第五章 农业生态系统的物质循环
农业生态系统功能
可见光（0.4-0.76u占 50%)由七色光组成，除绿 光外，都是光合作用的有 效辐射，是农业生态系统 最根本的能源。
1）能量来源---辅助能
辅助能即是指除太阳能外，对农业生态系统所补加 的一切其它形式能量的总称。 其占系统总输入能量 的比例依农业生产水平而 定，如我国目前约为3060%。其作用主要有三： 其一是维持部分农业生物 的生命；其二是改善农业 生物的生活环境；其三是 改变各种生物间的比例关 系。
25 20 15 10 5 0
几种动物产品的饲料能量利用效率（%）
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主要农作物光能利用率比较（%）
Ð ¾ Ö µ
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3、能量转化效率
能量转化效率即是 指农业生态系统中某一种 生物固定的能量与所消 耗的食物能之比。
1）能量转化效率相关定义
2）影响能量转化效率的因素
3）提高能量转化效率的途径
1）能量转化效率相关定义
光能利用率即是指单 位地面上植物光合作用积 累的有机物所含能量与同 期照射在同一地面上日光 能量的百分比。 能量比即是指每投入 单位能量（千焦尔）产出 多少能量的产品；或指每 生产单位能量的产品需投 入多少能量。
物质循环和能量流动反映了作物生态系统自然 再生产过程的功能状态。价值转化则反映出作物生 态系统经济再生产过程的功能状态。
1、农业生态系统价值与能值定义 2、农业生态系统价值流形成过程 3、农业生态系统价值流增值规律
1、农业生态系统价值与能值定义
第5章 农业生态学
6．明显的区域性 ． 农业生态系统除了受气候、土壤、地形地 貌等自然生态因子影响形成区域性外，还 要受社会、经济、技术等因素的影响而形 成明显的区域性特征。 如“低投入农业生态系统”与“高投入农 业生态系统”、“集约农业生态系统”与 “粗放农业生态系统”等，是根据人类的 投入水平和经济技术水平划分的。
2．净生产力高的系统 农业生态系统的总生产力低于相应地带的 自然生态系统，但其净生产力却高于自然 生态系统。 农业生态系统中的生物组分多数是按照人 的意愿(高产、优质、高效等)配置而来，加 上科学管理的作用，使其中优势种的可食 部分或可用部分不断发展，物质循环与能 量转化得到进一步加强和扩展，因而具有 较高的光能利用率和净生产量。
(1) 初级生产与次级生产 1）初级生产 主要包括农田、草地和林地等 的生产。陆地平均太阳光能利用率0.25%， 农田平均达0.6% 左右，高产农田可以达到 1.0% 以上，小麦、玉米、水稻、高粱等作 物可达1.2%～2.4%。 2) 次级生产 主要是指畜牧业和渔业生产。 家畜可将食物中16%～29%的能量同化为化 学能，33% 用于呼吸消耗，31%～49% 随 粪便排出体外。 按饲料的数量计，鸡的转化效率最高；按饲 料的能量计，猪的转化效率最高。在水产养 殖中饲料的转化效率较陆地家畜高。
农业生态系统能流分析方法1确定系统的边界2确定系统主要成分及其关系并绘成能3确定系统各组分的实物流量4将各种能流换算成统一的能量单位析计算结果能量输入与输出结构分析能量输入输出强度及能量转化效率分析能流状况综合分析和评价农业生态系统的物流农业生态系统养分循环一般模式农业生态系统养分循环的动态模型农业生态系统养分循环的特点1需要大量养分投入才能维持系统养分的平衡养分输入主要来源于人工生产的无机肥3农业生态系统有机物质的来源主要是作农林牧结合发展沼气解决生活能源问题促使桔秆还田充分利用非耕地进行养分的区域性富集54生态农业与持续农业541生态农业的产生与发展农业发展的历史进程渔猎采集生活原始刀耕火种农业阶段传统的畜力铁器农业阶段现代的机械化集约农业阶段
《农业生态学》期末复习----章节重点
农业生态学第一章绪论农业生态学：应用生态学的原理,系统论的观点和方法,把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究它们之间的相互联系、协同演变、调节控制和平衡发展规律的学科。
生态学:是研究生物与其环境相互关系的学科。
生态系统:在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的统一体，称为生态系统。
农业生态系统：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，是驯化的生态系统，既受生态规律的制约，也受社会经济规律的制约。
1. 1865年，勒特（Reiter）造了生态学一词2. 1935年，英国植物生态学家坦斯尼（A.G.Tansley）第一次提出了生态系统和生态平衡的概念。
3. 1941年，美国科学家林德曼（R.L.Lindeman）提出了食物链、食物网、生态金字塔理论4. 美国生态学家奥德姆（E.P.Odum）——对遗弃农田的次生演替及生态系统的能流与物流做了大量的研究，写成《生态学基础》5. 1963年，海洋生物学家卡逊（R.Carson）——《寂静的春天》6. F.C.Pielou《数学生态学引论》、R.M.May《理论生态学》——推动生态学向定量化方向发展8. 21世纪五大危机：人口危机、粮食危机、资源危机、环境危机、能源危机（一说为生物危机）第二章农业的基本生态关系1.生境（habitat）：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。
