第五章 农业生态学农业生态学是应用生态学的一个分支学科,是生态学原理和方法在农业领域中的应用和实践 。
第一节 农业生态学概述
第二节 农业生态学的基本原理（自学）
第三节 农业生态系统
第四节 农田、草地和林地生态系统（自学）
第五节 农业害虫的防治与生态调控（自学）
第六节 生态农业与持续农业第一节 农业生态学概述一、农业生态学的概念与发展
农业生态学 （ agricultural ecology,agricoecology）
是研究农业生物之间及农业生物与非生物环境之间通过能量流动和物质循环而相互作用的农业生态系统生态学 。
农业生态学是农业有关学科与生态学相结合而形成的交叉学科,换句话说,它是研究农业中生态学问题的一门科学 。
农业生态学的发展阶段
回顾 20世纪农业生态学的发展，我们可以看到四个比较明显的阶段。
1,20世纪 70年代以前的农业生态学萌芽阶段。
2,20世纪 70和 80年代现代农业生态学的形成和初步发展阶段。
3,20世纪 90年代是农业生态学研究领域拓展和生态农业实践系统开展阶段。
4,进入 21世纪，农业生态学发展到深入研究和广泛应用的新阶段。
农业生态学的最新研究进展
A.农业的生态规律被进一步提示
1,农业生态系统的能量流动、养分循环、水分平衡规律研究；
2,农区水土流失和风蚀的规律研究；
3,农业土地利用的景观生态规律；
4,全球变化和农业生产的相互影响规律；
5,污染物对农业的影响规律；
6,农业的生物多样性利用规律；
7,转基因作物的生态安全性研究；
8,农业生产中的化学生态关系研究。
B.推动农业向可持续方向发展
1,生态农业、有机农业的深入研究；
2,农业生态系统和农田生态系统模式研究；
3,农业区域生态安全、生态恢复和粮食安全研究。
C.构建农业可持续发展的技术体系
1,节水、覆盖和免耕技术的生态效应研究；
2,蚯蚓和微生物等生物资源的农业应用；
3,传统和新型营养资源的开发研究。
D.农业生态研究的系统分析方法发展
1,各种计算机模型在农业生态学中的应用；
2,农业可持续发展的综合评价；
3,农业生态系统的生态核算。
二、农业生态学的研究内容和任务
（一）研究内容
1．农业生态系统的组分结构
2．农业生态系统的能量流动及物质循环
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．建设生态农业
6．农业资源的合理利用与农业生态环境保护
（二）研究任务
运用农业生态学的理论和方法,分析研究农业领域中的生态问题,协调农业生态系统组分结构及其功能,促进农业生产的持续高效发展,是农业生态学的根本任务 。
第二节 农业生态学的基本原理
在农业生产实践中,体现自然运行规律的生态系统是农业生产的载体 。 它与体现人的经济运行规律的经济系统结合,
又形成统一的生态经济系统,把生态和经济两个方面统一起来,就是农业生态经济系统 。 在农业生产中既要遵循生态学原理,又要遵循生态经济学原理 。
一、生态学原理
（一）相生相克与互补原理
（二）循环与再生原理
（三）平衡与补偿原理二、生态经济学原理
(一 )生态经济结构合理性原理
（ 1） 构造整体协调,相互匹配 。 既要维护其独立性,稳定性,又要具有适当的可调节性；
（ 2） 系统组成的完整性,复杂性 。 由多因素,多层次,多序列,多量度,多子系统结构复合而成的网络系统；
（ 3） 系统结构组合要充分反映与地区生态优势及市场需求的一致性；
（ 4） 生态经济结构要反映与地域生态优势相适应的各组成要素在时间和空间布局方面的内在联系 。
（二）农业系统的功能原理
1．农业系统中的物质循环功能
（ 1） 自然物质循环沿着生态系统的食物链传递循环,周而复始,
推动着农业生产系统的不断发展,为农业经济系统的物质循环奠定了基础；
（ 2） 农业经济系统的经济物质循环是通过农业社会再生产过程的生产,流通,分配和消费这四个环节周而复始地进行着的；
（ 3） 农业生态系统的自然物质和农业经济系统中的经济物质的相互转化体现在以下三个方面,① 在自然物质循环的各个环节都要产出一批农,林,牧,渔产品和副产品； ② 通过向系统中投入一定量的经济物质 （ 如化肥,农药 ）,促使系统产出增多；
③ 农业经济系统在加工生产,流通和消费过程中必然产生部分废弃物质,这些物质最终将以不同形式,通过不同途径返回农业生态系统,再次成为农业生态系统中循环的自然物质 。
2．农业系统中的能量流动功能
（ 1） 在农业生态系统各类生物中流动和储存的自然能量以各种形式被人类转化为经济能量,作为经济系统的生产或消费用能；
（ 2） 各种经济能量以多种形式转化为自然能量 。 关键是系统之间的能量流动在数量和方式上要合理,高效 。
3．农业系统的价值增值功能
（ 1） 价值的投入过程,也即农业经济系统向农业生态系统投入价值的过程 。 科学合理的价值投入是农业生态系统增值的基础；
（ 2） 价值的输出 （ 产出 ） 过程,也即农业系统经自然再生产过程产生的各种农林渔牧产品的使用价值,或作为商品出售后实现其价值,
或者经过经济系统的加工增值后再把新产品出售,以实现更多的价值 。
4．农业系统的信息流动功能
（三）农业系统的综合效应原理
（ 1）正确处理人地关系
（ 2）正确处理生态效益和经济效益的关系
（ 3）正确处理生态经济效益与社会效益的关系三、农业生态学的特点
1,应用性
农业生态学是一门应用基础性学科,具有较强的实用性 。
2,综合性
农业生态学是介于农学与生态学之间的交叉学科,综合性很强 。
3,统一性
农业生态学强调适用于不同学科的共同思想和共同语言,
强调适用于生态系统不同组分的通用方法 。
4,宏观性
农业生态学区别于一般的个体生态学,作物生态学及动物生态学等有明确界限的微观生态学,它的宏观性及伸缩范围很大 。
第三节 农业生态系统一、农业生态系统的概念
农业生态系统 (agroecosystem)是指在人类的积极参与下,利用农业生物种群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,并按人类的意愿要求进行物质生产的综合体 。
农业生态系统 是指某一特定空间内农业生物与其环境之间,通过互相作用联结成进行能量转换和物质生产的有机综合体 。
二、农业生态系统的组成
农业生态系统与自然生态系统一样,也有生物与环境两大部分组成 。 但是生物是以人工驯化栽培的农作物,家畜,家禽等为主 。 环境也是部分受到人工控制或是全部经过人工改造的环境 。 在农业生态系统中的生物组分中增加了人这样一个大型消费者,同时又是环境的调控者 。
图 5-1 农业生态系统示意图
（一）生物组分
与自然生态系统一样,农业生态系统的生物组分包括以绿色植物为主的生产音,以动物为主的消费者和以微生物为主的分解者 。 然而,农业生态系统中占据主要地位的生物是人工驯养的农用生物,包括农作物,家畜,
家禽,家鱼,家蚕等,以及与这些农用生物关系密切的生物类群,如作物害虫,寄生虫,
根瘤菌等 。 农业系统中其他生物种类和数量一般较少,其生物多样性往往低于同地区的自然生态系统 。 此外,在农业生态系统的生物组分中极为重要的是增加了最重要的农事活动者和操作者主体 — -人类 。
（二）环境组分
包括自然环境组分和人工环境组分 。 前者虽与自然生态系统的组分性质相似,但也已受到不同程度的人为影响 。 例如,作物群体内的温度,
鱼塘水体的透光率,耕作土壤的理化性质等,
