《農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)》PPT課件.ppt

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1、第二章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本生物結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物與環(huán)境 一、自然環(huán)境 自然環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)中作用于生物的外界條件的總和。包括生物生存的空間，以及維持生命活動(dòng)的物質(zhì)和能量。 自然環(huán)境中一切影響生物生命活動(dòng)的因子均稱為生態(tài)因子，如輻射強(qiáng)度、溫度、濕度、土壤酸堿度、風(fēng)力等等。,、 太陽輻射 （）主要功能：一是為地球提供熱量；二是為植物提供光能進(jìn)行光合作用。 （）光對植物的生態(tài)作用是由光照強(qiáng)度、日照長度、光譜成分的作用構(gòu)成。,植物對光強(qiáng)適應(yīng)的生態(tài)類型：陽性植物、陰性植物和耐陰植物。 植物對日長適應(yīng)的生態(tài)類型：長日照植物、短日照植物、中日照植物、中間型植物和不敏感植物 光譜普成分對植物

2、的產(chǎn)量和品質(zhì)有的影響,2、大氣圈。大氣圈是地球表面包圍整個(gè)地球的一個(gè)氣體圈層。 生物大多出現(xiàn)在地表 5070m以下的氣層中，離地表面 1km外的大氣中就很少有生物了。,大氣圈的主要生態(tài)作用： （）供給生物生存所必須的碳、氫、氧、氮等元素； （）防止地球表面溫度的急劇變化和水分的散失； （）防護(hù)地面生物免受外層空間多種宇宙射線的輻射。,水圈。圍繞地球表面的各種類型的水所覆蓋的部分統(tǒng)稱水圈。,水的主要生態(tài)作用： （）為水生生物提供生存環(huán)境； （）避免地球溫度和生物溫度的劇烈變化； （）是生物吸收養(yǎng)分的媒介； （）影響生物分布。,土壤圈。 它是覆蓋在陸地表面及海洋和淡水的底層，形成地球表面很薄的疏松

3、層。 主要生態(tài)作用： （）固定植物，并為植物提供營養(yǎng)和水分； （）為土壤動(dòng)物和微生物提供生存空間。,二、人工環(huán)境 （一） 人工影響的環(huán)境。在原有的自然環(huán)境中，人的因素促使其發(fā)生局部變化的環(huán)境.如放牧的草地、砍伐的森林、排放污水的河流等。,（二）人工改造的環(huán)境。既保持有自然環(huán)境的特點(diǎn)，有受人類活動(dòng)的嚴(yán)重影響。如人工經(jīng)營森林、農(nóng)田、魚塘等。,（三）人工建造的環(huán)境。是人類根據(jù)生物生長發(fā)育所需要的外界條件進(jìn)行模擬或塑造的環(huán)境，如無土栽培、大棚溫室、集約化養(yǎng)殖。,三環(huán)境對生物的制約 （一）最小因子定律和木桶原理 德國化學(xué)家李比西1840年提出“植物的生長取決于數(shù)量最不足的那一種營養(yǎng)物質(zhì)”，即最小因子

4、定律。 廣義：生物的生長取決與數(shù)量最不足的那種生態(tài)因子。 最小因子的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面： （）本身不足會限制作物的生長； （）限制其他處于良好狀態(tài)的因子發(fā)揮效應(yīng)。,應(yīng)用這個(gè)定律應(yīng)注意： （）只有在相對穩(wěn)定狀態(tài)下才能運(yùn)用； （）要注意因子間的相互作用。 木桶原理：水的容量取決于最短那根木塊。,（二） 謝爾福德耐性定律 耐性定律：對具體生物來說，各種生態(tài)因子都存在著一個(gè)生物學(xué)的上限和下限，它們之間的幅度就是該種生物對某一生態(tài)因子的耐性范圍（又稱耐性限度），超過這個(gè)范圍，就會對生物產(chǎn)生不良影響。,高,應(yīng)用這個(gè)定律應(yīng)注意： （）同一種生物對不同種生態(tài)因子的耐性范圍不同； （2）不同種生物對同一生態(tài)

5、因子的耐性范圍不同； （3）同一生物在不同的生長發(fā)育階段對生態(tài)因子的耐性范圍不同；,（4）當(dāng)某個(gè)生態(tài)因子不是處在適宜狀態(tài)時(shí)，則生物對其他一些生態(tài)因子的耐性范圍將會縮小。 （5）同種生物不同種群長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境條件下，耐性范圍會發(fā)生變化，即產(chǎn)生生態(tài)型的分化。 （）任何一種生物，對自然環(huán)境中生態(tài)因子都有一定的耐性范圍，耐性范圍越廣的生物，適應(yīng)性越廣。,（三）生活型和生境 l、生活型。不同種生物長期生存在相同的自然生態(tài)條件，發(fā)生趨同適應(yīng)，而在外貌上反映出相似性和一致性的生物類型。 理解時(shí)注意： （1）不同種； （2）相同環(huán)境； （3）趨同適應(yīng)； （4）外貌相似。,動(dòng)物分為水生動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、

6、陸生地面動(dòng)物、陸生地下動(dòng)物和飛行動(dòng)物等生活型。 植物分成五類生活型： （1）高位芽植物；（2）地上芽植物；（3）地面芽植物；（4）地下芽植物；（5）一年生植物。 .高位芽植物 .地上芽植物 .地面芽植物 .地下芽植物,高位芽植物 這類植物的芽和頂端嫩枝是位于離地面較高處的枝條上，如喬木、灌木和一些生長在熱帶潮濕氣候條件下的草本等。它們之中根據(jù)體型的高矮又可分為大型（ 30m 以上），中型（ 8-30m ），小型（ 2-8m ）以及矮小型（ 0.25-2m ）四類，即大、中、小、矮高位芽。,地上芽植物 這類植物的芽或頂端嫩枝位于地表或接近地表處，一般都不高出土表 20-30cm ，因此

