能是一個(gè)自發(fā)過(guò)程。三、熵(eｎｔｒoｐｙ）1.熵（ｅntropy):系統(tǒng)熱量除以溫度后得到的商?！鳎樱健鱍／T熵是系統(tǒng)無(wú)序性的量度。2．熱力學(xué)第二定律(１)在一個(gè)內(nèi)能不變的封閉系統(tǒng)中，任何自發(fā)過(guò)程均朝著熵值增加的方向進(jìn)行。(２）開(kāi)放系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)到另一個(gè)平衡狀態(tài)的任何過(guò)程，均使系統(tǒng)與環(huán)境熵值之和增加。四、耗散結(jié)構(gòu)理論1.耗散結(jié)構(gòu)(dissipaｔｉvｅstructuｒe）：開(kāi)放系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非平衡狀態(tài)下，系統(tǒng)可能出現(xiàn)的一種穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)。(Prigogine）２．耗散結(jié)構(gòu)理論：一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)，通過(guò)與外界進(jìn)行物質(zhì)與能量的不斷交換，就能克服混亂狀態(tài)，維持穩(wěn)定狀態(tài)，并且不斷提高系統(tǒng)的有序性，使系統(tǒng)的熵減少.3.有機(jī)體和生態(tài)系統(tǒng)都是遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)，存在一種連續(xù)而有效的能量轉(zhuǎn)換,因而都屬于耗散結(jié)構(gòu).光合與同化:引入負(fù)熵，保持有序狀態(tài)呼吸與作功:排除正熵，排除無(wú)序§3—2食物鏈一、食物鏈（fｏｏdｃhain)和營(yíng)養(yǎng)級(jí)（trophｉｃlevel）：１.食物鏈（foodchaｉn）:生態(tài)系統(tǒng)成員間,通過(guò)食物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系彼此聯(lián)系起來(lái)的序列。2．營(yíng)養(yǎng)級(jí)(tropｈicｌｅvel):食物鏈上的每一個(gè)食性級(jí).以符號(hào)T來(lái)表示，T１表示第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，T２表示第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，Ｔ3……Ｔn余此類(lèi)推。食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物與生物之間相互聯(lián)系的一種主要形式,是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的主要路徑。二、食物鏈的種類(lèi)按性質(zhì)不同分為四類(lèi)：（1)捕食食物鏈(又稱(chēng)草牧食物鏈ｇaziｎgfooｄｃhain):是由植物到草食動(dòng)物,再到肉食動(dòng)物,直接消耗活有機(jī)體或其部分的食物鏈。在陸地上起始于綠色植物，在水中起始于浮游植物.如:水稻——稻飛虱—-青蛙—-蛇——老鷹——人(２）腐生食物鏈（又稱(chēng)殘?jiān)澄镦渄eｔrituｓfｏodchａiｎ）:由多種微生物構(gòu)成,是以死有機(jī)體為營(yíng)養(yǎng)源,通過(guò)腐爛、分解，將有機(jī)物還原為無(wú)機(jī)物質(zhì)的食物。如：秸桿（畜糞）——食用菌垃圾——蚯蚓（蝸牛）(３)寄生食物鏈(parasｉｔefoｏdchaｉｎ):以寄生的方式取食活著生物有機(jī)體.食物鏈成員有自大到小的趨勢(shì)。如:大豆——菟絲子馬——蛔蟲(chóng)-—原生動(dòng)物紅鈴蟲(chóng)——金小蜂(４）混合食物鏈:構(gòu)成食物鏈的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中，既有活食生物成員，也有腐食生物成員.如：稻草——?！球尽u—-豬——魚(yú)三、生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的基本特點(diǎn)１.在同一個(gè)食物鏈中，常包含有食性和其它生活習(xí)性極不相同的多種生物.一條食物鏈中包含的多種生物，可以使光合產(chǎn)物得到充分利用(分級(jí)利用光合產(chǎn)物）,在有限的空間中養(yǎng)活眾多生物。2.在同一生態(tài)系統(tǒng)中,可能有多條食物鏈,它們長(zhǎng)短不一,營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目不等。如一個(gè)魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)中：藻類(lèi)水草——草魚(yú)綠藻——甲殼動(dòng)物—-花鰱浮游植物——浮游動(dòng)物——蝦-—噘魚(yú)自然生態(tài)系統(tǒng)中，食物鏈營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目是有限的3。不同生態(tài)系統(tǒng)中各類(lèi)食物鏈所占比重不同。（１)森林生態(tài)系統(tǒng)：腐生食物鏈比重最大,約占系統(tǒng)中生產(chǎn)者所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)的９0％以上。（2)草原生態(tài)系統(tǒng)（牧場(chǎng)）：腐生食物鏈約占7０%左右。(3)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)：植物生產(chǎn)的有機(jī)質(zhì)大部分作為產(chǎn)品，留給腐生食物鏈的僅占凈初級(jí)生產(chǎn)的20~30％。如果不通過(guò)糞肥、秸桿還田等途徑向系統(tǒng)補(bǔ)充有機(jī)質(zhì),則系統(tǒng)中腐生食物鏈上的生物群落將會(huì)因?yàn)槿鄙偈澄锬芏ネ?引起土壤肥力的下降.4.在任何一生態(tài)系統(tǒng)，各類(lèi)食物鏈有協(xié)同作用。三、食物網(wǎng)食物網(wǎng)(ｆｏodweb)：在生態(tài)系統(tǒng)中,各種食物鏈交錯(cuò)起來(lái)構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。食物網(wǎng)本質(zhì)上是生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)體之間一系列反復(fù)的吃與被吃的相互關(guān)系。營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生物與生物、生物與環(huán)境緊密聯(lián)系起來(lái)的結(jié)構(gòu).§3-3生態(tài)系統(tǒng)中的能源一、太陽(yáng)輻射能是所有生態(tài)系統(tǒng)最主要能量來(lái)源可見(jiàn)光：0.４～０.７６μ5０％生理效應(yīng)紅外線：>0.７６μ43％引起熱能紫外線:＜0．４μ7％引起生物變性,致死太陽(yáng)常數(shù):So=1．94cal/cm2．mｉn到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能強(qiáng)度,因緯度、地形地貌、坡度坡向、氣候因子而不同.太陽(yáng)輻射能量到達(dá)地球表面的分配示意圖二、輔助能輔助能：生態(tài)系統(tǒng)中，除了太陽(yáng)能以外的其它一切補(bǔ)加能量。包括自然能和人工能補(bǔ)給,如沿海河口潮汐的作用,風(fēng)力的作用以及降雨和蒸發(fā)的作用等。