农业生态系统调控的生态学原理
农业生态学·第二章农业生态系统
(2)农业生态系统的环境组分 )
农业生态系统除了具有从自然生态系统 之外, 继承下来的 自然环境组分 之外 , 还有 人工环 境组分 . 无论是水体 , 土体 , 气体甚至辐射 , 无论是水体, 土体, 气体甚至辐射, 在农业生态系统中都或多或少受到人类不同 程度的调节和影响. 农业生态系统中的禽舍, 程度的调节和影响 . 农业生态系统中的禽舍 , 温室, 仓库, 厂房, 住房等生产, 加工, 温室 , 仓库 , 厂房 , 住房等生产 , 加工 , 贮 存和生活设施都会成为系统内生物生活环境 的一个组成部分. 的一个组成部分 . 设施中的环境与自然环境 相比, 相比 , 温 , 湿 , 光 , 养分等条件都受到较大 的改变,而目有独特的特点. 的改变,而目有独特的特点.
二,生态系统
1.生态系统的定义 生态系统的定义
生物与生物之间以及生物与其生存环境 之间密切联系,相互作用,通过物质交换, 之间密切联系,相互作用,通过物质交换, 能量转化和信息传递, 能量转化和信息传递,成为占据一定空间具 有一定结构,执行一定功能的动态平衡整体, 有一定结构,执行一定功能的动态平衡整体, 称为生态系统.简言之, 称为生态系统.简言之,在一定空间内的全 部生物与非生物环境相互作用形成的具有一 定功能的统一体称为生态系统. 定功能的统一体称为生态系统.
Natural Ecosystems Net Productivity Trophic Interactions Species Diversity Genetic Diversity Nutrient Cycles Stability (resilience) Human control Temporal Permanence Habitat Heterogeneity Medium Complex High High Closed High Independent Long Complex Agroecosystems High Simple, linear Low Low Open Low Dependent Short Simple
中国生态农业的基本原理
中国生态农业的基本原理一、生态系统的结构优化与稳定平衡原理生态系统的功能和运行与它的结构有密切的关系，结构是否合理、优化，决定了功能的优劣。
只有各组分结构协调、合理，才能发挥稳定、持续和高效的功能。
生态系统的结构包括生物组分的物种结构、空间（水平、垂直和多层次）结构、时间结构和营养（食物链）结构。
系统的整体功能并不一定等于系统中各部分要素简单相加之和。
而一个结构合理的系统，其整体功能必定大于各部分独立存在时的功能之和。
相反，一个结构不合理的系统，其整体功能则很可能小于各部分独立存在时的功能之和。
生态系统也不例外。
例如，作物生产是一个种群过程，群体产量的形成绝非各个体单独种植时产量的简单相加。
对于农作物种植系统而言，在氮、磷、钾均缺乏的情况下，不论单独使用其中的任何一种肥料，都能够获得作物产量的提高；但是如果采取氮、磷、钾科学配比，综合优化施肥方案，就会取得比三种肥料分别单独使用时产生的增产量之和更高的增产量。
反之，如果各种肥分搭配不当，安排不合理，完全有可能出现整体效果小于部分之和的情况。
农业生态系统本身是一个人工的生态系统，它具有特定的结构和功能特征。
只有在具有一个能保证物质循环和能量流转过程畅通的良好结构，才能产出更多的产品，更好地发挥各种有益的效能。
常规现代化农业生态系统的最大缺陷之一就是它的不稳定性，因为这种农业模式盲目地追求高投入、高产出；大量施用化肥，导致农田土壤结构破坏和地力衰退；不加选择地滥用杀虫剂、除草剂，导致有害昆虫天敌数量的下降，使得虫害的发生更加频繁，损失也更加严重。
生态农业正是针对这些问题而出现的一种新的替代农业经营方式，它主张合理利用生态系统内部的各种关系维持农业生态系统的结构和功能的稳定，并强调通过调整和优化结构，改善生态系统的功能，以追求长期的、稳定的和可持续的农业发展。
二、系统的生态效率原理在生产力生态学中，生态效率是通过计算能流过程中各个不同点的能量的比值而得到的。
