农业生态学

第一批次选择题（略）问答题1.答：运用农业生态学的理论和方法，分析研究农业领域中的生态问题，探讨协调农业生态系统组分结构及其功能，促进农业生产的持续高效发展，是农业生态学的根本任务。具体有以下几方面：（1）对农业生产的复杂现象，从本质上（物质与能量转换的本质上）做出生态学的解释。（2）以结构化的科学知识和系统分析的思想研究农业生产的系统过程，提高农业的整体效益。（3）通过对物质、能量的运转与区域农业发展关系的分析，探求农业生产的限制因子与优化调控途径。（4）在加强现代环境意识的基础上，探讨并把握生态—技术—经济复合体的相互作用关系，以便从农业的整体动态层次上，探讨促进农业可持续发展的可能性与途径。2.答：（1）r对策（又称r选择）：有利于增加内禀增长率的选择。如大多数昆虫、农田杂草、土壤微生物；（2）K对策（又称K选择）：有利于竞争能力增加的选择。如大多数脊椎动物、森林树种。（3）指导意义：在农业生产中，r对策生物能迅速适应变化了的环境，K对策生物具有稳定环境的作用，可适当配置r-K型谱系中的各种生物以提高系统的生产力。例如，利用浮游生物、蚯蚓、蜂、蚕、食用菌等生活周期短、繁殖快的特点，以加速物质循环利用，减少养分流失，增加农产品产出量；利用多年生的林果、竹木和牧草等以稳定农业生态环境；多数大田作物和家畜家禽则属于r-K谱系中的中间类型。3.答：（1）边缘效应：由于群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性，使得毗邻群落的生物可能聚集在这一生境重叠的交错区域中，不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度，而且增大了某些生物种的活动强度和生产力。这种现象称为边缘效应。（2）在农业中的应用：人们可以有意识地利用边缘效应，保护生物资源，提高农业生态系统生产力和生产效益。例如，适当增加森林和草原的交接带，以保护和增殖野生动物；充分利用水陆交接处的边缘效应发展滩涂养殖，生产海带、紫菜、裙带菜、石花菜和各种贝类、鱼、虾等；利用城镇与农村交接处农业生产集约化程度较高的特点发展独具特色的城郊型农业。农业生产上，单优种群（落）的物种多样性寡，资源利用率低，抗逆能力弱，其稳产高产的维持依赖于外部人工能量的持续输入，由此带来生产成本高，产品竞争力弱。立体种植则是利用边缘效应原理，构建一个多层配置、多种共生的垂直多边缘区，以此实现各边缘区对资源的划分和各生态位的“谐振”，提高产量和生产效率。如在中国南方的茶树唱橡胶立体种植结构中，橡胶与茶树在地上和地下形成边缘区，避免了两者对光照和水肥的竞争，实现了资源的合理配置与充分利用。类似情况见于玉米套种马铃薯，春（冬）小麦间作玉米，玉米套种辣椒，梨树套种苜蓿，葡萄套种茶树等。轮作则是利用群落的时间边缘效率，如前在种植的豆科作物能够改善土壤中的N素状况，为后茬作物创造一个较理想生长环境。同样在重新使用撂荒农田时，应充分考虑前茬作物是否在土壤中存留有抑制作物生长的他感物质，如是，则会因“时滞”而产生的“时间边缘效应”贻害后作作物（如连作障碍）。4.答：由于群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性，使得毗邻群落的生物可能聚集在这一生境重叠的交错区域中，不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度，而且增大了某些生物种的活动强度和生产力。这种现象称为边缘效应。5.答：土壤生物间的拮抗作用更为普遍。微生物间存在抗生关系，一种微生物借分泌一种化学物质(抗生素)来抑制其他微生物的生长。20世纪60年代以来，人们发现了越来越多的高等植物借化学物质影响其他生物的事例。在上述根瘤的例子中，根同土壤内的根瘤菌便是在豆科植根分泌的物质刺激下生长和繁殖的。此外,高等植物的代谢与动物很不相同,除了蛋白质、核酸、糖、脂肪等普遍存在并具有重要生理功能的化学物质外，还制造出上万种所谓次生代谢产物，如生物碱、萜类和黄酮类化合物。