都会受到了人类各种活动的影响,甚至大气成分也受到工农业生产的影响而有所改变 。 后者包括生产,加工,贮藏设备和生活设施 。 如温室,露舍,露道,防护林带,加工厂,仓库和住房等 。 人工环境组分是自然生态系统中所没有的,通常以间接的方式对生物产生影响 。 人工环境组分在研究时常部分或全部被划在农业生态系统的边界之外,归于社会系统范畴 。
三、农业生态系统的特点
1,人类强烈干预下的开放系统 。
2,农业生态系统中的农业生物具有较高的净生产力,较高的经济价值和较低的抗逆性 。
3,农业生态系统受自然生态规律和社会经济规律的双重制约 。
4,农业生态系统具有明显的地区性 。
5,系统自身的稳定性差 。
四、农业生态系统的分类
１,农田生态系统,由作物与其生长发育有关的光,热,水,气,
肥,土及作物伴生生物 （ 土壤微生物,作物病虫和农田杂草 ） 等环境组成 。 并通过与环境的作用完成产品的生产过程 。
２,森林生态系统,由以木本植物为主体的生物与其生长发育所需的光,热,水,气,肥,土及伴生生物等环境组成的,并完成特定的林产品生产和农业水土保持功能的农业生态系统 。 其是多功能的生态系统,素有,农业水库,,,都市肺脏,和,天然洗尘器,等美称 。
３,草原生态系统,指以天然牧草,人工牧草及草食性农业动物为主体的生物种群与其生长发育所需的环境条件构成的,并完成肉,奶,皮,毛等动物性农产品生产的农业生态系统 。
4,内陆淡水生态系统,指人们为发展农业生产,特别是为发展渔业经济而加以利用和改造的湿地,溪流,江河,湖泊,水库池塘等水域系统的总称 。 内陆淡水生态系统的功能主要表现在各种水生生物产品的生产和为农田作物提供灌溉水源两大方面 。
五、农业生态系统的能流与物流
（一）农业生态系统的能流
能量流动是生态系统基本功能之一,也是农业生态系统主要研究内容,了解农业生态系统能流规律,对分析系统的机能及其组分之间的内在关系,
以及系统物质生产力的形成都是必需的 。
农业生态系统能量来源除接受并转化太阳辐射能外,还有人工辅助能量的投入 。
优化农业生态系统,关键在于获得和转化更多的太阳辐射能,合理利用辅助能,提高生产效率 。
1.初级生产与次级生产
(1) 初级生产 农业生态系统的初级生产主要包括农田,草地和林地等的生产 。
(2) 次级生产 农业生态系统的次级生产主要是指畜牧业和渔业生产 。
2.辅助能的投入及其转化效率
(1) 人工辅助能投入与农业增产
辅助能其实也是太阳能的一种变换形式,不过在农业生产中,我们把除太阳能以外人类可以利用的能源,
包括工业能,生物能,自然能等都称之为辅助能 。 如工业能：煤,石油,天然气；生物能：人力,畜力和沼气等；自然能：风能,水能,地热能,潮汐能等 。
辅助能的使用主要是用于改善农业生产环境,提高作物能量利用率及能量转化效率,用于灌溉,排水,施肥,耕作与农田基本建设,培育苗木,田间管理,收获和贮藏加工 。
（ 2）辅助能投入与能效率
1） 投能水平与能效率 一般的情况下,随辅助能投入水平的增加,能量的产出水平及农业产量是相应增加的,但辅助能的产投比不一定增加,甚至会出现下降趋势 。
2） 投能结构与能效率 大量研究结果表明,辅助能的转化效率不仅与能量投入水平密切相关,而且与能量的投入结构关系也很大 。
投能结构 是指能量投入中辅助能在总输入能量中所占比例；无机能和有机能所占比例；化肥,农机各项投能占无机能投入的比例等等 。
3．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流图
（ 3） 确定系统各组分的实物流量
（ 4） 将各种能流转换为能量
（ 5） 分析计算结果
1） 能量输入与输出结构分析
2) 能量输入输出强度及能量转化效率分析
3） 对所研究系统的能流状况进行综合分析和评价,
并可与其他系统进行比较,判断该系统的能流问题并找出调控途径,也可运用系统论和最优化方法作进一步预测分析 。
(二 ) 农业生态系统的物流
1.农业生态系统养分循环一般模式
农业生态系统中的养分循环是个非常复杂的问题 。 Frissel(1997) 对农业生态系统养分循环的大量实例进行综合分析,
并设计了由土壤 -植物 -动物,再回到土壤的养分循环的一般模式 (图 5-2)。
图 5-2 一个农田生态系统养分循环的动态模型
2．农业生态系统养分循环的特点
（ 1）需要大量养分物质投入，才能维持系统中养分的平衡
（ 2）养分输入主要来源于人工生产的无机肥
（ 3）有机质在养分循环中具有重要作用
1）农业生态系统有机物质的来源
2）有机质在农业生态系统养分循环中的作用
（ 4）农业生态系统养分的无效输出
3．保持农业生态系统养分平衡的途径
(1) 种植制度中合理安排归还率较高的作物
(2) 建立合理的轮作制度，加速养分循环
(3) 农、林、牧结合，发展沼气，解决生活能源问题，促使桔秆还田
(4) 农产品就地加工，提高物质的归还率
(5)合理施肥,促进养分循环平衡
(6)充分利用非耕地进行养分的区域性富集第四节 农田、草地和林地生态系统
农业生态系统主要由农田生态系统,草地生态系统 （ 不等同于草原生态系统 ） 和林地生态系统 （ 不等同于森林生态系统 ） 三个子系统所组成 。 这三个子系统又分别由农作物,饲料作物
（ 不同于天然牧草 ） 和林作物 （ 不同于天然林木 ） 的个体,种群以及由它们通过生态关系与其他生物共同构成的农业生物群落所组成 。 相应于农业生态系统及其各个组成层次,形成不同研究对象的学科：农业生态学,农田生态学,
草地生态学,林地生态学及作物生态学等 。
一、农田生态系统
（一）农田生态系统概述
农田是农作物生产的基地,农田凭借土地资源和光,热,水,气等自然资源,
通过植物转化,积累太阳能和各种物质,
是人类社会赖以生存和发展的物质基础 。
（二）农田生态系统的特征
1．输入、输出量加大
2．辅助能的作用十分显著
3．食物链趋于缩短
4．系统中有多种人工安排的残余物利用链
（三）农田生物群落及其生态效应
1,农田生物主要类群
农田土壤中的生物是多种多样的,其中土壤微生物包括细菌,真菌,放线菌和原生动物等,是土壤中最重要的分解者 。 土壤动物是土壤中重要的消费者和分解者 。 在土壤中存在的动物种类有上千种,其中很多是节肢动物,最重要的有螨,蜈蚣,马陆,跳虫,白蚁,蚂蚁,多种昆虫和昆虫幼虫等 。 而以螨类和跳虫的种类最多,分布最广 。 非节肢土壤动物主要有土壤线虫和蚯蚓 。
2,农田生物群落的生态效应
农田所有生物组成复杂的农田生物系统,
对农田无机和有机环境同样产生各方面的影响 。
（ 1） 提高土壤肥力
（ 2） 涵水保土效益
（ 3） 改善农田小气候
（ 4） 净化环境的作用二、草地生态系统
（一）草地生态系统概述
草地 （ grassland） 是畜牧生产的基地,是以草本植物为基础营养级的重要的农业生态系统之一 。 草地生态系统是以草地和牧畜为主体构成的一类特殊的生物生产系统,初级生产者 —— 草本植物,通过光合作用蓄积能量,
通过消费者 —— 家畜,将牧草的蓄积能转化为人类所需要的畜产品 。
（二）草地生态系统的特征
1．光能利用率方面
2．食物链方面
3．生物多样性较丰富
4．牧草和食草动物协同进化
（三）放牧条件下草地的生态演替
适度放牧 活动能调节植物的种间关系,使草场植被保持一定的稳定性,但在轻度过牧的情况下,植被与土壤的相关性有所降低,预示着植被退化的开始；
重度过牧区 域植被类型与土壤类型及其表层性质又变得密切相关,也即经过长时间退化,土地性质也发生了较大变化,形成了严重退化状态下的稳定的草地类型 。 随着放牧强度的增加,植被与土地同时退化,表现为耐盐碱群落范围增大,盖度和高度减小,总生产力下降,土地性质恶化 。
