农业生态学第三章

第三章农业生态系统的综合结构

第一节概述

一、生态系统的结构物种结构（speciesstructure,组分结构）时间结构（temporalstructure)空间结构：水平结构(horizontalstructure)

垂直结构(Verticalstructure)营养结构（nutritiousstructure,食物链结构）第二节农业生态系统的水平结构

农业区位和社会经济条件对水平结构的影响

1．

不同区位对水平结构的影响（1）

自然区位(naturalzone)

自然条件差异为农作物与牲畜结构安排的重要因素。如荔枝、龙眼、香蕉、柑橘等的分布有其特定地区；又如骆驼、牦牛的分布等。第二节农业生态系统的水平结构（2）杜能农业区位（商品经济发展初期）杜能农业区位阐述了产品流通对商品性农业的生产集约度和产品结构的影响。在假设前提下（自然条件一致；商品生产等），并提出了杜能圈。一、自由农作圈二、农作圈三、轮作农业圈四、谷物农作圈五、三圃式农作圈六、畜牧圈七、自然区域杜能区位理论第二节农业生态系统的水平结构两个结论：1）生产集约度理论：越靠近中心城镇，生产集约度越高。2）生产结构理论易腐烂变质、不耐贮存和单位重量价格低的农产品在靠近城市的区域生产，反之亦然。第二节农业生态系统的水平结构

（3）生态经济区位（经济高度发达阶段）：如美国蔬菜原来主要集中在市郊，后来1/4集中在远离大城市的东南部，还形成了玉米带、棉花带等与自然条件相适应的区域。又如广东省的湛江、化州水果、蔬菜基地。第三节农业生态系统的垂直结构

一、自然地理位置与垂直结构

1．

流域位置：从上游——中游——下游海拔、温度、养分、水分、自然景观、生产力、经济发展等变化第三节农业生态系统的垂直结构

2．

地形变化

（1）大尺度地形变化：见下图

如四川、云南高原：

低热层（甘蔗、蔬菜、热带性果树、药材等）

中暖层：发展粮、油、生猪、蚕桑、烤烟等）；

高寒层：细毛羊、冷杉、铁杉等。图3.5川滇高原随海拔变化的农业生态系统的结构

图3.6四川省米易县农业综合开发示意图

（2）

小尺度地形变化：如四川江津县大桥乡：山顶松杉带帽；半山果棕缠腰；沟坝田土间套；低洼地养四大家鱼。

第三节农业生态系统的垂直结构二、农田立体模式

1．农作物间作：

2．稻田养鱼：鱼类取食浮游生物和水稻害虫，减少病虫害，增加水体氧气；鱼类的粪便和排泄物作为水稻的肥料。主要分布在四川、湖南、江西、江苏、广东等

稻田养鸭第三节农业生态系统的垂直结构二、农田立体模式

3．稻萍鱼：福建、四川、湖南、广西等。上层稻株，中层红萍，下层鱼类。

4.农田种菇：稻田、玉米地种蘑菇；甘蔗地种菇。作物为菇提供遮阴环境，剩余培养料为作物提供肥料。第三节农业生态系统的垂直结构三、水体立体模式1．

鱼的分层放养：利用鱼的不同食性和栖息特性。2．

鱼牧结构：如鱼鸭（猪、鸡、鹅等）混养。基塘系统：粤、浙、苏一带。第三节农业生态系统的垂直结构四、养殖业立体模式

1．

分层立体养殖：节约棚圈材料和综合利用废气物，如新疆米泉县种猪场，上层笼养鸡，中层养猪，下层养鱼。

2.林鱼鸭立体种养：湖北省新洲县林科所，在低洼积水区。第三节农业生态系统的垂直结构五、农林立体模式

1．

农林业系统(agroforestry)的定义：同一土地单元或农业生产系统内既包含木本植物又包含农作物或动物的一种土地利用系统。

第三节农业生态系统的垂直结构五、农林立体模式

2．

农林业模式举例（1）桐粮间作：华北平原已达300多万公顷。分布在河南、山东等地。有几种类型：以农为主、以桐为主、桐粮并重等。（2）枣粮间作：华北、西北等地，尤其在河北、山东较多。有枣树为主、枣粮并举、农作物为主等类型。Forest-rubber-teaintegratedagroecosystem桉树--菠萝间作模式第三节农业生态系统的垂直结构（3）

