农业生态学复习题汇总

第一章1．什么是生态学和农业生态学?生态学：研究生物与其周围环境（包括非生物环境与生物环境）相互关系的科学。农业生态学：研究农业生物之间、环境之间及生物与环境之间的相互关系及调控途径的科学。（研究环境、气候和土壤与农作物遗传，民育及产量与质量关系的科学）。2．为什么说农业生态与自然生态不完全一致?书28页农业生态与自然生态的区别：生物构成、环境条件、结构组成与功能、稳定机制、开放程度、生产力、能量流特征、养分循环特点及系统服从规律、运行目标3．农业生态学的主要任务及其发展趋势是什么?农业生态学的趋势展望：随着人类社会的不断发展，人口持续增长和对产品需求的不断提高，全球性的资源和生态环境问题日趋严重，并已引起国际社会的高度重视。如何协调人类社会经济发展与生态保护的矛盾，已逐步成为可持续发展的焦点问题。作为直接以生物和自然资源环境进行再生产的农业，其可持续发展问题显得更为重要，而以研究农业生态系统生物与环境关系的农业生态学，也必将随之受到更普遍的重视。能源和水资源的短缺、生态环境的破坏、污染加剧等资源环境问题日趋严重。随着人口的进一步增长和社会经济的不断发展，这些生态问题仍有加剧趋势。如何合理调控农业生态系统，协调生态一经济一技术之间的关系，是农业生态学的重要任务和目标。有效解决产量与品质、增产与增收的矛盾，提高农业效益和增强国际市场竞争力等已是新阶段农业的迫切任务。在这种背景下，有效解决日趋严重的资源与环境问题意义更为重大。在我国农业由传统农业向现代农业发展进程中，农业生态学的研究和应用也将越来越活跃，其学科地位和作用将更加突出。根本任务：运用农业生态学的理论和方法，分析研究农业领域中的生态问题，探讨协调农业生态系统组分结构及其功能，促进农业生产的持续高效发展。面临问题：人类社会的发展在一定程度上必然要以牺牲自然资源为代价，如何尽可能减轻经济发展对生态环境的压力和降低资源成本，走可持续发展之路。农业生态系统是农业生态学的研究核心在基础和应用基础研究方面，农业生态学要揭示农业生态系统的结构组成规律、功能运转规律、输入输出构成规律、效益与效率提高规律、系统调控规律、系统演变规律等。在应用研究方面，农业生态学为了生态农业建设、农村可持续发展、健康安全食品生产，开展现状评价、诊断和预测，提供农业优化模式的工程设计，并对配套的技术和政策提供建议。农业生态学作为一门大学本科课程，介绍农业发展中三大效益矛盾统一的基本事实，阐述农业生态系统相互关系的基本原理，展现各种农业可持续发展的基本思路，探讨农业生态系统的调查研究基本方法。这使得农业生态学有利于提高各农科专业学生的系统意识、生态意识和可持续发展意识，有利于相关学科知识的融会贯通和灵活运用。重要问题1.生态学与农业生态学含义和研究内容；1)生态学是研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物学基础分支学科。2)生态学是研究以种群、群落和生态系统为中心的宏观生物学。3)生态学的研究重点在于生态系统和生物圈中各组成成份之间，尤其是生物与环境、生物与生物之间的相互作用。生态学主要研究的问题(4W)\n生物的分布格局与规律:在哪里(Where)生物的时空量度:有多少(Which)决定生物分布与量度的内在与外在原因:为什么(Why)发展生产力、稳定与改善环境的原则与途径:(Whatcanbedone)著名生态学家E．P．Odum(1971)在其所著的《生态学基础》(FundamentalsofEcology)一书中，认为生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。具体内容应包括：(1)一定地区内生物的种类、数量、生物量、生活史及空间分布；(2)该地区营养物质和水等非生命物质的质量和分布；(3)各种环境因素，如温度、湿度、光、土壤等，对生物的影响；(4)生态系统中的能量流动和物质循环；(5)环境对生物的调节和生物对环境的调节。农业生态学的研究对象主要是农业生态系统。即研究农业生物之间、环境之间及生物与环境之间的相互关系及调控途径。利用生态学及系统学的理论与方法对农业系统各组成成分及其相互关系进行研究，以提高其整体效益。农业生态学的主要内容包括农业生态系统的组成、结构、功能及其调控的原理和技术途径。农业生态系统的组分与结构农业生物和环境组分：农作物、畜禽等和自然环境与社会经济环境；农业生态系统的层次结构：不同生产层次的结构的相互关系；农业生态系统的空间结构：在自然与社会经济条件影响下的地域分布特点、水平及垂直上的结构配置；农业生态系统的时间结构：系统的演化规律，随时间的变化趋势等；农业生态系统的营养结构：农业生态系统中的食物营养关系、食物链等。农业生态系统的能量流动及物质循环农业生态系统中各组分之间的能量和物质的流动、转化的途径与通量强度，物质和能量转化利用的效率与效益，以及伴随物流、能流转化过程的信息传递和价值转移的途径及规律等。农业生态系统生产力农业生态系统的初级生产力(植物性生产)和次级生产力(动物性生产)，协调各级生产及提高农业系统总体生产力的途径及调控措施等。农业生态系统的人工调控与优化对农业生态系统调控机制分析及利用生态工程技术对农业系统进行人工调节和优化，生态农业建设的原理及技术等。农业资源的合理利用与生态环境保护农业生产对资源合理利用的原则及途径；农业生产对生态环境的不利影响与防治途径；以及资源环境对农业生产的反作用等。2.农业生态学的特点。(一)理论实用性(二)学科交叉性(三)研究统一性(四)宏观层次性第二章概念与术语\n系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体。生态系统：生物与生物之间以及生物与其生存环境之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体，称为生态系统。简言之，在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的具有一定功能的统一体称为生态系统。生产者：生产者是能利用简单的无机物合成有机物的自养生物。能够通过光合作用把太阳能转化为化学能，把无机物转化为有机物不仅供给自身的发育生长，也为其他生物提供物质和能量，在生态系统中居于最重要地位。除了绿色植物外，能进行化能合成作用的细菌（硝化细菌等）也都是生产者。消费者：是指除了微生物以外的异养生物，主要是指依赖初级生产者或其它生物为生的各种动物。分解者：主要是指以动物残体为生的异养微生物，包括真菌、细菌、放线菌、也包括一些原生动物和腐食性动物生物圈(Biosphere)：地球上存在生物有机体的圈层。包括大气圈的下层、岩石圈的上层、整个水圈和土壤圈全部。生物圈是地球上最大的生态系统。农业生态系统：是指在人类的积极参与下，利用农业生物种群和非生物环境之间以及农业生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效的生态机能，进行能量转化和物质循环，并按人类的理想要求进行物质生产的综合体。组分结构：是指生态系统中生物组分由哪些生物种群所组成，它们之间的量比关系。指农、林、牧、渔、副(加工)各业之间的量比关系，以及各业内部的物种组成及量比关系。垂直结构：指农业生物类群在同一土地单元内，垂直空间上的组合与分布。农业生物也因适应环境的垂直变化而形成各类层带立体结构。水平结构：指一定区域内，各种农业生物类群在水平空间上的组合与分布，亦即由农田、人工草地、人工林、池塘等类型的景观单元所组成的农业景观结构。