生境也叫栖息地。
2.最小因子定律：（德国化学家李比西）——植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质。
相对稳定状态下E.P.Odum（1973）做了两点补充：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。
谢尔福特耐性定律：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，都会成为限制因子。
E.P.Odum（1973）等对耐性定律作了补充：该定律把最低量因子和最高量因子相结合，任何接近或超过耐性下限或耐性上限的因子都称做限制因子3.生活型：不同植物长期适应相似环境的结果使这些植物在外部形态上和对生境的要求上表现为相同或相似。
《农业生态学》第五章物质循环
物质循环的库可分为两大类：
3．流(flow)
• 能量和物质通过食物链形成的转移运 动状态，称为流。
• 生态系统中主要流有物质流、能量流 和信息流。
• 农业生态系统要获得高的生产力，就 要使系统内的能量和物质的流量大， 流速快且畅通无阻。
19世纪争土地,20世纪争石油,21世纪争水 以色列和叙利亚
严重干旱小船无法下水 美国干旱西部土壤龟裂
（二）中国水资源状况
• 中国水资源总量居世界第6位。 • 人均2600m3，相当于世界人均的1/4，列世
界第88位，已被列为世界贫水国之一。
人均水资源量 m3 大于10000 5000~10000 1000~5000
球性质，是闭合性循环。 •①大气中的CO2通过生物圈的光合和呼吸作
用约400年循环一次。 •②O2通过生物代谢，2000年循环一次。 •③水圈（包括占地球表面71%的海洋）中的
水，通过生物圈的吸收、排泄、蒸腾，每当 200万年才循环一次。 •④至于由岩石土壤圈风化出的矿物元素循环 一次则需要更长时间，甚至要经过几亿年。
径流37 ×103
海
降水 324 ×103
洋
1350×106
单位:km3
（二）水循环特点
三、水资源现状
• （一）世界的水资源危机
• 1.全球水资源分布不均；
1/3人口缺水, 发展中国家居多,例如非洲中东 和中亚大部分地区
• 2.随着人口增长,缺水趋势更为明显； • 3.国家之间因为争夺水资源而发生纠纷.
土壤水
50 ×103
800米地下水 3000 ×103
更深地下水
3000 ×103
2022湖南农业大学考研考试大纲-339农业综合知识一(农业生态学)
2022年全国专业硕士研究生招生考试农业生态学考试大纲Ⅰ．考试性质农业生态学考试是为湖南农业大学生态学专业招收专业硕士研究生而设置的具有选拔性质的专业招生考试科目，其目的是科学、公平、有效地测试考生掌握大学本科阶段农业生态学的基本知识、基本理论，以及运用农业生态学原理和方法分析和解决实际问题的能力，评价的标准是高等学校本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者具有基本的专业理论素养，专业水平。
Ⅱ．考查目标要求考生：1．准确地农业生态学有关知识。
2．准确、恰当地使用农业生态学的原理与方法。
3．运用农业生态学原理与方法解决实际问题。
Ⅲ．考试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间本试卷满分为50分，考试时间为60分钟。
二、答题方式答题方式为闭卷、笔试。
三、试卷内容结构农业生态学基本理论约10%农业生物与环境的关系约30%农业生态系统结构与功能约45%生态学系统调控约10%农业生态学应用5%四、试卷题型结构术语解释题10分（5小题，每小题2分）判断题10分（5小题，每小题2分）简答题20分（4小题，每小题5分）论述题10分（1小题，每小题10分）Ⅳ．考查内容第一章绪论第一节农业生态学的形成和发展一、农业生态学产生的背景二、农业生态学的发展过程第二节农业生态学的性质、内容与任务一、农业生态学的性质二、农业生态学的内容三、农业生态学的任务第二章农业生态系统的基本概念第一节系统概述一、系统的内涵二、系统的特性三、系统的思想与研究思路第二节生态系统概述一、生态系统的内涵二、生态系统的结构与功能第三节农业生态系统概述一、农业生态系统的定义二、农业生态系统的特点三、农业生态系统的分类.