第三章农业生态工程

农业生态学第一章绪论农业生态学：应用生态学的原理,系统论的观点和方法,把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究它们之间的相互联系、协同演变、调节控制和平衡发展规律的学科。

生态学:是研究生物与其环境相互关系的学科。

生态系统:在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的统一体，称为生态系统。

农业生态系统：农业生物与环境之间的能量和物质联系建立起来的功能整体，是驯化的生态系统，既受生态规律的制约，也受社会经济规律的制约。

1. 1865年，勒特（Reiter）造了生态学一词2. 1935年，英国植物生态学家坦斯尼（A.G.Tansley）第一次提出了生态系统和生态平衡的概念。

3. 1941年，美国科学家林德曼（R.L.Lindeman）提出了食物链、食物网、生态金字塔理论4. 美国生态学家奥德姆（E.P.Odum）——对遗弃农田的次生演替及生态系统的能流与物流做了大量的研究，写成《生态学基础》5. 1963年，海洋生物学家卡逊（R.Carson）——《寂静的春天》6. F.C.Pielou《数学生态学引论》、R.M.May《理论生态学》——推动生态学向定量化方向发展8. 21世纪五大危机：人口危机、粮食危机、资源危机、环境危机、能源危机（一说为生物危机）第二章农业的基本生态关系1.生境（habitat）：在环境条件的制约下，具有特定生态特性的生物种和生物群落，只能在特定的小区域中生存，这个小区域就称为该生物种或生物群落的生境。

生境也叫栖息地。

2.最小因子定律：（德国化学家李比西）——植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质。

相对稳定状态下E.P.Odum（1973）做了两点补充：①这一定律只有在相对稳定状态下才能运用；②要考虑因子间的相互作用。

谢尔福特耐性定律：在生物的生长和繁殖所需要的众多生态因子中，任何一个生态因子在数量上的过多、过少或质量不足，都会成为限制因子。

E.P.Odum（1973）等对耐性定律作了补充：该定律把最低量因子和最高量因子相结合，任何接近或超过耐性下限或耐性上限的因子都称做限制因子3.生活型：不同植物长期适应相似环境的结果使这些植物在外部形态上和对生境的要求上表现为相同或相似。

农业生态工程基础概述第一节生态工程的概念和意义一、生态工程的概念及由来生态工程是近年来发展起来的重要的应用生态学分支学科，是把生态学理论应用于生产实际，把生态科学技术转化为现实生产力的枢纽和桥梁。

尤其是近年来蓬勃发展起来的生态农业研究，实际上就是农业生态工程科学的研究，即把农业生态学理论，通过各种生产工艺系统和技术在具体农业生产过程中加以实现，达到高产、优质、高效之目的。

生态是指生物与其生存环境之间的相互关系，研究这种关系的学问就是生态学。

工程是指人类设计的、具有一定结构和功能（即达到一定目的）的工艺系统。

生态工程则是遵循生态学的基本原理，应用生态系统中物种共生和物质循环再生的原理，结合系统工程的最优化方法，设计的分层多级利用物质和能量的生产工艺系统（马世骏，1987），是实现把科学技术转化为现实生产力的一种手段和方法。

生态工程的目标就是在维护和促进自然界良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展、资源利用和环境保护协调一致。

它既可以是纵向的层次结构，也可以发展为由几个纵向工艺链横连而成的网状工程系统。

农业生态工程是将生态工程原理应用于农业生产和建设，是有效运用农业生态系统各生物物种，充分利用空间和资源的生物群落共生原理、多种成分（产业）相互协调和促进的功能原理，以及物质和能量多层次多途径利用和转化原理，运用最优化的方法设计和建立，能够合理利用自然资源、保持生态稳定和持续高效功能的一种农业生产工艺体系和技术。

生态工程原理还可以应用于国民经济建设和生产建设的许多领域和部门，进而形成各种特定领域或部门的生态工程。

因此，与生态学和工程学一样，生态工程也是一门综合性较强的多分支的综合性学科。

生态工程作为应用生态学的分支学科之一，是最近才发展起来的，其历史不过40多年，是一个正在形成中的学科。

首先使用生态工程（ecological engineering）一词的是美国的H.T.Odum。

《农业生态工程技术》复习题第一章绪论名词解释：▲海克尔的生态学概念：研究生物与环境相互机理的科学。

▲奥德姆的生态学概念：研究生态系统的结构和功能的科学。

▲农业生态学：用生态学的原理及系统论的方法，研究农业生物与其自然和社会环境的相互关系的应用性学科。

简答题：▲简述农业生态学的特点：答.理论实用性。

2.学科交叉性。

3.研究统一性.4.宏观层次性。

论述题▲农业生态学的研究内容和任务答：农业生态学的研究对象：农业生态系统▲农业生态学的研究内容：1.农业生态系统的组分与结构。

2.农业生态系统的能量流动和物质循环。

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和生态环境保护。

▲农业生态学的任务：1.基础性的理论研究。

2.为发展农业生产提出切实可行的技术途径。

第二章 农业生态系统名词解释：▲系统：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。

▲生态系统：在以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，并具有一定结构及完成一定功能的综合体，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。