时间结构：生态系统中各生物种群在空间上的配置和在时间上的分布，构成了生态系统形态结构上的特征。营养结构：生态系统中由生产者、消费者、分解者三大功能类群以食物营养关系所组成的食物链、食物网是生态系统的营养结构。能量流动：能量是生命活动的动力。生态系统的能量来自太阳辐射，能量沿着生产者—消费者—分解者单向流动，是驱动一切生命活动的齿轮。物质循环：物质是生命活动的基础。生态系统中的物质，主要是指生物为维持生命所需的各种营养元素，它们沿着食物链在不同营养级生物之间传递，最终归还环境，并可被多次重复吸收利用，构成物质循环。信息传递：在生态系统中，生物与环境产生的物理信息(声、光、色、电等)、化学信息(酶、维生素、生长素、抗生素等)、营养信息(食物和养分)和行为信息(生物的行为、动作)在生物之间、生物与环境之间的传递，把生态系统的各组分联系成为一个整体，具有调节系统稳定性的功能。信息流：农业生态系统不但保留了自然生态系统的自然信息网，而且还利用了人类社会的信息网，利用电话、电视、广播、报刊、杂志、教育、推广、邮电、计算机网络等方式高效地传送信息。\n价值流：价值可在农业生态系统中转换成不同的形式，并且可以在不同的组分间转移。以实物形态存在的农业生产资料的价值，在人类劳动的参与下，转变成生产形态的价值，最后以增值了的产品价值形态出现。价格是价值的表现形式，以价格计算的资金流是价值流的外在表现。基本内容1.系统的基本特征：系统结构的有序性、整体性、功能的整合性；2.生态系统的组成：生物组分和非生物组分；3.生态系统的结构：物种结构、时空结构、营养结构；4.生态系统的功能：能量流动、物质循环、信息传递；5.生态系统的类型：按环境特征划为分和按人工干预程度划分的各类生态系统；6.农业生态系统的组成：生物组分(农业生物)和环境组分(自然环境组分和人工环境组分)；7.农业生态系统的结构：组分结构、时空结构、营养结构；8.农业生态系统的功能：物种流、能量流、物质流、信息流、价值流。9中国典型农业生态系统：农田生态系统、草地生态系统、湿地生态系统类型重要问题农业生态系统与自然生态系统在生物构成、环境条件、结构组成与功能、稳定机制、开放程度、生产力、能流特征、养分循环特点及系统服从规律、运行目标等方面的主要区别。思考题1．什么是系统?系统有何特征?1)系统结构的有序性系统的边界系统的层次2)系统的整体性各要素之间的一定数量和空间位置排列关系3)系统功能的整合性1+1>22．什么是生态系统?生态系统包括哪些组分?作为生态系统来说，生物和非生物成分是缺一不可的。如果没有非生物环境，生物就没有生存的环境和空间。多种多样的生物在生态系统中扮演着重要的角色。根据生物在生态系统中发挥的作用和地位，可划分为生产者、消费者和分解者，即三大功能类群。生态系统的成分都可以概括分为：生命支持系统(非生物环境)、生产者、消费者和分解者四种基本成分\n生态系统生物部分非生物部分（生命支持系统）非生物环境物质代谢原料能源—太阳能、其他能源气候—光照、温度、降水、风等基质和介质—岩石、土壤、水、空气等CO2、H2O、O2、N2等无机盐（矿物质原料）腐殖质、脂肪、蛋白质、碳水化合物等微生物（细菌、真菌等）生物组分绿色植物、光合细菌、化能细菌等食草动物—一级消费者一级肉食动物—二级消费者二级肉食动物—三级消费者杂食动物—杂食消费者腐食消费者、其他消费者生产者消费者分解者3．生态系统的结构和功能是什么?生态系统的结构指生态系统中组成成分及其在时间、空间上的分布和各组分间的能量、物质、信息流的方式与特点。生态系统的结构包括物种结构，时空结构，营养结构。(一)物种结构又称组分结构。是指生态系统中生物组分由哪些生物种群所组成，它们之间的量比关系。生物种群是构成生态系统的基本单元，不同的物种(或类群)以及它们之间不同的量比关系，构成了生态系统的基本特征。(二)时空结构\n生态系统中各生物种群在空间上的配置和在时间上的分布，构成了生态系统形态结构上的特征。大多数自然生态系统的形态结构都具有水平空间上的镶嵌性、垂直空间上的成层性和时间分布上的发展演替特征。(三)营养结构生态系统中由生产者、消费者、分解者三大功能类群以食物营养关系所组成的食物链、食物网是生态系统的营养结构。它是生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的主要路径。生态系统的功能生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能，能量流动和物质循环是生态系统的基本功能，信息传递在能量流动和物质循环中起调节作用，能量和信息依附于一定的物质形态，推动或调节物质运动，三者不可分割，成为生态系统的核心。(一)能量流动能量是生命活动的动力。生态系统的能量来自太阳辐射，能量沿着生产者—消费者—分解者单向流动，是驱动一切生命活动的齿轮。(二)物质循环物质是生命活动的基础。生态系统中的物质，主要是指生物为维持生命所需的各种营养元素，它们沿着食物链在不同营养级生物之间传递，最终归还环境，并可被多次重复吸收利用，构成物质循环。(三)信息传递在生态系统中，生物与环境产生的物理信息(声、光、色、电等)、化学信息(酶、维生素、生长素、抗生素等)、营养信息(食物和养分)和行为信息(生物的行为、动作)在生物之间、生物与环境之间的传递，把生态系统的各组分联系成为一个整体，具有调节系统稳定性的功能。4．生态系统有哪些类型?（一）以环境的性质为依据来划分陆地生态系统分为森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统等以植被特征分类的各类型生态系统。淡水生态系统分为湖泊生态系统、水库和鱼塘生态系统以及水体常处于流动之中的溪流、江河生态系统。海洋生态系统分为海岸生态系统、河口生态系统、浅海（大陆架）生态系统和深海生态系统。（二）以受人类干扰的程度为依据划分自然生态系统受到的调节和控制主要是来自自然界的物理、化学和生物学过程，如原始森林生态系统、珊瑚礁生态系统、高山冻原生态系统等。人工驯化生态系统的主要生物种类已经受过人类的驯化、改造，生态系统不但受到自然过程的调节控制，而且相互关系也受到了相当强烈的人类活动的调节控制，农业生态系统就是典型的人工驯化生态系统。人工生态系统不但生物种类受人类的改造成以人类为主而且环境也由人类设计、制造和调节控制，如城市生态系统，远洋船生态系统和航天器生态系统。5．农业生态系统的组分、结构与功能是什么?农业生态系统的组成（一）农业生态系统的生物组分农业生态系统的生物组分可以按功能区分为：以绿色植物为主的生产者，以动物为主的大型消费者，以微生物为主的小型消费者占主要地位的生物是经过人工驯化的农业生物，农业生态系统还增加了一个重要的大型消费者——人。其他生物种类和数量一般少于同区域的自然生态系统。（二）农业生态系统的环境组分自然环境组分包括水体、土体、气体、辐射等，是从自然生态系统继承下来的，但已受到人类不同程度的调控和影响。人工环境组分包括生产、加工、储藏设备和生活设施，人工环境组分是自然生态系统中没有的，人工环境组分在研究中时常部分或全部被划在农业生态系统的边界之外，归于社会系统范畴。农业生态系统的基本结构1农业生态系统的组分结构农业生态系统的组分结构:\n指农、林、牧、渔、副(加工)各业之间的量比关系，以及各业内部的物种组成及量比关系。对农业生态系统组分结构的定量描述，常采用各业用地面积占总土地面积的比例，或各业产值占总产值的比例，以及各业产出的生物能量占系统生物能总产出量的比例，或各业蛋白质生产量占系统蛋白质生产总量的比例来表示。