7、它們受土表的殘落物所保護(hù)，在地表積雪地區(qū)也受積雪的保護(hù)。,地面芽植物 這類植物在不利季節(jié)，植物體地上部分死亡，只有被土壤和殘落物保護(hù)的地下部分仍然活著，并在地面處有芽。,地下芽植物 這類植物度過惡劣環(huán)境的芽埋在土表以下，或位于水體中。,一年生植物 一年生植物只能在良好季節(jié)中生長，在惡劣的氣候條件下，它們以種子形式度過不良季節(jié)。,2、生境。適宜具有特定生態(tài)特性的生物種和生物群落，生活的區(qū)域。,四、生物對自然環(huán)境的適應(yīng) （一） 生態(tài)型 同種生物的不同個(gè)體群，長期生存在不同的自然生態(tài)條件和人為培育條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，并經(jīng)自然選擇和人工選擇而分化形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的可以遺傳的類群，稱為生

8、態(tài)型。,理解時(shí)注意： （1）同種生物； （2）不同環(huán)境； （3）趨異適應(yīng)； （4）內(nèi)外不同,冬性小麥,春性小麥,根據(jù)形成生態(tài)型的主導(dǎo)生態(tài)因子類型的不同，可以把植物生態(tài)型劃分為： （1）氣候生態(tài)型。長期適應(yīng)不同的光周期、氣溫和降水等氣候因子而形成的各種生態(tài)型。 （2）土壤生態(tài)型。長期在不同的土壤水分、溫度和肥力等自然和栽培條件的作用下分化而形成土壤生態(tài)型。 （3）生物生態(tài)型。主要在生物因子的作用下形成的生態(tài)型。,根據(jù)資源不同，可以分成若干單一的資源生態(tài)位。如 空間生態(tài)位：物種生長或活動(dòng)的空間范圍。 時(shí)間生態(tài)位：物種生長或活動(dòng)的時(shí)間范圍。 營養(yǎng)生態(tài)位：物種營養(yǎng)需求或取食物范圍。,每個(gè)物種對空間、時(shí)

9、間、營養(yǎng)溫光水氣等資源潛在需求情況和實(shí)際占用情況不同， 這與當(dāng)時(shí)資源實(shí)際出現(xiàn)情況（如氣象因素）、現(xiàn)存最小量資源的影響（最小因子定律）、種間競爭（如仙人掌）等有關(guān)。,（二） 生態(tài)位 、 概念。生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)的對特定生態(tài)因子的綜合適應(yīng)位置。 簡言：生態(tài)位就是生物在空間、食物以及環(huán)境條件等資源譜中的位置。 2、類型 （1）基礎(chǔ)生態(tài)位：某物種能生存的最大空間，或所需要的最大資源范圍。 （2）實(shí)際生態(tài)位：某物種實(shí)際占據(jù)的空間或獲取的資源范圍。,五、生物對自然環(huán)境的影響 （一） 森林的生態(tài)效應(yīng) 1、涵養(yǎng)水源，保持水土。據(jù)我國科學(xué)家測定，每公頃森林土壤能蓄水641-678T。與裸地相比，森林

10、可減少土壤侵蝕量95%以上。,2、調(diào)節(jié)氣候，增加雨量。林區(qū)年均溫比空曠地低 l-2，空氣濕度高出1520。,3、防風(fēng)固沙，保護(hù)農(nóng)田。一條配置合理的林帶，在迎風(fēng)面l3倍樹高的范圍內(nèi)和背風(fēng)面1520倍樹高的范圍內(nèi)，風(fēng)速可以降低4050。盤根交錯(cuò)的樹木根系可以保護(hù)土壤，防止土壤的風(fēng)蝕和水蝕。,4、凈化空氣，防治污染。林區(qū)對二氧化硫的吸收量比無林區(qū)大510倍。據(jù)測算，1hm2森林可以吸附粉塵 30t以上，一般林帶對降塵的阻滯率可達(dá)25左右。,5、減低噪音，美化大地。一條30m寬的林帶，可以降低噪音大約6-8db，沒有樹木的街道，其噪音要比兩旁栽滿樹木的街道大5倍以上。,6、為野生動(dòng)物提供棲息場所，維護(hù)

11、生物多樣性。 如果毀林速度加倍，物種損失將增加2-2.5倍。,據(jù)科學(xué)家測定，一棵正常生長50年的樹，對人類貢獻(xiàn)的生態(tài)價(jià)值為19.6萬美元。其中： 產(chǎn)生氧氣的價(jià)值是3.12萬美元； 吸收有毒氣體防止大氣污染的價(jià)值是6.5萬美元； 防止土地侵蝕、增加肥力的價(jià)值是0.312萬美元； 涵養(yǎng)水源調(diào)節(jié)氣候的價(jià)值是3.75萬美元； 為鳥類等動(dòng)物提供棲息繁衍場所的價(jià)值是3.25萬美元； 生產(chǎn)蛋白質(zhì)價(jià)值是0.25萬美元。 這里還不包括木材本身的價(jià)值。,（二） 農(nóng)田生物的生態(tài)效應(yīng) 1、對土壤肥力的影響； 2、對水土保持的影響； 3、對農(nóng)田小氣候的影響； 4、對凈化環(huán)境的作用； 大豆田

