农业生态学教案

农业生态学 （Agroecology)

农业生态学是用生态学和系统论的原理和方法 , 将农业生物与其自然环境作为一个整体 , 研究其 中的相互作用、协同演变 , 以及社会经济环境对 其调节控制规律 , 促进农业全面持续发展的学 科。

Agroecology is a branch of ecology in agriculture. It studies the structure, functions, regulation, and management of agricultural ecosystems. The aim is to develop sustainable agriculture. 生 态 学 (Ecology)

研究生物和环境之间相互关系及其作用机理的学科

Ecology is a science which studies the interactions (relationships) between organisms and their environment.

Ecology is taken from two Greek words Oikos means house

logos means understanding or studying

E Haechel 1869 defined ecology for the first time

• 教学目标

1.系统地掌握生态学的基本原理，建立起生态系统的观点，加强生态环境意识，树立人与自然协调相处的观念；

2.掌握农业生态学要揭示农业生态系统的结构组成规律、功能运转规律、输入输出构成规律、效益与效率提高规律、系统规律、系统演变规律等。

3. 通过对农业历史、现状和未来的分析，使学生了解国际和国内的农业生态问题和解决的途径，对生物多样性保护、生态农业建设、农村可持续发展、健康安全食品生产有一个全面的认识，使学生今后能自觉尊重生态规律和经济规律，注意资源的保护，为农业的持续健康发展服务。

• 农业生态学课程主要内容

1. 绪论：概念、发展史、研究对象

2. 农业生态系统的结构：基本生物结构和综合结构

3. 农业生态系统的功能：能量流动和物质循环

4. 农业资源及其效益

5. 农业生态系统的调节及控制

6. 农业的可持续发展

7. 中国的生态农业

8. 农业生态工程主要章节

第一节 生态学的产生与发展

一、当前面临的生态问题

（一）国际

1.全球变化（ global change) ：温室效应 greenhouse effect 主要的温室气体： CO2 、 CH4、N2O 、氟利昂 （是含氟、氯烃化合物的总称）等

部分温室气体情况（ ml/m3 )

2.环境破坏问题：水土流失、沙漠化、盐碱化

后果：对人体健康、植物、生物化学循环等都有明显影响。 3. 生物多样性锐减 (reduction of biodiversity)

（右图是濒临灭绝的大熊猫、东北虎和已灭绝的澳洲袋狼）

遗传多样性 genetic biodiversity 物种多样性 species biodiversity

生态系统多样性 ecosystem biodiversity （二）国内面临的环境问题

1.土地环境退化：水土流失 (soil and water erosion) 沙漠化 (desertification) 、盐碱化 (salinization) 2. 植被破坏：森林、草地、城市绿地等

3. 环境污染：工业三废、农业污染、城市垃圾等 (赤潮及其危害情况)

生态环境问题的实质是人类的文明与支持这个文明的自然系统之间不协调，以致出现了不能持续发展的关。 二、生态学的概念 （ Ecology)

1866 年德国的生物学家 E.Haeckel 首先在其著作《有机体的普通形态学》中第一次提出定义：生态学是研究生物和环境之间相互关系及其作用机理的学科。 Ecology is the study of the interactions between organisms and their environment.

生物的环境既包括光、热、水、气、各种元素等非生物环境 (physical environment) ，也包括动物、植物、微生物等生物环境 (biotic environment) 。 三、生态学发展的历史阶段

1. 生态学诞生以前时期，主要是生态学知识的积累阶段（公元前 2000 年 —— 公元 14-16 世纪）。 （1）公元前 700 年，李聃的《道德经》表达了 “ 金木水火土 “ 五行相 生相克的思想； （2）公元 100-200 年秦汉 “ 二十四节气 ” ； （3）明朝《马 - 龙农说》，用阴阳来描述生态平衡。

（4）古希腊哲学家 Aristotle 其弟子提出植物群落的含义及与自然环 境的关系 2. 生态学成长期（公元 15 世纪 —— 20 世纪 40 年代） （1）1749 年布丰《生命律》； 1803 年马尔萨斯《人口论》 （2）1859 年达尔文发表《物种起源》，创立了生物进化论

（3）1869 年德国的海克尔（ E. Haekel ）正式将生态学定义为研究 有机体与其环境条件相互关系的科学。 3. 近代生态学时期（ 20 世纪 40 年代 —— 60 年代）。

（1）1935 年英国生态学家坦斯列（ A. G. Tansley ）第一次提出生态系统的概念。

（2）1941 年美国年轻生态学家林德曼（ R. L. Lindeman ）提出食物链中能量利用的 “ 十分之一定律 ” 。 （3）1952 年 E. P. Odum 发表了《生态学基础》，第一次以生态系统为中心建立了完整的生态学。 4. 生态学应用与时期（ 20 世纪 60 年代以来）。 （1）1962 年《寂静的春天》； 1962 年的 IBP 计划（国际生物学计划）

（2）1971 年的 MAB 计划（人与生物圈计划） 现在的 IGBP 计划（国际地圈生物圈计划） （3）1972 年 6 月瑞典斯德哥尔摩 “ 人类环境大会 ” ，发表了《人类环境宣言》 （4）1992 年 6 月巴西里约热内卢 “ 联合国环境与发展大会 ” ，制定了《保护生物多样性公约》、《气候变化公约》、《关于森林问题的原则申明》、《里约热内卢宣言》生态学开始配合经济发展探讨定量调节控制生态系统的理论与方法，生态系统工程进入许多生产领域 四、生态学的分支

1. 按生物类别分为：动物生态学、植物生态学、微生 物生态学、人类生态学等 2. 按环境性质分为：陆地、海洋、湖沼等生态学

3. 按生物组织层次分为：基因 (gene) 、分子 (molecule) 、个体 (individual) 、种群 (population) 、群 落 (community) 、生态系统 (ecosystem) 、景观 (landscape) 、生物圈 (biosphere)

4. 生态学与不同的学科结合形成：农业生态学、森林 生态学、系统生态学、环境生态学、经济生态学、 数学生态学、物理生态学、化学生态学等。

第二节 农业生态学产生和发展

•

一、农业生态学的产生及发展

1. 土壤学、气象学、栽培学等通常是从某一侧面研究生 物与环境之间的关系。

2. 60 年始的 “ 污染、资源、能源、粮食、人口 ” 等五大生态危机的根源是对生态系统缺乏整体认识。人们 逐步认识到从生态系统水平认识农业的重要性。

3. 从 70 年始，以生态系统为核心的农业生态学逐步 建立起来。 1976 年在荷兰召开国际农业生态会议

1972 年日本小田桂三郎发表〈农田生态学〉

1978 年 G.W.Cox 发表〈农业生态学〉一书，农业生态学 开始建立起来 1987 年马世骏出版《农业生态工程》 二、农业的发展推动农业生态学的发展

1. 人类和生物的增长受资源与环境的约束，地球资源有限，而人口不断增加，对物质的需求也不断增加。 2. 人类社会的发展经历四个阶段 （1）旧石器以前的原始时代：

人类完全依赖自然，生产力 极低 （2）人类开始改造自然时代：

人类开始改造自然和利用更 多的自然资源

从原始社会到工业时代

前面这两个时代人类认为大自然主宰一切，于是人们信奉上帝、神等神秘的力量操纵自然。

（3）经济大发展的工业化时代：人类利用各种现代 手段强烈干预自然，掠夺式开发使用资源，致 使资源枯竭、环境破坏。这时人们认为人类可 以主宰一切。

（4）后工业化时代：这时人类主张与大自然协调相处，发展经济的同时也自觉进行生态建设，利用资源与保护和增殖资源相结合。

• 三、中国的农业发展与农业生态学

1 ． 古代很早就有朴素的思想：用地养地、基 塘系统养分循环、生物防治等 2. 70 年代末期提出生态农业（ Ecological agriculture) 是对农业生态学的很好实践。 50 个 生态农业试点县，到 100 个，已有 7 个获联合国 全球 500 佳称号。

北京留民营村、浙江萧山山一村、辽宁大 洼县西安生态养殖场、江苏泰县河横村、安徽 颖上小张庄、浙江瑾县上李家村、浙江奉化县 腾头村等

第三节 农业生态系统的概念

一、系统 (system)

1.定义 系统论的创始人是奥地利的贝塔朗菲（ L. V. Bertalanffy ）。

系统是由相互作用和相互依赖的若干个组 成部分结合而成的、具有特定功能的整体。

系统必须具备的三个条件：由二个以上的组分组成；组分之间有密切的联系；以整体 方式完成一定的功能。 2.系统的结构特点 系统都有边界。

系统具有层次性。即系统由若干个子系统 组成，系统本身也是更大系统的子系统。 构成系统的组分间有一定的量比关系。

系统的组分在空间上有一定的排列位置关系。 3. 系统的功能特点和系统研究的基本途径

（ 1 ） 系统功能的整合性：即整体大于部分之和。通常形象地称 “ 1+1>2 ” （ 2 ） 系统研究的基本途径有：

“ 黑箱 ” ：只了解系统的转换特性，了解系统的输 出对系统的输入的响应规律，而不揭示引起这种特性 或响应规律的系统内部原因。

“ 白箱 ” ：着重了解系统内部结构和功能对系统的 行为和表现作出解释。

“ 灰箱 ” ：实际研究中常采用。即在重点层次、组分和关系上用白箱的方法，其它用黑箱方法。

• 二、生态系统 (Ecosystem) 1 ．生态系统的定义

生态系统是在一定的空间内的全部生物和非生物环境相互作用形成的统一体。

景观区 (landscape) 是由地理、生物和人类活动结果所综合组成的空间和视觉的整体。

景观生态学 (Landscape ecology) 不仅在 “ 垂直 ” 方向研究特定地点上的生物和环境的相互关系，而且在 “ 水

•

平 ” 方向研究异质区域间的相互影响，把特定地点上的同质区域称为景观元素。 2 ．生态系统的基本组分

生态系统在结构上包括两大组分：环境组分和生物组分。

环境组分包括四方面：辐射 (Radiation) 、 气体 (air) 、水 (water) 、土体 (soil) 。

生物组分包括生产者 (producer) 、大型消费者 (consumer) 和小型消费者 ( 分解者 decomposer) 。 3. 生态系统区别于一般系统的特点

（ 1 ） 组分上包括生物，生物群落是生态系统的核心。 （ 2 ） 空间上有明显的地域性。

（ 3 ）具有明显的时间特征，具有从简单到复杂，从低级到高级的发展演变规律

（ 4 ） 系统的各组分间处于动态的平衡中。各生态系统都是程度不同的开放系统，不断地从外界输入能量和物质，经过转换变为输出，从而维持系统的有序性。 4. 主要的生态系统类型

(1). 根据环境的性质生态系统可划分为 陆地生态系统 (Terrestrial ecosystem)分为： a.森林生态系统 b.草原生态系统 c.农田生态系统

淡水生态系统 (Freshwater ecosystem) 海洋生态系统 (Ocean ecosystem) 。 (2). 根据受人类干扰的程度可划分为： a.自然生态系统

b.人工驯化的生态系统 c.人工生态系统。

• 三、农业生态系统(agroecosystem) 1 ．农业生态系统的定义

农业生态系统是农业生物与环境之间的能量和物质联 系建立起来的功能整体。 ? 农业生态系统是驯化的生态系统，既受生态规律的制 约，也受经济规律的制约。 2 ．农业生态系统的基本组分

生物组分：农业生物如农作物、家畜、家禽、家鱼、 家蚕等，以及与这些生物有 密切联系的病虫害、杂草 等。其中的大型消费者也包括人。

环境组分：受到人类的不同程度的调节和影响。而有 些环境如温室、禽舍等完全 是人工环境。 3 ．农业生态系统的基本结构

组分结构 (component structure) ；

时空结构 (Spatio-temporal structure) ； 营养结构 (trophic structure) 。 4 ．农业生态系统的基本功能

能量流 (energy flow) ：农业生态系统除输入太阳能 外，还输入人工辅助能。

物质流 (matter flow) ：各种化学元素在生态系统中被生物吸收并传递，在生物与环境之间以 及生物与生物之间形成连续的物质流。

信息流 (information flow) ：农业生态系统通过信源 的信息产生，信道的信息传输和信宿的 信息接受形成 信息流。

价值流 (catipal flow) ：价值可以在农业生态系统中被转换成不同的形式，并可以在不同组分 间转移。

5. 农业生态系统与自然生态系统的区别

类别 生物构成 环境组分 系统稳定性 开放性 净生产力

自然生态系统 生物 自然环境 高 封闭 低

农业生态系统 农业生物、人类 人工 低 开放 高

服从规律 自然规律 自然和经济规律

第四节 农业生态学的研究对象与内容

一．农业生态学的研究对象

（一）农业生态学的研究对象主要是 农业生态系统。

（二）农业生态学的研究重点不是注重于系统的组成成分，而是诸多组分间的关系，把每一个组分看作因素，从能量、物质、信息、资金上（着重从能量和物质上）研究它们之间的相互联系、耦合、转化、反馈等。

• 二．农业生态学的内容 1． 农业生态系统的结构 2． 农业生态系统的功能

3． 农业生态系统在特定的自然和社会条件的综 合影响下的地域分布特点和规律 4． 在不同的自然和社会条件下，各农业生态系 统的发展演变规律

5． 农业生态系统的调节控制规律和方法农业生态系统的设计和生态农业建设

• 三．研究方法 1．基本研究方法

（ 1 ）熟悉研究对象

（ 2 ）研究数据的收集及分析整理

• • •

农业生态系统研究涉及各组分的结构功能、投入产出，收据收集需要第一手数据，也需要集第二手数据。

农业生态学研究中也运用常见的实验设计方法如正交设计、回归设计、均匀设计，及常见的数理统计方法如方差分析、回归

（ 3 ）研究策略：多学科协作；多系统大跨度比较；选择适当的研究单元及研究层次

分析等。由于农业生态学研究常涉及系统问题，因此以数学和计算机为主要工具的系统分析方法已经成为农业生态研究中最具特色的研究方法。系统分析方法包括对农业生态系统的运动模拟、关系分析、类型划分、效益评价、优化设计、发展预测等。

2．传统方法：气象、土壤

3．现代方法：宏观方法： GIS 、 RS 、 GPS 计算机方法

第二章 农业生态系统的结构----基本生物结构

Chapter 2. Structure of agroecosystem ___Basic biotic structure

由生物构成的种群和群落，既是生态系统的重要组分，又是生态系统能量流动和物质循环的核心。 分别从个体、种群和群落水平研究生物之间、生物与环境之间的相互关系及其作用规律，是生态学研究的基础和核心，也是农业生态系统调节控制和系统生产力提高的理论基础。

第一节 农业生态系统的生物与环境

• 一．自然环境

自然环境是生态系统中作用于生物的外界条件的总和。包括生物生存的空间，以及维持生命活动的物质和能量。自然环境中一切影响生物生命活动的因子均称为 生态因子 （ ecological factor ），如辐射强度、温度、湿度、土壤酸碱度、风力等等。太阳辐射以及地球表面的大气圈、水圈和图圈综合影响着这些生态因子。 （一）太阳辐射

