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农业生态学总结

发布时间：2017-10-12 21:28:16 来源：文档文库

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农业生态学

第一章绪论

第一节生态学及其发展

1、1866年，德国生物学家海克尔在其著作《有机体的普通形态学》中第一次正式提出生态

学的概念，并将生态学定义为：生态学是研究生物与其环境互相关系的科学。

2、1971年，奥德姆在其所著作的《生态学基础》中，认为生态学是研究生态系统的结构和

功能的科学。

3、1866年，德国学者海克尔提出生态学定义，标志着生态学的诞生。

4、1935年英国生态学家坦斯列首次提出生态系统的概念，把生物有机体与其环境看成是一

个整体，提出生态系统是在特定的区域互相作用的全部生物与无机环境的综合体。

5、1942年，美国生态学家林德曼提出食物链

6、20世纪30年代，贝塔朗菲提出系统论；40年代美国科学家香农创立信息论。

7、生态工程是20世纪60年代有奥德姆和马世俊分别提出的。

8、生态学按其性质一般分为理论生态学和应用生态学两大类。

第二节

1、1983年正式确定在农业院校开设农业生态学课，并在1986年有国家教委将农业生态学

列为农学专业的主要课程，同时在部分农业院校开始试办农业生态专业。

第三节

1、农业生态学的研究对象主要是农业生态学系统。

2、农业生态学的主要内容包括农业生态系统的组成、结构、功能及其调控的原理和技术途

径。

3、农业生态学的特点：理论实用性、学科交叉性、研究统一性、宏观层次性

第二章

第一节

1、系统：有互相依赖的若干组分结合在一起，能完成特定功能，并朝特定目标发展的有机

整体。

2、一个系统的组成，必须满足3个条件：第一，系统必须具备两个以上的构成要素：第二，

各要素之间必须具有某种联系；第三，各要素必须以整体的形式完成特定的功能。

3、系统的特征：系统结构的有序性、系统的层次、系统的整体性、系统功能的整合性

4、生态系统：在一定的时间和空间范围内，生物与生物之间、生物与非生物环境之间密切

联系、相互作用并具有一定结构及完成一定功能的综合体，或者说是由生物群落与非生

物环境互相依存所组成的一个生态学功能单位。

5、 1935年，英国生态学家A.G.Tansley首次提出生态系统的概念。

6、生态系统分为生物组分和非生物组分

7、生物组分分为生产者、消费者、分解者

8、非生物组分为：太阳辐射、无机物质、有机物质、土壤

9、生态系统的结构系指生态系统中组成成分及其在时间、空间上的分布和各组分间的能

量、物质、信息流的方式与特点。

10、

11、

12、

（1）

（2）

生态系统的结构包括物种结构、时空结构和营养结构生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递3大功能生态系统的主要类型按环境分：海洋生态系统、森林生态系统、草原生态系统、淡水生态系统按人类干预程度分：自然生态系统、人工生态系统、半自然生态系统