农业生态系统的生物环境可以通过建水库、筑堤围、修排灌系统、开梯田、建防护林体系、挖塘抬田、平整土地、建房舍、造温室等环境改造工程而发生变化。这类环境工程成为农业生态系统独特的组分结构。2农业生态系统的时空结构农业生态系统的空间结构水平结构:指一定区域内，各种农业生物类群在水平空间上的组合与分布，亦即由农田、人工草地、人工林、池塘等类型的景观单元所组成的农业景观结构。垂直结构指农业生物类群在同一土地单元内，垂直空间上的组合与分布。农业生物也因适应环境的垂直变化而形成各类层带立体结构。农业生态系统的时间结构:指农业生物类群在时间上的分布与发展演替。随着地球自转和公转，环境因子呈现昼夜和季节变化，农业生态系统中农业生物经过长期适应和人工选择，表现出明显的时相差异和季节适应性。如农业生物类群有不同的生长发育阶段、生育类型和季节分布类型，适应不同季节的作物按人类需求可以实行复种、套作或轮作，占据不同的生长季节。农业生态系统的营养结构营养结构:指生态系统中生物间构成的食物链与食物网结构。人类为了扩大农业生态系统的生产力和经济效益，常采用食物链“加环”来改造营养结构；为了防止有害物质沿食物链富集而危害人类的健康与生存，而采用食物链“解列”法中断食物链与人类的连接从而减少对人类健康危害。农业生态系统的基本功能农业生态系统通过由生物与环境构成的有序结构，可以把环境中的能量、物质、信息和价值资源，转变成人类需要的产品。农业生态系统具有能量转换功能、物质转换功能、信息转换功能和价值转换功能，在这种转换之中形成相应的能量流、物质流、信息流和价值流。6．农业生态系统与自然生态系统的主要区别是什么?农业生态系统通常被理解为农区以种植业为中心的人类控制的生态系统，由于人类的强烈参与，其结构、功能、生产力等方面已发生了显著变化，有别于自然生态系统，二者在结构与功能上的主要差别如下：1生物构成上的差异农业生态系统中最重要的生物品种是经过人工驯化培育的农业生物以及与之有关的生物。人类为了自身生存的需要，有意识、有目的地控制对人类无利用价值和对农业生物有害的生物，以便减少有害或无用生物对环境资源的竞争与消耗，使农业生态系统生物种类急剧减少，物种多样性降低。同时，人类自身数量的急剧增加，成为农业生态系统中最主要的消费成员。2环境条件上的差异人类在驯化改良自然生物成为农业生物的同时，也在对自然生态环境进行调控和改造，以便为农业生物生长发育创造更为稳定和适宜的环境条件，使环境资源更加高效地转化为人类所需要的各种农副产品。使农业生态环境显著不同于自然生态环境。3结构与功能上的差异从系统的结构组成上，既包含了自然生态系统的组分，同时也包含了社会经济因素的成分，农业生态系统的生产是物质生产的生物学过程和人类农业劳动过程的集合体。农业生态系统中生态系统是其研究的主体，农业技术系统常只作为调控因素，农业经济系统不仅是调控因素，而且经济效益也是农业生态系统的重要目标。4稳态机制上的差异农业生态系统的生物种类减少，食物链结构变短，农业生物对最佳环境条件依赖性不断增加，抗逆能力减弱，自然调节稳定机制被削弱，系统的自我稳定性下降，因此，农业生态系统中需要人为的合理调节与控制才能维持其结构与功能的相对稳定性。5生产力的差异\n农业生态系统中的生物类群多数是按照人类的目的(如高产、优质、高抗等)驯化培育而来的，物质循环与能量转化能力得到进一步的加强和扩展，呼吸消耗降低，因而农业生态系统比同一地区的自然生态系统具有较高的生产力和较高的光能利用率。全球绿色植物的光能利用率平均为0.1%，农作物平均为0.4%，高产的草地为2.2%—3%，高产的农田为1.2%—1.5%。6开放程度上的差异农业生态系统的生产除了满足日益增长的人类生活需求以外，还要满足市场与工业等行业发展所必需的商品和原料。这样要有大量的产品等离开系统，为了维持系统的再生产过程，则要求除了太阳能以外，还要大量向系统输入物质和能量。此外，除了人类有意识的输入和输出外，无意的输入和输出也会增加，如农药、化肥的施用带来的环境污染等。农业生态系统的这种“大进大出”现象，表明了农业生态系统的开放程度远远超过自然生态系统。7能流特征上的差异人们为了进行持续的农业生产，以大量投入人工辅助能特别是从系统外输人工业能的方式，来弥补系统自我维持能量的不足。人工辅助能的投入，是农业生态系统与自然生态系统的最重要区别。农业生态系统大量辅助能的输入，是与大量产品能的输出互为条件的，这是农业生态系统开放性的标志。8养分循环特点的差异农业生态系统养分循环特点：1、农业生态系统有较高的养分输出率与输入率。随着作物收获及产品出售，大量养分被带至系统之外；同时又有大量养分以肥料等形态带回系统中。2、农业生态系统内部养分的库存量较低，但流量大，周转快。3、农业生态系统的养分保持能力较弱，流失率较高；4、农业生态系统养分供求同步机制较弱。9系统服从的规律差异农业生态系统的生产既是自然再生产过程，也是社会再生产过程。所以，农业生态系统的存在与发展应同时受到自然规律和社会经济规律的支配。例如：在确定优势生物种群组成时，一方面要根据生物的生态适应性原理，做到“适者生存”，另一方面还要根据市场需求规律和经济效益规律，分析该生物种的市场前景和经济规模。我国东、中、西部地区农业生态系统的差异，一方面是由于自然环境因素不同造成的，而更重要的是由于长期以来在农业技术经济水平上的差异形成的。10系统运行的“目标”差异生态系统演变的最终状态若称为系统运行“目标”的话，自然生态系统运行的“目标”是自然资源的最大限度生物利用，并使生物现存量达到最大。农业生态系统的“目标”是使农业生产在有限自然与社会条件制约下，最大限度地满足人类的生存和持续发展的需要。特征农业生态系统自然生态系统净生产力高中等营养变化简单复杂品种多样性少多物种多样性少多矿物质循环开放式封闭式熵高低人为调控明显需要不需要时间短长\n生境不均匀性简单复杂物候同时发生季节性发生成熟程度未成熟（早期演替）成熟的第三章概念与术语种群：是指在一定时间内占据一定特定空间的同一物种（或有机体）的集合体。出生率：是指种群在以生产、孵化、分裂或出芽等方式下，产生新个体的能力，是种群内个体数量增长的重要因素，出生率是种群增加固有能力的表述。常用单位时间内产生新个体的数量表示。死亡率：是描述的是种群个体的死亡情况，是种内个体衰减的数量。年龄结构：是指某一种群中，具有不同年龄级的个体生物数目与种群个体总数的比例。互利共生：是指两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，相互依存，并能直接进行物质交流的一种相互关系。常见于需求极不相同的生物之间。偏利共生：指种间相互作用仅对一方有利，对另一方无影响原始协作：是指两种群相互作用，双方获利，但协作是松散的，分离后，双方仍能独立生存。竞争：生物种群的竞争通常包括种间竞争和种内竞争。发生在两个或更多物种个体之间的竞争称为种间竞争；发生在同种个体之间的竞争称为种内竞争。种内竞争有两种形式：直接干涉型；资源利用型捕食：广义的捕食是指高一营养级动物取食或伤害低一营养级的动物和植物的种间关系。如草食动物吃食植物，植物诱食动物以及寄生。狭义的捕食是指肉食动物捕食草食动物。寄生：寄生物以寄主身体为定居空间，靠吸取寄主的营养而生活。化感作用：指由植物体分泌的化学物质对自身或其它种群发生影响的现象，植物的这种分泌物叫做化感作用物质。主要是植物界种间竞争的一种表现形式。补充单位面积内某个生物种的个体总数叫种群密度。生态密度：是指单位栖息空间内某种群的个体数量（或生物量）粗密度：是指单位总空间内的生物个体数（或生物量）最大出生率：也叫绝对或生理出生率，是在理想条件下产生新个体的理论最大值，对于特定种群，它是一个常数。