第二章 生态系统的概念及农业生态系统的特点
? § 2-1 系统的概念
? § 2-2 生态系统的概念
? § 2-3 生态系统类型的划分和自然生态
? 系统的生态效应
? § 2-4 农业生态系统的特点
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§ 2-1 系统的概念
? 一,系统的概念
? L,V,Bertelanffy（奥）：系统即若干个相互作用的部分
联系起来的有机整体。
? 系统是一个相对的概念, 只要它是若干个相互作用的部分
联系起来的有机整体, 都可视为一个系统 。
? 二, 系统的性质：
? （ 一 ） 系统是由两个以上的要素 （ 又称组分 ） 所组成, 各
组成成分既相互独立分工, 又有相互联系 。
? 组成成分：相互依存, 相互制约, 互为因果关系 。
? （ 二 ） 系统都具有边界, 即有一个确定的范围 。
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§ 2-1 系统的概念
? （三）系统是个整体
? 由于各组成成分之间相互作用的结果, 使系统整体表
现出新的功能, 它不等于各组成成分功能的简单相加 。
? （ 四 ） 系统是有一定结构的 。
? 系统中各组分按严格的等级, 层次进行组合, 是有序
的而不是杂乱无章的；各组分间物质, 能量交换和信
息传递按一定路径进行, 而不是随意的 。
? （ 五 ） 系统必须有一个为主的目的 。
? 系统是一个功能单元, 整体功能的发挥要求具有整体
中心作用 —— （ 马世骏 ）, 建立大系统的观点, 对于
全面地, 客观地处理客观事物具有重要意义 。
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§ 2-1 系统的概念
? 三、系统的条件
? 1.有两个以上的组分
? 2.组分之间相互联系
? 3.以整体的方式执行一定的功能
? 四、研究系统的方法
? 1.黑箱法：从分析输入输出着手研究，如中医
? 2.白箱法：从分析内部结构和相互关系着手研究
? 3.灰箱法：
§ 2-2 生态系统的概念
? 一、生态系统的定义
? A,G,Tansley（ 英 ） 生态系统的定义,只有在我们
从根本上认识到有机体不能与它们的环境分开, 而是与
它们的环境形成一个自然生态系统, 它们才会引起我们
的重视 。
? 生态系统,指由生境 （ habitat） 和占据该生境并联结在一
起的生命有机体所构成的动态整体 。
? 生命有机体和它的无生命环境彼此不可分割地联系起来,
并不断相互作用着, 进行着物质的交换, 能量的转化和信
息的传递, 成为占据一定空间, 具有一定结构, 执行一定
功能的自然实体 （ Self-Containted entity） 。 其 核心是生物
群落 。
? 生态系统具有自我维持, 修补和重建的能力, 因而使生态
系统在一定范围得以自我维持 。 系统内各过程在生物与环
境相互作用下, 总是趋向于相对平衡 。
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§ 2-2 生态系统的概念
? 二、生态系统的组成
? 生态系统可分为两大部分：有生命 (biotic) 和无生命
(abiotic)； 环境组分 (environment)和 生物组分 (organisms)。
? 1.无生命成分,即无机环境, 它是生态系统中物质和能
量的来源, 包括生命活动空间的大基质, 即光, 水, CO2、
O2和各种矿物盐类等 。
? 2.生命成分,包括所有的植物, 动物, 微生物 。 按营养关
系来划分, 可分为自养成分 （ autotrophic component） 和
异养成分 （ heterotrophic component） 。
? 为描述方便, 可将生态系统的组分划分如下成分：
? （ 1） 参加物质循环的无机物质, 如 C,N,CO2,O2、
H2O,P,K,S,Fe等, 存在于大气, 水体, 土体等 。
? （ 2） 联结生物和非生物部分的有机化合物, 如蛋白质,
脂肪, 糖类和腐殖质等 。
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§ 2-2 生态系统的概念
? （ 3）气候状况，如太阳辐射能、温度、风等物理因素。
? （ 4）生产者（ producers;primary producers）：是自养生物。
包括绿色植物和一些化能合成细菌 (绿色和紫色细菌、蓝藻 )。
? 初级生产 (primary production):生产者利用环境中的物质，把环
境中的能量第一次以生物化学能方式固定到生态系统中。