第二节

1、农业生态系统：在人类的积极参与下，利用农业生物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，

并按照人类社会需要进行物质生产的综合体。

2、农业生态系统的组分结构系指农、林、牧、渔、副（加工）各业之间的量比关系，以及

各业内部的物种组成及量比关系。

3、农业生态系统的空间结构常分为水平结构与垂直结构

4、农业生态系统基本功能：（1）能量流（2）物质流（3）信息流（4）价值流

第三节

农业生态系统与自然生态系统的比较：

（1）农业生态系统生物构成不同于自然生态系统

（2）农业生态系统的环境条件不同于自然生态系统

（3）农业生态系统结构与功能不同于自然生态系统

（4）农业生态系统的稳定机制不同于自然生态系统

（5）农业生态系统的生态立特点不同于自然生态系统

（6）农业生态系统的开放程度高于自然生态系统

（7）农业生态系统能量流特征不同于自然生态系统

（8）农业生态系统养分循环特点不同于自然生态系统

（9）农业生态系统服从的规律不同于自然生态系统

（10）农业生态系统运行的“目标”不同于自然生态系统

第三章生物种群

第一节种群的概念与特征

种群：在一定时间内占据特定空间的同一物种的集合体。

种群是物种存在的基本形式，又是组成生物群落的基本单位

种群的基本特征：指各类生物种群在正常的生长发育条件下所具有的共同的特征，即种群的

共性，而个别种群在特定环境下所产生的特殊适应特征，不包括在此范围内。

种群的基本特征包括：

1）种群的空间分布特征

均匀型、随机型、成群型（成群随机型和成群均匀型）

2）种群的数量特征

1））种群的大小和密度（粗密度和生态密度）

2））出生率和死亡率（最大出生率和实际出生率、最低死亡率和实际死亡率）

3））种群的年龄和性别结构（雌、雄、两性）（年龄结构分增长型、稳定型、衰退型）

4））种群的迁入和迁出

种群大小：一个种群全体数目的多少

种群的密度：单位面积内某个生物的个数的总数

粗密度：单位总空间内的生物个体数（或生物量）

生态密度：单位栖息空间内某种群的个体数量（或生物量）

3）种群的遗传特征

4）邻接效应

邻接效应：当种群的密度增加时，在邻接的个体之间所出现的相互影响

第二节种群的增长模型

种群增长模型的典型类型：几何级数增长、指数型增长、逻辑斯谛（S型）增长

种群的几何级数增长：种群在无限的环境中生长，不受食物、空间等条件的限制，种群的寿

命只有1年，且一年中只有一个繁殖季节，同时种群无年龄结构，彼此隔离的一种增长方式。

种群的指数增长：在无限坏境条件下，除了种群的离散增长外，有些生物可以连续进行繁殖，

没有特定的繁殖期，在这种情况下，种群的增长表现为指数形式

种群的逻辑斯谛增长：在实际坏境下，由于种群数量受到食物、空间和其他资源的限制，增

长是有限的。坏境对种群增长的限制作用是逐渐增加的，故增长曲线呈S型增长。

逻辑斯谛曲线5个时期：

1）开始期也称潜伏期种群个体数量少，密度增长缓慢

2）加速期随个体数的增加，密度增长逐渐加快

3）转折期个体数达到饱和密度一半（K/2）时，密度增长最快

4）减速期个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢

5）饱和期种群个体数达到K值而饱和

逻辑斯谛方程的重要意义：

1) 许多相互作用的种群增长模型的基础

2) 是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型

3) 模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策理论中的重要概念

第三节种群数量的波动与调节

一、种群的数量动态

1）种群增长自然种群数量变动中 J型和S型增长均可见到，J型增长可以视为

是不完全的S型增长

2）季节消长自然种群数量变动存在着年内（季节消长）和年间的差异

3）不规则波动波动无周期性，数量也极不稳定（例子马世骏研究东亚飞蝗在我国

大发生）

4）周期性波动例子旅鼠、北极狐3-4年周期

美洲兔、加拿大猞猁9-10年周期

5）种群的爆发具有不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的爆发

例子农业生产中最闻名的爆发是害虫和害鼠

6）种群的平衡种群较长期地维持在几乎同一个水平上

7）种群的衰落和死亡种群长久处于不利条件下（人类过度捕猎或栖息地被破坏），其

数量会出现持久性下降，即种群衰落，甚至死亡。个体小，出生率低，生长慢，成熟晚的生

物，最早出现此种情况

8）生态入侵由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，

种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生态入侵

二、种群的空间动态指组成种群的个体在空间的分布特征及其变化

1）种群对空间的需求组成种群的每一个有机体都需要一定的空间

2）种群的空间结构种群内个体在空间的分布格局及其位置上的变动情况

迁移和扩散是种群中个体在空间上的变动情况的表现

迁移和扩散：指种群中的个体因某种原因从某分布区向外移动的现象

迁移和扩散的原因：

1）种群密度过高使随拥挤效应出现的种群压力和进攻行为加强，这是引起扩散和迁移

的主要原因

2）种群等级低及领域性弱的个体常被排挤，它们只好去寻找高等级个体未占据的、条

件较差的栖息地

3）幼体长大以后被亲代驱逐出去而引起迁移

4）自然扩散也是许多种群的遗传特性和生态特征

