_生物系统边缘效应定律及其在农业生产中的应用
农业气象学边界效应
农业气象学边界效应
利用边缘效应原理进行农业生产
（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）。
农业生态学第三章第四章重点考题
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。
最后产量衡值法则：不管初始播种密度如何，在一定范围内，在相同条件下，作物的最后产量差不多是一样的。
生态入侵：由于生态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为生态入侵。
化感作用：指由植物体分泌的化学物质对自身或其他种群发生影响的现象。
边缘效应：由于群落交错区圣经条件的特殊性一致性和稳定性，是的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。
填空题：3逻辑斯蒂曲线分为开始期、加速期、转折期、减速期、饱和期5个时期。
4种群利用空间的方式可分为分散利用和共同利用两大类。
7物种多样性可分为遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三类。
11.群落呈斑块状镶嵌是由亲代散布习性、环境的异质性和种间相互关系所决定的。
简答题：1.简述逻辑斯蒂曲线的意义。
（4分）答：1.他是许多相互作用种群增长模型的基础。
2.它也是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型。
3.模型中的两个参数r和k，已成为生物进化对策论中的重要概念，具有重要的生物学意义，r表示物种的潜在增殖能力，而k表示环境容纳量即物种在特定环境中的平衡浓度8.成层的生态学意义。
答：1.生物群落的成层性使单位面积内能容纳更多的生物生物种类和数量。
2.可以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。
3.为人类合理栽培作物群落提供了可贵的依据。
4.缓解不同生物对环境的利用压力扩大利用环境的范围。
四：问答题1.试论述种群间的相互关系以及在农业生产中的应用。
答：种群间相互作用可分为正相互作用和负相互作用两种。
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，种间结合也是一种正相互作用。
负相互作用包括竞争、捕食和寄生三种关系。
在农业中的应用：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2.顶级群落的定义及特征以及顶级群落理论在农业生产中的应用答：演替中群落结构变化开始较快，随着演替的进行，变化速度减慢而趋于稳定。
论生态农业的边界原理与应用
论生态农业的边界原理与应用生态农业是一种新型的农业生产方式，强调生态、可持续、自然。
它是以自然的生态系统为基础，依靠生物多样性，引导自然资源的合理利用和生态功能的良好维持，以减少环境污染、保护生态系统为目的，达到可持续农业生产的目标。
在生态农业的实践中，需要认真考虑生态农业的边界原理和应用。
生态农业的边界原理是指生态农业生产活动的边界，即生态农业生产活动的物理空间、时间、资源和生态条件等方面的限制。
这些限制对生态农业生产活动的影响是直接的，它们限制了生态农业的产出和农业生态系统的稳定性。
生态农业的应用需要严格遵循生态农业的边界原则，并加以细致的考虑和分析。
以下是生态农业边界原理及其应用的一些例子：1. 生态空间边界原理：生态农业需要考虑生态系统的空间分布和空间交互，这需要考虑到生态系统内部的连通性和生态系统之间的相互作用。
生态系统内部的连通性指的是物种间的联系和相互作用，而生态系统之间的相互作用指的是不同生态系统之间的物质和能量交换。
在生态农业中，需要注重生态系统的边界，保障生态系统的完整性和稳定性，并培育健康的、高效的生态系统。
2. 生态时间边界原理：生态时间边界原则是指生态系统有其生命周期，各个生态活动要在生态系统最适合的时间内进行。