实际出生率或生态出生率：表示在一定的环境条件下产生新个体的能力。其大小随种群数量、年龄结构以及环境而改变。\n最低死亡率：是指个体死亡于由生理寿命所决定的“老年”状况，也是一个生物学常数。实际死亡率或生态死亡率：受环境条件、种群大小和年龄组成的影响。在每一年龄级或整个种群个体中，雌性与雄性个体所占种群个体总数的比例，构成了生物种群的性别结构。种群中雄性和雌性个体数目的比例称为性比，也称性比结构通常受精卵的性比大致为50：50，这称为第一性比，自幼体出生到个体性成熟为止，由于种种原因，性比会发生变化，此期间的性比称第二性比，以后还会有充分成熟的个体性比。当种群的密度增加时，在邻接的个体之间所出现的相互影响，称为邻接效应内禀增长率：是指在环境条件无限制作用时，由种群内在因素决定的最大相对增殖速度，其单位为时间的倒数。由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生态入侵。种群的空间动态：指组成种群的个体在空间的分布特征及其变化。主要包括种群个体对空间的需要、空间结构、空间利用方式、扩散和迁移等四个方面。种群的空间结构：指种群内个体在空间的分布格局及其位置上的变动情况。空间需要：指组成种群的每一个有机体都需要有一定的空间。迁移和扩散常指种群内个体因某种原因从某分布区向外移动的现象。迁移多用于动物，扩散则常用于植物和微生物。扩散的方式包括：迁出，即指从亲代分离出去而不复归来的单方向移动；迁入，指从其它分布区单方向进入的移动现象；迁移，则是指有周期性的离开和返回。后者在鱼类研究中称为“洄游”，在鸟类研究中称为迁徙。分散利用：指以个体或家族(family)方式生活的物种，占有特定的空间(或领域territory)，并不允许同种的其他个体在其空间内生活的空间利用方式。这种方式多见于动物，共同利用：指以集群为生活方式的种群对其空间资源的利用方式，在任何生物种类中均可见到。种群数量保持在环境容纳量水平上的倾向，称为种群数量的相对稳定性。生态对策：是指生物在进化过程中，在繁殖和竞争等方面朝着不同方向、适应不同栖息生境的对策。基本内容1．种群的特征：空间分布特征、数量特征、种群遗传特征、邻接效应；2．种群增长模型：几何级数增长、指数增长、逻辑斯谛增长(S型增长)；3．种群间的相互关系：正相互作用、负相互作用、中性作用。4.种群的数量动态：种群增长、季节消长、不规则波动、周期性波动、种群爆发、种群平衡、种群的衰落与死亡、生态入侵。5.种群波动原因：非密度制约、密度制约\n6种群波动的调节：密度调节、非密度调节、种内自动调节重要问题1．种群间的相互作用关系及其在农业生产中的应用。思考题1．种群的基本特征有哪些?种群的基本特征是指各类生物种群在正常的生长发育条件下所具有的共同特征，即种群的共性，而个别种群在特定环境条件下所产生的特殊适应特征，不包括在此范围内。种群的基本特征包括种群的：空间分布；种群数量；种群遗传；邻接效应（一）种群的空间分布特征种群内个体的空间分布方式，称为分布格局（分布类型）。种群的空间分布通常可分为：均匀型；随机型；成群型（成群随机型和成群均匀型）2．种群增长模型有哪些类型?其特点是什么?一、几何级数指数增长种群的几何级数增长是指种群在无限的环境中生长，不受食物、空间等条件的限制，种群的寿命只有1年，且一年只有一个繁殖季节，同时种群无年龄结构，是个体彼此隔离的一种增长方式。亲代与子代世代分离，种群增长不连续。二、种群的指数增长在无限环境条件下，除了种群的离散增长外，生物可以连续进行繁殖，没有特定的繁殖期，子代与亲代繁殖时间交错世代重叠，种群的增长呈连续状态。三、种群的逻辑斯谛增长在实际环境下，由于种群数量总会受到食物、空间和其它资源的限制，因此，增长是有限的。由于环境对种群增长的限制作用是逐渐增加的，故增长曲线呈现“S”型，也称S型增长，其数学模型可用logistic方程描述。3．种群波动的主要原因与调节方式有哪些?影响种群数量波动的原因很复杂，但归纳起来可分为两类，即非密度制约和密度制约。1．非密度制约即与种群数量无关的因素，如温度，降水等等环境因素和食物因素等。凡遇到突如其来的过冷、过热或过度干旱等环境变化时，不论原来种群数量多少，都会遭到灾害，从而使种群数量因死亡而减少。此外，食物来源对种群数量波动也有影响，凡是食物来源不足时，吃该食物的生物种群就会减少；反之，就会增多。2．密度制约由于种群内各个体自身的关系，其密度的变化影响着种群数量的波动。原因：◆种内竞争食物和领地；◆心理作用；◆捕食者与猎物之间的反馈控制作用；◆致病的病原菌和寄生物对种群的影响。环境的非密度制约引起种群密度的改变，有时是剧烈的，而密度的制约，使种群保持“稳定状态”，或使种群返回到稳定水平。调节方式（一）密度调节密度调节（regulationofdensity）是指通过密度因子对种群大小的调节过程。种群是一个自我管理的系统，它按自身的性质及其环境的状况调节它们的密度。主要有种间调节和食物调节。种间调节是指捕食、寄生和种间竞争等因子对种群密度的制约过程。食物调节捕食和被食、寄生生物和宿主、草食动物和植物都与食物有密切的联系。（二）非密度调节非密度调节主要指非生物因子对种群大小的调节。气候因子、化学限制因子、污染物等常常是（但不是始终）按非密度制约方式发挥作用。（三）种内自动调节\n种内调节是指种内成员间，因行为、生理和遗传上的差异而产生的一种内源性调节方式。种群的内源性自动调节具有三个共同的理论特征：1、强调种群内个体间的异质性对种群的作用；2、强调种群的出生率、死亡率、生长、性成熟、迁入和迁出等特征和参数是密度制约的；3、强调种群的自动调节是物种对环境的适应性反应。根据种群内源性调节的理论特征，把种内自动调节又分为a行为调节是指种群内个体间通过行为相容关系调节其种群动态结构的一种种内调节方式。种群行为是调节种群密度的一种方式。通过这种种群行为，限制生境中有机体的数量，使食物供应和繁殖场所在种内得到合理的分配，把剩余个体从适宜生境中排挤出去，使种群密度不至于升得太高。b生理调节即指种内个体间因生理功能的差异，致使生理功能强的个体在种内竞争中取胜，淘汰弱者，在动物方面表现为内分泌调节。某些哺乳动物种群数量上升时，加强了对中枢神经系统的刺激，影响脑下垂体和肾上腺的功能，一方面使生长素分泌减少，其生长和代谢受阻，使个体死亡率增加；另一方面肾上腺皮质增生和皮质激素分泌增加，既使有机体抵抗力降低，增大死亡率，又使其生殖受阻，出生率降低，整个种群的增长率和种群压力也降低，从而调节了种群的密度。在植物方面，若种群密度过大时，生活力强的个体获取的资源数量远多于生活力弱的个体，而使那些弱小的个体只能占据剩余的不利于生存的空间和不易利用的资源。弱小个体因受食物和空间等的限制，其生理代谢受阻，生活力逐渐降低，生殖力下降，最后被淘汰c遗传调节是指种群数量可通过自然选择压力和遗传组成改变而得以调节的过程。在种群数量升降的过程中，种群的遗传质量也在变化之中。种群具有的遗传多型(geneticpolymorphism)是遗传调节的基础。可以想象最简单的遗传两型(geneticdimorphism)现象，有一型更适于低密度种群，在数量低时占优势；另一型是更适于高密度种群，在种群数量高时占优势。4．人类活动对生物种群动态变化有哪些影响?5．生物种间相互作用的类型有哪些?在农业上如何应用?1)正相互作用正相互作用可按其作用程度分为互利共生、偏利共生和原始协作三种类型。互利共生是指两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，相互依存，并能直接进行物质交流的一种相互关系。