12、 農(nóng)田生物的生態(tài)效益大小受人為因素影響很大。,第二節(jié) 種群 種群是指在某一特定時(shí)間中占據(jù)某一特定空間的一群同種的有機(jī)體的總稱。,一、種群結(jié)構(gòu) （一） 種群的大小和密度 種群大小是指一定面積或容積內(nèi)某個(gè)種群的個(gè)體總數(shù)。 種群密度是指單位面積或容積內(nèi)某個(gè)種群的個(gè)體總數(shù)。 粗密度是指單位空間某個(gè)種的實(shí)際個(gè)體數(shù)量（或生物量）； 生態(tài)密度是指單位棲息空間某個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量（或生物量）。 最適密度，種群增長處于最佳狀態(tài)的密度。 飽和密度，環(huán)境所能允許的最大密度。 最低密度，能夠保持種群生存的密度。,（二)種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比 、 齡級比和年齡結(jié)構(gòu)。若一個(gè)種群中的不同個(gè)體具有不同的年齡，則可按一定的年齡分組

13、，統(tǒng)計(jì)各個(gè)年齡組個(gè)體數(shù)占種群總個(gè)體數(shù)的比率，稱齡級比。 種群的年齡結(jié)構(gòu)是指各個(gè)年齡級的個(gè)體數(shù)在種群中的分布情況。,,,2、性比。是指一個(gè)雌雄異體的種群所有個(gè)體或某個(gè)齡級的個(gè)體中雄性對雌性的比率。 一般以雌性個(gè)體為100，雄性個(gè)體的相應(yīng)比數(shù)。 2004年,我國零歲嬰兒的性比121.2:100; 2005年我國人口性比例在119.86:100。 2007年，中國男性比女性多3700萬(其中初于婚期的男性比女性多1800萬）。 2008年我國人口性比為120.56. 預(yù)計(jì)到2020年，20-45歲的男性比女性多3000萬。,（三） 種群的出生率和死亡率 . 出生率 種群產(chǎn)生新個(gè)體的數(shù)量占種群個(gè)體總

14、數(shù)的比率。 最大出產(chǎn)力：不受外界條件限制時(shí)種群產(chǎn)生新個(gè)體的理論最大值。 生態(tài)出生力：在一定的環(huán)境條件下種群產(chǎn)生新個(gè)體的能力。,2、死亡率 死亡的個(gè)體數(shù)占開始時(shí)種群的個(gè)體數(shù)的比率。 生理死亡率：種群在最適條件下，個(gè)體都活到了生理壽命才死亡，這個(gè)死亡率為生理死亡率。 生態(tài)死亡率：在一定的環(huán)境條件下的死亡率。,（四） 種群的內(nèi)稟增長率與環(huán)境容納量 1、內(nèi)稟增長率 在沒有任何環(huán)境因素限制的條件下，由種群內(nèi)在因素決定的最大增殖速度稱為種群的內(nèi)稟增長率（rm）。又稱生殖潛能。 環(huán)境阻力：就是防礙種群內(nèi)稟增長率實(shí)現(xiàn)的環(huán)境限制因素的總和。,2、環(huán)境容納量 在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中有限的環(huán)境條件下種群所能達(dá)到的穩(wěn)定

15、的最大數(shù)量，稱為系統(tǒng)對該種群對的環(huán)境容納量（K）。 環(huán)境容納量取決于兩方面： （1）環(huán)境條件，光、溫、水、養(yǎng)分等因子或食物、空間等資源； （2）遺傳特性，食性、行為、適應(yīng)能力等.,（五） 種群的空間分布和阿利氏原則 1、種群的分布的基本類型： （1）隨機(jī)分布；（2）均勻分布的；（3）聚集分布。,,2、阿利氏群聚原則 每個(gè)生物都有自己最適的密度，過疏和過密都產(chǎn)生限制影響。,3 種群聚集分布的生態(tài)意義 (1) 改變微氣候和小生境條件,提高種群存活率;(孤樹易被大風(fēng)折斷) (2)有利于分工合作,相互作用(蜜蜂螞蟻等); (3)減少個(gè)體被天敵捕食的機(jī)率; (3)有利于抵抗外敵; (4)種內(nèi)競爭加劇.(

16、缺點(diǎn)),,二、種群的動(dòng)態(tài) （一） 生命表和生命曲線 1、生命表。是可用來綜合評定、預(yù)測種群各年齡組的比例、死亡、存活和壽命等情況一種表格。 動(dòng)態(tài)生命表：根據(jù)對同年出生的所有個(gè)體進(jìn)行存活數(shù)目動(dòng)態(tài)監(jiān)測的資料而編制的生命表為動(dòng)態(tài)生命表，也稱特定年齡生命表或水平生命表。動(dòng)態(tài)生命表中的個(gè)體經(jīng)歷了同樣的環(huán)境條件。 靜態(tài)生命表：根據(jù)某一特定時(shí)間種群不同個(gè)體的年齡結(jié)構(gòu)所作的生命表為靜態(tài)生命表，也稱特定時(shí)間生命表或垂直生命表。它假定種群不同個(gè)體所經(jīng)歷的環(huán)境是相同。,2、存活曲現(xiàn)。存活曲線是反映種群在每個(gè)年齡級生存的數(shù)目的曲線。存活曲線通常分為3種基本類型 ： A()型：凸型的存活錢。 B()型：呈對角線的存活曲

17、線。 C ()型：凹型的存活曲線。,（二）種群增長型 1. 指數(shù)增長 （ J 型增長） 種群在無食物和生存空間限制的條件下呈指數(shù)式增長，種群個(gè)體的平均 增長率不隨時(shí)間變化。,2. 邏輯斯諦增長 （ S 型增長） 在自然條件下，環(huán)境、資源條件總是有限的，當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到一定量 時(shí)，增長速度開始下降，種群數(shù)量越多，競爭越劇烈，增長速度也越 小，直到種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納量（K）并維持下去。增長呈S型,此即生態(tài)學(xué)中著名的Logistic方程（Logistic equation）。 模型的生物學(xué)含義：與指數(shù)模型相比，新增項(xiàng)（1NK）的含義是每增加 1個(gè)個(gè)體，就產(chǎn)生 1K的抑制影響，或者說，每一個(gè)體利用了

