作物栽培环境课件——生态环境-

1、 生态环境 第一节 生态系统第二节农业生态系统 第三节农业生态环境保护一、基本概念（三） 生态系统的类型根据人类活动的影响大小可以分为自然生态系统和人工生态系统。根据能源的来源可以分为无补助的太阳供能生态系统、人类补助的太阳供能生态系统、燃料供能的城市生态系统。根据环境中水分的情况可分为水生生态系统和陆生生态系统。水生生态系统包括淡水湿地生态系统、湖泊和池塘生态系统、溪流与河流生态系统、海洋生态系统等；陆生生态系统包括森林生态系统、草原和稀树草原生态系统、荒漠生态系统等。农业生态系统和城市生态系统也属于陆生生态系统。第一节生态系统二、生态系统的组成与结构（一） 生态系统的组成生态系统由生物和非

2、生物两大部分，生产者、消费者、分解者和非生物环境四种基本成分组成。生产者是指能用简单的无机物制造有机物的自养生物，包括所有的绿色植物和一些化能合成细菌。消费者是指不能利用无机物质制造有机物质的生物。消费者可分为草食动物、肉食动物和杂食动物等。 草食动物指直接以植物为食的动物，如牛、马、羊、兔、某些昆虫等，又称为一级消费者或初级消费者。 肉食动物指以草食动物或其他动物为食的动物，也称为次级消费者。又可分为一级肉食动物、二级肉食动物、三级肉食动物等。 杂食动物也称兼食性动物，是介于草食动物和肉食动物之间，既吃植物又吃动物的生物。人就是典型的杂食动物分解都是异养生物，主要是细菌、真菌、放线菌、原生动

3、物和一些小型无脊椎动物。第一节生态系统非生物环境是生态系统的生命支持系统，是生物生活的场所，提供生物生存所必须的物质条件，也是生物能量的源泉，包括驱动整个生态系统运转的能源和热量等气候因子、生物生长的基质和介质、生物生长代谢的材料等。二、生态系统的组成与结构（二） 生态系统的结构1、生态系统的形态结构任何一个自然生态系统都有明显的分层现象。生态系统中生产者、消费者和消费者之间，以及它们与分解者之间的相互作用、相互联系彼此交织在一起形成网络结构。在一个陆地生态系统（草地）中，草地有高高矮矮绿草的分层现象，地下部分由于生态系统的结构也会随时间不同而变化，这种动态变化可以分为三类：一以长时间量度的生

4、态系统进化；二是以中等时间量度的群落演替；三是以昼夜、季节和年份等短时间量度的周期性变化。生态系统短时间结构的变化，反映了植物、动物等为适应环境因素的周期性变化而引起的整个生态系统外貌上的变化。这种生态结构的短时间变化往往反映了环境质量高低的变化。二、生态系统的组成与结构2、生态系统的营养结构（1）食物链食物链是指生态系统内不同生物之间通过食与被食形成的一环套一环的链状营养关系。一个生态系统中可以有许多条食物链。根据食物链能量流动的起点和生物成员取食方式的差异，食物链可分成三种： 捕食食物链或牧食作物链如草蝗虫蛇鹰，藻类甲壳类小鱼大鱼。 腐食食物链又称碎屑食物链如动植物残体蚯蚓线虫节肢动物；海

5、洋中的有机碎屑浮游动物鱼类等。 寄生食物链如哺乳动物跳蚤原生动物细菌病毒。二、生态系统的组成与结构（2）食物网食物网：在生态系统中，各生物之间的取食和被取食关系往往不是单一的，一种消费者同时会取食多种食物，而同一食物又可能被多种消费者取食，食物链之间交错纵横、彼此相连，构成一种复杂的网络结构。食物网使生态系统中的各种生物直接或间接地联系起来。生物种类越多，食性越复杂，形成的食物网就越复杂，（3）生态金字塔生态金字塔是反映食物链中营养级之间数量及能量比例关系的一个图解模型。生态金字塔的层次多少，对能量的消耗程度有很大影响，层次越多，贮存的能量越少。塔基宽，生态系统稳定，但塔基过宽，能量转化效率低

6、，能量的浪费大。三、生态系统的功能1、能量和能量流动生态系统中的能量主要来源于太阳辐射能量流动是指能量在生态系统中的流动过程，能量在生态系统中的流动转移和转化服从热力学第一定律和热力学第二定律。进入系统的全部能量，最终要释放出去或贮藏在该系统内。系统内总的能量收支平衡，但能量形式可以转换。生态系统的能量消耗主要用于维持系统内生物的生命活动，通过呼吸作用和新陈代谢活动，使固定于植物体内的能量最终以热的形式散失于环境中去。2、生态效率生态效率是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值。（1）植物的同化效率=被植物固定的能量/植物吸收的光能（2）消费者的同化效率被吸收的食物/摄入

