1、第九章第九章 农业生态系统的调控农业生态系统的调控c教学目的教学目的 c通过本章的学习，掌握生态系统的基本调节机制，掌握生态平衡的概念与生态失衡防止对通过本章的学习，掌握生态系统的基本调节机制，掌握生态平衡的概念与生态失衡防止对策，掌握生态系统管理的原则和途径。策，掌握生态系统管理的原则和途径。c 教学重点教学重点c系统的调控调控机制及特点、生态系统的调控层次，生态系统自然调控机制的类型、生态系统的调控调控机制及特点、生态系统的调控层次，生态系统自然调控机制的类型、生态系统稳态调控机制，生态平衡的概念，了解维护农业生态系统平衡的具体策略，系统稳态调控机制，生态平衡的概念，了解维护农业生态系统平
2、衡的具体策略，“成本外成本外摊摊”与与“收益外泄收益外泄”的概念。的概念。c教学难点教学难点c生态系统稳态调控机制，生态系统稳态调控机制，“成本外摊成本外摊”与与“收益外泄收益外泄”的概念及对策的概念及对策 。c教学方法教学方法c课堂教学，以生态系统自调节机制为主线，分析生态系统平衡途径。课堂教学，以生态系统自调节机制为主线，分析生态系统平衡途径。c教学内容教学内容 第1页，共51页。1 1 生态系统的稳态与稳态机制生态系统的稳态与稳态机制2 2 生态平衡生态平衡3 3 农业生态系统的调控农业生态系统的调控第九章第九章 农业生态系统的调控农业生态系统的调控第2页，共51页。1 1 生态系统的自
3、然调控机制生态系统的自然调控机制一、一、生态系统的自然调控机制类型生态系统的自然调控机制类型二、自然生态系统二、自然生态系统稳态稳态及及稳态机制稳态机制第3页，共51页。c(一一)随动调控随动调控c(二二)最优调控最优调控c(三三)程序调控程序调控c(四四)稳态调控稳态调控第4页，共51页。c随动调控随动调控 动植物的运动过程能跟踪一些外界目动植物的运动过程能跟踪一些外界目标。向日葵的花跟着太阳转，植物的根向着有标。向日葵的花跟着太阳转，植物的根向着有肥水的方向伸。肥水的方向伸。第5页，共51页。c是生物在生存环境中达到最佳状态的调控。是生物在生存环境中达到最佳状态的调控。c如：蜜蜂建成的六角
4、形蜂巢，其几何形状是最如：蜜蜂建成的六角形蜂巢，其几何形状是最省材料的，鱼类的流线型结构是减少流体阻力省材料的，鱼类的流线型结构是减少流体阻力的最优结构，旱生植物具有发达的贮水组织，的最优结构，旱生植物具有发达的贮水组织，水生植物具有发达的通气组织。水生植物具有发达的通气组织。c顶极群落的生态位分化顶极群落的生态位分化第6页，共51页。c生态系统不同的水平层次均形成一种按一定程生态系统不同的水平层次均形成一种按一定程式来调控发展的的机制式来调控发展的的机制.c如个体水平上如个体水平上,植物种子到种子的生命史就是一植物种子到种子的生命史就是一种典型的程序调控种典型的程序调控,是生物由遗传基因所决
5、定的是生物由遗传基因所决定的有序调控有序调控,c如群落水平上如群落水平上,群落的演替也是一种程序调控群落的演替也是一种程序调控.第7页，共51页。第8页，共51页。二、二、生态系统稳态及稳态机制生态系统稳态及稳态机制（一）稳态（一）稳态（homeostasis）c定义：生态系统通过多种内部调节作用阻止变化，保持定义：生态系统通过多种内部调节作用阻止变化，保持 自身相对稳定性（即保持平衡）的倾向。自身相对稳定性（即保持平衡）的倾向。自然生态系统是演替系列中最后成熟的阶段，是顶极群自然生态系统是演替系列中最后成熟的阶段，是顶极群落与外界环境取得平衡的，自我维持的稳定系统。落与外界环境取得平衡的，自
6、我维持的稳定系统。自然生态系统在一定时间和相对稳定的条件下，总是向自然生态系统在一定时间和相对稳定的条件下，总是向着稳定的方向发展着稳定的方向发展c系统的稳定性系统的稳定性：系统在遇到生态环境较大变化时，由于系统自身的调节系统在遇到生态环境较大变化时，由于系统自身的调节恢复和保持稳定的能力。恢复和保持稳定的能力。第9页，共51页。任何生态系统，其内在调节能力是有限的。任何生态系统，其内在调节能力是有限的。c定义：系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受定义：系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受 的最大限度的外界压力。的最大限度的外界压力。外界压力：自然灾害、外界环境因子的强烈变