地球上生命存在的能量主要依靠来自太阳的辐射。 太阳辐射有两种功能：

一种是通过热能形式温暖地球，使地球表面的土壤、水体变热，推动着水循环，引起空气和水的流动，为生物生长创造合适的温度条件；

另一种功能是通过光能形式被绿色植物吸收，并通过光合作用 形成碳水化合物，将能量贮存在有机物中。 二）大气圈

大气圈是地球表面包围整个地球的一个气体圈层。

大气的主要成分是氮、氧、氢和二氧化碳

大气圈供给生物生存所必须的各种元素，而且在提供保护地面生物的生存条件中起着良好的作用。大气圈不仅防止了地球表面温度的急剧变化和水分的散失，并能防护地面的生物免 受外层空间多种宇宙射线的辐射。

（三）水圈

水是细胞原生质的组分和光合作用的原料，是各种物质运输的媒介，是生物体内各种生化反应的溶剂；水有较高的汽化热和比热，可以调节和稳定气温。

（四）土壤圈

土壤具有独特的结构和化学性质，是固相、液相、气相共存的三相体系，具有巨大的吸收能力与贮藏能力，为生物的生长提供了适宜的条件。土壤不仅是植物生长繁育的基础，而且是物质和能量的贮存和转化的重要场所。

• 二．人工环境

农业生态系统是人类干预下的生态系统。广义的人工环境包括所有受人类活动影响的环境，可以分为人工影响的环境和人工建造的环境。

（一）人工影响的环境

在原有的自然环境中，人的因素促使其发生局部变化的环境。例如，为改变局部地区的气候，控制水土流失，使农作物高产稳产，而人工经营的森林、草地、防风林、水保林等。为控制旱涝灾害而兴建的水利工程。这些人工影响的环境在不同程度上仍然依赖于大自然。

（二）人工建造的环境

人工建造的环境是指人类根据生物生长发育所需要的外界条件进行模拟或塑造的环境如 无土栽培环境、大棚温室环境、集约化养殖环境等。

三．环境对生物的制约 （一）最小因子定律

德国化学家李比西（ Justus Liebig）提出“植物的生长取决于数量最不足的的那一种营养物质”，即最小因子定律。E.P. Odum（1973）对最小因子作了两点补充。 （ 1 ）这一定律只有在相对稳定状态下才能运用。 （ 2 ）要考虑因子间的相互作用。 （二）谢尔福德耐性定律

在生物的生长和繁殖所需要的众多生态因子中，任何一个生态因子在数量上的过多过少或质量不足，都会成为因子。即对具体生物来说，各种生态因子都存在着一个生物学的上限和下限（或称“阀值”），它们之间的幅度就是该种生物对某一生态因子的耐性范围（又称耐性限度）。 E. P. Odum （ 1973 ）等对耐性定律作了如下补充：

（ 1 ）同一种生物对各种生态因子的耐性范围不同，对一个因子耐性范围很广，而对另一因子的耐性范围可能很窄。

（ 2 ）不同种生物对同一生态因子的耐性范围不同。对主要生态因子耐性范围广的生物种，其分布也广。仅对个别生态因子耐性范围广的生物，可能受其它生态因子的制约，其分布不一定广。

（ 3 ）同一生物在不同的生长发育阶段对生态因子的耐性范围不同，通常在生殖生长期对生态条件的要求最严格，繁殖的个体、种子、卵、胚胎、种苗和幼体的耐性范围一般都要比非繁殖期的要窄。例如，在光周期感应期内对光周期要求很严格，在其它发育阶段对光周期没有严格要求。

（ 4 ）由于生态因子的相互作用，当某个生态因子不是处在适宜状态时，则生物对其它一些生态因子的耐性范围

将会缩小。

（ 5 ）同一生物种内的不同品种，长期生活在不同的生态环境条件下，对多个生态因子会形成有差异的耐性范围，即产生生态型的分化。

任何一种生物，对自然环境中的各理化生态因子都有一定的耐性范围，耐性范围越广的生物，适应性越广。据此，可将生物大体划分为广适性生物和窄适性生物。 （三）生活型（ life form）和生境（habitat） 1．生活型

由于环境对生物的作用，不同种的生物长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下，会发生趋同适应，经 过自然选择和人工选择形成具有类似形态、生理和生态特性的物种类群称为 生活型 。生活型是生物对综合环境条件的 长期适应，而在外貌上反映出相似性和一致性的生物类型 。

对植物生活型的分类应用最广的是丹麦植物学家 C. Raunkiaer 的生活型分类系统。他认为地球上的各个地区，冬季和旱季是植物生活中最严酷的临界期。他以温度、湿度、水分作为指示生活型的基本要素，以植物度过生活不利时期对恶劣条件的适应方式为基础，具体以休眠芽或复苏芽所处的高低和保护方式为依据建立了生活型系统（图 2.1）。

图 2.1 Raunkiaer 生活型图解（引自 C. Raunkiaer,1934 ） 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

（ 1 ）高位芽植物

这类植物的芽和顶端嫩枝是位于离地面较高处的枝条上，如乔木、灌木和一些生长在热带潮湿气候条件下的草本等。它们之中根据体型的高矮又可分为大型（ 30m 以上），中型（ 8-30m ），小型（ 2-8m ）以及矮小型（ 0.25-2m ）四类，即大、中、小、矮高位芽，然后又根据植物是常绿还是落叶，以及是否具有芽鳞这两类特征，进一步划分为十五个亚类。

2 ）地上芽植物

这类植物的芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表处，一般都不高出土表 20-30cm ，因此它们受土表的残落物所保护，在地表积雪地区也受积雪的保护。

（ 3 ）地面芽植物

这类植物在不利季节，植物体地上部分死亡，只有被土壤和残落物保护的地下部分仍然活着，并在地面处有芽。

（ 4 ）地下芽植物

这类植物度过恶劣环境的芽埋在土表以下，或位于水体中。

（ 5 ）一年生植物

一年生植物只能在良好季节中生长，在恶劣的气候条件下，它们以种子形式度过不良季节。

2.生境

在环境条件的制约下，具有特定生态特性的生物种和生物群落，只能在特定的小区域中生存，这个小区 域就称为该生物种或生物群落的 生境 。生境也称栖息地 四.生物对自然环境的适应 （一）生态型（ ecotype）

同种生物的不同个体群，长期生存在不同的自然生态条件和人为培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择和人工选择而分化形成的生态、形态、和生理特性不同的可以遗传的类群，称为 生态型 。

根据形成生态型的主导生态因子类型的不同，可以把植物生态型划分为气候生态型、土壤生态型和生物生态型三种。

1、气候生态型：长期适应不同的光周期、气温和降水等气候因子而形成的各种生态型。例如，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。

2、土壤生态型：长期在不同的土壤水分、温度和肥力等自然和栽培条件的作用下分化而形成。例如，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。

3、生物生态型：是指主要在生物因子的作用下形成的生态型。例如，各种作物对病、虫、草具有不同抗性的品种群。

(二)生态位（niche）

生态位 可表述为：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。即用某一生物的每一个生态因子为一维（ X i ），以生物对生态因子的综合适应性（ y ）为指标构成的超几何空间。

物种对环境的潜在综合适应范围，称为基础生态位。而实际占据的生态位称实际生态位。实际生态位比基础生态位要小。

五．生物对自然环境的影响

生物不只是简单地、被动地接受环境的种种影响，同时也对其生存环境产生多方面的影响，或者不同程度地改善环境条件，使环境变得更有利于生物生存，或者对环境资源和环境质量造成不良影晌。 （一）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。

（二）淡水水域生物的生态作用

淡水水域生物的主要生态作用是，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。 （三）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。 （四）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

第二节 种群

种群是指在某一特定时间中占据某一特定空间的一群同种的有机体的总称，或者说一个种群就是在某一特定时间中占据某一特定空间的同种生物的集合体。

一．种群结构

（一）种群的大小和密度

种群大小 是指一定面积或容积内某个种群的个体总数。例如，某个鱼塘中草鱼的总数。 种群密度 是指单位面积或容积内某个种群的个体总数。如每公顷水稻的株数。 种群的密度可以分为粗密度（crude density）和生态密度（ecological density）。 粗密度（又称天然密度）是指单位空间某个种的实际个体数量（或生物量） 生态密度 是指单位栖息空间某个种群的个体数量（或生物量）。 （二）种群的年龄结构和性比

龄级比：若一个种群中的不同个体具有不同的年龄，则可按一定的年龄分组，统计各个年龄组个体数占种群总个体数的比率。

种群的年龄结构是指各个年龄级的个体数在种群中的分布情况，它是种群的一个重要特征，既影响出生率，又影响死亡率。

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（图 2.2 ）。

(1)增长型种群:其年龄结构呈典型的金字塔形，种群中有大量的幼体和极少的老年个体，种群

的出生率大于死亡率。

(2)稳定型种群:每一龄级的个体死亡数接近于进入该龄级的新个体数，种群数量相对稳定。 (3)衰退型种群:种群中幼体比例很小，而老年个体比例较大，出生率小于死亡率。种群趋于衰退甚至消失。

性比（ sex ratio ）是指一个雌雄异体的种群所有个体或某个龄级的个体中雄性对雌性的比率。

性比是种群结构的一个要素，它反映了种群产生后代的潜力。 （三）种群的出生率（ natality）和死亡率（mortality） 1．出生率 ：种群产生新个体的能力。

最大出生力（潜在出生力）:不受任何生态因子，种群处于理想状态时产生新个体的最大能力。反映了该生物的特性。

实际出生力（生态出生力）：种群在一定的环境条件下，产生新个体的能力。反映了环境对该种群的影响。 2．死亡率 ：单位时间内种群死亡的个体数。 最低死亡率：种群处于理想状态时的死亡率。

实际死亡率：种群在一定的环境条件下的死亡率。又称生态死亡率，不仅受环境条件的影响，而且受种群大小和年龄组成的影响。

（四）种群的内禀增长率与环境容纳量 内禀增长率:在没有任何环境因素（食物、领地和其它生物）的条件下，由种群内在因素决定的稳定 的最大增殖速度。也称生物潜能（ biotic potential ）或生殖潜能（ reproductive potential ）。 种群的内禀增长率与观测到的种群实际增长率之差可以看作环境阻力的度量（ Odum ，1971 ）。 环境阻力：就是防碍种群内禀增长率实现的环境因素的总和。 （五）种群的空间分布和阿利氏原则

由于自然环境（栖境）的多样性，以及种内种间个体之间的竞争，每一个种群都呈现特定的分布形式。种群的分布有三种基本类型： （1）随机的（random）； （2）均匀的（uniform）； （3）成丛的（clumped）（或聚集的） 二．种群的动态

（一）生命表（life table）和生命曲线（survivorship curve）

生命表 又称寿命表或死亡率表，它可用来综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命，预测某一年龄组的个体能活多少年，还可以看出不同年龄组的个体比例情况。只要掌握了种群各年龄组的个体数目 (nx) 和各年龄组的死亡个体数（d x）后，就可编制生命表。

依据取得 nx 和 dx方法的不同，生命表可以分为 动态生命表和 静态生命表。

动态生命表的 nx和 dx是通过追踪观测同一时期出生的种群随着时间变化得到的，适用于寿命较短的物种。

静态生命表是通过观测某一时段种群所有不同年龄组的个体状况获得 nx和dx，适用于寿命较长的物种。现以康内尔（Conell，1970）对藤壶（Balanus glandula）的调查资料为例，说明动态生命表的编制方法（表 2.2）。

年龄(年) x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

各年龄开始存活数 nx 142 62 34 20 15.5 11 6.5 2 2 0

各年龄死亡个体数 dx 80 28 14 4.5 4.5 4.5 4.5 0 2 -

各年龄开始存活分数lx 1.000 0.437 0.239 0.141 0.109 0.077 0.046 0.014 0.014 0

各年龄死 各年龄期平亡qx 0.563 0.452 0.412 0.225 0.290 0.409 0.692 0.000 1.0 -

均存活数Lx

102 48 27 17.75 13.25 8.75 4.25 2.0 1.0 0.0

各年龄期及其以上存活的年总数Tx

224 122 74 47 29.25 16 7.25 3 1 0

平均寿命期望值ex 1.58 1.97 2.18 2.35 1. 1.45 1.12 1.50 0.50 -

表 2.2 藤壶的生命表 *

* 对 1959 年固着的种群进行逐年观察，到 1968 年全部死亡。资料根据 Conell(1970)( 引自 Krebs,1978)

计算生命期望要求出每年龄期的平均存活数目求出所有 Lx值列入表中，然后由表底向上逐渐累计 Lx值，得到 Tx值，最后用 Tx值除以 nx，就得到平均期望寿命（ex），即

x

T

x=

ΣLi

，

ex=Tx/n

x

i=∞

依据生命表可以绘制存活曲线（图 2.3）。存活曲线是反映种群在每个年龄级生存的数目。存活曲线以时间间隔为横坐标，以相应的存活个体数或存活率为纵坐标在平面内绘制而成。通常纵坐标是取存活数目的对数，这样使图形更加直观些。存活曲线通常分为三种基本类型。

• A 型：凸型的存活线。表示种群在接近生理寿命前，死亡率一直很低，直到生命末期死亡率才升高。许多大型动物包括人类属于或接近这种类型。

• B 型：呈对角线的存活曲线。即种群下降的速率从开始到生命后期都是相等的，表明在各个时期的死亡率是相等的。典型的 B2 型曲线在自然界是不多的。 B1 为阶梯型曲线，表明在生活史各个时期的存活率变化激烈，差别很大，在生活史的中存在若干非常危险的时期，如完全变态的昆虫属于这一类。 B3 曲线为 S 型，它表示在幼体的死亡率较高，但到成年期死亡率降低，直到达到较为稳定的状态。

• C 型：凹型的存活曲线。表示幼体的死亡率很高，以后的死亡率低而稳定。属于这种类型的有鱼类、两栖类、海产无脊椎动物和寄生虫等。

（二）种群的增长型

1. 指数增长 （ J 型增长）

• 种群在无食物和生存空间的条件下呈指数式增长，种群个体的平均 增长率不随时间变化。（如右图）

2. 逻辑斯谛增长 （ S 型增长）

• 在自然条件下，环境、资源条件总是有限的，当种群数量达到一定量 时，增长速度开始下降，种群数量越多，竞争越剧烈，增长速度也越 小，直到种群数量达到环境容纳量（K）并维持下去。增长呈S型。（如右图）

• 多数生物的增殖，包括水稻和小麦的分蘖数的增长基本上属于 S 型。多数种群在自然界由于受年龄结构、密度、食物和环境条件的影响，其增长的类型是多种多样的，种群数量变化的 J 型和 S 型增长只是两种典型情况（如右图）

三、种群间的相互作用

生物种间存在着各种相互依存、相互制约的关系。根据种间相互作用的性质，可以分为三种类型。 负相互作用：结果至少一方受害（-）

正相互作用：结果一方得利或双方得利（+） 中性作用：结果是双方无明显的影响（0） (一)负相互作用

1．竞争（competition）

广义的竞争是指两个生物争夺同一对象而产生的对抗作用。

发生在两个或更多个物种个体之间的竞争称为种间竞争；发生在同一种群个体间的竞争称为种内竞争。

高斯的竞争排斥原理：在一个稳定的环境中，生态位相同的物种不能长期共存在一起。将高斯原理推广，在一个稳定的群落中，占据相同生态位的两个物种，其中必有一个物种最终被消灭；在一个稳定的群落中，没有任何两个种是直接的竞争者；群落是个生态位分化了的系统，种群之间趋于相互补充，而不是直接的竞争者。 2．捕食