农业生态学-第8章-调控与优化设计
小麦播种量不同，但 产量相差较少，主要 是通过分蘖、成穗率 等进行调节
动物通过生殖能力和行为变化可协调种群 密度和资源的关系
密度较低时，白唇鹿雌鹿怀孕达 93%，且23%是单胎、60%是双胎、 7%是三胎
密度较高时，白唇鹿雌鹿怀孕为 78%，且81%是单胎、18%是双胎 蝗虫、旅鼠在密度过高 时还会发生大规模迁移
种群数N dN = r(1- N ) dt K 种群增长的负反馈机制
种 群 数K N 时间t
种群增长的负反馈结果
种群增长的Logistic模型 综合了正反馈和负反馈过程，种群增长模式
dN / dt = r · N · ( 1 – N / K)
在种群数量（N）低的情况下正反馈起主要作 用，随着种群数量的增长，负反馈（-r2/K） 起的作用越来越大，这样种群能迅速而又稳 定地接近环境容纳量（K）
（一）直接调控
1.生境调控
生境调控是就是利用农业技术措施改善农 业生物的生态环境，并提高系统的生产力。 （1）土壤调控 物理调节（犁、翻、耙、造 畦、修梯田、排灌） 化学调节（施化肥、土壤结 构改良剂、消化抑制剂） 生物调节（施有机肥、绿肥、 草田轮作）
（2）气候调控 植树造林、营造防护林带、建风障
具有高抵抗力稳定性的生态系统，其恢复 力的稳定性是低的，反之亦然
森林生态系统具有较高的抵抗外来干 扰能力，遭受严重破坏后，长期难以 恢复，其恢复稳定性能力低 水生生态系统的生物量通常缺乏长期 储存的营养物质和能量，对环境扰动 的抵抗力低下，但恢复能力很高，自 净功能使系统相当快地得到恢复
扰动
正常作用范围
（3）生物的遗传性和变异性
物种越多，遗传基因库越丰富，生物对改 变了的和环境也越容易适应 在一个生态系统中，生物总是由最适应该 生态环境的种类所组成
生态农业的原理与实践
生态农业的原理与实践生态农业指的是以生态学、农学、经济学和社会学等学科为基础，综合运用生态原理和农业实践，以最大程度地保护和利用农业生态系统的方式进行农业生产。
生态农业通过调整农田生态系统的结构和功能，提高农业生产效益，减少对环境的污染和破坏，保护生态环境，促进可持续农业发展。
一、生态农业的原理生态农业的原理基于以下几个方面：1. 生态平衡原理：生态农业重视维护和恢复农业生态系统的平衡。
通过促进有益生物的增殖，控制病虫害和杂草的发生，实现生态平衡。
例如，利用天敌昆虫控制农田中害虫的繁殖，减少化学农药的使用。
2. 土壤肥力原理：生态农业注重土壤肥力的提高和保持。
通过有机肥料的运用、绿肥的种植和轮作休耕的方式，改善土壤结构，增加土壤肥力，提高农作物的生长质量和产量。
3. 水资源利用原理：生态农业推崇合理的水资源利用方式。
采用滴灌、喷灌等高效节水灌溉技术，减少灌溉用水量，并将农田排水系统与农田生态系统相结合，实现农田水循环利用。
4. 多样性保护原理：生态农业强调农田生态系统的多样性。
通过种植多样化的作物和引入农田生物多样性，增加生态系统的稳定性和抗逆性，抵抗病虫害和气候变化的风险。
二、生态农业的实践1. 有机农业：有机农业是生态农业的重要实践方式之一。
它采用有机肥料、有机农药，并严格控制农田的污染源。
有机农业不仅提高了农产品的质量和食品安全性，还减少了对环境的污染，促进了农业的可持续发展。
2. 农田生态系统修复：生态农业通过农田生态系统的修复和建设，减少农田的生态破坏。
例如，在生态林果园中引入鸟类和昆虫等天敌，控制农田害虫的繁殖，达到生态平衡。
3. 生态农业旅游：生态农业的实践还包括开展生态农业旅游。
通过向游客展示和解释生态农业的原理和实践，提高公众对生态农业的认知，促进农业与旅游业的融合。
4. 农业可持续发展：生态农业是实现农业可持续发展的重要途径。
通过生态农业的实践，可以提高农业生产效益，减少农药和化肥的使用，增加农民收入，促进农业与生态环境的协调发展。
生态学原理在农业生产中的综合运用
生态学原理在农业生产中的综合运用大家好，今天我们来聊聊生态学原理在农业生产中的综合运用。
生态学是研究生物与环境之间相互关系的科学，它告诉我们如何保护环境，实现可持续发展。
在农业生产中，我们也可以运用生态学原理，让我们的土地更加肥沃，让我们的庄稼更加丰收。
