第五章 农业生态系统的生产力
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
生物浙科版自我小测：第五章第二节生态工程在农业中的应用
自我小测1．我国农业生态工程遵循的基本原理是（)A．小流域综合治理B．整体、协调、再生、循环C．大区域综合治理D．增加物种多样性2．实施沼气工程，是我国政府为改善农村环境和发展农村经济大力推广的一种生态工程。
它遵循的是( ）A．整体性原理B．物种多样性技术C．协调性原理D．物质循环再生技术3．“沼气工程”是我国农村普遍存在的一种生态工程,它遵循的主要原理是… （)A．整体性原理B．物种多样性原理C．协调原理D．物质循环再生原理4．生态农业比一般农业（)A．投入多，产出多,污染少,可持续发展能力强B．投入少,产出多，污染少,可持续发展能力强C．投入一样，产出相当，污染少,可持续发展能力强D．投入和产出都较少，污染相同,可持续发展能力强5．我国的下列几项大型工程中，不属于生态工程的是( ）A．三北防护林工程B．沿海防护林工程C．退耕还林还草工程D．南水北调工程6．我国在20世纪80年代兴起的桑基鱼塘生产模式，实现了“原料—产品—原料—产品”的循环生产模式，该模式不属于( ) A．生态经济B．循环经济C．生态工程D．生态农业7．右图为生态系统中碳循环的模式图。
下列叙述正确的是( ）A。
①代表生产者，5可以代表化能合成作用B．碳元素在①②③④间以含碳有机物的形式传递C．在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是①D。
①②③中含有的碳元素以有机物的形式在群落和环境之间进行循环8．珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基鱼塘和桑基鱼塘。
下图是蔗基鱼塘和桑基鱼塘的模式图,据图回答下列问题。
（1）这种人工生态系统最基本的生物因素是________。
要使它长期稳定发展，除了有稳定的________来源外，各类生物要________.(2）建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量______________________；其能量利用率高的原因是其在营养结构具有________的特点。
生态学作业
生态学作业农业生态学作业农学112 林世泽113131217第一章绪论1、农业生态学的研究对象是什么？研究内容有哪些？答：研究对象：农业生态系统研究内容：研究农业生态系统的输入输出构成规律、效益与效率提高规律和系统调控规律，研究农业生态系统的演变规律等。
2、什么是农业生态系统？农业生态系统的基本组成包括哪些部分？答：（1）.指以农业生物为主要成分、受人类调控、以农业生产为主要目标的生态系统。
（2）.包括生物组分和环境组分，生物组分包括：生产者、大型消费者、小型消费者；环境组分包括：辐射、气体、水体、土体等。
3、农业生态系统的基本结构和基本功能有哪些？答：基本结构：指农、林、牧、副（农产品加工）、渔之间的量比关系，以及各业内部的物种组成及量比关系。
基本功能：能量流动、物质循环、价值转化、信息传递第二章生态系统的生物结构1、了解自然环境与人工环境的含义？什么是最小因素定律？耐性定律？答：自然环境：是环境总体下的一个层次，指一切可以直接或间接影响到人类活动、生产的自然界中物质和资源的总和。
人工环境：指为了满足人类的需要，在自然物质基础上，通过人类长期有意识的社会劳动，加工改造自然物质等所形成的环境体系（狭义的定义：指由人为设置边界面围合成的空间环境）最小因素定律：植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质。
耐性定律：把最大量和最小量限制作用概念合并为耐性定律。
2、掌握生活型、生态型、生境、生态位的含义。
答：生活型：是生物对综合环境条件的长期适应，而在外貌上和生理上出现相似性的生物类型。
生态型：同种生物的不同个体群，长期生存在不同的自然生态条件和人为培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择和人工选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的可以遗传的类群。
