《农业生态学》第三章 农业生态系统的结构
第三章 农业生态系统
狮子
1
斑马
40 1
草
10t
一匹马1年生3.5匹，生 产1t草需要1公顷草地 20平方公里养头狮子
五、农业生态系统中的能量循环与物质循环
（－）农业生态系统能量循环 1.农业生态系统能量的来源 生态系统能量的基本形态 在生态系统中，能量有日光能、生物化学能和热能
日光能大部分转 化为热能，温暖 了地球环境，其 中只有极少一部 分被绿色植物所 截获，参与到生 态系统的能量流 动 生物化学能是储 存在有机化合物 中的一种潜在能 量。 热能：太阳辐射 能转化为热能， 生物化学潜能在 生物生命活动时 做功转化为热能
2.农业生态系统能流路径
第一条路径（主路径）：能量----植物有机体----动 物体----死亡----分解----非生物环境
第二条路径：排泄物或残留体----分解者（微 生物）----无机物质----能量以热量的形式散发于非 生物环境。
第三条路径： 生物有机体在其生 命代谢过程中都要 进行呼吸作用，释 放热能，散发于非 生物环境中。在这 个过程中生物有机 体中存储的化学潜 能做功，维持了生 命的代谢，并驱动 了生态系统中物质 流动和信息传递。
• 耐性定律的基本内容包括以下几点： • A：一种生物对各种生态因子的耐性范围不同。 ： • B：同一种生物在不同发育阶段对生态因子的 ： 耐性间的相互作用，在某个生态 ： 因子不是处于最适状态时，则生物对其它一些 生态因子的耐性范围将会缩小。 • D：对主要生态因子耐性范围宽的物种，其分 ： 布范围广。 • E：同一生物种内的不同品种，长期生活在不 ： 同的生态条件下，会形成多种生态因子的不同 耐性范围，从而形成生态型的分化。
甲烷
食物网 ：多条食物链相互交织构成了 食物网
第三章 农业生态系统的结构分析
山东 157.2
河北 山西 陕西 甘肃 青海 133.6 108.2 136.5 102.9 93
新疆 95.5
干旱界限
2、地貌类型差异产生的影响
在我国南方的低湖平原区，分布着大面积的滩
涂湿地，可充分利用其自然特点合理进行湖泊和 湿地的开发利用。
例如，湖北省洪湖市针对江湖的自然特点，制
定了全市以江湖为中心的同心圆式的8个带（层次） 的生态经济发展规划
2、种植业与林业相结的组分结构
如农林间作、林药间作等。一般林木包括泡 桐、枣树、杨树、果树等，农作物包括小麦、 水稻、玉米、棉花、花生、油菜、大豆等。 农林间作在我国有许多成功模式，如河北的 枣农间作，热带地区的胶茶间作。
4、养殖业与渔业相结合的组分结构
在养殖
业与渔业 相结合方 面，如鱼 塘养鸭技 术，塘边 养猪技术 等。
（2）、边缘效应
边缘效应：在生态交错地带，由于生态环境的 过渡性，不同斑块间能量、物质和信息交换频 繁，生物种类繁多，种群密度增加，生产力较 高，这种现象称为边缘效应。
积极合理地开发利用边缘地带，可使其维持
高生产状态，促进经济发展。
利用边缘效应，可充分开发利用边缘地带：
城郊农业 基塘系统和滩涂养殖
从物种的形成特征、生育 2、农业生态系统物种结构的设计原则 物种选择除考虑生长 期、营养及代谢产物等各 绿色植物是农业生态系
（4）注意社会经济因素
二、农林牧副渔各业相结合的组分结构
1、种植业与养殖业相结合的组分结构
如饲料作物（玉米、大豆、苜蓿、黑麦草、 三叶草等）种植与养牛、养猪、养鸡的相结 合，作物秸秆饲喂动物，动物粪便肥田。再 如，在同一土地单元里的种植与养殖的结合 中：农田农作物种植与食用菌培养。
农业生态系统的结构农业生态系统
农业生态系统的结构农业生态系统生态系统概述一、系统的概念与基本特征(一)系统的概念1、系统(system)是指由相互依赖的若干组分结合在一起，能完成特定功能，并朝特定目标发展的有机整体。
2、系统所具备的条件第一，系统必须具备两个以上的构成要素;第二，各要素之间必须具有某种联系;第三，各要素必须以整体的形式完成特定的功能。
(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，而有些则比较含糊;●系统的边界可能是自然形成的，也可能是人为划分的。
