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农业生态学课程论文作物环境及生态 2013级 XXX（13173050xx）摘要：将农业生物的生存、活动、繁殖需要的物质、能量与自然环境作为一个整体，运用生态学的原理及系统论的方法，研究农业生物与其自然环境的相互作用、协同演变，以及社会经济环境对其调节控制规律，分析研究农业领域中的生态问题，探讨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，构成了农业生态学本身及其研究内容。本文将从农业生态学课程学习内容、我国部分农业生态现状及对策、以及农业生态学与土壤学之间的联系，三个方面进行深入学习与探讨。关键词：农业生态学；生态学；生态问题；土壤学Abstract: the agricultural biological survival, activity, reproductive needs of material, energy and the environment as a whole, method using theory and ecology theory, interaction, co evolution of agricultural living organisms and their environment, and social economic environment on the regulation law, analysis of ecological research in agriculture discussion on coordination of agricultural ecological system, component structure and function, promote the sustainable development of agricultural production, agricultural ecology composed of itself and its research contents. Contact the learning content, from the agricultural ecology course in our country agriculture ecological problems, as well as between agricultural ecology and soil science, three aspects of in-depth study and discussion.Key words:农业生态学；生态学；生态问题；土壤学Agricultural ecology; ecology; ecological problems; Soil Science农业生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。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，探讨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1。农业生态学不仅要进行基础性的理论研究，更要为发展农业生产提出切实可行的技术途径，要理论与实践紧密结合。农业生态学是运用生态学的原理及系统论的方法，研究农业生物与其自然社会环境的相互关系的应用性科学。农业生态学是生态学在农业领域应用的一个分支学科。主要研究由农业生物与其环境构成的农业生态系统的结构、功能及其调控和管理途径等。学习农业生态学的目的意义一方面要了解有关生态学的一般知识及理论与方法，另一方面要运用农业生态学的原理和方法分析农业生态系统的资源生态问题与系统优化途径。 农业作为资源、环境关系最为密切的产业2，其生态环境问题一直受到国际社会的普遍关注。农业生产活动是人类改造大自然的社会化行为过程，农业生产是以农业生态系统中的经济产量输出为主要目标，农业生态系统则以追求高质量生态结构稳定和持续进化为目标，这就使得人类对目标获得方式和认识上发生差异，在生产实践过程中对资源的利用缺乏科学的预见性，常常不能预测生态系统的变化后果，往往采取盲目的、掠夺式的资源开发和利用模式，出现了水土流失、土壤贫瘩、水源枯竭、气候变化等生态恶果。生态环境的恶化，生态系统自然状态被打破，区域性的生态系统内循环与外循环失调，引起生态系统内物质流之间、能量流之间以及物质流与能量流之间生物信息交换失控，以至于系统紊乱，农业生产力和自然系统生产力的下降，成为影响社会高和对农业生态系统的更深认识，农业生态问题逐渐引起了关注，防治农业生态问题，减少农业生态危机已经成为重要研究课题3-7。 