對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，輔助能主要構(gòu)成是人們從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各項(xiàng)活動(dòng)中投入的能量，當(dāng)然，也繼承了自然生態(tài)系統(tǒng)中的自然輔助能?！?-4生態(tài)系統(tǒng)的能流分析一、能流路徑研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)，在于了解一個(gè)系統(tǒng)的能量輸入、貯存以及作功之間的相互關(guān)系,從而減少能量損耗，提高能量利用效率。生態(tài)系統(tǒng)中能量是沿著食物鏈流動(dòng)的:→Tｎ－1→Tn→NUnNAｎRnNPn—1攝入量IｎＡnＮPn注:NP：凈生產(chǎn)量A：同化量Nu:未同化量NA：未同化量二、生態(tài)效率生態(tài)效率：能量通過(guò)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率.1。營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間（Tn－１——Tｎ)（1)攝入效率In/In-1（２)同化效率An/An—１(3)生產(chǎn)效率NＰn/NPn－12．營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)部（1）同化效率：Aｎ／In(2)生態(tài)生長(zhǎng)效率：NPｎ/In（生產(chǎn)效率）(３)組織生長(zhǎng)效率:NＰｎ/An三、生態(tài)金字塔１．生態(tài)金字塔:營(yíng)養(yǎng)級(jí)由低到高，它們的個(gè)體數(shù)或能量的分布形成一個(gè)塔形結(jié)構(gòu)，就稱(chēng)為生態(tài)金字塔。２。三種基本類(lèi)型:（1)生物個(gè)體數(shù)——數(shù)目金字塔（2）每種生物的現(xiàn)存生物量——生物量金字塔（3）能量——能量金字塔3-5農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流一、能源生物界的能源，直接、間接地來(lái)源于太陽(yáng)的輻射能。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)有大量的人工輔助能輸入,同時(shí)有大量的能量以農(nóng)產(chǎn)品的形式輸出系統(tǒng)外。太陽(yáng)能仍是主要能量來(lái)源，但輔助能所占的比例大大提高了。自然輔助能太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等輔助能工業(yè)能：農(nóng)藥、化肥、農(nóng)機(jī)、電力、燃料、薄膜、設(shè)施人工輔助能生物能：勞動(dòng)、畜力、有機(jī)肥、燃料食物能:種子、種苗、飼料、種畜、種禽二、人工輔助能提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的原因1．輔助能的投入，促進(jìn)農(nóng)作物對(duì)太陽(yáng)能的吸收、利用和轉(zhuǎn)化。2.減少農(nóng)業(yè)生物的非生產(chǎn)能量損耗.3．使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些自然生物過(guò)程可以用人工過(guò)程取代,提高效率。三、工業(yè)輔助能的使用所帶來(lái)的一系列的問(wèn)題1．輔助能的效益隨著輔助能的增加而降低.2。能源緊張。3．化肥農(nóng)藥對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境造成污染。§３－6農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流分析一、能流符號(hào)二、能流分析法１．確定研究對(duì)象和系統(tǒng)邊界。2．確定系統(tǒng)的組成成分及相互關(guān)系,繪出能流圖。3.搜集資料,確定各種實(shí)物的流量與輸入輸出量。①直接從有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料中得到。②到實(shí)地進(jìn)行調(diào)查獲取資料。③間接估算,利用他人的成果。4．將各種實(shí)物流量折算成能量，標(biāo)在能流圖上.5．結(jié)果分析。（1）輸入能量的結(jié)構(gòu)分析。（2）產(chǎn)出能量的結(jié)構(gòu)分析。(３）能量輸入密度。（4）能量產(chǎn)出密度.（５）各種能量的轉(zhuǎn)換效率。①人工輔助能效率=總產(chǎn)出能量/人工輔助能投入量②工業(yè)輔助能效率=總產(chǎn)出能／工業(yè)輔助能投入量③各種生態(tài)效率三、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流模型進(jìn)入農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流，是沿著以農(nóng)田、草地、林果、水域?yàn)榘l(fā)端的幾條主要食物鏈運(yùn)行的.由于畜禽（魚(yú))、加工業(yè)及作為消費(fèi)者的人的存在,在這些食物鏈的下游形成了交錯(cuò)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（一）農(nóng)田亞系統(tǒng)：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)主體、輔助能投入重點(diǎn)輸出的能流:人、畜禽、城市、還田（二）畜禽亞系統(tǒng)：(三)林果亞系統(tǒng):個(gè)體大，生育期長(zhǎng),強(qiáng)自我維持能力和光能轉(zhuǎn)化，生態(tài)效益(保持水土、改善氣候、穩(wěn)定良好的生態(tài)環(huán)境、為病蟲(chóng)害的天敵活動(dòng)提供保護(hù)），提供多樣化食品、生產(chǎn)資料和生活資料，改善農(nóng)村景觀(四）加工業(yè)亞系統(tǒng)：第四章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物流物流也和能流一樣,是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能之一.有機(jī)體和生態(tài)系統(tǒng)為了生存與發(fā)展，除了不斷輸入能量外,還須不斷輸入物質(zhì)，因此物質(zhì)既是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是能量的載體，起著雙重作用.能量和物質(zhì)是同時(shí)沿著食物鏈流動(dòng)和傳遞的。但能量流動(dòng)是單方向的，是一個(gè)不斷耗散的過(guò)程；而物質(zhì)流動(dòng)則是循環(huán)的。生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者通過(guò)根系從土壤中吸收礦物質(zhì)和水分，由葉片吸收CＯ2，以太陽(yáng)能為動(dòng)力合成有機(jī)物質(zhì),然后沿著食物鏈移動(dòng)。在每次物質(zhì)轉(zhuǎn)移中都有物質(zhì)丟失,但丟失的部分都將回到環(huán)境,為植物從新吸收。利用。因此物質(zhì)是可以循環(huán)的，并且是周而復(fù)始地被利用。第一節(jié)基本概念和原理一、生物地球化學(xué)循環(huán)（Biogｅocheｍicａｌcycles）概念:各種化學(xué)元素,包括原生質(zhì)中必不可少的元素，在生態(tài)系統(tǒng)乃至生物圈里沿著特定的途徑，從周?chē)h(huán)境到生物體，再?gòu)纳矬w到環(huán)境，不斷地進(jìn)行流動(dòng)和循環(huán)，這些不同的循環(huán)途徑就構(gòu)成了生物地球化學(xué)循環(huán)。