扩散的方式：迁出、迁入、迁移

三、种群对空间的利用方式分散利用和共同利用

按集群的稳定性可分为：暂时性集群、季节性集群、稳定而经常性集群

集群的生态学意义：

1.改变小气候

2.共同取食和对空间资源的充分利用

3.共同防御天敌

4.有利于动物的繁殖和幼体的发育

三、种群波动的原因

1.非密度制约与数量无关的因素如温度、降水、食物来源

2.密度制约原因

1）种内竞争食物和领地

2）某些特殊生物种的增长，对心理抑制使种群不能繁殖过多

3）捕食者与猎物者之间的反馈控制作用

4）治病的病原菌和寄生物对种群的影响

四、种群波动的调节

1.密度调节包括种间调节和食物调节

2.非密度调节气候因子化学限制因子、污染物

3.种内自动调节包括行为调节、生理调节和遗传调节

五、种群的进化与生态对策

一）生态对策：生物朝不同方向进化的“对策” ，有r对策和k对策

适宜r对策的生物具有个体小、寿命短、存活率低，但增值率高，具有较大扩散能力，适应

与多种栖息环境，种群数量常出现大起大落的突发性波动的生态特征

适宜k对策的生物具有个体大、寿命长、存活率高，适应于稳定的栖息生境，不具有较大扩

散能力，但有较前副的竞争能力，种群密度较稳定，常保持在k水平

适宜r-k对策的生物具有生活周期短，繁殖快的特点，加速物质的循环利用，减少养分流失，

增加产品产出的特点（大量的农作物和家畜、家禽属于中间类型）

二）R - C - S –生活史式样

干扰型（R）指资源丰富的临时生境的选择

威胁忍耐型（S）指在资源胁迫生境中的选择

竞争型（C ）指在资源丰富的可预测生境中的选择

与上述三种生活史式样相一致的可能资源分配方式，

R -主要分配给生殖，

C –主要分配给生长

S –主要分配给维持

第四节种群间的相互关系

一、种群关系的基本类型：

1.中性作用 2.竞争：直接干涉型 3.竞争：资源利用型 4.偏害作用

5.寄生作用 6.捕食作用 7.偏利共生 8.原始协作 9.互利共生

二、正相互作用互利共生偏利共生原始协作

三、负相互作用竞争捕食与寄生化感作用

四、种群间相互关系在农业生产中的应用

1.建立人工混交林、林粮间作，农作物间套种

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

第四章生物群落

第一节生物群落的概念与特征

一、生物群落概念

生物群落：生存于特定区域或生境内的各种生物种群的集合体，也可以指各种不同大小及自

然特征的有生命物体的集合

二、生物群落的基本特征

1.具有一定的种类组成

2.具有一定的外貌

3.具有一定的结构

4.具有一定的动态特征

5.不同物种之间存在相互影响

6.形成一定群落环境

7.具有一定的分布范围

8.具有特定的群落边界特征

三、生物群落的种类组成及其数量特征

组成 1.生态优势种 2.亚优势种 3.伴生种 4.偶见种或稀见种

数量特征种的个体数量指标和种的综合数量指标

种的个体数量指标包括多度、密度、盖度、频度、高度、体积、重量

1.种的个体数量指标多度、密度、盖度、频度、高度、重量

2.种的综合数量指标优势度、重要值、综合优势比、物种多样性

有关多样性的指数（香农-威纳指数、辛普森指数）

第二节生物群落的结构

一、生物群落的垂直结构

生物群落的垂直结构：生物在空间的垂直分布上发生的成层现象

陆生植物群落决定地上部分分层的环境因素，主要是光照、温度和湿度，决定地下分层的主

要因素，是土壤的物理和化学性质，特别是水分和养分

水生生物垂直分布的原因主要取决于阳光、温度、食物和氧浓度的质量分数

群落垂直方向层的分化主要取决于植物的生活型

生物群落的成层性使单位面积内能容纳更多的生物种类和数量，产生更多的生物物质，同时

以复杂的营养结构维持着系统的相对稳定，为人类合理栽培作物群落提供了可贵的依据。如

鱼的分层放养

二、群落的水平结构

群落的水平结构：群落内由于环境因素在不同地点上的不均匀性和生物本身的差异性，而在

水平方向上分化形成不同的生物小型组合

造成群落不同水平分布的型原因，主要是群落所处的环境，如土壤、温度、湿度、阳光及

植物等方面分布的不均匀作用、物种的生殖特点、种间相互关系作用以及种的分工合作程度

控制农业生物群落的水平结构有两种基本方式：

（1）在不同的生境中因地制宜地选择合适的物种，宜农则农，宜林则林。宜牧则牧

（2）在同一生境中配置最佳密度，并通过饲养、栽培手段控制密度的发展各种农作物、

果树、树木的种植密度、鱼塘的养殖密度、草场的放牧量等都对群落的水平结构及产量有重

要影响

三、群落的时间结构

群落的时间结构：由自然环境因素的时间节律所引起群落各物种在时间结构上相应的周期变

化

常常把群落的时间结构称为时相或季相

调节农业生物群落时间结构的主要方式是复种、套种、轮作和轮养、套养

四、环境梯度与群落分布

环境梯度一般包括海拔、温度、湿度、土壤、风与光等因素

五、群落的交错区和边缘效应

群落交错区：是两个或多个群落或生态系统之间的过渡区域

边缘效应：由于群落交错区生境条件的特殊性、抑制性和不稳定性，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

在海洋和陆地的交接处即海岸带和三角洲地区，边缘效应应更加明显，人们利用边缘效应，

适当增加森林和草原的交接处，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、石化菜和各种贝类、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。