第三章农业生态系统的生物与环境第一节农业生态系统生物组分一、农业生物组分的构成二、农业生物组分的特点三、农业生物间的相互关系——种群与群落第二节农业生态系统环境组分一、农业环境组分的构成二、农业环境组分的特点三、农业环境组分间的相互关系第三节农业生物与环境的相互关系一、环境对生物的制约二、生态因子对农业生物的综合作用三、生物对环境的适应性四、生物对环境的影响第四章农业生态系统的结构第一节农业生态系统的基本结构一、农业生态系统结构的内涵二、农业生态系统基本结构类型三、农业生态系统中主要产业的相互关系第二节建立合理的农业生态系统结构一、农业生态系统结构合理性标志二、合理的农业生态系统结构三、几种典型的农业生态结构剖析第三节农业生态系统结构中人类的生态位一、农业生态系统建立与人类的关系二、农业生态系统维持与人类的关系三、农业生态系统发展与人类的关系第五章农业生态系统的功能第一节农业生态系统的能量流一、农业生态系统能量流动的基本过程二、能量流动与转化的基本定律三、农业生态系统能量转化效率四、农业生态系统能量流动分析五、农业生态系统能流的调控途径第二节农业生态系统的物质循环一、物质循环的基本概念与规律二、几种主要物质的生物地球化学循环三、农业生态系统的养分循环四、农业生态系统物质循环中的环境问题五、农业生态系统物质循环第三节农业生态系统的价值转化一、农业生态系统价值与能值的内涵二、农业生态系统价值流三、资金流与能流、物流的关系四、"成本外摊”与“收益外泄”五、农业生态系统的经济效果分析原理第四节农业生态系统的信息传递一、农业生态系统信息的内涵二、农业生态系统信息的分类三、农业生态系统信息的特性四、农业生态系统信息的传递五、信息在农业生态系统中的应用第六章农业生态系统的调控第一节农业生态系统的动态平衡一、生态平衡及其稳定性机制二、生态生态失调与生态重建三、农业生态系统动态平衡的特点第二节农业生态系统的评价一、评价原则二、评价指标体系三、评价步骤与方法第三节农业生态系统的调控一、调控机制二、调控特点三、调控途径第七章农业生态系统的资源利用与保护第一节农业生态系统的资源的分类与特性一、农业生态系统的资源的分类二、农业资源的特性及合理利用第二节土地资源利用与保护一、我国士地资源利用现状二、我国土地资源利用的主要问题三、土地资源利用与保护的途径第三节生物资源利用与保护一、森林资源的利用与保护二、草场资源的利用与保护三、渔业资源的利用与保护四、野生生物资源的利用与保护第四节水资源的利用与保护一、中国水资源利用的现状二、水资源的合理利用与保护第八章生态农业与农业生态工程第一节生态农业体系一、生态农业产生及其在国外的发展二、中国生态农业的兴起与特色三、中国生态农业的概念、特点与内容四、中国生态农业的近期发展方向第二节生态农业技术一、立体资源利用技术二、畜禽粪便及有机废弃物的综合利用技术三、有害生物生态防治技术四、生物养地技术五、粮油等加工副产品综合利用技术六、肥料、农药和薄膜的生态改造技术七、绿色食品生产技术第三节农业生态工程一、农业生态工程的形成与发展二、农业生态工程的设计三、几种常见农业生态工程剖析四、目前我国农业生态工程研究发展趋势Ⅴ参考书目1．《农业生态学》骆世明编著，第三版；。
生态系统的物质循环过程
生态系统的物质循环过程
首先，能量的流动是生态系统物质循环过程的基础。
太阳能是地球上所有生命活动的能源，通过光合作用，植物将太阳能转化为化学能，并将其储存在有机物中。
动物通过食物链和食物网获取能量，将有机物中的能量转化为自己的生命活动所需的能量。
当动物死亡或排泄时，有机物质又会被分解为无机物质，释放出储存在其中的能量，供细菌和真菌等分解者利用。
其次，各种元素的循环也是生态系统物质循环过程的重要组成部分。
例如，碳、氮、磷等元素在生态系统中不断循环利用。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，将其转化为有机物质，而动物则通过摄食植物获取碳元素。
当动植物死亡后，它们的有机物质会被分解为无机物质，其中包括了碳、氮、磷等元素，这些元素会再次被植物吸收利用，形成循环。
此外，水循环也是生态系统物质循环过程的重要组成部分。
水从海洋、湖泊、河流中蒸发升华成水蒸气，形成云，再通过降水的形式返回到地表，滋润植物生长，满足生物的生存需要，形成水的循环。
总之，生态系统的物质循环过程是一个复杂而又精密的系统。
各种生物和非生物要素在其中不断相互作用、相互转化，形成了一个相对稳定的生态平衡。
保护好这个生态系统，保护好地球上的每一寸土地和每一滴水，才能让物质循环过程继续顺利进行，维持生态系统的健康和稳定。
农业生态系统中的物质循环
农业生态系统中的物质循环农业生态系统是农业生产过程中最重要的一个系统，它是由生物、环境和人工经营组成的有机整体。
在这个系统中，物质循环是非常重要的一个环节。
一个良好的物质循环可以使农业生态系统保持平衡，更有利于农业的生产和发展。
一、农业生态系统中的物质循环1、农业生态系统的物质循环物质循环是指物质在生态系统中的循环，包括物质的摄入、吸收、传递、流失和转化等过程。
在农业生态系统中，物质循环是非常复杂的过程，包括有机物和无机物的循环。
有机物主要来自于生物体的代谢和残体，而无机物则来自于大气、土壤和水。
2、物质循环的意义物质循环可以使农业生态系统保持平衡，更有利于农业的生产和发展。
它能够使养分得以循环利用，减少浪费和污染，保障生物圈的可持续发展。
物质循环不仅对于农业生产的发展有着重要的意义，同时也是保护生态环境和生态平衡的一个重要环节。
二、农业生态系统中的物质循环方式1、农业生态系统中的有机物循环（1）生物体的代谢和残体在农业生态系统中，生物体的代谢和残体都是循环利用的重要来源。
生物体的腐烂后，会分解为有机质，这些有机质可以被微生物分解，然后转换成土壤中的养分物质。
（2）有机肥料和绿肥的利用有机肥料和绿肥也是农业生态系统中有机物循环的主要方式。
有机肥料是由动植物残体、废弃物和泥炭等转化而成的，其对于提高土地的肥力和改善土壤性质都有着重要的作用。
而绿肥则是指在耕作期间，在作物间种植的一些草本植物和豆类作物，可以通过吸收氮气来提高土地的肥力。
