农业生态系统的讲义生产力
农业生态系统ppt课件
☆2）空间结构上 •具有明显的地域性、动态性
☆3）时间变化上 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 于一种动态平衡状态
☆5）外部关系上 •开放系统，物质、能量交换
☆6）营养级的数目上 •一般不超过5-6个
地球上的生态系统示意图
自然生态系统 半自然生态系统 人工生态系统
•“生物圈2号”里面的布局完全模拟自然界，有人造 太阳、人工降雨、人工通风；有海洋、沙漠、草原、 沼泽、雨林；有农作物生产区；有人的居住区；还有 3000多种动物和植物，简直就是一个完全独立的生命 支持系统。
•生物圈2号失败教训: •1、生物圈2号设计思路过 于简单 •地球生态系统经过几十亿 年演化，已成为一个复杂 的生态系统，它们纵横联 系，丝丝相通，是一张看 似清晰，实际上很难理清 的生命之网。 •人类目前对生物圈的认识 和研究还不到位，有些规 律还设有被发现，还必须 深入开展研究。
农业生态系统
本节要点：
一、生态系统概述 二、农业生态系统定义 三、农业生态系统的基本组分 四、农业生态系统的基本结构 五、农业生态系统的经济特征 六、农业生态系统理论的运用 七、农业环境污染与保护
生态系统
• 概念：生态系统（ecosystem）指由生物群落与 无机环境构成的统一整体。
• 1935年，英国生态学家，亚瑟·乔治·坦斯利爵士 （Sir Arthur George Tansley ）受丹麦植物学家 尤金纽斯·瓦尔明（Eugenius Warming）的影响， 明确提出生态系统的概念。认为（原文）： “Ecosystem is the whole system，… including not only the organism-complex，but also the whole complex of physical factors forming what we call the environment…
1.3农业生态系统
（二）农业环境组分
农业生态系统是人类干预下的生态系统，除了具有从自然生态系统继承下来的自 然环境组分之外，还有人工环境组分。自然环境组分是从自然生态系统继承下来的， 包括由大气环流和地理位置所决定的光照、降水、温度等，以及土壤的物理、化学性 质和土壤水分等因素。这些环境组分通常也受到一定程度的人为干预，甚至大气成分 也受到人类活动的影响。无论是水体、土体、气体，甚至辐射，在农业生态系统中都 或多或少受到人类不同程度的调节和影响。广义的人工环境包括所有受人类活动影响 的环境，可以分为人工影响的环境和人工建造的环境。 1.人工影响的环境 人工影响的环境是在原有的自然环境中，人为因素促使其发生局 部变化的环境。 2人工建造的环境 人工建造的环境是指人类根据生物生长发育所需要的外界条件进 行模拟或塑造的环境。 （1）无土栽培环境。 无土栽培通过人工创造根系环境取代土壤环境。 （2）大棚﹑温室环境 通过建造大棚和温室来控制生物生长发育所需要的温度和湿度。 （3）集约化养殖环境 通过建造畜舍、 禽舍控制饲养动物生长发育所需的温度、 湿 度和光照条件、最大限度地节约饲料能量、提高家畜、家禽的生产力。
根据各种资源的时间节律和农业生物的生长发育规律，从时间上合理搭 配各种类型的农业生物，使自然资源和社会资源得到最有效的利用，形成农 业生态系统随着时间推移而表现出来的不同结构，这就是农业生态系统的时 间结构。
时间结构是根据生物的生态适应性节律与环境因子的节律性变化安排农 业生产，进行农事活动的重要依据。良好的时间结构，从时间方面有利于更 充分地利用自然资源和社会资面。
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
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循环农业实践包括多种模式，如畜禽养殖废弃物循环利用、农作物秸秆循环利用等 ，这些模式有助于降低农业废弃物对环境的污染。
有机农业的实践
有机农业是一种不使用化学合成物质和转基因技术的农业生产方式。
它强调农业生产的生态平衡和自然调节机制，通过合理的耕作和养殖方 式，促进土壤健康和生物多样性。
03
鼓励社会各界参与农业生态 系统的保护和建设，形成全 社会共同关注和参与的良好
氛围。
THANKS
03
农业生态系统的环境影响
气候变化
温室气体排放
农业活动中使用的化肥和农药，以及 土地利用变化导致的森林砍伐等行为 ，会产生大量的二氧化碳、甲烷等温 室气体，加剧全球气候变暖。
适应性策略
适应气候变化需要采取一系列的适应 性策略，包括培育抗逆性更强的农作 物品种、改进农业管理措施等。
水资源利用
农业用水量大
农业用水量占全球总用水量的 70%左右，包括灌溉和动物饮用 等。
水资源短缺
由于过度开采和不合理利用，许 多地区的水资源已经面临严重短 缺，导致农作物减产和水生态系 统破坏。
土壤质量
土壤侵蚀
不合理的土地利用和耕作方式会导致土壤侵蚀，降低土壤肥力和生产力。
土壤污染
