第九章农业生态系统调节与控制
农业生态系统的调控与优化设计
农业生态系统调控与优化设计是为了实现农业的可持续发展和生态保护而进 行的探索。本演示将介绍农业生态系统的重要性、组成特征以及调控优化的 原理和方法。
农业生态系统概述
了解农业生态系统的基本概念，它是农业生产与生态环境相互作用的综合体系。
农业生态系统的重要性
探讨农业生态系统对食品安全、生态环境保护和资源可持续利用的重要作用。
农业生态系统的组成和特征
介绍农田、作物、动物和微生物等组成农业生态系统的要素，以及其特征和 相互关系。
定量评价农业生态系统的指标
讨论评价农业生态系统效益和环境影响的关键指标，以加深对系统状态的认 识。
农业生态系统的失衡状态及其影响
探讨农业生态系统处于失衡状态时，对农业生产、环境质量和生态安全所造成的不利影响。
农业生态系统调控的原理和方法
介绍通过优化管理和技术手段，调控农业生态系统的原理和具体方法，以实现系统的平衡和效益最大化。
营养元素循环调控的方法
探讨如何通过科学施肥、有机肥料和微生物技术等方法，实现农业生态系统 中营养元素的高效
第九章农业生态系统的结构009
（2）农渔、牧渔之间： 农渔关系基本同农牧关系。 渔业提供优质动物蛋白质；以肥沃的 塘泥、河泥为农业提供有机肥；农作物 秸秆、田间杂草以及人畜粪便均可作为 鱼饵，使农业与牧业的“废弃物”得到 了充分利用和转化增值，渔业的能量利 用率高。水陆结合，农渔、牧渔相促， 使生物质能得到多级利用，同时鱼塘可 接纳径流，维持系统的养分循环平衡。
•合理的农业生态系统结构 的标志
一、生态系统结构
生态系统的结构指生态系统中 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。具 体来说，生态系统结构包括物 种结构、时空结构和营养结构。
（一）物种结构
又称组分结构，是指生态系统中 生物组分由哪些生物种群所组成， 以及它们之间的量比关系。生物 种群是构成生态系统的基本单元， 不同的物种（或类群）以及它们 之间不同的量比关系，构成了生 态系统的基本特征。
（三）单位农业生态系统
指的是县、乡、农场一级的农业生 态系统。由于自然资源条件的多样 性和经营上的相对独立性，这类系 统通常包括有农、林、牧、副、渔 各业所构成的亚系统，是一个比较 完全的农业生态系统。在经营上具 有种植、养殖、加工业相结合和农 业、工业、商业一条龙的特点。
（四）农田生态系统
是农业生态系统中主要的亚系统， 是形成初级生产的系统。在农区主 要是农作物的生产；在牧区主要是 牧草的生产。狭义的农田生态系统 仅仅指以农作物为主体构成的生态 系统。构成农业生态系统的亚系统 还有林木生态系统、水产生态系统、 牧场生态系统等。
农业生态系统 的结构
农业生态系统功能的强弱与 其结构状况关系密切。结构决定 功能，不同的结构产生不同的功 能。在合理的农业生态系统中， 结构与功能是相适应的，最佳结 构必然产生最高效率的功能。因 此，“优化结构，强化功能”已 成为我国生态农业建设中的一项 重要经验。
农业生态与环境保护之调节与控制
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2、生态失调与生态重建和生态补尝
生态失调即是指生态系统受到外界 压力或冲击超过系统自身的忍耐力 （生态阈值），使系统自我调节能力 降低，以致消失，从而导致趋向衰退， 甚至崩溃的现象。
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生态阈值与生态容量
鲩鱼
（基）
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浮游生物
鲢鳙鱼
（塘）
塘泥
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鲤鱼
例三：以沼气纽带的种养生态工程
太阳 辅助能
水葫芦
绿萍
青饲
鸡
粪
沼
液
猪
水产 蚌鱼
稻 果，菜，豆
珍珠 貂
沼渣沼液 粪
产 品
沼气池
输 出
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第三节、农业生态工程
• 一、农业生态工程设计的主要内容： • （一）、生物种群的选择：要考虑五个
生态阈值即是指生态系统在不降低和破坏其自我 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）。超过此值，生态系统就会发生生态失调， 并需要人为地进行生态重建和补偿。
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生态容量即是指生态系 统对某种物质（通常指有 毒或有害物质）的最大容 纳量。