2、农业生态系统中的无机物循环（1）地球大气和土壤的物质循环在农业生态系统中，大气中的氧、氮、碳等无机元素可以通过作物、水分、空气和土壤的循环，不断地进行转化和利用。
（2）农业生产中的肥料和农药肥料和农药的使用也对农业生态系统中的无机物循环产生了影响。
大量的农药使用会导致土壤和水源的污染，从而影响物质的循环。
而科学合理的肥料使用可以提高农作物的产量，从而为农业生产做出积极贡献。
第五章农业生态系统的物质循环
第五章农业生态系统的物质循环一、本章学习目标：重点掌握：农业生态系统养分循环特点及其平衡途径；农业生态系统物质循环造成的环境问题与防治对策一般掌握：农业生态系统养分循环的一般模式；主要物质的生物地化循环特点；农业生态系统物质流分析方法识记：生物地球化学循环、气相型循环与沉积型循环、地质大循环与生物小循环、物质循环的库与流的概念二、本章主要内容生物地球化学循环：各种化学元素和营养物质在不同层次的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，从生物体再到环境，不断地进行流动和循环，就构成了生物地球化学循环，简称生物地化循环。
构成生物有机体的元素：（1）能量元素；（2）大量营养元素；（3）微量营养元素生物地球化学循环的基本类型1．生物地球化学循环依据其循环的范围和周期，可分为地质大循环和生物小循环。
（1）地质大循环：指物质或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，然后生物有机体以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境，进入五大自然圈层的循环。
五大自然圈层是指大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈。
地质大循环具有范围大，周期长，影响面广等特点。
地质大循环几乎没有物质的输出与输入，是闭合式的循环。
（2）生物小循环：指环境中元素经生物体吸收，在生态系统中被相继利用，然后经过分解者的作用，回到环境后，再为生产者吸收、利用的循环过程。
生物小循环具有范围小、时间短、速度快等特点，是开放式的循环。
2．生物地球化学循环依据其循环物质的主要贮藏库分类，可分为气相型循环和沉积型循环。
（1）气相型循环：其储存库在大气圈或水圈（海洋）中，即元素或化合物可以转化为气体形式，通过大气进行扩散，弥漫了陆地或海洋上空，在很短的时间内可以为植物重新利用，循环比较迅速。
（2）沉积型循环：许多矿物元素其储存库在地壳里，经过自然风化和人类的开采冶炼，从陆地岩石中释放出来，为植物所吸收，参与生命物质的形成，并沿食物链转移。
第五章 农业生态系统的物质循环分析
氮循环 硫循环
H 2O
一、碳循环
1、基本概况
碳是构成生命有机体的主要元素之一，又是能量的 源泉。
碳主要贮藏在大气、生物体、土壤、水圈和岩石
圈几个库中。
地球上的碳绝大部分以碳酸盐和非碳酸盐沉积物
的形式储存在岩石圈中，其次是储存在海洋中，大 气圈、生物圈和土壤中的碳量较少。
C的来源是CO2 。 只有CO2形态的碳才能被植物吸收和利用，才能
虽然CO2浓度增高有利于植物光合作用的增强，但
CO2的“温室效应”将导致全球温度升高和降水分布 的改变。
过去100年中(1860-1960)大气中CO2浓度由290ppm 升高到314ppm。 最近20年中，大气CO2浓度平均每年增加1ppm（由 314ppm升高到336ppm）。
400 大 气 （ 中 p C p O m ） 2 浓 度 350 300 250 200 150 100 50 0 1860 1960 1980 2000
二、氮循环
1、基本概况
氮是生命物质的关键组分，是生物体中氨基酸、
叶绿素、DNA、RNA等不可缺少的元素。 地球上的氮素很多，但94%的在岩石圈中，不参 与氮循环，其余6%大部分存在于大气中。 氮的主要库存是大气-----主要是气态循环。以N2 的单质形式存在。大气中氮的含量为79%，总量约 38×1016亿t，
第五章 农业生态系统的物质循环
主要内容： 生态系统物流的一般特点 几种主要物质的循环 农业生态系统中的养分循环 物质循环中的环境问题
物质循环与能量流动一样，也是生态系统
的功能之一。有机体和生态系统为了生存与 发展，除了不断输入能量外，还必须不断输 入物质，因此，物质既是生命活动的物质基 础，又是能量的载体，起着双重作用。
第五章 农业生态系统的物质循环
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间的频繁转移和循环流动。
▪第一节农业生态系统物流的一般特点▪第二节水循环▪第三节碳流动▪第四节氮流动▪第五节磷流动▪第六节钾流动▪第七节硫流动▪第八节农业生态系统的养分循环▪第九节污染物对农业生态系统的影响及其利用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 、 K2. 大量元素： 0.1-1%: Ca 、 Mg 、 P 、 S 、 Cl 、 Fe 、 Cu3. 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/SFI 流入量 FO 流出量 S 库存量 T=1/R 物质更换所需要的时间。
农业生态学知识点