7、的食物（3）生长效率=n营养级的净生长量/n营养级的同化量（4）林德曼效率=n营养级上的同化量/n-1营养级上的同化量（5）消费效率=n营养级上的摄取量/n-1营养级上净生产量同化效率和生长效率是营养级内的生态效率，林德曼效率和消费效率是营养级之间的生态效率。三、生态系统的功能（二） 物质循环1、物质循环的概念生态系统的物质循环，也叫生物地球化学循环，是指各种化学元素包括生命有机体必需的营养物质，在不同层次、不同大小的生态系统内，乃至生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，从生物体再到环境，不断进行着的流动和循环。那些生命必需元素的循环通常称为营养物质循环。生物地球化学循环包括地质大循环和生物

8、小循环两部分，二者密切联系、相辅相成。地质大循环和生物小循环的特点相反。地质大循环时间长，范围广，是闭合式的循环；生物小循环时间短，范围小，是开放式的循环。三、生态系统的功能2、主要物质的生物地球化学循环（1）水循环（2）碳循环（3）氮循环四条途径：一是生物固氮，二是工业固氮，三是岩浆固氮四是大气固氮，（4）磷循环3、物质循环的调节（1）水循环的调节（2）碳循环的调节（3）氮循环的调节（4）磷循环的调节4、物质循环中的物质富集三、生态系统的功能（三） 信息传递1、基本概念信息是指由信息源发出的能被使用者接受和理解的各种信号。信息是系统控制的基础，是系统组织程度或有序程度的标志。2、生态系统中信

9、息的类型（1）物理信息 光信息、 声信息、 电信息、 磁信息等四类。（2）化学信息（3）行为信息（4）营养信息3生态系统信息的传递 阳光与植物间的信息联系 植物与植物间的信息交流 植物与动物间的信息交流三、生态系统的功能4、生态系统信息流的人工控制（1）光信息的人工控制（2）化学信息的人工控制（3）声信息的人工控制（四） 生态系统的稳定性1生态平衡（1）生态平衡的概念生态平衡是指生态系统的稳定状态，它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入输出上的稳定。这种稳定是一种动态的平衡。生态系统是由生产者、消费者和分解者三大功能类群以及非生物成分所组成的一个功能系统。（2）生态平衡的内容生态平衡包括生

10、态系统结构的稳定、功能的稳定、能量与物质输入输出的平衡。（3）影响生态平衡的因素影响生态平衡的因素很多，可以归纳为自然因素和人为因素两大类。三、生态系统的功能2生态失调（1）生态失调的概念当外来干扰超越生态系统自我调节能力，使之不能恢复到原初状态即称为生态失调或生态平衡破坏。生态系统存在着一个稳定性阈值。生态系统稳定性阈值，取决于生态系统的成熟程度。生态系统越成熟，其种类组成越多、营养结构越复杂，稳定性也越大，即阈值越高。反之，一个简单人工生态系统的阈值则低。（2）生态失调的表现生态失调主要表现在生态系统的结构和功能上，诸如一个或几个组分缺损、生产者或消费者种群结构发生变化、能量流动受阻、食物

11、链中断等（3）生态失调的原因生态失调的原因就是当外来干扰超越生态系统自我调节能力。解决生态失调的对策有四。一是强化生态意识，确立全球观点；二是要用生态经济学观点指导发展；三是应用生态学原理规划和设计工农业生产和城乡建设；四是控制人口，减轻生态环境的压力。三、生态系统的功能3稳态机制自然生态系统的一个很重要的特点就是它常常趋向于达到一种稳态或平衡状态，使系统内的所有成分彼此相互协调。这种平衡状态依赖于自我调节功能。借助于这种自我调节过程，各组成成分都能适应系统物质和能量输入和输出的任何变化。4反馈调节生态系统的自我调节属于反馈调节。生态系统中某一成分发生的变化必然会引起其他成分出现一系列的相应变

12、化，这些变化最终反过来又会影响到最初导致变化的那种成分，这个过程就叫反馈。反馈有两种类型，即负反馈和正反馈。一、农业生态系统的概念（一） 农业生态系统的组成和结构1农业生物组分农业生态系统中占主要地位的生物往往是人们有意栽种或饲养的，这些生物是人们为获取农产品而刻意培育的，故也称为目标生物。农业目标生物可按农、林、牧、渔、虫、菌来分类2、农业环境组分农业生态系统的环境组分包括自然环境组分和人工环境组分。自然环境组分是从自然生态系统继承下来的，包括由大气环流和地理位置所决定的光照、降水、温度等，以及土壤的物理、化学性质和土壤水分等因素。这些环境组分通常也受到一定程度的人为干预，甚至大气成分也受到