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生态重建与生态补尝
方面的因素。
• （二）、人工食物链设计：
• 1、食物链生产环设计：概念（产品产出） • 如：作物秸秆还田增加饲养草食动物； • 如：农田养蜂，增加蜂产品产出。
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2、食物链增益环设计：概念
农业生态系统的调控和管理
农业生态系统的调控和管理随着社会的不断进步，现代农业已经成为了世界经济和社会发展的重要组成部分。
然而，农业生态环境的管理和调控已经成为了一个全球性的挑战。
农业生态系统的调控和管理是非常复杂的，涉及到多种因素的相互作用和影响。
下面本文将从农业的生态学角度出发，探讨农业生态系统的调控和管理。
一、农业生态系统的概念农业生态系统是一个复杂的系统，它由农业生物、环境、气候、土壤、水、农业生产方式、社会和经济因素等多种组成部分相互作用和影响构成。
农业生态系统具有自我调控和自我修复的能力，但是如果被破坏，生态环境的恢复需要很长时间。
二、农业生态系统的调控和管理的原则农业生态系统的调控和管理的目标是保持农业的生产效率和生态环境的平衡。
下面是农业生态系统调控和管理的原则：1、遵循生态学原则农业生态系统的调控和管理必须遵循生态学原则，即物种多样性和生态系统稳定性原则，在保证农业生产效率的同时，保持生态系统的稳定和平衡。
2、综合管理对于农业生态系统的调控和管理需要进行全面、综合的管理，不仅要重视生物生态学、环境生态学、生理生态学等技术管理手段，还需要重视农业生产的经济、社会以及文化和政策等全方位的影响。
3、科学方案农业生态系统的调控和管理需要依据科学的评估方法和方案进行。
科学的决策和方案制定需要基于大量的数据和信息。
同时，考虑到生态系统具有多样性和复杂性，需要结合农业生态系统的典型和地域性特点进行调控和管理。
三、农业生态系统的调控和管理的方法下面是一些涉及到农业生态系统的调控和管理方法：1、生物控制技术生物控制技术是通过利用生物学控制方法，控制农业有害生物的数量，降低化学物质的使用。
例如，利用植物提取酯、杀菌酸等天然物质在农作物上进行施用，提高农作物的生产力和增强植物对害虫抗性。
2、循环农业的应用循环农业是一种以最小化化学物质的使用为原则的农业生产方式，通过循环利用农业废弃物和生产副产品来提高土壤肥力和农作物生产力。
农业生态系统的调控与优化设计
农业生态系统的调控与优化设计首先，农业生态系统的调控与优化设计需要合理规划农田布局。
对于小麦作物而言，应避免过度连续种植，采取轮作制度，合理安排不同作物的种植序列，以减少土壤病虫害的发生。
此外，应优化田块结构，减少土地碎片化，提高机械化生产效率。
其次，农业生态系统的调控与优化设计需加强土壤保护和改良。
通过合理施肥、调节土壤酸碱度、改善土壤结构等措施，提高土壤肥力和保水能力，减少化肥和农药的使用，降低农业对环境的污染。
同时，推广有机农业和生物技术，促进土壤有机质的积累和微生物多样性的增加，提高土壤生态功能。
第三，农业生态系统的调控与优化设计需要注重生物多样性的保护。
农业生态系统是整个生物圈的重要组成部分，保护农田周边的生物多样性对于维持生态平衡和增加农业生产力至关重要。
因此，可以采取建立生态廊道、保留或恢复湿地和森林、增加种植农田边缘植物等措施，提供饲养和繁殖场所，吸引天敌和传粉昆虫，限制害虫的繁殖和传播，实现有害生物的自然调控。
第四，农业生态系统的调控与优化设计需要合理规划水资源利用。
有效管理和利用水资源是农业生态系统调控的重要内容。
在农田规划和设计过程中，要合理规划水源、设计排灌工程，实现农田灌溉的科学化、标准化和自动化。
此外，加强水资源的保护和节约，推广节水灌溉技术和雨水收集利用，减少水资源的浪费和污染。
最后，农业生态系统的调控与优化设计需要充分发挥农业生态系统的功能。
农业生态系统不仅仅是一个农田的集合，而是一个生物多样性、物质循环和能量流动的复杂系统。
因此，需要注重培养农业生态系统中的自然调节机制，加强农田生态系统与周边生态系统的连通性，提高农田生态系统的稳定性和抗扰能力。
综上所述，农业生态系统的调控与优化设计旨在实现农业生产的高效、可持续和生态友好。
通过合理规划农田布局、加强土壤保护和改良、注重生物多样性保护、合理规划水资源利用以及充分发挥农业生态系统功能等措施，可以实现农业生态系统的调控与优化设计，促进农业可持续发展。
农业生态系统的调节控制特点（5篇）
农业生态系统的调节控制特点（5篇）第一篇：农业生态系统的调节控制特点•一、农业生态系统调控机制的基本特点1.兼有中心式调控和非中心式调控两种机制。