在生态农业中，需要充分考虑作物生长的季节、生长周期，以及生态系统的同步生长，使农业生产活动最大程度地利用生态条件，获得优质的农产品产出。
3. 生态资源边界原理：生态农业生产活动需要充分利用好生态资源，而不是消耗它们。
生态资源包括气候、水、土和空气等，这些资源都是生态农业生产活动的基础。
在生态农业中，应该采用合理的资源利用策略，利用光、水等资源，以及生态系统内部的循环利用，使得资源得到高效、低耗、可持续的利用。
4. 生态条件边界原理：生态农业生产活动需要根据当地的生态条件，采用不同的生态农业生产技术和作物种植方案。
生态农业需要优化作物生长环境和生态系统内部的关系，从而达到产量增加、生态效益不减的目标。
边缘正效应
边缘正效应什么是边缘正效应？边缘正效应是指在某个边缘或边界上发生的一种正向的积极反馈。
当一个系统或一个过程接近边界时，正效应会逐渐增强，导致系统朝着某种有利的方向发展或加速变化。
边缘正效应常常出现在自然界、经济学、社会学等各个领域。
自然界中的边缘正效应农田的边缘效应•预防病虫害：建立多样化的边界植物，可以吸引天敌昆虫，帮助控制病虫害的发生。
•提高生产力：农田边缘经常暴露在光和热的辐射中，导致边界上的作物生长比内部的更旺盛，从而提高整个农田的产量。
森林边缘效应•物种多样性：森林边缘通常具有不同的微气候环境，这使得一些物种能够适应不同的生境并扩展其生存范围。
•种子扩散：森林边缘的开放空间可以促进种子的传播和扩散，有利于森林的更新和扩张。
经济学中的边缘正效应边境贸易区的边缘效应•吸引外国投资：通过降低关税和贸易壁垒等措施，边境贸易区可以吸引更多外国投资，推动经济发展。
•增加就业机会：边境贸易区的设立可以为当地居民提供更多的就业机会，促进就业和经济增长。
技术创新的边缘效应•边缘科技的应用：某些新兴的技术往往首先应用于边缘领域，通过解决边缘问题和需求，逐渐渗透到更广泛的领域，推动整个行业的创新和进步。
•边缘市场的拓展：技术创新常常在边缘市场上得到第一次的试验和应用，如果取得成功，将会进一步推动技术在更广泛市场的发展和普及。
社会学中的边缘正效应边际人群的边缘效应•边缘青年的发展：一些边缘青年由于种种原因离开了主流社会，但在边缘社群中有机会发展自身潜能，成为社会的积极元素。
•边缘群体的融入：通过提供相应的资源和支持，边缘群体可以逐渐融入社会主流，从而改善他们的生活状况。
边缘地区的边缘效应•资源整合：边缘地区通常拥有特定的资源，通过整合利用，可以促进经济发展和提高生活质量。
•旅游业的发展：一些边缘地区由于景区、自然风光等独特优势，吸引了大量的旅游者，带动当地的经济发展。
总结边缘正效应是各个领域中常见的一种现象，它展示了在系统接近边界时所产生的积极影响。
论生态农业的边界原理与应用
论生态农业的边界原理与应用
生态农业是一种以生态系统为基础，尊重自然规律，保护生态环境，提高农产品质量和农业可持续发展的农业模式。
它注重生态农业的内外部边界，即农业生产与自然生态系统之间的界限。
边界原理与应用是指在生态农业中，对农业活动范围、资源利用和环境保护等方面的限制和约束。
本文将对生态农业的边界原理和应用进行探讨。
生态农业的边界原理主要包括以下几个方面：边界原理要求生态农业在土地利用方面要注重合理规划和布局，避免农田过度扩张，防止过度开垦和破坏优质农田。
边界原理要求农业生产要与自然生态系统相协调，不破坏生态系统的物质循环和生物多样性。
边界原理要求农业生产要合理利用资源，避免资源过度开发和消耗，保护水源和水质，防治土壤侵蚀。
边界原理要求农业生产要减少对环境的污染和对大气的排放，降低农业的碳排放和能源消耗。
边界应用还要求农业生产要减少对环境的污染和对大气的排放，采用可持续的农业生产方式，减少农药和化肥的使用，降低农业的碳排放和能源消耗。
在生态农业的发展过程中，要关注农民的经济收入和生活水平，维护农民的权益，促进农村经济的发展和农民的可持续发展。
生态农业的边界原理和应用是保护生态环境、提高农产品质量和农业可持续发展的重要保障。
在实践中，要注重合理规划农田利用、合理利用资源、保护环境和促进农民发展的平衡，推动生态农业的健康、可持续发展。
利用边缘效应原理对农业生产进行指导
