第十六章 第二节 方真

第十六章第二节农业生态学一：农业生态学概述二：农业生态学的基本原理三：农业生态系统一、农业生态学概述农业生态学是应用生态学的一个分支学科，是生态学原理和方法在农业领域中的应用和实践。一、农业生态学（一）农业生态学的概念农业生态学是运用生态学、经济学和系统论的原理和方法，把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究其结构、功能、内部联系、人工调控和持续发展规律的科学。研究对象：农业生态系统农业生态系统的形成：它是在自然生态系统基础上，经人类有计划、有目的地将自然生态系统逐步改造而成的，是带有自然生态系统某些特征的半人工生态系统。农业生态系统是以农业生物为主要成分；以农业生产为主要目的；以物资循环、能量流动和信息传递为基本功能。（二）农业生态学的研究内容及任务1.研究内容研究核心：农业生态系统；在基础研究方面：要揭示农业生态系统的结构组成规律、功能运转规律、输入输出构成规律、效益与效率提高规律、系统调控规律、系统演变规律等；在应用研究方面：为生态农业建设、农村可持续发展、将抗安全食品生产等开展现状评价、诊断和预测，提供农业优化模式的工程设计，并对配套的技术和政策提供建议。农业生态学的主要研究内容1.农业生态系统的组分结构；农业生态系统组分：农业生物组分（农作物、畜禽等），环境组分（自然环境与社会经济环境）。农业生态系统结构：层次结构（如不同生产层次结构的相互关系），空间结构（如在自然与社会经济条件影响下的分布特点，水平及垂直结构配置），时间结构（如系统的演化规律，随时间得变化趋势等），营养结构（如食物营养关系，食物链等）。2.农业生态系统的能量流动及物质循环；如系统中各组分之间的能量和物质的流动，转化途径与流通量强度，物质和能量转化利用效率与效益，生态系统信息传输和价值转移的途径及规律等。3.农业生态系统的生产力；包括初级生产力和次级生产力，协调各级生产及提高系统总体生产力的途径和调控措施等。4.生态系统的人工调控和优化；包括对农业生态系统调控机制的分析，利用生态工程技术对农业系统进行人工调节和优化，生态农业建设的原理及技术等。5.生态农业的理论与实践；研究因地制宜发展生态农业，调整建立科学合理的农业结构和农林产业结构；应用系统生态工程的方法，涉及现代农业生态系统模式。通过调整农业技术及体制，达到高经济效益与资源，环境保护的协调发展。6.农业资源的合理利用与农业生态环境保护；包括农业生产对资源合理利用的原则与途径，农业生产对生态环境的影响与防治途径，以及资源，环境对农业生产的反作用等。2.研究任务农业生态学的任务：揭示农业生态系统各种内外因子相互关系的规律，探讨最佳农业生态系统或生态农业模式，协调农业的生态效益、经济效益和社会效益，促进农业的可持续发展。农业生态学更多的涉及社会、经济与技术问题；如何从整体机构的优化和提高系统功能上进行合理调控，以促进农业生产持续高效发展，是农业生态学面临的重要任务。二、农业生态学的基本原理从农业生产运动过程中可以看到，作为农业生产对象的动物和植物，其实质都是自然生态系统的组成要素。为了维护和建造良好的生态环境是现代农业与现代社会、经济协调持续发展，在农业生产中既要遵循生态学原理，又要遵循生态经济学原理。（一）生态学原理生态学原理是自然界生物与生物、生物与环境之间形成的相互作用、相互依赖、相互制约的内在规律，具有普遍指导意义。农业建设中的生态学原理概括起来可分为下述三种:1.相生相克与互补原理；生克与互补是自然界的普遍现象，也是农业生态学中最基本的原理之一。所谓生克及至自然界各个要素间的相互依赖，相互促进则卫生；要素之间相互制约为克。所谓互补则为相互补充，善其不足，使系统的组成成分及其数量趋于合理、优化、更加完善。2.循环与再生原理；农业生态系统中的物质循环与再生，相辅相成，相得益彰。生物为了相互生存、发育、繁殖、发展，必须从周围环境中吸收各种营养物质和质量，一方面建造身体，另一方面提供生命活动所需要的能量；物质作为能量的载体，在吸收物质的同时也就吸收了能量。