2.农业生态系统的调控层次。
（1）从自然生态系统继承的非中心式调控机制是农业生态系统的第一层调控。
这个层次的调控通过生物与其环境、生物与生物的相互作用，生物本身的遗传、生理、生化机制来实现。
（2）由直接操作农业生态系统的农民或经营者充当调控中心的人工直接控制构成第二层调控。
这个层次的人直接调度系统的重要结构与功能。
农业生产技术是这个层次的主要调控形式之一。
（3）农业生态系统调控机制的第三个层次是社会间接调控。
这一层次通过社会的财政系统、金融系统、工交系统、通讯系统、行政系统、政法系统、科教系统等影响第二层次的农民或经营者的决策和行动，从而间接调控了农业生态系统。
•二、自然调控1.自然生态系统的调控是通过非中心式调控机制实现的。
生态系统越趋于成熟，自然信息的沟通越丰富，控制系统所特又的和谐、协调、稳定等特点也就越明显。
2.自然调控过程可分为（1）程序调控：生物的个体发育、群落演替都有一定的先后顺序，不会颠倒。
群落得演替与物种间的营养关系、化学关系都有关。
（2）随动调控：动植物的运动过程能跟踪一些外界目标。
向日葵的花跟着太阳转，植物的根向着有肥水的方向伸。
（3）最优调控：生态系统经历了长期的进化压力，优胜劣汰，现存得很多结构与功能都是最优、或接近最优的。
（4）稳态调控：自然生态系统形成了一种发展过程中趋于稳定、干扰中维持不变、受破坏后迅速恢复的稳定性。
这种稳态主要靠系统的功能组分冗余及系统的负反馈作用这两种机制来获得。
a.系统的功能组分冗余在一个系统中，具有同一功能的组分数量超过必须的数量，处于备用状态，这称为系统的功能组分冗余。
b.系统的负反馈作用系统的运行结果作为控制信息（反馈信息），回到系统调控中心，对系统未来动态产生影响，这种作用过程称系统的反馈作用。
生态系统调控
农业生态系统的调控与平衡农业生态系统是一个人工管理的生态系统，既有自然生态系统的属性，又有人工管理系统的属性。
它一方面从自然界继承了自我调节能力，保持一定的稳定性；另一方面它在很大程度上受人类各种技术手段的调节。
充分认识农业生态系统的调控机制及调控途径，有助于建立高效、稳定、整体功能良好的农业生态系统，有助于利用和保护农业资源，提高系统生产力。
1、农业生态系统调控的生态学原理①系统的整体效应②生物与环境协调发展的生态平衡原理③生态系统结构决定功能原理④限制因素原理2、农业生态系统自然调控机制(生态系统保持稳定的两种机制)农业生态系统的自然调控机制是从自然生态系统中继承下来的生物与生物、生物与环境之间存在的反馈调控、多元重复补偿稳态调控机制。
如光温对作物生长发育的调节作用；昼夜节律对家畜家禽行为的调节作用；林木的自疏现象；功能组分冗余现象；反馈现象等多种自我调节机制。
A.反馈机制农业生态系统具有多种正负反馈机制，能在不同的层次结构上行使功能控制。
a．在个体水平上，通过正负反馈，使得个体与环境、个体与群体之间保持一定的协调关系。
b．种群之间，捕食者与被捕食者之间的数量调节也是一种反馈机制。
c．在群落水平上，一方面生物种群间通过相互作用，调节彼此间种群数量和对比关系，同时又受到共同的最大环境容纳量的制约。
d．在系统水平上，交错的群落关系、生态位的分化、严格的食物链量比关系等等，都对系统的稳态机制起积极作用。
生态系统的反馈调节机制及其作用是有一定限度的。
系统在不降低和不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），称为生态阈值。
外界压力包括自然灾害、不利环境因素的影响等自然力，也包括人力的获取、改造和破坏。
生态容量也是一类生态阈值，指的是某种物质（通常指有害物质）的最大容纳量，即系统通过自净作用维持稳定状态的能力。
生态容量的大小，取决于有毒、有害物质的性质以及生态系统本身的抗毒自净能力。
第九章 农业生态系统的调节与控制
§9-2-6 草地资源问题
草地资源退化
草地面积逐年减少 草地生物量下降，优良草种减少 草原鼠害严重
珍稀野生动植物面临灭绝威胁
野生动物
野生植物 微生物
§9-2-7 农村生态环境污染问题
农村生态环境污染严重
乡镇工业污染迅速蔓延 生活垃圾污染农村环境 农药不合理使用危害环境安全 化肥过量使用危害农村环境 残留的农用薄膜致使耕地质量下降 养殖业的发展带来新的污染问题
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§9-1-1
生态系统稳态
3．生态容量：生态系统对某种物质（有毒，有害物质）的 最大容纳量。即系统通过自净作用维持稳态的能力。 4．为了保持生态系统的相对稳定，在调控管理和利用生态 系统时必须以生态阈值为标准。不同的生态系统在其演替 的不同阶段有不同的生态阈值。了解这些阈值，才能合理 调控，利用和保护生态系统。