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。
(2)系统的层次●系统无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。
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，相互关联，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;●系统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。
二、生态系统概念的发展生态系统(ecosystem)是指在一定的时间和空间范围内，生物与生物之间、生物与非生物环境之间密切联系、相互作用并具有一定结构及完成一定功能的综合体，或者说是由生物群落与非生物环境相互依存所组成的一个生态学功能单位。
第三章 农业生态系统结构--
二、空间结构
影响水平结构的因素 1、不同自然环境条件 2、农业区位 （1）自然区位 （2）杜能的农业经济区位 （3）生态经济区位 3、社会经济条件 （1）人口密度梯度 （2）城乡经济梯度
二、空间结构
（二）垂直结构 1、自然地理位置 （1）流域位置与垂直结构 （2）地形变化与垂直结构 2、农田立体模式 （1）农作物间作 （2）稻田养鱼 （3）稻萍鱼 （4）农田种菇
二、空间结构
（一）、水平结构 1、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。（耕地、人工草地、水库） 2、边缘效应与生态交错带 （1）城乡交错带 （2）干湿交错带 （3）农牧交错带 （4）水陆交错带 （5）群落交错带
二、空间结构
二空间结构影响水平结构的因素1不同自然环境条件2农业区位1自然区位2杜能的农业经济区位3生态经济区位3社会经济条件1人口密度梯度2城乡经济梯度二空间结构二垂直结构1自然地理位置1流域位置与垂直结构2地形变化与垂直结构2农田立体模式1农作物间作2稻田养鱼4农田种菇二空间结构3水体立体模式1鱼的分层放养2鱼牧结构4养殖业立体模式1分层立体养殖2林鱼鸭立体种养5农林立体模式1农林业系统的概念2农林业模式举例三时间结构一概念农业生态系统时间结构
三、时间结构
（一）作物套作
1、小麦套玉米
2、麦---棉---绿肥间套作 3、作物与蔬菜套种
4、果农套作，以短养长
（二）轮作、轮养 1、作物的轮作 2、ຫໍສະໝຸດ 鱼轮作 3、动物的轮养、套养
四、农业生态系统的营养结构
（一）食物链的定义 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 一类是捕食性食物链，以植物为基础，由植物到小动物，再到大动物，后者 可以捕食前者: 蝉 螳螂 黄雀，就属于这种类型。 二是寄生性食物链，以大动物为基础，由小动物寄生在大动物身上:鸟类→ 跳蚤→原生动物→细菌→过滤性病毒，就属于这种类型。 三是腐生性食物链，也称分解链，在死的动植物残体上，从繁殖细菌、真菌 及某些土壤动物开始:植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物，就属于这种 类型。食物链上的每一个环节，叫营养级。 任何一种生物都属于一定的营养级。任何食物链上，后一种动物只能吃 食、同化前一种动物所能提供能量的一部分，并通过新陈代谢等又消耗 一部分能量。后一种生物最终只能贮藏从前一种生物中摄取能量的520%。这就是说，能量沿着食物链的营养级逐级流动，不断减少。一般 食物链中的营养级不会多于五个。
生态农业知识：农业生态系统的结构和功能
生态农业知识：农业生态系统的结构和功能农业生态系统是指由土壤、作物、农业机械、水源、动物、微生物等组成的一个复杂生物系统。
农业生态系统是所有生态系统中最受欢迎的之一，因为它的主要目的是为了实现粮食和其他农产品的生产，以满足人类的食品需求。
但是，农业生态系统也受到许多因素的影响，例如自然灾害、环境污染、人类活动等。
为了保护农业生态系统的健康，我们需要深入了解其结构和功能。