18、1K的“空間”，N個(gè)個(gè)體利用了NK的“空間”，而可供種群繼續(xù)增長的“剩余空間”只有（lNK）。,3、指數(shù)增長與邏輯斯諦增長的比較,,三、 三、種群間的相互作用 （一）負(fù)相互作用 、 競爭。 （1）定義。廣義的競爭是指兩個(gè)生物爭奪同一對象而產(chǎn)生的對抗作用。 資源利用型競爭：主要是由于共同利用有限資源而產(chǎn)生的種群間的競爭。 直接干涉型競爭：通過武力來獲取資源的競爭。如動(dòng)物間的格斗屬于直接干涉型。 。,,大草履蟲和雙小核草履蟲一起混合培養(yǎng)時(shí)，雙小核草履蟲在競爭中獲勝（圖）；雙小核草履蟲和袋狀草履蟲一起培養(yǎng)時(shí)，兩種共存。,2、競爭排斥原理（高斯原理） 具有相同生態(tài)位的不

19、同物種，在同一生境中不能長期共存。種間競爭的結(jié)果： （1）一方取得優(yōu)勢，而另一方受到抑制甚至被消滅； （2）兩個(gè)物種占據(jù)不同的空間（地理上的分隔）、吃不同的食物（食性上的特化）或其他生態(tài)習(xí)性上的分隔（如活動(dòng)時(shí)間分隔），這些統(tǒng)稱生態(tài)分離（生態(tài)位分化），兩個(gè)物種都可存在，形成一種共存的平衡局面。,2、 捕食。 （1）定義。捕食是指一個(gè)物種的成員取食另一個(gè)物種成員的現(xiàn)象。狹義的捕食僅指動(dòng)物吃動(dòng)物；而廣義的捕食則包括植食、擬寄生和同種相殘。,,,螳螂捕食,巨形蜘蛛捕食,（2）捕食的生態(tài)作用： A、捕食是一個(gè)主要的選擇壓力，在一定程度上提高了被捕食種群的質(zhì)量； B、捕食是影響群落結(jié)構(gòu)的重要過程（據(jù)

20、研究，禾谷類牧草如果不放牧，草群生長能力、競爭能力降低，逐漸被其他植物所取代)。 C、捕食可以限制種群的分布和數(shù)量。,例如：吹綿介殼蟲對美國加州柑桔種植業(yè)曾造成嚴(yán)重危害，各種農(nóng)藥都無法防治，但在引進(jìn)澳洲瓢蟲作為吹綿介殼蟲原產(chǎn)地的捕食性天敵后，2年內(nèi)就控制了它的危害，這是以捕食性天敵對害蟲作生物防治而取得成功的經(jīng)典實(shí)例。 再如：為了控制荊豆的危害，新西蘭曾引進(jìn)一種梨象，其結(jié)果是，雖然梨象成了當(dāng)?shù)財(cái)?shù)量最多的一種昆蟲，每年消耗95的荊豆種子，但由于荊豆種子數(shù)量比種群繁衍所需多，所以其減少并沒有對種群個(gè)體數(shù)量產(chǎn)生影響。, 寄生 寄生物從宿主的體液、組織或已消化物質(zhì)中獲取營養(yǎng)，通常對宿主有一定的危害，

21、這種關(guān)系稱為寄生。,菟絲子,擬寄生：是一種介于寄生和捕食之間的種間關(guān)系，一般殺死寄主(如寄生蜂與棉鈴蟲)。 超寄生：在寄生物上寄生。 大多數(shù)寄生都有選擇性。多數(shù)寄生植物只限于寄生在一定的植物科、屬中，即寄生具有專一性，這類寄生植物為專性寄生植物。,（二）正相互作用 。附生（偏利作用）。兩個(gè)物種生活在一起，一方利用另一方身體的一部分作為定居空間，但對后者基本沒有不利的影響，沒有直接的營養(yǎng)關(guān)系，這種關(guān)系稱為附生。 吸附在鯊魚腹上的魚,鯽魚附著在鯊魚腹面,蘭花和蕨類與榕樹的附生,,,棕櫚上腐生蕨類植物,,附生蕨類植物,,,附生鳥巢蕨,2、原始合作。原始合作，即兩種生物在一

22、起，彼此各有所得，但二者之間不存在依賴關(guān)系。 作物間作 農(nóng)田養(yǎng)鴨,3、 互利共生。兩種生物必須生活在一起，分開后兩個(gè)種都不能生活，這種對雙方相互有利的關(guān)系稱為共生，也稱互利共生。 菌根(豆科植物與根瘤菌) 地衣(藻類與真菌),（三） 植物分泌物的作用 化感作用（allelopathy）或他感作用,指植物（包括微生物）通過向周圍環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)影響鄰近植物生長發(fā)育的現(xiàn)象。 化感途徑 ：淋溶、揮發(fā)、根分泌、凋落物分解、種子萌發(fā)、花粉傳播 。,作用： 1、吸引作用：植物體散發(fā)出的氣味和花的顏色對昆蟲有著明顯的吸引作用。 2、抑制與促進(jìn)作用。 植物分泌一些化學(xué)物質(zhì)