7、化。外界压力：自然灾害、外界环境因子的强烈变化。人类的获取，改造和破坏人类的获取，改造和破坏c实例：实例：森林有一定的采伐量，森林有一定的采伐量，草原有一定的载畜量，超过这个限草原有一定的载畜量，超过这个限度，就会破坏生态系统的稳定性。度，就会破坏生态系统的稳定性。农田耗地作物的复种指数也有一定限度，复种指数过高会农田耗地作物的复种指数也有一定限度，复种指数过高会导致地力衰竭导致地力衰竭。第10页，共51页。生态容量生态容量 生态系统对有毒有害物质的生态阈值生态系统对有毒有害物质的生态阈值称为生态容量。称为生态容量。c生态容量生态容量：生态系统对某种物质（有毒，有害物质）的最大容：生态系统对某
8、种物质（有毒，有害物质）的最大容 纳量。纳量。c为了保持生态系统的相对稳定，在调控管理和利用生态系统时必须以生态为了保持生态系统的相对稳定，在调控管理和利用生态系统时必须以生态阈值为标准。阈值为标准。c生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性。生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性。第11页，共51页。c稳态机制稳态机制：系统内维持生态系统处于相对稳定：系统内维持生态系统处于相对稳定状态（即稳态）的各种调节作用。状态（即稳态）的各种调节作用。c稳态机制的类型稳态机制的类型c1.冗余调控：是生物以超过正常需要的功能组冗余调控：是生物以超过正常需要的功能组分量来完成特定功能的调控方式。如：植物的分量来完
9、成特定功能的调控方式。如：植物的花粉数量极大地超过受精的数量，植物的叶片花粉数量极大地超过受精的数量，植物的叶片数量庞大等。数量庞大等。c2.反馈调控：通过正负反馈协同作用反馈调控：通过正负反馈协同作用第12页，共51页。（三）、自然系统稳态机制（三）、自然系统稳态机制c生态系统的各个水平都有稳态机制。生态系统的各个水平都有稳态机制。1、生态系统构成要素一级的稳态机制、生态系统构成要素一级的稳态机制c（1 1）种群的自我调节（种内密度制约）种群的自我调节（种内密度制约）各种群内部都有一定的反馈机制，使种群的密度各种群内部都有一定的反馈机制，使种群的密度与个体之间的增长率之间保持一定的关系，稳定
10、与个体之间的增长率之间保持一定的关系，稳定在环境容纳量附近。在环境容纳量附近。第13页，共51页。（三）、自然系统稳态机制（三）、自然系统稳态机制c（2 2）捕食与被捕食关系的调节（种间牵制）捕食与被捕食关系的调节（种间牵制）在生态系统中的生物处于不同的营养级，连接成食物链在生态系统中的生物处于不同的营养级，连接成食物链和食物网，这种网状的结构通过捕食与被捕食的关系限制和食物网，这种网状的结构通过捕食与被捕食的关系限制平衡各种物种的密度。平衡各种物种的密度。2、生态系统有机体（个体）水平的稳态机制、生态系统有机体（个体）水平的稳态机制 生物有机体的主要调节作用是以生物的生理和遗传的调节作用为生
11、物有机体的主要调节作用是以生物的生理和遗传的调节作用为基础的，这种调节作用称为适应。基础的，这种调节作用称为适应。适应适应：生物对环境产生的反应，以适应变化的环境，维持：生物对环境产生的反应，以适应变化的环境，维持 个体的生存，维持个体的生存和种的延续。个体的生存，维持个体的生存和种的延续。第14页，共51页。（三）、自然系统稳态机制（三）、自然系统稳态机制生物适应环境的方式是多种多样的：生物适应环境的方式是多种多样的：生物可通过改变自身的形态结构和生理特性，产生不生物可通过改变自身的形态结构和生理特性，产生不同的生态型来适应环境。同的生态型来适应环境。如：光和养分都不足时和仅光照不足时植物的
