农业生态学课件 第1章 绪论-李秋祝

农业生态学李秋祝植物科学学院liqz@电话公室：植科楼611生态学是关系学，是宽容的充满爱的科学。生态学讲的全是生物与生物、生物与环境之间的爱情故事。生态学是一首情歌、一部情书。天敌又是天友，生态学就是“敌友不分”。刘书润《狼来了》刘书润：著名植物学家和草原生态学家。1938年生于北京，1964年毕业于内蒙古大学生物系生态地植物专业。先后在中国农科院草原研究所、内蒙古大学、内蒙古教育学院等单位从事植物分类学、植物地理学和生态学的研究。近年来主要从事保护区建设、游牧文化等领域的教学和实践工作；退休后不再想做学术、科研工作，一心想当“生态导游”。

课程内容提要绪论（常识）个体生态学（＊）种群生态学（＊）群落生态学（＊）生态系统生态学（＊＊）生物多样性保护（了解）人与自然的协调发展即可持续发展（了解）能量流动、物质循环、信息传递、生态农业、农资利用与环保、农生调控及优化第一章绪论一、生态学的形成与发展二、生态学及农业生态学的含义三、现代农业生态学的任务一、生态学形成与发展生态学的萌芽时期（公元16世纪以前）

自然现象观察、淳朴的生态观生态学的建立时期（公元17-19世纪）1859、1866生物的多度、分布规律，动物的种群研究生态学巩固时期（20世纪初至50年代）1935、1946生态学理论体系、植物群落研究、不同学派现代生态学时期（20世纪60年代至现在）1962关心人类和整个生物圈的健康与发展，向微观和宏观两个方向上扩展，更加综合、系统多细胞真核生物生物大分子如氨基酸等生物出现如单细胞原核生物生命元素环境元素人类出现大气缺氧大气有氧冰期转暖温暖原始农业传统农业现代农业1.萌芽时期原始农业1.萌芽时期伏羲、神农、黄帝八卦、网、弓箭农耕、药材萌芽时期陕西半坡村出土的新石器时代的谷子新石器时代的石质农具浙江余姚河姆渡出土的新石器时代的木柄骨质耒耜

河北磁山出土的新石器时代的石磨盘、磨棒远古时代的石杵臼距今三千多年前，殷代甲骨文中已有畴、疆、圳、井、圃等有关整治土地的文字记载，还有黍、稷、禾、粟、麦、菽、稻等作物种类。五谷

五谷丰登“喜看稻菽千重浪”

稻（禾）、黍、稷、麦、菽

四体不勤，五谷不分现存《尔雅》全书为19篇，其中最后7篇《释草》、《释木》、《释虫》、《释鱼》、《释鸟》、《释兽》和《释畜》不仅著录了590多种动植物及其名称，而且还根据它们的形态特征，纳入一定的分类系统中。成书于公元前1200年左右，作者说法不一《尔雅》保存了中国古代早期的丰富的生物学知识，是后人学习和研究动植物的重要著作。

1.萌芽时期这四篇是我国最古老的农学论文。距今两千多年前（战国末年：公元前239年前后），秦国丞相吕不韦编撰«上农»篇提出重农理论和政策；«任地»篇提出利用土地的原则；«辨土»篇强调根据土壤性质进行耕作；«审时»篇讨论耕作及时与否对作物的影响。«吕氏春秋»“十二月纪”中，就有了立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至等八个节气名称。这八个节气，是二十四个节气中最重要的节气。这八个节气标示出季节的转换，清楚地划分出一年的四季。

共分为十二纪、八览、六论，共十二卷，一百六十篇，二十余万字。

24节气，反映了作物、昆虫等生物现象与气候之间的关系。春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。公元前104年，由邓平等制定的《太初历》，正式把二十四节气订于历法，明确了二十四节气的天文位置。«管子»共24卷，86篇﹐今本实存76篇﹐其余10篇仅存目录。内容极丰，包含道、法等家的思想以及天文、地理、经济和农业等方面的知识。管仲弟子著，约成书于公元前200年左右其中，地员篇关于古代生态地植物学的重要文献，专门论及水土及植物，记述了植物沿水分梯度的带状分布以及土地的合理利用。《地员》篇可分为两大部分。第一部分论述了平原、丘陵、山地、湖泊等不同的地形特征及其植被。它首先叙述了土壤的类型和植物生长。然后论及丘陵、山地的地形特征及其植被，最后以湖边依次垂直分布生长的十二种植物作结。第二部分论述了“九州之土”，它把九州土壤分上、中、下三等，每等三十种，共九十种，并说明了其适合生长的农作物和植被。