(二)類(lèi)型：根據(jù)物質(zhì)循環(huán)的范圍、路線和周期不同，可分為：地質(zhì)大循環(huán):物質(zhì)和元素經(jīng)生物體的吸收作用，從環(huán)境進(jìn)入有機(jī)體內(nèi),然后生物以死體、殘?bào)w、排泄形式將物質(zhì)或元素返回環(huán)境,進(jìn)入五大自然圈的循環(huán)。大氣圈區(qū)水圈五大自然圈土壤圈巖石圈生物圈特點(diǎn)：時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣,是閉合性循環(huán),具有全球性質(zhì)。(幾百年、幾千年、幾百萬(wàn)年，甚至上億年）如，①。打氣中的ＣO２通過(guò)生物圈的光合和呼吸作用約好３００年循環(huán)一次。②O2通過(guò)生物代謝,約200０年循環(huán)一次.③水圈（包括占地球表面71％的海洋）中的水，通過(guò)生物圈的吸收、排泄、蒸騰每當(dāng)200萬(wàn)年才循環(huán)一次。④至于由巖石土壤圈風(fēng)化出的礦物元素循環(huán)一次則需要更長(zhǎng)的時(shí)間。甚至要經(jīng)過(guò)幾億年。（2）。生物小循環(huán)：是指環(huán)境中元素經(jīng)生物體吸收，在生命系統(tǒng)中相繼利用，然后經(jīng)分解者分解成無(wú)機(jī)態(tài)進(jìn)入環(huán)境，再為生產(chǎn)者吸收利用.特點(diǎn):在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)、范圍小、時(shí)間短，是開(kāi)放的循環(huán).根據(jù)循環(huán)主要是與打氣循環(huán)，還是與巖石土壤或水圈聯(lián)系劃分（根據(jù)物質(zhì)在五大自然庫(kù)的庫(kù)存量的主次、大小和固定的時(shí)間長(zhǎng)短）（１)氣體型（Gaseousｔypes）:其貯存庫(kù)在大氣中。元素或化合物可以轉(zhuǎn)化為氣體形式，通過(guò)打氣進(jìn)行擴(kuò)散，彌漫于陸地或海洋上，在很短時(shí)間內(nèi)又可被植物重新利用。如C、N、O等由于有巨大的大氣儲(chǔ)存庫(kù).對(duì)于干擾可相當(dāng)快地進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。因此,從全球意義上看，這類(lèi)循環(huán)是比較完全的循環(huán)。沉積型（Sedimｅnｔarytｙｐｅs）其貯存庫(kù)在地殼里。經(jīng)風(fēng)化作用從陸巖石緩慢釋放的某些化合物或元素被植物吸收，參與生命物質(zhì)的形成并沿食物鏈運(yùn)轉(zhuǎn)，然后動(dòng)植物有機(jī)體經(jīng)微生物的分解作用又將元素返回環(huán)境,除一部分保持在土壤中供植物吸收利用外，一部分以溶液或沉積物狀態(tài)隨流水進(jìn)入海洋，經(jīng)沉降,淀積和成巖作用變成巖石，當(dāng)巖石被抬升并遭受風(fēng)化作用時(shí)，該循環(huán)才算完成.這類(lèi)循環(huán)是緩慢的,傾向于不完全的循環(huán)，并且容易被局部擾所破壞。如Ｐ、S、Cａ、I、K、Ｎa等循環(huán)。二、物質(zhì)循環(huán)的庫(kù)、流（Fｌow）流生態(tài)系統(tǒng)中的能量和物質(zhì)不是靜止不動(dòng)的,而是不斷地流動(dòng)著。能量和物質(zhì)通過(guò)食物鏈形成的轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)狀態(tài),稱(chēng)為流。生態(tài)系統(tǒng)中兩個(gè)主要的流是物質(zhì)流積能量流。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)要獲得高的生產(chǎn)力，就要使系統(tǒng)內(nèi)的能量和物質(zhì)的流量多，且暢通無(wú)阻。庫(kù)（poｏl）生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被暫時(shí)固定，貯存的場(chǎng)所,稱(chēng)為庫(kù)。生態(tài)系統(tǒng)的各組分都是物質(zhì)循環(huán)的庫(kù)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中主要有植物庫(kù)（農(nóng)作物、蔬菜、果樹(shù)、林木、牧草等),動(dòng)物庫(kù)(畜、禽,蟲(chóng)等）和土壤庫(kù)，大氣庫(kù)、水體庫(kù)。庫(kù)存――庫(kù)在某一時(shí)刻所貯存的某一化學(xué)元素的數(shù)量。（S）物質(zhì)循環(huán)的庫(kù)在生物地球化學(xué)循環(huán)可分為兩大類(lèi):貯存庫(kù):（Reseｒvoｉｒpoｏl）容積大，活動(dòng)緩慢，一般為環(huán)境庫(kù).交換庫(kù)：(Exchａｎgepool)容積小,與外界進(jìn)行物質(zhì)交換比較活躍,一般為生物成分。庫(kù)與流的關(guān)系沒(méi)有庫(kù),環(huán)境資源不能被吸收，固定,轉(zhuǎn)化為各種產(chǎn)物。沒(méi)有流,庫(kù)與流之間不能聯(lián)系與溝通，則物質(zhì)循環(huán)阻塞，生物無(wú)以維持,生態(tài)系統(tǒng)也將瓦解。庫(kù)的吸收，固定和貯存的能力,不僅決定于生物種群的特性也決定于循環(huán)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中,生物種群所具有的捕獲、吸收和轉(zhuǎn)化能量與物質(zhì)的性能和效率，決定了流的數(shù)量各速度,也決定了能量和物質(zhì)在生物種群之間的分配的定量關(guān)系。三、周轉(zhuǎn)率與周轉(zhuǎn)期――衡量物質(zhì)流動(dòng)效率的指標(biāo)輸入(FI）流通率：(flowratｅ）單位時(shí)間內(nèi)出入庫(kù)的物質(zhì)流量輸出（ＦO）周轉(zhuǎn)率:系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，流通率與庫(kù)存(Ｓ）的比例。R＝F／S周轉(zhuǎn)期：周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)，表示該庫(kù)的全部物質(zhì)全鄣更換平均需要的時(shí)間。Ｔ＝S/F四、循環(huán)效率：循環(huán)物質(zhì)占總輸入物質(zhì)的比例EC=FＣ/FＩ幾個(gè)重要物質(zhì)的循環(huán)碳循環(huán)概況１。ＣCycle是所有養(yǎng)分循環(huán)中最簡(jiǎn)單的一種,但對(duì)生命的意義卻是十分重要的.Ｃ是有機(jī)物的基本成分，占干重的49％。Ｃ的來(lái)源是CＯ２0。14％為CO2無(wú)機(jī)態(tài)占大部分地殼沉積物中地球上總碳量為26＊1015噸化石6４％：煤、石油、泥碳有機(jī)態(tài)有機(jī)殘?bào)w占32％：土壤和水中占0.05%生物體成分占4%(二)CＣycle基本過(guò)程ＣCyｃlｅ是從光合作用固定空氣中的CO2開(kāi)始的。大氣庫(kù)與生物組分之間的循環(huán)特點(diǎn)：①這是一生物過(guò)程②屬于氣相循環(huán)過(guò)程CO２通過(guò)綠色植物的光合作用進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，CO2和水形成ＣＨ2O，然后在系統(tǒng)中流動(dòng),其流動(dòng)途徑:沿食物鏈傳遞：這種過(guò)程是最理想的,C一直在生態(tài)系統(tǒng)的生物組分中。