23、，抑制其他植物生長的現(xiàn)象稱為異株相克現(xiàn)象。 例如，榆屬-楝樹，白蠟樹-櫟樹，白樺-松樹，松樹-云杉，都有相互抑制作用。蔥-菜豆，蕪箐-蕃茄，蕃茄-黃瓜，冬黑麥-小麥之間有相互抑制作用。,胡桃葉能分泌大量胡桃醌對周圍的蘋果、蕃茄和馬鈴薯產(chǎn)生毒害作用。 具有相互促進(jìn)作用的也很多，例如皂角和白蠟樹，槭樹和蘋果、梨樹，洋蔥和甜菜，馬鈴薯和菜豆，豌豆和小麥，玉米和大豆，葡萄和紫羅蘭等彼此間都可通過化學(xué)分泌物相互促進(jìn)生長。,四 種群的生活史對策 （一）生態(tài)對策 生態(tài)對策就是生物為適應(yīng)環(huán)境而朝不同方向進(jìn)化的策略。 生態(tài)對策有兩種基本的類型，即K-對策和r-對策。,(二) K-對策和r-對策的特點(diǎn)

24、K對策的生物：個(gè)體較大，壽命較長，存活率較高，要求穩(wěn)定的棲息環(huán)境，不具較大的擴(kuò)散能力，但有較強(qiáng)的競爭能力。其種群密度較穩(wěn)定。 r對策的生物：個(gè)體較小，壽命較短，存活率較低，但增殖率高，具較大的擴(kuò)散能力，適應(yīng)多變的棲息環(huán)境，其種群密度常出現(xiàn)大起大落的波動(dòng)。,r對策的生物----------------中間型生物------------------- K對策的生物 昆蟲--------老鼠----------兔----------鹿------------獅、虎、象 K對策的生物，遭到激烈的變動(dòng)后，返回平衡的時(shí)間長，種群容易走向滅絕。如大象、鯨魚、恐龍、大型喬木等。這類生物對穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)有重要作

25、用，應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)。 r對策的生物雖競爭力弱，但繁殖率高，平衡受破壞后返回的時(shí)間少。滅絕的危險(xiǎn)性小。,五 種群的調(diào)節(jié) 種群調(diào)節(jié)是指種群個(gè)體數(shù)量的控制。 種群調(diào)節(jié)分密度制約和非密度制約。 （一）密度制約 密度制約是指通過密度因子對種群大小的調(diào)節(jié)過程。 、 種內(nèi)調(diào)節(jié) 種群密度調(diào)節(jié)主要通過種內(nèi)個(gè)體間競爭來進(jìn)行，競爭既決定著生存，還決定生殖能力。 、 種間牽制 種群間對密度的影響主要通過捕食、寄生和種間競爭等作用來實(shí)現(xiàn)的。,(二） 非密度調(diào)節(jié) 非密調(diào)節(jié)主要指非生物因子（包括氣候因素、污染物、化學(xué)因素等）對種群大小的調(diào)節(jié)。氣候因子對結(jié)構(gòu)簡單的種群影響更大。 污染物對種群數(shù)量的影響，與不同生物種對污染

26、物的敏感程度有關(guān)。,第三節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的群落 生物群落是指特定空間或特定生境中各種生物種群所構(gòu)成的集合體。,一、群落的基本特征 （一）具有一定的種類組成群落 （二）具有一定的結(jié)構(gòu) （三）具有一定的動(dòng)態(tài)特征 （四）不同物種之間存在巨大影響 （五）具有一定的分布范圍 （六）形成一定的群落環(huán)境 （七）具有特定的群落邊界特征,二 群落的分布 群落的分布往往受環(huán)境梯度的制約，表現(xiàn)出明顯的緯度地帶性、經(jīng)度地帶性和垂直地帶性 緯度地帶性 （主要受溫度梯度的影響）北半球歐亞大陸從南到北，隨著緯度增加，熱量減少，形成了以熱 量為主的環(huán)境地帶性分布，從南到北植被類型依次是：熱帶雨林季雨林常綠闊葉林落葉闊葉林針葉

27、林草原荒漠(或苔原)。,熱帶雨林,季雨林,常綠闊葉林,落葉闊葉林,經(jīng)度地帶性 （主要受水分梯度的影響）如:我國從東到西因距海遠(yuǎn)近造成水分的差異。相應(yīng)分布著 濕潤森林-半干旱草原-干旱荒漠 等不同的植被類型。,濕潤森林,半干旱草原,干旱荒漠,垂直地帶性:因地形地勢、熱量 和水分等環(huán)境因子條 件會發(fā)生 變化，相應(yīng)物種的分布也會受 到影響。 以臺灣玉山西北坡為例： 從山腳到山頂植被群落依 次是：熱帶雨林山地雨林 樟櫟 常綠闊葉林常綠落葉闊葉混交 林針闊葉混交林落葉闊 葉林暖 溫帶針葉林亞高山針葉林山頂 矮林杜鵑灌叢。,雨量和溫度與植物群落分布,三、群落的結(jié)構(gòu) （一） 群落的水平結(jié)構(gòu) 群落的水平結(jié)構(gòu)是

28、指群落在水平方向上的配置狀況。主要一個(gè)群落內(nèi)部各小群落的分布格局。 陸地自然群落，在多數(shù)情況下群落內(nèi)各物種常常形成斑塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。每個(gè)斑塊就是一個(gè)小群落。,某草地群落的水平結(jié)構(gòu),小群落,（二）群落的垂直結(jié)構(gòu) 群落的垂直結(jié)構(gòu)，主要指群落內(nèi)部的層次結(jié)構(gòu)。 1、自然生物群落的垂直結(jié)構(gòu)。森林群落的分層比較復(fù)雜，典型的可分為5個(gè)層次：喬木層、矮樹層、灌木層、草本層、苔蘚層。,,,2、農(nóng)業(yè)生物群落的垂直結(jié)構(gòu) 稻田從上到下：稻苞蟲、稻縱卷葉螟--飛虱、葉蟬及螟蟲---稻葉甲幼蟲、雙翅目幼蟲等 我國農(nóng)田作物群落的6種主要結(jié)構(gòu)形式： （l）1-1型；（2）1-2型；（3）2-1型；（4）2-2型；（5）3-2

