第九章
农业生态系统的调控
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§ 9- 1 生态系统的稳态与稳态机制
§ 9- 2 生态平衡
§ 9- 3 农业生态系统的调控
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第九章 农业生态系统的调控
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§ 9-1 生态系统的稳态和稳态机制
一,生态系统的稳态
二,自然生态系统的稳态机制
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§ 9-1-1 生态系统稳态
一、生态系统的稳态( homeostasis)
? 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 。
? 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
? 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
恢复和保持稳定的能力。
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§ 9-1-1 生态系统稳态
二、生态阈值,
任何生态系统,其内在调节能力是有限的。
? 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 。
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
? 实例:
? 森林有一定的采伐量, 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 。
? 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 。
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§ 9-1-1 生态系统稳态
生态系统对有毒有害物质的生态阈值 称为生态容量 。
? 生态容量,生态系统对某种物质 ( 有毒, 有害物质 ) 的最大容
纳量 。
? 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 。
? 生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性 。
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§ 9-1-2 自然系统稳态机制
? 稳态机制,系统内维持生态系统处于相对稳定状态(即

态)的各种调节作用。
生态系统的各个水平都有稳态机制 。
一, 生态系统构成要素一级的稳态机制
? 1,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 。
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§ 9-1-2 自然系统稳态机制
? 2,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 。
二, 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
调节作用为基础的, 这种调节作用称为适应 。
适应,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 。
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§ 9-1-2 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 。
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 。
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。
如:植物的光周期现象,动物的迁徙。
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§ 9-1-2 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 。
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 。
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§ 9-1-2 自然系统稳态机制
三, 生态系统一级的稳态机制
?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
持平衡的同时, 也是生态系统稳态的基础 。
?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
物的灭绝而对整个生态系统的稳定性造成的影响 。
?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 。
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§ 9- 2 生态平衡
一,生态平衡的概念
二,生态平衡失调的标志
三,生态平衡失调的原因
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§ 9-2-1 生态平衡的概念
? 生态平衡,
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 。
表现为:
? 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;
? 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。
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§ 9-2-1 生态平衡的概念
可从以下五个方面理解生态平衡的概念:
? 1,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, 生态平衡应是生物与环境
相对协调的动态平衡 。
? 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
各自保持一定的状态, 达到正反相当, 协调吻合 。
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§ 9-2-1 生态平衡的概念
? 3,理解 生态平衡不能离开系统的观点;
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 。
? 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 。
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§ 9-2-1 生态平衡的概念
? 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:
? 50年代苏联生物地理研究实验站对两棵栎树所做的实验 。
? 目前全世界鼠害成灾的原因 。
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§ 9-2-2 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 。 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 。
生态平衡失调的标志有两个方面:
?一, 结构方面的标志:
?一级结构缺损:系统 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 。
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 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 。
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§ 9-2-2 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 。
如:生物种类减少, 种群数量下降, 层状结构发生改 变等,
引起生态平衡的失调 。
表现在以下几个方面:
?① 植物群落结构简化, 甚至退化 。
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。
?② 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 增大 。 草
原受 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 。
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§ 9-2-2 生态平衡失调的标志
?二、功能方面的标志
生物的生产功能
生态系统的功能表现为 生物对环境的调节功能
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:
?⑴ 能量流动受阻,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。
?⑵ 物质循环中断,物流在某一环节中断或输入比例失调,
则整个系统改变。
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§ 9-2-3 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:
一, 自然因素,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
流, 火灾等都带有很强烈的突发性的破坏作用 。
二, 人为 因素:
? 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
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
的重用轻养等, 造成水土流失, 土壤贫瘠, 水源枯竭, 气
候破坏 。
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§ 9-2-3 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 。
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, 候变坏等恶果 。 特别是巨大的生产者 — 植被遭到
破坏, 所引起的后果是不堪设想的 。
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§ 9-2-3 生态平衡失调的原因
? 由于水土流失农田土壤变得贫瘠,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;严重者甚至造成河水泛滥。 如图
? 例如:我国西北 黄土高原, 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 。
? 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:“若再继续下去,长江可能变成
第二条黄河”。
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§ 9-2-3 生态平衡失调的原因
? 2,人类对自然环境的污染;
? 1、随着 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
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 灭。
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
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 。
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§ 9-2-3 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:
?近期效应:在污染物大剂量作用下, 生态系统立即崩
溃 。
? 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
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 CO2在大气中的浓
度, 形成, 温室效应,, 导致地球表面温度升高 。
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§ 9-2-3 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。
?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。
?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。
?导致信息传递的破坏,使系统失去平衡。
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§ 9-2-3 生态平衡失调的原因
? 3、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

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。
? 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。
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§ 9-2-3 生态平衡失调的原因
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
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 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。
恩格斯说:“对于人类战胜自然的每一次胜利,自然界
都报复了我们”。
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
重地考虑到未来的世界,它的远距离的、长时期的后果。
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§ 9-3 农业生态系统的调控
?一,农业生态系统调控的生态学原理
?二,农业生态系统的调控机制
?三,农业生态系统的调控
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§ 9-3-1 农业生态系统调控的生态学原理
? 一、系统的整体效应原理
? 二、生物和环境协调发展的生态平衡原理
? 三、生态系统的结构决定功能的原理
? 四、限制因子原理。
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§ 9-3-2 农业生态系统的调控机制
? 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)
?构成要素一级的调控
?个体水平的调控
?生态系统一级的调控
? 人工直接调控(第二层次)
?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)
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§ 9-3-2-1 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。
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§ 9-3-2-2 人工直接调控
二、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,
是农业生态系统的第二层次的调控。包括:
? 1、环境改造
目的:改善生态环境, 满足生物生长发育的需要 。
? ( 1) 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
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
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 。
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§ 9-3-2-2 人工直接调控
? ( 2) 土壤环境调节
?机械措施 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。
?化学措施 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。
?生物措施 施用有机肥,轮作豆科作物、绿肥,秸杆
还田等以丰富土壤 N素和有机质。
? ( 3)水分调节
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。
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§ 9-3-2-2 人工直接调控
? 2,农业生物的调控:
? ⑴ 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, 遗传工程方法的运用等 ) 。
? ⑵ 种群水平的调节:
?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。
如:草原严重过牧,造成“夏肥、冬瘦、春死亡”的现
象应引以为戒。
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§ 9-3-2-2 人工直接调控
? ⑵ 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;
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 。
?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
放养等 。
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§ 9-3-2-2 人工直接调控
? 3,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,
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。
? 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。
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§ 9-3-2-2 人工直接调控
? 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。
? 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。
? 增大有效输出的数量和多样性。
? 减少非目标性输出。
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§ 9-3-2-3 社会间接调控
三、社会的间接调控
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:市场、交通、科技
信息等。其中价格对农民决策起着决定性影响。
利用社会因素对生态系统进行调控包括:
? 财政系统:政府预算,税收制度等。
? 金融系统:货币发行,银行利率,贷款方向等。
? 工交系统:影响到生态系统的输入数量和种类,也影响

品的流通。
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§ 9-3-2-3 社会间接调控
? 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 。
? 行政系统:政策导向,所有制形式、生产体制等。
? 法制系统:与农业有关的法规。
? 科教系统:影响到生产者的科学文化素质、及农业科技

平的推广和应用情况。
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