农业生态学知识点第一章:1、我国的农业生态环境现状：湿地退化、草原退化、荒漠化加剧、水土流失2、五大危机：人口危机、粮食危机、能源危机、资源危机、环境危机。
3、三“P”危机：n（人口问题）、Poverty（粮食问题、能源问题、资源问题）n环境问题）4、生态学：是研究生物与其周围环境之间相互关系的科学。
（其中环境包括非生物环境与生物环境）（1866年德国学者XXX提出）5、生态文化：建立一种以生态学为核心的文化体系,建立起符合生态学原理的价值观念、思维模式、经济法则、生活方式和管理体系,改变以往那些不良观念,以生态学的思想与方式来认识世界、观察世界。
6、生态方法论：整体观、层次观、关联观、协同观、动态观。
7、按研究对象的生物组织水平可分为：个体、种群、群落、生态系统、景观、全球生态学。
8、农业生态学：是运用生态学和系统论的原理与方法，把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究其中的相互关系、协同演变、调节控制和持续发展规律的科学。
研究工具：农业生态体系；理论根蒂根基：生态学原理；方法根蒂根基：体系论。
9、系统：系统论创始人XXX：相互联系的诸要素的联合体。
系统的构成必须具备三个条件：（1）两个以上的组分（2）组分之间有密切联系（3）配合完成一定的功能。
注：功能→系统的功能是一种整体效应(整合特性)，不但包括各组分的独立功能，还增加了各组分之间相互作用后产生的新效应（增强、减弱、原来没有）→所以各组分功能之和不等于系统的整体功能或效应（1+1≠2）10、生态系统：生物与生物之间以及生物与生存环境之间密切联系、相互作用，通过物质交流、能量转化和信息传递，成为占据一定空间、具有一定布局、执行一定功能的动态平衡整体。
（简单定义：在一定空间内的生物与非生物环境相互作用形成的系统）。
特点：1）组分上：无生命和有生命2）空间结构上：具有明显的地域性、动态性3）时间变革上：简单到复杂，低级到高级4）内部功能上组分间不断进行能量转换与物质循环，使系统处于一种动态平衡状5）外部关系上：开放系统，物质能量交换11、农业生态系统：以农业生物为主要组分，受人类调控、以农业生产为主要目标的生态系统。
《农业生态学》课程笔记 (3)
《农业生态学》课程笔记第一章绪论一、农业生态学的概念与内涵1. 定义：农业生态学是研究农业生态系统结构、功能、过程及其调控与管理的一门学科，它涉及生物学、生态学、土壤学、气象学、植物保护学等多个领域。
2. 内涵：- 农业生态系统：指在一定区域内，由农业生物群体与其环境相互作用、相互依存而形成的统一整体。
- 农业生态学的研究对象：不仅包括农业生产的生物要素，如农作物、畜禽、渔业等，还包括非生物要素，如土壤、气候、水、肥料等。
- 农业生态学的研究目标：旨在实现农业生产的高效、持续、稳定和生态平衡。
二、农业生态学的发展历程1. 传统农业阶段：- 特点：以人力和畜力为主，依赖自然条件，农业生产技术水平较低。
- 代表性技术：轮作、休耕、有机肥料使用等。
2. 现代农业阶段：- 特点：大量使用化肥、农药、农业机械等，追求产量最大化。
- 问题：资源过度消耗、环境污染、生态破坏等。
3. 可持续农业阶段：- 特点：强调农业与生态环境的协调发展，实现农业可持续发展。
- 目标：提高农业生产效率，保护生态环境，保障食物安全。
三、农业生态学的研究方法与技术1. 观察法：- 实地调查：对农业生态系统的组成、结构和功能进行直接观察。
- 长期定位观测：对农业生态系统的动态变化进行长期跟踪。
2. 实验法：- 田间试验：通过设置不同处理，研究农业生态系统的响应机制。
- 模拟实验：在受控条件下，模拟农业生态过程，探讨其内在规律。
3. 数学模型法：- 建模方法：系统动力学模型、线性规划模型、非线性模型等。
- 应用：预测农业生态系统的变化趋势，优化农业生产结构。
4. 信息技术：- 遥感技术：获取农业生态系统的空间分布信息。
- GIS：分析农业生态系统的空间格局和时空变化。
- GPS：定位农业生态系统的具体位置。
5. 系统分析法：- 系统理论：分析农业生态系统的整体性和层次性。
- 系统工程：设计和管理农业生态系统，提高其整体功能。
四、农业生态学的研究内容1. 农业生态系统的结构：- 生物种群：研究种群的数量、分布、动态和遗传多样性。
第五章 农业生态系统的物质循环.
二、氮循环
1、基本概况
氮是生命物质的关键组分，是生物体中氨基酸、
叶绿素、DNA、RNA等不可缺少的元素。 地球上的氮素很多，但94%的在岩石圈中，不参 与氮循环，其余6%大部分存在于大气中。 氮的主要库存是大气-----主要是气态循环。以N2 的单质形式存在。大气中氮的含量为79%，总量约 38×1016亿t，
氮是一种很不活泼的气体，不能为大多数生物直
接利用。只有通过固氮途径，转为硝酸盐或氨的形 态，才能为生物吸收利用。
2、氮循环的基本过程
（1）固氮作用是氮循环（气态循环）的重要机制
地球上固氮作用的途径有三种：生物固氮、工业
固氮和高能固氮(大气固氮)。 生物固氮：每年可固氮175×106t。 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨 的过程。
能量和物质同时沿着食物链和食物网流动、
传递。
能量流动是单方向的，而物质流动则是循
环的。
呼吸