农业生态系统的结构农业生态系统由土壤、作物、农业机械、水源、动物和微生物等组成，这种结构有助于为人们提供营养丰富的食品。
让我们一起来看看这些组成部分的作用。
土壤土壤是一个农业生态系统中最重要的组成部分之一。
它是植物生长的场所，也是动物的食物来源。
土壤是由不同类型的岩石、有机物和微生物等组成的。
在农业生态系统中，土壤对植物、动物和环境的影响非常大。
不同的微生物在土壤中形成了复杂的网络，它们通过分解有机物，改进土壤肥力，储存和释放水分和养分，调节土壤酸碱度等作用，从而在促进农业生态系统的发展方面发挥着重要作用。
作物植物是另一个非常重要的组成部分。
它们是人们主要的食物来源，也是动物的食物来源。
农业生态系统中的作物包括了大量的水果、蔬菜、谷物、树木等，它们有着不同的生长周期和适应能力，同时，植物也需要依赖于土壤中的养分和水分才能得以保持生长和发展。
农业机械农业机械包括了用于种植、收获和加工农产品的设备和机器。
这些设备和机器通常是由燃油、电力或其他能源提供能量，它们对提高农业生产效率和质量起到了至关重要的作用，同时，这些设备和机器的使用也会对环境产生一定的影响。
水源水源是生命之源，对农业生态系统同样非常关键。
水对于植物和动物的生长和发展都扮演着非常重要的角色。
从全球的角度来看，自然界的水资源变得越来越稀缺，因此农业活动需要更高效和更可持续的管理方式来节约水资源的消耗。
动物动物在农业生态系统中也扮演了重要角色。
动物是人类食品链中的重要组成部分，同时，动物排放的尿液和排泄物在土壤成分和循环中也扮演着重要角色。
农业生态学第三章--系统结构
第一节 概述
二、合理农业生态系统结构的标志 1． 生物适应环境 2． 生物与生物之间相互配合 3． 各组分之间量比关系协调 4． 有利于农业生产的可持续发展 5. 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 1． 景观多样性(landscape biodiversity) 2． 边缘效应与生态交错带 （1） 城郊农业 （2） 基塘系统与滩涂养殖 （3） 农户庭院经济
第三章 农业生态系统的综合结构
第一节 概述
一、生态系统的结构 物种结构（species structure, 组分结构） 时间结构（temporal structure) 空间结构：水平结构(horizontal structure)
垂直结构(vertical structure） 营养结构（nutritious structure , 食物链结构）
第二节 农业生态系统的水平结构
二、自然条件对水平结构的影响 1． 种植业与温度的关系。如不同气候条件下的农作物和耕 作制度。 2． 耕地复种指数与温湿度的关系。如从东到西的变化。 动物种类与气候的关系。干旱、寒冷（骆驼、牦牛、藏 绵羊、黄牛）与湿润地区（水牛、大象等）的动物种类不 同。
第二节 农业生态系统的水平结构
Байду номын сангаас
第三节 农业生态系统的垂直结构
2． 地形变化与垂直结构 （1） 大尺度地形变化： 如四川、云南高原：从低热层（甘蔗、冬春季蔬菜、热带性果树、药 材等） 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。 （2） 小尺度地形变化： 如四川江津县大桥乡：山顶松杉带帽；半山果棕缠腰；沟坝田土间套； 低洼地养四大家鱼。又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。
【农学课件】农业生态系统的结构
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§6-4 农业生态系统的营养结构
农业生态系统的营养结构 指生态系统中生物间联结的食物链、食物网结构， 指生态系统中生物间联结的食物链、食物网结构， 又称食物链结构。 又称食物链结构。
农业生态系统的结构
农业生态系统的结构
§6-1 概述 §6-2 农业生态系统的水平结构 §6-3 农业生态系统的垂直结构 §6-4 农业生态系统的营养结构
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§ 6-1 概