过度放牧区,优质牧草种类由于家畜的选择性采食而逐渐减少,一些适应于干旱条件而适口性差甚至不可食的植物种类增加,当放牧压力超过一定限度 （ 即环境承受能力 ）
时,系统内部不能维持平衡,就会发生退化演替 。
（四）开发畜牧业生产潜力
1,强化农牧结合,扩大饲草饲料的数量
2,大力发展饲草料的加工,不断提高其利用率
3,完善畜禽良种繁育体系,不断扩大良种覆盖面
4,根据地区差异,分类指导三、林地生态系统
（一）林地生态系统概述
林地生态系统包括天然林地、人工林地等以乔木树种作为群落建群种的生态系统。林地生态系统是陆地生态系统中生物量最大、结构最复杂、功能最完善的生态系统。
（二）林地生态系统的特征
1．生物量最大的生态系统
2．空间结构复杂的生态系统
3．生物多样性丰富的生态系统
4．稳定性高的生态系统
（三）过度开发利用森林产生的主要生态问题
森林的大规模破坏对人类是十分不利的,不仅引起资源锐减,木材短缺,还带来了水土流失,沙漠化,旱涝灾害,生物多样性降低等严重问题 。
不少生态学家指出：,人类给地球造成的任何一种深重灾难,莫过于如今对森林的滥伐破坏,。 林地系统一经破坏,很难得到恢复,
有些国家和地区经过长达几十年甚至一个多世纪的努力也未能把森林恢复起来 。
（四）建设生态林业，保护林地生态系统
1．建立自然保护区
2．实施天然林保护工程
3．增殖森林资源
4．调整森林布局，建设生态林业
5．全面规划、集约经营
6．农林综合、平原绿化第五节 农业害虫的防治与生态调控
有害生物 (pest)包括病虫害,鸟兽害,杂草害等；有害动物也被统称为,害虫,。
有害生物作为农业生态系统的重要组成部分,
对系统中物质循环和能量流动起着非常重要的作用 。 但对于人类来说,由于有害生物与人类共同竞争农林资源,造成了农业生产的损失,被视为人类之敌 。
有 害 生 物 防 治 (pest control),管理 (pest
management),也像有益生物资源的利用和管理一样,同样要以多种学科作为理论基础 。
一、农业害虫防治的历史
（一）害虫生存的生态对策
在有害生物中,r -对策者 普遍存在 。 在人类干预频繁的农田或居住地,r -对策害虫大量发生,它们生殖力高,
世代历期短 。 由于它们食性广,不局限于临时性的生境,
常随季节而迁移,故形成周期性猖獗现象 ;
在林地,草地和农田中,k -对策 害虫也常可见到,它们是当地定居较久,具有较强竞争或抗逆能力的种类,它们的产卵量低,世代历期较长,很少造成爆发性的严重危害 ;
此外,还有大量的害虫属于 r-和 k-对策之间,表现混合的性状,如云杉卷叶蛾幼虫,吹棉蚧和葡萄叶蝉等 。 东亚飞蝗散生型属于 k-对策者,而群飞型属于 r -对策者 。
（二）害虫防治的历史
1．化学防治化学防治带来了一系列生态问题：
（ 1）许多害虫产生了抗药性
（ 2）靶子害虫的再生猖獗
（ 3）主要害虫被抑制后，有时会引起次要害虫的暴发
（ 4）污染环境
2．生物防治
生物防治 是指通过病原体,寄生者和捕食者等,天敌,来降低害虫的种群平均密度,达到控制虫害的目的 。 因此,它是种群调节理论的一个方面 。 同时,利用天敌开展害虫防治,不会损害环境质量,不引起环境污染,这些都是比化学防治优越的地方 。
3．其他防治方法
（ 1）动植物抗性防治
（ 2）农业防治
（ 3）物理和机械防治
（ 4）遗传防治
①是前面说的，选育具有抗性的品系；
②是改变有害生物的遗传性，以使其种群数量下降。
4．害虫的综合防治与管理
1967年,FAO组织：,综合防治是对有害生物的一种管理系统 。 它按照有害生物的种群动态及与其相关的环境关系,尽可能协调地运用适当的技术和方法,使有害生物种群保持在经济危害水平以下,。
马世骏 （ 1979）,,从生物与环境的整体观点出发,本着预防为主的指导思想和安全,有效,经济,简易的原则,因地因时制宜,合理利用农业的,化学的,生物的,物理的方法,以及其他有效的生态手段,把害虫控制在不致危害的水平,
以达到保护人畜健康和增加生产的目的,。
图 5-3 害虫种群平均密度（ EP）与经济损失允许水平（ EIL）的关系
据害虫种群平均密度 （ EP） 与经济损失允许水平
（ EIL） 的关系,可将有害于农林果业的昆虫区分为四类：
（ 1） 无害的,害虫,种群平衡密度水平永不超过经济阈值水平,对作物不造成经济损害 。 这类,害虫,
并不真正有害 （ 图 5-3a） 。
（ 2） 偶发性害虫 当受到异常气候条件或杀虫剂作用不当时,其种群密度才超过经济阈值 （ 图 5-3b） 。
（ 3） 主要害虫 其平衡密度常在经济阈值水平上下变动者,属于主要害虫 。 对此必须密切注意,以免造成损害 （ 图 5-3c） 。
（ 4） 严重害虫 种群平衡密度水平始终在经济阈值水平之上,常严重危害农业,又称靶子害虫或关键害虫,
每种作物都会有 1至数种关键害虫 （ 图 5-3d） 。
二、害虫生态调控原理与方法
（一）害虫生态调控基本原理
（ 1）功能高效原则
（ 2）结构和谐原则
（ 3）持续调控原则
（ 4）经济合理原则
（二）害虫生态条控的指导思想
（ 1） 系统观 从农田生态系统整体功能出发,
从作物 -害虫 -天敌相互作用系统来考虑；
（ 2） 综合论 综合使用系统内外一切因素,变对抗为利用,变控制为调节,化害为利,为系统的整体功能服务；
（ 3） 区域观 即从单一的农田生态系统扩展到区域性农业系统,提高害虫防治整体水平；
（ 4） 可持续观 即一方面将害虫调控在低平衡密度；另一方面尽可能少用化学农药,减少生态风险 。
（三）害虫生态调控主要方法
（ 1）调控害虫种群密度
（ 2）调控害虫 -天敌关系
（ 3）调控作物 -害虫关系
（ 4）调控生态系统的结构与功能
（ 5）促进高新技术在害虫管理中的应用第六节 生态农业与持续农业一、生态农业的产生与发展
（一）农业发展的历史进程
人类出现在地球上以后，在 200～ 300万年内一直过着渔猎采集生活，大约最近一万年才开始进入农业社会。世界范围内农业的发展都经历了 原始刀耕火种农业阶段、传统的畜力铁器农业阶段和现代的机械化集约农业阶段 。从农业发展的历史看，从原始农业发展到传统农业，再到现代农业是世界农业发展的必然进程和方向。
原始农业 传统农业 现代农业能量来源 自然能量 直接或间接源 于自然肥料 大量化学肥料生产工具 石器 铁器 机器主要动力 自然力 畜力和人力 机械力耕作方式 刀耕火种 固定耕作 工厂化生产生产力 极低 较高 高
（二）现代农业的负效应
① 能源过度消耗。
②水资源日益紧缺。
③生产成本增加。
④污染加剧。
⑤其他负效应。
（三）国外的“替代农业”
以欧美等发达国家为主的世界许多地区都开始寻求一种新的农业生产体系,以期取代高能耗,高投入的,石油农业,。 于是在西方掀起一场,替代农业,运动,井逐渐影响到东方国家和地区 。
,替代农业,模式有许多种,代表性的有,有机农业,,,自然农业,,,生物农业,,,生态农业,等 。
这些替代农业的共同特点为,尽可能减少现代工业产品,尤其是化工产品在农业生产中的使用,
减轻工业产品对农业环境的污染,充分依靠农业生态系统的自我调节和维持能力组织生产,实现农业生产自身的良性循环和长久发展 。 也有人将这些替代农业统称为生态农业 。
1,有机农业
是一种完全不用或基本不用人工合成的化肥,
农药,生长调节剂和家畜饲料添加剂的农业生产体系 。
有机农业倡导者认为,土壤是一个有生命活动的系统,土壤养分平衡及性状改良是促进农业持久发展的根本所在,在做法上强调农牧结合,通过轮作,堆肥等保持土壤养分平衡,用生物防治方法控制病虫害,通过土壤耕作调节其结构性能 。
