《农业生态学》第三章 农业生态系统的结构

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
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。
➢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。
• 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。
（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。
• （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
第三章
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。
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
• 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
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
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
（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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
• 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