第三节生物群落中的生态位

生态位：是指生物在完成其正常生活周期是所表现出来的对环境综合适应的特征，是一个生

物在物种和生态系统中的功能与地位

生态位（空间生态位、营养生态位、基础生态位）

三、生态位理论

（一）生态位宽度也称生态位广度或生态位大小，指被一个有机体单位所利用的各种各样

不同资源的总和（公式在P74）

（二）生态位重叠和竞争

1.竞争排斥原理：自然界对环境要求很相似的两个物种大都不能长期共存，为食物或生活资

源而竞争迟早会导致竞争力弱的物种部分灭亡或取代

2.生态位分异：对环境资源的不同利用使得不同的物种同时存在于同一区域，这种现象称为

生态位分异

3.生态位重叠：生态位之间的重叠现

四、生态位理论的应用

生态位理论表明：

1.在同一生境中，不存在两个生态位完全相同的物种

2.在一个稳定的群落中，没有任何两个物种是直接竞争者，不同或相似物种必然进行某种空

间、时间、营养或年等生态位的分异和分离

3.群落是一个生态位分化了的系统，物种的生态位之间通常会发生不同程度的重叠现象，只

有生态位生差异较大的物种，竞争才较缓和，物种之间趋向于相互补充，而不是直接竞争

生态位理论在农业生产中的应用，在水域进行立体养殖；利用林果冠层下的空间种植药材，

培育食用菌

第四节群落的演替

一、群落演替的概念及原因

（一）生物群落演替：生物系统内的生物群落随时间的推移，一种生物的消失，另一些物种

浸入，出现生物群落及其环境向着一定方向有顺序的发展变化过程

对群落演替的理解，在用3个特征定义描述：

1.演替是群落发展有顺序的过程

2.演替是生物与环境反复作用的结果

3.演替以稳定的生态系统为发展定点

(二)群落演替的主要原因外因和内因

1.外因演替：由于外部环境的改变所引起的生物群落的演替（气候性、土壤性、生物性和人

为演替）

2.内因演替：在生物群落里，群落的成员改变着群落内部环境，而改变了的内部环境反过来

又改变着群落的成员

二、原生演替、次生演替、顶级群落

（一）原生演替：指的是从未有过任何生物的裸地上开始的演替

旱生演替：从裸露的岩石表面开始的原生演替

1.旱生演替系列（地衣群落阶段、苔藓群落阶段、草本群落阶段、木本群落阶段）

2.水生演替系列（自由漂浮植物阶段、沉水植物阶段、浮叶根生植物阶段、直立水生植物阶

段、湿生草本植物阶段、木本植物阶段）

（二）次生演替:在原有生物群落破坏后的地段上进行的演替

次生演替的一般特点：

1.次生演替的速度次生演替系列中的各个阶段，演替的速度一般都比较快

2.次生演替的趋向当引起次生演替的外力作用停止后，群落一般都人趋向与恢复到受破坏

前原生群落的类型，但在质量、层次结构和群落生境特征不完全一致

3.次生演替所经历的阶段完全决定于外界因素作用的方式和持续的时间

次生演替的性质及特点一般决定于：

1.外界因素作用的性质、方式，作用的强度和持续时间

2.原生群落受破坏的面积

3.次生植物群落中对原生群落的生物成分和土壤特性的保留程度

4.生物繁殖体的种类、数量、距离和来源

5.所在地的气候、土壤及地形状况

（三）顶级群落

顶级：群落演替系列最后的稳定阶段

顶级群落：演替最终形成稳定群落

顶级群落在理论上应具有以下主要特征：

1.它是一个在系统内部和外部，生物与非生物环境之间已达平衡的稳定系统

2.它的结构和组成已相对恒定

3.有机物的年生产量与群落的消耗量和输出量之和达到平衡，没有生产量的净积累，其现存

量上下波动不大

4.顶级群落如无外来干扰，可以自我延续地存在下去

三、演替过程中生物群落结构及功能变化

1.群落的能流特征

2.群落发展与物质循环

3.群落的营养结构

4.群落的结构和物质组成

5.群落的稳定性

四、控制演替的集中主要因素

（一）植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性

（二）群落内部环境的变化

（三）种内和种间关系的改变

（四）外界环境条件的改变

（五）人类的活动

五、顶级群落理论在农业生产中的应用

（一）对撂荒地植物被演替的控制

（二）农田土壤肥力变化与作物演替的利用

（三）模仿群落演替的人工模拟群落

（四）建立仿自然演替群落结构的人工群落

（五）农田杂草防除

第五章生物与环境的关系

第一节环境因子的生态作用

一．概念

环境：作用于生物个体或群体的外界条件的总和，包括生物生存的空间，维持其生命活动

所必须的物质能量，即环境包括自然环境和社会环境。

生态系统中又生态因子和生存因子。

生态因子：一切影响生物生命活动的因子叫生态因子。有气候因子，土壤因子和生物因子

三大类。

生存因子：生物生存不可缺少的因子。

自然资源因子：在生态因子中，可作为原料和能量输入系统并能在系统中转换为生物产品

的因子。

二．环境因子的生态作用

生态因子的作用：包括光，温，水等气候因子的生态作用，土壤自然体、土壤化学和土壤物

理的生态作用。

A．气候因子

（一）.光的生态作用：体现在光质，光量（光照强度），光照时间三方面。

对植物的作用

1．光照强度：对植物细胞的增大，分化，体积增长，重量增加关系密切；可促进组织和器官的分化，制约器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例；对植物繁殖影响很大等