2,自然农业
自然农业倡导者认为,农业生产要顺应自然,而不是征服自然,要最大限度地利用自然作用和过程使农业生产持续发展 。
自然农业的主要内容包括：
(1)不翻耕土地 依靠植物根系,土壤动物和微生物的活动对土壤进行自然疏松,不必要进行人为作业；
(2)不施用化肥 靠作物秸秆,种植绿肥及有机粪肥的还田来提高土壤的肥力；
(3)不进行除草 通过秸秆覆盖和作物生长抑制杂草,或通过间歇淹水有效控制杂草生长；
(4)不用化学农药 靠自然平衡机制,如旺盛的作物体及天敌即可有效控制病虫害 。
3,生物农业
生物农业的核心原理在于,促进农田土壤的生物学肥力,使作物从土壤的营养平衡过程中获得所需要的全部营养 。
其主要技术包括：
(1)将腐烂的有机物作为土壤改良剂；
(2)通过豆科作物自身固氮及粪肥合理使用调控农田养分平衡；
(3)废弃物的再循环利用；
(4)充分发挥各种生物,包括土壤生物如蚯蚓等的改土作用 。
4．生态农业
生态农业是由美国土壤学家 William
A1brecht(威廉 ·奥伯特 )于 1971年提出的,
并在欧美地区有一定的实践 。
生态农业的基本含义为,生态上能自我维持,低投入；经济上有生命力,有利于长远发展,并在环境方面,伦理道德方面及美学上能接受的小型农业 。
生态农业应具备的条件
(1)必须是一个自我维持系统,一切副产品都需要再循环；
(2)提倡通过固氮植物,作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术,保持土壤肥力；
(3)维持生物群落多样性,种植业与畜牧业比例恰当,使系统能够稳定,自我维持；
(4)单位面积的净产量必须是高的；
(5)为获得高产,农场规模应该是较小的；
(6)经济上必须是可行的,目标是在没有政府补贴的情况下获得真正的经济效益；
(7)农产品就地加工并直接供给消费者；
(8)在美学及伦理道德上必须为社会所接受 。
（四）中国的生态农业
1,中国生态农业的兴起
我国生态农业的发展大致经历了三个阶段：
① 从 80年代初期到中期为生态农业思想宣传及小型试验阶段 ;
② 从 80年代中期到 90年代初期,为生态农业正式起步阶段 ;
③ 从 90年代初以来,为生态农业正式发展阶段,
我国生态农业的内涵
① 从发展目标看,它以协调人与自然关系为基础,要求多目标综合决策；
② 从科学理论和方法看,要求运用生态系统理论与生态经济规律和系统科学方法,遵循,整体,协调,循环,再生,
的基本原理,建立生态优化的农业体系；
③ 从技术特点看,它不仅要求继承和发扬传统农业技术并注意吸收现代科学技术,而且要求整个农业技术体系进行生态优化；通过一系列典型生态工程模式将技术集成,从而发挥技术综合的优势；
④ 从生产结构体系看,特别强调农林牧副渔大系统的结构优化和,接口,强化；
⑤ 从生产管理特点看,它要求把农业可持续发展的战略目标与农户微观经营,农民脱贫致富结合起来 。
2．中国生态农业的特点
（ 1）全面规划，整体协调发展
（ 2）高效、节能、低消耗
（ 3）生产、交换与消费环环相扣
（ 4）改善生态环境
（ 5）明显的地域性
3．中国生态农业展望
从发展趋势看,中国生态农业将与当今国际社会普遍接受和发展的,持续农业,接轨,在促进农业增产,农民增收及农村经济发展中起到重大作用 。 在改善农业生态环境中,在控制水土流失,环境污染及资源保护等方面作出贡献 。
从具体发展方向看,应将农业生态工程技术进一步系统化,规范化,并将现代高新技术更加广泛地渗透到农业生态体系中,使投入更加高效和谐,产出更加稳定持续,尤其在无公害农产品或绿色食品生产中发挥其巨大潜力 。
二、生态农业原理及技术
（一）生态农业基本原理
1,整体效应原理
2,生态位原理
3,食物链原理
4,物质循环与再生原理
5,生物种群相生互克原理
6,生物与环境协同进化原理
（二）生态农业主要技术
1,立体种植与立体种养技术
2,有机物质多层次利用技术
（ 1） 畜禽粪便综合利用
（ 2） 秸秆综合利用
3,生物防治病,虫,草害技术
4,再生能源开发技术
（ 1） 沼气发酵技术
（ 2） 太阳能利用技术
（ 3） 风能,地热能,电磁能利用技术
5,生物措施与工程措施配合的生态治理技术三、生态农业设计及其典型模式
（一）生态农业设计原则
1,系统整体功能和效益最优原则；
2,资源合理利用原则,尤其注意物质和能量的多层次分级利用,使系统物质和能量的转化率达到最高；
3,保持系统养分循环的动态平衡的原则,依据具体情况,增加 （ 或减少 ） 系统中有机养分 （ 或无机养分 ）
的输入；
4．,两高一优,原则,使系统输出产品达到高产,高效,优质；
5,提高系统的有序性,增加系统的抗逆能力；
6,设计的方案技术路线切实可行 。
（二）生态农业设计基本程序
1．明确设计对象和预期目标 ;
2．对环境状况及资源本底的分析和评价 ;
3．目标总体规划 ;
4．方案优化选择 ;
5．方案决策,
（三）我国生态农业模式的分类及其原则
1.主要分类方法
（ 1）按生态农业建设的区域规模或行政级别
（ 2）按自然地理条件和社会经济状况
（ 3）按主产品或主要产业
（ 4）按所属的农业部们
（ 5）按资源的利用方式
（ 6）按所依据生态学原理或生态系统功能特征
2.分类的原则依据
（ 1）区域性原则
（ 2）层次性原则
（ 3）简明易行原则
（四）生态农业的典型模式
1,北方山丘区生态农业模式
2,北方农区,庭院生态系统,模式
3,江南低湿地区,桑基鱼塘系统,模式
4,马亚农场,种、养、加、能源一体化,模式图 5-4 庭院生态系统结构示意图图 5-5 桑基鱼塘模式示意图四、持续农业
持续农业是 80年代以来在世界范围内兴起的一种农业思潮,也可以说是替代农业运动进一步发展的新阶段,它的基本目标是从长远出发,追求高生产力和高经济效益,同时保护士壤,水源及其他自然资源,通过调整农业技术及体制,
满足当前及今后人类的需要 。
（一）持续农业的发展背景
70年代以来在发达国家开展的各种替代农业模式一直没有得到大范围运用,其主要原因是这些模式只注重了生态环境效益,而其经济,社会效益不够显著 。 尤其对那些食物需求压力很大,经济水平落后的发展中国家和地区,更是难以实行 。 因此,从农业发展理念上又重新客观地来审视替代农业与现代农业的优劣,从实际出发考虑农业发展方向 。 在这种背景下,对农业的含义及内涵的理解也不断深入和发展,从最初的,低投入持续农业,逐步转向综合发展的持续农业,从偏重于强调资源环境转向强调生产发展与资源环境的同步和统一 。
（二）持续农业的原理和目标
1．农业生产的持续性
（ 1）资源环境持续性
（ 2）经济持续性
（ 3）社会持续性
2．持续农业的三大目标
（ 1）保证食物供给的有效性和安全性
（ 2）增加农业收入，扩大农村的就业机会和脱贫致富
（ 3）保护资源环境的永续性循环
(三 ) 国外持续农业的实践
1．美国的,低投入持续农业,和,高效率持续农业,
2．德国的综合农业
3．日本的,环保型持续农业,
4,印度的持续农业发展
（四）中国的集约持续农业
(1) 改善农业生产条件，提高物质投入水平
(2) 努力提高土地生产率
(3) 提高资源利用效率和投入效益
(4) 提高农业生产效益，增加农民收入
(5) 加强农田基本建设小结
生态农业 就是以生态学原理为指导,建设一种既有利于资源和环境的保护,又能促进农业生产发展的农业生产体系 。
持续农业 则是强调经济与生态的结合,
依靠现代科学技术的进步,协调农业生产发展和资源高效利用及生态环境保护的关系,使生产,生态和经济同步发展,
