高級農業生態學概論課件

高級農業生態學概論Contents前言農業生態學內容小結1、2、3、1.1農業生態學概念與內涵農業生態學是應用生態學和系統論的原理和方法，把農業生物與其自然和社會環境作為一個整體，研究其中的相互聯系、協同演變、調節控制和持續發展規律的科學前言1.2農業生態學的發展歷程原始生態農業期處于新石器時代，母系氏族公社，即一般所謂刀耕火種的原始農業時期。母系氏族社會的原始人類依靠天然降雨和土地的自然肥力，使用石、木、骨，蚌制的各種播種和收獲農具，進行砍燒樹林，清理土地，播種和收獲等農事活動，根本不知水利和糞田等隨著現代生態學、信息學及工程理論與方法的不斷創新和發展，農業生態學的理論和技術將得到不斷充實和提高，研究領域各內容將不斷擴展和深入，在農業生態管理與環境資源利用方面發揮的作用日益顯著。在研究層次上，農業生態學研究在宏觀與微觀上將不斷延伸，將從傳統區域農業生態系統和農田生態系統的結構和功能分析等方面，不斷地向農業碳源平衡與肥、水、藥投入效率及其環境效應以及農田污染途徑與機制等研究領域深入，并在區域農業資源與生態安全、農田身體健康、農產品質量安全等方面發揮重要作用農業生態學的內容農業生態學主要研究的對象是農業生態系統，就是研究農業生物之間、環境之間以及生物與環境之間的相互關系與調控途徑2.1農業生態系統農業生態系統，是指由一定農業地域內相互作用的生物因素和非生物因素構成的功能整體，人類生產活動干預下形成的人工生態系統。建立合理的農業生態系統，對于農業資源的有效利用、農業生產的持續發展以及維護良好的人類生存環境都有重要作用。2.1.1農業生態系統結構農業生態系統的平面結構

主要是指在一定的生態區域內，如何合理的安排農業生態系統中的各個種群，農業生態系統的平面結構。我們知道，在同樣自然條件和社會條件下，由于種群的結構不同，它的三大效益會出現很顯著的差異。農業生態系統是以人工建造的生物群落為主的生態系統。它的產生和存在在于維持人類的生存。種群組成主要是由以下兩方面因素決定的。自然因素包括氣候、土壤、地形地貌等。這些因素在各個生態區域內，從宏觀上來看是比較穩定和變化不大的，它直接左右著種群的分布，社會因素，由于農業生態系統是人工生態系統，是為人類生存服務的。所以，它具有明顯的社會性農業生態系統的時間結構大多數的環境因子都有明顯的年循環和日循環，一般稱其為環境節律。在農業生態系統中的環境資源等各因素中有一些是可“貯存”的，一而大部分是不可“貯存”和積累的，如光能、熱量、水分、速效養分。如果，不能及時地利用生物種群吸收、轉化這些資源，就不能形成產品。通過生物種群時間結構工程的機能節律設計，使之與自然環境節律保持最大限度的同步協調，就可以提高系統綜合效益。另一方面，當某一環境因素降低到一定程度，生物種群的生長發育就要停止，其主要限制因素是溫度。如果利用環境工程將溫度調整到生長發育最低值以上，那么不同種群要求不同最低發育溫度就可以延長資源轉化的時間，增加農業生態系統的產出。如利用溫室、塑料大棚等設施農業生態系統的垂直結構自然生態系統中大多數群落，從垂直分布來看都是十分復雜的。不同高度(陸生)或深度(水體)都有不同種的生物各自占據著適宜的小生境，形成分層明顯的復合群體。如原始森林中，上層是一些高大的喬木，承接著充足的太陽光能，進行光合作用，還有一些以樹葉、種子為食的鳥類、哺乳類動物和昆蟲，它們以食物鏈形式伴生其間，在高大的喬木層下分布著一些需光較少的灌木，它們利用透過林冠的光照(大約在10%以下)和獨特的小生境生長繁衍，在灌木層下是草本植物層，在太陽入射光總量1-5%左右的微弱光照下維持著自己的生命，最下面是地面層，由需光量極少的腐食性種群組成，地面以下是地下層(地面以下0-3米)，該層除了交錯的根系外，還有穴居的動物和腐生性昆蟲和小動物。