2．光照时间：日照长度对植物繁殖特性有影响；与植物分布和起源有关系；对植物休眠，地下储藏器官形成有影响。

对动物的作用

1．光质中可见光对动物的生殖，体色变化，迁徙，羽毛更换，生长发育等都有影响。

2．光照强度对动物的生长发育和形态建成具有重要影响。

3．光照时间对动物繁殖存在不同作用。

（二）。温度的生态作用

温度的节律性：地球上的不同地区与太阳的相对位置不同，而且相对位置不断发生变化，这些变化是有规律性的，称为温度的节律性。

1．温度及其变化对生物的分布体征有重要作用。

2．温度影响生物体内生理生化反应。

在一定范围内一般每升高10。C可使生物反应速率增加2-3倍，这叫范特贺定律。

把维持生物正常生育的最高温度称为最大有效温度：使各种生物作用反应速率进行的最快的温度称为最适温度。

（三）。水的生态作用

1．水是生物生长发育的重要条件。表现在；①水是生物体的组成成分；②水作为溶剂，参与生物代谢；③水硬性生物产品的品质。

2．水对动植物数量和分布有影响。

3．水可对生物分类。水生生物和陆生生物等。

综合以上所得，气候因子与生物的关系表现在对生物的形态、结构、生理生化反应、生长发育、数量分布、和质量特征等不同方面。

B．土壤因子

土壤的生态作用主要表现在土壤自身、土壤化学、土壤物理性等对土壤生物区系及其分布的影响。

（一）。土壤自然体的作用

1．是许多生物的栖息的场所。

2．生物进化的过渡环境。

3．植物生长的基质和营养库。

4．污染物转化的重要场地。

（二）土壤化学性质的生态作用

PH值的作用：

1．直接影响植物代谢。

2．间接影响植物对养分的吸收。

3．对植物病害加以控制。

4．微生物的活动，有机质合成与分解，营养元素的转移与释放，微量元素的有效性，土壤保持养分的能力，植物生长等，都与PH值有关。

有机质的生态作用：主要来源于绿色植物，其次是土壤中的微生物和动物，可调节土壤物理性质及生物状况。

矿物元素的生态作用：植物生命活动的重要物质基础。

（三）土壤的理化性质

1．土壤温度。对植物的影响有：影响植物种子的萌发和扎根出苗;制约土壤盐类的溶解度、气体交换和水分蒸发、有机物的分解和转化。

2．土壤水分。

3．土壤空气。

三．生态因子作用的一般特性：综合性、主导因子性、同等重要性和不可替代性、直接性、阶段性。

四．环境与生物的关系：

从生态因子的作用特征归纳出环境与生物的关系表现为媒质关系和基底关系。

（一）环境与生物的媒质关系

媒质：介质/媒介物，是一种与生物直接接触，包围在生物体四周的物质，水和空气是最基本的媒质。

（二）环境与生物的基底关系

基底：指可供生物居住和活动的物体表面，与媒质有异同。

生物对基底的反应：向性与趋性、向触性、驱触性。

第二节．生物的生态作用

（一）土壤生物的生态作用，主要作用和影响。

1. 促进了土壤的形成。

2. 改善土壤的物理性能。

3. 提高了土壤质量。

4. 对土壤覆盖层的影响。

（二）森林的生态作用（最大的初级生产者）

主要生态作用：

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、防止污染。

5. 降低噪音、美化大地。

6. 提供燃料、增加肥源。

（三）淡水生物的生态作用（主要作用）

吸收水中各种矿质养分，保持水土的洁净程度，增加水体的溶氧量，对水质理化特性的变化

起主导作用，形成水域生态系统的初级生产力。

（四）草原、草山生物的生态作用

主要生物：天然牧草、人工牧草、草食牲畜，还有多种其他动物、植物和土壤微生物。

作用：改善土壤、增加植被覆盖度、涵养水分、保持水土、固定流沙。

（五）农田生物的生态作用，对无机环境产生影响

1. 对土壤肥力的影响。

2. 对水土保持的影响。

3. 对农田气候的影响。

4. 对净化环境的作用。

（六）生物因素作用的一般特征

1. 生物因素对某个物种的影响，只涉及种群中某些个体，很少情况下，才出现一个地区

种群的全部个体被某种生物取食的现象。

2. 对于生物种群影响的程度常与种群的密度有关。

3. 生物因素之间的关系复杂，在相互作用，相互制约中产生了协同进化。

4. 生物因素直接涉及到两个物种/与邻近密切相关物种之间的关系。

（七）环境与生物关系的基本规律 P107

1. 最小因子定律。

2. 耐受性定律。

第三节生物的生态适应性

生态适应性：生物在生存竞争中为适应环境而形成的特定性状的一种表现。

趋同适应：亲缘关系相当疏远的生物，由于长期生活在相同的环境之中，通过变异、选择

和适应，在器官形态方面出现很相似的现象。

趋异适应：指同种生物的不同个体群，由于分布地区的差异，长期受不同环境条件的综合

影响，不同个体群之间在形态，生理等方面产生的相应的生态变异。

(一)生态型。

同种生物的不同个体群，长期生存在不要同的生态环境和人工培养条件下，发生趋

异适应，并经自然和人工选择而分化，形成的生态，形态和生理特性的基因型类群，称生

态型。生态型是分类学上种一下的分类单位。

生态型有：气候生态型、土壤生态型、生物生态型。

(二)生活型

不同种生物，由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下，发生趋异适

应，并经自然选择和人工选择后行成的，具有类似形态、生理和生态特性的物种类型，称

生活型。生活型着重从形态外貌上进行划分的，是种以上的分类单位。

分类型：1.浮游生物；2.土壤微生物；3.内生植物；4.一年生植物；5.水生植物；6.地下芽

植物；7地面芽植物；8.地上芽植物；9.高位芽植物；10.树上的附生植物。

(三)生境和生态位

生境：某一生物种群/生物群，由于生态环境的约束，只能在某一特定区域中生存，

则把该区域称该生物种群/生物群落的生境。（从生物生存的小区域方面来考虑生物与环境相

互关系的概念

生态位：生物物种在完成其正常生活周期时所表现出的对环境综合适应的特性，即

一个物种在生物群落和生态系统中的功能和地位。

类型：基础生态位，现实生态位，空间生态位。

第六章农业生态系统的能量流动

一，农业生态系统能量流动的途径

1.能量：作为一种做功的动力，根据是否做功，可划分为动能和潜能。动能：正在做功的能

量；潜能：尚未做功，但具有潜在的做功能力的能量；

生物化学能：储存在有机化合物中的一种潜在能量。

热能：一种广泛见于不同能量做功过程中的能量转化形式。

人工辅助能：指人类通过各种生产活动所投入到农业生态系统中的人力、畜力、燃料、电

力、机械、农药、饲料等。

人工辅助能对农业生产的作用：强化和辅助生态系统中生物对太阳能的固定、转化、流动、

推动农业生产力的发展。

食物链：指生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系彼此连接起来的一个序列，组成一个

整体，像一条链索一样，这种链索关系就被分为食物链。

营养级：食物链上能量和物质被暂时储存和停留的位置，也即每一种生物所处的位置

食物链的三种类型：（1）捕食食物链；（2）腐食食物链；（3）寄生食物链。

食物网：生态系统内多条食物链相互交织，互相联结的“网络”，这种网络称为“食物网“。

农业生态系统能量转化与流动途径：将日光能转化为储存在植物有机物质中的化学潜能，根

据化学潜能去向不同而形成了种不同的能流路径。P121.

二.能量流动与转化的基本定律

热力学三个基本定律

（一）.热力学第一定律——能量守恒定律

能量可以在不同的介质中被传递，在不同的形式中被转化，但数量上既不能被创造；

也不能被消灭，即能量在转化过程中式守恒的。公式：Q=△U+W。

Q：系统吸收的能量；△U：系统内能变化；W:系统对外做功。

（二）.热力学第二定律——能量衰变定律

自然界的所有自发过程都是能量从集中型转变为分散型的衰变过程，而且是不可逆

转的过程。

（三）.熵与耗散结构

熵：系统从温度为绝对零度无分子运动的最大有序状态向含热状态变化过程中每一度（温度

变化）的热量变化，即熵变化时热量变化与绝对温度之比，在温度处于绝对零度时，熵值为

零。

熵定律：一切自发过程总是想熵值增加的方向进行。

耗散结构：利用外界环境的物质、能量等不断地支换，使趋向和混乱状态的系统变为有序和

稳定的状态叫耗散结构。

（四）.生态金字塔

生态金字塔：生态学研究中用以反映食物链各营养级之间生物个体数量、实物量和能量比例

关系的一个图解模型。

生态金字塔理论对提高能量利用与转化效率、调控营养结构、保持生态系统的稳定性具有重

要的指导意义。

（五）。林的曼效率与生态效率定律P125

第三节农业生态系统的能量生产

初级生产：指绿色植物通过光合作用固定太阳光能并转化为储存在植物有机体中的化学潜能

的过程，这是生态系统能量流动的基础。

次级生产：指消费者、还原者利用初级生产量进行的同化、生长、发育和繁殖后代的过程，

这些利用初级生产量实现了能量再一次储存和积累的异养生物被称为次级生产。

一．初级生产

（一）。初级生产的能量转化

化学反应过程表示为： 6CO2 + 12H2O + 太阳辐射能→C6H12O6 + 6H2O + O2

在单位时间内（年、小时、分等）、单位面积上（hm2、m2）初级生产积累的能量或者于物

质的量称为初级生产力（量），或称为第一性生产力（量）。

（二）。农业生态系统的初级生产力

二．次级生产

（一）。次级生产的能量平衡 P130

（二）。次级生产的能量转化效率

1．营养级之间能量利用效率（或消费效率）

2．营养级之内的生长效率

第四节农业生态系统的辅助能

辅助能：除太阳辐射能之外，生态系统接收的其他形式的能量统称为辅助能，包括自然辅

助能和人工辅助能。

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：来自于生物有机物的能量，如劳力、畜力、种子、有机肥、饲料等，称为有