利用边缘效应原理对农业生产进行指导目录1 边缘效应简述 (2)1.1 边缘效应的概念 (2)1.2 边缘效应的特征 (2)1.3 边缘效应的机理 (2)1.4 边缘效应与生物的多样性 (3)1.5边缘效应的利用、管理与生物多样性保护 (3)2 边缘效应在农业生产实践中的应用 (3)2.1 农业种植中的边缘效应2.2 农业养殖中的边缘效应 (5)2.3 系统间的边缘效应 (7)2.4 物种资源开发的边缘效应 (8)2.5 生防中的边缘效应 (8)2.6 发掘边缘地带的生产潜力 (9)3 如何充分利用边缘效应对农业生产进行指导 (9)3.1 调整、优化农业生产结构，合理利用土地、空间和时间 (9)3.2 进一步开发利用边缘地带3.3 进一步开拓省际、国际边界，把农产品推向国内外市场 (10)4 结语 (11)5 附录Ⅰ参考文献 (12)附录Ⅱ工作分配 (13)1边缘效应简述1.1 边缘效应的概念在两个或多个不同性质的生态系统（或其他系统）交互作用处，由于某些生态因子（可能是物质、能量、信息、时机或地域）或系统属性的差异和协合作用而引用而引起系统某些组分及行为（如种群密度、生产力和多样性等）的较大变化，称为边缘效应。
1.2 边缘效应的特征边缘效应带群落结构复杂，某些物种特别活跃，其生产力相对较高；边缘效应以强烈的竞争开始，以和谐共生结束，从而使得各种生物由激烈竞争发展为各司其能，各得其所，相互作用，形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络。
边缘效应有其稳定性，按边缘效应性质一般可分为动态边缘和静态边缘两种。
动态边缘效应是移动型生态系统边缘，外界有持久的物质、能量输入，此类边缘效应相对稳定，能长期维持其高生产力；静态边缘是相对静止型生态边缘，外界无稳定的物质、能量输入，此类边缘效应是暂时的，不稳定的。
1.3边缘效应的机理引起边缘效应的机理在于边缘效应的加成效应、协合效应和集肤效应。
加成效应：任何生物在多维生态空间中占有一定的生态位。
边缘计算技术在农业领域的应用实践案例
边缘计算技术在农业领域的应用实践案例边缘计算作为一种新兴的计算模式，将计算和数据处理能力从传统的云计算中心向数据来源的边缘移动。
边缘计算技术的发展为各行各业带来了许多新的应用场景，其中包括了农业领域。
农业作为一个关系到人类生产与生活的重要领域，边缘计算技术的应用正在逐步改变和提升农业生产效率和质量。
本文将从实践案例的角度，探讨边缘计算技术在农业领域的应用。
一、智能农业智能农业是利用信息技术和边缘计算技术来改进农业生产和管理的新型农业模式。
传统农业的劳动密集型和资源浪费型问题亟待解决，而边缘计算技术能够将传感器、监测设备等智能设备与云计算、人工智能等技术结合，实现对农田、养殖场等农业环境的实时监测和控制。
例如，利用边缘计算技术，农民可以实时监测土壤湿度、气温、光照等相关指标，通过预测模型和决策支持系统，帮助农民制定种植计划、施肥方案，提高农田的产量和质量。
二、农产品追溯农产品的质量与安全一直是农业行业关注的重点，而边缘计算技术能够帮助实现对农产品全生命周期的追溯管理。
通过将传感器和标签等设备与边缘计算节点相连，可以实现农产品生产、加工、包装、流通等环节的信息采集和存储。
以某某农场为例，他们在土地管理、农药使用、农产品包装等方面使用了边缘计算技术，确保了农产品的品质和卫生安全。
当有产品质量问题出现时，可以追溯到具体环节，对问题进行快速反应和处理。
三、农业机械智能化边缘计算技术的应用还可以提升农业机械的智能化水平。
通过将传感器和智能设备与农业机械连接，实现对农业机械运行状态、作业效率等参数的监测和分析。
以智能农机为例，通过搭载边缘计算节点和传感器，可以根据实时采集到的数据进行智能调度，实现农业机械的自动化作业。
例如，根据土壤湿度和作物需水量，智能农机可以自动调节灌溉系统的开关，最大程度地实现节水节能。
智能农机的广泛应用将减轻农民的劳动强度，提高农业生产的效率和稳定性。
四、农业物联网边缘计算技术作为物联网的重要支撑，对农业物联网的发展起到了关键作用。
边缘计算技术在物联网农业中的实际应用案例
边缘计算技术在物联网农业中的实际应用案例物联网和边缘计算是当今科技领域发展最迅猛的两个领域之一。