29、型； （6）特殊形式的垂直結(jié)構(gòu)。,魚塘養(yǎng)鴨,玉米魔芋間作,（三） 群落的時(shí)間結(jié)構(gòu) 主要群落的外貌和組成隨 時(shí)間而變化的情況， 一般指群落的季相。 季相：是指隨著氣候季節(jié) 性交替，群落呈現(xiàn)不同的 外貌。,（四）群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng) 群落交錯(cuò)區(qū)：又稱生態(tài)交錯(cuò)區(qū)或生態(tài)過渡帶，是兩個(gè)或多個(gè)群落之間（或生態(tài)地帶之間）的過渡區(qū)域。 森林與草原交界地帶，海灣、沿河兩岸、河口三角洲等 利用：灘涂的利用、城郊農(nóng)業(yè)、間作、基塘系統(tǒng) 等均被認(rèn)為是群落交錯(cuò)區(qū)。,邊緣效應(yīng)：是指群落交錯(cuò)區(qū)物種種的數(shù)目及一些種的密度增大的趨勢。 如我國大興安嶺森林邊緣，具有呈狹帶狀分布的林緣草甸，每平方米的植物種數(shù)達(dá)30種以上，明顯

30、高于內(nèi)側(cè)的森林群落與外側(cè)的草原群落。,四、群落的演替 （一） 自然群落演替 、 演替的概念和類型 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物群落隨時(shí)間的推移，一些物種消失，另一些物種侵入，群落組成及其環(huán)境向一定方向產(chǎn)生有順序的發(fā)展變化，稱為群落的演替。 原初（生）演替：是指從未有過生物的裸地上開始的演替。 次生演替：是在原有生群落被破壞后的地段上進(jìn)行的演替。 旱生演替:在裸露巖石表面開始的原初演替. 水生演替:從湖底或河灣發(fā)生的原初演替.,2、演替的次序和階段 演替系列：在特定區(qū)域內(nèi)，群落演替各個(gè)階段由一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型的整個(gè)取代順序。 先鋒物種：在演替過程中，早期出現(xiàn)的物種 演替種：指演替中期出的物種，又稱過渡

31、種 頂極群落：演替發(fā)展到最后出現(xiàn)的穩(wěn)定的成熟群落。 頂極種：在頂極群落中出現(xiàn)的物種。,典型的旱生演替序列依次是： （1）地衣植物階段； （2）苔蘚植物階段； （3）草本植物階段； （4）木本植物階段； 0-1年 馬唐（一種野草） 1-3 年 高草（草本植物） 3-10年 松侵入 10-30 年 松林 30-70年 硬木侵入 70+ 年 硬木林頂級群落,典型的水生演替系列依次是： （1）自由漂浮植物階段； （2）沉水植物階段（如輪藻）； （3）浮葉根生植物階段 （如睡蓮）； （4）直立水生植物階段 （如蘆葦）； （5）濕生草本植物階段 （禾本科植物）； （6）木本植物階段。,自由漂浮植物,沉水植

32、物,浮葉根生植物,直立水生植物,濕生草本植物,木本植物,（二） 自然群落演替的趨勢 在演替過程中，生物群落的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生著一系列的變化，表現(xiàn)在以下方面： 1、群落中生物種類隨演替而變換。 r-對策型生物大多被K-對策型生物所替代；生物種類數(shù)目逐漸增多；食物鏈關(guān)系由簡單變得復(fù)雜，形成食物網(wǎng)。 2、群落總生物量隨演替而增多。 3、群落環(huán)境營養(yǎng)物質(zhì)增多。 營養(yǎng)物質(zhì)N、P、K、Ca等的物質(zhì)循環(huán)的封閉程度隨演替而增大，使生態(tài)系統(tǒng)保持養(yǎng)分的能力增強(qiáng)。 4、群落的穩(wěn)定性隨演替而提高。,（三）利用群落演替原理建造農(nóng)業(yè)群落 l、建立包括多年生木本植物的混交群落 2、模仿自然頂極的人工群落 3、利用和仿照自然演

33、替過程建造農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),,,五、協(xié)同進(jìn)化 協(xié)同進(jìn)化是指在種間相互作用的影響下，不同種生物間相關(guān)性狀在進(jìn)化中得以形成和加強(qiáng)的過程。 協(xié)同進(jìn)化包括種間競爭協(xié)同進(jìn)化、捕食者-獵物的協(xié)同進(jìn)化以及互利共生協(xié)同進(jìn)化等。 例如，草本植物的生長點(diǎn)不在頂尖而是在基部，使得被啃食后的生長不會受嚴(yán)重影響；有蹄類具有強(qiáng)大的臼（jiu）齒，便于磨碎粗糙的食物，牛羊等反芻動(dòng)物具有構(gòu)造復(fù)雜的胃。,第四節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性 一、生物多樣性的概念 (一) 生物多樣性的定義和層次類型 生物多樣性是生物與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。 1、遺傳多樣性。遺傳多樣性是指種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同

34、的種群間和同一種群內(nèi)的遺傳變異，亦稱為基因多樣性。包括生態(tài)型和農(nóng)業(yè)上的品種。,2、物種多樣性。 物種多樣性是指物種水平的生物多樣性。,原始森林,人工森林,3、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣化以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境差異、生態(tài)過程變化的多樣性。,單一的自然生態(tài)系統(tǒng),多樣的自然生態(tài)系統(tǒng),單一的平原農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),多樣的丘陵農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),4、景觀多樣性。由不同類型景觀要素（基質(zhì)、斑塊、廊道）或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣化和變異性。,（二） 生物多樣性的價(jià)值 1、生物多樣性的直接價(jià)值：食物、藥材、工業(yè)原料（中國1.8萬億）。 2、生物多樣性