? （ 5）大型消费者（ macroconsumers）：又称消费者
（ Consumers），是异养生物，既主要吃食其它生物或有机物
质颗粒的动物。可分为草食动物 (一级消费者 )、肉食动物 (二
级消费者 )、腐生动物、寄生动物和杂食动物（猪、鲤）。
? （ 6）小型消费者 (microconsumers),又称分解者
(decomposers),腐养者 (Saprotrophs)或渗养者 (Osmotrophs)，
属异养生物。主要是细菌、放线菌和真菌，也包括一些原生
动物（如眼虫、草履虫等）及腐食性动物（如蚯蚓、蟹、白
蚁等）。
? 次级生产 (secondary production),消费者利用初级生产提供的
养分和能量通过代谢作用形成生物量。 主菜单 主目录 退出
§ 2-2 生态系统的概念
?三、生态系统与一般系统的区别
?1,在 组成 方面, 它是由有生命的 有机体 和 无生命 的物质结
合而成的, 不仅植物, 还包括与植物共同栖居的动物, 微生
物以及环境中作用于生物的物理, 化学成分 。
?2,在 空间结构 方面：通常与特定的空间相联系, 因而反映
出一定的地区特性以及与此相联系的空间结构 。
?3,在 时间变化 方面, 生物具有发育, 繁殖 （ 复制 ）, 生长
与衰亡等特征 。 因而生态系统具有从简单到复杂, 从低级到
高级的演变规律, 可分为幼年期, 成长期, 成熟期等阶段 。
?4．从 内部功能 方面，生态系统的代谢作用是通过复杂的能
量、物质转化过程完成的。
?5．具有复杂的 动态平衡 特征，不仅存在着种内、种间以及
生物与环境之间的功能协调。
?6．在 外部关系方面,是一个开放的系统，不断从外界输入
物质与能量，通过变换而输出，维持着系统的有序状态。
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§ 2-2 生态系统的概念
?四、生态系统中三大生物功能类群在自然界有机物质生产与
分解中的作用
? 在生态系统中各类生物的共同作用下, 实现着重要物质的
不断生产与分解 。 有机物质的生产与分解关系着大气中氧气含
量的高低, 有机物质的生产过程也就是释放氧气的过程, 氧气
是生物生存的条件 。
?1.自然界中有机物质的生产过程
?绿色植物 （ 包括藻类种高等植物 ）,自然界有机物质的主要
生产者, 也是地球上生命活动所需氧气的主要供给者 。
?光合细菌和化能合成细菌：也可以生产有机物质 。
?低等藻类：需要简单无机物质, 合成有机物质 —— 完全自养 。
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§ 2-2 生态系统的概念
?2,自然界中有机物质的分解过程
?在分解动, 植物有机体方面起决定作用的是异养生物 。
?异养生物分解有机物质的过程可分为两大类：即有氧呼
吸 （ 高等动物, 多数原核生物 ） 和嫌氧呼吸 （ 一小部分
腐食者生物 ） 。
?分解有机物质的三个过程：
?（ 1） 非生物和生物作用形成有机质颗粒腐屑
?（ 2） 腐食者作用形成腐殖酸和产生可溶性有机物
?（ 3） 腐殖质的缓慢矿化
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§ 2-3 生态系统类型的划分和自然生态系统的生态效应
? 生态系统的划分, 无自然分类的原则 。 包括人在内生物圈
是地球上最大的生态系统 。
? 一, 生物圈 （ biosphere）,
? 地球上全部生物及其生活域的总和 。 从大气圈到水圈, 其
厚度约定 20Km。 多数生物活动的地方, 其厚度约 100m。
? 二, 海洋生态系统：
? 海洋面积 3.6亿 Km2,占地球表面的 71%,平均深度 3750米,
是世界上最大的, 层次最厚的生态系统 。 在生物学方面最丰富
于多样性, 海水中含盐量平均 3%,具有很高的蒸发率, 起着
调节大气温, 湿度的重要作用 。 其生产者主要是浮游植物和藻
类, 消费者是各种鱼类 。
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§ 2-3 生态系统类型的划分和自然生态系统的生态效应
? 三、淡水生态系统：
? 包括河流、溪流、水渠等流动水体和湖泊、沼泽、池
塘、水库等静水水体，其生物类群因水的流速和水层的光
亮而不同。
? 急流中：生产者是藻类, 消费者是特殊器官的昆虫
? 缓流中：生产者多为高等植物, 消费者是穴居昆虫幼虫
? 表水层：生产者是各种藻类 。
? 四, 草原生态系统：
? 世界草原面积约 30亿公顷, 占陆地面积的 24%,分布在
干旱和半干旱地区, 雨量少 （ 240~450mm）, 并集中在夏
季 。 初级生产者主要是草本植物, 消费者是除草食家外,