12、反应。如：光和养分都不足时和仅光照不足时植物的反应。通过生理调节和行为方式来适应环境。通过生理调节和行为方式来适应环境。如：沙漠的植物和动、植物的休眠和植物的落叶。如：沙漠的植物和动、植物的休眠和植物的落叶。生物还可通过改变自身的活动规律获得适应和生存。生物还可通过改变自身的活动规律获得适应和生存。如：植物的光周期现象，动物的迁徙。如：植物的光周期现象，动物的迁徙。第15页，共51页。（三）、自然系统稳态机制（三）、自然系统稳态机制 有些植物还可在逆境中创造小生境而获得生存。有些植物还可在逆境中创造小生境而获得生存。如：红树。如：红树。生物适应的结果使生物与环境达到了新的统一，一方面生物生物适
13、应的结果使生物与环境达到了新的统一，一方面生物可最大限度的利用环境方面的优越条件，良好的生长发育，另可最大限度的利用环境方面的优越条件，良好的生长发育，另一方面生物种可产生各种生态型、亚种和新种，使物种的多样一方面生物种可产生各种生态型、亚种和新种，使物种的多样性和遗传基因的异质性得以丰富和发展，这对维持生态系统的性和遗传基因的异质性得以丰富和发展，这对维持生态系统的稳定性是有重要作用的。稳定性是有重要作用的。第16页，共51页。（三）、（三）、自然系统稳态机制自然系统稳态机制3 3生态系统一级的稳态机制生态系统一级的稳态机制多样化的组成。多样化的组成。如果一个生态系统的构成要素的数量丰富，食
14、物链结构复杂，如果一个生态系统的构成要素的数量丰富，食物链结构复杂，则系统内所包含的正、负反馈机制多，它们使各要素保持平衡则系统内所包含的正、负反馈机制多，它们使各要素保持平衡的同时，也是生态系统稳态的基础。的同时，也是生态系统稳态的基础。生态位的分化生态位的分化 使各物种和谐相处，互相补充，避免由于某一种或几种生物的灭绝而使各物种和谐相处，互相补充，避免由于某一种或几种生物的灭绝而对整个生态系统的稳定性造成的影响对整个生态系统的稳定性造成的影响。次生分泌物的作用次生分泌物的作用 可进行生物种间的信息传递和调节生物种间的关系。可进行生物种间的信息传递和调节生物种间的关系。第17页，共51页。2
15、 2 生态平衡生态平衡一、一、生态平衡的概念生态平衡的概念二、二、生态平衡失调的标志生态平衡失调的标志三、生态平衡失调的原因三、生态平衡失调的原因第18页，共51页。一、生态平衡的概念一、生态平衡的概念c生态平衡生态平衡(ecological balance)(ecological balance)：在一定的时间内，生态系统中生物与环境之间、生物与生物之间以及环境各因子在一定的时间内，生态系统中生物与环境之间、生物与生物之间以及环境各因子之间，通过相互制约、相互渗透、相互影响而维持的某种协调（稳定）状态。之间，通过相互制约、相互渗透、相互影响而维持的某种协调（稳定）状态。表现为：表现为：结构上
16、：生物种类组成，种群数量、食物链营养结构协调稳定；结构上：生物种类组成，种群数量、食物链营养结构协调稳定；功能上：能量流动、物质循环、信息传递畅通无阻；功能上：能量流动、物质循环、信息传递畅通无阻；系统的输入和输出基本相等，物质储量恒定；系统的输入和输出基本相等，物质储量恒定；生物种群与环境之间达到高度的相互适应和同步协调。生物种群与环境之间达到高度的相互适应和同步协调。第19页，共51页。生态平衡的概念生态平衡的概念可从以下五个方面理解生态平衡的概念：可从以下五个方面理解生态平衡的概念：c1 1生态平衡是一种动态的、相对的平衡。生态平衡是一种动态的、相对的平衡。生态平衡并非静止不动的，生态平
17、衡应是生物与环境生态平衡并非静止不动的，生态平衡应是生物与环境相对协调的动态平衡。相对协调的动态平衡。c2 2生态平衡的出现是由于生物强大的繁殖力、较窄的适应力和环生态平衡的出现是由于生物强大的繁殖力、较窄的适应力和环境资源的有限性三个因素共同作用的结果。境资源的有限性三个因素共同作用的结果。三个因素相互作用，使生物与生物、生物与环境之间各自三个因素相互作用，使生物与生物、生物与环境之间各自保持一定的状态，达到正反相当，协调吻合。保持一定的状态，达到正反相当，协调吻合。第20页，共51页。生态平衡的概念生态平衡的概念c3 3理解理解生态平衡不能离开系统的观点；生态平衡不能离开系统的观点；平衡应