营养物输入
营养物输出 呼吸 呼吸
第一性生产
有机物 贮存
植 食 动 物
肉 食 动 物
呼吸
分解者
能量流动
土壤库
物质循环
第一节 生态系统物流的一般特点
一、物质循环的基本概念
（一）、生物地球化学循环
地球上的各种化学元素和营养物质在自然动力和 生命动力的作用下，在不同层次的生态系统内， 乃至整个生物圈不断地进行流动和循 环，这些不同的循环途径就构成了生物地球化学 循环。
第五章 农业生态系统的物质循环
主要内容： 生态系统物流的一般特点 几种主要物质的循环 农业生态系统中的养分循环 物质循环中的环境问题
物质循环与能量流动一样，也是生态系统
的功能之一。有机体和生态系统为了生存与 发展，除了不断输入能量外，还必须不断输 入物质，因此，物质既是生命活动的物质基 础，又是能量的载体，起着双重作用。
农业生态学期末复习重点（资料）及试题（附答案）
农业生态学期末复习重点（资料）及试题（附答案）农业生态学复习重点（资料）及试题（附答案）《农业生态学》复习重点第1章绪论1 农业生态学、系统、农业生态系统的基本含义2 生态学的发展阶段3 生态系统的基本组分及特点4 农业生态系统的特点5 农业生态学的任务第2章农业生态系统的基本生物结构1 人工环境的类型2 最小因子定律、耐性定律、生活型、生态型、生境、生态位、种群、群落、内禀增长率、环境容纳量、化感作用、演替、群落稳定性、生物多样性等的概念3 种群间相互作用的类型及其典例4 r-对策生物与K-对策生物的比较5 种群的增长型、种群调节的类型6 农业活动对生物多样性的影响7 中国农业生物多样性的保护与开发措施第3章农业生态系统的综合结构1 营养结构、边缘效应、食物链、食物网的含义2 食物链的类型3 食物链加环的作用与加环类型4 食物链解列第4章农业生态系统的能流1 初级生产、次级生产、生态效率、生态金字塔、能值的概念2 地球初级生产力的级别类型3 改善初级生产的方向4 次级生产的作用5 改善次级生产的方向6 农业生态系统辅助能的种类及作用7 生态系统的能量生态学类型8 农业生态系统能流关系的调整方向第5章农业生态系统的物流1 物质循环的库与流2 物质循环的基本类型3 农业生态系统物质循特点4 农业生态系统养分循环的特点5 农业生态系统养分循环调节的原则与途径6 生物放大作用第6章农业的资源与效益1 农业生态系统的社会效益、经济效益、生态效益及其相互间的关系第7章农业生态系统的调节与控制1 自然信息流与人工信息流的比较2 农业生态系统的资金流与能物流的关系3 成本外摊、收益外泄的含义4 解决经济外部性的途径5 农业生态系统调控的基本特点6 农业生态系统的调控层次第8章农业的可持续发展1 可持续发展的概念2 可持续农业第9章中国的生态农业1 生态农业、中国生态农业的含义2 中国生态农业的特征3 中国生态农业技体系的特点考试题型一、名词解释（本大题共10小题，每小题3分，共30分）二、简答题（本大题共5小题，每小题8分，共40分）三、分析题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）农业生态学重点1866年德国生物学家赫克尔首先提出生态学英国植物生态学家坦斯列提出“生态系统”美国生态学家林德曼提出“食物链”“生态金字塔”美国生态学家奥德姆写成《生态学基础》生态系统：是指由环境和占据该环境并联系在一起的生命有机体所构成的动态整体。
农业生态系统的物质循环
一、水循环的过程 二、农业生态系统的水分平衡 三、水分流、养分流与能流的关系 四、人类活动对水循环的影响 五、 我国水资源开发利用方面存在的问题
水循环
一、水循环过程 （一）水循环的生态学意义
(1)水是营养物质的介质。物质循环和水循环不可分割地联系在一 起，地球上水的运动把陆地生态系统和水域生态系统连接起来， 从而使局部生态系统与整个生物圈发生联系，同时大量的水防止 了地球上温度的剧变。 (2)水是物质的溶剂。水在生态系统中起着能量传递和利用的作用， 绝大多数物质都溶于水，随水迁移。 (3)水是地质变化的动因之一。其他物质的循环常是结合水循环进 行的，一个地方矿质元素的流失，而另一个地方矿质元素的沉积， 亦往往要通过水循环来完成。 水循环是生物地球化学循环中最重要的循环。
第五章
农业生态系统的物质循环
Chapter 5 Nutrient Cycle in Agroecosystem
主要介绍农业生态系统物质循环的基本概念、几种重要 物质的循环过程、养分循环及其特点、污染物对农 业生态系统的影响及其利用。
农业生态系统的物质循环
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。 物质循环和能量流动一样，是生态系统的基本功能之一。有机 体和生态系统为了生存与发展，除了不断输入能量外，还须不 断输入物质，因此物质既是生命活动的物质基础，又是能量和 信息的载体，起着双重作用。能量和物质是同时沿着食物链流 动和传递的。但能量流动是单方向，是一个不断耗散的过程； 而物质流动则是循环。 生态系统中的生产者通过根系从土壤中吸收矿物质和水分，由 叶片吸收CO2，以太阳能为动力合成有机物质，然后沿着食物 链移动。在每次物质转移中都有物质丢失，但丢失的部分都将 回到环境，被植物重新吸收、利用。因此物质是可以循环的， 并且是周而复始地被利用。
(整理)农业生态学教案.
