《农业生态学》第七章农业生态系统的调节与控制

1、第七章 农业生态系统的调节与控制农业生态系统既靠自然调节，又靠人工调节。水稻对稻田杂草化感作用 农业生态系统和一般受控系统一样，调节和控制的一个重要机制就是利用信息流。w蒲公英播种 蚂蚁通讯 w水稻播种 免耕播种 大棚第一节第一节 农业生态系统的信息流农业生态系统的信息流 一、农业生态系统中的自然信息流 w1 环境与动植物的信息关系 ： w如 日照时间长短 - 植物生殖发育信号 月亮和恒星的位置 - 候鸟飞行方向的信号 地球的磁场和重力 - 植物生长方向的信号 阳光与植物水分与根系和叶片的激素调控w2 .植物与植物间的信息 如植物产生的次生代谢物质（化感作用）如 水稻对稻田杂草化感作用 w3

2、植物与动物间的信息 ：如 玉米受螟虫袭击时释放吲哚和萜烯类物质吸引天敌 w4 动物与动物间的信息 ：如蜜蜂的舞蹈、蚂蚁的触角、海豹的尿作为领域界限。 二、农业生态系统中的人工信息流 w1.仿自然信息 ：如利用人工光源或暗室控制植物的花期，利用人工合成昆虫信息素进行害虫预测预报和诱捕虫等。w2.人工采集和生成的信息：如农民根据作物的长势长相判断栽培措施；利用灯光诱杀害虫等；利用气象卫星进行天气预报等。w3.社会信息 ：如人类利用广播、电视、邮电、出版物等进行信息的传递等。 太阳能杀虫灯三、自然信息与人工信息的比较 四、信息的量度和生态系统进化的量度 w信息论的创始人： C.E.Shannon （

3、香农）w 信息量是该信息所消除的系统不确定性大小的一种量 度，信息量的单位为比特。 w生态系统中的信息通常分为四类 w1. 物理信息 w2. 化学信息 w3. 行为信息 w4. 营养信息 第二节第二节 农业生态系统的资金流农业生态系统的资金流 w一、资金流 w资金流（又称价值流:在农业生态系统中输入含一定劳动的社会资源，经过劳动生产，成为新的产品输出，新产品含有更高的价值，并在销售之后得到实现，这就形成了资金流。w农业生态系统的资金流:在现实生活中，社会资源的输入要用一定的资金按价格购买，产品的输出也按价格换回一定的资金，这样就形成了农业生态系统的资金流。 二、资金流与能物流的关系w1.相偶联

4、的关系 ：通过价格偶联，方向相反价格偶联，方向相反w如购买种子、肥料 - 投入物质、能量，付出了资金 销售农产品 - 输出了物质、能量，得到了资金 2. 脱离了能流、物流的资金流w如经营者与财政金融部门的资金来往 当价格不合理，进行调节如进口收税，出口补贴 生产相对过剩， 价格低，销售补贴； 生产不足，价格高， 消费补贴 3.单独的能物流 w如公共资源的利用和保护，并未伴随有资金的流入与流出，导致成本外摊和收益外泄成本外摊和收益外泄， 易出现经济外部性问题，脱离了社会经济规律的制约。 （1）成本外摊w定义：指生产系统在生产的过程中，消消耗耗了自然资源资源成本和利用利用了自然环境成本，但没有没有

5、在系统的成本核算中得到反映的现象。w例如：过度放牧造成水土流失；w污水排放到河流中，导致下游水质下降。（2）收益外泄w指系统在生产过程中增殖增殖了自然资源，改善改善了自然环境，但没有在系统的经济核算中得到反映的现象。w例如：山区植树，洪灾减少，CO2增多等。w3、时间关联的外部性：一种外部性是和时间有关的外部性问题。如前人植树，后人乘凉（二）经济外部性的解决途径1、在行政行政上，明确资源的所有权和使用权，划定保护区； w2、通过资源与环境的法规建设 ，禁止有害环境的行为； w3、通过教育提高全民的环境和生态意识； w4、采用必要的经济经济手段。通过征收排污费，对破坏环境的罚款，对公用资源的使用

6、实行征税，补贴保护资源和保护环境的工作，奖励对生态环境改善作出贡献的个人和单位。 第四节第四节 农业生态系统的调节控制特点农业生态系统的调节控制特点w一、农业生态系统调控机制的基一、农业生态系统调控机制的基本特点本特点 w1.兼有中心式调控和非中心式调控两种机制。w2.农业生态系统的调控层次。 w1）从自然生态系统继承的非中非中心式调控机制心式调控机制是农业生态系统的第一层调控。w这个层次的调控通过生物与其环境、生物与生物的相互作用，生物本身的遗传、生理、生化机制来实现。 w（2）由直接操作农业生态系统的农民或经营者充当调控中心的人工直接控制人工直接控制构成第二层调控。w这个层次的人直接调度系

7、统的重要结构与功能。农业生产技术是这个层次的主要调控形式之一。w（3）农业生态系统调控机制的第三个层次是社会间接调控社会间接调控。w这一层次通过社会的财政系统、金融系统、工交系统、通讯系统、行政系统、政法系统、科教系统等影响第二层次的农民或经营者的决策和行动，从而间接调控了农业生态系统。 二、自然调控 w1.自然生态系统的调控是通过非中心式调控机制实现的。w生态系统越趋于成熟，自然信息的沟通越丰富，控制系统所特有的和谐、协调、稳定等特点也就越明显。 2.自然调控过程可分为（1）程序调控）程序调控：生物的个体发育、群落演替都有一定的先后顺序，不会颠倒。群落的演替与物种间的营养关系、化学关系都有关

8、。 w（2）随动调控）随动调控：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；植物的根向着有肥水的方向伸；动物随动追捕。w（3）最优调控）最优调控：进化优胜劣汰，蜜蜂六角形蜂巢最省材料；鱼类流线形减少阻力；鸟类骨骼中空省材料适飞行；蛋壳抗压最优薄壳结构。w（4）稳态调控）稳态调控：自然生态系统形成了一种发展过程中趋于稳定、干扰中维持不变、受破坏后迅速恢复的稳定性。w这种稳态主要靠系统的功能组分冗余及系统的负反馈作用这两种机制来获得。wa.系统的功能组分冗余 在一个系统中，具有同一功能的组分数量超过必须的数量，处于备用状态，这称为系统的功能组分冗余。wb.系统的负反馈作用系统的运行结

9、果作为控制信息（反馈信息），回到系统调控中心，对系统未来动态产生影响，这种作用过程称系统的反馈作用。反馈作用可分正反馈和负反馈。 三、人工直接调控 w1 调控途径：w（1）生态环境调控 ： w土壤环境：物理、化学、生物方法 气象因子：建棚舍、人工降雨、地膜覆盖、温室等 水分因子：修水库、水闸、灌溉方式 火因子：地表火与林冠火，以火克火等 w（2）输入输出调控:输入物质和能量，输出产品，控制非 产品输出（污染物） w（3）生物结构调控：个体：品种改良、栽培、饲养方法群体：引进有益生物，控制有害生物。w（4）系统的综合调控(系统模式):农林结合，农牧结合，农渔结合，利用腐生食物链 w2. 农业技术体系的确定：w(1）农业技术必须与农业生物的生理生态特性相适应： 如良种与良法相结合（矮杆品种、抛秧等栽培技术）w(2）农业技术必须与自然条件相适应 ：北方保温技术、南方防止水土流失、减少酸性等w(3）农业技术必须与社会经济文化条件相适应 w经济发达 - 人少地多 - 大型机械化（提高劳动生产率） 经济发达 -