13、人类活动的影响。人工环境组分是各种生产、加工、贮藏的运输设备，如电力、机械、肥料、排灌设施、温室、畜舍、防护林等，它们常以间接的方式对农业生物发生影响。第二节农业生态系统二、农业生态系统的结构农业生态系统的结构主要指农业生态系统内的构成要素即农、林、牧、副、渔各业以及各业内部的组成要素之间的配置方式，能量和物质在各成分或组分要素间的转移、循环途径。农业生态系统的结构包括层次结构、营养结构和时空结构。二、农业生态系统的特点1农业生态系统是在人类强烈干预下的开放系统 自然生态系统所生产的物质绝大部分都留在系统内（如一片原始森林），2农业生态系统往往表现出较高的经济价值，即农业生态系统具有较高的经济

14、效益。3农业生态系统抗逆性较差、稳定性较差，系统的稳定性和持续生产对人工调节与控制有着较大的依赖性。4农业生态系统实际上是一种农业生态经济系统，它受自然生态规律和社会经济规律的双重制约。5农业生态系统是一个综合生产系统 6农业生态系统具有明显区域性 就其营养结构而言，农业生态系统也有与自然生态系统明显不同的特点。一是农业生态系统的食物链上各营养级的生物成员都由人类按生产目的安排。二是农业生态系统中食物链上的各生物成员的生长发育也受到人为控制。三是农业生态系统的营养结构简单，食物链简短而且种类较少。四是农业生态系统营养结构中无机物可充分地转化为有机物，而有机物转化为无机物的过程则不及自然生态系统

15、完善。四、农业生态系统的调控（一） 自然调控（二） 生物调控1农业生物的个体调控2农业生物种群的调控（1）种群密度的调节 （2）繁殖的调控 即调控农业生物的繁殖量，保证农业生态系统对目标生物种子、种苗、种畜（禽）等的需要。合理的种群繁殖速度是保证下一生产周期种群密度的前提。3农业生物群落的调控（1）建立充分利用空间和资源的立体生产体系 首先要充分发挥现有空间和资源的生产潜力。 其次要在种间关系的利用中趋利避害。 再次要提高物质和能量的转化效率。 第四要因地制宜选用目标生物物种和品种并确定适宜的种群密度。 第五要采用综合管理措施。（2）有害生物综合防治在综合防治有害生物时应注意以下三点： 一是允

16、许有害生物在受害允许密度以下存在。 二是充分利用自然控制因素。 三是要将生态系统作为一个整体来管理。（3）非生产性有益生物的保护和利用四、农业生态系统的调控（三） 环境调控环境调控就是通过生物的、化学的、物理的或工程的方法调节和控制生态因子，改善农业生态系统环境，以利于农业生物的生长发育。环境调控主要包括根域环境调控和田间小气候调控。土壤环境调控有物理调控方法土壤耕作措施，施用化肥、土壤结构改良剂、硝化抑制剂等属化学方法，施用有机肥、种植绿肥、秸秆还田、合理轮作换茬、繁殖蚯蚓等生物方法。田间小气候调控的方法很多，如搭建棚舍、覆盖薄膜、建造塑料大棚和温室、施用土面增温剂等可调节和改善局部环境；大

17、规模造林绿化和农田林网建设有利于改善区域性环境；人工降雨、烟雾防霜等可减轻灾害性天气的危害。水分调控也是环境调控的重要内容。在流域的不同部位可分别采用修建水库、建水闸、开采地下水等方法蓄水和引水；田间有沟灌、漫灌方法，还可采用喷灌、滴灌等设施，建立完善的农田排灌系统。(四）输入输出调控1辅助能输入的调节（1）增加能量投入，扩大能量流通 （2）优化投能结构（3）改进投能技术 2产品输出的调节系统产品输出量多少要充分考虑农业生态系统持续性和稳定性的需要，不能只顾目前利益而过度输出。农业生态系统还有非产品形态的输出（五） 系统综合关系调控 系统综合关系调控技术是综合性的。可运用农业生物间的营养食性关

18、系，实现系统内各组分之间的合理衔接。 系统内各业之间关系的协调，可根据本单位的自然条件、社会经济条件和农业技术条件，因地制宜，因时制宜，在各业的物能联系和物能流动平衡上下功夫。一、农业资源的合理利用（一） 农业资源及其分类1农业资源农业资源是指人类的农业活动所依赖的各种自然资源和社会资源的总和。包括光、热、水、空气、土地、农药、农机、劳动力、畜力等等。2农业资源的分类（1）农业自然资源农业自然资源是直接来源于自然界的可应用于农业生产的资源。 可更新资源可更新资源是指能连续不断地或周期性地被产生、补充和更新的自然资源，包括生物资源、气候资源、土地资源、水资源等。生物资源气候资源土地资源水资源第三节农业生态环境保护一、农业资源的合理利用 不可更新资源不可更新资源是指缺乏补充和更新能力，或者其补充和更新周期相对人类经济活动周期而言时间太长的自然资源，包括金属矿产资源、非金属矿产资源和燃料矿产资源（煤、石油、天然气）等。（2）农业社会资源农业社会资源是指来源于