18、是系统的总体概括，表现为总体的特征，而不过分强平衡应是系统的总体概括，表现为总体的特征，而不过分强调某一种生物类型数量的变化或某一局部地区的变化。调某一种生物类型数量的变化或某一局部地区的变化。c4 4生态平衡并不是指自然状态就是平衡，就是我们追求的目生态平衡并不是指自然状态就是平衡，就是我们追求的目标。标。如果改变自然环境面貌，改变生态系统结构，改变某种物种的如果改变自然环境面貌，改变生态系统结构，改变某种物种的自然特征，我们就破坏了平衡。因为农业生态系统就是在改变了自然特征，我们就破坏了平衡。因为农业生态系统就是在改变了自然生态系统而建立的另一种相对的生态平衡。自然生态系统而建立的另一种相
19、对的生态平衡。第21页，共51页。生态平衡的概念生态平衡的概念c5 5生态系统保持生态平衡的调节能力是有一定限度的，超过这一生态系统保持生态平衡的调节能力是有一定限度的，超过这一限度，原有的生态平衡就会遭到破坏，并朝着新的平衡发展。限度，原有的生态平衡就会遭到破坏，并朝着新的平衡发展。生态平衡的事例：生态平衡的事例：c5050年代苏联生物地理研究实验站对两棵栎树所做的实验。年代苏联生物地理研究实验站对两棵栎树所做的实验。c目前全世界鼠害成灾的原因。目前全世界鼠害成灾的原因。第22页，共51页。二、生态平衡失调的标志二、生态平衡失调的标志 当生态系统受到外界的压力或冲击时，系统的平衡就受到影响。
20、当生态系统受到外界的压力或冲击时，系统的平衡就受到影响。若这种压力超过了生态阈值时，系统的自我调节能力随之降低，以若这种压力超过了生态阈值时，系统的自我调节能力随之降低，以致消失。此时，生态平衡遭到破坏，生态系统趋向衰退，甚至崩溃。致消失。此时，生态平衡遭到破坏，生态系统趋向衰退，甚至崩溃。生态平衡失调的标志有两个方面：生态平衡失调的标志有两个方面：c（一）结构方面的标志：（一）结构方面的标志：一级结构缺损：系统一级结构缺损：系统缺损一个或几个组分，标志外界压力缺损一个或几个组分，标志外界压力具大，系统内变化剧烈，生态平衡严重失调。具大，系统内变化剧烈，生态平衡严重失调。如：大面积毁林开荒，围
21、湖造田，草原强度开垦如：大面积毁林开荒，围湖造田，草原强度开垦 原有生产者消失原有生产者消失 各级消费者因缺少栖息地和食物源而消失（或转移）各级消费者因缺少栖息地和食物源而消失（或转移）系统崩溃。系统崩溃。第23页，共51页。生态平衡失调的标志生态平衡失调的标志二级结构变化：系统中某一组分内部结构发生变化。二级结构变化：系统中某一组分内部结构发生变化。如：生物种类减少，种群数量下降，层状结构发生改如：生物种类减少，种群数量下降，层状结构发生改变等，变等，引起生态平衡的失调。引起生态平衡的失调。表现在以下几个方面：表现在以下几个方面：植物群落结构简化，甚至退化。植物群落结构简化，甚至退化。如：由
22、于过度放牧，使草原中的优质牧草逐渐减少，由高如：由于过度放牧，使草原中的优质牧草逐渐减少，由高 草群落退化为矮草群落。草群落退化为矮草群落。消费者种群结构发生相应的变化：消费者种群结构发生相应的变化：草原上鹰、狐狸种群数量减少，啮齿类（鼠）种群草原上鹰、狐狸种群数量减少，啮齿类（鼠）种群增大。草增大。草原受原受鼠害影响而进一步退化。鼠害影响而进一步退化。微生物和土壤动物种群结构发生变化。微生物和土壤动物种群结构发生变化。第24页，共51页。生态平衡失调的标志生态平衡失调的标志c（二）功能方面的标志（二）功能方面的标志 生物的生产功能生物的生产功能生态系统的功能表现为生态系统的功能表现为 生物对
23、环境的调节功能生物对环境的调节功能 系统对外界压力的抵御功能系统对外界压力的抵御功能生态平衡失调时，系统功能衰退，其基本标志是：生态平衡失调时，系统功能衰退，其基本标志是：能量流动受阻：能量流动受阻：生产者由于同化面积减少，生产力下生产者由于同化面积减少，生产力下 降，进而各级消费者的食物减少，使食物链紊乱。降，进而各级消费者的食物减少，使食物链紊乱。物质循环中断：物质循环中断：物流在某一环节中断或输入比例失调，物流在某一环节中断或输入比例失调，则整个系统改变。则整个系统改变。第25页，共51页。三、生态平衡失调的原因三、生态平衡失调的原因引起生态平衡失调的原因很多，归纳起来，不外乎两个方面：