述
一、概念 二、农业生态系统结构合理性标志
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§ 6-1-1
农业生态系统的结构：
概
念
指农业生态系统的组分在时间、 指农业生态系统的组分在时间、空间上的配置及组分间能 物流顺序关系。 流、物流顺序关系。 包括三个方面， 组分结构、 包括三个方面，即：组分结构、时空结构和营养结构 ∮ 组分结构 ：即农业生物的种类和量比关系，也包括环 即农业生物的种类和量比关系， 境组分。 境组分。 用农业生产的术语来说：组分结构就是农、 用农业生产的术语来说：组分结构就是农、林、牧、 渔各业之间的比例关系， 副、渔各业之间的比例关系，以及各业内部的物种组成和 量比关系。 量比关系。 ∮时空结构：系统中各生物种群在空间上的配置和时间上的 时空结构： 时空结构 分布，包括水平结构、垂直结构和时间结构。 分布，包括水平结构、垂直结构和时间结构。
二、社会经济条件
∮ 人口密度 ∮ 城乡经济梯度
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§6-3 农业生态系统垂直结构
农业生态系统的垂直结构（立体结构）： 农业生态系统的垂直结构（立体结构）：
指农业生物之间在空间垂直方向上的配置组合。 指农业生物之间在空间垂直方向上的配置组合。
农业生态系统的结构汇总讲解
§3.2 农业生态系统的物种结构
物种结构(组分结构)是指农业生态系统或模式 内农业生物种类的组成、数量及其相互关系。
物种可以是植物，如乔木、灌木、藤本、草本等，它们 均属于初级生产者；也可以是动物，如畜、禽、鱼、虫 等，它们都为次级生产者；还可以是微生物，如真菌、 细菌、放线菌等，它们是物质的转化和分解者。选择合 适的物种组合，协调各种生物之间的关系，是物种结构 的基础。
景观多样性的作用
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；
只有多种生态系统的共存，并与物质的 立地条件相适应，才能使景观的总体生 产力达到最高水平；
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。
2 边缘效应与生态交错带
生态交错带
指在景观中不同斑块连接之处的交错区域。 类型：城乡交错带、干湿交错带、农牧交错带、水陆 交错带、群落交错带。
我国的种植业与环境的温度的关系密切，从北到南，不 同气候类型条件下适宜种植的农作物和耕作制度存在较大的 差异。
我国耕地复种指数也与不同地区环境的温度、湿度有明显的 关系，从东到西，降雨逐渐减少，使得复种指数也呈下降趋势。
表3-2 1989年中国部分省(自治区)的复种指数
在非洲游牧和半游牧系统，主要动物种类与环境降雨量 关系十分密切。
从小规模的农林结合的土地利用，逐渐形成规模较大的区域 性气候、地形、土壤、水体、生物资源的综合开发，实现多 级生产、稳定高效的复合循环生态体系。
农林间作模式，如沿海农田防护林，河南、安徽的桐农 间作，河北的枣农间作，江苏的稻麦与池杉间作，热带地区 的胶茶间作、桉树与菠萝间作等。
3．种植业与渔业相结合的组分结构
(二)地貌类型差异形成的水平结构
农业生态系统的结构
三、农业区位引起的农业生态系统 水平结构
（一）自然区位 畜自 结然 构条 安件 排差 的异 重为 要农 因作 素物 。与 牲
南方的荔枝分布在北纬18°-30°。
（二）杜能的农业经济区位
在商品经济发展初期，农业生产的产 品必须能够到达市场才能获取效益，然而 不够发达的运输、加工、贮藏、保鲜成为 商品生产的制约条件。这样在原有的自然 区位上，增加了一个以杜能农业经济区位 理论为代表的，受城乡运输制约形成的农 业专业生产区域。（杜能农业圈）
2 农林业模式举例
桐粮间作 枣粮间作 林胶茶复合经营 林药间作
立体种植
林 花 间 作 林 药 间 作
林 农 间 作
林 草 间 作
桑 草 兔 模 式
§3.5 农业生态系统的营养结构
食物链与营养节 食物链的类型 食物网 食物链结构类型