生境：生物具体生活的环境。
生态位：生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置。
3、什么是种群？种群的基本特征包括哪些内容？答：种群：指在某一特定时间中占据某一特定空间的同种生物的总和。
农业生态系统生产力的概念及其度量方法
The Concept of Agricultural Productivity on Ecosystem Scale and Its Measurement
ZHU Wan-bin1, QIU Hua-jiao1, CHANG Xin2, CHENG Xu2
总之，现代农业已远不止于利用动植物机能来生 产人类生存的基本资料。现实的农业生产运行模式是， 投入光、热、水、土等自然资源，肥力、药品、机械 功、人工、饲料等，经过生态系统的生物化学过程， 生产出物质产品、信息和服务功能，以及环境影响。 其成本不仅包括各种人工投入，也包括自然资本，其 产出不仅包括显性的物资，隐性的信息和服务，还包 括对环境的影响。 1.2 农业生态系统功能与价值评价中的问题
（2）农业生产过程对环境的影响成为产出的重要 组成部分。必须看到，在全世界享受温饱的人口比例 越来越大、营养水平越来越高的同时，人类付出了重 大的生态环境代价。农业生产引起的环境问题已经对 全球生态环境和人类生活造成了非常大的影响。土地 荒漠化和沙尘暴的加剧、面源污染、地下水资源耗竭 等全球生态灾难，都与农业生产有着直接的关系。环 境健康、资源存量的维护、资源质量的改善已经与农 业生产的目标产品不可分割的捆绑在了一起。仅仅以 单位土地生产出了多少粮食，和一个养殖场生产出了 多少牲畜衡量其生产结果，已经远远不能说明生产过 程带来的实际综合效益。例如一些养殖场造成的污染 需要数十年的时间、成千上万倍于其经济效益的投入 才能治理好；而生态脆弱区的滥垦滥牧则会引发全球 性的生态危机。当然，农业生产过程的环境影响也可 能是积极的，比如一些农业水保工程产生的生态效益 能数倍于其直接经济效益。
（3）自然资本成为农业生产的重要成本。传统意 义上的农业生产成本，主要包括人为投入的物质、能 量与服务。近年来随着人类探索和开发自然的深入， 资源的消耗速度惊人，不仅仅限于那些不可更新资源 范畴。日益显露的供需矛盾，使人们逐步认识到，自
生态学复习题
绪论一、名词解释生态学、农业生态学、生态系统、农业生态系统二、填空题1、生态学研究的主要层次包括生物与环境的关系、生物之间的关系、环境各要素之间的关系。
2、现代生态学的研究范围进一步拓展，结合人类活动对生态过程的影响,从纯自然现象研究扩展到自然-经济-社会复合系统的研究.3、生态学发展主要经历了四个时期，包括萌芽时期、建立时期、巩固时期、现代生态学时期。
4、生态学的巩固时期是生态学理论形成、生物种群和群落由定性向定量描述、生态学实验方法发展的辉煌时期，这一时期形成了著名的生态学四大学派派，包括北欧学派以注重群落分析为特点。
法瑞学派常被称为植被区系学派。
1953年后与北欧学派合流，被称为西欧学派或大陆学派。
英美学派以研究植物群落演替和创建顶极群落著名。
前苏联学派注重建群种和优势种，重视植被生态、植被地理与植被制图工作。
5、现代人类面临的五大农业生态危机是人口爆炸、粮食短缺、资源枯竭、能源危机、污染加重，其根源是对生态系统缺乏整体认识。
第二章农业生态系统的结构—生物结构（9学时）一、名词解释自然环境、生态因子、三基点温度、限制因子、生态适应性、趋同适应、趋异适应、生活型、生态型、生境、生态位、生物种群、种群的基本特征、内禀增长率、环境容纳量、种群调节、生态对策、光周期现象、偏害作用、寄生作用、捕食作用、偏利共生、原始合作、互利共生、化感作用、生物群落、优势度、相对密度、群落交错区、生物群落演替、顶极群落、生物多样性二、填空题1、大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈共同形成了地球上一切生物、生物群落、生态系统的大环境。
2、农业生态系统是人类干预下的生态系统，人工环境可以分为人工影响的环境和人工建造的环境。
3、植物光合作用率在光补偿点附近与光强度成正比，但当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少。
4、植物对日照时间的反应在农业生产上的一项重要应用是引种，生产上不注意这一规律会导致明显减产。