下面，我就给大家讲讲生态学原理在农业生产中的一些实际应用。
我们要了解生态学的一个基本原理：物竞天择，适者生存。
这个原理告诉我们，只有适应环境的生物才能生存下来。
在农业生产中，我们要根据当地的气候、土壤等特点，选择适合种植的农作物。
比如，我国南方地区气候湿润，适合种植水稻；而北方地区气候干燥，适合种植小麦。
这样，我们才能让农作物在最适合的环境中生长，提高产量。
我们要学会合理利用资源。
在农业生产中，我们要充分利用土地、水、肥料等资源，避免浪费。
比如，我们可以通过轮作制度，让不同类型的农作物在同一块土地上交替种植，这样可以减少对土壤的侵蚀，保持土壤肥力。
我们还可以通过节水灌溉技术，减少水资源的浪费。
我们要注意肥料的施用，避免过量使用导致环境污染。
我们要注意环境保护。
在农业生产中，我们要减少化肥、农药等对环境的污染。
比如，我们可以选择有机肥料替代化肥，这样既能提高庄稼的品质，又能保护环境。
我们还要注意农田排水，避免农田积水导致病虫害的发生。
我们要加强农田生态系统的建设，比如种植一些绿肥植物，增加生物多样性，提高农田的自净能力。
我们要关注生态效益。
在农业生产中，我们不仅要追求经济效益，还要关注生态效益。
比如，我们可以通过发展绿色农业、循环农业等方式，实现农业生产与生态环境的和谐共生。
这样，我们既能提高农业产值，又能保护生态环境，实现可持续发展。
生态学原理在农业生产中的综合运用，可以帮助我们更好地保护环境，实现可持续发展。
让我们从自己做起，从点滴做起，为建设美丽家园贡献自己的一份力量。
谢谢大家！。
农业生态学的基本原理
农业生态学的基本原理一、生物与环境相互依存。
你看啊，那些农作物就像一群可爱的小娃娃，它们特别依赖周围的环境呢。
土壤就像是它们的小床，又柔软又有营养。
好的土壤里有各种各样的养分，就像给小娃娃们准备了一桌子丰盛的饭菜。
要是土壤贫瘠，那农作物可就长不好喽，就像小娃娃饿肚子，没精打采的。
阳光呢，那可是农作物的超级能量源。
就像我们人每天要吃饭补充能量一样，农作物得靠着阳光进行光合作用，把光能变成它们生长的动力。
你想啊，要是天天阴天，那些小青菜、小玉米肯定会长得慢腾腾的。
水也超级重要呢。
水就像农作物的小水壶，它们渴了就得喝水。
水分不足的时候，农作物就会耷拉着叶子，好像在跟我们说“我好渴呀”。
而且不同的农作物对水的需求还不一样，水稻就喜欢泡在水里，像个爱泡澡的小娃娃，而小麦就不能水太多，不然会被淹死的。
二、物种多样性的妙处。
在农业生态系统里，物种多样性就像一场热闹的大聚会。
多种植物种在一起，那可不光是为了好看哦。
比如说，有些植物可以吸引害虫的天敌。
像那些小小的七星瓢虫，它们可喜欢吃蚜虫了。
如果我们在农田里种上一些能吸引七星瓢虫的小花小草，那蚜虫就不敢太嚣张啦，因为有七星瓢虫这个小警察在呢。
而且不同的植物根系深浅不一样。
深根系的植物可以从更深的地方吸收养分和水分，浅根系的植物就在浅层活动。
它们就像分工合作的小伙伴，一起把土壤里的资源利用得妥妥当当的。
这样既不会浪费资源，还能让土壤变得更肥沃呢。
三、物质循环与能量流动。
这物质循环就像一个超级魔法圈。
比如说，农作物吸收了土壤里的氮元素，茁壮成长，然后呢，当农作物的残体留在地里，经过微生物的分解，氮元素又回到了土壤里，就像完成了一次神奇的旅行，然后又可以被下一批农作物利用啦。
能量流动也很有趣。
能量从太阳出发，经过农作物的光合作用被固定下来，然后沿着食物链传递。
就像我们玩传递小皮球一样，从植物到食草动物，再到食肉动物。
不过这个过程中，能量会有损耗，就像小皮球在传递过程中会不小心掉一点气。
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。
生态农业的认识讲解
主要内容
1、生态农业的基本原理 2、生态农业技术 3、生态农业典型模式
1、生态农业的基本原理
人们经常提到，必须要运用生态学原理合理利用资源。生态农业 建设依据 的原理主要包括以下几个方面。
（一）整体效应原理 这是根据系统论观点，即整体功能大于个体功能之和的原理，对整个
