2第二章 农业生态系统的结构----基本生物结构

第二章农业生态系统的结构----基本生物结构•农业生态系统生物与环境•种群•农业生态系统群落•农业生态系统生物多样性§1农业生态系统的生物与环境•一．自然环境(太阳辐射;气圈;水圈;土壤圈)•二．人工环境(人工影响的环境;人工建造的环境)环境对生物的制约•最小因子定律(植物生长取决于数量最不足元素;补充-稳定及因子相互作用)•谢尔福德耐性定律•生活型（lifeform）和生境（habitat）同种趋异栖息地１.高位芽植物２－３.地上芽植物４.地面芽植物５－９.地下芽植物生物对自然环境的适应•生态型（ecotype）水稻的早、中、晚稻属于不同的光照生态型；籼稻、粳稻是不同的温度生态型。水稻和陆稻主要由于土壤水分条件的不同而分化形成的土壤生态型。各种作物对病、虫、草具有不同抗性的品种群。异种趋同•生态位（niche）:生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置。基础生态位；实际生态位。生物对自然环境的影响•森林的生态效应1．涵养水源，保持水土2．调节气候，增加雨量3．防风固沙，保护农田4.净化空气，防治污染5．减低噪音，美化大地6．提供燃料，增加肥源。•淡水水域生物的生态作用：浮游植物能吸收水中各种矿质养分，保持水体一定的洁净程度，增加水体的溶氧量，对水质理化特性的变化起主导作用，同时形成水域生态系统的初级生产力•草地生物的生态效应：牧草特别是豆科牧草，能改良土壤。牧草还能增加植被覆盖度，涵养水分，保持水土，固定流沙•农田生物的生态效应1.对土壤肥力的影晌。2.对水土保持的影晌。3.对农田小气候的影响。4.对净化环境的作用§2种群•一．种群结构•种群的大小（某个鱼塘中草鱼的总数）和密度（每公顷水稻的株数）一定面积和单位面积•种群的年龄结构和性比（各个年龄级的个体数在种群中的分布•年龄锥体：自下而上地按龄级由小到大的顺序将各龄级个体数或百分比用图形表示种群结构•种群的出生率（natality）和死亡率（mortality）•种群的内禀增长率与环境容纳量（生殖潜能-环境阻力）•种群的空间分布和阿利氏原则（1）随机的（random）；（2）均匀的uniform）；3）成丛的（clumped）（或聚集的）§3群落•群落（bioticcommunity）是指在一定地段或生境中各种生物种群构成的集合。•群落的基本特征:1、具有一定的种类组成2、具有一定的结构3、具有一定的动态特征4、不同物种之间存在相互影响5、具有一定的分布范围6、形成一定的群落环境7、具有特定的群落边界特征群落的类型与分布•纬度地带性•经度地带性•垂直地带性•热带雨林季雨林常绿阔叶林落叶阔叶林针叶林草原荒漠•湿润森林半干旱草原干旱荒漠•热带雨林山地雨林樟栎常绿阔叶林常绿落叶阔叶混交林针阔叶混交林落叶阔叶林暖温带针叶林亚高山针叶林山顶矮林杜鹃灌丛。群落结构•水平结构:水平方向上的配置状况(二维结构)-宜农则农，宜林则林，宜牧则牧•垂直结构•时间结构:季相变化\群落演替•群落的交错区(ecotone)与边缘效应两个或多个群落或生态系统之间的过渡区域。边缘效应是指增加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的现象。如森林与草§4农业生态系统中的生物多样性•定义：生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和；主要包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次。•生物多样性的价值：1.提供基本食物，是人类食物的根本和不可替代的来源（现实和潜在）2.人类药物和衣着的主要来源3.提供多种多样的工业原料，如木材、纤维、橡胶、造纸原料、天然淀粉、油脂等4.多样性是维护自然生态平衡的基础5.生物多样性是遗传育种的基因源泉。农业生态系统中的生物多样性•农业活动对生物多样性的影响1.土地的农业利用2.农业耕作方式3.农田杂草防治措施（除草剂）4.杀虫剂及其使用5.放牧对草地生物多样性的影响6.作物间套轮作7.