农业生态技术PPT课件
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人工输入的能量
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5. 农业生态系统与自然生态系统的区别
类别
自然生态系统
生物构成 生物
环境组分 自然环境
系统稳定性 高
开放性
封闭
净生产力 低
服从规律 自然规律
农业生态系统
农业生物、人类 人工调控 低 开放 高 自然和经济规律
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农业生态系统的群落
生物群落 （ biotic community ）
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。
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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。
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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。以台湾玉山西北坡为例：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。
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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
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一、纬度地带性 （主要受温度梯度的影响）北半球欧亚 大陆从南到北，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。
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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。(见图) 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。
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(二)系统的基本特征 1.系统结构的有序性 凡是系统都是有序的，杂乱无章 的要素组合在一起构不成系统。系统结构的有序性具体表 现在系统的边界和系统的层次两个方面： (1)系统的边界。系统无论大小均有边界。边界是区分系 统及其环境的依据。系统边界有的比较明确，而有些比较 含糊。系统的边界可能是自然形成的，也可能是人为划分 的。例如：一只动物的皮毛构成了这一动物个体系统的自 然边界，而对于土体系统而言，明确地划分它的边界，则 显得有些困难，其上界是与大气的交接面，其下界则往往 是根据研究目的而人为确定为犁底层、根系下界或母岩表 面等。明确系统的边界是为了便于研究边界内的事物。系 统边界确定的原则是把研究分析问题的重要部分和对研究 问题有重大影响的部分作为系统组成部分，非重要部分中 与研究问题有关但又无重大影响的部分划为系统环境。
是指在一定地 段或生境中各种生 物种群所构成的集 合。
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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。
（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。
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（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。
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（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。
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2.系统的整体性 系统的整体性主要表现在组成系 统的各要素之间要有一定的数量比例关系和空间位 置排列关系，为了完成系统某一特定功能，各要素 必须分工协作，相互耦联，这是系统实现能量、物 质、信息和价值等转化与循环功能的“目的性”要 求。
3.系统功能的整合性 系统的整合性是指系统的整 体功能大于各组成部分功能之和的特性，又叫系统 的整合效应。一般而言，系统的整体功能不等于各 组成要素功能的简单相加和堆积，而是一种集合效 应，既有各要素的具体功能，又有各要素间交互作 用产生的新功能。
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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。
系统是客观世界事物存在的普遍形式，可以说万事万物皆系统。例 如：一台计算机是一个系统，一个生物是一个系统，一个企业是一个系 统，一个部门、一个经济协作区、一个社会组织也都是一个系统。系统 有大有小，大到一个国家甚至于整个地球和宇宙，小到一个细胞或分子 、原子。
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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。
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。
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。
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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。
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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：
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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。
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（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。
a.自然生态系统 b.人工驯化的生态系统 c.人工生态系统。
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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)论繁简均具有分层现象。 即任何系统，它既是由某些要素(或子系统)组 成的，同时又是组成更大系统的一个要素(或子 系统)，在宏观方向上可以逐层综合，在微观方 向可以逐层分解，从而表现出鲜明的层次关系。 这可用农业系统的层次结构图来说明
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植物
地球
太阳系
土壤
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农业生态学的研究对象主要是农业生态系统 (agroeco system)。
农业生态系统是人类为满足社会需要，在一定 边界内通过人类干预，利用生物与生物、生物与环 境之间的能量和物质联系建立起来的功能整体，客 观上是以系统形式存在的。从系统的角度研究和分 析农业生态问题，可以更深入和全面地了解农业生 产体系的特点与规律，并可进一步调节控制农业生 产及对资源环境的有效利用。
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三、生态系统的组成 生态系统种类多样，其组成成分也很繁杂，但
从这些组分的性质可以分为两类，即生物组分和非生 物组分。其中的生物组分是指生态系统中的动物、植 物、微生物等；非生物组分是指生命以外的环境部分， 包括大气、水、土壤及一些有机物质(图2.2)。（插 图2）
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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。