这些化合物大多没有明显的生理功能，但却能抑制某些邻近植物和微生物的生长，或驱避吃食它们的动物。从而造成它们之间的一定的均势状态。第二批次选择题（略）论述题1.答：种群间的相互关系：（1）、正相互作用：按其作用程度分为互利共生、偏利共生和原始协作三种类型。（2）、负相互作用：包括竞争（种内和种间竞争）、捕食和寄生等。(3)、中性作用。应用：(1).建立人工混交林，林粮间作，农作物间套种利用正相互作用(2).稻田养鱼、养萍，稻鱼、稻萍混作(3).蜜蜂与虫媒授粉作物的互利作用(4).生物防治病虫害及杂草利用负相互作用2答：主要途径有：（1）区域经济、城镇、人口的发展方式及规模，要限制在当地自然环境资源的可承受能力之内；（2）对经济、社会发展的决策由人治全部改为法治，让决策更加科学化。自然生态是一个有机的整体和循环的系统，物质、能量、动植物、信息等在整个系统中按规律自然循环，经过长时间的循环，达到一个平衡点。在这个平衡点上，物质、能量、生物等数量稳定，这个生态系统是平衡的、有序的。生态系统构成要素是：山、水、林、田、生物、动物（包括人口）等，人的生产生活对生态影响最大。生产生活离不开水、能源、资源，这三项主要来自自然生态环境，生态环境中水、能源、资源的循环是有限度，并且需要时间，如果超限度利用，就打破了生态平衡，这个生态系统就被破坏，环境就会恶化。比如：风、水，是通过太阳、海洋、山脉、河流、湖库等实现有机循环的，破坏了山、林，就破坏了实现循环的介质，就破坏了生态平衡。所以，保持生态系统的关键就是：适当控制人口，合理开发及保护自然，改进生产生活方式。减少资源、能源的浪费，尽量使用可再生资源、能源。第三批次问答题1.答：人工辅助能包括生物辅助能和工业辅助能两类。生物辅助能是指来自于生物有机物的能量，如劳力、蓄力、种子，有机肥，饲料等，也称为有机能；工业辅助能是指来源于工业的能量投入也称为无机能、商业能、化石能，包括以石油、煤、天然气、电能等含能物质直接投入到农业生态系统的直接工业辅助能以及化肥、农药、机具、农膜、生长调节剂和农用设施等本身不含能量但在制造过程中消耗了大量能量的物质形式投入的间接工业辅助能。人工辅助能的投入极大的推动了农业生产力的发展，并取得了巨大的成就。农业生产力的发展不但养活了持续增长、目前已近70亿的世界人口，而且人均农产品占有量也有所增加，人民生活水平总体上得到了较大幅度的提高。在改造传统农业过程中，我国也大力引进和应运了现代农业的科学技术，工业辅助能投入量的快速增加，极大的促进了生产力的提高，发展速度大大超过了同期世界平均水平，甚至超过了一些发达国家的增长速度。2.答：磷不存在任何气体形式的化合物，所以磷是典型的沉积型循环物质。沉积型循环物质主要有两种存在相：岩石相和溶解盐相。循环的起点源于岩石的风化，终于水中的沉积。由于风化侵蚀作用和人类的开采，磷被释放出来，由于降水成为可溶性磷酸盐，经由植物、草食动物和肉食动物而在生物之间流动，待生物死亡后被分解，又使其回到环境中。溶解性磷酸盐，也可随着水流，进入江河湖海，并沉积在海底。其中一部分长期留在海里，另一些可形成新的地壳，在风化后再次进入循环。3.答：（1）重金属和微量元素的危害：微量元素污染能引起农作物生长和发育障碍；重金属可通过食物链富集，危害畜、禽等农业动物，进而危害人类健康。（2）有机污染物的危害：利用未经过处理的含油、酚等有机污染物的废水灌溉农田时，会使土壤污染，作物生长发育受阻。（3）农药污染的危害：使土壤中蚯蚓死亡，影响土壤的结构，危害作物生长；通过食物链富集而危害农用畜禽及人类。（4）化肥污染的危害：长期过量而单纯施用化学肥料使土壤酸化、胶体分散、结构破坏、板结，最终影响作物产量和质量。（5）酸雨的危害：酸雨是大气受污染的一种表现，但其对农业生态系统的危害主要通过土壤而进行。4.答：生态农业简称ECO，是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。