狭义的捕食是指肉食动物捕食草食动物。 广义的捕食还包括草食动物吃食植物，植物诱食动物，以及寄生等。 捕食和被捕食的关系是控制种群增长的一种作用力。在一个稳定的生态系统中，捕食者与被捕食者之间由于相互制约的结果，保持着相对平衡的状态。同时，由于共同进化的结果，捕食者和

芋螺在捕食鱼类 鳄蜥正在捕食青蛙

被捕食者、寄生者和寄主之间的负相互作用趋向于减弱。

3．寄生（parasitism） 寄生 是指一个种（寄生者）寄居于另一种（寄主）的体内或体表，从而摄取寄主的养分以维持生活的现象。

4、偏害作用:是指某些生物产生的化学物质对其它生物产生毒害作用。如青霉产生的青霉素可以杀死多种细菌和植物的 化感作用。 （二）正相互作用

1．偏利作用

（ commensalism）

偏利作用 又称单惠共生，是指相互作用的两个种群一方获利，而对另一方则没什么影响。

吸附在鲨鱼腹上的鱼

２．原始合作

（ protocooperation）

原始合作 ，即两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间不存在依赖关系。

作物间种 稻田养鸭

3．互利共生 （mutualism）

互利共生 是一种专性的、双方都有利并形成相互依赖和能直接进行物质交流的共生关系。

菌根 地衣

（三）次生代谢产物在种间关系中的作用

次生代谢物是一些非基本生命活动所必需的物质，与生物的基础代谢无直接的关系。主要是生物碱、萜类、黄酮类、醌类、酚酸类、脂族化合物、非蛋白质氨基酸、聚乙炔类、生氰糖甙、单宁、多环芳香族化合物等。

化学生态学 （ chemical ecology）是研究生物之间以及生物和非生物环境之间化系的科学。生物的次生代谢产物是生物之间建立化系的媒介

化感途径 ： 淋溶

化感作用（allelopathy）挥发 指植物（包括微生物）通根分泌 过向周围环境中释放化凋落物学物质影响邻近植物生分解 长发育的化感作用现象。 种子萌

发

花粉传播

1. 植物与植物的化感作用 2．植物与微生物的化感作用

青霉菌与燕麦；蘑菇圈现象。可利用微生物的拮 抗作用防治病虫害 3．植物与草食动物间的化学相互作用

植物借助于植物毒素来保护自己。植物的次生代谢物质对昆虫 的行为有 3 种作用：吸引、排斥、中性。 4．动物信息素

信息素指动物通过外分泌腺向外分泌，携带着特定的信息，借助气流或水流，使其它个体嗅到或接触到，产生某些行为反应或产生某些生理变化的化学物质。

引起的行为反应包括性引诱、警戒、跟踪、聚集、防卫等。动物的群居、诱食、警戒、跟踪、防卫等行为与释放的化学物质有关。这种释放的化学信息叫信息素，可分为 性信息素、报警信息素和跟踪信息素。 四、种群的生态对策

一切生物都处在一定的选择压力（竞争、捕食、寄生等）之下，每种生物对特定的生态压力都采取许多不同的生态对 策或行为对策。

生态对策（ bionomic strategies ）就是生物为适应环境而朝不同方向进化的 “ 对策 ” ，也即生物以何种形态和功能特征的适应而在其生境中生存和繁衍后代。 能量分配原则

生物摄取的能量用于自身的生长发育、生存斗 争和繁殖后代上。任何一种生物做出的一种生 活史对策，都意味着能量的合理分配，并通过 能量使用的协调，来促进自身的有效生存和繁 殖，这就是 Cody （ 1982 ）提出的所谓 能量分配 原则

生态对策就是生物为适应环境而朝不同方向进化的“对策”，也即生物以何种形态和功能特征的适应而在其生境中生存和繁衍后代。生态对策有两种基本的类型，即 K-对策和r-对策。

K对策的生物：个体较大，寿命较长，存活率较高，要求稳定的栖息环境，不具较大的扩散能力，但有较强的竞争能力。其种群密度较稳定。

r对策的生物：个体较小，寿命较短，存活率较低，但增殖率高，具较大的扩散能力，适应多变的栖息环境，其种群密度常出现大起大落的波动。

K对策的生物，遭到激烈的变动后，返回平衡的时间长，种群容易走向灭绝。如大象、鲸鱼、恐龙、大型乔木等。这类生物对稳定生态系统有重要作用，应加强保护。r对策的生物虽竞争力弱，但繁殖率高，平衡受破坏后返回的时间少。灭绝的危险性小。 协同进化

是指在种间相互作用的影响下，不同种生物间相关性状在进化中得以形成和加强的过程。 五、种群调节

种群调节 是指种群数量的控制。种群的调节是物种的一种适应性反应。 1．密度制约

密度制约 是指通过密度因子对种群大小的调节过程。 （1）种内调节 （2）种间牵制 2．非密度调节

非密调节主要指非生物因子 (包括气候因素、污染物、化学因素等)对种群大小的调节。 3．农业有害生物种群的综合防治

有害生物是指造成农业生物不可忽略的损失的生物,包括各种有害昆虫、病原菌、杂草及其它有害的动物（老鼠等）。

有害生物的综合防治是：“根据有害物种有关的环境和种群动态整体，尽可能协调地应用一切合适的技术和方式，使有害种群数量保持在低于经济损失水平以下的有害生物管理系统”。害虫综合防治的措施包括：生物防治、化学防治、农业技术防治、抗性品种的应用、动植物检疫、物理防治和利用昆虫信息素控制害虫等。

第三节 农业生态系统的群落

生物群落 （ biotic community ）

是指在一定地段或生境中各种生物种群所构成的集合。

一．群落的基本特征 （一）群落具有如下特征

1、具有一定的种类组成 。群落是由一定的植物、动物和微生物种类组成的，为研究的方便，常把群落按物种分为植物群落、动物群落和微生物群落等。

2、具有一定的结构。 群落本身具有一定的形态结构和营养结构。如生活型组成，种的分布格局，成层性，季相，捕食者和被食者的关系等。

3、具有一定的动态特征。 生物群落是生态系统中有生命的部分，生命的特征就是不断运动，群落也是如此。其运动形式包括季节变化、年际变化，演替与演化。

4、不同物种之间存在相互影响。 群落中的物种以有规律的形式共处，即是有序的。一个群落的形成和发展必须经过生物对生物的适应和生物种群的相互适应。

5、具有一定的分布范围 。任何一个群落只能分布在特定的地段和生境中，不同群落的生境和分布范围不同。全球范围内的群落都是按一定的规律分布的。

6、形成一定的群落环境 。生物群落对其居住环境产生重大影响。如森林中都形成特定的群落环境，与周围的农田或裸地大不相同。

7、具有特定的群落边界特征 。在自然条件下，有的群落有明显的边界，有的边界不明显。前者见于环境梯度变化较陡，或者环境梯度突然中断的情形，如陆地和水环境的交界处湖泊、岛屿等。 （二）群落的类型与分布

群落的分布往往受环境梯度的制约，表现出明显的纬度地带性、经度地带性和垂直地带性 在温度和水分的共同走用下的世界植被分布情况

一、纬度地带性 （主要受温度梯度的影响）北半球欧亚从南到北，随着纬度增加，热量减少，形成了以热 量为主的环境地带性分布，从南到北植被类型依次是：热带雨林季雨林常绿阔叶林落叶阔叶林针叶林草原荒漠。

二、经度地带性 （主要受水分梯度的影响）如:我国从东到西因距海远近造成水分的差异。相应分布着 湿润森林半干旱草原干旱荒漠 等不同的植被类型。

三、垂直地带性 随海拔高度的增加，地形地势、热量和水分等环境因子条 件会发生变化，相应物种的分布也会受到影响。以玉山西北坡为例：从山脚到山顶植被群落依次是：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。

•

二．群落的结构

（一）群落的水平结构

群落的水平结构 是指群落的在水平方向上的配置状况或水平格局，也称作群落的二维结构。

农业生产中的农、林、牧、渔以及各业内部的面积比例及其格局是农业生态系统的水平结构。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、林木的种植密度、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。 （二）群落的垂直结构

群落的垂直结构：群落的不同物种或类群出现在地面以上不同的高度或水面以下不同的深度。是群落充分利用空间的一种途径。如森林群落的分层和水体中不同藻类的分层 （见下图） 农业生物的垂直结构：如作物的间套作、特殊类型（稻田养鱼、鱼塘养鸭等）、鱼的分层放养等。（见下图）

鱼塘养鸭

森林群落分层

（三）群落的时间结构

光、温度和水分等很多环境因子有明显的时间节律（如昼夜节律、季节节律），受这些因子的影响，群落的组成和结构也随时间序列发生有规律的变化。这就是群落的时间结构。时间结构是群落的动态特征之一，它包括两方面的内容：一是自然环境因素的时间节律所引起的群落各物种在时间结构上相应的周期变化；二是群落在长期历史发展过程中，由一种类型转变成另一种类型的顺序变化，亦即群落的演替。 （四）群落的交错区 (ecotone) 与边缘效应 (edge effect)

群落的交错区 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 。

如森林与草原交界地带，海湾、沿河两岸、河口三角洲等 利用：滩涂的利用、城郊农业、间作、基塘系统 （见右图） 等。

• 三．群落的演替

指生态系统内的生物群落随着时间的推移，群落种的一些物种消失，另一些物种侵入，出现群落与其环境向着一定方向，有顺序的发展变化。

（一）自然群落演替（ succession ）

按群落的发展方向和趋势划分，演替分为进展演替 与 逆行演替 。

按演替发生的基质划分，演替有原生演替 (primary succession) 和次生演替 (secondary succession) 。 自裸地上或深层水体下开始的演替称 原生演替 。

在原有植被已被破坏，但保存有土壤和植物繁殖体的地方开始的演替称为 次生演替 。

演替系列

典型的旱次生演替系列

典型的旱生

生演替系以云杉林的演替为例分四个阶

演替系列

列 段

地衣

自由漂浮

植物 沉水植物（如轮藻） 浮叶根生植物（睡莲） 直立水生植物（芦苇）

采伐迹地阶段 （禾本科、莎草科）

先锋树种阶段 （桦木、山杨等）

苔藓

草本植物

云杉定居阶段

湿生草本植物 (禾本科植物) 木本植物

木本植物

云杉恢复阶段

演替的顶级学说

（ 1 ）单元顶级理论 (monoclimax theory) 以美国的 F.E.Clements 为代表，认为在一定区域，演替最终会形成与当地气候环境协调的同一种顶级群落 —— 气候顶级（ climatic climax) 。

(2) 多元顶级理论 (polyclimax theory) 以英国的 A.G.Tansley 为代表，认为在一个气候区域内，群落演替除了有气候顶级外，还有土壤顶级（ edaphic climax) 、地形顶级 (topographic climax) 、火烧顶级 (fire climax) 等。

（ 3 ）顶级型理论 (climax pattern theory) 又叫顶级 - 格局理论。由 R.H.Whittaker(1953) 提出。认为一个自然群落对许多因素（气候、土壤、生物、风、火等）的格局发生适应 （二）自然群落演替的趋势

无论原生演替或次生演替，生物群落总是由低级向高级、由简单向复杂的方向发展，经过长期不断的演化，最后达到一种相对稳定状态。

在演替过程中，生物群落的结构和功能发生着一系列的变化，群落中生物种类随演替而变换。 r- 型生物大多被 K- 型生物所替代；生物种类数目增多；群落内部结构的分层现象更加明显；群落的食物链由简单变得更为复杂，形成食物网，稳定性更强。 （三） 演替与人工

仿自然演替对农业生态系统进行人工

（ 1 ）建立木本农业:包括有多年生木本植物在内的农林复合系统。

（ 2 ）仿建顶级群落:仿自然顶极群落结构建造乔、灌、草相结合的人工群落，可有效治理水土流失。 （ 3 ）仿自然演替过程促进农业生产 。早期重视先锋植物的作用，环境改善 后再安排农业生物。

• 四、协同进化（ coevolution）

协同进化是指在种间相互作用的影响下，不同种生物间相关性状在进化中得以形成和加强的过程。

实质：在进化的压力下，群落中关系密切的种之 间，相互选择适应性基因的一种作用。

物种的多样性是群落生物组成的重要指标。群落 的多样性与物种的丰富度及物种的均匀度密切 相关。

多样性高导致稳定性。也有学者不同意 这种说法。如热带雨林物种多样性高，但更易 受人类的干扰而不稳定；相反象沼泽地、滨海 群落物种少，但系统却很稳定。

第 四 节 农业生态系统中的生物多样性

• 一 生物多样性的概念 （一）生物多样性的定义

生物多样性是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 生物多样性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。 1、生态系统多样性：是指生物及某一生态系统内生境、生物群落和生态过程的多样化，也称生态多样性。包含：

（1）生态系统组成（生物群落和无机环境）的多样性 （2）生态系统类型的多样性；

（3）生态系统结构和功能的多样性。

2、物种的多样性。物种是指具有一定的形态特征和生理特性以及一定自然分布区的生物类群。同一物种不同个体的遗传特征十分相似，能够繁殖出有繁殖能力的后代。 3、遗传多样性（基因多样性）。包括基因密码的多样性、变异和遗传规律的多样性 （三）生物多样性的价值

1.为人类提供了基本食物，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、油脂等等 4.物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。

• 二、分子生态学及其在生物多样性研究中的应用

（一）分子生态学：是应用分子生物学方法为生态学和种群生物学各领域提供革新见解的生态学分支学科。分子生态学 将研究的焦点集中在自然或引入的个体及种群与环境的相互作用下引起的基因变化与生物化学变化，重组或基因修饰的个体环境释放后的生态学后果等相关问题的研究。

（二）分子生态学的技术：主要是指分子标记分析技术。分子标记是以生物大分子（核酸或蛋白质）变异为检测基础的遗传标记，它必须同时具备可稳定遗传与可明确检测两个特点。包括等位酶分析技术和 DNA分析技术。

• 三 农业生态系统中的生物多样性 （一）农业活动对生物多样性的影响

1.土地的农业利用对生物多样性的影响

随着世界人口的不断增长，越来越多的山林地、沼泽地(湿地)被开发用于发展农业生产。这些土地的农业利用往往使原生境破碎或发生根本性的变化，从而导致生物种类多样性的变化甚至某些生物种的绝灭