《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
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。
农业生态系统的功能与维护
农业生态系统的功能与维护农业生态系统是一种特殊的生态系统，它既包含了自然生态系统的基本要素，又深深烙印着人类农业生产活动的痕迹。
了解其功能并掌握维护的方法，对于保障农业的可持续发展以及整个生态环境的稳定至关重要。
一、农业生态系统的功能（一）生产功能农业生态系统最基本的功能就是生产农产品。
从粮食作物如小麦、水稻、玉米，到各类蔬菜水果，再到畜牧养殖提供的肉类、奶类等产品，这个系统源源不断地为人类提供着食物来源。
这一功能的实现依赖于系统内生物之间的相互关系。
例如，农作物通过光合作用将太阳能转化为化学能，这是整个生产过程的基础。
土壤中的微生物分解有机物质，释放出养分，为农作物的生长提供必要的矿物质元素。
昆虫等小动物在传粉过程中也起到了关键作用，像蜜蜂为许多果树和农作物传粉，直接影响果实的产量和质量。
在现代社会，随着人口的不断增长，对农产品的需求也日益增加。
农业生态系统的生产功能需要不断优化，以满足人类的食物需求。
这就要求提高土地的利用率，改进种植和养殖技术，例如采用精准农业技术，根据不同地块的土壤肥力、水分状况等因素，精确地进行播种、施肥和灌溉，从而提高农产品的产量和质量。
（二）生态调节功能农业生态系统具有一定的生态调节功能。
首先是气候调节方面，大片的农田植被能够影响局部气候。
植被通过蒸腾作用释放水分到空气中，增加空气湿度，同时在一定程度上降低气温。
例如在夏季，大片的稻田或森林周边的农田区域，往往比城市地区温度低一些，空气也更为湿润。
农业生态系统在水土保持方面也发挥着重要作用。
植被的根系能够固定土壤，防止水土流失。
在山区，梯田的建设就是很好的例子，梯田上种植的农作物和树木的根系，像无数只小手紧紧抓住土壤，减少了雨水冲刷造成的土壤流失。
而且，农田中的湿地、池塘等水域还具有蓄水和净化水质的功能，能够吸纳雨水，过滤掉其中的污染物，保护水资源。
（三）文化传承功能农业生态系统承载着丰富的文化内涵，是文化传承的重要载体。
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：简答,论述
一．提高农业生态系统初级生产力的途径有哪些？答：（1）因地制宜，增加绿色植被覆盖，充分利用太阳辐射能。
（2）适当增加投入，保护和改善生态环境，消除或减缓限制因子的制约。
（3）改善植物品质特点，选育高光效的抗逆性强的优良品种。
（4）加强生态系统的内部物质循环，减少养分水分制约。
（5）改进耕作制度，提高复种指数，合理密植，实行间套种。
（6）调整作物群体结构，尽早形成并尽量维持最佳的群体结构。
（7）改善农田微气象条件。
二．农作物种群的数量特征有哪些？三．环境对生物的影响规律？四．农业生态系统物质循环的调控原则？五．农业生态系统研究包含哪些内容？答：（1）农业生态系统的组分结构（2）农业生态系统的能量流动及物质循环（3）农业生态系统的生产力（4）农业生态系统的人工调控与优化（5）农业资源的合理利用与生态环境保护。
六．在农业生产中如何应用种群间的相互关系？答：正相互作用：（1）互利共生：两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，相互依存，并能直接进行物质交流的一种相互关系。
如地衣—藻菌结合体藻类进行光合作用，菌丝吸收水分和无机盐。
（2）偏离共生：指种间相互作用仅对一方有利，对一方无影响。
附生植物如地衣附生在树皮上。
（3）原始协作：两种种群相互作用，双方获利，但协作是分散的，分离后双方仍能独立生存。
如鸟类啄食有蹄类动物身上的体外寄生虫。
负相互作用：（1）竞争：种间，种内。
（2）捕食与寄生（3）化感作用：如番茄对黄瓜有抑制作用。
（4）偏害作用种群1受抑制种群2不受影响。
中性作用：两个种群彼此都不受影响。
七．土壤作为一个自然体有哪些重要的生态作用？答：（1）土壤是许多生物栖居的场所。
（2）土壤是生物进化的过度环境。
（3）土壤是植物生长的基质和营养库。
（4）土壤是污染物转移的重要场所。
