《农业生态学》第三章 农业生态系统的结构

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
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
第三章
农业生态系统的结构与稳定性
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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）
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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。
P 43.7 10.0 38.0 6.5 76.0 17.7 9.8 13.1
K 212.9 183.0 217.9 166.8 288.8 102.1 34.9 36.1
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二、轮作的作用 （三）调节作物茬口季节
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三、连作 Continuous Cropping
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三、连作 Continuous Cropping （一）连作的利
• 重茬：一种作物收获后接连种植同一种 作物。
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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。
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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
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
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轮作与连作
CROP ROTATION
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轮作纲要
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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。
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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。
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三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害
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三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害
（Fra Baidu bibliotek）土壤养分偏耗
长期种植一种作物，因其根系总停留在同一水平 上，该作物大量吸收某种特需营养元素后，就会 造成土壤养分的偏耗，使土壤营养元素失去平衡, 不利于继续种植同种作物。
处于一种理化（如厌氧）条件下，也会发生有毒物
质（如还原性Fe、Mn等）的累积。
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三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害
（3）土壤物理性质恶化
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二、空间结构
大多数自然生态系统的结构都具有：
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（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。
•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。
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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：
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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。 ➢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。
• 立体种植； • 立体养殖； • 立体种养
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立体结构高产高效的生态学基础—— 生物种间互补
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（1）对资源利用的种间互补
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（2）在实现系统稳定化方面的种间互补
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(1)自然地理位置与农业生态系统垂直结构
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2、农田立体模式
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胶茶间作
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3、水体立体模式
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基塘系统
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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
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中国农业生态区划示意图
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（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。
塊根莖類
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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
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二、轮作的作用
“倒茬如上粪”。 “庄稼要想好，三年两头倒”
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二、轮作的作用 （一）减轻病虫草害
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不同种植方式下杂草种子库的变化（魏守辉等，2005）
水稻-小 麦
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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。
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农业生态系统时间结构调节方法
时间结构调节方法
作物套作
轮作、轮养
小麦作 果 麦、物 、 套棉与 农 玉绿蔬 套 米肥菜 作
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三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害
（2）有毒物质积累
根系和叶片的分泌物有的对自身生长有抑制作用。
如大豆根系分泌氨基酸较多，使土壤噬菌体增多，
它们分泌的噬菌素也随之增多，从而影响根瘤的形
成和固氮能力，这是大豆连作减产的重要原因之一。
此外，长期种植某一种作物，使得农田土壤长期
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二、轮作的作用 （二）调养地力
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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
花生－油菜
作物 全部 秸秆 全部 秸秆 早晚稻 紫云英 花生 油菜
N 195.0 66.0 187.5 61.5 433.5 163.5 97.5 39.0