04-第三章 农业生态系统的生物与环境 第2,3节
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《农业生态学》提纲第一章绪论第一节农业生态学的形成和发展农业生产是农业生态学产生的源动力一、农业生态学的背景生态学的发展为农业生态学的形成奠定了学科基础二、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概念第一节系统概述一、系统的内涵系统指在一定边界范围内,由两个或两个以上相互联系和相互作用的组分构成的、具有某种特定功能并朝着某个特定目标运动发展的有机整体。
结构的有序性系统边界系统存在所涉及的时间和空间界限。
可能是自然形成也可能是人为划定。
系统分层现象系统无论繁简,都有分层现象。
二、系统的特征结构的整体性各组分间存在量比关系即系统存在所涉及的时间和空间界限。
各组分间存在空间关系构成系统的多个组分在空间上有一定的位置排列关系各组分间存在相互作用各组分间必须存在相互联系和相互作用功能的整合性指系统功能整体功能大于部分功能之和的特性,又称系统的整合效应系统思想系统是相互联系,相互依存,相互制约,相互作用的诸事物和完整过程所形成的统一体,而体现这种整体性和相互联系性的思想。
三、系统思路与研究思路系统研究思路黑箱完全忽略系统内部结构;白箱在对系统的组分构成及相互联系透彻了解的基础上;灰箱第二节生态系统概述一、生态系统的内涵在一定空间内生物群落与非生物环境相互作用的统一体。
生物组分生产者、消费者、分解者组分环境组分太阳辐射能、无机物质、有机物质、土壤基本结构形态结构构成生态系统的各个组分,尤其是生物组分的种类、数量和空间配置,在一定时期内通过相互联系和相互作用而处于相对稳定的有序状态。
二、结构与功能营养结构食物链、食物网基本功能能量流动、物质循环、信息传递基本特点生物是生态系统的核心组分;时空性明显;具有复杂的动态平衡特征;具有代谢机能特征;具有自动调节特征。
生态环境的主要类型根据环境的特性分为陆地、海洋和淡水生态系统;根据人类干预程度可分为自然、半自然和人工生态系统。
第一章绪论1.农业生态学产生与发展.生态学的发展.科学的发展与农业生态学.农业可持续发展与农业生态学2.农业生态系统的概念.系统及系统特性.生态系统及特点.农业生态系统3.农业生态学的任务及研究方法.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第二章农业生态系统的基本生物结构1 .农业生态系统的生物与环境(1)自然环境(2)人工环境(3)环境对生物的制约(提问)最小因子规律(水桶原理)、耐性定律、生活型与生境(4)生物对自然环境的适应生态型、生态位(5)生物对自然环境的影响2 .农业生态系统的种群(1)种群结构大小与密度、年龄结构与性比、出生率与死亡率、内禀增长率与环境容纳量(2)种群的动态(图示)生命表与生命曲线、种群的增长型( J 型与 S 型)(3)种群间的相互作用负相互作用(竞争、捕食、寄生)、正相互作用(偏利、原始合作、互利共生)、次生代谢产物的作用。
(4)种群的生活史对策( r 、 K 对策)(5)种群的调节密度制约(种间牵制和种内调节)、非密度制约、 IPM3 .农业生态系统的群落(1)群落的基本特征(2)群落的结构水平结构、垂直结构、时间结构、交错区与边缘效应(3)群落的演替演替的类型(原生演替和次生演替、旱生演替与水生演替)演替的发展趋势利用演替原理建造农业群落(4)协同进化(5)群落的多样性与稳定性4 .农业生态系统中的生物多样性(1)生物多样性的概念遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性(2)生物多样性的价值(3)农业生态系统中的生物多样性农业活动、特殊性、威胁因素、保护与开发利用第三章农业生态系统的综合结构1 .概述( 1 )生态系统结构的概念(举例子引出概念)(2 )合理农业生态系统结构的标志2 .农业生态系统的水平结构( 1 )农业生态景观与水平结构(图示)景观多样性、边缘效应与生态交错带、农户庭院经济( 2 )自然条件对水平结构的影响温度、水分( 3 )农业区位和社会经济条件对水平结构的影响(图示)农业区位、杜能农业区位、生态经济区位3 .