物联网通过无线传感器、云计算和大数据分析等技术手段，将各种设备、传感器和系统相互连接，实现信息的互通互联。
而边缘计算作为物联网的重要组成部分，通过在设备或边缘节点上进行计算和数据处理，能够减少数据传输延迟和网络负载，提高系统的响应速度和可靠性。
在农业领域，物联网和边缘计算技术也得到了广泛的应用，其中一些实际案例为我们揭示了边缘计算技术在物联网农业中的潜力和优势。
案例一：农田监测与智能灌溉传统农业中，农田的水分状况通常通过人工巡视和经验判断来进行管理，这种方式效率低下且容易出现误判。
而基于物联网和边缘计算技术的农田监测系统能够通过在田地中部署传感器节点来实时检测土壤温度、湿度和水分含量等关键指标。
这些传感器节点通过边缘计算设备进行数据分析和处理，将实时监测的结果传输到云端服务器，并结合大数据分析算法，实现对农田的智能管理和精确灌溉。
案例二：智能畜牧养殖在畜牧养殖领域，物联网和边缘计算技术也得到了广泛应用。
传感器和标签的使用可以实现对动物的行为、健康状况和饲养环境进行实时监测和管理。
例如，通过在牛群中佩戴智能标签，可以记录牛只的活动轨迹、饮食情况和健康状况等信息。
这些数据经过边缘计算设备的实时处理和分析，可以用来预测疾病的发生、改善饲养环境并提高养殖效率。
此外，物联网和边缘计算技术还可以通过远程视频监控、自动饲喂和疫情监测等功能，提高养殖场的管理效率和生产质量。
案例三：精准农业管理边缘计算技术在物联网农业中的另一个实际应用是精准农业管理。
传统农业中，农民往往需要根据经验和感觉来进行种植管理，造成资源浪费和低产。
而物联网和边缘计算技术的应用可以实现对农田的实时监测和精细管理。
例如，通过在农田中安装边缘节点和传感器，可以实时监测气温、湿度、光照等关键环境参数，并通过边缘计算设备进行实时数据分析和处理。
基于这些数据和算法模型，可以制定精准的农事管理方案，如精确的播种、施肥、病虫害预警和灾害风险评估等，从而提高农作物的产量和品质。
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农业基础科学生物系统边缘效应定律及其在农业生产中的应用卫 丽1,高 亮2,杜心田1,李新美3(1河南农业大学栽培与耕作国家级重点学科生态调控室,郑州450002;2郑州市农业推广站,郑州450007;3河南省农科院粮作所,郑州450002)摘要:自从边缘效应概念提出后,众多学者从不同的角度和层次对其进行了研究。
根据笔者多年的试验和调查,综合他人的相关文献报道,总结提出了生物系统边缘效应的三大定律,即边缘效应发生率、边缘效应态势率和边缘效应递减率,及其在农业生产中的应用领域。
关键词:边缘效应发生率;边缘效应态势率;边缘效应递减率The Law of Edge Effects in Bio-system and its Application for AgricultureWei Li1,Gao Liang2,Du Xintian1,Li Xinmei3(1Th e State Key Sub ject of Cultivati on and Farming System,H enan A gricultural University,Zhengzhou450002;2Agricultu ral Extension Bureau of Zheng zhou450007;3Institute of Food Cro p.Academy o f A gricultural Science Henan,Zhengzhou450002)A bstract:A lot of researchers have studied on the edge effects from various fields and status since the con-ception was proposed。