24、引起生态平衡失调的原因很多，归纳起来，不外乎两个方面：（一）（一）自然因素：自然因素：气候的突变，自然灾害。气候的突变，自然灾害。如：台风、海啸、龙卷风、暴雨、干旱、地震、火山、泥石如：台风、海啸、龙卷风、暴雨、干旱、地震、火山、泥石 流、火灾等都带有很强烈的突发性的破坏作用。流、火灾等都带有很强烈的突发性的破坏作用。（二）人为（二）人为因素：因素：c1 1、人类对自然资源的不合理开发利用是引起生态失调的主人类对自然资源的不合理开发利用是引起生态失调的主 要原因；要原因；如：大面积的毁灭性的砍伐森林，草原过度放牧、农田土壤如：大面积的毁灭性的砍伐森林，草原过度放牧、农田土壤 的重用轻养等，造成
25、水土流失、土壤贫瘠，水源枯竭，气的重用轻养等，造成水土流失、土壤贫瘠，水源枯竭，气 候破坏。候破坏。第26页，共51页。生态系统生态系统 自然胁迫自然胁迫 外加胁迫外加胁迫 适应机制适应机制 温带森林温带森林 河口河口 苔原苔原 落叶林落叶林 草原和荒漠草原和荒漠 火烧火烧 营养物输入营养物输入 极度寒冷、生长季短极度寒冷、生长季短 冬季严酷冬季严酷 干旱干旱 SOSO2 2 化学污染物化学污染物 SOSO2 2、石油泄漏、石油泄漏 空气污染空气污染（冬季冬季）SOSO2 2、氟化物、氟化物 居间分生组织、地下越冬器官居间分生组织、地下越冬器官 胞内缓冲胞内缓冲 地下越冬器官地下越冬器官 休眠
26、休眠 降低代谢率、居间分生组织降低代谢率、居间分生组织 第27页，共51页。生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因 人类对自然资源的开发利用，还缺乏科学的预见性，常不能预测人类对自然资源的开发利用，还缺乏科学的预见性，常不能预测生态系统变化的结果，因而住住采用盲目的，掠夺式的原始开发办生态系统变化的结果，因而住住采用盲目的，掠夺式的原始开发办法。法。高山陡坡毁森开荒，采伐森林剃光头，垦殖草原变农田，高山陡坡毁森开荒，采伐森林剃光头，垦殖草原变农田，填湖造田等，都会造成水土流失，土壤贫瘠，水源枯竭，候变填湖造田等，都会造成水土流失，土壤贫瘠，水源枯竭，候变坏等恶果。特别是巨大的生产者坏等恶果。特别
27、是巨大的生产者 植被遭到破坏，所引起的植被遭到破坏，所引起的后果是不堪设想的。后果是不堪设想的。第28页，共51页。生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因c由于由于水土流失水土流失农田土壤变得贫瘠，甚至岩石裸露或被沙淤废，使农田土壤变得贫瘠，甚至岩石裸露或被沙淤废，使江河泥沙含量增加，河床升高，水库淤塞，落河田增多；严重者江河泥沙含量增加，河床升高，水库淤塞，落河田增多；严重者甚至造成河水泛滥。甚至造成河水泛滥。如图如图c 例如：我国西北黄土高原例如：我国西北黄土高原，在古代曾是茂密的森林和肥沃的，在古代曾是茂密的森林和肥沃的草原，经过封建社会几百年的盲目地砍伐，森林、草原面积逐草原，经过封建社
28、会几百年的盲目地砍伐，森林、草原面积逐渐减少，生态平衡遭到破坏，昔日郁郁葱葱的森林，如今已变渐减少，生态平衡遭到破坏，昔日郁郁葱葱的森林，如今已变成黄沙漫漫的荒原。成黄沙漫漫的荒原。c又如：由于长江上游的森林遭到破坏，使长江水含沙量日又如：由于长江上游的森林遭到破坏，使长江水含沙量日益增加，媒体呼吁：益增加，媒体呼吁：“若再继续下去，长江可能变成第二若再继续下去，长江可能变成第二条黄河条黄河”。第29页，共51页。第30页，共51页。第31页，共51页。生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因c2 2、人类对自然环境的污染；人类对自然环境的污染；1 1、随着、随着工业、农业的发展，大量有害有毒物质
29、排放出来工业、农业的发展，大量有害有毒物质排放出来进入生态系统，形成环境污染。这些污染物质参与生态进入生态系统，形成环境污染。这些污染物质参与生态系统的物质循环，将深刻地动摇生态系统平衡的基础，系统的物质循环，将深刻地动摇生态系统平衡的基础，甚至使生态系统毁甚至使生态系统毁 灭。灭。例如：污染物进入水体，将出现水体富养化现象。农药所例如：污染物进入水体，将出现水体富养化现象。农药所引起的环境污染，也导致了自然生态系统的破坏，它首引起的环境污染，也导致了自然生态系统的破坏，它首先污染生产者，然后顺着食物链逐级向前传递，以致整先污染生产者，然后顺着食物链逐级向前传递，以致整个有机界都受到农药的污染