农业生态系统的垂直结构( 1 )自然地理位置与垂直结构(图示)流域位置、地形变化(大地形和小地形)( 2 )农田立体模式(先提问,再图示)农作物间作、稻田养鱼、稻萍鱼、农田种菇等(图示)( 3 )水体立体模式(先提问,再图示)鱼的分层放养、鱼牧结构( 4 )养殖业立体模式(图示)分层立体养殖、林鱼鸭立体种养( 5 )农林立体模式(图示)农林业系统;农林业模式(桐粮间作、枣粮间作、林胶茶、林药间作4 .农业生态系统的营养结构( 1 )食物链(举例)( 2 )食物链类型(图示、提问)捕食、腐食、寄生食物链( 3 )食物链结构类型(图示)食物链加环作用、类型(生产环、增益环、减耗环、复合环、加工环等)、食物链的解列、食物链结构举例5 .农业生态系统的时间结构( 1 )作物套作(提问)( 2 )轮作、轮养(图示、提问)( 3 )农业生产模式的演替第四章农业生态系统的能量流动1 .能量流动的基本规律( 1 )能的形态、度量、来源(提问:地球上能量主要来源于哪里)( 2 )热力学第一定律( 3 )热力学第二定律( 4 )普里斯津的耗散结构理论2 .初级生产的能量转化( 1 )初级生产的能量平衡(图示)( 2 )初级生产力的分布地球表面的分布、我国状况、初级生产力的估算( 3 )提高初级生产力的途径3 .次级生产的能量转化( 1 )次级生产的能量平衡( 2 )次级生产的作用( 3 )次级生产的能量转化效率( 4 )提高次级生产力的途径4 .生态系统中的辅助能( 1 )生态系统中的辅助能(提问)自然辅助能和人工辅助能(包括工业和生物辅助能)( 2 )人工辅助能的作用( 3 )农业生态系统的能流特征和转化效率5 .生态系统的能量关系( 1 )生态系统的能流途径(图示)( 2 )生态效率与生态金字塔(图示、提问)6 .能量生态学上的生态系统类型( 1 )生态系统类型( 2 )农业生态系统能流关系的调整方向第五章农业生态系统的物质循环1 .物质循环的概念及物质循环的几种基本类型( 1 )物质循环的概念(举上面的例子引出概念)( 2 )物质循环的几种基本类型:水循环、气相型循环、沉积型循环•水循环( 1 )水贮量及分布(提问:水是从哪里来的)( 2 )水循环过程:文字加图示( 3 )农田生态系统的水分平衡(文字加图示)输入项:降水、灌溉、地下水上升输出项:蒸发蒸腾、渗漏、排水( 4 )人类活动对水循环的影响(提问:目前水资源存在什么问题)水资源短缺(文字加图示)水污染(文字加图示)( 5 )与人类活动有关的水循环问题植被破坏;围湖造田;兴建大型水利工程(提问:修建水利工程的利与弊);过度开采地下水( 6 )农业生态系统的水分管理扩大土壤水分库容;提高水分利用率和利用效率;大力发展节水农业(先提问);减少水体污染;加强水资源的跨流域管理3 .碳循环( 1 )碳的贮存库大气圈、生物圈、土壤岩石圈、水圈(提问)( 2 )碳循环过程不同层次水平上(图示)( 3 )人类活动对碳循环的影响二氧化碳、甲烷等温室气体(提问)( 4 )温室效应对农业生态系统的影响4 .氮循环( 1 )氮的贮存库大气圈、岩石圈(很少参与循环)( 2 )氮循环过程(图示、提问)输入:生物固氮、工业固氮、高能固氮输出:燃烧、挥发、反硝化、渗漏等( 3 )人类活动对氮循环的影响亚硝酸盐污染、水体富营养化、氮素利用效率低(提问)( 4 )农业生态系统的氮素调控合理施肥、灌溉、水土保持5 .磷循环( 1 )磷的贮存库岩石土壤圈:主要是地壳( 2 )磷循环过程(图示、提问)生物小循环和地质大循环( 3 )农业生态系统的磷循环(提问)输入:施肥、作物残体、大气沉降、灌溉输出:作物收获、土壤流失及侵蚀、渗漏( 4 )人类活动对磷循环的影响磷矿开采、施肥、水土流失6 .农业生态系统的养分循环( 1 )养分循环特点( 2 )养分循环的一般模式(图示)( 3 )农田生态系统养分的平衡(提问)( 4 )农田养分循环的调节7 .污染物对农业生态系统的影响( 1 )有毒污染物在食物链的浓缩( 2 )主要污染物的危害及其防治重金属污染、农药污染、畜禽粪便污染、固体废物污染、饲料添加剂污染等第六章农业的资源与效益1 .农业资源( 1 )农业资源的概念与分类( 2 )不可再生资源的开发利用( 3 )再生资源的开发与利用2 .资源利用的生态经济规律( 1 )自有资源利用的生态经济规律( 2 )公共资源利用的生态经济规律3 .农业生态系统的效益•农业的社会效益农业就业与人口城市化、食物营养、农产品代用品、农业收成与社会稳定( 2 )农业经济效益收入递减规律、资源相互替代效益( 3 )农业的生态效益水土流失、水土流失、沙化、盐碱化的原因与控制( 4 )三大效益之间的关系第七章农业生态系统的调节与控制1 .