35、的間接價(jià)值：遺傳資源、調(diào)節(jié)氣候、穩(wěn)定水文、保護(hù)土壤、儲存元素、維持進(jìn)化、降低污染（中國37.3萬億）,二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性 （一）農(nóng)業(yè)活動(dòng)對生物多樣性的影響 1、土地農(nóng)業(yè)利用對生物的影響 2、農(nóng)業(yè)耕作方式對生物多樣性的影響 3、農(nóng)田雜草防治措施對生物多樣性的影響 4、殺蟲劑及其使用對生物多樣性的影響 5、放牧對草地生物多樣性的影響 6、作物間套輪作對生物多樣性的影響 7、農(nóng)業(yè)動(dòng)植物品種改良對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中遺傳多樣性的影響,（二）中國農(nóng)業(yè)生物多樣性的特殊性 1.栽培和養(yǎng)殖物種種類繁多 當(dāng)前中國栽培作物種類共600多種，居世界首位; 飼養(yǎng)的畜禽品種和類群共596個(gè); 我國內(nèi)陸水域魚類共存7

36、70種、蝦蟹類281種，內(nèi)陸、領(lǐng)海域共存魚類1695種。 國家農(nóng)作物種質(zhì)庫已收集保存糧食和經(jīng)濟(jì)作物種52種，蔬菜類作物種80種，果樹類作物種30多種，總計(jì)遺傳資源 238 785份。全國有家畜、家禽品種及類型590個(gè)，主要的淡水養(yǎng)殖魚類24種。,2. 生物種類繁多 我國生物多樣性約占世界總量的10以上，在全球居有顯著重要地位。 3. 物種特有性 許多品質(zhì)優(yōu)異而獨(dú)特的地方特產(chǎn)種，其中全國品質(zhì)優(yōu)良水稻就有數(shù)十種，中國各地特產(chǎn)名茶有數(shù)十種。 4. 生境類型特有性 5.人為因素直接影響農(nóng)業(yè)物種數(shù)量和生境分布,（三）威脅中國農(nóng)業(yè)生物多樣性的因素 1 . 土地集約化利用加重了農(nóng)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)單調(diào)化。 2

37、.污染使生態(tài)系統(tǒng)改變。 3.普遍推廣高產(chǎn)品種導(dǎo)致地方品種消失 4.土地過度開發(fā)利用和利用不合理。,礦產(chǎn)開采占用和破壞土地面積持續(xù)增長。據(jù)吉、蘇、閩、豫、鄂、湘六省統(tǒng)計(jì)比較， 2000年因礦產(chǎn)開發(fā)占用的土地為 73.56 萬公頃，比 1986 年增加了 1.96 倍；破壞土地面積 19.56 萬公頃，約為占用土地面積的 26.6% ，比 1986 年增加了 4.71 倍,（1）土地過度開發(fā),吉、蘇、閩、豫、鄂、湘 六省礦產(chǎn)開發(fā)土地占用和破壞年代比較,吉、蘇、閩、豫、鄂、湘 六省礦產(chǎn)開發(fā)土地占用和破壞年代比較,（2）生境片段化,單位面積斑塊數(shù)由1988年的 240 上升為2000年的 343,

38、5. 特定種的適宜條件變化（氣候變暖、干旱等） 如氣候變暖威脅兩極生物的 生存；易蝗蟲等害蟲爆發(fā)，植物病害增加等。 6.外來物種侵入,廣東省松突圓蚧入侵分布圖,據(jù)廣東省不完全統(tǒng)計(jì)，造成直接經(jīng)濟(jì)損失較大的主要外來物種約有 26 種 ，其中昆蟲 23 種 ，動(dòng)物 1 種 ，植物 3 種 。 2000 年全省外來物種入侵的面積約為 108.12 萬 hm 2 ，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約為 20.71 億元 。,鳳眼蓮,【別名】水葫蘆、鳳眼藍(lán),水葫蘆原產(chǎn)于南美，在原產(chǎn)地巴西由于受生物天敵的控制，僅以一種觀賞性種群零散分布于水體，1844年在美國的博覽會上曾被喻為“美化世界的淡紫色花冠”。自此以后，水葫蘆被

39、作為觀賞植物引種栽培，現(xiàn)已在亞、非、歐、北美洲等數(shù)十個(gè)國家造成危害。 19世紀(jì)期間引入東南亞，1901年作為花卉引入中國，30年代作為畜禽飼料引入中國內(nèi)地各省，并作為觀賞和凈化水質(zhì)的植物推廣種植，后逃逸為野生。 由于其無性繁殖速度極快，現(xiàn)已廣泛分布于華北、華東、華中、華南和西南的19個(gè)省市，尤以云南（昆明）、江蘇、浙江、福建、四川、湖南、湖北、河南等省的入侵嚴(yán)重. 由于繁殖迅速，又幾乎沒有競爭對手和天敵（雖然有多種野生、家養(yǎng)動(dòng)物以其莖葉為食，但取食量較小，與其龐大的生長量相比毫無影響），在我國南方江河湖泊中發(fā)展迅速，成為我國淡水水體中主要的外來入侵物種之一。入侵最嚴(yán)重的地區(qū)，最早被報(bào)道的有

