农业生态系统调控的生态学原理
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对生态系统的调控，必须科学考虑环境的承载潜力，着眼改造环境承载潜力 限制因素，在系统某一构成因素改良的同时实现环境综合功能、承载潜力的提 高。
2020/11/17
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二、生物与环境关系原理
（四）生态适应代价原理
生态适应代价(Adaptation cost)是指为了适应环境中的某一不利因素， 生物在生理、生化、遗传进化方面进行的调整，提高了生物对特定逆境因子 的适应性，但可能降低了生物在其它方面的适应性，进而使该生物在正常环 境中的适应能力低于其它同种生物的现象。
2．不可逆流动
农业生态系统中的能量，以物质为载体，沿食物链从低营养级向高营养级传递。在此过程中，逸散于环境中的能 量不可能再返回到食物链，产生类似于物质循环利用的功能，因此人类只有以不同方式向生态系统适时补加能量， 才可能发挥正常的系统功能，任何希望通过系统本身调节而实现“永动”的目的都是不现实的。
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三、整体效应和系统生产力原理
（一）整体效应原理
生态系统的整体效应原理建立在系统论的整体性原则基础之上，指的是生态 系统是一个由多因素组合而成的复杂大系统，各个组分之间必然存在适当的比例 关系和明显的功能分工，只有各要素间协调作用，生态系统才可能顺利完成能量、 物质、信息、价值的转换和流通，而当系统中的某个组分发生量变后，必然影响 到其它组分的反应，最终表现在系统整体功能的下降。
例如，生物对污染的适应多以抵抗其他不利环境能力降低、整体生物生产 力下降为代价。农业生态系统调控中，适用于不同环境中的生物种类或品种 差异较大，特定区域中用于解决某一生态限制因子的生物不可能直接用于解 决其它生态类型区的相似问题，如针对旱作农业区和干旱灌溉农业区的节水 品种选育不能仅以抗旱性作为唯一衡量指标。
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·《农业生态学》
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四、系统结构决定功能原理
系统概念的本质是系统结构，没有系统结构就没有系统，一切系统理论和 方法实质上都是关于系统结构的理论和方法，这是系统科学的内在统一。
生态系统中，生物种群的组成、数量、比例和时空分布构成了系统的结构， 它是系统的内在要素，而功能是表现形式，前者决定后者；系统的整体结构决 定系统的总体功能，不同的结构具有不同的功能，最佳系统结构能最大限度地 适应和利用环境资源，提高其转化效率和生产力。
Agroecology
第十章 农业生态系统的调控
第一单元 农业生态系统调控的原理 第二单元 农业生态系统调控机制 第三单元 农业生态系统安全与生态修复
内容提要 单元测试
2020/11/17
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第一节 农业生态系统调控的生态学原理
一、物质循环和能量转化原理 二、生物与环境关系原理 三、整体效应和系统生产力原理 四、系统结构决定功能原理 五、生态经济协调原理
生产实践中，生态系统调控往往从结构调控入手，即通过物种的组成结构、 时间结构、空间结构、营养结构以及环境要素的数量和空间配置结构调控，使 生物与环境相适应，达到了资源高效利用和系统持续发展的目标。
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·《农业生态学》
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五、生态经济协调原理
与自然生态系统不同，农业系统除了具有能量转换功能、物质 转换功能、信息转换功能外，还有价值转换功能，形成相应的价值 流，体现出特有的经济效益。在生态系统的运转过程中，通过食物 链加环及食物链与产业链串接，在实现系统结构优化前提下，可实 现生态效益与经济效益协调统一。但是，由于农业系统外部性的存 在，其生态效益和经济效益常常出现不一致的情况。因此，农业生 产中，应统筹考虑生态系统产生的生态效益和经济效益，尽最大可 能实现两大效益的协调统一，只有生态经济效益相协调的生态系统， 才可能是可持续发展的生态系统。
3．网状循环
自然生态系统基础上的半人工生态系统，合理的农业生态系统内部应该形成环网结构和生态工 艺流程，其中使每一组分既是下一组分的“源”，又是上一组分的“汇”。
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一、物质循环和能量转化原理
（二）能量转化原理
1．能量递减原理
热力学定律与生态学的关系十分明显，各种各样的生命表现都伴随着能量的传递和转化。农业生态系统是开放系 统，它倾向于保持较高的自由能而使熵较小，只要不断有物质和能量输入和不断排出熵，开放系统便可维持一种 稳定的平衡状态。
在运用生态平衡原理调控农业生态系统时，要对系统中的目标生物和环境进行辨 识，利于有益生物的环境改造，利于调控系统的生态平衡和持续发展。反之，则会 在造成生物、环境退化的同时，造成生态失衡，综合持续发展能力降低。
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二、生物与环境关系原理