农业生态系统的信息流动(例子引出)( 1 )自然信息流(提问)( 2 )人工信息流( 3 )自然信息流和人工信息流的区别( 4 )信息的量度(提问)2 .农业生态系统的资金流( 1 )资金流的基本构成( 2 )资金流与能物流的关系(提问)耦联关系、单独的资金流、单独的能物流关系( 3 )农业生产过程的经济外部性问题成本外摊、收益外泄( 4 )经济外部性的解决途径(讨论)( 5 )高斯( Coase )理论 : 产权的确定3 .资源环境影响的经济核算( 1 )资源定价( 2 )资源分类( 3 )资源定价的方法( 4 )资产评价实例4 .农业生态系统的调节控制特点( 1 )基本特点中心式和非中心式调控( 2 )自然调控:程序调控、随动调控、最优调控、稳态调控( 3 )人工直接调控( 4 )社会间接调控第八章农业的可持续发展1 .可持续发展的一般概念( 1 )可持续发展思想的由来(提问)( 2 )可持续发展的基本内涵自然属性、经济属性、社会属性和科技属性( 3 )可持续发展的基本原则公平性原则、可持续性原则、共同性原则、发展性原则、和谐性原则、协调性原则、需求性原则、安全性原则、高效性原则、参与性原则( 4 )中国的可持续发展行动2 .农业的历史发展阶段与现代农业发展思潮(1)历史阶段原始农业、传统农业、现代农业、替代农业( 2 )发展思潮农业现代化思潮、绿色革命思潮、自然农业思潮、可持续农业思潮3 .农业可持续发展与可持续农业( 1 )农业可持续发展及内容( 2 )可持续农业的基本概念( 3 )农业及农村的可持续发展( SARD )4 .农业可持续发展的支持系统及其建设(1)环境与资源支持系统(2)生产与管理支持系统(3)经济与市场支持系统(4)技术与信息支持系统(5)政策与法律支持系统(6)文化与伦理支持系统5 .农业与农村的可持续发展指标体系(1)可持续发展指标体系框架(2)可持续发展评价标准与方法(3)农业与农村可持续发展指标体系(4)可持续发展测度方法6 .农业可持续发展的技术体系(1)关键技术体系(2)高新技术创新体系第九章中国的生态农业1 .中国农业的发展阶段及面临的挑战( 1 )世界农业发展的阶段( 2 )中国农业面临的挑战2 .中国生态农业的产生和发展( 1 )中国生态农业的特点( 2 )中国生态农业的目标( 3 )中国生态农业的发展阶段( 4 )中国生态农业的内涵3 .中国生态农业的模式( 1 )不同区域的典型,模式( 2 )模式的适用性及变化规律以沼气和基塘系统为例( 3 )环境梯度对农业模式的制约气候土壤梯度、流域地形梯度、人口密度梯度、城乡经济梯度( 4 )传统模式向生态模式的转变4 .中国生态农业的技术(1)特点(2)技术体系(3)农业技术的生态化改造5 .中国生态农业的组织管理(1)组织管理体制(2)政策法规欢迎您的下载,资料仅供参考!。
农业生态学课程教学大纲课程中文名称:农业生态学课程英文名称:Agricultural ecology 课程类别:必修课程编号:10375001课程归属单位:农学院制定时间:2010年4月14日一、课程的性质、任务1.课程的性质、任务:农业生态学是研究农业生物与环境之间相互关系的一门新兴学科,是农学及相关专业的本科专业基础课,属必修课程,主要任务是了解农业生态系统的基础知识,掌握农业生态系统的物种结构、时空结构和营养结构,物质循环、能量流动与农业生产的关系。
提高学习者生态环境自我保护意识,实现生命再生(社会效益)、经济再生(经济效益)与生态再生(生态效益)三个效益的协调同步发展。
2.教学的基本要求:本课程教学以农业生物与环境之间相互作用的研究为基本出发点,在发展优质高产高效益农业的同时,要注意保护与节约利用农业资源,关注农业生产与资源、环境、生态之间的关系,关注近年来生态学在全球的变化、生物多样性及可持续发展。
因此,教学上要求学生:(1)掌握农业生态学的基本知识,基本原理与基本技能,运用学科知识分析农业生态系统的基本结构、能流与物流状况。
(2)理解生态平衡原理,能量流动原理,竞争排斥原理与生物多样性理论,具备综合分析、解决实际问题的能力。
(3)有机联系其它学科知识,分析农业生态系统的初级生产力、次级生产力及其提高途径,最终实现提高农业生态系统生产力的目的。
(4)掌握具有可操作性的技术实体内容,包括农业生态技术与农业生态工程,并能反映时代特征,改进与提高其技术手段,使其具有较大的实用与应用价值。
3.适用专业与学时数:本大纲适用于农学类专业(包括烟化方向、中草药栽培与鉴定)本科生或专科高年级学生。