走可持续发展之路 。
第一节 农业生态学概述
第二节 农业生态学的基本原理（自学）
第三节 农业生态系统
第四节 农田、草地和林地生态系统（自学）
第五节 农业害虫的防治与生态调控（自学）
第六节 生态农业与持续农业第一节 农业生态学概述一、农业生态学的概念与发展
农业生态学 （ agricultural ecology,agricoecology）
是研究农业生物之间及农业生物与非生物环境之间通过能量流动和物质循环而相互作用的农业生态系统生态学 。
农业生态学是农业有关学科与生态学相结合而形成的交叉学科,换句话说,它是研究农业中生态学问题的一门科学 。
农业生态学的发展阶段
回顾 20世纪农业生态学的发展，我们可以看到四个比较明显的阶段。
1,20世纪 70年代以前的农业生态学萌芽阶段。
2,20世纪 70和 80年代现代农业生态学的形成和初步发展阶段。
3,20世纪 90年代是农业生态学研究领域拓展和生态农业实践系统开展阶段。
4,进入 21世纪，农业生态学发展到深入研究和广泛应用的新阶段。
农业生态学的最新研究进展
A.农业的生态规律被进一步提示
1,农业生态系统的能量流动、养分循环、水分平衡规律研究；
2,农区水土流失和风蚀的规律研究；
3,农业土地利用的景观生态规律；
4,全球变化和农业生产的相互影响规律；
5,污染物对农业的影响规律；
6,农业的生物多样性利用规律；
7,转基因作物的生态安全性研究；
8,农业生产中的化学生态关系研究。
B.推动农业向可持续方向发展
1,生态农业、有机农业的深入研究；
2,农业生态系统和农田生态系统模式研究；
3,农业区域生态安全、生态恢复和粮食安全研究。
C.构建农业可持续发展的技术体系
1,节水、覆盖和免耕技术的生态效应研究；
2,蚯蚓和微生物等生物资源的农业应用；
3,传统和新型营养资源的开发研究。
D.农业生态研究的系统分析方法发展
1,各种计算机模型在农业生态学中的应用；
2,农业可持续发展的综合评价；
3,农业生态系统的生态核算。
二、农业生态学的研究内容和任务
（一）研究内容
1．农业生态系统的组分结构
2．农业生态系统的能量流动及物质循环
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．建设生态农业
6．农业资源的合理利用与农业生态环境保护
（二）研究任务
运用农业生态学的理论和方法,分析研究农业领域中的生态问题,协调农业生态系统组分结构及其功能,促进农业生产的持续高效发展,是农业生态学的根本任务 。
第二节 农业生态学的基本原理
在农业生产实践中,体现自然运行规律的生态系统是农业生产的载体 。 它与体现人的经济运行规律的经济系统结合,
又形成统一的生态经济系统,把生态和经济两个方面统一起来,就是农业生态经济系统 。 在农业生产中既要遵循生态学原理,又要遵循生态经济学原理 。
一、生态学原理
（一）相生相克与互补原理
（二）循环与再生原理
（三）平衡与补偿原理二、生态经济学原理
(一 )生态经济结构合理性原理
（ 1） 构造整体协调,相互匹配 。 既要维护其独立性,稳定性,又要具有适当的可调节性；
（ 2） 系统组成的完整性,复杂性 。 由多因素,多层次,多序列,多量度,多子系统结构复合而成的网络系统；
（ 3） 系统结构组合要充分反映与地区生态优势及市场需求的一致性；
（ 4） 生态经济结构要反映与地域生态优势相适应的各组成要素在时间和空间布局方面的内在联系 。
（二）农业系统的功能原理
1．农业系统中的物质循环功能
（ 1） 自然物质循环沿着生态系统的食物链传递循环,周而复始,
推动着农业生产系统的不断发展,为农业经济系统的物质循环奠定了基础；
（ 2） 农业经济系统的经济物质循环是通过农业社会再生产过程的生产,流通,分配和消费这四个环节周而复始地进行着的；
（ 3） 农业生态系统的自然物质和农业经济系统中的经济物质的相互转化体现在以下三个方面,① 在自然物质循环的各个环节都要产出一批农,林,牧,渔产品和副产品； ② 通过向系统中投入一定量的经济物质 （ 如化肥,农药 ）,促使系统产出增多；
③ 农业经济系统在加工生产,流通和消费过程中必然产生部分废弃物质,这些物质最终将以不同形式,通过不同途径返回农业生态系统,再次成为农业生态系统中循环的自然物质 。
2．农业系统中的能量流动功能
（ 1） 在农业生态系统各类生物中流动和储存的自然能量以各种形式被人类转化为经济能量,作为经济系统的生产或消费用能；
（ 2） 各种经济能量以多种形式转化为自然能量 。 关键是系统之间的能量流动在数量和方式上要合理,高效 。
3．农业系统的价值增值功能
（ 1） 价值的投入过程,也即农业经济系统向农业生态系统投入价值的过程 。 科学合理的价值投入是农业生态系统增值的基础；
（ 2） 价值的输出 （ 产出 ） 过程,也即农业系统经自然再生产过程产生的各种农林渔牧产品的使用价值,或作为商品出售后实现其价值,
或者经过经济系统的加工增值后再把新产品出售,以实现更多的价值 。
4．农业系统的信息流动功能
（三）农业系统的综合效应原理
（ 1）正确处理人地关系
（ 2）正确处理生态效益和经济效益的关系
（ 3）正确处理生态经济效益与社会效益的关系三、农业生态学的特点
1,应用性
农业生态学是一门应用基础性学科,具有较强的实用性 。
2,综合性
农业生态学是介于农学与生态学之间的交叉学科,综合性很强 。
3,统一性
农业生态学强调适用于不同学科的共同思想和共同语言,
强调适用于生态系统不同组分的通用方法 。
4,宏观性
农业生态学区别于一般的个体生态学,作物生态学及动物生态学等有明确界限的微观生态学,它的宏观性及伸缩范围很大 。
第三节 农业生态系统一、农业生态系统的概念
农业生态系统 (agroecosystem)是指在人类的积极参与下,利用农业生物种群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,并按人类的意愿要求进行物质生产的综合体 。
农业生态系统 是指某一特定空间内农业生物与其环境之间,通过互相作用联结成进行能量转换和物质生产的有机综合体 。
二、农业生态系统的组成
农业生态系统与自然生态系统一样,也有生物与环境两大部分组成 。 但是生物是以人工驯化栽培的农作物,家畜,家禽等为主 。 环境也是部分受到人工控制或是全部经过人工改造的环境 。 在农业生态系统中的生物组分中增加了人这样一个大型消费者,同时又是环境的调控者 。
图 5-1 农业生态系统示意图
（一）生物组分
与自然生态系统一样,农业生态系统的生物组分包括以绿色植物为主的生产音,以动物为主的消费者和以微生物为主的分解者 。 然而,农业生态系统中占据主要地位的生物是人工驯养的农用生物,包括农作物,家畜,
家禽,家鱼,家蚕等,以及与这些农用生物关系密切的生物类群,如作物害虫,寄生虫,
根瘤菌等 。 农业系统中其他生物种类和数量一般较少,其生物多样性往往低于同地区的自然生态系统 。 此外,在农业生态系统的生物组分中极为重要的是增加了最重要的农事活动者和操作者主体 — -人类 。
（二）环境组分
包括自然环境组分和人工环境组分 。 前者虽与自然生态系统的组分性质相似,但也已受到不同程度的人为影响 。 例如,作物群体内的温度,
鱼塘水体的透光率,耕作土壤的理化性质等,
都会受到了人类各种活动的影响,甚至大气成分也受到工农业生产的影响而有所改变 。 后者包括生产,加工,贮藏设备和生活设施 。 如温室,露舍,露道,防护林带,加工厂,仓库和住房等 。 人工环境组分是自然生态系统中所没有的,通常以间接的方式对生物产生影响 。 人工环境组分在研究时常部分或全部被划在农业生态系统的边界之外,归于社会系统范畴 。