机能。

工业辅助能：指来源于工业的能量投入，也称为无机能、商业能、化石能,包括石油、煤、

天然气、电等含能物质直接投入到农业生态系统的直接工业辅助能，以及以化肥、农药、

机具、农膜等本身不含能量，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。

一．生态系统的能流分析

能流分析是对生态系统能量的流动、转化、散失过程的描述，一般多采用的是模型图解决法。

进行生态系统能量分析的几个步骤：

1．确定系统的边界。

2．确定系统的组成成分及其相互关系。

3．确定各组分之间的实物能量流动或输入输出量。

4．将实物量换算为能量。

5．绘制能流图。

6．能流分析。

二．生态系统的能值分析

能值是一种流动或储存的能量中所包含的另一种类别能量的数量，称为该能量的能值。

作用：以能值为基准，可以衡量和比较生态系统中不同等级能量的真实价值与贡献，能值分

析把生态系统或生态经济系统中不同种类、不可比较的能量转换成用统一标准的能值来衡量

和分析，从中评价其在系统中的作用和地位。

能值分析的方法步骤：

1．资料收集。

2．能量系统图的绘制

3．编制各种能值分析表

4．构建系统的能值综合结构图

5．建立能值指标体系

6．系统模拟

7．系统的发展评价和策略分析

三．农业生态系统能流的调控途径 P142

1．扩源

2．强库

3．载流

4．减耗

第七章农业生态系统的物质循环

1 生物地化循环：地球的各种化学元素和营养物质在自然动力和生命动力的作用下，在

不同的生态系统、生物圈内，沿着特定的途径从环境到生物体再到环境，不断的进行

流动和循环，就构成了生物地化循环。

2 营养物质循环：对生命活动比不可少的各种元素和无机化合物的运动通常称为营养物

质循环。

3 生物地化循环：由地质大循环（时间长、范围广、属于闭合式循环）和生物小循环（时

间短、范围小、属于开放式循环）组成，可分为气相型循环（eg：碳，氮，氧，水蒸气，

氯，溴。氟等）和沉积型循环（eg：磷，硫，碘，钙，钾，镁，铜等），存在库（物质

在运动过程中被暂时固定、储存的场所。Eg：植物库、动物库、水体库、土壤库）和流

（物质是库与库之间的转移运动状态。Eg：能流、物流、信息流）两种状态。

4 碳循环：绿色植物吸收大气中的CO2，经过植物呼吸、动物与微生物分解、动植物残体

燃烧等各种途径返回大气。

温室效应——大气中CO2质量分数上升的直接导致的后果，对生态环境和人类健康都具

有重大影响。

5 氮循环：氮以氮气形式储存在于大气中，通过生物固氮、化学固氮、降雨输入农业生态

系统，再通过挥发、淋失、反硝化等损失和农业产品输出系统。

6 磷循环：含磷岩矿经过风化和化学分解成为可溶性磷酸盐，供作物吸收利用；可溶性磷

在土壤中易被固定成为难溶性磷化物。利用率只有10%~25%

7 钾循环：主要储存在岩石圈，通常土壤中都含富含钾，但主要为难溶性钾，多雨地区由

于土壤中可溶性钾的强烈淋失，易出现钾缺失。

8 水循环 ——驱动力：太阳能。组成：大循环小循环

水的物理性质：具有可溶性、可动性、比热高

9 我国水资源利用特征：（1）水源的总供应不能满足总需要（2）过量开采地表水及地下

水，形成地上断流、地下漏斗、水位下降、下游水资源减少、海水入侵、河流干枯、地

面下沉（3）破坏植被导致区域水平衡失调（4）用水效率低，工农业用水矛盾大

（5）水资源受污染日益严重

10 物质流动的特征：（1）生物量与现存量（2周转率和周转期（3）循环效率

生物量（现存量）：某一特定观察时刻，单位面积或体积内积存的有机物质总量。

周转率R：指系统达到稳定状态后，某一个组分（库）中的物质在单位时间内所流出

的量F0或流入的量F1占库存总量S的份额。周转率R=F0/S=F1/S

周转期：是周转率的倒数，指该组份的物质全部更换平均需要的时间。

循环效率：循环物质Fc占总输入物质Fi的比例。是衡量生态系统的功能强弱的重要标

志。

11 物质循环的过程：是物质由简单的无机态到复杂有机态再回到简单无机态的再生过程，

也是系统的能量由生物固定、转化和消散的过程。

12 农业生态系统的养分循环和平衡：养分循环模式由植物库、家畜库、土壤有效成分库

组成。动植物所需养分沿土壤→植物→动物→土壤的渠道流动，组成多环的循环系统。

农业生态系统养分输入输出项目多、数量大，物质循环开放程度高。

13 有机质在养分循环中的作用：（1）有机质是各种养分的载体；（2）为土壤微生物提供

养分；（3）具有和硅酸盐一样的吸附阳离子的能力，有助于土壤中阳离子交换量的增加。

14 保持农田生态系统养分的循环平衡的途径：（1）种植制度中合理安排归还率较高的作

物及其类型；（2）建立合理的轮作制度；（3）农林牧结合，发展沼气，解决生活能源问

题，促使桔杆还田；（4）农产品就地加工，提高物质的归还率。

15 物质循环中的环境问题：（1）化肥对环境的影响（土壤——以矿石为原料的磷肥、锌肥、

硼肥等对土壤的污染，水体——地下水的污染和水体富营养化，大气——NH3的挥发、

沼气CH4、有机肥的恶臭、反硝化过程中形成的NO和 NO2等）；（2）农药对环境的污

染（土壤、水体、大气）及生物浓缩

富营养化：营养物质的富集过程及其所引起的后果，它是一种自然过程，主要指氮、磷。

生物浓缩（生物富集）：指生物体从环境中吸收微量农药，并在生物体内积累的现象。

第八章农业生态系统的调控与优化设计

1 农业生态系统是一个人工管理的生态系统，既有农业生态系统的属性，又有人工管理

系统的属性。