《地员》篇不仅是研究古代农业的重要文献，而且对确定其成书的历史地理环境也具有重要价值。

夏绛，1963夏纬瑛，1981总结了北方旱作农业栽培技术，对传统农学产生了深远影响。内容包括12种作物的栽培技术全过程。对于作物的播种期、播种量、播种方法、播种密度、播种深度、覆土厚度等都依据作物种类、土壤肥瘠和气候条件(主要是雨水)等作了详细记载。对收获、留种贮藏、区田法等均有记述。西汉时期汜胜之著(约公元前1世纪)«汜胜之书»是我国最早由个人独立撰写的农书，也是世界上最早的农书。公元6世纪(533-534年)，北魏贾思勰由序、杂说、正文三部分组成，正文92篇，分10卷，共11万字。论述了耕靶耱抗旱保墒、绿肥轮作、用地养地、良种选择和繁殖、林木育苗和嫁接等，对种植作物强调“顺天时，量地利，则用力少而成功多”，否则“任情返道，劳而无获”。是我国和世界现存最古老、最完整的一部农学专著。«齐民要术»重点论述农业生产技术知识，系统总结棉花、甘薯栽培经验，如“精拣核，早下种，深根短秆，稀科肥雍”。全面系统地总结中国传统农业科学技术和农业政策。

公元17世纪（1639年），明徐光启著«农政全书»全书共分为12部分，60卷，50多万字，内容非常详尽。内容丰富，被称为我国近古农业生产百科全书。大豆//小麦休闲轮作间混套种复种小麦//玉米蚕豆//小麦大豆//玉米蚕豆//玉米2.建立时期（公元17-19世纪）标志：1866年，生态学概念提出ErnstHaeckel(1834-1919),德1859年，«物种起源»发表查尔斯·罗伯特·达尔文（CharlesRobertDarwin，1809.2.12—1882.4.19）是英国博物学家，生物学家，进化论的奠基人。工业革命（1750年左右）瓦特改良蒸汽机（1784，英）珍妮纺纱机（1764，英）蒸汽机车（斯蒂芬森，1814，英）现代农业农业化学出现1840年，德国伟大的化学家，人称“有机化学之父”的李比希出版了非常著名的《化学在农业和生理学上的应用》一书，这标志着农业化学的诞生，也可以看作是农业化学化的开端。从1845年起，李比希开始从事化肥生产的研究。他发明了把碳酸钾和碳酸钠混和在一起制钾肥和用硫酸处理骨头生产过磷酸钙，取得发明专利权，并把它们卖给英国和德国的工厂主们，这就是世界上最早的化肥生产。Liebig(1803-1873)化学名为双对氯苯基三氯乙烷(Dichlorodiphenyltrichloroethane)，化学式(ClC6H4)2CH(CCl3)。中文名称从英文缩写DDT而来，为白色晶体，不溶于水，溶于煤油，可制成乳剂，是有效的杀虫剂。为20世纪上半叶防止农业病虫害，减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用。

欧特马·勤德勒于1874年首次合成，具有杀虫剂效果的特性直到1939年才由瑞士化学家PaulMuller发现，并为此获得1948年诺贝尔生理学或医学奖。3.巩固时期（公元20世纪初至50年代）1935年，英国，A.G.Tansley,首次提出生态系统概念1942年，美国，R.L.Lindeman,首次提出食物链概念20世纪60年代，美国，E.P.Odum和我国的马世骏教授首次提出生态工程概念，整体、协调、再生、循环1934.5.11美国黑风暴1953，日本开始出现水俣(yǔ)病

1952.12.5-8日英国伦敦烟雾事件2007.5太湖蓝藻事件2010年10月4日，匈牙利一家铝厂有毒废水泄漏，泄漏的有毒泥浆流入多瑙河干流。多瑙河流经欧洲多个国家，如受污染将会对欧洲生态造成极大伤害。10月7日，一家水质监测机构的官员称，匈牙利一家铝厂泄漏出的有毒废水已经流入多瑙河，这条著名河流的生态系统将面临重大考验。路透社报道，杰尔市水面漂浮白色泡沫，河岸上有大量死鱼尸体。毛尔曹尔河在污染事件中首当其冲，生态系统遭受致命打击。多布森说，在污染河段，“所有鱼类死亡”，植物未能幸免，生物“灭绝”。污染事件频发：从墨西哥湾漏油到匈牙利有毒废水泄漏2010年5月5日美国墨西哥湾水面油污4.现代生态学阶段1962年，《寂静的春天》被称为“生态运动”发出了起跑信号