农业活动中使用的化肥、农药等化学物质，以及畜禽养殖产生的粪便等废弃物 ，可能对土壤造成污染，影响农作物生长和食品安全。
02
农业生态系统的类型
森林农业生态系统
总结词
森林农业生态系统是一种以森林为主要植被类型的农业生态 系统，利用森林的多层次结构，进行多种农业生产活动。
详细描述
农业生态学3农业生态系统能流
同化量 A
生产量P
现存量改变 ΔB
十分之一定律 生态系统中，能量在食物链上流动，上一营养级大 约只能固定下一营养级能量的10%，这种规律称之 为十分之一定律。
3.生态系统能流
生态系统水平的 能量流动和食物 链水平的能量流 动有何区别？生 态系统的结构和 能量高效利用有 何关系？
(1)草牧食物链
从绿色植物开始，从小到大，从弱到强，弱肉 强食，存在明显的捕食关系和血淋淋的斗争，所以 又叫捕食食物链。
捕食中以活有机体为食，所以也叫活食食物链。
水稻-稻飞虱-青蛙-蛇-鹰
(2)腐食食物链
食物链成员与 死的有机体为食 ，通过腐烂分解 ，由腐生成员构 成的食物链
动物尸体-蝇-真菌-细菌
2.能量的形式及转化
太阳辐射能
热能
热能
动能
植物呼吸 动物呼吸 动物运动
势能
有机物化学能
有机物化学能 动物登高
有机物
光合
取食
动物取食 化学能
作用
动物发光
动物放电
光能
动物发声
电能
声能
生态系统中的能量形式及转换
3.生态系统的能源
太阳能
辅助能
自然辅助能 人工辅助能
生物辅助能 工业辅助能
太阳能
除太阳辐射能以外， 其它进入系统的任何形式 的能量。
农业生态学3农业生态系统能流
第三章 农业生态系统的功能—能流
一、能量流动的基本原理 二、能量流动过程 三、能流模型及能流分析 四、能流与生态系统生产力
一、 能量流动的基本原理
1.能量的概念
力学定义能量是：物体做功能力的量度。 物体对外界作了功，物体的能量要减少；反过来， 若外界对物体作了功，物体的能量就要增加。如某 些动物搬运食物，则动物对外界作了功，体内的化 学能减少。 生态系统中各组分的存在、变化及其发展，都与 能量息息相关，遵循一定的能量变化规律。
生态农业的认识讲解
主要内容
1、生态农业的基本原理 2、生态农业技术 3、生态农业典型模式
1、生态农业的基本原理
人们经常提到，必须要运用生态学原理合理利用资源。生态农业 建设依据 的原理主要包括以下几个方面。
（一）整体效应原理 这是根据系统论观点，即整体功能大于个体功能之和的原理，对整个
农业生态系统的结构进行优化设计，利用系统各组分之间的相互作用及 反馈机制进 行调控，从而提高整个农业生态系统的生产力及其稳定性。 农业生态系统是由 生物及环境组成的复杂网络系统，由许许多多不同层 次的子系统构成，系统的 层次间也存在密切联系，这种联系是通过物质 循环、能量转换、价值转移和信 息传递来实现的，合理的结构将能提高 系统整体功能和效率。农业生态系统包 括农、林、牧、副、渔等若干系 统，种植业系统又包括作物布局、种植方式等。
北方的“四位一体”模式运行图
1、生态农业的基本原理
（五） 生物与环境相协调原理 生态系统是生物群落与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流
动而 形成的统一整体。在自然生态系统中，系统结构与功能相协调，系 统内生物与 环境相和谐，生物亚系统内各组分间的共生、竞争、捕食等 关系相辅相成，使 系统内有机体或子系统大大节约物质和能量，以减小 风险，获得最大的整体功能效益。
农业生态学名词解释[最新]
![农业生态学名词解释[最新]](https://img.taocdn.com/s3/m/d4b4fb85dbef5ef7ba0d4a7302768e9951e76e0c.png)
系统(System)由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体。
生态系统 (Ecosystem)生物与生物之间以及生物与其生存环境之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体，称为生态系统。
简言之，在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的具有一定功能的统一体称为生态系统。
生产者 (Producer) 能利用简单的无机物制造食物的自养生物。
主要是各种绿色植物。
消费者（Consumer）是指除了微生物以外的异养生物，主要指依赖初级生产者或其他生物其他生物为生的各种动物。
分解者 (Decomposer) 主要是指以动物残体为生的一样微生物，包括真菌、细菌、放线菌，也包括一些原生动物和腐食性动物，如甲虫、蠕虫、白蚂蚁和某些软体动物。
生物圈 (Biosphere)地球上存在生物有机体的圈层。
包括大气圈的下层、岩石圈的上层、整个水圈和土壤圈全部。
农业生态系统（Agroecosystem）是指在人类的积极参与下，利用农业生物种群和非生物环境之间以及农业生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效的生态机能，进行能量转化和物质循环，并按人类的理想要求进行物质生产的综合体。