八．保持农田生态系统养分循环平衡的途径？一．论述农业生物群落演替的主要原因是什么？二．论述农业生态系统结构特点与自然生态系统的主要区别？答：一：结构（1）组分结构：值农林牧副渔各业之间的量比关系，以及各业内部的物种组成及量比关系。
农业生态系统结构与生产力
第五章 农业生态系统结构与生产力
农业生态系统 农业生态系统结构 农业生态系统的生产力
第一节 农业生态系统
一、系统与生态系统 二、农业生态系统
一、系统与生态系统
系统的概念
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。
1、系统必须具有两个以上的构成要素
农业生态系统是指人类利用农业生物和非生物环境之 间及农业生物种群之间的相互关系，构建合理的生态结构 和机能，在人工调节和控制下进行能量转化和物质循环， 并按人类社会需要进行物质生产的综合体。
农业生态系统可以分为农业生物系统、农业环境系统 和人为调节控制系统三个部分。根据生产项目农业生态系 统可以分为农田生态系统、林业生态系统、渔业生态系统 、牧业生态系统、农牧生态系统、林牧生态系统。
一、系统与生态系统
➢ 生态系统的概念
生态系统通常是指在一定的时间和空间内，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 有一定结构和功能的综合体，或者说是由生物群落与非生 物环境依存所组成的一个生态学功能单位。 生态系统的范围可大可小，相互交错，最大的生态系统是 生物圈，最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类 主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。生态系 统具有开放性、运动性、自我调节性、相关性、演化性等 基本特征。
一、系统与生态系统
➢ 生态系统的基本结构 1、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。
一、系统与生态系统
➢ 生态系统的基本结构 2、营养结构
国开作业《农业生态学》 (4)
题目：农业生态系统能量的主要来源是（）。
选项A：地热能选项B：太阳能选项C：水能选项D：风能答案：太阳能题目：农业生态系统中的能量流动不符合下列哪条定律（）。
选项A：限制因子定律选项B：十分之一定律选项C：热力学第二定律选项D：热力学第一定律答案：限制因子定律题目：生物小循环的特点是（）。
选项A：范围小，时间短，开放式循环选项B：范围大，时间长，闭合式循环选项C：范围小，时间长，开放式循环选项D：范围大，时间短，闭合式循环答案：范围小，时间短，开放式循环题目：人类活动导致全球气候变暖的效应是（）。
选项A：生态失衡选项B：农药污染选项C：温室效应选项D：水体富营养化答案：温室效应题目：磷元素从植物有机体直接归还土壤，被微生物分解后，再被植物吸收利用的循环属于（）。
选项A：气相型循环选项B：沉积型循环选项C：地质大循环选项D：生物小循环答案：生物小循环题目：有毒物质通过食物链而在生物体内浓缩和富集的现象称为（）。
选项A：水体富营养化选项B：农药污染选项C：生物浓缩选项D：赤潮答案：生物浓缩题目：以下关于温室效应的说法错误的是（）。
选项A：以上说法都不正确选项B：产生温室效应的气体主要有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氯氟碳等选项C：温室效应直接或间接地危害人类的健康选项D：温室效应会使海平面上升，危及到沿海地区的城市、港口和农业产区答案：以上说法都不正确题目：农业生态系统养分循环的一般模式是（）。
选项A：土壤—植物—动物—土壤选项B：土壤—动物—微生物—土壤选项C：土壤—植物—土壤选项D：土壤—植物—动物—水体—土壤答案：土壤—植物—动物—土壤题目：太湖蓝藻暴发主要是由于（）。
选项A：农药污染选项B：温室效应选项C：水体富营养化选项D：赤潮答案：水体富营养化题目：有害物质的富集使人类受害最大，这是因为（）。
选项A：人们经常接触有害物质选项B：大多数人直接从事农牧业生产选项C：人类的摄食量大选项D：人处于食物链的终端答案：人处于食物链的终端题目：地质大循环具有周期长、范围大，影响面广等特点，属于开放式的循环。
农业生态学复习题
1农业生态学的研究对象主要是农业生态系统，即研究农业生物之间，环境之间及生物与环境之间的相互关系的调控途径。