生物的呼吸作用，使ＣＯ2返回到大氣。大氣與海洋間的交換特點(diǎn):①這是一自然過(guò)程，生物不能控制②海洋溶解的CO2是大氣庫(kù)中ＣO2的50倍，因而海洋對(duì)大氣中的[CＯ２］具有緩沖機(jī)制。過(guò)程：沉積循環(huán):(1）特點(diǎn):①這是一自然過(guò)程――這兩種途徑經(jīng)化石，石灰?guī)r或油頁(yè)巖等固態(tài)過(guò)程.Ｃ素有相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間離開(kāi)了氣相循環(huán)，離開(kāi)了生物圈，進(jìn)入了地質(zhì)大循環(huán)。②這是自然界最大一個(gè)庫(kù)（2）過(guò)程人類(lèi)活動(dòng)的干預(yù)在空氣中，［CＯ2]≈0.03%，但自第二次工業(yè)革命（１850年)后,人類(lèi)大量砍伐森林和開(kāi)采化石燃料，從而將幾百萬(wàn)年前被光合作用固定的Ｃ通過(guò)燃燒又釋放到大氣中.據(jù)統(tǒng)計(jì)每年燃燒礦石釋放到大氣中的CO2約５0－60億噸，雖然大部分被海洋吸收而緩沖,但仍有１/３保留在大氣中,使大氣[CO2]逐年上升。過(guò)去一百年,290ｐpm→345ppm,200０年→3７5－4００ｐｐｍ。由于CO2對(duì)紅外線有強(qiáng)烈的吸收作用,因此CＯ2的增加將產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。雖然[ＣO2］↑有利于光合作用增強(qiáng)，但也導(dǎo)致全球近地表溫度升高，這對(duì)全球的氣候，大氣環(huán)境。降雨……等將產(chǎn)生一系列不利于人類(lèi)的影響。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的碳流的問(wèn)題養(yǎng)分循環(huán)的兩種控制：生物控制:通過(guò)食物鏈控制人為控制:通過(guò)食物輸入，產(chǎn)品輸出等控制農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)要求促進(jìn)和保護(hù)生物控制這就面臨兩個(gè)選擇:動(dòng)植物殘?bào)w的去向肥料：提高地力（以有機(jī)物形式返回土壤）燃料:以CＯ2形式返回大氣→土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)量不足↓土壤有機(jī)質(zhì)含量↓←土壤微生物C源不足↓地力衰退燃料發(fā)展中國(guó)家，因人口多耕地少，大量砍伐森林耕地沙漠化(Negro）毀林的結(jié)果地力下降廣種薄收因此必須提供輔助能源為生活能源，同時(shí)大力控制人口數(shù)量解決糧食，耕地問(wèn)題。氮循環(huán)概況N是生物體中Aa、pｒoteｉn、Ｃｈiｏ-、DＮA、ＲNA中不可缺少的元素.N的主要庫(kù)存是大氣――主要是氣態(tài)循環(huán)。以N２的單質(zhì)形式存在。在大氣中占7９%，總貯量約３８＊106億噸,但不可被植物直接利用，必須通過(guò)固N(yùn)作用。N循環(huán)基本過(guò)程固氮作用是氣態(tài)循環(huán)的重要機(jī)制生物固N(yùn):每年175＊106噸①固Ｎ生物:根瘤菌藍(lán)綠藻農(nóng)業(yè)上利用根瘤菌較多,占全部生物固N(yùn)的4０%左右，因此農(nóng)田中靠包括豆科作物在內(nèi)的作物輪作來(lái)維持土壤的持續(xù)肥力是非常重要的,稻田的藍(lán)綠藻對(duì)增產(chǎn)亦有明顯的作用。固N(yùn)作用②N2NH4＋食物鏈工業(yè)固N(yùn)：４5.9*106噸(１977年）→100＊１06噸(1997年)大氣固N(yùn):通過(guò)閃電和宇宙射線固N(yùn),7.６＊1０6噸。生態(tài)系統(tǒng)中的氮流途徑(如圖）人為干預(yù)干預(yù)途徑(方式）:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生物固N(yùn)工業(yè)固N(yùn)：占有20－３０％問(wèn)題地下水污染由于施肥不當(dāng)，會(huì)使蔬菜，飼料中累積過(guò)多或隨水流動(dòng)進(jìn)入飲水、地下水中。食物和飲用水中NＯ3－含量過(guò)高，在一定程度下生成的亞硝胺是致癌物質(zhì)。美國(guó)明尼蘇達(dá)州１9４７年-1950年１39例兒童獲亞鐵血紅蛋白癥，有14例死亡，查明原因是由于飲用的地下水中被硝酸鹽污染。而NO3-在烹調(diào)過(guò)程中和消化道中形成NO2—，NＯ２-，與血紅蛋白給合，使其載氧能力受到損害水體富養(yǎng)化:土壤中的N、Ｐ營(yíng)養(yǎng)元素及生產(chǎn)、生活中的污水大多數(shù)江河湖沼中N和P是光合自養(yǎng)生物的主要限制因子，一旦增加這些養(yǎng)分，初級(jí)生產(chǎn)大大提高。在某些情況下這是好的，為此有時(shí)還有意識(shí)地在魚(yú)塘中施肥.當(dāng)水體中的總磷＞20mg/m3，無(wú)機(jī)Ｎ＞300mg/ｍ3時(shí)，可以認(rèn)為該水處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。水體中營(yíng)養(yǎng)過(guò)分豐富，水生藻類(lèi)繁茂，它們死亡后,在水體中腐爛分解，產(chǎn)生大量CH4、H2Ｓ、CO２、ＮＨ3等，使水質(zhì)變壞。同時(shí)有機(jī)質(zhì)分解時(shí)大量消耗水中的溶解O2少于４mg/升時(shí)，會(huì)造成魚(yú)類(lèi)和其它水生動(dòng)物的死亡.破壞臭O３層反硝化作用產(chǎn)生的Ｎ２Ｏ進(jìn)入大氣后會(huì)破壞臭Ｏ3層N2O＋O3→2NＯ＋O2NＯ+O3→NＯ2＋Ｏ2若臭O3層玻壞5％,進(jìn)入地球的紫外線會(huì)增加１0％，結(jié)果會(huì)使皮膚癌的發(fā)病率大為提高。據(jù)推測(cè)，在今后幾年內(nèi)農(nóng)業(yè)使用的氮肥約有1—6%成為N2Ｏ進(jìn)入大氣,到２０00年,臭O３層密度將減少2%＝4\＊GＢ３④作物偏N谷類(lèi)作物,塊根塊莖作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)低偏Ｎ→營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)度對(duì)病蟲(chóng)害抗性下降磷循環(huán)特點(diǎn)：典型的沉積循環(huán)，以不活躍的地殼作為主要貯存庫(kù)，是一種不完的循環(huán)，其時(shí)間尺度地質(zhì)時(shí)間,因而從人類(lèi)的觀點(diǎn)看，進(jìn)入了沉積循環(huán)的磷就作為是損失掉了，因此這部分磷在短期內(nèi)對(duì)生物無(wú)效.過(guò)程從循環(huán)的過(guò)程看，在循環(huán)過(guò)程中P總是有損失的，為增加P循環(huán)的封閉性,必須盡量減少陸生生態(tài)系統(tǒng)的損失。如讓P經(jīng)常貯存在有機(jī)體中則不易流失，貯存在土壤中卻極易因土壤侵蝕流失掉。人類(lèi)干預(yù)大量開(kāi)采磷礦，加劇了P的損失，以后會(huì)造成資源枯竭?，F(xiàn)地殼中磷約含純磷約198億噸，按現(xiàn)在的消費(fèi)率計(jì)算可持續(xù)用1750年，若考慮到P的消費(fèi)率增長(zhǎng)是人口增長(zhǎng)的２．76倍，則90年內(nèi)將耗盡。