农业动植物品种改良威胁中国农业生物多样性的因素•土地过度开发利用：毁林开荒、围湖造田、过度放牧等。•土地集约化：化肥、农药等高投入，农业措施单一化。•污染：工业污染、城市垃圾、农业污染等。导致生态环境质量和产品质量下降，物种减少等•物种单一：普遍推广高产品种，一些品种的优良性状在丧失，野生种类下降中国农业生物多样性的保护与开发利用•1就地保护措施：设立自然保护区、基本农田保护区、商品粮基地等；开展生态农业建设；治理和改善生态环境•2迁地保护措施（1）建立种质资源库、圃（2）野生植物引种栽培（3）野生动物驯（4）人工繁殖与放养（5）人工生态库建设（6）异地放养（7）离体人工保存动物精液生物多样性生物多样性biodiversity是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合所构成稳定的生态综合体。多彩的动物世界以上呈现给我们的是多么多彩的世界啊!但是,.让人扼腕叹息的是,这些美丽的生物却正在一点点消逝……亚南极海狗分布于南太平洋和南印度洋海域的小岛。亚南极海狗的皮毛堪称极品，因此亚南极海狗被偷猎的数量越来越多，以至于濒临灭绝。现在你有两个选择：1，帮助保护生物多样性2，什么都不做只是去承受我们希望你选择第一项。我们正是那样做的！保护生物多样性，国家在行动害虫综合治理是一种以生态学为依据，强调诸如天敌、气候等自然致死因素的作用，并寻求对这些自然因素影响尽可能小的防治技术，以控制害虫的策略，其实质是一个应用生态学问题。全球环境面临威胁和挑战赤潮乱伐森林森林火灾大气污染保护生物多样性国际公约1996年6月11日，在巴西的里约热内卢召开的联合国环境与发展大会上，李鹏在《生物多样性公约》上签字。该公约有153个国家签字。主要内容：绪言、42条、2个附件。目标:促进保护和持续利用。原则:各国要按照其环境原则开发生物资源。《生物多样性公约》的保护措施制定国家的保护生物多样性计划对生物多样性的组成进行调查、监测及编目。迁地保护及就地保护。关于遗传资源的获取：要保护发展中国家的利益。技术转让：发达国家要以优惠条件、非商业条件转让给发展中国家。关于财务机制：发达国家要提供援助；保护生物多样性的基金由全球基金会管理。目前生物多样性的热点生物多样性的调查、编目及信息系统的建立。人类活动对生物多样性的影响。生物多样性的生态系统功能与生态系统的管理。生物多样性的长期动态监测。物种濒危机制及保护对策的研究。栽培植物与家养动物及野生近缘种的遗传多样性研究。生物多样性保护技术与对策。生物多样性的研究内容物种间的协同进化在农田群落的发展过程中，物种间的协同进化是在捕连续的时间、空间条件下长期相互适应的结果。所谓“协同进化”（coevolution）是指两种（或两种以上）具有密切的生态关系但不交换基因的生物的联合进化，通过生物间相互施加压力，使一方的进化部分的依靠另一方的进化而实现的。农田群落的多样性和稳定性问题农田生态系统尽管是人工生态系统，同森林、湖泊、海洋等自然生态系统一样具有生物多样性。近十几年来，农田中生物多样性与害虫发生的关系受到了研究者的关注。生物多样性是指生物及其所在生态复合体的种类丰富度和相互间差异性。前面已经提到它至少包括3个层次的范畴，即基因多样性（或遗传多样性）、物种多样性和生态系统多样性。大家开动脑筋想一想：生物多样性的调控策略或措施有哪些？分组讨论:生物多样性的调控策略或措施－农业措施(1)采用小型和分散的田块,使不同作物的田块与非耕土地相嵌排列,为天敌创建避所和提供替代食物。害虫也可能遇到适生植物而在这种环境中繁衍扩散;但是,维持低水平的害虫或替代寄主种群对保护该区域的天敌也许是必要的。(2)建造以多年生作物为主的农场。例如：果园被认为是一种半永久性的生态系统,比一年生的作物系统稳定。因为果园较少受到干扰,结构较复杂多样,建立天敌群落的可能性也较大,特别是当采用地面覆盖的措施时更是如此。(3)维持较高的作物密度或保留某些具有较高耐受性的特殊杂草。•控制有害昆虫种群的分布范围•改变寄主食物的条件•改变群落营养结构•改变系统的物理环境条件•改变系统中生物成分间的信息联系•改变害虫种群的遗传组成害虫种群的生态学控制途径