内容一，农业生态系统的组分与结构。
二，农业生态系统的能量流动及物质循环。
三，农业生态系统的生产力。
四，农业生态系统的人工调控与优化。
五，农业生态系统的服务功能及其价值评估。
六，农业资源的合理利用与生态环境保护。
2 生态系统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统合体，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。
3生态系统的组成一生物组分包括生产者消费者分解者二非生物组分包括太阳辐射无机物质有机物质土壤4生态系统的结构包括物种结构，时空结构营养结构，这三方面是相互联系相互渗透和不可分割的。
物种结构又称组分结构是指生态系统中生物组分有哪些生物种群所组成以及它们之间的量比关系。
时空结构是指生态系统中各生物种群在空间上的配置和在时间上的分布构成。
营养结构是指生态学中有生产者消费者分解者三大功能类群以食物营养关系组成的食物链食物网。
生态系统的功能是能量流动物质循环信息传递5根据人类干预程度划分的生态系统，会区分一自然生态系统，在自然生态系统中无人类的干扰系统的边界不很明显但生物种群丰富，结构多样，系统的稳定性靠自然调控机制进行为持，系统的生产力较低，二人工生态系统，是指人类为了达到某一目的而人为建造的生态系统，包括城镇生态系统，宇宙飞船生态系统，高级设施农业生态系统等，在该系统中人类不断对其施加影响通过增加系统投入，期望得到越来越多的系统输出。
三半自然生态系统也是人工驯化生态系统。
半自然生态系统介于人工生态系统和自然生态系统之间，既有人类的干预，同时又受自然规律的支配，是人工驯化的质生态系统，其典型代表是农业生态系统，他有明显的边界，有大量的辅助能的投入，属于开放性系统，并具有较高的净生产里。
6农业生态系统的概念。
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§7-2-3 农业生态系统的初级生产力
作物的生产力常用作物的平均生长率（crop grow rate）表示。
平均生长率（CGR）：植物全生育期内平均每天单位面积的净 生产量，单位是 g/m2.d。 日本的本田吉男（1976年）利用平均作物生长率（CGR）比较 各种植物的初级生产力，得到以下结果： 多年生牧草最高，新叙利亚草和紫狼尾草达26～28 g/m2..d 甘蔗、高梁、玉米等C4植物为19 ～23 g/m2..d
§7-2-3 农业生态系统的初级生产力
二、不同作物初级生产力的比较
不同种类的作物光合能力是有很大差异的，根据植物的 生化途径不同分为C3、C4以及CAM景天科类植物： C3植物 光饱和点低，光呼吸明显，光消耗大；例如：水 稻、小麦等； C4植物 光饱和点高，光呼吸消耗小，例如：玉米、高粱、 甘蔗等； CAM植物 主要是景天科类的植物，植株肉质多浆，储水 组织发达，耐旱性强，常见的主要有兰花、仙 人掌、百合，菠萝等。
等级 2000-3000 生态系统 面积（×106hm2） 沼泽湿地 2 热带雨林 17 热带季雨林 7.5 温带森林 12 温带落叶林 7 河 口 1.4 稀树草原 15 农田 14 温带草原 9 远洋 332 苔原和高山草甸 8 沙漠灌林 18 岩石、冰川和沙丘 24 Pn（ g/m.a2） 2500 2000 1500 1300 1200 1800 800 644 500 127 144 71 3.3
中国与世界农用土地初级生产力的比较
林地 草原 农田
世 界 面积 单位面积产量 （亿亩） （103kcal/mu.a） 630 3905 1200 991 225 2088 2055 2005
中 面积 （亿亩） 22 55 20 97
国 单位面积产量 （103kcal/mu.a） 3500 146 3200 1847
第七章 农业生态系统的生产力
第七章 农业生态系统的生产力
§7－1 农业生态系统生产力的概念 §7－2 初级生产力 §7－3 次级生产力
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§7－1 农业生态系统生产力的概念
一、农业生态系统的生产力 二、自然生产力与经济生产力 三、生产力与生产效率