组分结构 (Components Structure)即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。
垂直结构 (Vertical structure)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。
农业生物也因适应环境的垂直变化而形成各类层带立体结构。
水平结构(Horizontal Structure) 指一定区域内，各种农业生物类群在水平空间上的组合与分布，亦即由农田、人工草地、人工林、池塘等类型的景观单元所组成的农业景观结构。
时间结构(Temporal Structure)指农业生物类群在时间上的分布与发展演替。
提高农业生态系统次级生产力的途径
在农业领域，提高农业生态系统次级生产力是一个既重要又复杂的课题。
次级生产力是指生态系统中通过能量转换而产生的生物量，对于农业而言，它关乎着农田的产出和可持续性发展。
本文将从多个角度全面评估提高农业生态系统次级生产力的途径，并据此撰写一篇有价值的文章。
1. 土壤改良要提高农业生态系统的次级生产力，土壤的改良是至关重要的。
通过有机物的添加和矿物质的补充，可以提高土壤的肥力和保水能力，从而增加植物的生长速度和生长周期，增加农作物的产量。
合理的耕作方式也能改善土壤结构，促进土壤中微生物和土壤动物的生长繁殖，增加土壤的活性，提高土壤中养分的循环利用率。
2. 生态多样性生态多样性对于提高农业生态系统的次级生产力也有着重要的影响。
在农田中，引入多样的植物和动物种类可以建立更加复杂和稳定的生态系统，提高整个生态系统中物质和能量的转化效率，从而增加次级生产力。
生态多样性还能够抑制农田病虫害的发生和传播，减少对化学农药的依赖，降低农业生产成本，保护生态环境。
3. 循环农业除了以上两点，循环农业也是提高农业生态系统次级生产力的重要途径。
在农业生产中，合理利用农作物秸秆和畜禽粪便等有机废弃物，通过堆肥或发酵等方式进行资源化利用，使得废弃物能够成为新的肥料或饲料，实现资源的循环利用。
通过循环农业的方式，不仅能够减少对化肥和饲料的使用，降低生产成本，还能够减少环境污染，提高农田的生态系统健康水平。
总结回顾：提高农业生态系统次级生产力的途径是多方面的，包括土壤改良、生态多样性和循环农业等方面。
这些途径不仅可以提高农田的产量，还能够降低生产成本，保护生态环境，实现可持续的农业发展。
作为农业领域的从业者，我们应该综合运用这些途径，不断完善农业生态系统，实现农业的高质量发展。
个人观点：我认为提高农业生态系统次级生产力是一个长期而复杂的过程，需要农业从业者有着更多的耐心和智慧。
只有不断地探索和实践，才能发现更加有效的途径，实现农业的可持续发展。
农业生态学名词解释
系统 (System)由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体。
生态系统 (Ecosystem)生物与生物之间以及生物与其生存环境之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体，称为生态系统。
简言之，在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的具有一定功能的统一体称为生态系统。
生产者 (Producer) 能利用简单的无机物制造食物的自养生物。
主要是各种绿色植物。
消费者（Consumer）是指除了微生物以外的异养生物，主要指依赖初级生产者或其他生物其他生物为生的各种动物。
分解者 (Decomposer) 主要是指以动物残体为生的一样微生物，包括真菌、细菌、放线菌，也包括一些原生动物和腐食性动物，如甲虫、蠕虫、白蚂蚁和某些软体动物。
生物圈 (Biosphere)地球上存在生物有机体的圈层。
包括大气圈的下层、岩石圈的上层、整个水圈和土壤圈全部。
农业生态系统（Agroecosystem）是指在人类的积极参与下，利用农业生物种群和非生物环境之间以及农业生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效的生态机能，进行能量转化和物质循环，并按人类的理想要求进行物质生产的综合体。
组分结构 (Components Structure)即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。
垂直结构 (Vertical structure)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。
农业生物也因适应环境的垂直变化而形成各类层带立体结构。
水平结构(Horizontal Structure) 指一定区域内，各种农业生物类群在水平空间上的组合与分布，亦即由农田、人工草地、人工林、池塘等类型的景观单元所组成的农业景观结构。
时间结构(Temporal Structure)指农业生物类群在时间上的分布与发展演替。
第4章 农业生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