它要求把发展粮食与多种经济作物生产，发展大田种植与林、牧、副、渔业，发展大农业与第二、三产业结合起来，利用传统农业精华和现代科技成果，通过人工设计生态工程、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一。区别：生态农业起源于中国，其理论研究发展于欧洲，生态农业的发展最早主要以有机农业等替代农业为生产形式。20世纪30年代英国农业学家A.Howard曾到中国考察并认同中国农民利用有机残体和废物、垃圾等制成堆肥施入农田以维持地力常新的做法，还将这一经验上升成理论写成《农业圣经》流传于世，而“生态农业”这一概念是由美国土壤学家阿尔伯韦奇（W.Albreche）1970年首次提出。1981年，英国农学家伍辛顿（M.Worthington）在阿尔伯韦奇的基础上，对生态农业理论和内涵进行了丰富和发展，在《生态农业及其有关技术》一书中将生态农业定义为：“生态上能自我维持、低输入、经济上有生命力的，在环境、理论和审美方面可接受的变化的小型农业系统。”1984年，美国农学家杰克逊（W.Jackson）进一步将生态农业定义为：生态农业是在尽可能减少人工管理的条件下进行农业生产，保护土壤肥力和生物种群的多样化，控制土壤侵蚀，少用或不用化肥农药，减少环境压力，实现持久性发展。由于生态农业不仅可以科学合理地开发利用自然资源，有效提高农业生产力，同时可以保护农业生态环境，促进生态系统良性循环，避免使用农药、化肥等所带来的负面效应，弥补传统农业的先天不足，加之工业的快速发展和人口的增加，工业污染、生态环境退化等问题日渐威胁着人类的健康。故生态农业一经提出，得到了许多国家重视和响应，纷纷开展相关理论研究和试验示范。美国农业部将生态农业定义为：生态农业是一种完全不用和基本不用人工合成的化肥、农药、动植物生长调节剂和饲料添加剂，而是依靠作物和人工技术防治病虫草害生物生产体系。与此同时，以罗代尔研究所为首，相继成立许多从事生态农业研究的研究机构，如新英格兰小农场研究所、华盛顿州的耕作研究农场、威斯康星大学环境研究所等。德国的生态农业主要以生物农业、生物动力学农工业形式出现，其主张在农业生产过程中采用轮作或间作等方式种植，利用腐殖质和施用有机肥保持土壤肥力，杂草、害虫使用机械除草或有益天敌等方法，动物饲养采用天然饲料；发对使用化学合成的化肥、农药等会造成化学污染的化学制剂；发对使用抗生素和转基因技术等。为保护从事生态农业农户的利益，德国还建立了自己的独立的“自然产品”销售系统，在各大城市均设有出售无化学污染食品的“自然食品”商店，其出售价格高于常规农业生产的农产品售价的1/3-1倍。随着生态农业的推广普及，英国、法国、荷兰、丹麦等西方国家都纷纷发展起生态农业，并于1972年在法国成立了国际有机农业运动联盟。此外，在亚洲、非洲、南美洲等一些国家也开始了生态农业理论研究和实践试验。5.答：人工食物链技术包括食物链的“加环”与“解链”。人工食物链技术对促进资源合理利用、增加系统效益、减少环境污染具有显著作用。（1）食物链“加环”：农业生态系统人工食物链“加环”主要是人为地增加新的营养级和延长食物链，既能实现资源能量的多级利用又能形成新的人类需要的经济产品。如作物秸秆、糠麸、杂草等农业副产品用作养殖业饲料，生产肉、奶、皮毛等高价值经济产品；利用锯木、棉籽壳、作物秸秆等为资源，通过人工真菌这个腐生性食物链，生产人类需要的食用菌。（2）食物链“解环”：农业生态系统也有一些人类不需要的食物链环节，它们不仅消耗上一营养级的物质和能量，而且还会导致产量与品质下降，需要人工“解链”。如：利用赤眼蜂防治棉花红铃虫；利用瓢虫防治蚜虫；利用灰喜鹊防治森林害虫等。第四批次选择题（略）论述题1.答：在生态系统中，能量流动主要是从初级生产者向次级生产者流动。能量的流动渠道主要通过“食物链”与“食物网”来实现。在目前的生态系统中，能量流动的主要渠道通常有三种形式：①捕食食物链，从植物到草食动物再到肉食动物所联系的链条。如稻田中的“青草－小虫－昆虫－青蛙－蛇－人”，②寄生食物链。由大有机体到小