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§7-1-1 农业生态系统的生产力
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§7-2-2 地球生物圈主要生态系统 的初级生产力
地球上各生态系统的净初级生产力约在0—3500 g/m2.a范围内，可分为4个等级：
①2000 – 3500 g/m2.a 高生产力地区，包括 热带雨 林、 沼泽湿地 ，河流岸边的湿地生态系统，也 包括农业集约栽培的甘蔗等高产田。 ② 1000 – 2000 g/m2.a 包括世界大部分的森林、湖 泊，沼泽地，部分生产力高的农耕地。 ③ 250 – 1000 g/m2.a 包括干燥的疏林灌木、大部分 的草地、大部分的农耕地。 ④ 0 – 250 g/m2.a 包括海洋、荒漠、冰川、两极冻 原等，生产力水平极低。
§7-2-3 农业生态系统的初级生产力
农业生态系统主要包括农田、草原和林地生产，其初级生产量 低于森林，接近草原，在250-1000g/m2.a之间。 一、我国与世界农用地初级生产力的比较（见表1） 森林比世界平均低10%左右，且我国森林覆盖率低，约占国土 面积的13.8%，仅是世界森林覆盖率的一半； 草原面积约占国土面积的40%，但生产力水平很低，仅为世界 平均水平的七分之一； 农田单位面积产量高出世界平均水平10%左右。（ 见表2 ）
可以看出，生产力的概念包含生产效率的含义。但通常所讲到 的系统生产力主要指前两点所述的含义，指总的生物量、经济 产品量或总产值。
§7－2
初级生产力
§7－2
初级生产力
§7－2
初级生产力
§7－2
一、概 念
初级生产力
二、地球生物圈主要生态系统的初级生产力 三、农业生态系统的初级生产力
四、提高农业生态系统初级生产力的途径
§7-2-1
概
念
总初级生产力：（gross productivity） 植物单时间、面积内利用光能合成有机物质的量。 净初级生产力：（net productivity） 植物总初级生产力中减去植物呼吸消耗量所剩下的数量。 总初级生产量：（gross production Pg） 一定时期内植物合成有机物质的总量 ，无速率的概念。 净初级生产量：（net production Pn） 总初级生产量中减去呼吸消耗量的剩余量。即一段时间内， 以植物组织形式表现出来的干物质量。
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§7-2-3 农业生态系统的初级生产力
可以看出：各种作物的光能的利用率还很低。 全国耕地的平均光能利用率为 0.4%，一般作物的平均生长率 （CGR）为6～8 g/m2.d，略高于世界平均水平； 高产田块的光能利用率在 2%左右； 光能利用率的理论值为 6.05%； 因此，我国农作物的增产潜力是相当大的。 据王宏广等采用联合国粮农组织提出的作物生产潜力估算方法的 估算结果：我国粮食的土地生产潜力为9000亿公斤，而目前我国 的粮食总产为5000亿公斤左右。 因而采取各种措施，提高农业生态系统的初级生产力还有很 大潜力。
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§7-2-3 农业生态系统的初级生产力
三、同种作物不同品种的生产力比较 黄土高原沟壑区小麦品种演替及产量水平： 品种 种植年限 平均产量（kg/hm2） 五枝麦 1963～1966 1506 钱交麦 1965～1970 3111 702 1973～1985 3583.5 7211-4 1978～1991 3840.5 长武131 1984～1995 4425
This productivity is very unevenly distributed across the Earth. The most productive systems are found amongst swamp and marshland, estuaries, reefs and cultivated land. Productivity decreases moving away from the equator, indicating the importance of temperature and radiation.