30、。个有机界都受到农药的污染。第32页，共51页。生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因 2、环境污染对生态系统的破坏，结果可分为两种：、环境污染对生态系统的破坏，结果可分为两种：近期效应：在污染物大剂量作用下，生态系统立即崩近期效应：在污染物大剂量作用下，生态系统立即崩 溃。溃。远期效应：经一段时间甚至几代人之后才显现出来。远期效应：经一段时间甚至几代人之后才显现出来。它常常不为人所重视，但危害性是无法估它常常不为人所重视，但危害性是无法估 算的，甚至是无法扭转的。算的，甚至是无法扭转的。如：工业上大量燃烧化石燃料，增加了如：工业上大量燃烧化石燃料，增加了COCO2在大气中的浓在大气中的浓 度，
31、形成度，形成“温室效应温室效应”，导致地球表面温度升高。，导致地球表面温度升高。第33页，共51页。生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因 3、污染物可通过各种途径来破坏生态系统的平衡。、污染物可通过各种途径来破坏生态系统的平衡。改变生态系统中的种类组成和数量关系，造成结构的改变生态系统中的种类组成和数量关系，造成结构的深刻变化。深刻变化。改变各个库的库存大小及输入输出比例，造成功能上改变各个库的库存大小及输入输出比例，造成功能上的变动。的变动。导致信息传递的破坏，使系统失去平衡。导致信息传递的破坏，使系统失去平衡。第34页，共51页。生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因c3 3、不合理的农业生
32、产技术也可引起生态失调。、不合理的农业生产技术也可引起生态失调。如：内陆地区不合理的农田灌溉技术（只灌不排，大水如：内陆地区不合理的农田灌溉技术（只灌不排，大水漫灌）将地下水位上升，土地大面积盐碱化，造成农业漫灌）将地下水位上升，土地大面积盐碱化，造成农业生产水平下降。生产水平下降。不合理的病虫害防治技术，可能造成病虫害猖獗，农产不合理的病虫害防治技术，可能造成病虫害猖獗，农产品含毒等，都是破坏生态平衡。品含毒等，都是破坏生态平衡。第35页，共51页。生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因注意：注意：在引起生态失调的两种因素中，人为因素是引起生态失在引起生态失调的两种因素中，人为因素是引起生态失
33、 衡的主要因素，常常是人为因素导致自然因素的强化。衡的主要因素，常常是人为因素导致自然因素的强化。人类是生态系人类是生态系 统中最活跃、最积极的因素。人类的生产活动统中最活跃、最积极的因素。人类的生产活动愈来愈强烈地干扰着自然生态系统的平衡。愈来愈强烈地干扰着自然生态系统的平衡。恩格斯说：恩格斯说：“对于人类战胜自然的每一次胜利，自然界都报复了我对于人类战胜自然的每一次胜利，自然界都报复了我们们”。因此，人类征服自然的任何措施，都必须全面地、综合地因此，人类征服自然的任何措施，都必须全面地、综合地研究生态系统的平衡，不能只满足于当前的胜利，而要慎重地研究生态系统的平衡，不能只满足于当前的胜利，
34、而要慎重地考虑到未来的世界，它的远距离的、长时期的后果。考虑到未来的世界，它的远距离的、长时期的后果。第36页，共51页。c1 1、北美科罗拉多州的喀巴高原，原为印第安、北美科罗拉多州的喀巴高原，原为印第安人的鹿场，人的鹿场，19061906年有年有40004000只鹿，草场生态系统只鹿，草场生态系统处于相对平衡状态。人们为了发展养鹿业，大处于相对平衡状态。人们为了发展养鹿业，大量捕杀吃鹿的豹、狼、野狗等食肉动物。由于量捕杀吃鹿的豹、狼、野狗等食肉动物。由于鹿的天敌被捕杀过多，导致鹿的种群急剧扩展，鹿的天敌被捕杀过多，导致鹿的种群急剧扩展，到到19231923年增加到年增加到100 00010