土壤作为农业资源环境中的重要组成部分，与农业生态息息相关密不可分，农业生态学的研究同时为土壤资源的合理利用、消除土壤低产因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等方面，提供理论依据和科学方法。1农业生态学课程学习内容总结1.1学科定义 农业生态学（Agriculture Ecology）是生态学在农业上的分支，是用生态学和系统论的原理和方法，将农业生物与其自然环境作为一个整体，研究其中的相互作用、协同演变，以及社会经济环境对其调节控制规律，促进农业全面持续发展的学科1。1.2研究内容种群调节 在环境无明显变化的条件下，种群数量有保持稳定的趋势。一个种群所栖环境的空间和资源是有限的，只能承载一定数量的生物，承载量接近饱和时，如果种群数量（密度）再增加，增长率则会下降乃至出现负值，使种群数量减少；而当种群数量（密度）减少到一定限度时，增长率会再度上升，最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平，整个过程如此循环。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量，可保证在不伤及生物资源再生能力的前提下取得最佳产量。 种间关系 一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系1。 常见的是： 食物链。在食物链中，居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者,其数量也受被捕食者的制约;而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定。 竞争。物种间常因利用同一资源而发生竞争：如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化，结果使竞争关系得到缓和，并使生物群落产生出一定的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木,又有矮小耐阴的灌木,各得其所；林中动物或有昼出夜出之分,或有食性差异,互不相扰。互利共生。如地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化，以及蚁和蚜虫的共生关系等，都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构，即生态平衡，平衡的破坏常可能导致某种生物资源的永久性丧失。循环再生 生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生1。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动，既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换，也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。物质循环的正常运行，要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量无机物质被合成为生命物质，形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说，发展中的生物群落的物质代谢是进多出少，而当群落成熟后代谢趋于平衡，进出大致相当。人们在改造自然的过程中须注意到物质代谢的规律。一方面，在生产中只能因势利导，合理开发生物资源，而不可只顾一时，竭泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面，还应控制环境污染。由于大量有毒的工业废物进入环境，超越了生态系统和生物圈的降解和自净能力，因而造成毒物积累，损害了人类与其他生物的生活环境。环境作用 生物进化就是生物与环境交互作用的产物1。生物在生活过程中不断地由环境输入并向其输出物质，而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物，二者总是朝着相互适应的协同方向发展，即通常所说的正常的自然演替。随着人类活动领域的扩展,对环境的影响也越加明显。在改造自然的活动中,人类自觉或不自觉地做了不少违背自然规律的事，损害了自身利益。如对某些自然资源的长期滥伐、滥捕、滥采造成资源短缺和枯竭，从而不能满足人类自身需要；大量的工业污染直接危害人类自身健康等，这些都是人与环境交互作用的结果，是大自然受破坏后所产生的一种反作用。