光合作用是生态系统的能量之源
光
CO2 ＋ H2O 叶绿素 （CH2O）＋ O2பைடு நூலகம்
食物种群 ＝
动物得到的 ＝ 动物未得到的
被 更 高 营养
次级生产量＝ 级取食
被同化的 ＝
未被取食
动物吃进的 ＝
呼吸代谢
未同化的
动物未吃进的
生态系统中的能量形式及转换
第一节 初级生产中的能量流动
一、能量流动与转化的基本定律及其应用 二、初级生产中的能量流动
就 可能有成千上万个昆虫为生，又可能有数只鸟以这些昆 虫为生。这样如用数量表示就是一个两头小中间大的畸 形金字塔。
用生物量金字塔表示海洋中“浮游植物一浮游动物 一底栖动物“的食物链营养关系时，由于浮游植物的个 体小，它们以快速的代谢和较高的周转率达到较大的输 出，但生物现存量却较少。用生物量金字塔表示的就是 一个倒置的金字塔。但如果用能量金字塔表示食物链的 营养关系，则不受生物个体大小及代谢速度不同的影 响，可较准确地说明能量传递的效率和系统的功能特点。
生态金字塔理论对提高能量利用与转化效率、调控 营养结构、保持生态系统的稳定性具有重要的指导意义。 食物链长，塔的层次多，能量消耗多、储存少，系统不 稳定。食物链短，塔的层次少基部宽，能量储存多，系 统稳定，但食物链过短，塔的基部过宽时，则能量利用 率太低、浪费大。对于农业生态系统，不仅要求系统稳 定，还要求其转化效率要高，才能获得较多的生物产 品，以提高系统生产力。另外，食物链与生态金字塔理 论，对指导合理建立农业生态系统结构，保持适宜的人 地比例，农牧比例，草场载畜量以及人类食物构成上均 有重要指导作用。
热力学第一定律认为：能量可以在不同的介质中被 传递，在不同的形式中被转化，但数量上既不能被创 造，也不能被消灭，即能量在转化过程中是守恒的。在 热功转换过程中可用下列公式表示：
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。
第二章农业生态系统
▪ 补充材料 ▪ 生态足迹：为定量分析自然生态系统与社会系统间相互作用，
加拿大不列颠哥伦比亚大学规划与资源生态学教授威廉·里斯 (William Rees)于1992年提出了生态足迹(Ecological Footprint即EF)的概念。它显示在现有技术条件下，指定的 人口单位内（一个人、一个城市、一个国家或全人类）需要 多少具备生物生产力的土地和水域，来生产所需资源和吸纳 所衍生的废物。生态足迹通过测定现今人类为了维持自身生 存而利用自然的量来评估人类对生态系统的影响。比如说一 个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食的所需要的耕地 面积，他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些CO2所 需要的森林、草地或农田的面积。因此它可以形象地被理解 成一只负载着人类和人类所创造的城市、工厂、铁路、农 田……的巨脚踏在地球上时留下的脚印大小。它的值越高， 人类对生态的破坏就越严重。 ▪ 生态足迹（ecological footprint）也称“生态占用”。是指 特定数量人群按照某一种生活方式所消费的，自然生态系统 提供的，各种商品和服务功能，以及在这一过程中所产生的 废弃物需要环境(生态系统) 吸纳，并以生物生产性土地
陆地生态系统 terestrial ecosystem
又可分为森林生态系统forest ecosystem 、草 原生态系统steppe ecosystem 、农田生态系统field ecosystem等以植被特征分类的各类型生态系统。
淡水生态系统freshwater ecosystem又可
分为水体较稳定的湖泊生态系统、水库和 鱼塘生态系统以及水体常处于流动之中的 溪流、江河生态系统。
2.生态系统的基本组分
（1）环境组分 辐射:短波辐射、长波辐射（热辐 射）、宇宙辐射、核辐射。 无机物质 有机物质 土体、水、空气
农业生态系统的生产力
地球生物圈主要生态系统的初级生产力
等级 2000-3000 1000-2000 250-1000
0-250
生态系统
面 积 （ × 10 6hm 2）
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
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。
用的营养元素，促进了物质循环，增强了生态系统功能。 4 ．种养结合，农牧互促，有利于农业资源的合理利用
和农业的可持续发展。 5 ．增加就业门路，增加农民收入。
§7，建立粮、经、饲三元结构，开发草山 草坡，增加饲料饲草来源。
人口增加，经济发展，动物食品需求增加，粮食问题严重； 粮食问题关键是饲料粮的问题；确定粮、经、饲比例为 59： 20：21的合理的三元结构； 开发草山草坡，拓宽饲料、饲草来源。
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 §7－2 §7－3
农业生态系统生产力的概念 初级生产力 次级生产力
§7－1 农业生态系统生产力的概念