常见于需求极不相同的生物之间。偏利共生指种间相互作用仅对一方有利，对另一方无影响。原始协作是指两种群相互作用，双方获利，但协作是松散的，分离后，双方仍能独立生存。2)负相互作用负相互作用包括竞争、捕食和寄生等。（一）竞争生物种群的竞争通常包括种间竞争和种内竞争。发生在两个或更多物种个体之间的竞争称为种间竞争；发生在同种个体之间的竞争称为种内竞争。种内竞争有两种形式：直接干涉型；资源利用型（二）捕食与寄生广义的捕食是指高一营养级动物取食或伤害低一营养级的动物和植物的种间关系。如草食动物吃食植物，植物诱食动物以及寄生。狭义的捕食是指肉食动物捕食草食动物。广义的捕食概念包括四种类型：（1）食肉动物捕食草食动物或其它食肉动物（即狭义的捕食者和被食者）；（2）食草动物食绿色植物；（3）昆虫的拟寄生者（parasitoids），如寄生蜂，它们与寄生者的区别是：拟寄生者总是杀死其宿主，而真寄生者不杀死其宿主；（4）同类相食（cannibalism），捕食现象的特例，捕食者与被食者为同一物种。（三）化感作用\n指由植物体分泌的化学物质对自身或其它种群发生影响的现象，植物的这种分泌物叫做化感作用物质（allelopathicsubstance）。主要是植物界种间竞争的一种表现形式。农业生产中的应用1.建立人工混交林，林粮间作，农作物间套种利用正相互作用2.稻田养鱼、养萍，稻鱼、稻萍混作3.蜜蜂与虫媒授粉作物的互利作用4.生物防治病虫害及杂草利用负相互作用第四章概念与术语生物群落：指生存于特定区域或生境内的各种生物种群的集合体。生态优势种：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称~物种多样性：是指生物中的多样性变化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物和微生物和它们的所有基因，以及它们与生存环境形成的复杂的生态系统。群落结构：包括：垂直结构、水平结构、时间结构及其与之相关的环境梯度和边缘效应等。生物群落演替：生态系统内的生物群落随着时间的推移，一些物种消失，另一些物种侵入，出现了生物群落及其环境向着一定方向，有顺序的发展变化过程，称为~顶极群落：在一定地区内，群落由一种类型转变为另一种类型的整个取代顺序，称为演替系列。生物群落从演替初期到形成稳定的成熟群落，一般都要经历先锋期、过渡期、顶极期三个阶段。在先锋期出现的物种叫先锋种。在过渡期出现的物种叫过渡种或演替种。在顶极期出现的物种叫顶极种。群落演替系列最后达到稳定阶段，称为顶极，演替最终形成的稳定群落，叫做顶极群落基本内容(七个方面）1.群落的基本特征：种类组成、外貌、动态特征、群落环境、分布范围和物种间的相互影响；2.群落的种类组成性质：生态优势种、亚优势种、伴生种、偶见种；3.群落的数量特征：种的个体数量、种的综合数量、物种多样性；4.群落的结构：垂直结构、水平结构、时间结构、环境梯度与群落分布、群落边缘效应；5.群落演替的原因：外因演替、内因演替；6.群落演替的类型：原生演替、次生演替和顶级群落三种。7.控制群落演替的主要因素：植物繁殖体的迁移、散布于动物的活动性、群落内部环境变化、种内和中间关系的改变、外界环境条件的变化以及人类的活动。重要问题1.生物群落结构理论及其农业应用；2.群落演替与顶极群落理论的应用。\n复习思考题1群落的基本特征是什么？一个生物群落具有下列9个基本特征：a)具有一定的种类组成b)具有一定的外貌c)具有一定的结构d)具有一定的动态特征e)不同物种之间存在相互影响f)形成一定群落环境g)具有一定的分布范围h)具有特定的群落边界特征i)具有一定的营养结构、代谢方式和物质生产力2农业生产中如何根据群落的结构特征，合理安排农业生产？（一）、垂直结构（二）、控制农业生物群落的水平结构有两种基本方式：（1）在不同的生境中因地制宜选择合适的物种，宜农则农，宜林则林，宜牧则牧。（2）在同一生境中配置最佳密度，并通过饲养、栽培手段控制密度的发展。各种农作物、果树、林木的种植密度、鱼塘的养殖密度、草场的放牧量等都对群落的水平结构及产量有重要影响。（三）、调节农业生物群落时间结构的主要方式：复种、套种、轮作和轮养、套养。如家畜中马对草料最挑剔，其次是牛，绵羊最耐粗食，据此合理轮牧，有利于提高牧草的利用率。根据作物害虫的繁殖行为和动态发展与环境因素的变化节律，及时预测、预报及采取相应的防治措施，也是提高作物产量的重要保证。3何为生态位？生态位理论在农业上有什么意义和作用？生态位：指生物在完成其正常生活周期时所表现出来的对环境综合适应的特征，是一个生物在物种和生态系统中的功能和地位。意义及作用：确定一个生物种的生态位就要清楚该生物所在的空间、时间、物理环境（光、温、湿、土壤结构和pH值等）食物种类以及与该空间内生物的关系。同一空间的不同物种，其生态位不同；生态位相同的物种不能处于同一空间。4群落演替的含义是什么？描述其演替过程。群落演替：生态系统内的生物群落随着时间的推移，一些物种消失，另一些物种侵入，出现了生物群落及其环境向着一定方向，有顺序的发展变化过程，称为生物群落演替。生物群落从演替初期到形成稳定的成熟群落，一般都要经历先锋期、过渡期、顶极期三个阶段。在先锋期出现的物种叫先锋种。在过渡期出现的物种叫过渡种或演替种。在顶极期出现的物种叫顶极种。5如何利用群落演替原理建造合理的农业群落？P119（一）对撩荒地植被演替的控制农田撩荒后产生的自然演替结果，有时对人们是有利的，有时则是相反的。人们根据群落的演替规律，控制群落停留在演替的某一阶段，并加以培育，将成为理想的高产优质群落类型。（二）农田土壤肥力变化与作物演替的利用\n农业作物群落具有以下特点：1、能量上，净生产量较高；2、养分循环上开放，循环比例低，养分流通快；3、物种结构简单，趋于单一化；4、抗变稳定性较差，易受自然灾害影响等。由于这些特点，农田一年生作物群落一旦失去人类干预，就会发生演替，向灌丛或其他群落发展。因此，需用大量辅助能和外来养分的供给阻止农田的演替。建立多功能的混交群落可以弥补农田群落结构单一所带来的弊端，有可能减少辅助能的使用。（三）仿群落演替的人工模拟群落在环境条件恶劣的地区，应重视一些藻类和草本植物的先锋作用。待环境条件改善后，逐步引入树木以稳定和控制环境。（四）建立仿自然演替群落结构的人工群落自然顶极群落的物种之间，物种与环境之间相互协调统一，具有高效的能量和物质利用效率。人类可以模仿自然建立顶极群落。（五）农田杂草防除农田杂草是其长期自然选择和进化的结果，其适应性比栽培作物要强的多，在农田中形成自身的演替过程，了解这些杂草的不同演替规律，采用与之相对应的人工的、化学的、生物的等农业技术，阻止和破坏杂草天然演替的发生，从而达到有效控制杂草危害的目的。补充亚优势种：指个体数量与作用都次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物种。伴生种：伴生种为群落的常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。偶见种是那些在群落中出现频率很低的种类，成层现象，从陆生植物群落来说，包括地上部分和地下部分我国农田生物群落主要有6种垂直结构形式。▶1-1型。前一个数字表示地上部层次，后一个数字表示地下部层次。1-1型是单一作物或单一苗木群落的结构层次。▶1-2型。这是地上部共同处于一个层次，地下部根系分别处于两个层次的群落结构。谷子与豆类间作。禾本科作物根系较浅，豆科作物根系较深。▶2-1型。这是地上部冠层分为两层，地下部根系为一个层次的结构。