▲农业生态系统：在人类的积极参与下，利用农业生物和非生物环境之间，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，并按人类需要进行物质生产的综合体。

简答题：▲组成系统需要哪三个条件？答：1.必须具备两个以上都的构成要素。

2.各要素之间必须有某种联系。

3.以整体的形式完成特定的功能。

▲系统有哪三个基本特征？答：1.系统的有序性，包括系统的边界和系统的层次。

2.系统的整体性。

3.系统功能的整体性。

▲生态系统是由哪些基本子系统构成的？4生态系统有哪三大功能？答：物质循环，能量流动，信息传递。

论述题▲农业生态系统与自然生态系统的主要区别是什么？生态系统非生物组成 生物组成非生物环境 物质代谢原料 生产者消费者分解者第三章生物种群名词解释：▲种群：在一定时间内占据特定空间的同一物种的集合体。

《生态工程学》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：250418课程名称：生态工程学英文名称：Ecological Engineering课程类别：专业课学时：54学分：3.0适用对象:生物科学专业、生态学专业、环境科学专业本科生以及非生态学专业本科生的生态学教育考核方式：考试先修课程：高等数学、统计学、植物学、生态学、昆虫学、气象学二、课程简介生态工程学较全面、系统地阐述了生态工程及相应技术，重点介绍生态工程学原理、发展的历史与主要理论，生态工程的设计理论与方法，农业、工业、环境、景观、湿地、城市及园林建设中生态工程的理论应用和相应的技术配套体系，现代高新技术在生态工程学领域中的应用等。

通过学习，使得学生了解和掌握有关生态工程的主要理论与技术，并能够在实际中加以应用。

Ecological engineering expounded more entirely and systematic ecological engineering and correspond technology, emphases introduced ecological engineering principle, history of development and major theory, the design theory and measure of ecological engineering, and introduced the theories application and correspond systems of compound technology of ecological engineering in agriculture, industry, environment, landscape, everglade, city and gardens construction, and utilization of modern high and new technic in the field of ecological engineering. Passed through study, made students comprehend and hold the major theories of ecological engineering and technology, as well as can apply in practice.三、课程性质与教学目的城市生态学在简洁了解生态学理论的基础上，注重生态学基本原理与实际应用的结合的方式，重点介绍城市生态系统的特征，城市生态环境的特点以及当前存在的主要问题，阐述了生态系统服务、人为干扰对生态系统的损伤、生态恢复、城市生态系统管理、生态建设及可持续发展理论等，全面论述城市生态学的基本理论、研究方法和重要意义。

《农业生态工程》学习任务单一、学习目标1、了解农业生态工程的基本概念和原理，包括生态系统的结构与功能、生态平衡、生态农业的特点等。

2、掌握农业生态工程的主要技术和方法，如物质循环利用技术、生态位配置技术、生物防治技术等。

3、学会分析农业生态系统中的问题，并能够运用农业生态工程的理念和方法提出解决方案。

4、培养对农业生态环境保护的意识，以及可持续发展的观念。

二、学习内容1、农业生态工程的概念和发展历程农业生态工程的定义和内涵农业生态工程的产生背景和发展阶段国内外农业生态工程的典型案例2、农业生态系统的结构与功能农业生态系统的组成成分（生物组分和非生物组分）农业生态系统的营养结构（食物链、食物网）农业生态系统的能量流动和物质循环3、农业生态工程的原理生态平衡原理生态位原理生物多样性原理物质循环再生原理系统整体性原理4、农业生态工程的技术与方法物质循环利用技术（沼气池、堆肥、秸秆还田等）生态位配置技术（间作、套种、轮作等）生物防治技术（利用天敌、生物农药等）生态农业模式（如基塘农业、立体农业、庭院生态农业等）5、农业生态工程的规划与设计农业生态工程规划的原则和步骤农业生态工程设计的内容和方法农业生态工程的效益评价指标和方法6、农业生态系统中的问题与对策农业面源污染问题（化肥、农药、畜禽粪便等污染）土壤退化问题（水土流失、土壤肥力下降等）水资源短缺问题应对这些问题的农业生态工程措施三、学习资料1、教材《农业生态工程》（作者：＿____ 出版社：＿____）《生态农业概论》（作者：＿____ 出版社：＿____）2、学术期刊《农业生态学报》《生态学报》3、网络资源中国农业生态网农业生态工程相关的科普视频四、学习活动1、课堂讲授由教师系统讲解农业生态工程的基本概念、原理、技术和方法。