一、食物链与营养级
食物链 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。 营养级 指生物在食物链上所处的位置，食 物链上的每一个环节就称为一个营养级。 （十分之一法则）
假设： （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。
杜能农业圈
杜能的结论
生产集约理论 赿靠近中心城镇，生产集约程 度赿高。（图） 生产结构理论 易腐烂变质、不耐贮藏的单位 重量价格低的农产品在靠近城市的 区域生产，反之亦然。（图）
在杜能平原上运输距离与各项收支的关系
农业生态系统的结构
3．种植业与渔业相结合的组分结构
将农作物种植业和渔业有机地结合 起来，充分高效利用各种资源，从而提 高综合效益，如基塘系统模式、稻田养 鱼(虾、蟹)技术等。
4．养殖业与渔业相结合的组分结构
在畜牧业与渔业的连接方面，有鱼 塘养鸭技术、塘边养猪技术等。利用鲜 禽粪作为养鱼的肥料和饲料，直接投喂 养鱼；或者将干禽粪作为鱼配合饲料的 重要组成部分。
2 农林业模式举例
桐粮间作 枣粮间作 林胶茶复合经营 林药间作
立体种植
林 花 间 作 林 药 间 作
林 农 间 作
林 草 间 作
桑 草 兔 模 式
§3.5 农业生态系统的营养结构
食物链与营养节 食物链的类型 食物网 食物链结构类型
一、食物链与营养级
食物链 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。 营养级 指生物在食物链上所处的位置，食 物链上的每一个环节就称为一个营养级。 （十分之一法则）
农作物间套作 稻田养鱼和稻田养鸭 稻萍鱼 农田种菇 基塘系统(桑基鱼塘、蔗基鱼塘、果基
鱼塘、花基鱼塘、杂基鱼塘）
麦/玉/豆
“麦/玉/豆”模式图
Soybean Wheat (1 (1 m) m)
Maize (1 m)
Soybean Wheat (1m) m) (1
“薯/玉/豆”
二、自然条件引起的农业生态系统水 平结构
(一)温度和湿度引起的水平结构
我国的种植业与环境的温度的关系密切，从北到南，不 同气候类型条件下适宜种植的农作物和耕作制度存在较大的 差异。
我国耕地复种指数也与不同地区环境的温度、湿度有明显的 关系，从东到西，降雨逐渐减少，使得复种指数也呈下降趋势。 表3-2 1989年中国部分省(自治区)的复种指数
农业生态系统的结构与功能
农业生态系统的功能是指系统中的物质流动、物质 循环、信息传递及价值转换的过程、特点及其转化 效率
一、能量流动 二、物质循环 三、信息传递 四、价值转换
15
能量是生态系统的原动力，生态系统中各种生物的 生理状况、生长发育行为、分布和生态作用，主要 由能量需求状况的满足程度所决定。
对生物体而言，能量的主要形式为辐射能、生物化 学能、机械能和热能
系统的结构：
构成系统的组分 系统组分在时间、空间上的分布 组分之间的联系方式和特点
1
农业生态系统的结构主要指农业生态系统中的构成 要素即农、林、牧、副、渔各业以及各业内部的组 成要素之间的配置方式，能量和物质在各成分或组 分要素间的转移、循环途径。
生态系统的结构包括层次结构、营养结构和时空结 构
这就是食物网。 食物网的本质
是生态系统中有机体之间一系列反复地吃与被吃的相互 关系，这种现象在自然界中极为普遍，它不仅维持着生态 系统的相对平衡，并推动着生物的进化，成为自然界发展 演变的动力。
（1）农业生态系统的食物链上各营养级的生物成 员是人类按生产目的安排的
（2）农业生态系统中食物链上的各生物成员的生 长发育也受到人为控制
食物链及其类型 食物链的特点 食物网
4
食物链 指生物与生物之间，或生物与环境之间，通过
营养关系所联系联结成链状序列。 营养级
指生物在食物链上所处的位置，食物链上的每 一个环节就称为一个营养级。
捕食食物链 腐食食物链 寄生食物链 混合食物链
草牧食物链， 从绿色植物开 始，再到草食 动物，肉食动 物，食物链成 员有自小到大 ，从弱到强的 趋势，这与捕 食能力有关。
1.初级生产 生态系统中的能量流动开始于绿色植物通过光合作
农业生态系统的结构与功能解析