正常的物质循环和能量流动，有利于保持生态系统平衡、稳定及系统生产力的提高，反之亦然。3.平衡与补偿原理农业生态系统的平衡包括系统内部生物与其生存环境之间的平衡关系，组成要素之间的制约关系，系统之间的反馈关系，还包括人类社会经济、技术与农业生态系统的生产力之间的平衡关系。农业生态系统的平衡关系虽然可以通过生态系统的自动调节进行恢复，但是，更重要的是需要人类有目标的控制、补偿活动，再经农业生态系统的结构、功能作用来实现。农业生态平衡还包括人类自身与农业生物之间的平衡关系；包括人类有目的的、合乎自然规律的各种生产、经营等实现农业生态平衡的手段。（二）、生态经济学原理农业系统是一个由农业生态系统和农业经济系统组成的复杂的开放的复合系统。二者结合形成一个相互贯通、相互作用的，以物质生产、消费循环流动为主要特征的复杂系统。因此，在农业生产建设中应该遵守以下三个生态经济基本原理：1、生态经济结构合理性原理生态经济结构是人类为满足自身生存与发展的需要，在长期实践中通过逐步该着原有的自然生态系统结构基础上，形成的一种农业生态结构与农业经济结构的复合结构，它是人类与自然长期相互作用的结果，农业生态结构与农业经济结构相互联系，互为条件，融为一体。人类成为这个复合结构的纽带与桥梁。显然人类是影响这个结构的主导因素，生态经济结构是否合理，关键取决于人类能否遵循生态学原理和经济规律去合理调整配置和协调组和生态农业系统的各要素间的相互作用。2、农业系统的功能原理农业系统作为一个农业生态经济系统是一个典型的耗散结构，开放性系统，它是靠系统的物质和能量的交流和物质及信息与价值的流动指导农业生态系统和农业经济系统的各要素及祖坟紧紧连在一起构成的一个有机整体。物质循环、能量流动、价值增值和信息流动既是生态农业系统的四大基本功能，也是农业系统形成与发展的基础和原动力。1、农业系统中的物质循环功能。农业系统中物质循环表现为农业生态系统中自然物质循环和农业经济系统中的经济物质循环及两个子系统间的自然物质和经济物质的相互流动和转化。农业生态系统中的自然物质循环突出表现为沿着生态系统的食物链传递循环。农业经济系统的经济物质循环是通过农业社会再生产过程的生产、流通、分配、消费这四个环节周而复始的进行着的。农业生态系统的自然物质和农业经济系统中的经济物质的子昂互转话题现在以下三方面：①在自然物质循环的各个环节都要产出一批农、林、牧、渔产品和副产品；②通过向系统中投入一定量的经济物质（如化肥、农药），除使系统产出增多；③农业经济系统在加工生产、流通和消费过程中必然产生部分废弃物质，这些物质最终将以不同形式、通过不同经济途经返回农业生态系统，再次成为农业生态系统中循环的自然物质。2、农业系统中的能量流动功能。生态农业系统作为农业生态系统和农业经济系统的复合系统，显然其能量流动是农业生态系统中自然能流和经济系统中经济能流的有机结合。自然能留的实质主要是太阳能进入生态系统中通过绿色植物的特殊生理机能将太阳能转变为生物质能等。然后这种能量沿着食物链渠道进行流动。它的流动具有单向性和递减性的特点。而经济能流是指用于农业经济系统中的物质生产、流通和消费中的能量，不仅具有各自独特的循环流动特点，而且还可以相互转化。3、农业系统的价值增值功能。农业系统的价值增值功能是与单纯农业生态系统的重要区别。农业系统的价值包括两个主要方面：①价值的投入过程。即价值向农业生态系统中的输入过程。由于农业生态系统是一个人工生态系统，在农业生产过程中，人们要按照一定的生态规律和生产需求组成其种植业、养殖业和畜牧业，而人们在发展种植业、养殖业和畜牧业的过程中，总要投入一定资金用于购买新品种、化肥、农用物质和进行灌溉，农业基础建设，植树造林等，这就构成了农业经济系统向农业生态系统的价值投入过程。②价值的输出（产出）过程。当向农业生态系统中输入价值后，在各种生物的作用下将其转成各种生物和非生物物质后，经过自然在生产过程产生各种种植业产品（粮、棉、油、菜、果等）、养殖业产品（鱼、虾等）和畜牧业产品（牛、羊、猪、鸡、蛋等）。