随着森林面积减少，距离增加，森林植被对农业的作用越来越弱，从而引起各种各样的生态问题，如风蚀水蚀、养分流失、病虫爆发等。

水蚀荒漠化

虫害爆发

2.农业耕作方式对生物多样性的影响

耕作由于改变土壤物理环境如水分、空气、紧实度、孔隙度和温度等，从而对土壤野生生物的种群产 生影响。

3.农田杂草防治措施对生物多样性的影响

除草剂的使用不仅导致植物多样性减少，而且对一些与植物种密切相关的动物、微生物的多样性也产 生明显的影响。

4.杀虫剂及其使用对生物多样性的影响

农业生产中大量使用杀虫剂、杀菌剂，在有效防治病虫害的同时对非靶标生物产生明显不良的影响。 5.放牧对草地生物多样性的影响

草原放牧强度和方式直接影响到植物群落结构和植物多样性程度发生变化。

过度放牧

6.作物间套轮作对生物多样性的影响

农田作物间、套作打破单一的作物结构，作物多样性提高，对昆虫种类和数量的增加和农田生物多样 性的提高起着直接的积极作用，同时，作物间套作还有利于杂草、虫害的控制，从而减少农药的使用，对 于生物多样性的保护起间接作用。

把乔灌草引入农业系统中，在生态农业建设中实践了各种各样的 农林模式。如胶茶间作、果草间作、林药间种 … …

7.农业动植物品种改良对农业生态系统中遗传多样性的影响

品种改良是提高农业生产效率的重要手段之一。由于品种单一化易发病，农家优良品种丧失，遗传多 样性减少。

（二）中国农业生物多样性的特殊性

 栽培和养殖物种种类繁多  野生生物种类繁多  物种特有性  生境类型特有性

 人为因素直接影响农业物种数量和生境分布

随着农业种植区域土地集约化利用程度增高，形成了栽培作物单一分布的局面，使传统的多样化种植物种和品种分布面积缩小或消失，造成许多以农业区域为主要栖息地的动物种群大大减少或消失。 （三）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。如高州拟准 备建立野生稻保护区，从化野生稻保护区等。

（四）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

如我校和农科院建立的水稻野生 （2）野生植物引种栽培

有些珍稀植物已开始作为绿化植物引进栽培，如作为“活化石”的银杏、水杉；农业上还引进种植了花卉和观赏植物、药用植物、食用植物和其它经济价值大的植物种类。栽培野生植物包括药用和观赏用在内达1000种以上。 （3）野生动物驯养

野生动物驯养主要解决了人工条件下繁殖和大量生产问题，在客观上人为地保存了物种，减少了因经济需要而滥肆捕杀的风险。中国在此方面进行了多种有益的工作，取得了显著成效，如东北虎、梅花鹿等的驯养和繁殖。 （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

第三章 农业生态系统的综合结构

生态系统的结构是指生态系统组分在空间、时间上的配置及组分间的能物流顺序关系。 生态系统的结构是功能的基础，只有合理的结构才能产生高效的功能。

第一节 概述

• 一．生态系统的结构

生态系统的结构就包括生物组分的物种结构（多物种配置）、空间结构（多层次配置）、时间结构（时序排列）、食物链结构（物质多级循环），以及这些生物组分与环境组分构成的格局。

• 物种结构：生物物种是生态系统物质生产的主体。不同生物种类的组成与数量关系的格局构成生态系统的 物种结构。

• 时间结构：指在生态区域内各生物种群生活周期在时间分配上形成的格局。

• 空间结构：空间结构是指生物群落在空间上的垂直和水平格局变化，构成空间三维结构格局。

水平结构：指在一定的生态区域内，各种生物种群所占面积比例、镶嵌形式、聚集方式等水平分布特征。

垂直结构：指生物种群在垂直方向上的分布格局。在地上、地下和水域都可形成不同的垂直结构。

• 营养结构：指生态系统中生物间构成的食物链与食物网结构。

食物网是是生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的主要途径。

•      二．合理农业生态系统结构的标志 生物适应环境

生物与生物之间相互配合 组分之间量比关系协调

有利于农业生产的可持续发展 有较高的生产力和经济效益

第二节 农业生态系统的水平结构

• 一．农业生态景观与农业生态系统的水平结构 （一）景观多样性

农业景观是由多种类型的在景观上有差异的农业生态系统的集合所组成的区域。

对于景观多样性来说：

（1）只有多样生态系统的共存，才能保证物种多样性和遗传多样性；

（2）只有多种生态系统的共存，并与异质的立地条件相适应，才能使景观的总体生产力达到最高水平； （3）只有多种生态系统的共存，才能保障景观功能的正常发挥，并使景观的稳定性达到一定水平。 （二）边缘效应与生态交错带（ ecotone）

在景观中不同斑块连接之处的交错区域为生态交错带。 在生物圈中，有如下一些交错带类型：

1．城乡交错带：在城市与农村之间的过渡地带。由 于人口数量和质量、经济和物质能 量交换水平等因素，使得这一过渡 带表现出十分迅速和不稳定的特征

２．干湿交错带：从比较湿润向比较干燥变化的过渡地带。

３．农牧交错带：在农业地区和牧业地区的衔接处， 形成的交界地带。

２．干湿交错带：从比较湿润向比较干燥变化的过渡地带。

５．群落交错带：不同生物群落之间的交界地带。如 森林与草原、草原与湖泊之间的交 界地带。

二、农业生产的三种农业区位

（一）自然区位：自然条件差异为农作物与牲畜结构 安排的重要因素。

（右图为沙漠中的骆驼和南方的荔枝）

（二）杜能农业区位：农产品只有到达市场才能获取效益，而运输成为制约条件。这样在自然区位的基础上增加了受运输制约的农业专业生产区域。 杜能假设这样一个与世隔绝的孤立国 : （1）在农业自然条件一致的平原上,农产品能够实现销售的唯一市场是中心城市。 （2）农产品农产品的唯一运输工具是马车。 （3）农产品的运费与重量及运输距离成正比。 （4）农作物的经营以获取最大利润为目的。

根据这样的假设, 杜能为孤立国推断出围绕中心城市的六个同心圈层，每个圈层分别有不同的最适农业生产结构 (见右图 )

杜能的农业圈 一、自由农作圈 二、农作圈 三、轮作农业圈 四、谷物农作圈 五、三圃式农作圈 六、畜牧圈 七、自然区域

两个结论：

1 ）生产集约度理论：越靠近中心城 镇，生产集约度越高。 2 ） 生产结构理论 ：易腐烂变质、不耐贮存和单 位重量价格低的农产品在靠近城市的区域生 产，反之亦然。

（三）生态经济区位：经济高速发展阶段，自然条件 对农业的生产结构格局影响能 力上升。（右图为蔬菜基地）

三、社会经济条件对农业生态系统水平结构的影响

（一）人口密度梯度:人口密度对农业生态系统结构的影响是综合的。人口密度增加使人均资源量减少，劳动力资 源增加，对基本农产品的需求上升。

这样，必然使农业向劳动密集型转化。

（二）城乡经济梯度:农业生态系统受城镇的影响，即离城镇的远近。

第三节 农业生态系统的垂直结构

• 一、自然地理位置与垂直结构 (一)流域位置：

从上游 —— 中游 —— 下游

海拔、温度、养分、水分、自然景观、生产力、经济发展等变化 （二）地形变化

1、大尺度地形变化：如四川、云南高原：

川滇高原随海拔变化的农业生态系统的结构（孙颔，1994）

中暖层：发展粮、油、生猪、蚕桑、烤烟等） 高寒层：细毛羊、冷杉、铁杉等

四川省米易县农业综合开发示意图（卢良恕，1993）

从低热层（甘蔗、冬春季蔬菜、热带性果树、药材等）

2、小尺度地形变化

如广东潮州市官塘区秋溪乡的农业生产布局， 坡顶用材林，坡腰经济林、果树，坡脚果树， 旱地蔬菜、旱粮，水田水稻，低洼地养鱼等。

• 二、农田立体模式

1 ．农作物间作：玉米 // 大豆（甘薯、棉花）， 小麦 // 棉花（蔬菜），棉花 // 油菜等。 / 套作， // 间作， - 复种， →隔年，×混作

2 ．稻田养鱼：鱼类取食浮游生物和水稻害 虫，减少病虫害，增加水体氧气；鱼类的粪便 和排泄物作为水稻的肥料。主要分布在四川、 湖南、江西、江苏、广东

农作物间作

鸭稻共作

• 三、水体立体模式

1、鱼的分层放养：利用鱼的不同食性和栖息特性

上层鱼：鲢鱼、鳙鱼，以浮游植物和动物为食；

中层鱼：草鱼、鳊鱼，以浮萍、水草、蔬菜、菜叶等； 下层鱼：鲤鱼、鲫鱼，以底栖动物、有机碎屑等杂物。 2、鱼牧结构： 如鱼鸭（猪、鸡、鹅等）混养。

基塘系统：粤、浙、苏一带。桑基鱼塘、 蔗基鱼塘、 花基鱼塘、 果基鱼塘、 杂基鱼塘（如牧草、蔬菜、粮作等）。

基塘系统随时间的变化。

(右图为各式鱼牧结构图)

四、养殖业立体模式

1、分层立体养殖：节约棚圈材料和综合利用 废气物，如米泉县种猪场，上层笼养鸡， 中层养猪，下层养鱼。 2. 林鱼鸭立体种养：湖北省新洲县林科所，在低洼积水区。 五、农林立体模式

1、农林业系统 (agroforestry) 的定义：同一土 地单元或农业生产系统内既包含木本植物又包 含农作物或动物的一种土地利用系统。

特点：复合性、系统性、集约性。在发展中国家 发展迅速。 2、农林业模式举例

（ 1 ）桐粮间作：华北平原已达 300 多万公 顷。分布在河南、山东等地。有几种类型：以 农为主、以桐为 主、桐粮并重等。

（ 2 ）枣粮间作：华北、西北等地，尤其在河北、山东较多。有枣树为主、枣粮并举、农作物为主等类型。 （ 3 ）林胶茶复合经营：在热带地区（云南、海南等）。防护型 立体结构，具有良好的环境（减少水土流失,

减少病虫害等）和经济效应。如海鸥农场茶叶 作为绿色食品，效益很好。

胶--茶间作生态农业模式 果--药间作生态农业模式 桉树--菠萝间作生态农业模式

（ 4 ） 林药间作：许多药用植物喜阴凉、湿润的 环境。

南方丘陵区： 杉木、桐树与黄连、魔芋、天麻、 三七、胡椒、肉桂、咖啡、可可等； 华北平原 ：泡桐间作芍药、贝母、板蓝根、天南 星、金银花等；

东北： 松树、杉树间作人参、桔梗等；三北农牧 区：胡杨间作干草等。 立体结构的生态学基础：

（ 1 ）对资源利用的种间互补（空间、时间、 营养等）

（ 2 ）对系统稳定性方面的互补（抗灾，减少病虫 害，改善生境，提高土壤肥力等）

第四节 农业生态系统的营养结构

• 一、食物链 (food chain)

食物链是指生物成员之间通过取食与被取食的关系所联系起来的链状结构。

食物链是生态系统营养结构的基本单元，是物质循环、能量流动、信息传递的主要渠道。

• 二、食物链的类型 ：

1.捕食食物链 (grazing food chain) ：

从绿色植物开 始，再到草食动物，肉食动物。如青草 - 兔子 - 狐狸 - 老虎

2.腐食食物链 (detritus food chain) ：

又叫碎屑食物链，主要以死的有机体或生物排泄物为食物，将有机物分解为无 机物。如：植物残体 - 蚯蚓 - 鸡

3.寄生食物链 (parasite food chain) ：

以寄生方式取食 活的有机体而构成的食物链。如：大豆 - 菟丝子，蛔 虫 - 马（牛）

实际生态系统中，经常是以食物网的形式存在。 (如右图为一食物网) 三、食物链结构类型 1 ．食物链加环的作用

（ 1 ）提高农业生态系统的稳定性。农业生态系统食物链结构简单，引入捕食性昆虫或动物 可抑制病虫 害发生。

（ 2 ）提高农副产品的利用率

（ 3 ）提高能量的利用率和转化率。如绿肥 - 回田 变为绿肥喂牛或猪。 2 ．食物链加环类型

（ 1 ） 生产环：将非经济产品转化为经济产品

（ 2 ） 增益环：加大了生产环的效益，如猪、鸡粪 - 蚯蚓 - 饲料 - 促进猪、鸡的消化 （ 3 ） 减耗环：捕食性天敌的引入，减少生产消耗， 增加系统生产力

（ 4 ） 复合环：具有两种以上的功能。稻田养鱼、鸭 具有减耗、生产的功能

（ 5 ） 加工环：通过加工增值，有传统加工，多次加 工等。木材 - 家具；玉米 - 淀粉、玉米油。食物链加环应注意：加环并非越长越好；讲究综合效益 3 ．食物链解列：

（ 1 ）处理污染土壤：非食用的用材林、薪碳 林或花卉等

（ 2 ）污水处理：生物净化，如凤眼莲、浮萍、水 花生、芦苇、宽叶香蒲、水葱、香根草等。污染指标： BOD 、 COD 、氮、磷、重金属等。 4 ．食物连结构举例

（1）以养殖业为主：鸡粪喂猪，猪粪养蝇 蛆，蝇蛆作饲料喂鸡，剩余猪、鸡粪回到农田 循环利用。 （2）畜禽-沼气食物链结构：

以沼气为纽带：如畜-沼-果模式（广西 恭城县和广东梅县等）

北方四位一体庭院能源生态模式：厕所-- ---猪舍--------沼气------温室

（ 3 ）秸秆多级利用：秸秆 ------ 培养食用菌 ------ 菌渣作畜禽饲料 ----- 养鸡 ------- 鸡粪下沼气 ------- 沼气渣培养食用菌 - ----- 废料施于农田

（ 4 ）以污水自净为中心：辽宁大洼县西安生 态养殖场，三段净化四次利用。猪舍 - 水葫芦（吸 N ） - 细绿萍 ( 吸 P 、 K)- 鱼塘 - 稻 田

第五节 农业生态系统的时间结构

• 一、农业生态系统的时间结构

农业生态系统的时间结构是指在生态系统内合理安排各种生物种群，使它们的生长发育及生物量积累时间错落有序，充分利用当地自然资源的一种时序结构。

• 二、在农业生产中，调节农业生物群落时间结构的方式为间作、轮作、套作、轮养、套养等。 (一)作物套作 (relaycropping)

1 ．小麦套玉米： 华北地区，小麦收获前15-20 天套下去 2 ．麦 - 棉 - 绿肥间套作： 南北方粮棉种植区均普遍。

3 ．作物与蔬菜套种：小麦 --- 菠菜 ----- 番茄 ------ 大白菜四种四收结构

4. 果农间套作： 幼龄果园间套作一年生作物， 以短养长 (二)轮作 (rotation) 、轮养

1 ．作物的轮作： 如湖南的豆稻轮作；太湖流 域的粮食作物 ------ 绿肥作物轮作；东北玉米轮 作大豆 2 ．稻鱼轮作： 种一季稻，养一季鱼。如广东 的肇庆

3 ．动物的轮养、套养。如鱼的轮养，同时放足不同大小规格鱼种 ------- 分 期分批捕捞；同一规格鱼种多次放养，多次收 获 ；动物的轮牧： 牛 ------ 马或羊 (三)农业生产模式的演替

新开垦土地： 耐瘦瘠作物（牧草、绿肥、木薯 等----中产作物-----玉米、小麦------ 蔬菜 美国的谷地：放牧草场----- 大田谷场------经济作物------蔬菜-------水果 ------花卉园艺 食品生产：传统食品-------无公害食品-----绿色食品--------有机食品生产等