本课程共开设36学时,其中理论教学36学时。
4.本门课程与其他课程关系:本课程与生态学、资源环境学、可持续发展规划与设计、耕作学等课程具有密不可分的关系。
学生在学习本课程之前必须了解生态学、农业资源与环境保护等方面的基础知识。
第三章农业生态系统的综合结构第一节概述一、生态系统的结构物种结构(组分结构)、时间结构、空间结构(水平结构、垂直结构)、营养结构(食物链结构)二、合理农业生态系统结构的标志1.生物适应环境2.生物与生物之间相互配合3.各组分之间量比关系协调4.有利于农业生产的可持续发展5.有较高的生产力和经济效益第二节农业生态系统的水平结构一、农业生态景观与农业生态系统的水平结构1.景观多样性2.边缘效应与生态交错带(1)城郊农业(2)基塘系统与滩涂养殖(3)农户庭院经济二、自然条件对水平结构的影响1.种植业与温度的关系。
如不同气候条件下的农作物和耕作制度。
2.耕地复种指数与温湿度的关系。
如从东到西的变化。
动物种类与气候的关系。
干旱、寒冷(骆驼、牦牛、藏绵羊、黄牛)与湿润地区(水牛、大象等)的动物种类不同。
三、农业区位和社会经济条件对水平结构的影响1.不同区位对水平结构的影响(1)自然区位:自然条件差异为农作物与牲畜结构安排的重要因素。
如荔枝、龙眼、香蕉、柑橘等的分布有其特定地区;又如骆驼、牦牛的分布等。
(2)杜能农业区位(商品经济发展初期):农产品只有到达市场才能获取效益,而运输成为制约条件。
这样在自然区位的基础上增加了受运输制约的农业专业生产区域。
即杜能农业区位。
德国经济学家杜能于1926年提出经典的农业区位理论,阐述了产品流通对商品性农业的生产集约度和产品结构的影响。
在假设前提下(自然条件一致;商品生产等),并提出了杜能圈。
自由农作圈:集约程度很高,以蔬菜、牛奶、鲜花等不耐贮存的产品。
林业圈:薪柴、建筑、家具等利用。
轮作农业圈:不易腐烂变质的作物。
采用6年轮作制。
谷物农作圈:谷物和畜产品。
经营比较粗放,轮作中增加牧草的比重。
三圃式农作圈:谷物-牧草-休闲畜牧圈:放牧或种植牧草自然区域:森林、灌木等杜能圈理论说明了农业布局不但取决于自然条件,而且取决于离城市的距离。
两个结论:1)生产集约度理论:越靠近中心城镇,生产集约度越高。
第三章农业生态系统的结构第一节农业生态系统的物种结构一.生态系统的结构生态系统的结构就是包括生物组分的物种结构(多物种配置)、空间结构(多层次配置)、时间结构(时序排列)、食物链结构(物质多级循环),以及这些生物组分与环境组分构成的格局。
物种结构:生物物种是生态系统物质生产的主体。
不同生物种类的组成与数量关系的格局构成生态系统的物种结构。
∙时间结构:指在生态区域内各生物种群生活周期在时间分配上形成的格局。
∙空间结构:空间结构是指生物群落在空间上的垂直和水平格局变化,构成空间三维结构格局。
水平结构:指在一定的生态区域内,各种生物种群所占面积比例、镶嵌形式、聚集方式等水平分布特征。
垂直结构:指生物种群在垂直方向上的分布格局。
在地上、地下和水域都可形成不同的垂直结构。
营养结构:指生态系统中生物间构成的食物链与食物网结构。
食物网是是生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的主要途径。
二.合理农业生态系统结构的标志1.生物适应环境2.生物与生物之间相互配合3.组分之间量比关系协调4.有利于农业生产的可持续发展5.有较高的生产力和经济效第二节农业生态系统的水平结构一.农业生态景观与农业生态系统的水平结构(一)景观多样性农业景观是由多种类型的在景观上有差异的农业生态系统的集合所组成的区域。
对于景观多样性来说:(1)只有多样生态系统的共存,才能保证物种多样性和遗传多样性;(2)只有多种生态系统的共存,并与异质的立地条件相适应,才能使景观的总体生产力达到最高水平;(3)只有多种生态系统的共存,才能保障景观功能的正常发挥,并使景观的稳定性达到一定水平。
(二)边缘效应与生态交错带( ecotone)在景观中不同斑块连接之处的交错区域为生态交错带。
在生物圈中,有如下一些交错带类型:.城乡交错带:1:2.干湿交错带3.农牧交错带:4.水陆交错带:5.群落交错带:第二节农业生态系统的水平结构一、农业生态景观与农业生态系统的水平结构二、农业生产的三种农业区位(一)自然区位:自然条件差异为农作物与牲畜结构安排的重要因素。
《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。