这些使用价值或者直接作为商品出售，实现其价值，或者经过经济系统的加工增值后再把最新产品出售，以实现更多的价值。由此构成了生态农业系统的价值产出过程。只有价值产出量大于价值输入量时，才能说明生态农业系统的经济效益较好。4、农业系统的信息流动功能。农业系统是一个充满各种信息的信息系统。在这些信息中，除了农业生态系统中的自然信息流（如生物之间存在着的物理、化学和行为等信息）用于调节、控制觅食，求偶寻路等活动外，更多的信息是人类在管理生态农业系统过程中所形成的经济信息。人类只有及时的全面的获取农业系统中的各种生态经济信息，并根据这些信息通过认真而又科学的加工处理，再做出决策信息，才能有力地控制和调节系统内农业的自然再生产和经济再生产，进一步促进生态农业系统内的良性循环和协调发展。3、农业系统的综合效应原理农业系统是一个以人类参与调节控制为特征的、农业生态系统和农业经济系统有机结合的复杂系统。农业建设的最终目标是实现生态效益、经济效益和社会效益的统一。生态效益及人类在参与、调节和控制自然再生产和经济再生产过程中，人类产生经济活动与自然之间的物质、能量交流对农业生态系统，尤其是对生态环境产生的效果和影响。经济效益是指农业在促进社会经济发展方面的效果，包括劳动者通过农产品商品交换后获得的可用于扩大再生产和改善生活的利润，国家通过各种农业税从农业中获得的资金，以及农业生产和再生过程中劳动占用和劳动消耗同农业生产成果的比较。社会效益通常是指农业在满足人类社会最基本需要的效果，这些基本需求包括食物、衣着、燃料、住房和就业机会。农业系统是由农业生态系统、农业经济系统何以人类为核心的社会系统共同组成的有机整体。生态效益、经济效益和社会效益三者互为条件，相互依赖、相互促进、相互联动。生态效益是经济效益的基础，经济效益是生态效益的表现，社会效益又是生态效益和经济效益的目标，因此，农业生产建设的最终目标是生态效益、经济效益和社会效益同步提高，社会经济的协调发展。（三）农业生态学的特点1、应用性农业生态学是一门应用基础性学科，具有较强的实用性，具有较强的实用性。其研究内容与农业生产密切结合，而且就是立足于农业生产实践进行理论分析和研究。其研究成果在农业区划、区域综合开发和治理、农业资源利用、生态工程建设等多方面都有广泛应用。2、综合性农业生态学是介于农学与生态学之间的交叉学科，综合性很强。从知识内容上，它涉及土壤学、作物学、植物学、经济学、林学、水产学、园艺学等诸多领域的学科知识；在研究对象上，既包括自然生态，也包括人工生态学，涉及农业、经济、技术等多方面的内容，而且农业生态系统本身就是社会--经济--自然复合生态系统。3、统一性农业生态学强调适用于不同学科的共同思想和共同语言，强调适用于生态系统不同组分的通用方法。能量、物质、信息、价值等是联系生态系统各种组分的共同媒介，利用它们来分析系统的结构、功能，有较强的统一性。4、宏观性农业生态学区别于一般的的个体生态学、作物生态学及动物生态学等有明确界限的微观生态学，它的宏观性及伸缩范围很大。因为农业生态系统本身，其边界范围小的可以是一块农田、一个农户，大的可能是一个地区、一个国家甚至全世界。所以，以研究农业生态系统为核心的农业生态学基本上是以宏观性农业问题为重点。三、农业生态系统（一）农业生态系统的概念农业生态系统是指在人类的积极参与下，利用农业生物种群和非生物环境之间以及农业生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效的生态机能，进行能量转化和物质循环，并按人类的意愿进行物质生产的综合体。这个概念的形成，一方面显示了农业生态系统是人类通过社会资源对自然资源进行利用和加工而形成的生态系统；另一方面阐明了一个农业生产单元的各组成要素是如何共同构成一个系统整体的，也表明了农业发展策略与技术措施对农业生态系统各个环节产生连锁反应的系统原因。（二）农