第四章 农业生态系统的能量流

Chapter 4 Energy flow in the agroecosystem

任何生命过程无不自始至终贯穿着能量、物质 和信息的有组织、有秩序的流动。能量的输入、传递、转化、做功，是生态系统最重要的功能；农业生态系统的能量流动，是体现农业 生产持续运转的基本过程

第一节 能量流动的基本规律

一、能量的基本概念,形态与度量

能量（ energy），在物理学上指的是物质具有作功的能力。能是物质运动的量度。 一般把能分为两种存在形式：潜能和动能。

•

潜能是静态能量，它是存在于物体内部的化学能量，具有作功的潜在能力，生态系统中有机物质的化学结合能是潜能的一种。

动能则与物体本身的质量、运动速度和相对位置有关，动能是物理学上所主要讨论的能量形式。

1．形态：日光能（ Solar energy) 化学能 (chemical energy) 动能 (Kinetic energy) 热能 (thermal energy) 2．度量卡或千卡（生态学上） calory 焦耳（农业工程上，为目前国际标准单位） joule

• 二、生态系统的能量来源

1.太阳能：占 99% 以上

2.自然辅助能 (natural a uxiliary energy ) ：如 地热能、潮汐能、核能等占 <1%

3. 人工辅助能 (artificial auxiliary energy) ：人畜 力、燃料、电力、肥料、农药等农业生态景观 与农业生态系统的水平结构

• 三、能量流动的基定律

（一）热力学第一定律认为：一个系统的任何状态的变化，都伴随着吸热、放热和做功，而系统的总能量并不增加或减少，它是守恒的。

即Δ E=ΔQ+ΔW。ΔE表示系统内能的变化，ΔQ表示系统吸热或放热，ΔW表示自身做功或系统对外做功。

实际上，能量的当量转换关系不限于热、功和内能之间，各种形式的能量都有当量转换关系。在生态系统中，太阳的辐射能，大部分通过地面、水面、生物表面等反射、散射和蒸发蒸腾耗能而离开生态系统；只有小部分通过绿色植物的光合作用转化为有机物质中的化学潜能。

（二）热力学第二定律认为：由于总有一部分能量散发为不能再利用的热能，能量从一种形态转变为另一种形态的效率，总不可能是百分之百。

自由能是系统中可用于做功的那一部分能量。自由能做功后即衰变为不能利用的无用能，通常是分散的热能。 由热力学第二定律可知，世界上一切有序的结构、格局、安排都会自然地趋向于无序。要使系统维持有序状态，只有使系统获得更多的潜能以做功。 （三）普里高津的耗散结构理论

一个远离平衡态的开放系统，通过与外界环境所进行的物质、能量的不断交换，就能克服无序状态，维持稳定状态。 生态系统为一个具有耗散结构的开放系统，服从热力学第二定律。

• 四、能量流动

的特征 1 ．能流

是单向流动

2 ．能流是能量不断递减的 过程

3. 能量流动的途径和渠道是食物链 (food chain) 和食物网 (food web)

第二节 初级生产的能量转化

• 一、初级生产中的能量平衡关系

（一）初级生产：是指自养生物利用无机环境中的能量进行同化作用，在生态系统中首次把环境的能量转化成有机体化学能，并贮存起来的过程。

其中绿色植物光合作用固定太阳能生产有机物的过程，是最主要的初级生产，是生态系统能量流动的基础。 初级生产者包括绿色植物和化能合成细菌等

(二) 净初级生产量 = 总初级生产量 - 呼吸量

• 二、初级生产力的潜力估算与分析

光合作用

光能自养型（硫化细菌）

（一）作物生产力估算的重要意义在于：

1.提供作物的理论产量，定量表达在一定的气候、土壤和农业技术水平下作物可能达到的生产能力，预示农业的发展前景；

2.为国家或地区制定农业发展规划，确定投资方向及有关农业的依据； 3.是估算土地人口承载能力的基础；

4.是揭示作物生育规律、产量形成与环境条件相互作用的机制，对定量分析资源利用程度、生产 潜力、产量因素等的有效的手段。

（二） 初级生产力测定的方法：主要分为直接测定和间接测定 直接测定是测定初级生产者的生物量

间接测定是通过测定初级生产者的代谢活动的情况，如测定 O２或CO2的浓度变化等再对初级生产力进行推（估）算。

使用光合作用测定仪测定和利用遥感（卫星）技术间接测定则是比较先进的方法。

• 三、提高农业初级生产力的途径

1、因地制宜，增加绿色植被覆盖，充分利用太阳辐射能，增加系统的生物量通量或能通量，增强系统的稳定性。 2、适当增加投入，保护和改善生态环境，消除或减缓因子的制约。 3、改善植物品质特点，选育高光效的抗逆性强的优良品种。 4、加强生态系统内部物质循环，减少养份水分制约。

5、改进耕作制度,提高复种指数,合理密植,实行间套种,提高栽培管理技术。

6、作物群体结构，尽早形成并尽量维持最佳的群体结构。

第三节 次级生产的能量转化

次级生产:是指异养生物的生产,也就是生态系统消费者、分解者利用初级生产量进行的同化、生长发育、繁殖后代的过程 。 次级生产者:大农业中的畜牧水产业和虫、菌业生产都属次级生产。

• 一、次级生产的能量平衡

P=NI+I I=A+(R1+R2)+(F+U+G)

P 初级生产总量 Ni 未食用部分 I 食用部分 A 贮存量 R1 体增热 R2 维持能 F 固体排泄物 U 液体排泄物 G

气体排泄物

• 二、次级生产在农业生态系统中的地位和作用 1.转化农副产品，提高利用价值 2.生产动物蛋白质，改善食物构成。 3.促进物质循环，增强生态系统功能。 4.提高经济价值。

• 三、我国农业生态系统的次级生产 1.生产结构上：

我国应由以猪为主的单一结构向禽、蛋、猪、水产多元结构转变。加快发展家禽。 2.次级生产精料转化效率低

主要原因是饲料资源高度分散和蛋白质饲料短缺。我国应大力提高饲料转化率，发展高蛋白质饲料。

• 四、初级生产与次级生产的关系 1.次级生产依赖初级生产。

2.合理的次级生产促进初级生产。

3.过度放牧破坏初级生产，使草原退化。

• 五、次级生产的改善途径

1.调整种植业结构，建立粮 - 经 - 饲三元结构 2.培育、改良、推广优良畜禽渔品种 3.将分散经营适度集约化养殖 4.大力开发饲料，进行科学喂养

5.改善次级生产构成：发展草食动物、水产 业，发展腐生食物链，利用分解能等。

第四节生态系统中的辅助能

• 一、生态系统的辅助能

潮汐

风能

畜力

煤矿

• 二、人工辅助能对农业增产的意义

1.辅助能输入的作用是改善不良的生态环境条件，解除环境中一些因子的制约，促进农作物对日光能的吸收、利用和转化。

2.总的来说，随着人工辅助能投入的增加，特别是工业辅助能投入量的增加，产量明显提高。

3.工业辅助能投入的增加也带来了能源短缺、环境污染和成本提高等问题。今后应优化辅助能投入，提高辅助能的利用效率。未来农业更多的是应该更多地投入科学技术和信息，替代工业辅助能的直接投入。

• 三、农业生态系统的能流特征和转化效率 1.自然生态系统与农业生态系统的比较 自然生态系统：主要是自然辅助能。 农业生态系统：自然辅助能和人工辅助能 能量的大量输入输出。

2.不同类型农业生态系统的比较不同历史发展时期：

原始农业（ primitive agriculture) ：辅助能投入少，生产力低

传统农业（ traditional agriculture) ：辅助能投入多，生产力相对高

现代农业 (modern agriculture) ：辅助能投入更多，生产力大大提高 、次 级生产的改善途径

第五节 生态系统的能量关系

• 一、生态系统的能流路径

1.太阳辐射能通过光合作用进入生态系统,成为生态系统能量的主要来源。

2.以植物有机物质形式贮存起来的化学潜能,沿着食物链和食物网流动,驱动生态系统完成物质流动、信息传递等功能。

3.化学潜能贮存在生态系统的生物组分内，或者随着产品等输出，离开生态系统。 4.植物、动物和微生物有机体通过呼吸作用释放热能，并散失。

5.辅助能对以太阳辐射能为始点，以食物链为主线的能量流动起辅助作用。

• 二、生态效率和生态金字塔 1.生态效率： 即食物链各环节上的能量转化效率

2.生态金字塔是指由于能量每经过一个营养级时被净同化的部分都要大大少于前一个营养级，当营养级由低到高，其个体数目、生物量或所含能量就呈现类似埃及金字塔的塔形分布。

3.林德曼的十分之一定律：在自然条件下，每年从任何一个营养级上能收获到的生产量，按能量计只不过是它前一个营养级生产量的十分之一左右。

• 三、能与人类社会的发展

1.能量是生态系统一切过程的驱动力，能量的开发利用是人类社会发展的必要条件。 2.当今世界经济和农业的发展是以能量消耗的增加为条件的。

• 六、农业生态系统能流关系的调整方向

1.重视初级生产，扩大绿色植物面积，提高光能利用效率，为稳定环境和扩大能流规模奠定基础。 2.调整生物组合，优化农业生态系统结构。 3.开发农村新能源，提高生物能的利用效率。 4.开发和推广节能降耗技术。

5.优化人工辅助能投入，提高能量利用效率。 6.大力发展农业科技和信息产业。

第五章 农业生态系统的物质循环

Chapter 5 Nutrient Cycle in Agroecosystem

物质循环指生态系统的一切物质，包括有机物、无机物、化学元素和水（作为介质）在生物与环境不同组分之间的频繁转移和循环流动。

第一节 生态系统物流的一般特点

• 一、生命活动中的营养元素

1. 基本元素： >1% ： C 、 O 、 H 、 N 、 K

2. 大量元素： 0.1-1%: Ca 、 Mg 、 P 、 S 、 Cl 、 Fe 、 Cu

3. 微量元素： <0.1% : Al 、 B 、 Br 、 F 、 I 、 Mn 、 Mo 、 Si 、 Zn 等

• 二、 物质循环的库与流

1. 库：物质在运动过程中被暂时固定、贮存的场所。

（ 1 ）贮存库 (storing sink) ：容积较大，交换慢，一般为 环境库。如土壤库、大气库、水体库等 （ 2 ）交换库 (exchange sink) ：容积小，交换快，一般为 生物库。如植物库、动物库等。 2. 流：物质在库与库之间的转移运动状态。

生态系统中的能流、物流、信息流使生态系统中各组分联系起来。

• 三、 物质循环的特征

物质循环在生态系统中是时刻进行的，并与能 量流动紧密结合在一起，它们把各个组分有机 地结合在一起，共同构成及其复杂的能量流动 与物质循环网络系统，从而维持了生态系统的 存在。 物质循环是双向流动，而能量流动则是单向 的，是不可逆的。

1 . 生物量 (biomass) 与现存量生物量：某一时刻，单位面积或体积内积存的有机物质总量。

生物量又可叫现存量 = 生产量 + 减少量。

净生产量 = 总生产量 - 呼吸量。

2. 周转率 (turnover ratio,R) 与周转期 (Turnover time,T)

R=FI/S=FO/S

FI 流入量 FO 流出量 S 库存量 T=1/R 物质更换所需要的时间。

物质在运动过程中，周转率越高，周转期就越短。

3. 循环效率（ Efficiency of cycle, EC ）：

EC=FC/FI FC 循环物质 , FI 总输入物质

• 四、 物质循环的类型

1. 物质循环的概念生态系统从大气、水体和土壤等环境中获得营养物质， 通过绿色植物吸收，进入生态系统，被其它生物重 复利用，最后再归还于环境。

2. 生物地球化学循环化学元素在生物圈内从环境 - 生物 - 生物 - 环境的流动和 循环。包括：

（ 1 ）地质大循环：在五大自然圈进行循环。时间长，范 围广，闭合式 （ 2 ）生物小循环：在生态系统水平上。时间短、范围 小、开放式。 3. 物质循环的类型根据物质的贮存库可分为： （ 1 ）水循环 贮存库：水圈，属液相型循环 （ 2 ）气相型循环

贮存库：大气圈或水圈，以气体的方式参与循环，循环迅 速、完全 代表物质： C 、 O 、 N 、 F （ 3 ）沉积型循环

贮存库：岩石圈和土壤圈，循环缓慢、周期长，不完全

代表物质： S 、 P 、 Ca 、 Na 、 Mg 、 Fe 、 Cu 、 Si

过程：岩石、土壤 --- 风化 --- 植物利用、沉积 ---- 回到环境 ---- 风 化、重新利用 4. 农业生态系统物质循环：

农业生态系统是在人类生产活动的干预下，农业生物群体与其周围的自然和社会经济因素彼此联系、相互作用而共同建立起的固定、转化太阳能和其它营养物质，获取一系列农副产品的经过人工驯化的生态系统。

第二节 水循环（ water cycle)

• 一、水循环过程

水是原生质的主要组成成分，是生命活动和生物化学过程赖以进行的介质，水又是调节环境温度的冷却剂 水循环是生物地球化学循环中最重要的循环。

水循环主要由四大过程组成：蒸发、水汽运输、降水和径流。 水循环过程

水域、冰雪融化 ---- 大气层 ---- 降雨 过程：蒸发 ---- 水汽输送 ---- 降水 ----- 径流

全球水循环是由陆地的、海洋的、区域的或局部的许多循环组成的。水循环的水平衡方程为： P=E+T+ΔS+ΔG+R。式中：P为降水，E为蒸发，T为蒸腾，ΔS为土壤水分变化，ΔG为地下水变化，R为地表径流。

• 二、农田生态系统的水分平衡 输入项：降水 (Rain, R) 、灌溉 (Irrigation, I) 、地下水上升 (underground water up) 输出项：蒸发蒸腾 (Evaporation and transpiration, ET ）、渗漏 (Percolation, P) 、侧漏 (S) 、排水 (Drainage, D) 以及农田持水 (Occupying water) 。

• 三、水分流、养分流与能流的关系

（一）水循环由日光能驱动：太阳能使冰雪融化，液态水变为气态水进入大气。太阳辐射所引起的大气环流导致水汽的移动及水汽受冷凝结致雨，从而在海洋、大气、陆地、地表水和地下水之间形成循环流动。

（二）生命必需的元素除碳、氧、氮外，多种营养元素是通过水进入生态系统的。

其中数量最大的离子形态养分是 Ca2+ ，Na+，K+ ，NO3- ，PO43-，SO42- 和CO32- 。

（三）植物吸收养分必须在水分作为介质，在能量的驱动下才能完成。

• 四、人类活动对水循环的影响 1. 植被破坏：水土流失、河流洪涝或干枯

2. 兴建大型水利工程：改变流域的水平衡，造成 流域不同部位盐碱化、沼泽化和干旱化

正面效应 ：防洪、发电、航运、灌溉 负效应：改变流域水平衡，局部地下水位升降， 上游水库淤积；水库下游河床下切；改变生物 的栖息环境等。

三峡大坝

4. 过度开采地下水：造成水位下降、河

流干枯、 海水入侵等

3. 围湖造田：地表水蓄水、调洪能力降低，易造 成地区性干旱 （如湿地的减少）

• 五、 我国水资源开发利用方面存在的问题

（一）现有水利设施不能适应农业和现代化建设的需要。

（二）现有水利工程及田间渠系配套等遗留问题比较多。

（三）水体污染日趋严重。

（四） 地下水的超采严重（如在北方旱区、一些大中城市中），形成地下水位下降和地下水漏斗以及地面下沉现象。

• 六、农业生态系统的水分管理

（一）植树造林，发挥“绿色水库”作用，扩大土壤的水分库容。 （二）加强农田水利基本建设，提高水分利用率 （三）改变耕作制度与管理方式，发展节水农业 （四）防治水体污染