三、农业生态系统的特点
1,人类强烈干预下的开放系统 。
2,农业生态系统中的农业生物具有较高的净生产力,较高的经济价值和较低的抗逆性 。
3,农业生态系统受自然生态规律和社会经济规律的双重制约 。
4,农业生态系统具有明显的地区性 。
5,系统自身的稳定性差 。
四、农业生态系统的分类
１,农田生态系统,由作物与其生长发育有关的光,热,水,气,
肥,土及作物伴生生物 （ 土壤微生物,作物病虫和农田杂草 ） 等环境组成 。 并通过与环境的作用完成产品的生产过程 。
２,森林生态系统,由以木本植物为主体的生物与其生长发育所需的光,热,水,气,肥,土及伴生生物等环境组成的,并完成特定的林产品生产和农业水土保持功能的农业生态系统 。 其是多功能的生态系统,素有,农业水库,,,都市肺脏,和,天然洗尘器,等美称 。
３,草原生态系统,指以天然牧草,人工牧草及草食性农业动物为主体的生物种群与其生长发育所需的环境条件构成的,并完成肉,奶,皮,毛等动物性农产品生产的农业生态系统 。
4,内陆淡水生态系统,指人们为发展农业生产,特别是为发展渔业经济而加以利用和改造的湿地,溪流,江河,湖泊,水库池塘等水域系统的总称 。 内陆淡水生态系统的功能主要表现在各种水生生物产品的生产和为农田作物提供灌溉水源两大方面 。
五、农业生态系统的能流与物流
（一）农业生态系统的能流
能量流动是生态系统基本功能之一,也是农业生态系统主要研究内容,了解农业生态系统能流规律,对分析系统的机能及其组分之间的内在关系,
以及系统物质生产力的形成都是必需的 。
农业生态系统能量来源除接受并转化太阳辐射能外,还有人工辅助能量的投入 。
优化农业生态系统,关键在于获得和转化更多的太阳辐射能,合理利用辅助能,提高生产效率 。
1.初级生产与次级生产
(1) 初级生产 农业生态系统的初级生产主要包括农田,草地和林地等的生产 。
(2) 次级生产 农业生态系统的次级生产主要是指畜牧业和渔业生产 。
2.辅助能的投入及其转化效率
(1) 人工辅助能投入与农业增产
辅助能其实也是太阳能的一种变换形式,不过在农业生产中,我们把除太阳能以外人类可以利用的能源,
包括工业能,生物能,自然能等都称之为辅助能 。 如工业能：煤,石油,天然气；生物能：人力,畜力和沼气等；自然能：风能,水能,地热能,潮汐能等 。
辅助能的使用主要是用于改善农业生产环境,提高作物能量利用率及能量转化效率,用于灌溉,排水,施肥,耕作与农田基本建设,培育苗木,田间管理,收获和贮藏加工 。
（ 2）辅助能投入与能效率
1） 投能水平与能效率 一般的情况下,随辅助能投入水平的增加,能量的产出水平及农业产量是相应增加的,但辅助能的产投比不一定增加,甚至会出现下降趋势 。
2） 投能结构与能效率 大量研究结果表明,辅助能的转化效率不仅与能量投入水平密切相关,而且与能量的投入结构关系也很大 。
投能结构 是指能量投入中辅助能在总输入能量中所占比例；无机能和有机能所占比例；化肥,农机各项投能占无机能投入的比例等等 。
3．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流图
（ 3） 确定系统各组分的实物流量
（ 4） 将各种能流转换为能量
（ 5） 分析计算结果
1） 能量输入与输出结构分析
2) 能量输入输出强度及能量转化效率分析
3） 对所研究系统的能流状况进行综合分析和评价,
并可与其他系统进行比较,判断该系统的能流问题并找出调控途径,也可运用系统论和最优化方法作进一步预测分析 。
(二 ) 农业生态系统的物流
1.农业生态系统养分循环一般模式
农业生态系统中的养分循环是个非常复杂的问题 。 Frissel(1997) 对农业生态系统养分循环的大量实例进行综合分析,
并设计了由土壤 -植物 -动物,再回到土壤的养分循环的一般模式 (图 5-2)。
图 5-2 一个农田生态系统养分循环的动态模型
2．农业生态系统养分循环的特点
（ 1）需要大量养分物质投入，才能维持系统中养分的平衡
（ 2）养分输入主要来源于人工生产的无机肥
（ 3）有机质在养分循环中具有重要作用
1）农业生态系统有机物质的来源
2）有机质在农业生态系统养分循环中的作用
（ 4）农业生态系统养分的无效输出
3．保持农业生态系统养分平衡的途径
(1) 种植制度中合理安排归还率较高的作物
(2) 建立合理的轮作制度，加速养分循环
(3) 农、林、牧结合，发展沼气，解决生活能源问题，促使桔秆还田
(4) 农产品就地加工，提高物质的归还率
(5)合理施肥,促进养分循环平衡
(6)充分利用非耕地进行养分的区域性富集第四节 农田、草地和林地生态系统
农业生态系统主要由农田生态系统,草地生态系统 （ 不等同于草原生态系统 ） 和林地生态系统 （ 不等同于森林生态系统 ） 三个子系统所组成 。 这三个子系统又分别由农作物,饲料作物
（ 不同于天然牧草 ） 和林作物 （ 不同于天然林木 ） 的个体,种群以及由它们通过生态关系与其他生物共同构成的农业生物群落所组成 。 相应于农业生态系统及其各个组成层次,形成不同研究对象的学科：农业生态学,农田生态学,
草地生态学,林地生态学及作物生态学等 。
一、农田生态系统
（一）农田生态系统概述
农田是农作物生产的基地,农田凭借土地资源和光,热,水,气等自然资源,
通过植物转化,积累太阳能和各种物质,
是人类社会赖以生存和发展的物质基础 。
（二）农田生态系统的特征
1．输入、输出量加大
2．辅助能的作用十分显著
3．食物链趋于缩短
4．系统中有多种人工安排的残余物利用链
（三）农田生物群落及其生态效应
1,农田生物主要类群
农田土壤中的生物是多种多样的,其中土壤微生物包括细菌,真菌,放线菌和原生动物等,是土壤中最重要的分解者 。 土壤动物是土壤中重要的消费者和分解者 。 在土壤中存在的动物种类有上千种,其中很多是节肢动物,最重要的有螨,蜈蚣,马陆,跳虫,白蚁,蚂蚁,多种昆虫和昆虫幼虫等 。 而以螨类和跳虫的种类最多,分布最广 。 非节肢土壤动物主要有土壤线虫和蚯蚓 。
2,农田生物群落的生态效应
农田所有生物组成复杂的农田生物系统,
对农田无机和有机环境同样产生各方面的影响 。
（ 1） 提高土壤肥力
（ 2） 涵水保土效益
（ 3） 改善农田小气候
（ 4） 净化环境的作用二、草地生态系统
（一）草地生态系统概述
草地 （ grassland） 是畜牧生产的基地,是以草本植物为基础营养级的重要的农业生态系统之一 。 草地生态系统是以草地和牧畜为主体构成的一类特殊的生物生产系统,初级生产者 —— 草本植物,通过光合作用蓄积能量,
通过消费者 —— 家畜,将牧草的蓄积能转化为人类所需要的畜产品 。
（二）草地生态系统的特征
1．光能利用率方面
2．食物链方面
3．生物多样性较丰富
4．牧草和食草动物协同进化
（三）放牧条件下草地的生态演替
适度放牧 活动能调节植物的种间关系,使草场植被保持一定的稳定性,但在轻度过牧的情况下,植被与土壤的相关性有所降低,预示着植被退化的开始；
重度过牧区 域植被类型与土壤类型及其表层性质又变得密切相关,也即经过长时间退化,土地性质也发生了较大变化,形成了严重退化状态下的稳定的草地类型 。 随着放牧强度的增加,植被与土地同时退化,表现为耐盐碱群落范围增大,盖度和高度减小,总生产力下降,土地性质恶化 。