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中P的虧損途徑:=1\＊ＧＢ3①水土流失＝２\*GＢ３②農(nóng)產(chǎn)品輸出污染營(yíng)養(yǎng)富集西、北歐美大量施用P肥和含P的合成洗滌→水體富養(yǎng)化→水質(zhì)惡化→漁業(yè)資源減少放射性物質(zhì)污染磷礦石中含放射性的鈾、釷等物質(zhì),經(jīng)常施Ｐ使土壤放射性物質(zhì)增加，影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)品質(zhì)量。水循環(huán)概況水是生物圈中最豐富的化合物，以固、液、氣三相存在。地球的海洋、冰帽、冰川、湖泊、河流、土壤和大氣中共含有1５億Km３的水。其中：海洋液態(tài)咸水:97%3／4:固態(tài)水。在兩的冰帽和冰川中淡水（３％)９0％:地下水1／4:陸地中水１０%：土壤水分，淡水湖泊、河流及大氣含水量因而可供植物根系利用有比例很少。水循環(huán)三個(gè)基本環(huán)節(jié):降水P、蒸發(fā)Ｅ、徑流RE、P、Ｒ這三個(gè)基本環(huán)節(jié)相連構(gòu)成了水循環(huán)。水在生物圈的循環(huán)可以看作是從水域開(kāi)始，再回到水域而終止。水域中的水受太陽(yáng)輻射而蒸發(fā)（E）進(jìn)入大氣大氣中的水汽隨氣壓變化而流動(dòng),并聚集為云云以雨、雪、霧、等形式降落到地球表面到達(dá)地表面的水,一部分直流形成地表面逕流進(jìn)入江河，匯入海洋。一部分滲入土壤內(nèi)部：大部分通過(guò)地下逕流而進(jìn)入海洋，接近土壤部分為植物吸收植物吸收部分，大部分用于蒸騰散失到大氣中，只有小部分為光合作用同化形成有機(jī)質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，再經(jīng)過(guò)生命的呼吸與排泄進(jìn)入環(huán)境。內(nèi)因:其相變――P和E水循環(huán)外因：水的重力梯度(R)和太陽(yáng)輻射全球上水分循環(huán)有兩種途徑：=1\＊GＢ3①通過(guò)相變和大氣環(huán)流形成蒸發(fā)和降雨＝２\＊ＧB3②通過(guò)熱力學(xué)梯度與勢(shì)能梯度的作用以洋流和徑流的方式運(yùn)動(dòng)水循環(huán)是生物地球化學(xué)循環(huán)的基礎(chǔ)水的溶解性使它在物質(zhì)循環(huán)中起到載體的作用，因而任何生物地球化學(xué)循環(huán)都有水的參與,如元素的遷移，流動(dòng)和積累都離不開(kāi)水。從宏觀看:從陸地到海洋的逕流每年攜帶3.６╳１09T物質(zhì)，造成嚴(yán)重的水土流失從微觀看:根系吸收礦物質(zhì)也需水的攜帶因此，水循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中最基本的物質(zhì)循環(huán)，水分是養(yǎng)分循環(huán)的重要?jiǎng)恿τ绊憛^(qū)域水分平衡的因素降雨量P:受地形、太陽(yáng)輻射,大氣環(huán)流等因素影響,可在當(dāng)?shù)貧庀笳?臺(tái))獲得有關(guān)降雨的資料。不同地區(qū)降雨不同：我國(guó)臺(tái)灣地省的火燒寮19６３年９月１0-１１日降雨１２４5ｍｍ,為世界最大一次降雨量蘇丹的沃地哈發(fā)3９年來(lái)總降雨才0。５mｍ智利的依奇立1４年來(lái)完全沒(méi)有降雨徑流量R(陸地→水體）:與當(dāng)?shù)刂脖桓采w率有關(guān)，可實(shí)測(cè)或據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式推算蒸發(fā)量E：為植物蒸騰耗水與裸露地面和水體蒸發(fā)散失水分的總和植被截留量水分平衡公式Ｐ－E－Ｒ－△Ｗ=0輸入：降水P，人工灌溉輸出:蒸發(fā)E,徑流R森林調(diào)節(jié)水分循環(huán)的重要作用豐茂的森林可截留夏季降水量的２０—30%(草地為５—13％)樹(shù)冠有強(qiáng)大的蒸騰作用:比同緯度的海洋蒸發(fā)的水分多50％林區(qū)比無(wú)林、少林區(qū)降水量多30％在坡地,森林可減輕對(duì)土壤的侵蝕作用:林地內(nèi)地表逕流比無(wú)林地少10%。硫循環(huán)硫是半胱氨酸，蛋氨酸的組分，在proｔeiｎ分子中二硫鍵有助于形成立體結(jié)構(gòu)。S還是輔酶如硫銨素,輔酶ＣＯA的組分。S在自然界含量并不多。特點(diǎn):既屬于氣體型又屬于沉積型長(zhǎng)時(shí)間的沉積相：束縛在有機(jī)，無(wú)機(jī)沉積物中的硫通過(guò)風(fēng)化和分解而釋放，以鹽溶液形式進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)。氣態(tài)循環(huán)的重要機(jī)制是降雨:缺O(jiān)２條件為大氣中有機(jī)物中的硫H2SSＯ2硫細(xì)菌還原氧氣為水氣吸收ＳＯ2稀酸↓降水大地生態(tài)系統(tǒng)人類(lèi)干預(yù)燃燒煤和石油每年向大氣輸送147＊１06噸ＳＯ2大氣［SO2]〉0。5ppm就會(huì)危害農(nóng)作物如。１952年12月倫敦的毒霧事件，幾天內(nèi)死亡40０0人，以后幾天陸續(xù)死亡上萬(wàn)人,就是由于煤煙中的CO、CO２、ＳO2和大量粉塵經(jīng)久不散造成的SO2的增加造成了酸雨酸雨會(huì)直接灼燒植物,改變水土的PH值,對(duì)初次生產(chǎn)及其構(gòu)成產(chǎn)生影響。通常大氣ＣO2溶解于雨水使正常降雨的ＰH值為５。7左右；然而由于空氣中ＳＯ2和氮化物的溶解,改變降水性質(zhì),當(dāng)PH＜５。5時(shí)稱(chēng)為“酸雨”。酸雨被稱(chēng)為空中“死神”，它使土壤，河湖酸化,動(dòng)植物受害，魚(yú)類(lèi)死亡。挪威和瑞典2300個(gè)湖泊,因酸雨魚(yú)類(lèi)死亡了1/10.加拿大約5萬(wàn)湖泊全部沒(méi)魚(yú)，稱(chēng)為“水沙漠”,我國(guó)西北、四川、廣東、上海都記錄了酸雨現(xiàn)象。以C、N、P、Ｓ、Ｈ2Ｏ為例的物質(zhì)流動(dòng)清楚地表明，物質(zhì)在全球范圍內(nèi)和生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)、流動(dòng)、越來(lái)越多地受到人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的干預(yù)。干預(yù)的結(jié)果是加速了物質(zhì)參與生物圈的過(guò)程.這對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活是有利的，但由此而產(chǎn)生的各種環(huán)境問(wèn)題也該予以重視。酸雨確是空中“死神”，它有三大罪狀：污染水域，殺死水生動(dòng)物加速土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的淋溶流失(Ca、Mｇ、K)，土壤肥力下降并延緩植物的生長(zhǎng)。――使本來(lái)固定在土壤中的有毒金屬如Al、Ｃｕ、鎘等溶解出來(lái)為植物吸收.瑞典、美國(guó)、巴西的森林枯萎.腐蝕建筑隊(duì)雅典古神廟已被腐蝕得面目全非北京故宮的漢白玉石雕已有幾百年歷史.１９52年拍攝的照片來(lái)看，浮雕的花紋還十分清晰，但今天已模糊不清了。物質(zhì)循環(huán)的環(huán)境問(wèn)題有毒物質(zhì)在食物鏈上的濃集各種有毒物質(zhì)一旦進(jìn)入到生態(tài)系統(tǒng)，便立即參與物質(zhì)循環(huán)。在循環(huán)過(guò)程中性質(zhì)穩(wěn)定,易被生物體吸收的毒物沒(méi)著食物鏈在有機(jī)體內(nèi)不斷富積，濃縮。這就是在污染情況下，造成有機(jī)體的大量死亡的原因.食物鏈的濃集作用（生物學(xué)放大作用):有毒物質(zhì)沿食物鏈傳遞時(shí),愈是上面的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，生物體內(nèi)有毒物質(zhì)的殘留濃度愈高。