35、0 000只。鹿群过大，饲草只。鹿群过大，饲草不足，牧草以及灌木等都被啃光，超过了生态不足，牧草以及灌木等都被啃光，超过了生态阈值。草场荒芜，难于恢复，鹿因饲草不足而阈值。草场荒芜，难于恢复，鹿因饲草不足而饿死的数量远远超过了被天敌捕杀的数量，造饿死的数量远远超过了被天敌捕杀的数量，造成生态平衡失调成生态平衡失调 第37页，共51页。c、水土流失面积大于治理面积。风蚀和水蚀达万平方公理，占国、水土流失面积大于治理面积。风蚀和水蚀达万平方公理，占国土面积的。土面积的。c、北方沙漠化面积万平方公里，占国土面积的、北方沙漠化面积万平方公里，占国土面积的%。每。每年新增平方公里。年新增平方公里。c、南
36、方石漠化面积万平方公里，每年新增多亩。、南方石漠化面积万平方公里，每年新增多亩。c、草原退化、碱化、沙化每年新增面积多万亩。、草原退化、碱化、沙化每年新增面积多万亩。c、工业三废污染局部改善，总体恶化；二氧化碳排放量居世界第、工业三废污染局部改善，总体恶化；二氧化碳排放量居世界第二、酸雨面积扩大、水污染严重。由年代末的二、酸雨面积扩大、水污染严重。由年代末的%上升到目上升到目前的前的%以上。以上。c、水资源浪费，约、水资源浪费，约%的农业用水利用率仅的农业用水利用率仅%。c、耕地每年净流失多万亩。、耕地每年净流失多万亩。c 生态生态赤字赤字比财政赤字更可怕。比财政赤字更可怕。第38页，共51页
37、。第39页，共51页。3 3 农业生态系统的调控农业生态系统的调控c一、一、农业生态系统调控的生态学原理农业生态系统调控的生态学原理c二、二、农业生态系统的调控机制农业生态系统的调控机制c三、三、农业生态系统的调控农业生态系统的调控第40页，共51页。一、农业生态系统调控的生态学原理一、农业生态系统调控的生态学原理c一、系统的整体效应原理一、系统的整体效应原理c二、生物和环境协调发展的生态平衡原理二、生物和环境协调发展的生态平衡原理c三、生态系统的结构决定功能的原理三、生态系统的结构决定功能的原理c四、限制因子原理。四、限制因子原理。第41页，共51页。二、农业生态系统的调控机制二、农业生态系
38、统的调控机制c农业生态系统的调控机制包括三个层次：农业生态系统的调控机制包括三个层次：自然调控（第一层次）自然调控（第一层次）构成要素一级的调控构成要素一级的调控个体水平的调控个体水平的调控生态系统一级的调控生态系统一级的调控 人工直接调控（第二层次）人工直接调控（第二层次）环境改造环境改造农业生物调控农业生物调控结构调控结构调控输入输出调控输入输出调控 社会间接调控（第三层次）社会间接调控（第三层次）第42页，共51页。（一）自然调控（一）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
39、用，以及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。调控机制。第43页，共51页。（二）（二）人工直接调控人工直接调控 由直接操作农业生态系统的农民和经营者充当调控中心，是农由直接操作农业生态系统的农民和经营者充当调控中心，是农业生态系统的第二层次的调控。包括：业生态系统的第二层次的调控。包括：c1 1、环境改造、环境改造 目的：改善生态环境，满足生物生长发育的需要。目的
40、：改善生态环境，满足生物生长发育的需要。（1 1）调节气候因子调节气候因子 对光、热等气候因子的调控在大范围是有限的，但人对光、热等气候因子的调控在大范围是有限的，但人类一直在不断强化调控手段。类一直在不断强化调控手段。如：植树种草、防治水土流失；塑料大棚、地膜覆盖、局部如：植树种草、防治水土流失；塑料大棚、地膜覆盖、局部改变近地和土壤的温、湿度；人工降雨、人工驱云、烟雾改变近地和土壤的温、湿度；人工降雨、人工驱云、烟雾和泡沫防霜等均可在一定程度上控制不利气候因子的影响。和泡沫防霜等均可在一定程度上控制不利气候因子的影响。第44页，共51页。人工直接调控人工直接调控（2 2）土壤环境调节土壤环
41、境调节 机械措施机械措施 如：传统的耕、耙、起垄作畦等可改善土如：传统的耕、耙、起垄作畦等可改善土 壤物理性状，协调三相比例。壤物理性状，协调三相比例。化学措施化学措施 如：施用化肥、土壤改良剂、保水剂、除草如：施用化肥、土壤改良剂、保水剂、除草 剂等改良土壤理化性质。剂等改良土壤理化性质。生物措施生物措施 施用有机肥，轮作豆科作物、绿肥，秸杆施用有机肥，轮作豆科作物、绿肥，秸杆 还田等以丰富土壤还田等以丰富土壤N N素和有机质。素和有机质。（3）水分调节）水分调节 兴修水利、根治河患、实行喷灌、滴灌等方法改善农兴修水利、根治河患、实行喷灌、滴灌等方法改善农田水分状况。田水分状况。第45页，共