1.3学科方向 农业生态学的基本原理，通常包括四方面的内容：个体生态、种群生态、群落生态和生态系统生态。 一个健康的生态系统是稳定的和可持续的：在时间上能够维持它的组织结构和自治，也能够维持对胁迫的恢复力。健康的生态系统能够维持它们的复杂性同时能满足人类的需求。 美国科学家小米勒总结出的农业生态学三定律如下：农业生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数的效 应，其中许多是不可预料的。这一定律是G.哈定(G.Hardin)提出的，可称为多效应原理。农业生态学第二定律：每一事物无不与其他事物相互联系和相互交融。此定律又称相互联系原理。农业生态学第三定律：我们所生产的任何物质均不应对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。此定律可称为勿干扰原理。 农业生态学的基本原理的应用思路，我认为是模仿自然生态系统的生物生产、能量流动、物质循环和信息传递而建立起人类社会组织，以自然能流为主，尽量减少人工附加能源，寻求以尽量小的消耗产生最大的综合效益，解决目前人类面临的各种环境危机。较为流行的几种思路如下1： 可持续发展1987年世界环境与发展委员会提出“满足当代人的需要，又不对后代满足其发展需要的能力构成威胁的发展”。可持续发展观念协调社会与人的发展之间的关系，包括生态环境、经济、社会的可持续发展，但最根本的是生态环境的可持续发展。 和谐发展 事实上造成当代世界面临的空前严重的生态危机的重要原因就是以往人类对自然的错误认识。工业文明以来，人类凭借自认为先进的“高科技”试图主宰、征服自然，这种严重错误的观念和行为虽然带来了经济的飞跃，但造成的环境问题却是不可弥补的。人类是生物界中的一分子，因此必须与自然界和谐共生，共同发展。 生态伦理 大量而随意地破坏环境、消耗资源的发展道路是一种对后代和其他生物不负责任和不道德的发展模式。新型的生态伦理道德观应该是发展经济的同时还要考虑这些人类行为不仅有利于当代人类生存发展，还要为后代留下足够的发展空间。从农业生态学中分化出来的产业农业生态学、恢复农业生态学以及生态工程、城市生态建设等等，都是农业生态学基本原理推广的成果。在计算经济生产中，不应认为自然资源是没有价值的或者无限的，而是用生态价值观念，应考虑到经济发展对环境的破坏影响，利用科技的进步，将破坏降低到最大限度，同时倡导一种有利于物质良性循环的消费方式，即适可而止、持续、健康的消费观。2我国部分农业生态现状及对策1农业生态危机的成因1.1环境污染导致的生态危机 农业环境问题是农业次生态问题，目前在我国农业环境污染是形成农业生态危机的主要成因之一，点源污染和非点源性污染（面源污染）已经造成区域性农业生态系统结构性破坏，农业生态生境系统多样性丧失，生态功能减退，在某些地区出现水荒、地表水体富营养化、气候异常等。目前从总发展趋势来看，主要表现在非点源污染总量污染贡献率比较突出，这也是引起生态危机主要贡献因素之一，甚至在某些地区还出现点源污染和非点源污染的交叉污染，这些对彻底防比生态问题带来了障碍。1.2生物圈物种改变引起生态危机 生物圈内物种进化的过程中，山于人类有意或无意地使生态系统中的某一种生物消失或引入某一生物，都可能使得生态系统在物质、能量、信平衡或者系统之间能量流、物质流自然性的衔接阻断、不畅或者生物资源替代滞后，导致区域性物种自然淘汰，基因消亡，生物自然的生态生境消失或者毁灭。1.3人为活动产生的生态危机 一方而人为环境破坏(如乱砍滥伐、草地过度放养、资源不合理利用等)，使得资源利用效能降低，造成资源区域性的浪费，区域性生态系统功能调节受到障碍，发生环境系统的改变;另一方面人为非生态新科技的不断使用(如转基因物种的迁移、新技术在农业上的使用等)，使得生态系统内结构功能关系发生紊乱和失调。2我国农业生态问题2.1土地资源减少 土壤资源的生态问题主要表现在人均耕地面积减少，特别是高质量耕地资源减少。土地污染从局部转向非点源污染呈扩大趋势，造成土壤功能减弱或丧失，主要表现在重金属污染、化学品污染，农业废弃物;土壤生态系生物多样性功能减弱，耕地生产力普遍衰退或降低;水土流失、土地荒漠化、沙化等现象严重;非法占用农田耕地的行为时有发生;化肥、农药过量和不当使用以及化肥、农药本身禽养殖业废弃物和大量农业废弃物造成的污染和生态危害。所有这些正成为农业环境污染中的突出问题。2.2水资源缺乏 主要表现:一是水资源总量不足。主要水域污染严重，水资源利用核算体系不科学，水资源利用效能总体较低、浪费较大。我国目前农业用水量约4 000亿m3，占全国用水量的78%，尤其是长江以北地区耕地占全国的65%，而水资源仅占全国的20%8。目前我国平均每年缺水量358亿m3，其中农业缺水300亿m311，受旱2 666.7万hm2，主要集中在西北和华北地区9。