农业生态系统的结构进行优化设计，利用系统各组分之间的相互作用及 反馈机制进 行调控，从而提高整个农业生态系统的生产力及其稳定性。 农业生态系统是由 生物及环境组成的复杂网络系统，由许许多多不同层 次的子系统构成，系统的 层次间也存在密切联系，这种联系是通过物质 循环、能量转换、价值转移和信 息传递来实现的，合理的结构将能提高 系统整体功能和效率。农业生态系统包 括农、林、牧、副、渔等若干系 统，种植业系统又包括作物布局、种植方式等。
北方的“四位一体”模式运行图
1、生态农业的基本原理
（五） 生物与环境相协调原理 生态系统是生物群落与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流
动而 形成的统一整体。在自然生态系统中，系统结构与功能相协调，系 统内生物与 环境相和谐，生物亚系统内各组分间的共生、竞争、捕食等 关系相辅相成，使 系统内有机体或子系统大大节约物质和能量，以减小 风险，获得最大的整体功能效益。
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自然生态系统基础上的半人工生态系统，合理的农业生态系统内部应该形成环网结构和生态工 艺流程，其中使每一组分既是下一组分的“源”，又是上一组分的“汇”。
2020/11/17
13-5
一、物质循环和能量转化原理
（二）能量转化原理
1．能量递减原理
热力学定律与生态学的关系十分明显，各种各样的生命表现都伴随着能量的传递和转化。农业生态系统是开放系 统，它倾向于保持较高的自由能而使熵较小，只要不断有物质和能量输入和不断排出熵，开放系统便可维持一种 稳定的平衡状态。
2．不可逆流动
农业生态系统中的能量，以物质为载体，沿食物链从低营养级向高营养级传递。在此过程中，逸散于环境中的能 量不可能再返回到食物链，产生类似于物质循环利用的功能，因此人类只有以不同方式向生态系统适时补加能量， 才可能发挥正常的系统功能，任何希望通过系统本身调节而实现“永动”的目的都是不现实的。
例如，在盐碱地的开发利用中，先锋植物必然具备耐盐碱特性，当土壤理化 性状改良到可以栽培其它作物的阈值范围时，则可改种其它高经济价值的作物。 演变，生物与环境的协同作用至关重要。
2020/11/17
13-8
二、生物与环境关系原理
（三） 环境资源有限性原理
农业环境资源指某种或某些自然物质资源为载体或介质，在多种自然力的作 用下而形成的具有不同环境功能的自然生态系统的自然景观。生物的生存依赖 各种环境资源，环境资源在质量、数量、空间和时间等方面都具有一定的限度。 生态系统在不降低自身自动调节能力的前提下，对外界压力有一个最大忍受限 度，即生态阈值。生物只有分布和生存在生态阈值限度之内，才可维持稳定的 生产力。
Agroecology
第十章 农业生态系统的调控
第一单元 农业生态系统调控的原理 第二单元 农业生态系统调控机制 第三单元 农业生态系统安全与生态修复
内容提要 单元测试
2020/11/17
13-3
第一节 农业生态系统调控的生态学原理
一、物质循环和能量转化原理 二、生物与环境关系原理 三、整体效应和系统生产力原理 四、系统结构决定功能原理 五、生态经济协调原理
2020/11/17
·《农业生态学》
13-12
四、系统结构决定功能原理
系统概念的本质是系统结构，没有系统结构就没有系统，一切系统理论和 方法实质上都是关于系统结构的理论和方法，这是系统科学的内在统一。
生态系统中，生物种群的组成、数量、比例和时空分布构成了系统的结构， 它是系统的内在要素，而功能是表现形式，前者决定后者；系统的整体结构决 定系统的总体功能，不同的结构具有不同的功能，最佳系统结构能最大限度地 适应和利用环境资源，提高其转化效率和生产力。
例如，生物对污染的适应多以抵抗其他不利环境能力降低、整体生物生产 力下降为代价。农业生态系统调控中，适用于不同环境中的生物种类或品种 差异较大，特定区域中用于解决某一生态限制因子的生物不可能直接用于解 决其它生态类型区的相似问题，如针对旱作农业区和干旱灌溉农业区的节水 品种选育不能仅以抗旱性作为唯一衡量指标。
