第五章农业生态系统的生产力解析

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

关键词：农业生态系统；生产力；能值；最大潜能
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

➢环境改造 ➢农业生物调控 ➢结构调控 ➢输入输出调控
• 社会间接调控（第三层次）
1、自然调控
是农业生态系统从自然生态系统继承而来。自然调控通 过农业生态系统内生物与生物、生物与环境的相互作用，以 及生物本身的遗传、生理、生化机制来实现，是农业生态系 统的第一层调控。自然调控包括个体、种群和系统三个水平 的调控机制。
一、农业生态系统调控的目的
2.农业生态系统的稳定
• 2016年全省农业农村经济发展成效显著.全省农业增 加值首次突破2000亿元大关，农业总产值登上3000亿 元台阶。农业效益稳步提升，农业增加值增长2.8%， 为近五年来增速最快的一年。
一、农业生态系统调控的目的
农业生态系统的稳定
• 2017年全省农业工作主要目标，努力实现“两个稳定”： 粮食播种面积稳定在1900万亩以上、粮食总产量稳定在 150亿斤以上；“两个增长”农牧业增加值增长2%、农 民人均可支配收入增长与经济增长同步；“两不发生” 不发生区域性重大农产品质量安全事件、不发生区域性 重大动植物疫情；“一个消除”消除集体经济薄弱村。
• 大农业：调节农、林、牧、副、渔、工各业的比例。 • 亚系统：调整各业内部比例。如：种植业的作物布局、
种植制度，养殖业的各物种的比例， 粗加工、精细加工 以及加工种类的比例等。
人工直接调控
• 2.4．系统输入输出的调控：
调控输入可改变系统的机能，然后改变输出。调控输出 可通过反馈机制影响环境和输入，从而影响系统本身。
第三层次的调控社会环 境的间接调节
农业生态系统的调控机制：非中心式+中心式
三、农业生态系统调控的基本原则
• （一）多种效益统一 生态效益：农业生产活动对农业生态系统的物质 生产过程、能量流动和转化过程、自然资源的合 理利用和保护、以及对环境的治理和改善方面的 好的效果和影响

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。