以一个“一年的大部分时间里都使旅行者感到目悦神怡”的虚设城镇突然被“奇怪的寂静所笼罩”开始，通过充分的科学论证，表明这种由杀虫剂所引发的情况实际上就正在美国的全国各地发生，破坏了从浮游生物到鱼类到鸟类直至人类的生物链，使人患上慢性白血球增多症和各种癌症。所以像DDT这种“给所有生物带来危害”的杀虫剂，“它们不应该叫做杀虫剂，而应称为杀生剂”；作者认为，所谓的“控制自然”，乃是一个愚蠢的提法，那是生物学和哲学尚处于幼稚阶段的产物。她呼吁，如通过引进昆虫的天敌等等，“需要有十分多种多样的变通办法来代替化学物质对昆虫的控制”。RachelCarson（1907-1964）1972年6月5日，瑞典首都斯德哥尔摩，第一次世界环境与发展大会，113个国家，1300多名代表参会。这是世界各国政府共同探讨当代环境问题，探讨保护全球环境战略的第一次国际会议。会议通过了《联合国人类环境会议宣言》（简称《人类环境宣言》或《斯德哥尔摩宣言》）和《行动计划》，宣告了人类对环境的传统观念的终结，达成了“只有一个地球”，人类与环境是不可分割的“共同体”的共识。这是人类对严重复杂的环境问题作出的一种清醒和理智的选择，是向采取共同行动保护环境迈出的第一步，是人类环境保护史上的第一座里程碑。1982年，肯尼亚首都内罗毕。第二次世界环境与发展大会。1992年，巴西里约热内卢。第三次世界环发大会。制定保护生物多样性公约、气候变化公约、关于森林问题的原则声明、21世纪议程、里约宣言。2002年，南非约翰内斯堡。世界环境与发展首脑会议。2009年，丹麦哥本哈根世界气候大会。《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议。这是一次被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。1997年在日本京都召开的《气候框架公约》第三次缔约方大会上通过的国际性公约，为各国的CO2排放量规定了标准，即：在2008年至2012年间，全球主要工业国家的工业二CO2排放量比1990年的排放量平均要低5.2％。共有84国签署。到2009年，183个国家签署，2001年美国退出；2011年加拿大退出。

原则：共同但有区别的责任。1.工业化国家。这些国家答应要以1990年的排放量为基础进行削减。承担削减排放温室气体的义务。如果不能完成削减任务，可以从其他国家购买排放指标。2.发达国家。这些国家不承担具体削减义务，但承担为发展中国家进行资金、技术援助的义务。3.发展中国家。不承担削减义务，以免影响经济发展，可以接受发达国家的资金、技术援助，但不得出卖排放指标。2012年11月26-12月7日卡塔尔首都多哈多哈气候大会闭幕承前启后留悬念。经过连续36小时的艰难冲刺，多哈气候大会在掌声与错愕中落下帷幕，把搁置的难题留给计划于2013年11月召开的华沙气候大会。《京都议定书》最后一刻“得救”。多哈会议通过了一揽子决议，宣布2013年开始实施《京都议定书》第二承诺期。

其一，华沙会议重申了落实巴厘路线图成果对于提高2020年前行动力度的重要性，敦促发达国家进一步提高2020年前的减排力度，加强对发展中国家的资金和技术支持。同时围绕资金、损失和损害问题达成了一系列机制安排，为推动绿色气候基金注资和运转奠定基础。其二，华沙会议就进一步推动德班平台达成决定，既重申了德班平台谈判在公约下进行，以公约原则为指导的基本共识，为下一步德班平台谈判沿着加强公约实施的正确方向不断前行奠定了政治基础。又要求各方抓紧在减缓、适应、资金、技术等方面进一步细化未来协议要素，邀请各方开展关于2020年后强化行动的国内准备工作，向国际社会发出了确保德班平台谈判于2015年达成协议的积极信号。2013年11月11-22日波兰首都华沙2014年12月1-12日秘鲁首都利马秘鲁是南美洲西部的一个国家，北邻厄瓜多尔和哥伦比亚，东与巴西和玻利维亚接壤，南接智利，西濒太平洋，为南美洲国家联盟的成员国。秘鲁是发展中国家，人类发展水平为中等，全国约有50%人口生活在贫穷之中，主要经济活动有农业、渔业、矿业以及制造业等。秘鲁孕育了其中一个最早的文明──小北地区史前文明，以及前哥伦布时期美洲最大的国家印加帝国。16世纪，西班牙征服了印加帝国，建立秘鲁总督区，包含其在南美洲的大部分殖民地。二、生态学(Ecology)的定义1.生态学的定义研究生物与其环境相互关系的科学