（五）加强全流域的水资源保护与统一调度

第三节 碳循环（ Carbon cycle)

• 一、碳的贮存库（ stored sink) 1. 大气圈（ CO2 ） 2. 生物圈（有机分子） 3. 土壤 ( 有机质）

4. 岩石圈（化石燃料和沉积岩） 5. 水圈（溶解 CO2 和碳酸钙）

• 二、碳循环过程

1. 细胞水平上光合作用和呼吸作用 2. 个体水平上大气 CO2 和植物之间 3. 生态系统水平上

大气 CO2--- 植物 --- 动物 --- 微生物4. 地质大循环

• 三、农业生态系统中的碳素流动

农业生态系统中碳素流动包括以下几个过程： （1）碳素通过作物的光合作用从大气流向作物。 （2）碳素自作物流向土壤。

（3）碳素沿食物链向家禽家畜和人体流动，然后由人畜粪便及其遗体等重新进入环境。 （4）土壤向大气排放CO2 。 （5）土壤向大气排放CH4 。

（6）人为施入土壤中的碳量，主要包括有机肥和化肥（尿素）中的碳量。 （7）作物收获移出农业生态系统的碳量。

• 四、人类活动对碳循环的干扰及全球变化对农业生产的可能影响

（一）全球变化是指由于人类活动排放温室气体而产生温室效应导致全球气候变暖、降水量增加、海平面上升，并由此而产生一系列生态和环境变化的总称。 （二）人类活动对大气中二氧化碳浓度的影响

自从人类出现以来，一系列与碳元素有关的经济活动不断加入到碳循环过程中来，这其中最主要的活动是燃烧矿物燃料和砍伐森林。前者的影响是大大加快了岩石圈中有机碳的消耗和二氧化碳的排放，后者则减弱了生物圈同化二氧化碳的能力，其最终结果是打破碳循环原有的平衡，使大气中二氧化碳浓度增加。

Concentration of CO2

Global CO2 increase

（三）人类活动对大气中甲烷浓度的影响

甲烷俗称沼气，其浓度在温室气体中占第二位。其增长与世界人口的增长有非常大的相关。甲烷的主要源地是沼泽、稻田及牲畜反刍。 （四）温室效应

大气中的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氯氟碳（ CFCs）、水蒸气等可以使短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收长波辐射，因此，这些气体有类似温室的作用，故称上述气体为“温室气体”，由此产生的效应称为温室效应。

第四节 氮循环（ Nitrogen cycle)

一、氮的贮存库（ stored sink)

1. 岩石圈 93.8% nitrogen in lithosphere 参与循环很少

2. 大气圈 6.2% molecule in atmosphere 为 N 循环的主要贮存库

• 二、氮素的输入和输出

•

1. 输入：

生物固氮，工业固氮，

高能固氮：闪电、宇宙射线、损石、火山爆发

生物固氮：主要有共生固氮作用，自生固氮作用和联合固氮作用三种类型，其中，共生固氮作用贡献最大。 2. 输出：燃烧，挥发反硝化 ， 渗漏

三、氮循环

氮的循环与碳的循环大体相似，但很多环节上都有特定的微生物参加

•

三、人类活动对氮循环的影响

1. 含氮有机物燃烧产生 NOx 污染大气温室气体 2. 过度耕种使土壤氮素肥力下降

3. 工业固氮抑制生物固氮，造成氮素局部富积和氮循环 失调（水体富营养化） 4. 不合理施肥造成氮素流失污染地下水、蔬菜盐中毒 四、农田氮素控制的途径

1. 改进氮肥施用技术分次施肥、氮肥深施、缓效肥等 2. 平衡施肥和测土施肥 3. 采用硝化抑制剂 4. 合理灌溉

5. 做好水土保持工作

•

第五节 磷循环（ Phosphorous cycle)

• 一、磷的贮存库及循环过程 1. 岩石土壤圈主要是地壳

2. 磷循环过程生物小循环和地质大循环

• 二、农业生态系统磷的循环

1. 磷的输入施肥 作物残体 大气沉降 灌溉

2. 磷的输出作物收获土壤侵蚀及淋失 渗漏

• 三、人类活动对磷循环的影响 1. 磷矿开采与消耗 2. 磷肥的施用与流失

3. 生活废水、工业污水排放导致富营养化、赤潮（红潮） eutrophication 、 red tide

赤潮（红潮）

第六节 钾循环（ Potassium cycle ）

• 一、土壤生态系统中的平衡 输入：动植物残体施肥 输出：作物收获流失渗漏

• 二、农业生态系统的钾素利用和管理 1. 作物秸秆回田、施用草木灰

2. 施用有机肥和种养绿肥不成土壤钾素 3. 合理耕作促使难溶钾有效化 4. 合理施用钾肥

第七节 硫循环（ Sulfur cycle ）

一、农业生态系统中硫的平衡

1. 输入土壤矿物风化大气硫沉降施用含硫肥料灌溉 2. 输出作物收获流失气态挥发

•

二、人类活动对硫平衡的影响

1. SO2 气体大量排放燃煤、燃油、燃气、矿治、农业活动

2. 酸雨及其危害 pH <5.6 对植物、土壤、水体、湖泊、建筑物等产生 负面影响

•

一棵受酸雨腐蚀的树

酸雨的危害

第八节 农业生态系统的养分循环

• 一、养分循环特点

1 ．有较高的养分输入率和输出率

2 ．系统内部养分的库存量较低，但流量大，周转快 3 ．养分保持能力弱，流失率较高 4. 养分供求同步机制较弱

• 二、养分循环的一般模式

1.农业生态系统的养分循环主要在土壤、植物、畜禽和人这四个养分库之间进行，同时，每个库都与外系统保持多条输入与输出流。

2.土壤是农业生态系统的养分的主要贮存库，土壤接纳、保持、供给和转化养分的能力，对整个系统的功能和持续性至关重要。

3.农业生态系统及其各养分库的输入与输出，养分库存量及其随时间的变化，各养分库及相应的输入输出对整个系统养分再循环和收支平衡的贡献，都通过定量化的养分循环模型而表现出来。

• 三、农田生态系统养分平衡的主要收支项

1.农田养分的输入包括：化肥、有机肥、降水和灌溉水的输入。 对于氮素很重要的是生物固氮和雷电固氮。

2.农田养分的输出包括：收获物的输出及其淋失、流失、反硝化、蒸散和氨的挥发。

养分的淋失量包括渗漏至根系活动层以下的数量和侧向渗漏至系统水平界之外的数量。

• 四、土壤有机质与农田养分循环 1. 有机质的作用

（ 1 ）是各种养分的载体

（ 2 ）为土壤微生物提供生活物质

（ 3 ）具有和硅酸盐同样的吸附阳离子的能力 （ 4 ）保蓄水分、提供抗旱、抑制线虫等 2 ．农田土壤有机质的积累与分解

（ 1 ）积累： 根茬、落叶、秸秆还田、畜肥、生物遗 体、排泄物等

（ 2 ）分解： 土壤微生物要求土壤有机质保持一定的碳 氮比 20-25 ： 1

• 五 、农田养分循环的调节 1. 调节的原则

（ 1 ）多样化的养分输入 （ 2 ）建立养分循环再生机制

（ 3 ）提高土壤肥力和保持养分，减少养分流失 （ 4 ）系统的整体优化 2. 调节的途径

（ 1 ）建立合理的轮作制度：用养结合

（ 2 ）农林牧相结合，发展沼气，促使秸秆回田

（ 3 ）措施优化：有机无机结合、 N 、 P 、 K 比例协调、 少免耕、覆盖等 （ 4 ）废弃物回收利用

第九节 污染物对农业生态系统的影响及其利用

与生物地球化学循环有关的全球型的生态环境问题 有：温室效应，臭氧层破坏，酸雨，污染，土地退化。 • 一 、有毒污染物在食物链上的浓缩 食物链的浓缩作用 ( 生物学放大作用）：有毒物质沿食物链各营养级传递时，在生物 体内的残留浓度不断升高，愈是上面的营养级，生 物体内有毒物质的残留浓度愈高的现象。

• 二 、主要污染物的危害及其防治

1. 重金属污染（ heavy metal pollution) Hg 、 Cd 、 Pb 、 As 、 Cu 、 Zn 、 Fe 、 Mn 等 密度 >4.5g/cm2 2. 农药污染（ pesticide pollution) 采取措施：

（ 1 ）加强农药立法管理

（ 2 ）开发高效、低毒、安全的无公害农药和生物 农药 （ 3 ） IPM(integrated Pest Management) 综合管理 （ 4 ） 改进用药技术

3 . 畜禽粪便污染易造成富营养化、含有病原微生物等 处理措施：

（ 1 ）作肥料（ 2 ）作饲料 （ 3 ）作培养料（ 4 ）作燃料 4 . 固体废弃物污染如垃圾、污泥等 处理措施：

（ 1 ）填埋（ 2 ）焚烧

（ 3 ）资源化处理（如作肥料）作燃料 5 . 其他：氟污染兽药和饲料添加剂污染污水

• 三、污染物的回收利用 1. 垃圾焚烧发电

2. 畜禽粪便发酵后还田 3.部分重金属回收利用等

第六章 农业的资源与效益

Chapter 6 Agricultural Resources and Efficiency

农业生产是自然再生产与经济再生产相统一的生态学过程。

农业资源是农业生态系统实现生产力的基本物质投入基础。 农业资源是指能应用到农业生产过程的所有自然资源和社会资源

第一节

农业资源

• 一、农业资源的概念与分类 1. 资源与农业资源

（ 1 ）资源定义：又称财源，资财的来源。包括人类需要的 一切物质、能量、技术、信息、资金等。 包括：a.自然界所赋予的自然资源： b.人类通过自身劳动提供的资源

（ 2 ） 农业资源定义：从事农业生产或农业经济活动所利用或可以利用 的各种资源。 农业资源与与农业生产关系密切。

如劳动对象：动植物生产资料：土地生产条件：水、热、气 2. 农业资源的分类根据资源与人的关系可分为：

自然资源（Natural resources):土地 、气候 、水 、生物

社会资源 (Social resources):技术、 劳力 、资金 、信息、交通等

根据资源再生与增长机理分为： （ 1 ）可更新资源（再生资源）： 太阳辐射、生物、水等

（ 2 ）不可更新资源(不可再生资源）： 燃料、金属等

（右图为水资源和铁矿）

• 二、不可再生资源的利用 1.加强替代资源的开发。 2.提高资源的利用效率。

3.加强象铁、铜这类金属资源的回收和循环利用。

• 三、再生资源的利用、保护和增殖 1. 利用与危机

太阳能、地热能、风能、水能等与地质变化有关，受人类影响较小。

森林、草原、动植物、土壤等与生物学过程有关，受人类影响较大。

利用速度大于更新速度

森林过伐、草原过牧、鱼类过捕（近海）、物种减少 土壤：

水土流失面积占国土面积的38.2%

沙漠化面积占国土面积的 27.3% 盐碱化面积占国土面积的 3.8%

2. 再生资源的保护核心：把资源开发利用的速度控制在资源再生能力允许 的范围之内。 （ 1 ）直接收获量

dN/dt = rN(1-N/K)-h h 为限定的收获量 当 dN/dt = rN(1-N/K)–h=0 ，处于平衡状态，

若 h < MSY ，则生物种群有两个平衡点

（ 2 ）开发能力

dN/dt = rN(1-N/K)-EN E 为开发能力 EN 为收获量

当 dN/dt = rN(1-N/K)–EN=0 ，处于平衡状态，平衡点 N 3 *=K(1-E/r)

调节开发能力 E ，可使收获量 EN 改变。

当 N 3 * 与 N* 重合时，开发能力达到最大值 (E max ), E max N* 为最大持续收获量 MSY ， 代入前式得 E max N*=MSY=rK/4,

因 N* =K/2 ，所以 E max =r/2 由于 OSY （ 4 ）经济杠杆调节 （ 5 ）人口 （ 6 ）替代资源的开发、利用 3. 再生资源的增殖

（ 1 ）森林：封山育林、培植速生丰产林、残林更新和 扩建新林 （三北防护林、广东绿化）

（ 2 ）草原：草种改良、人工种植、施肥灌溉、防鼠灭 虫等。

（ 3 ）渔业资源：对捕鱼季节、捕鱼地点和捕鱼工具的 ，放置鱼苗、人工鱼礁等 （ 4 ）野生动植物：建立自然保护区、开展人工繁殖等。

（ 5 ）环境净化。污水处理废气回收废弃物再利用

第二节资源利用的生态经济规律

• 一、自有资源利用的生态经济规律

H.Hotelling （ 1931 ）提出：资源的拥有者会根据资源价格和银行利率的变化决定资源的处理方式。 当资源价格上升的幅度大于银行利率时，产权人倾向保留资源； 当资源价格上升的幅度小于银行利率时，产权人倾向开采资源。 在市场的调节下，会使资源价格与银行利率的变化相协调。

• 二、公共资源利用的生态经济规律

资源经济学第二定律： Second law of resources economy

在一定的经济条件下，以公共资源形式存在的生物种群数量会稳定在一个水平上，在这个水平上对其开发利用的收益恰好对于其成本。

收益 R=PEN-CE

P 为价格， E 开发能力， N 为种群数量， C 为单位开发能力成本，

Nh 为种群数量变化 Nh =rN(1-N/K)-EN EN 为收获量 E=a.Q a 为比例系数 Q 为收获量 生物经济平衡时， R=PEN-CE Nh =rN(1-N/K)-EN Nh =0, R=0 则 N*=C/P E*=(r/K)(K-C/P)

第三节 农业生态系统的效益

农业效益 ：农业能够满足人类利益的效果。包括：社会效益 ,经济效益,生态效益

• 一、农业的社会效益

1.社会效益通常是指农业在满足人类社会最基本需求的效果，包括食物、衣着、燃料、住房和就业机会。 决定了农业在社会稳定中的基础地位。 2.农业对人类基本需求的不可替代性：

大多数食物、饮料和药用植物还未找到可替代的工业品；代用品的性能比不上天然产品；某些代用品的生产成本昂贵，无法与相应的农产品竞争；消费者对农产品的消费习惯难以改变；代用品也遇到能源或其它资源缺乏的；有些产品也出现农产品替代工业品趋势。

• 二、农业的经济效益

1.农业的经济效益 (econimic effect)是指农业在促进社会经济发展方面的效果，

包括劳动者通过农产品商品交换后获得的可用于扩大再生产和改善生活的利润，国家通过各种农业税从农业中获得的资金，以及农业生产和再生产过程中劳动占用和劳动消耗量同农业生产成果的比较。