过度放牧区,优质牧草种类由于家畜的选择性采食而逐渐减少,一些适应于干旱条件而适口性差甚至不可食的植物种类增加,当放牧压力超过一定限度 （ 即环境承受能力 ）
时,系统内部不能维持平衡,就会发生退化演替 。
（四）开发畜牧业生产潜力
1,强化农牧结合,扩大饲草饲料的数量
2,大力发展饲草料的加工,不断提高其利用率
3,完善畜禽良种繁育体系,不断扩大良种覆盖面
4,根据地区差异,分类指导三、林地生态系统
（一）林地生态系统概述
林地生态系统包括天然林地、人工林地等以乔木树种作为群落建群种的生态系统。林地生态系统是陆地生态系统中生物量最大、结构最复杂、功能最完善的生态系统。
（二）林地生态系统的特征
1．生物量最大的生态系统
2．空间结构复杂的生态系统
3．生物多样性丰富的生态系统
4．稳定性高的生态系统
（三）过度开发利用森林产生的主要生态问题
森林的大规模破坏对人类是十分不利的,不仅引起资源锐减,木材短缺,还带来了水土流失,沙漠化,旱涝灾害,生物多样性降低等严重问题 。
不少生态学家指出：,人类给地球造成的任何一种深重灾难,莫过于如今对森林的滥伐破坏,。 林地系统一经破坏,很难得到恢复,
有些国家和地区经过长达几十年甚至一个多世纪的努力也未能把森林恢复起来 。
（四）建设生态林业，保护林地生态系统
1．建立自然保护区
2．实施天然林保护工程
3．增殖森林资源
4．调整森林布局，建设生态林业
5．全面规划、集约经营
6．农林综合、平原绿化第五节 农业害虫的防治与生态调控
有害生物 (pest)包括病虫害,鸟兽害,杂草害等；有害动物也被统称为,害虫,。
有害生物作为农业生态系统的重要组成部分,
对系统中物质循环和能量流动起着非常重要的作用 。 但对于人类来说,由于有害生物与人类共同竞争农林资源,造成了农业生产的损失,被视为人类之敌 。
有 害 生 物 防 治 (pest control),管理 (pest
management),也像有益生物资源的利用和管理一样,同样要以多种学科作为理论基础 。
一、农业害虫防治的历史
（一）害虫生存的生态对策
在有害生物中,r -对策者 普遍存在 。 在人类干预频繁的农田或居住地,r -对策害虫大量发生,它们生殖力高,
世代历期短 。 由于它们食性广,不局限于临时性的生境,
常随季节而迁移,故形成周期性猖獗现象 ;
在林地,草地和农田中,k -对策 害虫也常可见到,它们是当地定居较久,具有较强竞争或抗逆能力的种类,它们的产卵量低,世代历期较长,很少造成爆发性的严重危害 ;
此外,还有大量的害虫属于 r-和 k-对策之间,表现混合的性状,如云杉卷叶蛾幼虫,吹棉蚧和葡萄叶蝉等 。 东亚飞蝗散生型属于 k-对策者,而群飞型属于 r -对策者 。
（二）害虫防治的历史
1．化学防治化学防治带来了一系列生态问题：
（ 1）许多害虫产生了抗药性
（ 2）靶子害虫的再生猖獗
（ 3）主要害虫被抑制后，有时会引起次要害虫的暴发
（ 4）污染环境
2．生物防治
生物防治 是指通过病原体,寄生者和捕食者等,天敌,来降低害虫的种群平均密度,达到控制虫害的目的 。 因此,它是种群调节理论的一个方面 。 同时,利用天敌开展害虫防治,不会损害环境质量,不引起环境污染,这些都是比化学防治优越的地方 。
3．其他防治方法
（ 1）动植物抗性防治
（ 2）农业防治
（ 3）物理和机械防治
（ 4）遗传防治
①是前面说的，选育具有抗性的品系；
②是改变有害生物的遗传性，以使其种群数量下降。
4．害虫的综合防治与管理
1967年,FAO组织：,综合防治是对有害生物的一种管理系统 。 它按照有害生物的种群动态及与其相关的环境关系,尽可能协调地运用适当的技术和方法,使有害生物种群保持在经济危害水平以下,。
马世骏 （ 1979）,,从生物与环境的整体观点出发,本着预防为主的指导思想和安全,有效,经济,简易的原则,因地因时制宜,合理利用农业的,化学的,生物的,物理的方法,以及其他有效的生态手段,把害虫控制在不致危害的水平,
以达到保护人畜健康和增加生产的目的,。
图 5-3 害虫种群平均密度（ EP）与经济损失允许水平（ EIL）的关系
据害虫种群平均密度 （ EP） 与经济损失允许水平
（ EIL） 的关系,可将有害于农林果业的昆虫区分为四类：
（ 1） 无害的,害虫,种群平衡密度水平永不超过经济阈值水平,对作物不造成经济损害 。 这类,害虫,
并不真正有害 （ 图 5-3a） 。
（ 2） 偶发性害虫 当受到异常气候条件或杀虫剂作用不当时,其种群密度才超过经济阈值 （ 图 5-3b） 。
（ 3） 主要害虫 其平衡密度常在经济阈值水平上下变动者,属于主要害虫 。 对此必须密切注意,以免造成损害 （ 图 5-3c） 。
（ 4） 严重害虫 种群平衡密度水平始终在经济阈值水平之上,常严重危害农业,又称靶子害虫或关键害虫,
每种作物都会有 1至数种关键害虫 （ 图 5-3d） 。
二、害虫生态调控原理与方法
（一）害虫生态调控基本原理
（ 1）功能高效原则
（ 2）结构和谐原则
（ 3）持续调控原则
（ 4）经济合理原则
（二）害虫生态条控的指导思想
（ 1） 系统观 从农田生态系统整体功能出发,
从作物 -害虫 -天敌相互作用系统来考虑；
（ 2） 综合论 综合使用系统内外一切因素,变对抗为利用,变控制为调节,化害为利,为系统的整体功能服务；
（ 3） 区域观 即从单一的农田生态系统扩展到区域性农业系统,提高害虫防治整体水平；
（ 4） 可持续观 即一方面将害虫调控在低平衡密度；另一方面尽可能少用化学农药,减少生态风险 。
（三）害虫生态调控主要方法
（ 1）调控害虫种群密度
（ 2）调控害虫 -天敌关系
（ 3）调控作物 -害虫关系
（ 4）调控生态系统的结构与功能
（ 5）促进高新技术在害虫管理中的应用第六节 生态农业与持续农业一、生态农业的产生与发展
（一）农业发展的历史进程
人类出现在地球上以后，在 200～ 300万年内一直过着渔猎采集生活，大约最近一万年才开始进入农业社会。世界范围内农业的发展都经历了 原始刀耕火种农业阶段、传统的畜力铁器农业阶段和现代的机械化集约农业阶段 。从农业发展的历史看，从原始农业发展到传统农业，再到现代农业是世界农业发展的必然进程和方向。
原始农业 传统农业 现代农业能量来源 自然能量 直接或间接源 于自然肥料 大量化学肥料生产工具 石器 铁器 机器主要动力 自然力 畜力和人力 机械力耕作方式 刀耕火种 固定耕作 工厂化生产生产力 极低 较高 高
（二）现代农业的负效应
① 能源过度消耗。
②水资源日益紧缺。
③生产成本增加。
④污染加剧。
⑤其他负效应。
（三）国外的“替代农业”
以欧美等发达国家为主的世界许多地区都开始寻求一种新的农业生产体系,以期取代高能耗,高投入的,石油农业,。 于是在西方掀起一场,替代农业,运动,井逐渐影响到东方国家和地区 。
,替代农业,模式有许多种,代表性的有,有机农业,,,自然农业,,,生物农业,,,生态农业,等 。
这些替代农业的共同特点为,尽可能减少现代工业产品,尤其是化工产品在农业生产中的使用,
减轻工业产品对农业环境的污染,充分依靠农业生态系统的自我调节和维持能力组织生产,实现农业生产自身的良性循环和长久发展 。 也有人将这些替代农业统称为生态农业 。
1,有机农业
是一种完全不用或基本不用人工合成的化肥,
农药,生长调节剂和家畜饲料添加剂的农业生产体系 。
有机农业倡导者认为,土壤是一个有生命活动的系统,土壤养分平衡及性状改良是促进农业持久发展的根本所在,在做法上强调农牧结合,通过轮作,堆肥等保持土壤养分平衡,用生物防治方法控制病虫害,通过土壤耕作调节其结构性能 。
2,自然农业