内涵：（1）环境对生物的决定和塑造作用（2）生物对环境的适应（3）适应环境的生物对环境的改善作用农业生态学含义：农业生物与自然和社会环境的相互关系2.生态学定义的不同表述H.Thoreau(1858)：索瑞最先提出生态学一词。Reiter(1865)：勒特提出Oikologie(生态学)一词。E.Haeckel(1866):海克尔提出生物与环境的关系

Warming(1909):影响植物生活的外在因子等Elton(1927):科学的自然史A.G.Tansley(1936)：坦斯列提出Ecosystem概念

Kamkapob(1945):生物在形态生理行为等的适应性

Andrewartha(1954):生物分布、多度与环境相互作用

E.Odum(1958):生态系统的结构和功能马世俊(1980):生命系统与环境系统相互关系E.Odum(1997):有机体、物理环境与人类社会

R.E.Ricklefs(2001)：自然的经济学41

生物与环境的关系42

生物与生物的关系3.现代生态学分类①按研究对象层次分为：个体生态学，种群生态学，

群落生态学和生态系统生态学等。②按研究主体类别分为：普通生态学，植物生态学，

动物生态学，微生物生态学和人类生态学等。③按生物栖息地差别分为：淡水生态学，海洋生态学，陆地生态学和空间生态学等。④按渗透学科类别分为：数学生态学，化学生态学，物理生态学，生理生态学，地理生态学，行为生态学，资源生态学，农业生态学，林业生态学等。不同的组织水平三、现代生态学的任务现代生态学的基本任务是：解决人类所面临的生态问题，探究人类末来发展的有效途径，模式与方法。问题------人口爆炸，粮食短缺，资源巨减，能源枯竭，污染加剧（五大生态危机）----生产力降低，生产成本巨增和效益巨减。1、现代生态问题生态危机之一：人口爆炸我国人口已突破13亿，末来50年内将达到18-20亿，现在每年净增1500万，过度膨胀的人口给就业，生活甚至生存带来无法估量的隐患。生态危机之二：粮食短缺

80年代以来，在世界主要的53个国家和地区中，粮食自给率高于95%的只有19个。世界粮食形式日趋严峻。有人预言到2030年我国将进口约3.84亿吨粮食，超过90年代初世界粮食贸易总量。生态危机之三：资源巨减

1）耕地面积减少

2）水土流失加速

3）森林面积下降

4）淡水日趋紧张自然灾害日趋严重生态危机之四：能源枯竭

1）人类以不可再生能源为依托。2）石油，煤炭，天然气贮量巨减。3）水电开发难度加大。

4）太阳能利用技术尚未过关。生态危机之五：环境污染严重2）工业“三废”污染1）农业化肥和农药污染3）生活废弃物污染发展方向---统筹生态，经济和社会三者的关系--以高效持续发展为核心--配套科学的生产经营管理方式与方法。2、人类未来发展方向中国生态学的发展1949年以前，国外归来的学者开展零星研究20世纪50年代至70年代，围绕全国资源调查和国家建设，以橡胶宜林地研究推动了植物生态学的发展，以有害昆虫防治推动了动物生态学发展；同时在生态学应用领域的农业、林业、渔业相应取得了发展；先后建立各类生态系统定位站；1979年10月，中国生态学会成立。20世纪80年代至90年代，认识、追赶国际生态学的发展，学科体系形成和完善。当代中国生态学在研究全球普遍关注的生态问题同时，根据国家对资源环境问题的重大需求开展研究，培养人才。生态学的研究与应用实例基于化学生态学原理研制出性诱剂对实蝇实施诱捕，控制种群数量。生态