（二）生态阈值： 任何生态系统，其内在调节能力是有限的。
1 ．定义：系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍 受的最大限度的外界压力。 自然灾害 外界压力 不利环境因子的影响 人类的获取，改造和破坏 2．实例： ⑴森林有一定的采伐量，应低于生长量，采伐过度会破坏系统 的稳定性。 ⑵草原有一定的载畜量，超载过度会引起草原退化，水土流失 和畜牧业衰退。 ⑶农田耗地作物的复种指数也有一定限度，复种指数过高会导 致地力衰竭。
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§9-3-2 农业生态系统的调控
（二）直接调节控制的途径
1．生物环境的调控： 目的：改善生态环境，满足生物生长发育的需要。
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§9-3-2 农业生态系统的调控
⑴调控气候因子： ①植树种草防止水土流失，调节气候。 ②实现农田林网化，以改善农田小气候。 ③塑料大棚、地膜覆盖、玻璃温室、土面增温剂，可局部改变近地和 土壤的温湿度。 ④人工降雨、人工驱云、烟雾和泡沫防霜，均可在一定程度上控制不 利气候因子的影响。 ⑵调控土壤环境： ①轮作豆科作物、绿肥、牧草以丰富土壤N素和有机质。 ②秸杆还田或通过牲畜消费后以粪便还田可提高土壤养分含量。 ③传统的耕、耙、起垄作畦，可改善土壤物理性状，协调三相比例。 ④化肥，土壤结构改良剂，硝化抑制剂的使用，有助于改善土壤的理 化性状。
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（二）、生态阈值
任何生态系统，其内在调节能力是有限的。 定义：系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受
的最大限度的外界压力。 外界压力：自然灾害、外界环境因子的强烈变化。
人类的获取，改造和破坏 实例：
森林有一定的采伐量，草原有一定的载畜量，超过这个限 度，就会破坏生态系统的稳定性。 农田耗地作物的复种指数也有一定限度，复种指数过高会 导致地力衰竭。
生态容量
生态系统对有毒有害物质的生态阈值称为生态容量。 生态容量：生态系统对某种物质（有毒，有害物质）的最大容
纳量。 为了保持生态系统的相对稳定，在调控管理和利用生态系统时 必须以生态阈值为标准。 生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性。
稳态机制：系统内维持生态系统处于相对稳定 状态（即稳态）的各种调节作用。
个体的生存，维持个体的生存和种的延续。
（三）、自然系统稳态机制
生物适应环境的方式是多种多样的： 生物可通过改变自身的形态结构和生理特性，产生不 同的生态型来适应环境。
如：光和养分都不足时和仅光照不足时植物的反应。 通过生理调节和行为方式来适应环境。
如：沙漠的植物和动、植物的休眠和植物的落叶。 生物还可通过改变自身的活动规律获得适应和生存。
[教学难点]
生态系统稳态调控机制， “成本外摊”与“收益外泄”的概念及对策 。
[教学方法]
课堂教学，以生态系统自调节机制为主线，分析生态系统平衡途径。
[教学内容]
第九章 农业生态系统的调控
§1 生态系统的稳态与稳态机制 §2 生态平衡 §3 农业生态系统的调控
§1 生态系统的自然调控机制
一、生态系统的自然调控机制类型 二、自然生态系统稳态及稳态机制
（三）、 自然系统稳态机制
3．生态系统一级的稳态机制
多样化的组成。 如果一个生态系统的构成要素的数量丰富，食物链结构复 杂，则系统内所包含的正、负反馈机制多，它们使各要素保 持平衡的同时，也是生态系统稳态的基础。 生态位的分化 使各物种和谐相处，互相补充，避免由于某一种或几种生
物的灭绝而对整个生态系统的稳定性造成的影响。
一、生态系统的自然调控机制类型
(一)随动调控 (二)最优调控 (动过程能跟踪一些外界目 标。向日葵的花跟着太阳转，植物的根向着有 肥水的方向伸。
(二)最优调控
是生物在生存环境中达到最佳状态的调控。 如：蜜蜂建成的六角形蜂巢，其几何形状是最 省材料的，鱼类的流线型结构是减少流体阻力 的最优结构，旱生植物具有发达的贮水组织， 水生植物具有发达的通气组织。 顶极群落的生态位分化
(三)程序调控
生态系统不同的水平层次均形成一种按一定程 式来调控发展的的机制. 如个体水平上,植物种子到种子的生命史就是一 种典型的程序调控,是生物由遗传基因所决定的 有序调控, 如群落水平上,群落的演替也是一种程序调控.