（二）生物与环境协同进化原理
生态系统中，生物与环境间的作用与反作用力，最终促进了生物进化，同时 对环境改良产生了积极影响。因此，在农业生态系统的调控中，可按照生态系 统的阶段发育特征，对系统的生物组分、环境组分进行相应调整，以达到人们 对生态系统功能的多元化需求。
因此，调控农业生态系统时，必须从整体出发、合理规划、统一安排，使各 亚系统及其组成成分协调发展，以形成系统整体高效的转化途径。
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三、整体效应和系统生产力原理
（二）系统生产力原理
传统Biblioteka Baidu生产力主要指以植物生产为主的初级生产力和以动物生产为主的次级 生产力。生态系统生产力是将初级生产力、次级生产力、经济生产力组合在同 一系统，并围绕某一特定目标对系统进行调控而获得的总体生产力水平，生态 系统生产力还包含目标生态系统与另一不同功能的系统耦合以后放大了的生产 力。农业生产中，只有协调好生态系统各组成成分的关系，实现优化配置，才 可能提高系统生产力。
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一、物质循环和能量转化原理
（一）物质循环原理
1．“再生”原理
将无机物质转化为有机物质，并将简单有机物质合成为复杂有机物质，又同时将各种类型的有 机物质分解为简单物质，重新被生物利用。
2．链状循环
食物链为载体的物质循环产生人类不能直接利用的废弃物质被不同食性的动物和微生物，分级、 分次反复循环和利用，使废物及腐解的废物转化为能够为人们直接利用的生物产品和生物质能。
例如，在盐碱地的开发利用中，先锋植物必然具备耐盐碱特性，当土壤理化 性状改良到可以栽培其它作物的阈值范围时，则可改种其它高经济价值的作物。 演变，生物与环境的协同作用至关重要。
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二、生物与环境关系原理
（三） 环境资源有限性原理
农业环境资源指某种或某些自然物质资源为载体或介质，在多种自然力的作 用下而形成的具有不同环境功能的自然生态系统的自然景观。生物的生存依赖 各种环境资源，环境资源在质量、数量、空间和时间等方面都具有一定的限度。 生态系统在不降低自身自动调节能力的前提下，对外界压力有一个最大忍受限 度，即生态阈值。生物只有分布和生存在生态阈值限度之内，才可维持稳定的 生产力。
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二、生物与环境关系原理
（一）生物与环境协调发展的生态平衡原理 生态平衡指特定条件下，生物与生物、生物与环境之间处于一种动态平衡、协调
发展的状态。当生物处于该环境中时，生物才可能处于最佳的生长发育状态，而环 境资源的生产潜力才可得得以实现。因此，提高生物与环境间的协调度、保持系统 平衡是农业生态系统稳定、高效发展的基础，只有在此原理之下调控生态系统，才 可能达到生态、经济和社会效益同步提升的目标。
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二、生物与环境关系原理
（四）生态适应代价原理
生态适应代价(Adaptation cost)是指为了适应环境中的某一不利因素， 生物在生理、生化、遗传进化方面进行的调整，提高了生物对特定逆境因子 的适应性，但可能降低了生物在其它方面的适应性，进而使该生物在正常环 境中的适应能力低于其它同种生物的现象。
2．不可逆流动
农业生态系统中的能量，以物质为载体，沿食物链从低营养级向高营养级传递。在此过程中，逸散于环境中的能 量不可能再返回到食物链，产生类似于物质循环利用的功能，因此人类只有以不同方式向生态系统适时补加能量， 才可能发挥正常的系统功能，任何希望通过系统本身调节而实现“永动”的目的都是不现实的。
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三、整体效应和系统生产力原理
（一）整体效应原理
生态系统的整体效应原理建立在系统论的整体性原则基础之上，指的是生态 系统是一个由多因素组合而成的复杂大系统，各个组分之间必然存在适当的比例 关系和明显的功能分工，只有各要素间协调作用，生态系统才可能顺利完成能量、 物质、信息、价值的转换和流通，而当系统中的某个组分发生量变后，必然影响 到其它组分的反应，最终表现在系统整体功能的下降。
例如，生物对污染的适应多以抵抗其他不利环境能力降低、整体生物生产 力下降为代价。农业生态系统调控中，适用于不同环境中的生物种类或品种 差异较大，特定区域中用于解决某一生态限制因子的生物不可能直接用于解 决其它生态类型区的相似问题，如针对旱作农业区和干旱灌溉农业区的节水 品种选育不能仅以抗旱性作为唯一衡量指标。
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四、系统结构决定功能原理
系统概念的本质是系统结构，没有系统结构就没有系统，一切系统理论和 方法实质上都是关于系统结构的理论和方法，这是系统科学的内在统一。
生态系统中，生物种群的组成、数量、比例和时空分布构成了系统的结构， 它是系统的内在要素，而功能是表现形式，前者决定后者；系统的整体结构决 定系统的总体功能，不同的结构具有不同的功能，最佳系统结构能最大限度地 适应和利用环境资源，提高其转化效率和生产力。
Agroecology