C3植物： 水稻、甜菜：12～16 g/m2.d 甘薯、大豆、大麦：8 g/m2.d
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§7-2-3 农业生态系统的初级生产力
世界与我国所报道的一些高产田块的CGR和光能利用率如下： 作 物 CGR(g/m2/天) 光能利用率 （%） 玉米、高梁 27～30 1.9～2.3 春小麦、水稻 14～20 1.4 冬小麦 10 1.1 甘薯 12 ～14 0.94～1.71
农业生态系统的生产力：是指农业生态系统中 物质循环和能量转化的效率，是系统中最基本 功的数量特征。它的大小体现了系统功能的好 坏。 指在单位时间（通常是一年）、空间（通常指 面积）所产生的物质、能量或价值的多少。用 系统的总生物量和经济产量、农业总产值、纯 收入表示。 返回 包括：系统生物的自然生产力和经济生产力 主目录
全球不同生态系统的净初级生产力
Estimated annual net primary productivity of major biomes & aquatic life zones, expressed as kilocalories per square meter per year.
地球生物圈主要生态系统的初级生产力
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中国与世界主要作物单产比较表
作物 谷物 水稻 玉米 小麦 油料作物 纤维作物 水果 高产国产量 （kg/hm2） 5671 6249 3556 世界单位面积 中国单位面积产 产量（kg/hm2） 量（kg/hm2） 2958.6 4811.4 3750 4416 4332.9 3453 2617 2707 462.6 407.9 435 409 9018 5288
§7-2-1
概
念
现存量：（stand crop） 某一特定时刻，单位面积地段内有机体的数量。 与生物量（Biomass）是同义语。 R 呼吸 枯死、采食 总生产量Pg 净生产量 Pn系统 的初级生产力
据H.Whittaker（1975）计算，地球的初级生产量为： 总初级生产量：172×109 吨 森林： 82 ×109 吨 海洋： 55 ×109 吨 温带草原： 5.4 ×109 吨 热带稀树草原： 10.5 ×109 吨 其余： 7.74 ×109 吨（包括湖泊、荒原和沙漠等） 由于人类的干预，地球的初级生产力是呈现不断下降的趋 势。
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§7-2-4 提高农业生态系统初级生产力的途径
1．选用高光效作物类型或品种。 是最简捷有效的途径。 2 ．根 据 环 境 条 件 合理配置各种农业植物 ，增加绿色植物 覆盖面积。 宜林则林，宜农则农，宜草则草，消灭裸地，绿化荒山、 荒地，以期最大限度的利用环境资源，将其转化为现实生 产力， 并维护资源的永续利用，实现初级生产力长久、稳 定提高。 从前，不注重因地适宜，盲目的围湖造田，只能造成 环境退化。
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§7-1-2 自然生产力与经济生产力
农业生物的自然生产力：
指农业生物自身的童话效率和积累能力。农业生物 在一定时间空间内的能量、物质的积累量，形成总 的生物学产量。是农业生态系统生产力的基础。
农业生物经济生产力
指各种农业外生物提供经济产量的能力。 首先表现为经济产品量的高低； 其次表现为经济产品量的价值量的大小； 返回 最终表现为纯收入的多少。即通常所说的生产效率。
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