林胶茶复合经营：在热带地区（云南、海南等）。防护型立体结构，具有良好的环境（减少水土流失，减少病虫害等）和经济效应。如海鸥农场茶叶作为绿色食品，效益很好。第三节农业生态系统的垂直结构（4）

林药间作：许多药用植物喜阴凉、湿润的环境。南方丘陵区：杉木、桐树与黄连、魔芋、天麻、三七、胡椒、肉桂、咖啡、可可等；华北平原：泡桐间作芍药、贝母、板蓝根、天南星、金银花等；东北：松树、杉树间作人参、桔梗等；三北农牧区：胡杨间作干草等。

第三节农业生态系统的垂直结构立体结构的生态学基础：（1）对资源利用的种间互补（空间、时间、营养等）（2）对系统稳定性方面的互补（抗灾，减少病虫害，改善生境，提高土壤肥力等）

第四节农业生态系统的营养结构

一个系统的产出（废弃物）是另外一个系统的投入，废弃物在生产过程中得到多次利用。

一、食物链(foodchain)

生物成员之间通过取食与被取食的关系所联系起来的链状结构。第四节农业生态系统的营养结构二、食物链的类型

1．

捕食食物链(grazingfoodchain)：

如青草-兔子-狐狸-老虎

2．

腐食食物链(detritusfoodchain)：

如：植物残体-蚯蚓-鸡

3．

寄生食物链(parasitefoodchain)：

如：大豆-菟丝子，蛔虫-马（牛）实际生态系统中，经常是以食物网的形式存在。第四节农业生态系统的营养结构

2．

食物链加环类型（1）

生产环：将非经济产品转化为经济产品（2）

增益环：加大了生产环的效益，如猪、鸡粪-蚯蚓-饲料-促进猪、鸡的消化（3）

减耗环：捕食性天敌的引入，减少生产消耗，增加系统生产力（4）

复合环：具有两种以上的功能。稻田养鱼、鸭具有减耗、生产的功能（5）

加工环：通过加工增值，有传统加工，多次加工等。木材-家具；玉米-淀粉、玉米油。食物链加环应注意：加环并非越长越好；讲究综合效益第四节农业生态系统的营养结构

4．

食物连结构举例

（1）以养殖业为主：鸡粪喂猪，猪粪养蝇蛆，蝇蛆作饲料喂鸡，剩余猪、鸡粪回到农田循环利用。第四节农业生态系统的营养结构

4．

食物连结构举例

2）畜禽-沼气食物链结构：

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以沼气为纽带：如畜-沼-果模式（广西恭城县和广东梅县等）

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北方四位一体庭院能源生态模式：厕所-----猪舍--------沼气------温室鸡饲料饲料猪沼气池果园化肥鸡粪粪便粪便鸡肉、蛋粪便粪便猪肉虫、草杂草杂草等沼液等果实沼气系统边界系统边界梅县地区的牧－沼－果模式简图温室（种菜、保温）厕所沼气池猪畜舍猪粪原料肥料肥料保温、肥料保暖饲料家畜产品蔬菜“四位一体”的家庭能源生态模式第四节农业生态系统的营养结构

4．

食物连结构举例

（3）秸秆多级利用：秸秆------培养食用菌------菌渣作畜禽饲料-----养鸡-------鸡粪下沼气-------沼气渣培养食用菌------废料施于农田（4）以污水自净为中心：辽宁大洼县西安生态养殖场，三段净化四次利用。猪舍-水葫芦（吸N）-细绿萍(吸P、K)-鱼塘-稻田获全球500佳称号

第五节农业生态系统的时间结构一、作物套作(relaycropping)1．小麦套玉米：华北地区，小麦收获前15-20天套下去2．作物与蔬菜套种：小麦---菠菜-----番茄------大白菜四种四收结构

4.果农间套作：幼龄果园间套作一年生作物，以短养长第五节农业生态系统的时间结构二、轮