高矮植物的搭配形成的群落常有这种特点。如玉米与大豆的间作。▶2-2型。这是地上部与地下部都形成两个层次的结构。如泡桐与小麦的间作、枣子与谷子的间作、橡胶与茶树的间作。▶3-2型。这是地上部形成3个层次，地下部形成两个层次的结构。例如，木本林果与高矮不同的作物间作形成的结构。▶特殊形式的垂直结构。稻田养鱼、稻田养萍、果园与甘蔗田种植食用菌等都只是一种生物生根于土壤的垂直结构。群落内由于环境因素在不同地点上的不均匀性和生物本身特性的差异，而在水平方向上分化形成不同的生物小型组合，称为群落的水平结构。群落的交错区是两个或多个群落或生态系统之间的过渡区域。\n由于群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性，使得毗邻群落的生物可能聚集在这一生境重叠的交错区域中，不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度，而且增大了某些生物种的活动强度和生产力，这一现象称为边缘效应。原生演替：是从未有过任何生物的裸地上开始的演替。依据演替环境的不同分为两种类型：1、旱生演替：在裸露的岩石表面开始的原生演替。2、水生演替：从湖底或河底开始的原生演替。次生演替指在原有生物群落破坏后的地段上进行的演替。次生演替通常有两种：1、森林采伐演替；2、草原放牧演替。第五章环境因子：指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。生态因子：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。生存因子（LivingFactors)生态型：同种生物的不同个体群，长期生存在不同的生态环境和人工培育条件下，发生趋异适应，并经自然和人工选择而自然形成的生态、形态和生理特性不同的基因类群。是分类学上种以下的分类单位。生活型：不同种生物，由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下，发生趋同适应，经自然选择和人工选择形成的具有类似形态、生理和生态特性的物种类群，称为生活型。生境：某一生物种群或生物群落，由于生态环境的约束只能在某一特定区域中生存，则把该区域称为该生物种群或生物群落的生境。生态位：生物物种在完成其正常生活周期时所表现出的对环境综合适应的特性，即一个物种在生物群落或生态系统中的功能和地位。生态位分异：对环境资源的不同利用使得不同物种同时存在于同一地方，这种现象称为生态位分异。生态位重叠：指的是生态位之间的重叠现象。基本内容1.生态因子的类型；气候因子：土壤因子；生物因子：2.生态因子的作用3.生态因子作用的特征；综合性、主导因子性、阶段性性、不可替代性和补偿性作用、直接性和间接作性、同等重要性4.生物因子的生态作用5.生物因子作用的特征；对象是种群个体，作用强度与密度有关，结果是协同进化，范围是周边相近的物种6.环境与生物关系原理；最小因子定律，耐受性定律\n7.生态型；主要包括气候生态类型，土壤生态型，生物生态型8.生活型9.生境与生态位重要问题1.农业生态系统生态因子的作用与特征2.农业生态系统生物因子的生态作用与特征3.环境因子与生物间的关系及遵循定律4.生物生态适应性的表征5.生态位理论在农业生态系统中的应用思考题1.什么是环境、生态环境、生态因子？生态因子有哪些类型？环境指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。生态环境（EcologicalEnvironment）:所有生态因子构成生物的生态环境。生态因子的数量众多，但依其性质可归纳为六类：1.气候因子：如温度、水分、光、降水、风和雷电等2.土壤因子：包括土壤结构、土壤有机物和无机物成分的理化性质及土壤微生物等。3.地形因子：如地面的起伏、山脉的坡度和阴阳坡等。这些因子对植物的生长和分布有明显影响。4.生物因子：包括生物之间的各种联系，如捕食、寄生、竞争和互惠共生等。5.人为因子：把人为因子从生物因子中分离出来是为了强调人的作用的特殊性和重要性。人类的活动对自然界和其它生物的影响已越来越大和越来越带有全球性，分布在地球各地的生物都有直接或间接受到人类活动的巨大影响。6.火因子：影响动、植物的分布与更新。2.简述生态因子的时空变化对生物分布的影响。a、生态因子的时空变化：生态因子在时间上的周期性变化与空间上的递变。如：自然环境中的生态因子始终处于有规律的变化中。b、影响生物分布的生态因子主要变化：海陆分布；大气环流；太阳辐射量（一）纬度递变与纬度地带性太阳高度角及其季节变化因纬度而不同，太阳辐射量及与其相关的热量也因纬度而异。从赤道向两极，每移动一个纬度，气温平均降低0.5-0.6℃。由于热量沿纬度的变化，出现生态系统类型有规律的更替，称作纬向地带性。如从赤道向北极依次出现：热带雨林→常绿阔叶林→落叶阔叶林→北方针叶林与苔原。（二）经向递变与经向地带性在北美大陆和欧亚大陆，由于海陆分布格局与大气环流特点，水分梯度常沿经向变化，因此导致生态系统的经向分异，即由沿海湿润区的森林，经半干旱的草原到干旱区的荒漠。有人把这种变化与纬度地带性并列，称为经度地带性。实际上，两者是不同的，前者是一种严格的自然地理规律，后者是在局部大陆上的一种自然地理现象。（三）垂直递变与垂直地带性海拔高度每升高100米，气温下降0.6℃左右，或每升高180米，气温下降1℃上下。降水量最初随高度的增加而增加，达到一定界限后，降水量又开始降低。由于海拔高度的变化，常引起自然生态系统有规律的更替，有人称此现象为垂直地带性。\n（四）过渡带变化过渡带又称生态交错带或群落交错区(ecotone)，指两个或多个生态地带（或群落之间）的过渡区域。“相邻生态系统之间的过渡带，其特征是由相邻生态系统之间相互作用的空间、时间及强度所决定的”。过渡带的特征：是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带，这里的环境条件比较复杂，能为不同的生态类型的植物定居，从而为不同的动物提供食物、营巢和隐蔽条件，群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大。（五）时间性递变与周期性递变生态环境具有明显的季节节律和昼夜节律，所以生物的分布也随时间而有明显的变化。3.生态因子对生物具有哪些特征？一、生态因子对生物作用一般特征（一）综合作用环境中的各种生态因子不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子的变化，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。生态因子所发生的作用虽然有直接和间接作用、主要和次要作用、重要和不重要作用之分，但它们在一定条件下又可以互相转化。这是由于生物对某一个极限因子的耐受限度，会因其它因子的改变而改变，所以生态因子的作用不是单一的，而是综合的。各种生态因子密切联系在一起构成了生物的生态环境，并综合作用于生活其间的生物，使生物的生长发育、形态结构、生理功能发生了相应的变化。（二）生态因子的主导作用和辅助作用在诸多环境因子中，常常有一、二个因子起着决定性的作用，称为主导因子。对环境来说，主导因子的改变会使环境的全部生态关系发生改变，综合环境发生质的变化；对生物来说，主导因子的存在与否和数量的变化会使生物的生长发育发生发生明显的改变。除主导因子以外的其他因子称为辅助因子。辅助因子的改变虽不表现质的变化，但同样会引起生物和环境性质在数量上的变化。