According to ours experiments and investigations and related scientific reports in the range,we put forth the law of edge effects in bio-system exits three aspects,namely the originating law of edge effects,the appar ent law of edge effects,and the decreasing law of edge effects,and its application fora gricultur e.Key words:The originating law of edge effects;The apparent law of edge effects;The decreasing la w of edge effects 边缘效应源于生态学,现在越来越为人们重视,因为它与物种保护、生态环境保护等自然保护和开发利用以及生态恢复、生态建设、多熟种植等人类参与自然生产活动的关系十分密切。
1边缘效应概念提出及其发展早在1933年,野生动物学家Leopold对森林片段的边缘效应进行了开创性的研究[1]。
1942年, Beecher在研究群落的边缘效应长度与鸟类种群密度的关系后发现:在2个或多个不同生物地理群落交界处,往往结构复杂,出现了不同生境的种类共生,种群密度变化较大,某些物种特别活跃,生产力也较高,把这种现象称之为边缘效应[2～3]。
随着人们对这一概念的逐渐重视,该领域的研究愈加活跃。
研究主要涉及包括动植物分布、群落结构与功能、群落动态、野生生物生境保护、生物物理环境等,内容有边缘效应深度、边缘效应的特点、边缘效应对物种流失的影响[1,4],农牧交错带,高山和平原交界处[5],森林的片断化[6],景观中不同斑块连接处(城乡交错带、干湿交错带、水陆交错带、群落交错带[7])等都存在不同程度的边缘效应,亦即缀块边缘部分由于受外围环境影响而表现出与缀块中心部分不同。
王如松、马世骏提出了边缘效应的一般概念[4],即在两个或多个不同性质的生态系统(或其他系统)交互作用处,由于某些生态因子(可能是物质、能量、信息、时机或地域)或系统属性的差异和协合作用而引起系统某些组分及行为基金项目:国家自然科学基金项目(39170514)。
第一作者简介:王同朝,1964年出生,副教授,从事农业生态学研究。
E-mail: Weili1966@。
收稿日期:2003-03-07,修回日期:2003-05-20(如种群密度、生产力、多样性等)的较大变化,被称为边缘效应。
周秉根从物质系统角度提出2种不同相物质或社会现象交融的界面可称为过渡带或过渡界面,过渡带或过渡界面中物质动态交融过程所体现出来的物理、化学、生物等特性,可称为边际效应。
边际效应是自然界和人类社会中普遍存在的现象,具有普遍性、过渡性、结构复杂性、动态变化涨落性特征[8]。
边缘是2种物体或2类环境相接触的部位。
按边缘性质一般可分为动态边缘和静态边缘2种。
动态边缘是移动型生态系统边缘,边界有持久的物质、能量输入,此类边缘效应相对稳定,能长期维持其高生产力;静态边缘是相对静止型生态边缘,外界无稳定的物质、能量输入(阳光、水分除外),此类边缘效应是暂时的,不稳定的[3]。
广义讲,只要存在边缘,就有边缘效应的出现,一个森林生态系统,其边缘(林缘带)往往分布着比森林内部更为丰富的动植物种类,具有更高的生产力和更丰富的景观;山地—平原交界带的强降水效应与干旱效应是区内旱涝空间分异的主要原因[5],也是多种动物迁徙的必经之地和多种植被类型的集中分布区。
在多区交界边缘地带,往往是生物生存和发展的最佳环境,同时,也将面临更为激烈的竞争和更为频繁的自然灾害(剧烈的物质和能量的运动)。
正是因为边缘效应存在对人类有利的方面,在农业生产中,人类有意识的增加较多新的边缘,从而产生新的边缘效应,并影响新建立的环境和生态系统的平衡。
如古代人们作物生产中就有间作套种的实践,通过人为将农田作物群体强制性割裂成一定的区带(带状种植),利用边缘效应,提高作物的产量。
笔者自1956年在河南省安阳观察到棉花群体的边缘优势以来,通过几十年的系统研究小麦、大豆、玉米等15种作物及树木、蔬菜等,并在14省地(市)开展了广泛的试验调查,首先提出了作物群体的边际效应,即由于土壤、气象、生物等因素不同,造成农田边际与中心植株产量有明显的差异,这种现象称之为边际效应[9～10]。