农业生态系统的结构与功能解析农业生态系统是在人类活动干预下形成的生态系统，它融合了自然生态系统和社会经济系统的诸多特征。
了解其结构与功能，对于实现农业的可持续发展有着极为重要的意义。
一、农业生态系统的结构生物组分生产者在农业生态系统中，生产者主要是农作物。
这些农作物通过光合作用将太阳能转化为化学能。
例如，小麦、水稻等粮食作物，它们的叶片中含有叶绿素，能够吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物质。
不同的农作物在形态、生长习性等方面存在差异。
像玉米植株高大，叶片宽大，能够在阳光充足的环境下高效进行光合作用；而大豆植株相对矮小，但其根部与根瘤菌共生，具有固氮能力，能够为自身和周围土壤提供氮素营养。
消费者消费者包括初级消费者和次级消费者。
初级消费者以农作物为食，常见的有各种害虫。
例如蝗虫，它们大量聚集时会对农作物造成严重的破坏。
在一些农业生态系统中，也有饲养的家畜作为初级消费者，如牛、羊等，它们以牧草等农作物为食。
次级消费者则是以初级消费者为食的生物，像青蛙以昆虫为食，在稻田生态系统中起着控制害虫数量的作用。
还有一些鸟类也是次级消费者，它们在农田周围捕食害虫，对保护农作物有着积极的意义。
分解者分解者主要是微生物，包括细菌、真菌等。
它们在农业生态系统中起着分解动植物残体的作用。
当农作物收获后，残留的秸秆、落叶等会被分解者分解。
例如，在土壤中，一些真菌能够分解纤维素，将秸秆等有机物质分解成简单的无机物，释放出营养元素，如氮、磷、钾等，这些营养元素又可以被农作物重新吸收利用。
如果没有分解者的存在，农业生态系统中的物质循环将会受到严重阻碍。
非生物组分土壤土壤是农业生态系统的重要组成部分。
它为农作物提供了扎根的场所，并且含有丰富的营养物质。
不同类型的土壤，如黑土、黄土、红壤等，其肥力状况不同。
黑土肥沃，含有大量的腐殖质，能够为农作物生长提供充足的养分。
土壤的质地也会影响农作物的生长，例如，砂质土壤透气性好，但保水保肥能力较差；黏质土壤保水保肥能力强，但透气性不佳。
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农业生态系统的结构与稳定性
本章重点：
•生态系统的结构（物种、时间、空 间、营养）； •营养结构中重点掌握（食物链加环）
结构决定功能
• 农业生态系统功能的强弱与其结构状况 关系密切。
• 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。
3
块根块茎类
第二期 (年)
塊根莖類
块根块茎类
豆類
豆类
十字花科
十字花科
第三期 (年)
十字花科
十字花科
塊根莖類
块根块茎类
豆類
豆类
二、轮作的作用
（一）减轻病虫草害
（二）均衡利用土壤养分，调养地力
（三）调节茬口季节
“倒茬如上粪”。 “庄稼要想好，三年两头倒”
二、轮作的作用 （一）减轻病虫草害
1.减轻病虫害
• 作物所需要的自然资源大多是随着时（ 季节）的推移而变化的。从时间上合理 搭配各种类型的作物，使自然资源得到 最充分的利用。
农业生态系统时间结构调节方法
时间结构调节方法
小麦作 果 麦、物 、 套棉与 农 玉绿蔬 套 米肥菜 作
间套 套种
作 稻动草
物 鱼物食
的 轮的动
轮 作轮物
作
养的
、轮
套牧
养
轮作与连作
（1）对资源利用的种间互补
（2）在实现系统稳定化方面的 种间互补
（1）对资源利用的种间互补
（A）借助复合群体地上部分和地下部分利 用层次的分异特性，可实现在空间上对资源 利用的种间互补。
（B）错开生长盛期可实现在时间上对资源 利用的种间互补。
（C）借助对营养需求类型的不同，实现对 资源利用的种间互补。
CROP ROTATION
轮作纲要
一、轮作换茬的概念 二、轮作换茬的作用 三、连作 四、作物茬口顺序的安排
一、轮作换茬的概念
• 轮作 Crop rotation： • 在同一块田地上有顺序地轮换种植不同
作物的种植方式。
一、轮作换茬的概念
• 换茬 ：在同一块田地上一种作物收获以 后换种另一种作物。