第十章 农业生态系统的调控
第一单元 农业生态系统调控的原理 第二单元 农业生态系统调控机制 第三单元 农业生态系统安全与生态修复
内容提要 单元测试
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第一节 农业生态系统调控的生态学原理
一、物质循环和能量转化原理 二、生物与环境关系原理 三、整体效应和系统生产力原理 四、系统结构决定功能原理 五、生态经济协调原理
生产实践中，生态系统调控往往从结构调控入手，即通过物种的组成结构、 时间结构、空间结构、营养结构以及环境要素的数量和空间配置结构调控，使 生物与环境相适应，达到了资源高效利用和系统持续发展的目标。
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五、生态经济协调原理
与自然生态系统不同，农业系统除了具有能量转换功能、物质 转换功能、信息转换功能外，还有价值转换功能，形成相应的价值 流，体现出特有的经济效益。在生态系统的运转过程中，通过食物 链加环及食物链与产业链串接，在实现系统结构优化前提下，可实 现生态效益与经济效益协调统一。但是，由于农业系统外部性的存 在，其生态效益和经济效益常常出现不一致的情况。因此，农业生 产中，应统筹考虑生态系统产生的生态效益和经济效益，尽最大可 能实现两大效益的协调统一，只有生态经济效益相协调的生态系统， 才可能是可持续发展的生态系统。
3．网状循环
自然生态系统基础上的半人工生态系统，合理的农业生态系统内部应该形成环网结构和生态工 艺流程，其中使每一组分既是下一组分的“源”，又是上一组分的“汇”。
2020/11/17
13-5
一、物质循环和能量转化原理
（二）能量转化原理
1．能量递减原理
热力学定律与生态学的关系十分明显，各种各样的生命表现都伴随着能量的传递和转化。农业生态系统是开放系 统，它倾向于保持较高的自由能而使熵较小，只要不断有物质和能量输入和不断排出熵，开放系统便可维持一种 稳定的平衡状态。
在运用生态平衡原理调控农业生态系统时，要对系统中的目标生物和环境进行辨 识，利于有益生物的环境改造，利于调控系统的生态平衡和持续发展。反之，则会 在造成生物、环境退化的同时，造成生态失衡，综合持续发展能力降低。
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二、生物与环境关系原理
（二）生物与环境协同进化原理
生态系统中，生物与环境间的作用与反作用力，最终促进了生物进化，同时 对环境改良产生了积极影响。因此，在农业生态系统的调控中，可按照生态系 统的阶段发育特征，对系统的生物组分、环境组分进行相应调整，以达到人们 对生态系统功能的多元化需求。
因此，调控农业生态系统时，必须从整体出发、合理规划、统一安排，使各 亚系统及其组成成分协调发展，以形成系统整体高效的转化途径。
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三、整体效应和系统生产力原理
（二）系统生产力原理
传统Biblioteka Baidu生产力主要指以植物生产为主的初级生产力和以动物生产为主的次级 生产力。生态系统生产力是将初级生产力、次级生产力、经济生产力组合在同 一系统，并围绕某一特定目标对系统进行调控而获得的总体生产力水平，生态 系统生产力还包含目标生态系统与另一不同功能的系统耦合以后放大了的生产 力。农业生产中，只有协调好生态系统各组成成分的关系，实现优化配置，才 可能提高系统生产力。
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一、物质循环和能量转化原理
（一）物质循环原理
1．“再生”原理
将无机物质转化为有机物质，并将简单有机物质合成为复杂有机物质，又同时将各种类型的有 机物质分解为简单物质，重新被生物利用。
2．链状循环
食物链为载体的物质循环产生人类不能直接利用的废弃物质被不同食性的动物和微生物，分级、 分次反复循环和利用，使废物及腐解的废物转化为能够为人们直接利用的生物产品和生物质能。
例如，在盐碱地的开发利用中，先锋植物必然具备耐盐碱特性，当土壤理化 性状改良到可以栽培其它作物的阈值范围时，则可改种其它高经济价值的作物。 演变，生物与环境的协同作用至关重要。
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二、生物与环境关系原理
（三） 环境资源有限性原理
农业环境资源指某种或某些自然物质资源为载体或介质，在多种自然力的作 用下而形成的具有不同环境功能的自然生态系统的自然景观。生物的生存依赖 各种环境资源，环境资源在质量、数量、空间和时间等方面都具有一定的限度。 生态系统在不降低自身自动调节能力的前提下，对外界压力有一个最大忍受限 度，即生态阈值。生物只有分布和生存在生态阈值限度之内，才可维持稳定的 生产力。
2020/11/17
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二、生物与环境关系原理
（一）生物与环境协调发展的生态平衡原理 生态平衡指特定条件下，生物与生物、生物与环境之间处于一种动态平衡、协调
发展的状态。当生物处于该环境中时，生物才可能处于最佳的生长发育状态，而环 境资源的生产潜力才可得得以实现。因此，提高生物与环境间的协调度、保持系统 平衡是农业生态系统稳定、高效发展的基础，只有在此原理之下调控生态系统，才 可能达到生态、经济和社会效益同步提升的目标。