农业生态学教案第一章绪论这一章是全书的绪言。
它的中心是阐明生态学和农业生态学产生的历史背景和任务，使学生建立系统、生态系统和农业生态系统的概念，学会用系统的方法来分析和思考问题，掌握农业生态系统的特点、基本结构和功能，清楚地认识到农业生态系统是农业生态学的研究对象。
学习这一章，要了解生态学的产生和发展过程，理解生态危机对农业生态学的促进作用，掌握农业生态学的研究对象、内容和学科地位。
认识到生态学知识对提高人们生态意识，在农业生产中自觉遵从生态规律和自然协调相处的重要性。
一、教学目的掌握：农业生态学的概念、发展趋势、研究对象、研究内容及方法理解：农业生态学与农业生产及发展的关系农业生态学与与生态学的关系二、教学重点：生态学的发展过程、农业生态系统的概念、研究内容三、教学难点：农业生态系统的功能特点四、教学方法：通过多媒体，以教师主讲为主，辅助课堂提问及讨论。
五、教学用具：投影仪、多媒体课件，辅以黑板板书。
六、教学过程及主要教学内容本章教学时数为 2学时。
首先介绍生态学的基本概念，通过环境问题危机引出生态学的诞生，再详细介绍生态学的发展的历史、学科性质和研究层次。
最后简单介绍生态学研究的基本方法。
并透过对农业结构与环境问题的分析，引导出农业生态学的产生与发展。
１．农业生态学产生与发展．生态学的产生和发展历程．科学的发展与农业生态学的产生．农业可持续发展与农业生态学的关系２．农业生态系统的概念．系统及系统特性．生态系统及其特点．农业生态系统及其特点３．农业生态学的任务及其研究方法．农业生态学与其他学科的关系．农业生态学的任务．农业生态学的基本研究方法七、本章小结与作业：１．生态学为何受到人类的如此重视？２．讨论：环境污染是生态学研究的重点吗？３．农业生态学与其它传统农业学科及生态学之间的关系。
第二章农业生态系统的基本生物结构这一章是生态学的基本知识部分，主要要求掌握环境对生物的影响、生物对环境的适应和影响；生物种群、群落、生物多样性等基本概念及生物种群、群落的基本特征。
农业生态学总结复习题及参考有答案
农业生态学复习题一、名词解说1、物质循环：生态系统的初级生产者不停汲取物质，经转变后合成能量，在转变过程中有必定损但消耗的部分最后进入环境被生物利用这个过程。
2、物质循环的库与流：库即为物质在运动过程中被临时固定、储存的场所；流即为物质在库与库之间转移运动状态。
3、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涉下，农业生物集体与其四周的自然和社会经济要素相互联系、互相作用而共同成立起的固定、转变太阳能和其余营养物质，获得一系列农副产品的经过人工驯化的生态系统。
4、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）、水蒸气等能够使短波辐射几乎无衰减地经过，但却能够汲取长波辐射，所以，这些气体有近似温室的作用，故称上述气体为“温室气体”，由此产生的效应称为温室效应。
5、生态效率：即食品链各环节上的能量转变效率。
6、生态金字塔：是指因为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表现近似埃及金字塔的塔形散布。
7、林德曼的十分之必定律：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，按能量计只可是是它前一个营养级生产量的十分之一左右。
8、生态效益：指农业在保护和增殖资源和改良生态环境质量方面的成效。
9、农业资源：从事农业生产或农业经济活动所利用或能够利用的各样资源。
农业资源与农业生产关系亲密。
如劳动对象：动植物生产资料：土地生产条件：水、热、气。
10、"生态入侵：生态入侵是指外源生物引入当地域，种群快速延伸失控，造成其余土著种类濒临并伴生其余严重危害的现象。
生态入侵对生态系统的稳固性影响很大，有时甚至能使整个生态系统发生不行逆转的崩溃。
11、"农业效益：农业知足人类利益的成效，包含经济效益、社会效益和生态效益。
12、"能量转移：绿色植物利用太阳能，经过光合作用生产食品能，食品能经过食品链和食品网，从营养级传达到另一个营养级。
农业生态学考研必读复习资料 (17)
第一章绪论一、名词解释1、生态学：是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的学科。
2、农业生态学：是人类为满足S H 需求，在一定边界内通过干预，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。
农业生态系统是一种被驯化了的生态系统。
3、生态系统：指在一定的空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的统一体，称为生态系统。
4、农业生态系统：是人类为满足S H 需求，在一定边界内通过干预，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。
农业生态系统是一种被驯化了的生态系统。
二、填空1、生态学是研究生物与（）的科学2、英国生态学家坦斯列首次提出（）的概念，把生物与环境的关系看作是一个动态整体，受到个学派的赞同。
3、生态学是由德国科学家（）首先提出来的。
4、农业生态学研究对象为（）。
三、单选题1、农业生态学是研究的对象时（C ）。
A.系统B.生态系统C.农业生态系统D.农田生态系统2、农业生态学的学科基础是（）。
A.植物学B.动物学C.微生物学D.生态学3、生态系统概念是由（）首次提出来的。
A.赫克尔B.坦斯列C.林德曼D.奥德姆4、食物链的理论是由（）提出来的。
A.赫克尔B.坦斯列C.林德曼D.奥德姆四、简答题1、农业生态学的主要内容是什么？2、农业生态学的主要特点是什么？第二章农业生态系统一、名词解释1、系统：由相互依赖的若干组成部分结合而成，具有特定功能的有机整体。
2、生产者：主要指绿色植物和化能合成细菌等。
3、消费者：是指除了微生物以外的异养生物。
4、分解者：主要是指以动物残体为生的异养微生物。
二、填空1、生态系统是由（）和环境组分构成。
2、稻米→人的食物链总共有（）营养级。
3、系统组分本身可以自成系统，称为（成层性）。
4、农业生态系统的环境组分包括（）和人工环境组分。
5、生态系统的营养结构包括生产者、消费者和（）三大功能类群。