2 农业生态系统的调控：（1）自然调控（反馈机制、多元重复调节）；（2）人工调控（直

接调控、间接调控）

3 反馈——在农业生态系统中具有多种正负反馈机制，能在不同层次（个体、种群、群落、

系统）结构上行使功能控制。

4 生态阈值：系统在不降低和破坏其自动调节能力的前提下所能忍受的最大限度的外界压

力（临界值）。外界压力包括：自然灾害、环境因素、人类的获取、改造和破坏等。

5 多元重复补偿：在生态系统中，有一个以上的组分具有完全相同或相近的功能，即在网

络中处在相同或相近生态位上的多个组成成分，在外来干扰使其中1个或2个组分被破

坏的情况下，另外1个或2个组分可以在功能上给予补偿，从而相对的保持系统输出稳

定不变。

6 直接调控：（1）生境调控——利用农业技术措施改善农业生物的生态环境（2）输入输

出调控（3）农业生物调控——是指在个体、种群、群落个水平上通过对生物种群遗传

特性、栽培技术和饲养方法的改良，增强生物种群对环境资源的转化效率，达到调控的

目的（4）系统结构调控（包括确定系统组成在数量上的最优比例、在空间上和时间上

的最优组合方式）

7 间接调控：农业生态系统的外部因素，包括财贸金融、公交通讯、科学文化、政法管理

等，通过经营者对生态系统产生调节作用的有关社会机制。

8 系统分析：是从系统的总体最优和实现系统目标的途径最优出发，采用有效的分析手段

和方法，通过一系列步骤，对系统进行定性和定量的研究。包括分析、评价、最优化方

案提出这3个步骤

9 常用的生态系统诊断方法：（1）物流和能流分析诊断法（）（2）指标诊断法（3）区域

综合诊断方法等

10 生态系统健康：指生态系统具有活力、稳定和自我调节的能力，即生态系统中生物群落

在结构、功能上和理论上所描述的相近，那它们就是健康的，否则是不健康的

健康生态系统的特征：（1）不存在失调症状（2）具有良好的回复能力和自我维持能力

（3）对邻近的其他生态系统没有危害（4）对社会经济的发展和人类的健康有支持推动作用

11 生态系统健康的影响因子：（1）人类活动（2）农业、化肥、重金属及环境化合物

（3）生物技术（4）生态入侵（5）其他一些偶发性的自然灾害

12 生态入侵：指外源生物引入本地区，种群迅速蔓延失控，造成其他土著种类濒临灭绝，

并伴生其他严重危害的现象。

13 生态系统健康的原理：（1）动态性原理（2）层级性原理（3）创造性原理（4）有限性

原理（5）多样性原理（6）人类是生态系统的组分原理

14 农业生态系统健康评估：是一个多科学、多领域、多层次的总和管理问题，包括技术、

经济、政策、法律、公众参与、伦理道德等多方面

15 农业生态系统健康的综合研究应同时包括生物学、社会经济、人类健康、社会公共政

策四个范畴

16 评估的步骤：（1）生态系统失调综合症的诊断（2）设计标准来辨别是否偏离生态系统

关键参数变化的正常范围（3）生态风险评估（4）建立环境变化、人类健康、经济机会

和公众政策之间的相互联系（5）健康生态系统的管理、示范和推广

17 农业生态系统的优化方法：线性规划方法、系统动力学方法等

18 线性规划的数学模型的组成部分：（1）约束方程（2）非负值要求（3）目标函数

19 系统动力学解决问题的主要步骤：（1）系统分析（2）系统的结构分析（3）建立数学

模型（4）模型模拟与政策分析（5）模型的检验和评估

系统结构的分析包括：（1）分析系统总体与布局的反馈机制（2）划分系统的层次与子

块（3）分析系统的变量、变量间的关系，定义变量（包括常数），确定变量的种类及主

要变量（4）确定回路及回路间的反馈藕合关系

第九章农业资源利用农业生态环境保护

第一节农业资源的分类与特性

一、农业资源的分类

按其来源分

1、自然资源农业自然资源包括来自岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的物质。

2、社会资源指通过通过开发利用自然资源创造出来的有助于提高农业生产力的人工资

源，如劳力、蓄力、农机具、化石燃料、电力、化肥、农药、资金、技术、信息等。

按其重复利用程度分

1、可更新资源，也叫可再生资源。

2、不可更新资源，主要针对化石燃料、矿藏等。

按气其是否存留性分

1、可存留资源如大部分流失性资源，石油、煤、化工产品、农机具等

2、不可存留资源，如太阳辐射、热量、风能、潮汐能等资源

3、半存留资源，这类资源兼有存留和流失两种性质。如土壤中水分和养分。

二、农业资源的特性及合理利用

1、农业资源的整体性指向农业资源的合理利用

2、农业资源的相对有限性导致农业资源的经济利用

3、资源的可跟新性及其合理适度利用

4、社会资源的不可更新性及有效利用

5、农业资源的变动性及其科学利用

6、农业资源的区域性及其因地制宜的利用

第二节我国农业资源状况与合理利用

一、我国自然资源状况

水资源包括降水量、河川径流和地下水

我国森林资源特点：1、资源少 2、分不均 3、过熟林多 4、蓄积量低

草场资源我国是草源面积最大的国家之一，但人均不及世界的一半。

二、我国农业的主要社会资源状况

1、人口众多，农业人口比重大，劳动力剩余状况严重，文化素质低

2、农业市场化比较差，农业市场发育不健全

3、农业资金投入不足

4、农业现代化装备中等

5、农业能源供应不足

第三节生态平衡

一、生态平衡的概念及特征

1、概念指在一定时间内，生物与环境、生物与生物之间相互所维持的一种协调状态。生态平衡的出现时由于生物强大的繁殖能力和较窄的适应能力，以及环境资源的有效性3个因素共同作用的结果。