农业经济效益常用产出与投入的比值来度量，比值越大，经济效益越好，比值越小经济效益越差。

2.收益递减规律是指资源转换系统的某一必要资源的输入从零开始不断增加，开始系统的输出量增加很快，当输入量达到一定水平后，输出量增加的速率逐步减慢、停止，甚至出现负值的现象。

收益递减规律出现的原因是具有一定结构的转换系统中的一种因子被逐步解除后另一些因子的作用逐步显现的结果。

3.替代资源组合的经济规律：获得最佳经济效果的替代资源投入组合中，各种要素每元投入引起的产值增加相等。

• 三、生态效益

（一）农业的生态效益是指农业在保护和增殖资源，改进生态环境质量方面的效果。 （二）中国的生态问题及防治

水土流失、沙漠化和土壤盐碱化是现代农业发展过程中 面临的世界性的问题。因此，水土流失的控制、沙漠 化的治理和土壤盐碱化的综合防治就是衡量生态效益 的重要指标。

1. 水土流失又叫土壤侵蚀，是土壤褪化的首要问题，已成为中国的头号环境问题。

水土流失的原因水土流失是人为因素和自然因素综合作用的结 果，是人口、资源环境、社会叠加效应的反映。 （1）地形复杂，山地、高原、丘陵占国土面积 69% ； （2）大部分地区降雨集中，雨水的冲刷强度大； （3）森林覆盖率低，且分布不均匀；

（4）迫于人口压力大肆开垦土地，特别是坡耕地。

自然因素为内因，人类活动是外因，而人口的增 加和人类活动则是主要原因。 水土流失的危害：

（1）土壤表土中所含养分流失，造成土壤贫瘠； （2）水域下游泥土淤积，阻塞航道、水库； （3） 造成流失区农民的贫困。 水土流失的防治：

水土流失的治理必须从流域生态系统优化的角度出发， 将生物、工程和农业措施相结合，以流域为单位、应用生态工 程原理、实行山、水、田、林和路综合与连续治理。

（1）水土保持的耕作技术措施；主要改变水土流失坡地的地面微环境，增加地面覆盖，减 少水土流失。如：等高种植、沟垄种植、间混套作、少耕免耕等。 （2）梯田工程；

（3） 坡地退耕还林还草；

2.荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的各因素造成干旱地区的土壤退化。是人类面临的十大全球性的生态环境问题之一

沙漠化日益加剧的原因 ：人类的活动是沙漠化的主要外因，人口增长增加 了生产的需求，加大了现有生产性土地的压力，使其逐渐演变 为正在发展中的沙漠化土地。 土地沙漠化防治技术：

（1）林草措施营造农田防护网和防沙林带，减低风速，防止 大面积流沙侵入绿洲，保护农田免受沙害。 （2）农田耕作措施通过增加地面覆盖增强地表抗蚀力。

（3）水利措施发展水利，增加农田有效灌溉，增加产量，改 变广种薄收的种植方式，广大荒山荒坡退耕还林还草。

3.盐碱化指在土体中对作物生长有害的水溶性盐类的积累 超过一定的限度，达到危害作物正常生长的一种土壤 类

型。

盐碱化的成因:

(1)自然因素：a.蒸发大于降雨的气候因素；b.地下水位高，水质矿化度大的水文因素；c.低洼内涝、易于积盐的地形因素；d.含盐高的海潮的浸渍。

(2)人为因素:主要由于排灌不利，耕作管理粗放，引 起地下水位抬高，加之强烈蒸发，使得土壤表 层积盐，发生次生盐碱化。

土壤盐碱化的治理 :

(1)工程措施 主要是改善农业生产基础条件所实施的治水、改土等农田水利工程。如排水、灌溉及其配套建筑物的建设等。

(2) 生物措施种植耐贫瘠、耐盐碱的作物，改善生态条件，逐步提高地利。

(3) 农业措施调整种植业和农业结构，合理利用土地资源，用养结合，培肥地力，提高土地生产力。

第七章 农业生态系统的调节与控制

Chapter 7 Adjustment and control of Agroecosystem

农业生态系统既靠自然调节，又靠人工调节。

农业生态系统和一般受控系统一样，调节和控制的一个重要机制就是利用信息流。

水稻对稻田杂草化感作用

蒲公英播种

蚂蚁通讯

水稻播种

免耕播种 温室

第一节 农业生态系统的信息流

• 一、农业生态系统中的自然信息流 信息系统包括：信源、信道、信宿 1 ．环境与动植物的信息关系 ：

如 日照时间长短 ----- 植物生殖发育信号 月亮和恒星的位置 ---- 候鸟飞行方向的信号 地球的磁场和重力 ----- 植物生长方向的信号 阳光与植物

水分与根系和叶片的激素

2 .植物与植物间的信息 如植物产生的次生代谢物质（化感作用） 如 水稻对稻田杂草化感作用

3 ． 植物与动物间的信息 ：

如 玉米受螟虫袭击时释放吲哚和萜烯类物质吸引天敌

4 ． 动物与动物间的信息 ：

如蜜蜂的舞蹈、蚂蚁的触角、海豹的尿作为领域界限。

• 二、农业生态系统中的人工信息流

1.访自然信息 ：如利用人工光源或暗室控制植物的花期，利用人工合成昆虫信息素进行害虫预测预报和诱捕虫等。

2.人工采集和生成的信息 如农民根据作物的长势长相判断栽培措施；利用灯光诱杀害虫等；利用气象卫星进行天气预报等。

3.社会信息 ：如人类利用广播、电视、邮电、出版物等进行信息的传递等。

• 三、自然信息与人工信息的比较

• 四、信息的量度和生态系统进化的量度 信息论的创始人： C.E.Shannon （香农）

信息量是该信息所消除的系统不确定性大小的一种量 度，信息量的单位为比特。 生态系统中的信息通常分为四类 1. 物理信息 2. 化学信息 3. 行为信息 4. 营养信息

第二节 农业生态系统的资金流

• 一、资金流

资金流（又称价值流:在农业生态系统中输入含一定劳动的社会资源，经过劳动生产，成为新的产品输出，新产品含有更高的价值，并在销售之后得到实现，这就形成了资金流。

农业生态系统的资金流:在现实生活中，社会资源的输入要用一定的资金按价格购买，产品的输出也按价格换回一定的资金，这样就形成了农业生态系统的资金流。

• 二、资金流与能物流的关系

1.相偶联的关系 ：通过价格来偶联，方向相反

如购买种子、肥料 --- 投入物质、能量，付出了资金 销售农产品 ------ 输出了物质、能量，得到了资金

2. 脱离了能流、物流的资金流

如经营者与财政金融部门的资金来往

当价格不合理，进行调节如进口收税，出口补贴

生产相对过剩， 价格低，销售补贴；

生产不足，价格高， 消费补贴 3.单独的能物流

如公共资源的利用和保护，并未伴随有资金的流入与流出，从而导致成本外滩和收益外泄， 易出现经济外部性问题，脱离了社会经济规律的制约。

• 三、农业生产过程的经济外部性 （一）经济的外部性问题：

经济的外部性问题即经济核算中忽略了在系统外部的，由全社会和全球承受的成本和收益。 经济的外部性可分为成本的外部性（成本外摊），和收益的外部性（收益外泄）。

1、成本外摊是指生产系统在生产的过程中，消耗了自然资源成本和利用了自然环境成本，但没有在系统的成本核算中得到反映的现象。

2、收益外泄是指系统在生产过程中增殖了自然资源，改善了自然环境，但没有在系统的经济核算中得到反映的现象。

3、时间关联的外部性：一种外部性是和时间有关的外部性问题。如前人植树，后人乘凉 （二）经济的外部性的 解决途径

1、在行政上，明确资源的所有权和使用权，划定保护区； 2、通过 资源与环境的法规建设 ，禁止有害环境的行为； 3、通过教育提高全民的环境和生态意识；

4、采用必要的经济手段。通过征收排污费，对破坏环境的罚款，对公用资源的使用实行征税，补贴保护资源和保护环境的工作，奖励对生态环境改善作出贡献的个人和单位。 （三）解决经济外部性的高斯（ Coase）理论：

这个理论实质上是证明通过产权的确定可以使经济的外部问题内部化。

高斯的理论证实：在市场充分发育和交易成本足够低的条件下，不管产权界定给谁，经济外部性问题都可以通过资源的产权确定来解决，而且产权的确定会同时使资源利用的社会总效益达到最大。

第三节资源环境影响的经济核算

一、资产定价

自然资源和生态环境过去认为自然资源与生态环境是无价的，而现代，自然资源与生态环境的研究、开发、利用、保护、增殖、规划等都投入了大量的劳动

即资产价格 P=C(1+I)+R

存在生产成本（ C ），占有者通过垄断所获得的超额利润（ R ）， I 为平均资金利润率，

二、自然资源与生态环境的利用分类 总经济价值

直接使用价值 ：如森林提供木材、旅游等

间接使用价值： 间接使用价值：森林对下游增产、吸收二氧化碳等 未来选择使用价值 ：如森林对未来生物多样性增加 非使用价值 ：如对文化传统、道德伦理等 三、自然资源和生态环境的资产定价方法 市场价格法 生产力评价法 替代成本法 间接机会成本法 替代市场法 旅行费用法 财产评估法 防护开支法 问卷调查法

第四节 农业生态系统的调节控制特点

一、农业生态系统机制的基本特点

1.兼有中心式和非中心式两种机制。 2.农业生态系统的层次。

（1）从自然生态系统继承的非中心式机制是农业生态系统的第一层。这个层次的通过生物与其环境、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中心的人工直接控制构成第二层。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形式之一。

（3）农业生态系统机制的第三个层次是社会间接。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、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，从而间接了农业生态系统。

• 二、自然

1.自然生态系统的是通过非中心式机制实现的。

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.自然过程可分为

（1）程序：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：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：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：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。 反馈作用可分正反馈和负反馈。

• 三、人工直接 1 ．途径：

（1）生态环境 ：

土壤环境：物理、化学、生物方法

气象因子：建棚舍、人工降雨、地膜覆盖、温室等 水分因子：修水库、水闸、灌溉方式 火因子：地表火与林冠火，以火克火等

（2）输入输出:输入物质和能量，输出产品，控制非 产品输出（污染物） （3）生物结构：

个体：品种改良、栽培、饲养方法群体：引进有益生物，控制有害生物。

（4）系统的综合(系统模式):农林结合，农牧结合，农渔结合，林牧结合，利用腐生食物链 2. 农业技术体系的确定：

(1）农业技术必须与农业生物的生理生态特性相适应： 如良种 与良法相结合（矮杆品种、抛秧等栽培技术） (2）农业技术必须与自然条件相适应 ：北方保温技术、南方防 止水土流失、减少酸性等 (3）农业技术必须与社会经济文化条件相适应

经济发达 ---- 人多地少 ----- 大型机械化（提高劳动生产率） 经济发达 ---- 人多地少 ----- 小型机械化（提高单产） 经济不发达 ----- 人多地少 ----- 劳力、智力（精耕细作） 3.农业技术之间的配套适应如水稻直播：生育期长、多次施肥

• 四、 社会间接

财贸金融：投资、利率、税收、价格 工业交通：运输、贮藏等

科技教育：宣传、教育、研究、推广 管理：、法令、制度等

•

第八章 农业的可持续发展

Chapter 8 Agricultural Sustainable Development

“可持续发展”（ Sustainable Development ）

是 21 世纪世界各国正确协调人口、资源、环境与经济间相互关系的共同发展战略，

是人类谋求生存与发展的唯一途径。

联合国可持续发展委员会

把完好的地球交给孩子

第一节 可持续发展的一般概念

• 一、可持续发展思想的由来

1.中国古代的环保思想，我国 2200多年前，“永续利用”的思想和定期封山育林的法令。 2.西方： 19世纪对林业和20世纪对渔业的研究，提出了可再生资源“可持续产量”问题。 3.近代和现在：

（1）1962年，美国生物学家R.卡逊的科普《寂静的春天》，针对有机农药的无节制使用会威胁人类生存。 （2）1972年，《增长的极限》：人口－灾难性的崩溃－－“零增长”。 （3）80年代，《建设一个可持续发展的社会》和《我们共同的未来》－－理论研究的不断深入。 （4）1992年，《21世纪议程》－－认识深化的结晶。

• 二、可持续发展的基本内涵

1.可持续发展是在满足当代人需要的同时，不损害后代人满足其自身需要的发展。 2.可概括为以下几方面：

（1）自然属性： 即可持续发展是不超越环境系统再生能力的发展。

（2）社会属性： 在生存于不超出维持生态系统承载能力的情况下，改善人类的生活品质。

（3）经济属性： 当发展能够保证当代人的福利增加时，也不会使后代人的福利减少，即不降低环境质量和不破坏世界自然资源基础的经济发展。

（4）科技属性：可持续发展就是建立极少产生废料和污染物的工艺或技术系统。污染并不是工业活动不可避免的结果，而是技术水平差、效率低的表现。

• 三、可持续发展的基本原则 1 ．公平性原则 2 ．可持续性原则

3 ．共同性原则（包括和谐、协调性原则） 4 ．发展性原则 5 ．安全性原则 6 ．参与性原则

• 四、中国的可持续行动

1 ．参加 1992 年环发大会

2 ．1992 年颁布《中国环境与发展 十大对策》 3 ．1994 年制定《中国 21 世纪议程》：是全球第一部国家级的“ 21 世纪议程 ” 。 4 ．1998 年《全国生态环境建设规划》

第二节 农业的历史发展阶段与现代农业发展思潮

• 一、历史上农业发展的几个阶段及其特点

国内外农业的发展大致经历了原始农业（游耕、游牧等）、传统农业和现代农业3个主要发展阶段。

1.原始农业：是指基本利用自然力而自发进行物质生产主要供给自己的初级农业形式。 主要形式有： 刀耕火种、转移农业、轮歇栽培、撩荒制 缺点：粗放、土壤肥力下降快、易发生水土流失、生产力低

2.传统农业或称传统固定农业：是指农民已有固定的住所和固定的农耕范围。 东方农业：间套作方式、地力维持靠耕作、施肥、用养 结合（地力常新论）

西方农业：三圃式农业（林、牧、作轮换） ------------- 发展为草田轮作，地力维持靠休闲。 特点：规模小、分散经营、劳动生产率低，商品率低、人口需求 压力大、收入低 3.现代农业

形式：机械化、大量施如入农药、化肥、设备

特点：大规模投入，消耗能源；用人工过程代替自然过程，用工业办法解决农业问题 效率：土地生产率、劳动生产率、商品率高

问题：环境破坏、作物品种基因单一化、资源危机、环境污染 4.各种替代农业：

包括 回归型：自然农业、有机农业 ；替代型：生态农业、集约农业、立体农业

持续性农业：低投入持续农业、高效率持续农业、精久农业等

（ 1 ）自然农业

五十年代日本的福刚正延开始实践。哲学 ：道教的 “ 无为思想 ”

方法 ：不翻耕，靠植物根系、土壤动物和微生物对土壤进行自然疏松；不施化肥，靠秸秆、绿肥回田；不中耕；不用除草剂，用生物覆盖或水淹；不施农药，依靠自然徘徊机制 产量 ：水稻产量与常规差不多