如果变化范围超过了生物的耐性范围，辅助因子也就变成主导因子。因此，主导与辅助是相对的。不同的生物或相同生物的不同生育时期以及在不同的地区，其环境的主导因子都是可能不同的。（三）生态因子的直接作用与间接作用直接影响或参与生物新陈代谢的因子称为直接因子，如光、温、水、气和土壤养分等。不直接影响生物，而是通过影响直接因子而影响生物的生态因子称为间接因子。如地势起伏、地质结构等是通过影响光、温、水气和土壤因子，然后作用于生物的。间接因子对生物的作用虽然是间接的，但往往是非常重要的，它一般支配着直接因子，而且作用范围广，作用强度大，有时甚至构成地区性影响及小气候环境的差异。区分直接因子和间接因子的作用对认识生物的生长、发育、繁殖及分布都很重要；了解二者之间的关系，有利于通过间接因子的改造而影响直接因子，从而创造良好的生态环境。（四）生态因子对生物具有同等重要性、不可替代性和互补性作用于生物体的的生态因子，都具有各自的特殊功能与作用，每个因子对生物的作用是同等重要、缺一不可的。虽然从总体上说生态因子是不可替代的，但是在局部是能补偿的。也就是说某一因子数量不足，有时可靠另一因子而得到补偿，即所谓的互补性。生态因子的补偿作用只能在一定范围内作部分补偿，而不能以一个因子代替另一个因子，且因子之间的补偿作用也不是经常存在的。（五）生态因子的阶段性作用由于生物生长发育不同阶段对生态因子的需求不同，因此，生态因子对生物的作用也具有阶段性。如：水分对植物生长发育的影响。4.什么是限制因子定律和耐受定律？（一）最小因子定律1840年德国有机化学家JustusVon\nLiebig在所著的《有机化学及其在农业和生理学中的应用》一书中，分析了土壤表层与植物生长的关系，指出作物的增产与减产是与作物从土壤中获得的矿物营养多少成正相关的，“植物的生长取决于处在最缺乏量状况的食物的量”，即可被植物所利用的量处于或接近临界最小量的物质为限制因子，它将限制其它处于良好状态因子的效率的发挥。但限制生物生长与繁殖的因子并不限于环境中的化学物质，还应包括其它各种环境因子。需要说明的是最小因子定律只能在稳定的状态下，即能量的流入和流出处于平衡状态时适用。因为在波动情况下，许多因子可以不断的相互取代而成为限制因子，同时因子之间的相互作用的结果，可能改善最小因子的利用效率。（二）耐性定律1913年美国生态学家V.S.Shelford在最小定律的基础上又提出了耐性定律的概念，并试图用这个法则来解释生物的自然分布现象。他认为生物不仅受生态因子最低量的限制，也受生态因子最高量的限制，即：各种生态因子对具体的生物来说，都存在着一个生物学的上限和下限，它们之间幅度，就是该种生物的耐性限度（又称耐性范围）。后来许多生态学者对耐性定律做了补充，使其更加完备。这些补充可概述如下：（1）对同一生态因子，不同种类的生物耐受性范围不同。如：对水体含氧量耐受范围，鲤鱼较宽，草鱼较窄；（2）同一种生物对不同生态因子的耐受性不同。如：水稻对土壤中P、K耐受范围较宽，对N耐受范围较窄；（3）同种生物不同生育阶段对生态因子的耐性范围不同。如：生殖生长期，耐受范围较窄；营养生长期较宽。（三）限制因子的综合概念这两个法则的结合便产生了限制因子的概念，这个概念的含义是：生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，但其中必有一种和几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键性因子就是所谓的限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。总之，生物生存和繁殖受着2方面的控制：（1）最缺乏量的物质数量处于临界状态的理化因子；（2）生物自身对这些因子和环境的耐性限制。5.什么是生物的生态型、生活型？各具有哪些类型？同种生物的不同个体群，长期生存在不同的生态环境和人工培育条件下，发生趋异适应，并经自然和人工选择而自然形成的生态、形态和生理特性不同的基因类群。是分类学上种以下的分类单位。生态型的划分是根据形成生态型的主导因子进行的。就植物来说，其生态型包括：1.气候生态型：是依据生物对光周期、气温和降水等气候因子的不同适应而形成的。不同气候生态型在形态、生理、生化上都表现出差异。2.土壤生态型：在不同土壤水分、温度和土壤肥力等自然和栽培条件下，形成不同的生态型。3.生物生态型：主要是在生物因子的作用下形成的。生活型不同种生物，由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下，发生趋同适应，经自然选择和人工选择形成的具有类似形态、生理和生态特性的物种类群，称为生活型。植物生活型分类一般按布朗—布朗特(Braun-Blangwet)的分类系统把植物生活型分为10种类型：浮游植物、土壤微生物、内生植物、一年生植物、水生植物、地下芽植物、地面芽植物、地上芽植物、高位芽植物和树上的附生植物。6.什么是生境、生态位、生态位重叠？生产中如何应用生态位理论？某一生物种群或生物群落，由于生态环境的约束只能在某一特定区域中生存，则把该区域称为该生物种群或生物群落的生境。生态位：生物物种在完成其正常生活周期时所表现出的对环境综合适应的特性，即一个物种在生物群落或生态系统中的功能和地位。生态位重叠指的是生态位之间的重叠现象。它涉及三个方面内容：对资源分享的数量；关系到两个物种的生态位可以相似到多大程度仍然允许共同生存；相互竞争的物种能有多么相似才能稳定地共同生活在一起。生态位重叠：一般来说，竞争种的数目增加时，最大容许生态位重叠降低。\n生态位理论的应用生态位与生物的生态适应相联系，与生物对资源的利用及生物群落中的种间竞争现象密切关联。生态位的理论阐明三个问题：第一，在同一生境中，不存在两个生态位完全相同的物种；第二，在一个稳定的群落中，没有任何两个物种是直接竞争者，相同或相似物种必须进行某种空间、时间、营养或年龄等生态位的分异和分离；第三，群落是一个生态位分化了的系统，物种的生态位之间通常会发生不同程度的重叠现象，只有生态位上差异较大的物种，竞争才较缓和，物种之间趋向于相互补充，而不是直接竞争。上述理论告诉我们：由多个物种组成的群落比单一物种的群落能更有效地利用环境资源，维持较高的生产力，并且有较高的稳定性。在农业生产中，人类应从分布、形态、行为、年龄、营养、时间、空间等多方面对农业生物的物种组成进行合理的组配，以期获得高的生态位效能，提高整个农业生态系统的生产力。利用不同作物种间在形态上、生态习性上、生理特征上，时间上的差异性，通过间套复种组建合理的作物复合群体；在水域进行立体养殖；利用林果冠层下的空间种植药材，培育食用菌等，都可大大提高生态位的利用率。人类在努力去除农田中病原微生物、杂草以及水体中的有害生物等，以控制其对生态位的争夺，充分提高资源的利用率。7.森林与农田生物具有哪些生态作用？i.森林的生态作用1.涵养水源，保持水土2.调节气候，增加雨量3.防风固沙，保护农田4.净化空气，防治污染5.降低噪音，美化大地6.提供燃料，增加肥源。农田所有生物组成一个复杂的农田生态系统，对无机环境产生影响。1)对土壤肥力产生影响。2)对水土保持的影响3)对农田小气候的影响4)对净化环境的作用土壤生物包括土壤微生物和土壤动物，是土壤中重要的分解者和消费者。1.促进了成土作用2.改善土壤的物理性能3.提高土壤质量4.改变土壤表层的物理性状第六章概念与术语食物链：指生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系彼此连接起来的一个序列，组成一个整体，就像一条链索一样，这种链索关系就被称为食物链。