人工输入的能量
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5. 农业生态系统与自然生态系统的区别
类别
自然生态系统
生物构成 生物
环境组分 自然环境
系统稳定性 高
开放性
封闭
净生产力 低
服从规律 自然规律
农业生态系统
农业生物、人类 人工调控 低 开放 高 自然和经济规律
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农业生态系统的群落
生物群落 （ biotic community ）
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。
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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。
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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。以台湾玉山西北坡为例：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。
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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
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一、纬度地带性 （主要受温度梯度的影响）北半球欧亚 大陆从南到北，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。
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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。(见图) 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。
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(二)系统的基本特征 1.系统结构的有序性 凡是系统都是有序的，杂乱无章 的要素组合在一起构不成系统。系统结构的有序性具体表 现在系统的边界和系统的层次两个方面： (1)系统的边界。系统无论大小均有边界。边界是区分系 统及其环境的依据。系统边界有的比较明确，而有些比较 含糊。系统的边界可能是自然形成的，也可能是人为划分 的。例如：一只动物的皮毛构成了这一动物个体系统的自 然边界，而对于土体系统而言，明确地划分它的边界，则 显得有些困难，其上界是与大气的交接面，其下界则往往 是根据研究目的而人为确定为犁底层、根系下界或母岩表 面等。明确系统的边界是为了便于研究边界内的事物。系 统边界确定的原则是把研究分析问题的重要部分和对研究 问题有重大影响的部分作为系统组成部分，非重要部分中 与研究问题有关但又无重大影响的部分划为系统环境。
是指在一定地 段或生境中各种生 物种群所构成的集 合。
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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。
（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。
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（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。
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（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。
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2.系统的整体性 系统的整体性主要表现在组成系 统的各要素之间要有一定的数量比例关系和空间位 置排列关系，为了完成系统某一特定功能，各要素 必须分工协作，相互耦联，这是系统实现能量、物 质、信息和价值等转化与循环功能的“目的性”要 求。
3.系统功能的整合性 系统的整合性是指系统的整 体功能大于各组成部分功能之和的特性，又叫系统 的整合效应。一般而言，系统的整体功能不等于各 组成要素功能的简单相加和堆积，而是一种集合效 应，既有各要素的具体功能，又有各要素间交互作 用产生的新功能。
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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。
系统是客观世界事物存在的普遍形式，可以说万事万物皆系统。例 如：一台计算机是一个系统，一个生物是一个系统，一个企业是一个系 统，一个部门、一个经济协作区、一个社会组织也都是一个系统。系统 有大有小，大到一个国家甚至于整个地球和宇宙，小到一个细胞或分子 、原子。
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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。
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。
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。
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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。
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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：
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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。
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（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。
a.自然生态系统 b.人工驯化的生态系统 c.人工生态系统。
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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)论繁简均具有分层现象。 即任何系统，它既是由某些要素(或子系统)组 成的，同时又是组成更大系统的一个要素(或子 系统)，在宏观方向上可以逐层综合，在微观方 向可以逐层分解，从而表现出鲜明的层次关系。 这可用农业系统的层次结构图来说明
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植物
地球
太阳系
土壤
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农业生态学的研究对象主要是农业生态系统 (agroeco system)。
农业生态系统是人类为满足社会需要，在一定 边界内通过人类干预，利用生物与生物、生物与环 境之间的能量和物质联系建立起来的功能整体，客 观上是以系统形式存在的。从系统的角度研究和分 析农业生态问题，可以更深入和全面地了解农业生 产体系的特点与规律，并可进一步调节控制农业生 产及对资源环境的有效利用。
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三、生态系统的组成 生态系统种类多样，其组成成分也很繁杂，但
从这些组分的性质可以分为两类，即生物组分和非生 物组分。其中的生物组分是指生态系统中的动物、植 物、微生物等；非生物组分是指生命以外的环境部分， 包括大气、水、土壤及一些有机物质(图2.2)。（插 图2）
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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。