(四) 稳态调控
二、 生态系统稳态及稳态机制
（一）稳态（homeostasis）
第九章 农业生态系统的调控
[教学目的]
通过本章的学习，掌握生态系统的基本调节机制，掌握生态平衡的概念 与生态失衡防止对策，掌握生态系统管理的原则和途径。
[教学重点]
系统的调控调控机制及特点、生态系统的调控层次，生态系统自然调控 机制的类型、生态系统稳态调控机制，生态平衡的概念，了解维护农业 生态系统平衡的具体策略， “成本外摊”与“收益外泄”的概念。
（三）、自然系统稳态机制
（2）捕食与被捕食关系的调节（种间牵制） 在生态系统中的生物处于不同的营养级，连接成食物
链和食物网，这种网状的结构通过捕食与被捕食的关系 限制平衡各种物种的密度。
2、生态系统有机体（个体）水平的稳态机制
生物有机体的主要调节作用是以生物的生理和遗传的 调节作用为基础的，这种调节作用称为适应。 适应：生物对环境产生的反应，以适应变化的环境，维持
次生分泌物的作用 可进行生物种间的信息传递和调节生物种间的关系。
§2 生态平衡
一、生态平衡的概念 二、生态平衡失调的标志 三、生态平衡失调的原因
一、生态平衡的概念
生态平衡(ecological balance) ：
在一定的时间内，生态系统中生物与环境之间、生物与生物之 间以及环境各因子之间，通过相互制约、相互渗透、相互影响而 维持的某种协调（稳定）状态。 表现为：
定义：生态系统通过多种内部调节作用阻止变化，保持 自身相对稳定性（即保持平衡）的倾向。
自然生态系统是演替系列中最后成熟的阶段，是顶极群 落与外界环境取得平衡的，自我维持的稳定系统。 自然生态系统在一定时间和相对稳定的条件下，总是向 着稳定的方向发展 系统的稳定性： 系统在遇到生态环境较大变化时，由于系统自身的调节 恢复和保持稳定的能力。
稳态机制的类型
1.冗余调控：是生物以超过正常需要的功能组 分量来完成特定功能的调控方式。如：植物的 花粉数量极大地超过受精的数量，植物的叶片 数量庞大等。
2.反馈调控：通过正负反馈协同作用
（三）、自然系统稳态机制
生态系统的各个水平都有稳态机制。
1、生态系统构成要素一级的稳态机制
（1）种群的自我调节（种内密度制约） 各种群内部都有一定的反馈机制，使种群的密度 与个体之间的增长率之间保持一定的关系，稳定 在环境容纳量附近。
如：植物的光周期现象，动物的迁徙。
（三）、自然系统稳态机制
有些植物还可在逆境中创造小生境而获得生存。 如：红树。
生物适应的结果使生物与环境达到了新的统一，一方 面生物可最大限度的利用环境方面的优越条件，良好的 生长发育，另一方面生物种可产生各种生态型、亚种和 新种，使物种的多样性和遗传基因的异质性得以丰富和 发展，这对维持生态系统的稳定性是有重要作用的。
结构上：生物种类组成，种群数量、食物链营养结构协调稳 定； 功能上：能量流动、物质循环、信息传递畅通无阻； 系统的输入和输出基本相等，物质储量恒定； 生物种群与环境之间达到高度的相互适应和同步协调。
生态平衡的概念
可从以下五个方面理解生态平衡的概念： 1．生态平衡是一种动态的、相对的平衡。 生态平衡并非静止不动的，生态平衡应是生物与环境 相对协调的动态平衡。 2．生态平衡的出现是由于生物强大的繁殖力、较窄的适 应力和环境资源的有限性三个因素共同作用的结果。 三个因素相互作用，使生物与生物、生物与环境之间 各自保持一定的状态，达到正反相当，协调吻合。