如DＤＴ在生態(tài)系統(tǒng)中的富集作用(海水中為0.0０005ｐpm）.浮游植物→魚(yú)→河鷗→銀鷗0。04ppm1.2４18.57５．５環(huán)境污染的危害隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人類(lèi)將大量對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利，但具有毒性的化學(xué)物質(zhì)挖掘出來(lái)，進(jìn)入了生物圈。各種殺蟲(chóng)劑、除草劑、農(nóng)藥、化肥等礦山開(kāi)發(fā)、原子反應(yīng)堆試驗(yàn)、核電站的建立工業(yè)“三廢”等污染大氣、水體和土壤,破壞生態(tài)平衡，嚴(yán)重者甚至造成公害大氣污染污染源：鉛煙、粉塵、SO2、CO2、氮氧化合物、氟化物和各種有機(jī)物。其中SO――五毒之首，形成酸雨；致癌作用。漂浮在大氣中的粉塵，會(huì)使太陽(yáng)光照強(qiáng)度削弱,并和CＯ、CO2等毒氣體形成毒霧，影響人畜健康。氮氧化合物來(lái)自含Ｎ有機(jī)物燃燒。硝酸和氮肥的生產(chǎn)及交通車(chē)輛排放的廢氣.主要是NO,其毒性并不大，但進(jìn)入大氣后ＮO→NO２,毒性提高五倍。NO、NＯ2還與CＯ等受太陽(yáng)輻射發(fā)生還原作用形成光化學(xué)煙霧，對(duì)動(dòng)植物造成傷害。HF、CO：包頭鋼鐵廠排放大量F2和NO2氣體曾使88，００0頭牲畜死亡。水污染：汞、鎘、鉛、鉻、砷重金屬的污染人稱(chēng)“五毒”，毒性：汞〉鎘特點(diǎn):在水體中不能被微生物分解,危害較大水體富養(yǎng)化：見(jiàn)前熱污染和油污染工業(yè)冷卻用水回流,使水溫提高，直接危及水生生物的存活，同時(shí)打亂生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈關(guān)系。海上石油開(kāi)采、運(yùn)輸及油船事故發(fā)生，使海水受到污染.不僅影響海中生物生長(zhǎng),且阻礙海水蒸發(fā)，削弱海水調(diào)溫和吸收CO2的作用。我國(guó)三十條主要河流和湖泊,從松花江到珠江都受到不同程度的污染。還有氰化物污染，0.1g的氰化物可使人致死；在水CN－含量０．3－0。５mg/升時(shí)，可使魚(yú)類(lèi)致死，但氰化物在水體中自?xún)糇饔幂^強(qiáng).土壤污染污染源：=1\＊GB３①?gòu)S礦廢水廢渣的直接污染②大氣污染物的沉降和隨雨水進(jìn)入土壤③農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用化肥、農(nóng)藥、除草劑使土壤污染污染后果：土壤變得板結(jié)，貧瘠、鹽堿化,農(nóng)產(chǎn)品含毒，危及人畜健康.化肥一此有毒物質(zhì)如酚、氟、重金屬帶入農(nóng)田、植物因過(guò)量攝入而減產(chǎn)施N不當(dāng)會(huì)污染地下水和飲用水,ＮＯ2－過(guò)高產(chǎn)生致癌物質(zhì);反硝化作用的N２O破壞臭氧層農(nóng)藥：有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑含鉛、砷、汞的農(nóng)藥化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易分解、殘留時(shí)間長(zhǎng)，時(shí)土壤污染一些特異性的除草劑嚴(yán)重污染環(huán)境:土壤、大氣、水體農(nóng)產(chǎn)品殘毒性量高，影響人畜健康:廣州蔬菜中毒不合理的化學(xué)控制,使益蟲(chóng)減少,主要害蟲(chóng)再次猖獗，次要害蟲(chóng)上升為主要害蟲(chóng)；農(nóng)田中用藥量增大，濃度增高，但防治效果反而下降.形成惡性循環(huán)。原因：①天敵以害蟲(chóng)為食,居食物鏈的上端,廣譜性殺蟲(chóng)劑在天敵體內(nèi)富集濃縮,產(chǎn)生毒害作用更大②施用農(nóng)藥雖殺死害蟲(chóng)，但并不消滅食物源；而對(duì)天敵來(lái)說(shuō)，由于害蟲(chóng)被殺死，同時(shí)也消滅了天敵的食物源③任何藥物都不能將害蟲(chóng)滅絕，一旦害蟲(chóng)開(kāi)始活動(dòng)，即可得到食物,迅速繁殖，但天敵因受食物限制而失去作用.所以不合理使用農(nóng)藥對(duì)天敵的傷害勝過(guò)對(duì)害蟲(chóng)的殺傷作用。④由于害蟲(chóng)體內(nèi)有解毒酶系統(tǒng)，只要“微調(diào)"就可以產(chǎn)生對(duì)其它農(nóng)藥的抗性,使藥效降，危害加甚。1９６2年美國(guó)作家Ｒ．長(zhǎng)遜就在《寂靜的春天》一書(shū)中告誡人們:“化學(xué)控制搬起石頭砸自己的腳”。主張防治害蟲(chóng)采取新的策略.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)與平衡農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分的輸入、輸出與平衡循環(huán)的特點(diǎn)非閉合的生態(tài)系統(tǒng).產(chǎn)品大部分作為商品輸出系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)的養(yǎng)分隨之離開(kāi)系統(tǒng)。輸出產(chǎn)品越多,被帶走的養(yǎng)分也越多。向系統(tǒng)內(nèi)歸還各種有機(jī)質(zhì)和施入大量的化學(xué)肥料，方能維持系統(tǒng)的養(yǎng)分相對(duì)平衡。有大量養(yǎng)分隨產(chǎn)品離開(kāi)系統(tǒng)，又必須通過(guò)人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)輸入養(yǎng)分才能維持平衡,這正是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)別。不同農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)其封閉程度不同：古代原始農(nóng)業(yè):人、畜的食物、飼料人、畜排泄物、褥草:歸還農(nóng)田特點(diǎn):①生產(chǎn)力低，0．2人／分頃②自給自足,養(yǎng)分循環(huán)封閉程度高,基本維持自我平衡傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)初級(jí)產(chǎn)品：9０%在系統(tǒng)內(nèi)消費(fèi)人畜禽的勞力,糞便:反饋輸入農(nóng)田特點(diǎn):①生產(chǎn)力高,8。4人,大牲畜,3豬,２羊,14只禽兔/公頃②封閉程度低于原始農(nóng)業(yè),但基本屬于自給性的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大量產(chǎn)品：流入市場(chǎng)肥料、種子、農(nóng)藥、食品等生產(chǎn)資料和生活物質(zhì)：返回系統(tǒng)，特點(diǎn)：①開(kāi)放程度大，生產(chǎn)力和商品率高，供養(yǎng)人口多②缺乏自我維持平衡的能力,要靠大量投投入物質(zhì)才能彌補(bǔ)因輸出產(chǎn)品帶走的養(yǎng)分，維持系統(tǒng)的平衡.農(nóng)田養(yǎng)分的輸入與輸出施用化肥、有機(jī)肥輸入降水和灌溉水就氮素而言還有大氣的生物固氮收獲物的養(yǎng)分輸出淋失――滲漏到活動(dòng)下及側(cè)向滲透到系統(tǒng)水平邊界外(29。