•根据国家农业资源状况、经济基础确定 农业发展方向。根据我国国情、地貌、 地形、气候、资源等，把我国划分为10 个大的农业发展区和38个亚区以便分别 研究其经济与生态规律。
全国综合农业区划系统（一级区）：
1、东北区 2、内蒙古及长城沿线林区 3、黄、淮海区 4、黄土高原区 5、长江中下游区 6、西南区 7、华南区 8、甘新区 9、青藏区 10、海洋水产区
马唐、碎米莎草、 飘拂草的相对优 势度显著上升,鸭 舌草、水苋菜、 菵草的相对优势 度显著下降
通泉草、马唐、鳢肠、飘拂草的 相对优势度显著上升.玉米-小麦 轮作种子库的物种多样性指数高 于大豆-小麦轮作和水稻-小麦轮 作,玉米-小麦与大豆-小麦轮作种 子库的物种组成相似性较高
二、轮作的作用 （二）调养地力
（2）在实现系统稳定化方面的种间互补
（A）抗灾能力的增强使产量稳定。 （B）生境条件的改善。 （C）土壤肥力的提高。 （D）病虫草害的减轻。
(1)自然地理位置与农业生态系统垂直结构
2、农田立体模式
胶茶间作
3、水体立体模式
基塘系统
第三节 时间结构
• 各种生物种群在时间上的变化动态称为 时间结构。
• （1）换种非寄主作物； • （2）前作的根际微生物和根系分泌物抑制后作病害的发生； • （3）通过前后茬管理措施和田间环境剧烈变化达到抑制和消
灭病原的效果。 • （4）轮作可促进土壤中对病原物有拮抗作用的微生物活动。
2.防除农田杂草
• （1）换种非寄主作物； • （2）利用前作的根系分泌物抑制后作杂草的发生；(麦茅草) • （3）使生态适应性与作物相似的杂草易结合耕作等田间管理
➢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。
二、空间结构
大多数自然生态系统的结构都具有：
• 水平结构上的镶嵌性
• 垂直结构上的成层性
（一）水平结构
•是指在一定生态区域内，各种作物种群 或类型在水平空间上的组合与分布（所 占面积比例和分布规律），即通常所说 的区划或布局。
1、利用豆科作物和红萍固氮，把用地和养地结合起来；
秸秆养分归还率：K>N>P，水溶性钾（高达70％）
2、均衡利用土壤养分和水分； 禾谷类作物对氮、磷、硅吸收较多，对钙吸收较少， 而豆科作物对钙、磷、氮吸收较多，对硅吸收较少；
3、改善土壤的物理化学特性和微生物状态。
４、改变农田生态条件，改善土壤理化特性，增加生 物多样性。
• 重茬：一种作物收获后接连种植同一种 作物。
一、轮作换茬的概念
• 轮作：由不同的复种方式组成，称为复 种轮作。
• 连作：与轮作相反，是在同一田地上连 年种植相同作物的种植方式。
• 在同一田地上采用同一种复种方式称为 复种连作。
一、轮作换茬的概念
第一期 (年)
豆類
1
豆类
十字花科
2
十字花科
塊根莖類
措施而防除； • （4）通过水旱轮作使环境条件发生剧烈变化抑制和消灭杂草。
不同种植方式下杂草种子库的变化（魏守辉等，2005）
水稻-小 麦
玉米-小麦2年后
大豆-小麦2年后
杂草
种子 库密
CK
度
-27.16%
-44.44%
种子 库中 主要 杂草
陌 异 草 草 苋 千 等
上菜、 型莎 、菵 、水 菜、 金子
生态系统结构
• 定义：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。包括：
一、物种结构；
二、空间结构； （水平、垂直）
三、时间结构；
四、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。
中国农业生态区划示意图
（二）垂直结构
• 又称立体结构，系指农业生物类群在同 一土地单元内，垂直空间上的组合与分 布。利用形态上、生理上和生态上不同 的作物群体组成合理的“复合群体” ， 使复合群体对环境资源利用最充分，对 不良环境条件抗逆性最强。
• 立体种植； • 立体养殖； • 立体种养
立体结构高产高效的生态学基础—— 生物种间互补
• 通过水旱轮作，使水田的土壤得以脱水产生干土效应。
二、轮作的作用 （二）调养地力
红壤区不同轮作系统中作物的养分积累量（kg/ha）
轮作组合 稻－稻－油菜 稻－稻－大麦 稻－稻－紫云英