二是水资源污染比较严重。据2004年环境公报显,七大水系的412个水质监测断面中，I-II类,IV-V类和劣V类水质的断面比例分别为41.8%,30.3%,27.9%，七大水系总体水质与2003年基本持平，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河水质差10。水污染总体正从东部向西部发展，从支流向干流延伸，从城市向农村蔓延，从地表向地下渗透，从区域向流域扩散。三是水资源浪费较大。我国农业用水技术比较落后，主要灌区的渠系水利用系数只有0.4 -0.6，在田间灌水中，习惯了大畦漫灌，每次的灌水量过大，总的灌溉定额也偏大，北方灌区的灌溉定额高出作物实际需要的2-5倍，水资源的利用率比较低，据估计，每年农业浪费的水量达1000亿m311，所有这些都加剧了农业水资源短缺，严重影响着农业生态安全。2.3生物多样性消减 主要表现在外源农业生物的入侵现象较为严重，农业生物多样性性状缺失或者发生改变。山于生态环境的破环，自然资源调节功能弱化，加之气候异常等原因的影响，我国北方地区形成了干旱半干旱农作区，使得农区单一性抗旱结构布局比较突出，农业物种多样性及生态系统多样性减弱，同时山于农业环境污染、资源不合理开发利用等原因又导致自然生态条件的改变，使得部分已经适应物种生境的资源失去了原本的性状，甚至逐渐消亡。外来物种的入侵，也使得农区生物多样性受到严重威胁，如农业病虫害有美国白峨、美洲斑潜蝇等，农业杂草中海草、“吃机草”、紫茎泽兰等则成为典型的畜牧业害草，山于其较强的生物优势，打破了原有农业生态系统结构和内在平衡，在农区导致农作物病虫害不断发生，造成生物多样性的下降或丧失，严重危害环境生物安全。3解决问题的对策3.1树立科学发展观按照可持续发展和科学发展观的要求 在遵循农业生态系统本身进化的基础上，以提高或维护生态质量、生态稳定性为中心，形成不同的生态安全观;以保护人类健康和社会持续发展为核心，不受生态恶化或者危机造成的伤害，保障社会经济等持续发展;以保护生态系统持续发展为核心，构建合理科学的生态系统和完善生态结构;树立科学发展观，从实现农业可持续发展出发，建立农业生产和农业经济发展的和谐秩序。3.2加快生态资源的调查 在调查的基础上，尽快建立资源库，保护各种生物资源，同时也要按照生态功能分区，认真解决好近期与长远、局部与全局、资源开发与生态保护等方面的关系，切忌盲目上项目，尤其是用水量大、污染环境的项目，对农业生态系统从安全、风险、持续、退化、脆弱、多样性等方面进行评价，实现生态预测在决策中的重要作用12。对各个区域的生态系统进行科学规划、调整结构、加强管理，做到整体统一、协调发展，使得生态资源利用尽可能的结构合理、永久持续，为区域性生态环境安全性、稳定性和社会发展提供科技决策服务。3.3保护生物多样性 生物多样性的稳定是一个生态系统能否长久生存的关键因素，生态系统的多样性是物种、遗传多样性的前提和保证13，生态系统的自然平衡为物种进化和种内遗传变异提供了保证。生物多样性安全涉及遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性，这些都对农业生态系统的安全起着重要的调节、恢复、发展作用。农业生态系统是一个多系统的复合体，是农业生物多样性的自然基础，必须保护好农业生产必须的自然资源的生境系统安全平衡，特别是农业土壤生态系统的安全，维护区域性农业生物和非生物质相互之间能量、信息的传递、转化、发展，维护各子系统内的生境、物种、基因的安全平衡。通过多种措施彻底保护好区域性乃至整体性农区的生物物种资源安全、生存环境安全，不断丰富生物多样性。3.4建立社会保障机制 通过建立各类生境保护区、建立各类重点濒危物种保护区、建立基本农田保护制度、建立各类生物多样性保护区、建立特殊生态群落的保护制度、建立生态安全技术预防措施、建立各类生态资源有效保护利用开发机制等，加大对各类保护区的财政支持力度，要提高农业生态环境科研、监测网络、执法体系的资金支持。从社会一经济一生态持续发展角度及我国目前的农业生态问题可以看出，生态恶化的根本原因主要在于人的行为社会化过程和社会行为的破坏。因此，必须加强农业生态安全法制宣传和教育培训，通过各种途径不断提高各个农区生产者的生产技能，发展无公害生产技术，实现科学饲养、种田，减少化肥、农药、农用膜等盲目投入，依法制比破坏生态的社会行为，依靠科技创新减少非科学的决策和违背自然规律的社会行为，彻底保护好生态环境。3.5建立预警防范机制 农业生态问题的的产生并不是一个短期环境恶化的过程，因此在农业生产的每个环节中必须把环境保护与生态保护协调起来，把农业资源利用与保护发展协调起来。