9％)輸出流失：地表徑流和侵蝕作用N還有反硝化及NＨ3的揮發(fā)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分平衡農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分平衡＞2,說(shuō)明效率低輸入/輸出量1—2，平衡實(shí)際上還有些難以估計(jì)的輸出養(yǎng)分入不敷出，消耗地力,即使短期內(nèi)可以維持產(chǎn)量；長(zhǎng)此以往必將降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分盈虧由于人們長(zhǎng)期馴化和選育，作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)和收獲率一般較高,因而自然歸還率較低。作物秸桿作為收獲物被移走后,除少部分作飼料、肥料外,大部分用作燃料燒掉,使秸桿中所含大量有機(jī)質(zhì)不能還田。全國(guó)年產(chǎn)秸桿4.576億噸，用作燃料3.３86億噸，占74％西北黃土高原區(qū)尤為突出.由于生產(chǎn)水平低，經(jīng)濟(jì)落后，不僅燒秸桿，還燒草根和畜糞。而燃燒秸桿和畜糞的熱值利用率極低(僅1０%orｓo)，且會(huì)造成結(jié)合態(tài)氮的大量揮發(fā)損失。致使養(yǎng)分輸出的多，參加循環(huán)的少，系統(tǒng)的物質(zhì)收支不平衡。據(jù)研究，對(duì)一年生植物,消耗超過(guò)凈生產(chǎn)的３0－50％時(shí)，就會(huì)降低系統(tǒng)抵御自然災(zāi)害的能力，即系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。目前我國(guó)不少農(nóng)區(qū)大約有60％以上的物質(zhì)被移出系統(tǒng)，使農(nóng)業(yè)生態(tài)中的腐生食物鏈?zhǔn)艿絿?yán)重影響→有機(jī)質(zhì)含量↓→土壤肥力↓→抗旱力減弱→農(nóng)作物產(chǎn)量不高。Ⅰ東北地區(qū):糧食商品率較高，土壤中Ｎ、K、Ｐ各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)嚴(yán)重虧損。平均每公頃農(nóng)田缺Ｎ:9.9kgK：4。2kｇＰ：1４。63kgⅡ南方平原稻區(qū)由于施肥水平較高，加上有傳統(tǒng)種綠肥的習(xí)慣,土壤中養(yǎng)分平衡狀況稍好：N較有盈余，而P、K則有虧缺。調(diào)節(jié)農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)的途徑合理搭配種植歸還率高的作物:如花生、大豆、綠肥、油菜?？倸w還自然歸還：根茬、落花、落葉等有機(jī)質(zhì)理論歸還：可以歸還但一定歸還的養(yǎng)分如莢殼、莖桿從有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素的理論總歸還率來(lái)看，冬綠肥為含歸還作物,油菜為少取多還作物，水稻為半取半還作物對(duì)各種作物產(chǎn)品的處理方法不同，也關(guān)系著有機(jī)物質(zhì)和養(yǎng)分歸還率的高低.花生、大豆、油菜：不僅自然歸還率高，而且經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品輸出的是ＣH化合物；返回的油餅和莖葉中所含的N、P、K等可保留在生態(tài)系統(tǒng)中。棉花的棉籽油和纖維亦為CH化合物。實(shí)行合理輪作在種植制度中安排綠肥或綠肥主作間套作，組成合理的輪作體系統(tǒng)，有利于維持農(nóng)田土壤養(yǎng)分平衡,恢復(fù)或提高地力，從而增產(chǎn)增收。建立良性循環(huán)體系實(shí)行農(nóng)、林、牧結(jié)合,發(fā)展沼氣解決農(nóng)村能源問(wèn)題，增加糞肥，擴(kuò)大物質(zhì)循環(huán)。區(qū)域性養(yǎng)分富集通過(guò)野草青割漚肥將非耕地營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)入耕地。通過(guò)牲畜放牧以糞便轉(zhuǎn)入耕地。利用池塘、溝渠放養(yǎng)水花生、水浮蓮、水葫蘆等水生植物富集水體中養(yǎng)分,作為牲畜飼料，將糞便轉(zhuǎn)入耕地。農(nóng)產(chǎn)品就地加工，提高物質(zhì)歸還率城糞下鄉(xiāng)，盡量返還農(nóng)田從系統(tǒng)外科學(xué)地輸入補(bǔ)給,合理施用N、P、K肥第五章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的種群與群落§５-1生物與環(huán)境的關(guān)系一、生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境(一）自然環(huán)境自然環(huán)境:是生態(tài)系統(tǒng)中作用于生物的外界條件的總和。生態(tài)因子：自然環(huán)境中對(duì)生物發(fā)生影響的環(huán)境因子。如：太陽(yáng)輻射、溫度、濕度等。太陽(yáng)輻射以及地球表面的大氣圈、水圈、土壤圈綜合影響著這些生態(tài)因子。（二）、人工環(huán)境包括：人工影響的環(huán)境。如：人工經(jīng)營(yíng)的森林、草地、防風(fēng)林等。人工建造的環(huán)境。如：大棚、畜舍等。需注意:環(huán)境中對(duì)生物生命活動(dòng)產(chǎn)生影響的生態(tài)因子，不是孤立作用的，而是相互聯(lián)系、相互影響形成統(tǒng)一的整體，共同作用于生物.各種生態(tài)因子對(duì)生物的影響是同等重要，缺一不可、但各種生態(tài)因子對(duì)所起的作用有大小之分,即：生態(tài)因子可分為主導(dǎo)因子和輔助因子。二環(huán)境對(duì)生物的制約(一)最小因子定律德國(guó)化學(xué)家李比西（JｕstuｓＬｉebig）于１840年提出.內(nèi)容：在穩(wěn)定條件下,當(dāng)某種基本物質(zhì)的可利用量接近所需臨界量時(shí)，這種物質(zhì)將成為一個(gè)限制因素，限制其他處于良好狀態(tài)的因子發(fā)揮效應(yīng)，進(jìn)而限制作物的生長(zhǎng)。也是我們常說(shuō)的木桶定律。應(yīng)用前提：1必須是在穩(wěn)定條件下才能運(yùn)用。2應(yīng)考慮生態(tài)因子之間的補(bǔ)償作用。如:軟體動(dòng)物在鈣缺乏時(shí),用鍶作補(bǔ)償。光、溫的相互補(bǔ)償。(二）耐性定律美國(guó)生態(tài)學(xué)家謝爾福德（V。E。Ｓｈｅlｆorｄ)1913年提出.內(nèi)容：生物對(duì)不同生態(tài)因子的適應(yīng)存在著一個(gè)生態(tài)學(xué)的上限和下限，生物只有在其范圍內(nèi)才能正常生長(zhǎng)發(fā)育，任何因子過(guò)?；虿蛔愣紩?huì)影響生長(zhǎng)發(fā)育和生存。這之間的范圍就是該種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐性限度。奧德姆（E。Ｐ。Ｏｄum）對(duì)其作如下補(bǔ)充：同一生物對(duì)不同生態(tài)因子的耐性范圍不同,對(duì)一個(gè)因子的耐性范圍很廣，而對(duì)另一因子的耐性范圍可能很窄。同生物對(duì)同一生態(tài)因子的耐性范圍不同。對(duì)主要生態(tài)因子耐性范圍大的物種其分布也廣.同一生物在不同發(fā)育階段對(duì)生態(tài)因子的耐性范圍不同。由于生態(tài)因子的相互作用,當(dāng)某個(gè)生態(tài)因子不處于適宜狀態(tài)時(shí)，則生物對(duì)其他生態(tài)因子的耐性范圍會(huì)縮小。同一生物種的不同品種長(zhǎng)期生活在不同生態(tài)環(huán)境會(huì)發(fā)生生態(tài)型的分化，以適應(yīng)不同環(huán)境，因而對(duì)多個(gè)生態(tài)因子的耐性范圍會(huì)有差異.