因此，调控农业生态系统时，必须从整体出发、合理规划、统一安排，使各 亚系统及其组成成分协调发展，以形成系统整体高效的转化途径。
2020/11/17
13-11
的生产力主要指以植物生产为主的初级生产力和以动物生产为主的次级 生产力。生态系统生产力是将初级生产力、次级生产力、经济生产力组合在同 一系统，并围绕某一特定目标对系统进行调控而获得的总体生产力水平，生态 系统生产力还包含目标生态系统与另一不同功能的系统耦合以后放大了的生产 力。农业生产中，只有协调好生态系统各组成成分的关系，实现优化配置，才 可能提高系统生产力。
生产实践中，生态系统调控往往从结构调控入手，即通过物种的组成结构、 时间结构、空间结构、营养结构以及环境要素的数量和空间配置结构调控，使 生物与环境相适应，达到了资源高效利用和系统持续发展的目标。
2020/11/17
·《农业生态学》
13-13
五、生态经济协调原理
与自然生态系统不同，农业系统除了具有能量转换功能、物质 转换功能、信息转换功能外，还有价值转换功能，形成相应的价值 流，体现出特有的经济效益。在生态系统的运转过程中，通过食物 链加环及食物链与产业链串接，在实现系统结构优化前提下，可实 现生态效益与经济效益协调统一。但是，由于农业系统外部性的存 在，其生态效益和经济效益常常出现不一致的情况。因此，农业生 产中，应统筹考虑生态系统产生的生态效益和经济效益，尽最大可 能实现两大效益的协调统一，只有生态经济效益相协调的生态系统， 才可能是可持续发展的生态系统。
2020/11/17
13-6
二、生物与环境关系原理
（一）生物与环境协调发展的生态平衡原理 生态平衡指特定条件下，生物与生物、生物与环境之间处于一种动态平衡、协调
发展的状态。当生物处于该环境中时，生物才可能处于最佳的生长发育状态，而环 境资源的生产潜力才可得得以实现。因此，提高生物与环境间的协调度、保持系统 平衡是农业生态系统稳定、高效发展的基础，只有在此原理之下调控生态系统，才 可能达到生态、经济和社会效益同步提升的目标。
在运用生态平衡原理调控农业生态系统时，要对系统中的目标生物和环境进行辨 识，利于有益生物的环境改造，利于调控系统的生态平衡和持续发展。反之，则会 在造成生物、环境退化的同时，造成生态失衡，综合持续发展能力降低。
2020/11/17
13-7
二、生物与环境关系原理
（二）生物与环境协同进化原理
生态系统中，生物与环境间的作用与反作用力，最终促进了生物进化，同时 对环境改良产生了积极影响。因此，在农业生态系统的调控中，可按照生态系 统的阶段发育特征，对系统的生物组分、环境组分进行相应调整，以达到人们 对生态系统功能的多元化需求。
对生态系统的调控，必须科学考虑环境的承载潜力，着眼改造环境承载潜力 限制因素，在系统某一构成因素改良的同时实现环境综合功能、承载潜力的提 高。
2020/11/17
13-9
二、生物与环境关系原理
（四）生态适应代价原理
生态适应代价(Adaptation cost)是指为了适应环境中的某一不利因素， 生物在生理、生化、遗传进化方面进行的调整，提高了生物对特定逆境因子 的适应性，但可能降低了生物在其它方面的适应性，进而使该生物在正常环 境中的适应能力低于其它同种生物的现象。
2020/11/17
13-4
一、物质循环和能量转化原理
（一）物质循环原理
1．“再生”原理
将无机物质转化为有机物质，并将简单有机物质合成为复杂有机物质，又同时将各种类型的有 机物质分解为简单物质，重新被生物利用。
2．链状循环
食物链为载体的物质循环产生人类不能直接利用的废弃物质被不同食性的动物和微生物，分级、 分次反复循环和利用，使废物及腐解的废物转化为能够为人们直接利用的生物产品和生物质能。
2020/11/17
13-10
三、整体效应和系统生产力原理
（一）整体效应原理
生态系统的整体效应原理建立在系统论的整体性原则基础之上，指的是生态 系统是一个由多因素组合而成的复杂大系统，各个组分之间必然存在适当的比例 关系和明显的功能分工，只有各要素间协调作用，生态系统才可能顺利完成能量、 物质、信息、价值的转换和流通，而当系统中的某个组分发生量变后，必然影响 到其它组分的反应，最终表现在系统整体功能的下降。