42、51页。人工直接调控人工直接调控c2 2农业生物的调控：农业生物的调控：个体水平的调节：个体水平的调节：生物种类的选用；品种的选育（良种选育、杂种优势利用、生物种类的选用；品种的选育（良种选育、杂种优势利用、遗传工程方法的运用等）。遗传工程方法的运用等）。种群水平的调节：种群水平的调节：确定各种农业生物种群数量和种群密度；确定各种农业生物种群数量和种群密度；包括：播种密度，牲畜放养密度、鱼群捕捞强度等。包括：播种密度，牲畜放养密度、鱼群捕捞强度等。如：草原严重过牧，造成如：草原严重过牧，造成“夏肥、冬瘦、春死亡夏肥、冬瘦、春死亡”的现的现 象应引以为戒。象应引以为戒。第46页，共51页。人工直
43、接调控人工直接调控 种群水平的调节：种群水平的调节：确定适合的群体结构形成对资源的有效利用；确定适合的群体结构形成对资源的有效利用；如：进行合理的作物间、混、套作，实行动物混合如：进行合理的作物间、混、套作，实行动物混合 放牧，营造混交林。放牧，营造混交林。种群的季节搭配。种群的季节搭配。如：作物熟制的安排即前后茬的安排，鱼群的分期如：作物熟制的安排即前后茬的安排，鱼群的分期 放养等。放养等。第47页，共51页。人工直接调控人工直接调控c3 3农业生态系统的结构调控：农业生态系统的结构调控：结构决定功能，通过对农业生态系统的结构的调控，结构决定功能，通过对农业生态系统的结构的调控，可以改善系统
44、中能量和物质的流动与分配，增强系统的机可以改善系统中能量和物质的流动与分配，增强系统的机能。能。大农业：调节农、林、牧、副、渔、工各业的比例。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，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粗加工、精细加工以及加工种类的比例 等。等。第48页，共51页。人工直接调控人工直接调控c4 4系统输入输出的调控：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。调控输出可通过反调控输入可改变系统的机能
45、，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。馈机制影响环境和输入，从而影响系统本身。增加系统的物质、能量投入，确定合理的投入比例，是增加系统的物质、能量投入，确定合理的投入比例，是输入符合系统的运行规律。输入符合系统的运行规律。增大有效输出的数量和多样性。增大有效输出的数量和多样性。减少非目标性输出。减少非目标性输出。第49页，共51页。（三）社会间接调控（三）社会间接调控 经营者在计划和实施直接调控时，除了考虑经营者在计划和实施直接调控时，除了考虑系统的自然状况外，还必须考虑各种社会如：市系统的自然状况外，还必须考虑各种社会如：市场、交通、科技信息等。其中价格对农
46、民决策起场、交通、科技信息等。其中价格对农民决策起着决定性影响。着决定性影响。利用社会因素对生态系统进行调控包括：利用社会因素对生态系统进行调控包括：c财政系统：政府预算，税收制度等。财政系统：政府预算，税收制度等。c金融系统：货币发行，银行利率，贷款方向等。金融系统：货币发行，银行利率，贷款方向等。c工交系统：影响到生态系统的输入数量和种类，工交系统：影响到生态系统的输入数量和种类，也影响产品的流通。也影响产品的流通。第50页，共51页。社会间接调控社会间接调控c通讯系统：影响到农民是否能及时准确的获得市场状况、天通讯系统：影响到农民是否能及时准确的获得市场状况、天气预报、科技知识等气预报、科技知识等。c行政系统：政策导向，所有制形式、生产体制等。行政系统：政策导向，所有制形式、生产体制等。c法制系统：与农业有关的法规。法制系统：与农业有关的法规。c科教系统：影响到生产者的科学文化素质、及农业科技科教系统：影响到生产者的科学文化素质、及农业科技 水平的推广和应用情况。水平的推广和应用情况。第51页，共51页。