三、生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)(一）生活型和生態(tài)型生活型（liｆeｆorm）不同種的趨同適應(yīng)：P25定義：生物對(duì)于綜合環(huán)境條件的適應(yīng)而在外貌形態(tài)上反映的類(lèi)型.生活型是種以上的分類(lèi)單位。不論植物在分類(lèi)系統(tǒng)上的地位如何,只要它們對(duì)環(huán)境的適應(yīng)方式和途徑相同,都列為同一生活型。如松樹(shù)和杉樹(shù)都屬于喬木這一生活型。一定的生活型是植物長(zhǎng)期對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)的結(jié)果。因而生活型反映了生物對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)。如：非洲荒漠中的大戟科植物與美洲荒漠的仙人掌科植物雖在分類(lèi)上的地位不同，但以肉質(zhì)化來(lái)適應(yīng)它們各自的所在的荒漠生境卻是一致，因而屬于同一生活型.生態(tài)型(ｅcoｔype)種內(nèi)適應(yīng)性的分化P2７定義:同一物種內(nèi)適應(yīng)性有差異的種群。是一個(gè)種對(duì)某一特定生境發(fā)生基因型反應(yīng)的產(chǎn)物.如：黃種人，白種人，黑種人。生活型是種以下的分類(lèi)單位.分布越廣的物種生態(tài)型越多。根據(jù)形成生態(tài)型的主導(dǎo)因子類(lèi)型，可把植物生態(tài)型分為:氣候生態(tài)型：如粳稻和秈稻;早稻和晚稻地壤生態(tài)型:如水稻和陸稻；耐肥品種與耐瘠品種生物生態(tài)型：如抗病、蟲(chóng)品種和一般品種(二）生境與生態(tài)位1、生境即有機(jī)體居住的地方，是具體的、特定地段上對(duì)生物起作用的環(huán)境因子的總和。不同物種其生境不同。一定的生境總是與一定生活習(xí)性的生物有著固定聯(lián)系。如：蚯蚓在有機(jī)質(zhì)豐富的泥土中生存。仙人掌在沙漠中生存。２、生態(tài)位（小生境或生態(tài)龕）:定義：生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)的對(duì)特定生態(tài)因子的綜合適應(yīng)位置.或定義為:生物鐘在生物群落中的位置和作用。其含義有兩個(gè)方面：時(shí)空生態(tài)位:即某種生物存在生活的時(shí)間和占據(jù)的空間.營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位：即模擬中生物種在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中所處的位置.生態(tài)位包括基礎(chǔ)生態(tài)位：生態(tài)系統(tǒng)能夠?yàn)槟撤N生物提供的最大空間。實(shí)際生態(tài)位:由于競(jìng)爭(zhēng)的存在,物種實(shí)際占據(jù)的生態(tài)位。實(shí)際生態(tài)位總小于基礎(chǔ)生態(tài)位，而且參與競(jìng)爭(zhēng)物種越多，該物種占據(jù)的實(shí)際生態(tài)位就越小.生態(tài)位理論表明:同一生境中，不存在兩個(gè)生態(tài)位完全相同的物種.同一生境中，不同或相似的物種必然進(jìn)行某種時(shí)間、空間、營(yíng)養(yǎng)或年齡等生態(tài)位的分化分離。同一生境中,生態(tài)位差異大的物種競(jìng)爭(zhēng)才較為緩和，因而由多個(gè)物種組成的群落更有利于有效利用資源，維持較高的生產(chǎn)力,并且有更高的穩(wěn)定性。§5—２種群生態(tài)種群：一定時(shí)間內(nèi)占據(jù)某一特定空間的同種有機(jī)體的集合群。自然界中的生物沒(méi)有一種是以個(gè)體存在的，個(gè)體必須依賴(lài)群體,因而種群是生物存在的基本單位。種群不是某個(gè)種多個(gè)個(gè)體的簡(jiǎn)單組合,形成種群的個(gè)體間存在相互作用，使得種群具備個(gè)體所沒(méi)有的群體特征。種群具有其獨(dú)特的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能，它是一個(gè)具有自我組織自我調(diào)節(jié)能力的整體。在具體研究中，一個(gè)種群在時(shí)間和空間上的界限可隨研究人員的需要而定。如一個(gè)種群可以包括全世界的狼；也可以很小，僅指一滴海水中某一微生物的種群。一、種群的基本特征(一)種群大小和密度（size；dｅｎsitｙ)1、種群大小：某種生物在一定空間中個(gè)體數(shù)。如：一個(gè)魚(yú)塘中的鯉魚(yú)種群數(shù)為150尾。害蟲(chóng)綜合防治的根本任務(wù)是注意害蟲(chóng)種群數(shù)量大小的變化，將其控制在引起經(jīng)濟(jì)損失的程度以下.種群數(shù)量的調(diào)查方法：包括總數(shù)調(diào)查和取樣調(diào)查，一般多用取樣調(diào)查。取樣調(diào)查:(1）取樣方法農(nóng)田用10m２,森林用１０0m２，水體浮游生物＞２50ml（２）標(biāo)志重捕法:林可指數(shù)法、海奈圖解法和連續(xù)重捕法2、種群密度：?jiǎn)挝幻娣e或容積內(nèi)某種生物的個(gè)體數(shù)或生物量。如：每公頃水稻的株數(shù)。種群密度的大小標(biāo)志著一個(gè)種在生物群落中所占的地位和重要程度,密度大，說(shuō)明其作用大。種群密度受生物鐘的出生率、死亡率，遷入遷出的生物個(gè)體數(shù)目的影響。種群密度大小是種群在一定環(huán)境條件下，種內(nèi)種間相互作用的結(jié)果。種群密度的表示方法：?jiǎn)挝幻娣e或空間內(nèi)的個(gè)體數(shù)、生物量等，在植被的研究方面,常用以下相對(duì)指標(biāo)：頻率―某種植物在總樣區(qū)中出現(xiàn)的次數(shù).豐度―一個(gè)樣本中某種植物個(gè)體數(shù)占個(gè)體數(shù)的比率。蓋度―以冠層投影大小計(jì)算的覆蓋面積占總面積的比率。如：森林覆蓋率達(dá)30-50%，則生態(tài)系統(tǒng)較穩(wěn)定。(二）種群的年齡結(jié)構(gòu)（aｇediｓｔrｉbution)和性別（ｓexｒatｉｏ）除一年生植物外，種群的不同個(gè)體,一般具有不同的年齡.且個(gè)體之間也有雌、雄的區(qū)別。年齡結(jié)構(gòu):種群內(nèi)各年齡組之間的數(shù)量比例。用齡級(jí)比和年齡錐體表示。齡級(jí)比：各年齡組個(gè)體數(shù)占種群數(shù)總數(shù)的比例稱(chēng)之齡級(jí)比。繪制年齡錐體的步驟:按一定年齡分組，統(tǒng)計(jì)各年齡組的個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例；用矩形的長(zhǎng)度表示比例大??；把齡級(jí)比按年齡從小到大疊起,就形成年齡錐體。種群的年齡結(jié)構(gòu)有三種：abc增長(zhǎng)型（圖a):含大量新生個(gè)體,種群數(shù)量呈上升趨勢(shì)。穩(wěn)定型(圖b):各年齡組上個(gè)體比例適中,分布均勻,種群大小趨于平衡。衰退型(圖c）:含老年個(gè)體數(shù)較大,幼年個(gè)體很少,種群數(shù)量趨于減少。(三)出生率和死亡率(Nａt(yī)ａlityaｎdMortalｉｔｙ）出生率：種群產(chǎn)生新個(gè)體的能力。最大出生力（潛在出生力）：不受任何生態(tài)因子限制,種群處于理想狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生新個(gè)體的最大能力。為一常數(shù)，反