總之，生物在自然生態系統中按不同的小生境梯度形成了最大限度利用自然資源的合理格局，從而保證了該系統的穩定和平衡2.2農業生態系統的功能目前，我國農業生態系統的市場適應能力和結構轉化能力大大增強，從自給自足經濟轉向以國內外市場為導向發展商品生產，從重視產量數量增長轉向產量數量與質量并重，從依靠傳統技術轉向傳統技術與現代技術相結合，從依靠資源消耗型生產的傳統增長方式轉向實施可持續發展、保護生態環境的方式，從內部循環發展轉向注重農業與工業相互結合、農村與城市協調發展，使農業生態系統的開放程度和對外依賴水平越來越高，為維持其有序狀態需要與外界進行越來越多的物質和能量交換從社會的發展進程看，人類對生態系統服務功能的要求越來越高。為追求經濟上的規模效益，農戶、企業通過多種方式組織起來，傳統的分散的小農生產逐步演進成現代專業化、工業化生產，市場不僅按照農產品花色品種被細分而且還逐漸地擴大，由區域向國內再向國外直至全球市場來配置資源，通過發揮區域比較優勢實現產業分工，形成以一鄉一品、一地數業為特征的區域化布局、專業化生產、一體化經營和系統化管理的現代農業發展格局2.3農業生態學面臨的新問題與新任務農業結構調整中的農業生態學問題農業結構調整必然會造成土地利用方式、土地類型、經營規模、經營方式、農業物種及其空間布局等的變化，進而導致農業景觀生態格局及其生態學效應、農業生態系統結構和功能以及區域間物質循環與能量轉換模式的改變。在轉型時期，農業生產力、農業生物多樣性、土地覆被、農業各子系統之間的協調、農業生態環境等在不同的時間和空間尺度上將出現什么變化，產生怎樣的生態學后果，需要農業生態學家深入研究，并作出回答。只有這樣，才能減少我國農業結構調整過程中的盲目性、風險性以及不必付出的生態代價，“大躍進”時期所造成的生態破壞是一個沉痛的教訓農業生物安全問題農業生物安全問題主要來自4個方面:(1)外來農業物種的盲目引進或入侵(如福壽螺、大米草等);(2)農產品的病蟲、病毒等隨市場的流入與傳播;(3)轉基因物種的基因漂移及其環境釋放風險;(4)進口農藥、獸藥、飼料添加劑對農業物種的安全脅迫。進入WTO后，許多有害農業物種、農業病蟲害、轉基因物種等有可能“魚目混珠”地進入我國市場，使得農業生物安全問題將更為突出。物種的環境釋放過程及其對生態系統的作用機理、對人類食物安全與健康的影響。以及農業病蟲、雜草危害的綜合防治與生態控制等方面也應作為當今農業生態學研究的重要課題。食物安全與生態農業建設問題食物安全已成為全世界人們共同關注的問題。而要保證食物安全，就必須發展生態農業，生產健康食品。因此，如何建立符合中國國情的各具特色的生態農業模式，如何對現有的傳統農業技術進行消化、吸收、利用與生態化改造，如何研究推廣應用新的生態農業技術，如立體高效種養殖、農業生產環境保護、土壤優化施肥與生態培肥、水分生態調控、水土保持、病蟲害的生物控制與生態控制、生物肥料與生物農藥、農業廢棄物資源化、農村能源(如沼氣)、加工保鮮保活、農業產業間的接口等以及對上述技術的組裝配套與集成，如何因地制宜建立主要農產品的綠色食品生產技術規程、評價標準體系和檢測方法等，也應成為農業生態學的重要任務我國未來農業生態學的研究尚有許多挑戰性的領域待開拓。我國生態農業研究與國際類似研究相比尚缺乏由舊農業模式向新農業模式轉變的規律探討，且缺乏對不同農業模式長期對比研究以及對失敗模式的調研。目前退耕還林、退田還湖及綠化恢復的長期效果值得進一步追蹤研究。除開展農業景觀水平有關結構變化研究外，農業景觀水平能流與物流的研究急