2、基本特征

1]一定时期内生物系统中物质与能量的输入与输出保持相对平衡

2]生态系统中的物质与能量的流动保持合理的比例与速度

3]生物的种类和数量相对稳定

4]生态系统具有良好的自我调节能力

3、农业生态系平衡的特点

1】平衡是相对的和不断发展的，随着人类社会的进步和经济的发展，农业生态系统会不断打破旧的平衡，建立新的平衡。

2】人们可以通过投入而改变平衡的结构，不断建立新的平衡

3】应维持农业生态系统的相对平衡

二、生态平衡失调

1、标志

在结构上的标志 1】一级结构受损，原有的生产者从生态系统中消失

2】二级结构变化，生物种类减少、种群数量下降、层次结构变化等。在功能上的标志 1】能量流动受阻

2】物质循环中断

2、生态平衡失调的原因

1】自然原因，如气候条件突变

2】人为原因，人类对资源的不合理的开发利用

三、保持生态平衡的途径

1、增加组成成分的多样性

2、不超过生态阀值

3、巧设食物链结构

4、生态环境的人为调控

5、增强生态环境意识

第四节全球环境变化与农业环境保护

一、全球环境问题

1、全球气候变化，气温的升高和高浓度的CO2的条件下，全世界的农作物产量可能与过

去持平。

2、臭氧层耗损，紫外辐射量增加的主要危害包括：1】使皮肤癌和角膜炎患者增加，也会

损坏人的免疫能力，使传染病的发病率猛增。2】破坏地球上的生态系统。3】引起新的环境问题，例如光化学污染。

3、环境污染严重

4、生物多样性的减少，生物多样性包括：遗传多样性，物种多样性，生态系统多样性，景

观多样性，4个层次。分别代表基因水平，物种水平，生态系统水平和大尺度宏观系统的多样性和变异性。生物多样性形成了一个复杂而又完整的生态整体，人类依靠生态系统净化水、净化空气、丰腴土壤。可见生物多样性在维持生态平衡和稳定环境方面有着重要作用。

第五节农业资源与环境质量评价

一、农业资源调查与评价

1、目的：首先，可以为研究农业结构和布局奠定基础

其次，可以为科学地划分农业区域提供可靠的依据

第三，可以为农业资源的合理开发和农业区域规划提供科学依据

二、农业资源调查评价的目标和原则

原则：1、着眼长远，立足当前，实行长远与当前相结合，为农业生产服务。

2、运用生态效益、经济效益和社会效益相结合的原则。

3、深入分析主导因素和限制因素，进行全面系统的评价。

4、依据农业地域分异规律和因地制宜、羊肠避短、发挥地区优势的原则，评价制宜的

质量等级及其合理利用的方向和途径。

三、农业环境质量评价

1、方法：按时间分，分为回顾性分析评价，现状分析评价，预测评价三类

按要素分，分为农田土壤环境质量评价，农业用水环境质量评价，农田大气环境质量评价等。

2、内容：1】农业污染源的调查，分析和评价

2】工业、交通污染对农业环境的污染

第十章农业生态与持续农业

第一节生态农业的产生与发展

一、现代农业的负效应

1、能源过度消耗

2、水资源紧缺

3、生产成本增加

4、污染加剧

5、其他污染产生的负效应

总之，现代农业的发展虽然对人类做出了巨大的贡献，但弊端也暴露出来。客观地说，在不同的经济发展阶段和不同的社会背景下，农业发展的途径和生产方式也不会完全相同，农业现代化对发展中国家和地区仍将是农业生产的主导方向，但需要处理好资源环境与发展的关系。

三、国外“替代农业”

模式有许多种，代表性的有：有机农业自然农业生物农业生态农业

共同特点：尽可能减少现代工业产品，减轻工业产品对环境的污染，依靠农业生态系统的自我调节和维持能力，组织生产。也称生态农业。

四、中国生态农业

1、特点：1】合理投入并注重生产要素的现代组合 2】劳动密集型与经济密集型相结合 3】因地制宜建立多样性农业为一体的结构 4】农业资源的深度开发和合理利用 5】具有明显的区域性和整体优化功能

3、中国生态农业与外国生态农业的区别：1】外国生态农业主要是针对常规农业高投入、高能耗的种种弊端，尽量减少外部能量的投入，充分挖掘农业生态系统内的自身循环和发展潜力，通过对资源及环境的有序利用和保护，实现农业持久发展。但是实践规模相当有限，产量及经济效益低，相对于发达国家这种模式与发展中国家的社会背景不同。 2】中国生态农业在思想上和做法上与国外生态农业不同。中国生态农业是以中国传统农业技术与先进的科学技术相结合，建立起的一种把生态、经济、社会3中效益统一起来的，高效的生产体系。

第二节生态农业原理及技术

一、原理：

1、整体效应原理

2、生态位原理，填补生态位在农业系统中使用不同物种占据不同生态位

3、食物链原理

4、物质循环与在生原理

5、生物种群相生相克原理

6、生物与环境协同进化原理

二、技术 1】立体种植与立体种养技术 2】有机物质多层次利用技术（这是生态农业中最具代表性的技术手段）3】生物防治病虫草害技术 4】再生能源开发技术 5】生物措施与工程措施配合的生态治理技术

四、生态农业典型模式 1】低温地区的“桑基鱼塘系统”模式 2】四体一位的“庭院生态

系统”模式 3】“种、养、加、能源一体化”的产业化模式

第三节生态系统恢复与重建