6、农业生态系统的空间结构可以分为水平结构和（）。
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能量流动是单方向的，而物质流动则是循 环的。
呼吸
营养物输入
营养物输出 呼吸
呼吸
第一性生产
有机物 贮存
植 食 动 物
土壤库
肉 食 动 物
呼吸
分解者
能量流动 物质循环
第一节 生态系统物流的一般特点
一、物质循环的基本概念
（一）、生物地球化学循环
地球上的各种化学元素和营养物质在自然动力和 生命动力的作用下，在不同层次的生态系统内， 乃至整个生物圈里，沿着特定的途径从环境到生 物体，从生物体再到环境，不断地进行流动和循 环，这些不同的循环途径就构成了生物地球化学 循环。
EC=FC/FI
FC FI
循环物质（FC） 占总输入物质
（FI）的比例， 称物质的循环 效率（EC）。
二、物质循环的基本原理
1、物质不灭定律： 物质不灭定律认为，化学 方法可以改变物质的成分，但不能改变物质的 量，即在一般的化学变化过程中，察觉不到物 质在量上的增加或减少。
2、质能守恒定律： 质能守恒定律认为，世界 不存在没有能量的物质质量，也不存在没有质 量的物质能量。质量和能量作为一个统一体， 其总量在任何过程中都是保持不变的守恒量。
1、根据物质循环的范围、路线和周期的不同， 可将生物地球化学循环分为地质大循环和生物 小循环。
地质大循环：指物质或元素经生物体的吸收作用， 从环境进入生物有机体内，然后生物有机 体以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返 回环境，进入大气、水、岩石、土壤和生物五 大自然圈层的循环。
特点：时间长、范围广、影响面广，是闭合式 的循环。
碳主要贮藏在大气、生物体、土壤、水圈和岩石 圈几个库中。
地球上的碳绝大部分以碳酸盐和非碳酸盐沉积物 的形式储存在岩石圈中，其次是储存在海洋中，大 气圈、生物圈和土壤中的碳量较少。
生物小循环：指环境中元素经生物吸收，在 生态系统中被相继利用，然后经过分解者的 作用回到环境后再为生产者吸收、利用的循 环过程。
特点：范围小、时间短，速度快，是一种开 放式的循环。
2、根据循环主要是与大气圈, 还是与岩石土壤或 水圈联系分为气相型和沉积型。
气相型：贮存库是大气和海洋。
元素或化合物可以转化为气体形式，通过大气进行 扩散，弥漫于陆地或海洋上空，在很短的时间内可 以为植物重新利用。例如CO2、N2、O2等, 水实际 上也属于这种类型。
第五章 农业生态系统的物质循环
主要内容： 生态系统物流的一般特点 几种主要物质的循环 农业生态系统中的养分循环 物质循环中的环境问题
物质生态系统为了生存与 发展，除了不断输入能量外，还必须不断输 入物质，因此，物质既是生命活动的物质基 础，又是能量的载体，起着双重作用。
即 R=FO/S或FI/S
周转期（T）：
指某组分的物
质全部更换平
FO
FI
R= or R=
均需要的时间。 它是周转率的
S
S
倒数。即
T=1/R
周转率与周转期是衡量物质流动（或交换）效 率高低的两个重要指标。
物质的周转率用于生物的生长称为更新率。
一年生植物当生育期结束时生物的最大现存量与 年生长量大体相等，更新率接近1。
物质在运动过程中，周转率越高，则周转一次所 需的时间越短。
例：大气圈中所含的水分一年约更新34次，周转 时间只有10.5天。海洋中的硅， 周转时间约8000 年。一年生植物的更新期（周转期）为 1年。
（四）、循环效率
当农业生态系统中某一组分的库存物质，一部 分或全部流出该组分，但末离开系统，并最终 返回该组分时，系统内发生了物质循环。
特点：循环速度快、周转率高、流通量大。因此， 从全球意义上看，这类循环是比较完全的循环。
气相循环把大气和海洋相联系, 具有明显的全球 性。
沉积型：主要贮存库是地壳。
贮存在地壳里的矿物元素，经过自然风化和人类 的开采冶炼，从陆地岩石中释放出来，为植物所 吸收，参与生命物质的形成，并沿食物链转移。 然后，由动植物残体或排泄物经微生物的分解作 用，将元素返回环境。除一部分保留在土壤中供 植物吸收利用外，一部分以溶液或沉积物状态随 流水进入江河，汇入海洋，经过沉降、淀积和成 岩作用变成岩石，当岩石被抬升并遭受风化作用 时，该循环才算完成。
库与流的关系：
没有库，环境资源不能被吸收、固定、转化 为各种产物。 没有流，库与库之间就不能联系、沟通，生 命无以维持，生态系统必将瓦解。
一个高效的生态系统必须是库要大，流要 畅。
（三）、周转率与周转期
周转率（R）：指系统达到稳定状态后，某一组分
（库）中的物质在单位时间内所流出的量（FO）
或流入的量（FI）占库存总量（S）的比值。
气体循环 水分循环
养分循环
污染物循环
光合 作用 与呼 吸作 用相 关的 气体 交换
温室 效应 气体 的释 放与 固定
降灌地 水溉下
水
有氮磷钾微
机
量
质
元
素
重污化农固
金水肥药体
属
废
弃
物
第二节 几种主要物质的循环
CN
P
KS
碳循环 氮循环 磷循环
钾循环 硫循环 水循环
H2O
一、碳循环
1、基本概况
碳是构成生命有机体的主要元素之一，又是能量的 源泉。
特点：循环缓慢，并且容易因局部干扰而失去平 衡，成为“不完全”的循环。
（二）、物质循环的库与流
1、物质循环库 库：物质在循环过程中被暂时固定、贮存的场所。
生态系统中各组分都是物质循环的库。 农业生态系统中的库主要有：植物库、动物库、 土壤库、大气库和水体库——5大库。
生物地球化学循环中，物质循环的库可归为两 大类：
贮存库：容积大，物质交换活动缓慢，一般为 环境成分。如土壤为磷的贮存库。
交换库：容积小，物质交换活跃，一般为生物 成分。如植物为磷的交换库。
2、物质循环的流：
流：指物质在库与库之间的转移运动状态。
生态系统有两个主要的流：物流与能流。此 外还有信息流。
农业生态系统要获得高生产力，就要使系统 内的能量和物质流流量多，而且畅通无阻。
三、农业生态系统物质循环的特点
与自然生态系统相比, 农业生态系统的物质循 环带有许多人工调控的特色。
1、能量和物质的输入与输出量大而且比较迅速。
2、能量流动和物质循环不单发生于“生物—环境” 系统中，而是进行于“生物—环境—社会”系统 之中，途径多，变化大。
3、可改变物质原有的自然循环过程。
农业生态系统的物质循环