通过建立生态污染的报告制度和污染现状评估、生态环境预测，建立生态污染的风险评估制度、专家评价评估信息系统，生态污染的各类物质环境本底数据元系统、3S(RS,GIS,GPS)监测预警系统，建立公众参与预防机制等，从整体上在全社会形成一个信息网络系统，形成生态危机的社会化预警防范机制。3.6大力发展生态农业生态 农业作为一种新的农业生产发展模式和生产力，在我国探索可持续发展道路中和农业现代化的实践中都得到了应用和发展，目前已经建成生态农业不范点多极化网络体系，使生态农业理论与建设实践紧密结合起来。实践证明，只有发展环境友好型农业模式，才能在减轻农业环境污染，防治生态危机，保护区域性生态安全方面发挥重要作用，也是我国解决“三农”问题的有效途径。3.7推进农业生态经济化 建设农业发展的出发点和落脚点都在发展农业经济上，要从社会效益、生态效益和经济效益三者并重相结合的角度，把农业生态经济建设放在重要位置，通过多种途径推动生态经济建设，实现生态农业建设的社会效益、生态环境效益和经济效益的三赢战略。4农业生态学与土壤学 土壤学、生态学等在为解决生产实践和一系列全球性生态环境问题中一直扮演着重要角色，但土壤沙漠化、土壤退化、水土流失严重、温室效应加剧、臭氧层变薄、自然灾害频繁发生、森林面积和生物多样性锐减等却愈演愈烈14。 农业生态离不开土壤，土壤在农业生态中扮演了重要的角色，同时土壤中又存在更细微的生态学，他们共同形成了土壤生态学，但是，土壤生态绝非“土壤”和“生态”的简单相加。土壤生态学是以土壤生物为中心，研究土壤生物间以及土壤生勿和土壤非生命环境间相互作用，揭示土壤上物群落的结构和功能的科学。其研究重点是土壤理化性质对土壤生物的区系组成、生长、发育和繁殖影响以及土壤生物间和土壤生物与土壤结构间的相互作用，因此不是现今意义的土壤生态，而是经典生态学定义在土壤研究中的延伸，属于经典土壤学的研究范畴或土壤生物个体和群落生态学的内容。部分学者又认为：土壤生态学是土壤学的分支，是应用生态学的原理，及生物、土壤地理研究手段和物理、化学与数学研究方法，研究土壤生态系统中物质循环与能量的传输。 土壤生态学是一门相对独立的新兴边缘学科，虽不完善，但经过众多前人的研究和发展，已经形成了自己的理论体系。根据研究目的来划分土壤生态学分为理论土壤生态学和应用土壤生态学。前者主要研究土壤生态系统中的各类生态现象(如土壤生物的区系组成、土壤生物间的相互作用以及土壤生物与环境因子之间的相互作用)的过程(如能流、物流等)遵循的总体规律。后者主要是根据土壤生态学的原理和方法，研究和解决区域性或全球性生态环境问题，为生产实践等提供可行的手段和途径。二者相互促进，使土壤生态学得以迅速发展。原土壤生态学、湿地土壤生态学、旱地土壤生态学、稻田土壤生态学、污染土壤生态学等。 根据土壤性质划分土壤生态学可分为红壤生态系统生态学、黄壤生态系统生态学、棕壤生态系统生态学等15。根据研究对象的时空尺度还可进一步划分出库区土壤生态学、流域土壤生态学等。可见，土壤生态学的理论体系和研究领域是相当广泛的，尽管许多研究尚未展开，却非常有意义。 土壤生态系统的物流研究物质流的研究是土壤生态学的核心，其目的在于寻找调控物质的输入与输出的环节，提高养分元素的再循环指数和有效利用率，使系统处于良性循环之中，为土壤生态系统的构建和保护提供依据16。研究包括物质在土壤生态系统的输入、运移、传输、转化和输出的途径及机理，养分的转化效率及生态效应等。在研究农地、森林、草地与湿地物质循环过程、模式及机制时，应注意农林复合系统、水域一湿地系统的研究，探索其界面关系及根系分泌物(如酶类)与透冠水对物质循环的贡献，以提高系统生产力，并探索物质循环的最佳模式，从而与水土流失、土壤退化、温室效应、环境污染、物种多样性保护等联系起来。 土壤生态系统的能流研究主要研究成土过程中能量的消耗、系统内能量的收支平衡及生物种群间的能量动态，建立能流模式等17。同时应加强土壤动物和微生物在物流和能流中的作用的研究，研究合理的动植物群落结构(农业生态系统则为作物布局和养殖结构)在提高光能利用率以及系统内能量转化效率的最佳途径，提高系统的生产力。 宏观方面宏观水平的研究主要包括土壤生态系统与区域性或全球性生态环境问题的关系及解决途径等，如湿地生态系统、稻田生态系统及森林土壤生态系统等产生的温室气体对全球变化的影响和人类活动对温室气体产生的影响等;森林和草原土壤生态系统的破坏所导致的生物多样性锐减、土壤沙漠化、土壤退化和水土流失等研究;大型工程对土壤生态系统所造成的不良影响及土壤生态系统对工程的影响等的研究。 中观方面中观水平的研究主要包括土壤生态系统的组成、结构和功能的研究及系统内物流、能流、信息流及经济流的规律、机制和最佳模式的研究;土壤生态分区、土壤生物多样性保护、退化土壤生态系统的恢复与重建，农、林、牧业的可持续发展研究等。虽然把土壤生态学的研究领域分为三个水平，但这三个水平的研究统一