徐子英等提出了计算农田边际效应大小的微分方程,求解任意之处的边际效应值大小[11]。
赵秉强等对冬小麦的边际效应与品种[12]、播期[13]、密度[14～15]形成规律进行了研究,在作物品种选育中,作物边际效应广泛运用在冬小麦[16]、大麦[17]、大豆[18～20]、高粱[21]、马铃薯[22]、棉花[23]、玉米[24]等作物上,用来指导作物的高产优质[23]种植。
2边缘效应定律在长期的研究和实践中,通过总结提出边缘效应三大定律,即边缘效应发生率、边缘效应态势率和边缘效应递减率。
2.1 定律1由于环境因子的作用,自边界向内部,生物系统依次出现状态变化,发生边缘效应,此称为边缘效应发生律。
边缘效应(E)是环境因子作用于系统而引起状态变化得反应。
生物系统边缘部分的状态值(V e)与内部状态值(V i)之代数差称为边缘效应值(E q)。
状态指标可以是数量和重量、高度、粗度以及生物量、质量、生物多样性指标等表示,需要时,也可使用边缘效应率(r),即边缘效应与内部状态值之比率[9～10]。
E q=V e-V i r=E q V i影响边缘效应发生因素很多,如作物及其品种类型[12]、播期[13]、播量[14,15]、预留带宽度、肥力高低及光照[25]、栽培管理等均与边际效应有关。
太阳辐射作用,面向赤道的边缘带显然比面向极地的宽;如果斑块年代久或土质较好,边缘带可能愈加明显,许多气象因素、植被特征[26]等对边缘效应发生有较大的作用。
王如松和马世骏对边缘效应发生机理曾有过探讨,他们认为导致边缘效应的机理在于边缘的加成效应、协合效应和集肤效应[4]。
2.2定律2正的边缘效应产生边缘优势,负的边缘效应产生边缘劣势,零边缘效应产生边缘均势,此称为边缘态势律。
由于环境因子的作用不同,影响生物系统的边缘部分的状态值有大有小,有增有减。
当V e>V i 时,则E q为正的边缘效应,边缘状态呈现优势;当V e<V i时,则E q为负的边缘效应,边缘状态呈现劣势;当V e=V i时,则E q为零边缘效应,边缘状态呈现均势。
零边缘效应并非对边缘效应态势率的否定,而恰恰相反,说明了因边缘效应形成的复杂性,致使系统状态的综合效应呈现零值。
作物群体边缘效应的态势率表现为边际正效应和边际负效应[9],在大尺度的景观生态系统中,由于人类大量开拓新的边缘,肢解原有稳定的系统,造成生境的不稳定性,降低了系统的生物的多样性,呈现出负边缘效应。
关卓今等根据边缘的特殊性,提出了边缘效应方向性的观点,即由于边缘效应的作用使系统平衡向某一性质方向的变化,也是生态平衡变化的方向性,该方向性呈现出正向边缘效应、负向边缘效应、中性边缘效应[26],这从生态系统角度佐证了边缘态势率的合理性。
2.3 定律3在同一的条件下,边缘效应的绝对值随边距递增而递减,此称为边缘效应递减律。
这里,边距指离系统边界的距离远近。
就作物群体来讲,其边距指作物群体最外器官边沿而垂直于地面的平面为垂直边界面。
作物群体边缘效应递减率在多种作物群体系统均得到证明[9]。
减少幅度可以通过定点的试验得出。
徐子英等利用一阶偏微分方程,求解出任意株行距、任意边际距离处其植株的边际效应产量[11],因此,可求出作物群体系统边缘效应递减程度。
3边缘效应定律在农业生产中的应用边缘效应问题不仅是学者专家理论研究的学术问题,而且在实际的生产中也经常会接触到。
3.1确定带状种植的预留带宽和幅宽在带状种植小麦时,留出的空背宽度近于或稍大于植株的高度,边行极限增产效果可基本得到充分发挥[12]。
种植两行小麦即可以充分利用边际效应[25]。
玉米带状种植时,预留宽度应基本等于玉米的株高,可以充分发挥其正边缘效应。
一般来讲,间作套种中各作物凡发生正边际效应的作物,其幅宽应小于边际效应范围的2倍,以发挥幅两边正边际效应的更大增产作用;凡发生负边际效应的作物,其幅宽应大于边际效应范围的2倍,以减轻幅两边负边际效应的减产作用[9]。
3.2增大边行播量,充分发挥边缘正效应张维城的研究[27～28],边行小麦增加基本苗56.9%,增产67.2%;增施同样数量的硫酸铵,棉花边行比中间行增产75.6%。