主要是穴居的啮齿类和食草动物, 野牛, 羚羊, 野兔等 。
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§ 2-3 生态系统类型的划分和自然生态系统的生态效应
? 五、森林生态系统：
? 陆地上最大的生态系统，占有面积约 45亿公顷，生物现
存量最大，每公顷可达 100— 400吨。据估计，每年全球森林
生态系统固定的能量占地球陆地上固定的能量的 68%左右，
有 1000万种物种是宝贵的基因库。森林生态系统具有复杂的
形态和营养结构，不仅生产力高，且具有强大的生态系统功
能，对农业生态系统起着巨大的作用：如调节水分，增加雨
量；涵养水源，保持水土；防风固沙，保护农田；净化空气，
防治污染；以及减低噪音，美化大地等。
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§ 2-4 农业生态系统
? 一、农业生态系统的概念
? 1.定义
? 农业生态系统,是人们利用农业生物与非生物环境之间相互
作用，以及生物种群之间的相互作用，通过建立合理的生态系
统结构和高效的生态机能进行物质循环和能量转化，并按人类
理想进行物质生产的综合体系。
? 2.性质
? （ 1）以农业生物为主
? （ 2）受人类调控
? （ 3）以农业生产为目的
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§ 2-4 农业生态系统
? 二、农业生态系统的结构
? （一）环境
? 1.自然环境
? （ 1）太阳辐射
? （ 2）大气圈
? （ 3）水圈
? （ 4）土壤岩石圈
? 2.人工环境
? （ 1）人工影响环境：水库、防护林、水源林
? （ 2）人工建造环境：
? A.无土栽培环境
? B.大棚温室环境
? C.集约化养殖环境
§ 2-4 农业生态系统
? （二）生物组分
? 1.目的生物：农、林、牧、副、渔
? 2.伴生生物：病、虫、杂草
? 3.人类：作为消费者和调节者
§ 2-4 农业生态系统
? 三、农业生态系统区别于自然生态系统的特点：
? 1.发展方向
? 自然生态系统的发展是定向的，即通过演替向顶极群
落发展，其目的是为了获得最大的“保护”或“保
持”，对群落本身是有利的，但并不一定符合人类的
需要 。
? 农业生态系统为满足人类社会生活的各种需求，一般
要求停留在高草群落阶段。
§ 2-4 农业生态系统
? 2.系统组分
? 构成自然生态系统的生物是通过迁移过程由生态系统自身的
选择决定的，对不良环境条件具有较大的抗逆性。
? 其环境为自然环境。
? 农业生态系统中占优势的生物是经过人工选育，常常具有较
高的经济价值和较低的抗逆性，为了正常生活必须人为培管。
其它动、植物通常都要予以抑制以至彻底消灭的。内在反馈
机制受到削弱，系统的稳定性明显降低。从而使农业生态系
统具有较高的净生产量和较高的光能利用率。
? 在环境组分中，多了人工环境组分，各种自然环境如气体、
水体、土体也受到人类活动的强烈影响。
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§ 2-4 农业生态系统
? 3.开放性
? 自然生态系统中生产者生产的有机物质几乎全部保留在系
统内，许多化学元素基本上可以在系统内部取得循环平衡，
是一个自给自足的系统。
? 农业生态系统，为满足社会日益增长的需要，须对城市、
工矿等提供大量的商品食物和工业原料。大量农畜产品输
出，使营养元素离开系统。生态系统的结构状态不同，对
营养元素的回收和保持能力也不同。与农畜产品大量输出
的同时，必须有相应的物质输入，以维持生态系统的养分
平衡。还必须投入较多的辅助能量，如化肥、农药、机械
的使用，以及排灌、收获、贮藏、加工、耕耘、播种、中
耕、防治病虫等各种机械操作，都需要消耗能量。
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§ 2-4 农业生态系统
? 4.系统调控：
? 农业是人类社会的一种生产活动，不但受到自然规律的制约，
经济因素是农业生态系统中不要缺少的重要环节。农业技术的
实施必须有劳力和资金的投入。
? 农业生产是实际上是一个农业生态经济系统。任何农业系统的
决策与实施都必须考虑到生态、技术、经济和社会四个重要方
面的相互影响与制约。
? 总之，把农业生态系统看作是以日光能为动力的自然生态系统
和以燃料为动力的城市工业系统的中间类型，有助于更好地认
识目前工业化农业的矛盾。把农业生态系统看作是驯化生态系
统有助于更好地认识自然界中自动产生并自动保持下来的许多
内部过程。
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