40、滇池，其它還有太湖流域等。,水葫蘆,薇甘菊:屬菊科（compositae）、假澤蘭屬（Mikenia）多年生草本 乘風(fēng)傳播擴(kuò)散其種子是薇甘菊廣泛入侵的重要原因。,薇甘菊原產(chǎn)于中美洲，現(xiàn)已廣泛傳播到亞洲熱帶地區(qū)，如印度、馬來西亞、泰國、印度尼西亞、尼泊爾、菲律賓，以及巴布亞新幾內(nèi)亞、所羅門、印度洋圣誕島和太平洋上的一些島嶼包括斐濟(jì)、西薩摩亞、澳大利亞北昆士蘭地區(qū)，成為當(dāng)今世界熱帶、亞熱帶地區(qū)危害最嚴(yán)重的雜草之一。 大約在1919年薇甘菊作為雜草在中國香港出現(xiàn)，1984年在深圳發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在廣泛分布在珠江三角洲地區(qū)。該種已列入世界上最有害的100種外來入侵物種之一。,,薇甘菊,大米草原產(chǎn)于英國南海岸

41、，是歐洲海岸米草和美洲米草的天然雜交種。,大米草是禾本科米草屬幾種植物的總稱。福建最早從美國引種來防沙固堤，不料，大米草的繁殖能力極強(qiáng)，草籽隨潮漂流，見土扎根，根系又極其發(fā)達(dá)，每年以五六倍的速度自然繁殖擴(kuò)散。大米草瘋長，不但侵占沿海灘涂植物的生長空間，致使大片紅樹林消亡，而且導(dǎo)致貝類、蟹類、藻類、魚類等多種生物窒息死亡，并與海帶、紫菜等爭奪營養(yǎng)，水產(chǎn)品養(yǎng)殖受到毀滅性打擊。僅寧德地區(qū)，農(nóng)民每年減收達(dá)數(shù)億元之巨。另外，大米草還影響了海水的交換能力，導(dǎo)致水質(zhì)下降并誘發(fā)赤潮；堵塞航道，影響各類船只出港。,,瘋長的大米草,紫莖澤蘭:紫莖澤蘭又名破壞草、解放草，屬菊科多年生草本植物或亞灌木。原產(chǎn)美洲的墨西

42、哥，因其莖和葉柄呈紫色，故名紫莖澤蘭。 1935 年我國在云南南部首次發(fā)現(xiàn)，隨河谷、公路、鐵路自南向北傳播。侵占農(nóng)田、林地，與農(nóng)作物和林木爭水、肥、陽光和空間，能分泌化感物，排擠鄰近多種植物；堵塞水渠，阻礙交通；全株有毒，更糟糕的是，紫莖澤蘭的種子上面有很多細(xì)毛，牛吃了消化不了，會得嚴(yán)重的胃病，變得越來越不健康,危害畜牧業(yè)等。,紫莖澤蘭,加拿大一枝黃花 原產(chǎn)北美，花黃色；1935年作為觀賞植物引進(jìn)我國，上世紀(jì)八十年代擴(kuò)散蔓延，成為河灘、路邊荒地、鐵路兩側(cè)、農(nóng)田邊、平原城鎮(zhèn)住宅旁生長的惡性雜草。 加拿大一枝黃花是一種菊科多年生草本植物，又名“霸王花”，具有適應(yīng)性強(qiáng)，繁殖迅速等特點(diǎn)。它既可通過發(fā)達(dá)

43、的根莖，進(jìn)行無性繁殖，實(shí)現(xiàn)近距離快速蔓延，也可通過風(fēng)力和鳥類進(jìn)行遠(yuǎn)距離種子傳播。還能隨土壤傳播，帶有花籽的泥土被運(yùn)到哪里，它就能生長到哪里。,,,加拿大一枝黃花,水花生:別名 ：水花生、喜旱蓮子草、空心莧。 來源 植物空心蓮子草Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb.的地上部分。 分布：生于池沼、水溝。原產(chǎn)巴西；北京、江蘇、浙江、江西等地引種，后逸為野生。 1892年在上海附近島嶼出現(xiàn),50年代作豬飼料推廣栽培,此后逸生導(dǎo)致草災(zāi)。,,水花生,（四）中國生物多樣性保護(hù) 1.保護(hù)生物種類的多樣性 我國有陸生野生動(dòng)物330多種，其中，國家一級保護(hù)陸生野生

44、動(dòng)物有大熊貓、金絲猴、長臂猿、丹頂鶴等共90多種；國家二級保護(hù)陸生野生動(dòng)物有小熊貓、穿山甲、黑熊等共230多種。,,,金絲猴,,長臂猿,,藏羚羊,,白暨豚,中華白海豚,,,中華鱘,,,丹頂鶴,我國有389種重點(diǎn)保護(hù)植物，其中一級8種，二級159中，三級222鐘。 中國一級保護(hù)植物,,桫欏（臺、閩、粵、桂、滇、黔、川、藏,,銀杉（桂、湘、川、黔）,,水杉（鄂、川、湘),,,禿杉（黔、滇、鄂）,,,野人參（東北）,,,望天樹（云、桂）,,珙桐（陜、鄂、湘、黔、川、滇）,,,金茶花（桂）,2. 維持生物種群的再生能力 （1）維持資源植物種群基數(shù) （2）保持資源植物正常的增殖能力 保護(hù)好生存條件；人工創(chuàng)造繁殖環(huán)境；人工增殖（組織培養(yǎng)） (3)保護(hù)生物繁衍的生態(tài)環(huán)境。,3 生物多樣 性保護(hù)的途徑 (1) 制定保護(hù)法規(guī)，加強(qiáng)保護(hù)的宣傳教育。 (2)建立、健全相關(guān)的管理機(jī)構(gòu) (3)建立自然保護(hù)區(qū)和動(dòng)植物園(就地保護(hù)與遷地保護(hù)) （4）農(nóng)家保護(hù)（尤其是遺傳多樣性） (5)研究與生物有關(guān)的科學(xué)技術(shù)。,