通过案例分析，加深对农业生态工程的理解。

2、小组讨论分组讨论农业生态系统中的实际问题，并提出解决方案。

分享各自收集的农业生态工程案例，共同分析其优缺点。

《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。

《农业生态工程》课程教学大纲Agriculture ecological engineering一、课程基本信息二、教学目标（一）知识目标。

学习农业工程的基本概念、理论，对当前生产中的各种农业模式进行认知、分析。

（二）能力目标。

在知识学习的基础上，能根据实际现状构建合适的农业工程模式，并分析不同模式间的差异和优缺点。

— 1 —（三）素质目标。

能综合所学的生态学、环境学、景观生态学及生物学知识，结合工程技术对农业生产过程中的问题进行分析、并提出解决方法和模式。

三、基本要求（一）了解农业生态工程的基本概念、理论及当前常用农业生态工程技术。

（二）理解农业生态工程相关技术和模式，并能根据现状和要求构建合适的农业生态工程模式。

（三）掌握各类农业生态工程技术的特点，学会针对不同农业生产确立合适的农业生产模式。

四、教学内容与学时分配第一章生态农业工程理论2学时第一节生态学与农业生态系统第二节生态农业工程的生态学原理第三节生态农业工程的工程学原理第四节生态农业工程经济学原理本章小结重点：农业生态系统、生态农业工程的生态学、工程学和经济学原理难点：生态农业工程的生态学、工程学和经济学原理思考题：如何理解生态农业工程？及本学科主要解决什么问题？作业：举例分析某一种生态农业工程的特点。

建议教学方法：板书第二章农学概论2学时第一节作物的生长发育与品质形成知识点：作物生长发育、产量构成与品种特征第二节种植制度知识点：轮作、套作、间作、免耕栽培等本章小结— 2 —重点：学习基本的农学概念，了解相关农艺措施。

难点：作物产量构成、种植制度第三章区域生态农业工程模式与技术2学时第一节不同层次生态农业工程模式与技术知识点：庭院、农场、村镇及区域生态农业工程模式与技术第二节生态农业工程与组装技术知识点：相关技术组装第三节农业区划及其资源、环境利用的生态模式知识点：农业生产与环境、资源的关系本章小结重点：不同层次下的工程模式与技术、技术的组装、环境和资源对技术的影响难点：技术的组装思考题：如何在一定的条件下确立相关的技术进行组装？作业：举例说明你所了解的某一层次上的技术模式。

生态工程(8048)自学考试大纲一、本课程的性质与设置的目的(一) 本课程的性质和特点生态工程是应用生态系统中物种共生、物质循环再生、结构与功能协调原则，结合系统工程的最优化方法，设计分层多级利用的生产工艺系统。

生态工程学是研究生态工程技术原理及组装设计和维护生态工艺系统的应用生态学分支。

其目标就是在促进物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展。

生态工程学是一门综合性很强的应用科学与技术，技术性强、涉及面广、实用价值高，生态工程涉及农业、林业、畜牧业、渔业、工业、国土规划、资源开发和和环境保护，对于指导农业综合规划、资源的合理开发利用都具有重大意义。

(二) 本课程的地位、任务和作用农业生态工程学在农业推广专业是一门专业基础课，只有掌握该门课程的基础上，积累系统知识、设计理论和实用技术技能，才能很好地进行农业技术推广和技术推广管理。

其任务是研究揭示生态系统中生物与自然环境社会经济环境的相互关系，促进生物与环境的有机结合，建立合理的生态系统结构，保证能量的有效转化和流动，促进物质合理循环，综合开发农林牧副渔各业使农业生产能获得最大的系统生产力。

同时保护农业生态环境，是农业生产走向良性发展的轨道，为改善人类生存环境，促进人类社会进步做出贡献。

(三) 本课程的基本要求总的要求是掌握生态工程的基本原理（生态学原理、生态经济学原理、工程学原理）；掌握生态工程技术及生态工程模式，利用生态工程原理和技术组装设计和管理生态工程，发展生产和保护环境。

(四) 本课程与相关课程的联系生态工程学与农业生态学基础是同一课程的两门选考课，农业生态学基础同生态工程学一样都研究生物与环境的关系，但农业生态学基础偏重于理论，着重在生物与环境的一般关系及生态系统的理论；生态工程偏重于实际应用，着重于应用生态学原理协调生物与环境的生产关系，同时引进生态经济学和工程学的理论；在本专业中，农学概论、农业技术经济学、园艺概论、农业环保与资源管理等都可做本课程的基础，同时他又是该专业有关专业课的基础，如：农业推广理论与实践、农业推广项目管理与评价等。