自然农业倡导者认为,农业生产要顺应自然,而不是征服自然,要最大限度地利用自然作用和过程使农业生产持续发展 。
自然农业的主要内容包括：
(1)不翻耕土地 依靠植物根系,土壤动物和微生物的活动对土壤进行自然疏松,不必要进行人为作业；
(2)不施用化肥 靠作物秸秆,种植绿肥及有机粪肥的还田来提高土壤的肥力；
(3)不进行除草 通过秸秆覆盖和作物生长抑制杂草,或通过间歇淹水有效控制杂草生长；
(4)不用化学农药 靠自然平衡机制,如旺盛的作物体及天敌即可有效控制病虫害 。
3,生物农业
生物农业的核心原理在于,促进农田土壤的生物学肥力,使作物从土壤的营养平衡过程中获得所需要的全部营养 。
其主要技术包括：
(1)将腐烂的有机物作为土壤改良剂；
(2)通过豆科作物自身固氮及粪肥合理使用调控农田养分平衡；
(3)废弃物的再循环利用；
(4)充分发挥各种生物,包括土壤生物如蚯蚓等的改土作用 。
4．生态农业
生态农业是由美国土壤学家 William
A1brecht(威廉 ·奥伯特 )于 1971年提出的,
并在欧美地区有一定的实践 。
生态农业的基本含义为,生态上能自我维持,低投入；经济上有生命力,有利于长远发展,并在环境方面,伦理道德方面及美学上能接受的小型农业 。
生态农业应具备的条件
(1)必须是一个自我维持系统,一切副产品都需要再循环；
(2)提倡通过固氮植物,作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术,保持土壤肥力；
(3)维持生物群落多样性,种植业与畜牧业比例恰当,使系统能够稳定,自我维持；
(4)单位面积的净产量必须是高的；
(5)为获得高产,农场规模应该是较小的；
(6)经济上必须是可行的,目标是在没有政府补贴的情况下获得真正的经济效益；
(7)农产品就地加工并直接供给消费者；
(8)在美学及伦理道德上必须为社会所接受 。
（四）中国的生态农业
1,中国生态农业的兴起
我国生态农业的发展大致经历了三个阶段：
① 从 80年代初期到中期为生态农业思想宣传及小型试验阶段 ;
② 从 80年代中期到 90年代初期,为生态农业正式起步阶段 ;
③ 从 90年代初以来,为生态农业正式发展阶段,
我国生态农业的内涵
① 从发展目标看,它以协调人与自然关系为基础,要求多目标综合决策；
② 从科学理论和方法看,要求运用生态系统理论与生态经济规律和系统科学方法,遵循,整体,协调,循环,再生,
的基本原理,建立生态优化的农业体系；
③ 从技术特点看,它不仅要求继承和发扬传统农业技术并注意吸收现代科学技术,而且要求整个农业技术体系进行生态优化；通过一系列典型生态工程模式将技术集成,从而发挥技术综合的优势；
④ 从生产结构体系看,特别强调农林牧副渔大系统的结构优化和,接口,强化；
⑤ 从生产管理特点看,它要求把农业可持续发展的战略目标与农户微观经营,农民脱贫致富结合起来 。
2．中国生态农业的特点
（ 1）全面规划，整体协调发展
（ 2）高效、节能、低消耗
（ 3）生产、交换与消费环环相扣
（ 4）改善生态环境
（ 5）明显的地域性
3．中国生态农业展望
从发展趋势看,中国生态农业将与当今国际社会普遍接受和发展的,持续农业,接轨,在促进农业增产,农民增收及农村经济发展中起到重大作用 。 在改善农业生态环境中,在控制水土流失,环境污染及资源保护等方面作出贡献 。
从具体发展方向看,应将农业生态工程技术进一步系统化,规范化,并将现代高新技术更加广泛地渗透到农业生态体系中,使投入更加高效和谐,产出更加稳定持续,尤其在无公害农产品或绿色食品生产中发挥其巨大潜力 。
二、生态农业原理及技术
（一）生态农业基本原理
1,整体效应原理
2,生态位原理
3,食物链原理
4,物质循环与再生原理
5,生物种群相生互克原理
6,生物与环境协同进化原理
（二）生态农业主要技术
1,立体种植与立体种养技术
2,有机物质多层次利用技术
（ 1） 畜禽粪便综合利用
（ 2） 秸秆综合利用
3,生物防治病,虫,草害技术
4,再生能源开发技术
（ 1） 沼气发酵技术
（ 2） 太阳能利用技术
（ 3） 风能,地热能,电磁能利用技术
5,生物措施与工程措施配合的生态治理技术三、生态农业设计及其典型模式
（一）生态农业设计原则
1,系统整体功能和效益最优原则；
2,资源合理利用原则,尤其注意物质和能量的多层次分级利用,使系统物质和能量的转化率达到最高；
3,保持系统养分循环的动态平衡的原则,依据具体情况,增加 （ 或减少 ） 系统中有机养分 （ 或无机养分 ）
的输入；
4．,两高一优,原则,使系统输出产品达到高产,高效,优质；
5,提高系统的有序性,增加系统的抗逆能力；
6,设计的方案技术路线切实可行 。
（二）生态农业设计基本程序
1．明确设计对象和预期目标 ;
2．对环境状况及资源本底的分析和评价 ;
3．目标总体规划 ;
4．方案优化选择 ;
5．方案决策,
（三）我国生态农业模式的分类及其原则
1.主要分类方法
（ 1）按生态农业建设的区域规模或行政级别
（ 2）按自然地理条件和社会经济状况
（ 3）按主产品或主要产业
（ 4）按所属的农业部们
（ 5）按资源的利用方式
（ 6）按所依据生态学原理或生态系统功能特征
2.分类的原则依据
（ 1）区域性原则
（ 2）层次性原则
（ 3）简明易行原则
（四）生态农业的典型模式
1,北方山丘区生态农业模式
2,北方农区,庭院生态系统,模式
3,江南低湿地区,桑基鱼塘系统,模式
4,马亚农场,种、养、加、能源一体化,模式图 5-4 庭院生态系统结构示意图图 5-5 桑基鱼塘模式示意图四、持续农业
持续农业是 80年代以来在世界范围内兴起的一种农业思潮,也可以说是替代农业运动进一步发展的新阶段,它的基本目标是从长远出发,追求高生产力和高经济效益,同时保护士壤,水源及其他自然资源,通过调整农业技术及体制,
满足当前及今后人类的需要 。
（一）持续农业的发展背景
70年代以来在发达国家开展的各种替代农业模式一直没有得到大范围运用,其主要原因是这些模式只注重了生态环境效益,而其经济,社会效益不够显著 。 尤其对那些食物需求压力很大,经济水平落后的发展中国家和地区,更是难以实行 。 因此,从农业发展理念上又重新客观地来审视替代农业与现代农业的优劣,从实际出发考虑农业发展方向 。 在这种背景下,对农业的含义及内涵的理解也不断深入和发展,从最初的,低投入持续农业,逐步转向综合发展的持续农业,从偏重于强调资源环境转向强调生产发展与资源环境的同步和统一 。
（二）持续农业的原理和目标
1．农业生产的持续性
（ 1）资源环境持续性
（ 2）经济持续性
（ 3）社会持续性
2．持续农业的三大目标
（ 1）保证食物供给的有效性和安全性
（ 2）增加农业收入，扩大农村的就业机会和脱贫致富
（ 3）保护资源环境的永续性循环
(三 ) 国外持续农业的实践
1．美国的,低投入持续农业,和,高效率持续农业,
2．德国的综合农业
3．日本的,环保型持续农业,
4,印度的持续农业发展
（四）中国的集约持续农业
(1) 改善农业生产条件，提高物质投入水平
(2) 努力提高土地生产率
(3) 提高资源利用效率和投入效益
(4) 提高农业生产效益，增加农民收入
(5) 加强农田基本建设小结
生态农业 就是以生态学原理为指导,建设一种既有利于资源和环境的保护,又能促进农业生产发展的农业生产体系 。
持续农业 则是强调经济与生态的结合,
依靠现代科学技术的进步,协调农业生产发展和资源高效利用及生态环境保护的关系,使生产,生态和经济同步发展,
走可持续发展之路 。