（ 2 ） 有机农业：在农业生产过程中不使用人工合成的化肥、农药、 生长调节剂和饲料添加剂的农业。 在美国、西欧所占 比例较大。

思想认识：人培土、土培苗的原则，反对人培苗农业生产多样化，注意物质的循环利用， 身心的健康比物质利益更重要

方法：轮作（用地养地）、耕作（少耕、免耕）、非化学防治病虫害 产量：减产 5-10% ，干旱年代则相等或高于，投入工业辅助能大大降低，收入下降

（ 3 ）生态农业

1971 年 Acres 杂志提出生态农业思想

1981 年英国 科学家定义为 “ 生态上能自我维持，低输入的，经济上 有生命力的，目标在于不产生大的和长远的环境方面 和审美方面不可接受的小型农业。这与中国的生态农 业是有明显区别的。

主张 ：低投入、不施化肥、农药、小型农业。

替代农业的特点 ：

a.都有独特的哲理和世界观基础； b.重视环境与生活质量；

c.强调利用自然过程，减少人类不 必要的干预。

• 二、现代农业发展过程中的几种思潮

1.农业现代化思潮。从原始农业转变为传统农业，再从传统农业转变为现代农业，实现农业现代化，这是世界上大多数国家或地区农业发展所经历的道路。

2.绿色思潮。这一思潮与行动的重要内容是通过推广高产新品种（如矮干小麦、矮干水稻、杂交稻等）带动了农业的全面发展，并形成了“种子+化肥+灌溉”三架马车一起上的局面。中国与印度被认为是绿色的典范。 3.自然农业思潮。 20世纪70年代西方出现了替代农业的第一次尝试，即自然农业思潮。如生态农业、有机农业、生物农业、替代农业、再生农业、自然农业、超工业农业等等，形成了一股在学术界颇有影响的思潮。

4.可持续农业思潮。 20世纪80年代中期在西方发达国家出现了可持续农业的思潮，可持续农业思潮既强调粮食安全与发展农村经济，又强调保护资源环境，实现生产、经济、生态三个持续性的统一；既强调发展当前的农业，而又不破坏资源环境，兼顾当前与长远，促使农业与农村的可持续发展。

第三节 农业可持续发展与可持续农业

一、农业可持续发展及其内容

农业可持续发展的目标首先是保持农业生产率稳定增长，提高食物生产的产量，保障食物安全；其次要保护和改善生态环境，合理、永续地利用自然资源，以满足人们生活和国民经济发展的需要。 农业可持续发展目标包含了经济持续性、生态持续性和社会持续性三个方面的内容。

•

二、可持续农业的基本概念

可持续农业是管理和保护自然资源基础，调整技术和机制变化的方向，以便确保获得并持续地满足目前和今后世世代代人们的需要。因此是一种能够保护和维护土地，水和动植物资源，不会造成环境退化；同时在技术上适当可行，经济上有活力，能够被社会广泛接受的农业。

•

三、 农业与农村的可持续发展

持续农业与与农村发展（ SARD ） (Sustainable Agriculture and Rural Development) ：

在合理利用和维护资源与环境的同时，实行农村改革和技术革新，以生产足够的粮食和纤维，来满足当代人类及其后代对农产品的需求，促使农业和农村的全面发展。

•

SARD 有三个战略目标： 1. 温饱目标

2.促进农村综合发展的致富目标

3.保护资源和环境的永续良性循环目标

第四节 农业可持续发展的支持系统及其建设

农业的可持续发展的六个支持系统：环境与资源支持系统、生产与管理支持系统、经济与市场支持系统、技术

与信息支持系统、与法律支持系统和社会与伦理支持系统。

• 一、环境与资源支持系统

环境与资源支持系统 作为农业生产的物质和能量的输入要素，在一定程度上决定着区域农业发展的方向和模式，它是农业 可持续发展的基础和坚强后盾 。

资源与环境的保护、培育与合理利用是实施农业可持续发展的重要内容，保护自然资源和生态环境实际上就是保护农业生产力。

对水资源、土地资源、林地资源、海洋渔业资源、草地资源等的保护与可持续利用。

• 二、生产与管理支持系统 是农业活动的主要形式和具体内容。

包括：农业资源环境管理、农业组织与经营管理、农产品生产过程管理与田间管理。

• 三、经济与市场支持系统

经济规模、产业结构、效益和单位投入 4 个因素共同对可持续发展和环境产生影响。 经济与市场是农业发展的两大驱动力， 制约着农业生产的规模与发展方向

• 四、技术与信息支持系统

技术和信息是农业可持续发展的重要突破口和关键所在 。科学技术已成为农业生产力发展中最活跃、最有决定意义的一个因素。目前世界上以生物技术、基因工程技术、信息技术、计算机技术和遥感技术为代表。

关键技术：生物技术、资源节约型利用技术、清洁生产技术、不可再生资源替代技术、生态环境的恢复与重建技术、废弃物的资源化利用技术、信息技术等。

• 五、与法律支持系统

建立可持续发展的立法工作；加大可持续发展的与法律的宣传、教育与执法力度。

• 六、社会与伦理支持系统

可持续发展需要社会安定、持续的消费模式、健康稳定的社会关系和组织模式等

第五节 农业与农村的可持续发展指标体系

• 一、评价标准从社会、经济、环境方面进行评价。 1 ．污染排放 < 环境的承载力

2 ．可更新资源的利用 < 它的可再生速率

3 ．不可更新资源的利用〈其他资本形式对它的替代速率 4 ．生产收入〉成本

5 ．食品供应〉人口的基本需求

• 二、评价指标体系

1. 生态与环境指标 ：植被覆盖率、资源利用率、 养分、水分平衡、水土流失率、资源更新率、能量 产投比 2. 经济发展指标 ：土地生产率、劳动生产率、资 金利润率、产值、收入等 3.社会发展指标 ：人均食品占有量、劳动就业 率、失业率、福利水平、寿命等 对具体地区或具体对象有选择进行取舍和细化。

第六节农业可持续发展的技术体系

• 一、关键技术

1 ．农业资源高效利用（土地、水、气候等）

2 ．农业品种的繁育及其高效种养技术：优 质、高产、抗逆 3 ．农业废弃物的资源化利用技术 4 ．生态农业与绿色食品技术 5. 农业信息化技术

• 二、高新技术 1 ．新物种塑造 2 ．工厂化农业

3 ．新兴替代能源开发技术 4 ．新的空间领域拓展技术

第九章 中国的生态农业

Chapter 9 Chinese Ecological Agricultural

中国生态农业（ Chinese Ecological Agriculture ，简称 CEA ）

是在适应中国国情特点下产生的农业可持续发展模式，它体现了生态与经济协调的可持续发展战略，

又是一项农民自发创造、积极支持、科技人员主动参与的伟大实践。

第一节中国农业的发展阶段和面临的挑战

• 一、农业发展目标有三个阶段的演变 第一阶段 ：满足温饱需求为核心。

第二阶段：满足相对富裕纳入农业发展目标。

第三阶段：满足高质量生活的生态环境、食品 质量与未来繁荣列入农业发展目标。 中国农业先现处于第二阶段。

• 二、中国农业发展面临的挑战

中国农业发展的现状和面临的挑战决定农业必须把社会、经济和生态效益同时列入发展目标。

1. 满足巨额农产品数量增长，品质改善的挑战。

满足人口衣食需求的挑战（见表） 发展农村经济，实现农民增收的挑战。 2. 农业资源短缺与农业生态环境恶化的挑战。

土地退化严重，农业灾害频繁。 污染严重。

第二节 中国生态农业的产生与发展

• 一、中国生态农业的特点

1.以追求高产、优质、高效为目的 2.传统农业的精华和现代科学技术相结合

3.强调物质的适当投入

4.劳力密集型和技术密集型相结合 5.个别农场发展与区域发展相结合

• 二、生态农业能够实现农业持续发展的三大目标

1.增加粮食生产，妥善解决粮食问题。 2.促进农村综合发展，消除农村贫困状况。

3.合理利用，保护与改善自然资源，维持生态平衡。

• 三、中国生态农业的内涵

中国生态农业：因地制宜利用现代科学技术，并与传统农业精华相结合，充分发挥区域资源优势，依据经济发展水平及‘整体、协调、循环、再生'的原则，运用系统工程方法，全面规划，合理组织农业生产，实现高产、优质、高效、可持续发展，达到生态与经济两个系统的良性循环和经济、生态、社会三大效益的统一。 1.中国生态农业的内涵：

（1）生态农业首先是农业发展观念的转变，它是中国落实农业可持续发展的一种战略思想和具体行动，它强调维持农业高额生产力的基础是对生态环境保护与建设；

（2）生态农业是以系统观念为指导组织现代农业生产的一种方式。

（3）作为一套经济而高效的农村实用技术，走资源节约型农业道路。生态农业的技术，不在是单项的技术，它是在单项技术发展的基础上，应用生态学原理，进行科学组装之后的系列化技术体系。 2.中国生态农业的主要特征：

（1）强调以提高第一性生产力作为活化整个农业生态系统的前提，为此不但不排斥，而且积极应用新技术（包括常规增产技术）和合理投入。

（2）强调发挥农业生态系统的整体功能。

（3）部分实现稀缺资源的替代和弥补，一方面充分挖掘系统内部资源潜力，另一方面高效利用商品性农业投入； （4）通过改善系统内部结构和投入产出，在不增加其它投入的情况下提高农业综合效益；

（5）通过物质循环、能量多层次综合利用和系列化深加工实现经济增值，实现废弃物资源化利用，提高农业效益，降低成本；

（6）改善农村生态环境，提高林草覆盖率，减少水土流失和污染，提高农产品的安全性等。

• 四、生态农业的理论基础 1. 整体、协调、循环、再生原理

2. 资源经济学的 “ 稀缺资源可替代性原理用智力替代物质投入 3. 生态效益与经济效益统一的原理：

（1）资源合理配置（2）劳力资源充分利用（3）经济结构优化

第三节 中国生态农业的模式

• 一、 生态农业建设的核心

是选择能协调农业社会效益、经济效益和生态效益的农业模式，并以此为基础合理组配各项生产，协调各项技术，促进农业向高效和持续方向发展。

• 二、 生态农业模式

是在生态农业实践中形成的、结构相对稳定的农业生态系统。

• 三、我国生态农业模式的主要类型

（一）部门结合型。 （二）布局配置型。 （三）农林结合型。 （四）立体利用型。 （五）互利互济型。 （六）同居共生型。 （七）边际利用型。 （八）食物链型。 （九）多能互补型。

• 四、影响生态农业模式的环境梯度

气候土壤梯度、流域地形梯度，人口密度梯度和城乡经济梯度。

• 五、生态农业模式的环境适应性变化 --以基塘模式为例。

（一）基塘模式是珠江三角洲农民在六百多年前就开始使用的一种传统的低洼地利用模式。通过挖塘抬田形成基塘后，农民在基上种桑养蚕，把蚕沙投放到鱼塘养鱼，塘泥回田肥桑，使得“桑茂蚕壮鱼肥”。这就是传统的桑基鱼塘。 （二）基塘模式适应劳力转向工业的环境变化，从劳动密集型转向低劳动密度生产类型。 （三）适应价格环境的变化，从低值产品转向高值产品。

（四）适应交通条件的改善和城市化发展的需要，从耐运耐贮产品转向鲜活产品。 （五） 适应农民投资能力加强的条件，逐步增加商业投入，同时增加商品输出。 （六）适应市场对产品要求，基面与塘面比例的变化。

（七）但基塘模式始终保持着充分利用热带亚热带季风区充沛的水资源、种养结合、减少水土流失、塘泥回田等基本特点。

第四节 中国生态农业的技术

• 一、 常用技术 1. 用地技术

指为了提高土地生产力，通过农业生物组合，从 空间和时间上利用土地，充分发挥土地所承载的农业 自然资源潜力。

(1)集约种植。 (2)立体种养。（右图）

2 、物质能量多级利用及有机废弃物转化再生技术

利用食物链原理，采用食物链加环的办法组建新 的食物链，使物质能量通过食物链中的不同生物以多 级多次转化利用，形成无废弃物的生产体系。

3 、物质良性循环技术包括： （1）生物养地技术。

（2）农牧结合，共同发展。（右图：果园养鸡）

（3）水土保持技术。

（4）建立多能互补的农村能源结构。 （5）科学合理使用化肥。

4 、有害生物综合防治技术包括：

（1）生态措施。 （2）生物防治。

（右图：赤眼蜂及其放养稻田） （3）耕作栽培措施。 （4）合理使用化学农药。

5. 生物能及再生能源的开发利用技术

生物再生能源包括：植物有机质、太阳能、风能、水能、地热能等。

（1）沼气池能源的开发利用技术。（右图）

（2）因地制宜开发薪碳林。 （3）太阳能、风能、水利能等再生资源的利用 6. 生产自净技术

（1）沼气池发酵技术处理粪肥污染

（2）农业生态系统对污水

的净化作用。

（3）污水灌溉。

• 二、农业技术的生态化改造 1. 肥料、农药、薄膜的生态化改造 （ 1 ）控效肥料 （ 2 ）生物肥料 （ 3 ）新型农药 （ 4 ）降解膜

2. 基因工程与生物安全 转基因作物潜在的问题

（1）基因流引起的超级杂草 （2）基因流转移到野生植物 （3）杀虫剂对非靶生物的影响 （4）害虫对转基因的抗性

（5）对生态系统的影响（生物多样性减少） 3. 精确农业技术体系：

（1）信息技术： GIS 、 RS 、 GPS 等 （2）生物技术：

（3）工程装备技术：播种、施肥、灌溉、喷药、 收获等。

第五节 中国生态农业建设的组织管理

生态农业建设是一项庞大的系统工程，有赖于科学、有效的组织管理。

• 一、生态农业建设的组织管理

1.我国现有的生态农业建设管理机构有三个显著特点： (1) 广泛性，涉及多学科、多部门； (2) 协作性，统一领导，分工负责；

(3) 非性，领导小组为联合组成的松散组织，具体办事机构即领导小组办公室或生态农业办公室往往挂靠农口部门，未分设。

2.生态农业管理的任务和职责

生态农业管理的任务生态农业管理的任务是：

组织、协调和指导生态农业建设工作；宏观决策，研究制定有关生态农业建设的方针；拟定发展规划、计划、管理办法和工作指南；组织业务交流、工作考核等；组织宣传教育和科学研究，为生态农业建设提供科技人才和先进技术。

3.生态农业管理的重要职责 (1)决策和规划 (2)组织协调 (3)宏观 (4)教育和宣传 (5)监督检查

• 二 、生态农业的法规

生态农业的有关法规大致分为三种类型：

1.保证监督性法规通过和立法形式保证和监督生态农业建设。

2.管理引导性法规主要是运用系统的行政性强制管理手段和利益调节性引导措施，约束和鼓励不同利益主体在生态农业建设中的经济行为。

3.组织协调性法规用以组织协调各部门围绕中心、突出重点、发展生态农业。从现有情况看，生态农业的有关法规尚不够健全，需要在实践中不断充实和完善。