食物网：在生态系统中，各种生物成员之间的取食与被取食关系，往往不是单一的，多数情况是交织在一起的，一种生物常常以多种食物为生，而同一食物又往往被多种消费者取食，于是就形成了生态系统内多条食物链相互交织，互相联结的“网络”，这种网络被称为“食物网”人工辅助能：是指人类通过各种生产活动所投入到农业生态系统中的人力、畜力、燃料、电力、机械、化肥、农药、饲料等。它的投入可以大大强化和辅助生态系统中生物对太阳光能的固定、转化和流动。\n生态效率：能量转化效率在生态学上又被称为生态效率生态金字塔：下面基本内容1．能量的基本形态与来源：能量包括动能和潜能；农业生态系统的主要能源是大阳能和人工辅助能；2．食物链和食物网：农业生态系统能量流动的渠道，具有不同的类型和作用；3．农业生态系统能量转化与流动途径：将日光能转化为储存在植物有机物质中的化学潜能，根据化学潜能去向不同而形成3种不同的能流路径；4．农业生态系统的辅助能：人工辅助能的类型、作用及其产投效率；重要问题1.农业生态系统能量传递途径与转化的实质；2.人工辅助能对农业生产的作用3.农业生态系统能量调控途径；思考题1．什么叫食物链、食物网、营养级和生态金字塔?食物链上能量和物质被暂时储存和停留的位置，也即每一种生物所处的位置（环节）称为营养级。生态金字塔是生态学研究中用以反映食物链各营养级之间生物个体数量、生物量和能量比例关系的一个图解模型。由于能量沿食物链传递过程中的衰减现象，使得每一个营养级被净同化的部分都要大大地少于前一营养级。因此，当营养级由低到高，其个体数目、生物现存量和所含能量一般呈现出基部宽，顶部尖的立体金字塔形，用数量表示的称为数量金字塔，用生物量表示的称为生物量金字塔，用能量表示的称为能量金字塔。2．什么是初级生产和次级生产?第八章3．农业生态系统中主要的能流途径有哪些?生态系统的能量流动始于初级生产者（绿色植物）对太阳辐射能的捕获，通过光合作用将日光能转化为储存在植物有机物质中的化学潜能，这些被暂时储存起来的化学潜能由于后来的去向不同而形成了生态系统四条能流的不同路径。第一条能流路径(主路径)：植物有机体被一级消费者(食草动物)取食消化，称为二级生产者，二级生产者又被称为二级消费者(食肉动物)所取食消化，称为三级生产者，还有四五级生产者等。能量沿食物链各营养级流动，每一营养级都将上一级转化而来的部分能量固定在本营养级的生物有机体中，但最终随着生物体的衰老死亡，经微生物分解将全部能量散逸归还于非生物环境。第二条能流路径：在各个营养级中都有一部分死亡的生物有机体，以及排泄物或残留体进入到腐食食物链，在分解者(微生物)的作用下，这些复杂的有机化合物被还原为简单的CO2、H2O和其他无机物质。有机物质中的能量以热量的形式散发于非生物环境。第三条能流路径：\n无论那一级生物有机体在其生命代谢过程中都要进行呼吸作用，在这个过程中生物有机体中存储的化学潜能做功，维持了生命的代谢，并驱动了生态系统中物质流动和信息传递，生物化学潜能也转化为热能，散发于非生物环境中。第四条能流路径：从能量的输入来看，随着人类从生态系统内取走大量的农畜产品，大量的能量与物质流向系统之外，形成了一股强大的输出能流，这是农业生态系统区别于自然生态系统的一条能流路径。4．何为辅助能?其在农业生态系统中的作用是什么?除太阳辐射能之外，生态系统接收的其他形式的能量统称为辅助能(AuxiliaryEnergy)，包括自然辅助能与人工辅助能投入到农业生态系统的主要是人工辅助能。人工辅助能投入到农业生态系统之后，并不能转化成为生物体内的化学能，而是通过促进生物种群对太阳光能的吸收、固定及转化效率，扩大生态系统的能流通量，提高系统的生产力。人工辅助能的投入是农业生态系统与自然生态系统的最重要的区别。5．农业生态系统能量调控途径是什么?在现代社会中，农业生态系统能流调控的途径应围绕“扩源、强库、截流、减耗”4个方面。1.扩源初级生产所固定的太阳光能是生态系统的基础能流来源。扩大绿色植被面积，提高对太阳光能的捕获量,将尽可能多的太阳光能固定转化为初级生产者体内的化学潜能，为扩大生态系统能流规模奠定基础。包括：发展立体种植；提高复种指数；合理轮作；组建农村复合系统；乔、灌、草结合绿化荒山、荒坡等。2.强库生态系统中能量和物质被暂时固定与储存的地方称为库。从能流储存角度讲主要是指植物库、动物库，这也是农业生态系统物质生产力的具体体现者。强库是指加强库的储存能力和强化库的转化效率，以保证有较大的生物能产出，具体可以从2个方面考虑：一是从生物体本身对能量的储存能力和转化效率考虑，例如：选育和配置高产优质的生物种类和品种，建立合理的农林牧渔生物结构等；二是从外界生存环境对生物的影响考虑，加强辅助能的投入，为生物的生长发育创造一个良好的环境，从而提高了对太阳光能的利用效率和对生物化学能的转化效率。如：化肥、农药、灌溉、机械、设施栽培等提高农作物的生产力；饲喂配合饲料、改善饲喂环境、科学管理等。3.截流通过各种渠道将能量尽量地截留在农业生态系统之内，扩大流通量，提高农业资源的利用效率，减少对化石辅助能的过分依赖。主要途径有：(1)开发新能源。如发展薪炭林，兴办小水电，利用风能、太阳能、地热能等。(2)提高生物能利用率。充分利用作物秸秆、野生杂草和牲畜粪便等副产品，将其中的生物能通过农牧结合、多级利用、沼气发酵等方法尽可能地用于生态系统内的转化.4.减耗降低消耗，节约能源，减少能源的无谓损失，发展节能、节水、节地、降耗的现代农业。开发普及节柴灶、节能炉具；节水灌溉；立体种植；推广少耕、免耕；改进化肥施用技术；减少水土流失等等。第七章概念与术语生物地球化学循环：地球上的各种化学元素和营养物质在自然动力和生命动力的作用下，在不同层次的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，再从生物体到环境，不断地进行流动和循环，就构成了生物地球化学循环(BiogeochemicalCycles)，简称生物地化循环。气相型循环：即元素或化合物→气体→通过大气扩散弥漫了陆地或海洋上空→在很短的时间内被植物重新利用。其储存库在大气圈或水圈(海洋)中。\n沉积型循环：许多矿物质元素（在地壳）→自然风化和人类的开采冶炼→从陆地岩石中释放出来→植物吸收参与生命物质的形成→沿食物链转移→动植物残体或排泄物→微生物分解→元素→环境。其中，一部分保留在土壤中供植物吸收利用外，一部分以溶液或沉积物状态随流水进人江河，汇入海洋，经过沉降、淀积和成岩作用变成岩石，当岩石被抬升并遭受风化作用时，该循环才算完成。其储存库在地壳里。库：物质在运动过程中被暂时固定、储存的场所称为库(Pool)流：物质在库与库之间的转移运动状态称为流（Flow)生物量:在某一特定观察时刻，单位面积或体积内积存的有机物质总量称为生物量。也称现存量周转率：指系统达到稳定状态后，某一组分中的物质在单位时间内所流出的量或流入的量占库存总量的份额。周转期：周转率的倒数，表示该组分的物质全部更换平均需要的时间。循环效率：当生态系统中某一组分的库存物质，一部分或全部流出该组分，但并未离开系统，并最终返回该组分时，系统内发生了物质循环，循环物质占总输入物质的比例，称为物质的循环效率。基本内容1．生物地化循环由地质大循环和生物小循环俩部分组成，可分为气相型循环和沉积型循环2种类型，存在库和流2种状态2．碳循环：属气相型循环3．水循环：属气相型循环4．氮循环：属气相型循环5．磷循环：属沉积型循环6．钾循环：属沉积型循环7．农业生态系统中的养分循环与平衡重要问题1．农田生态系统养分循环效率及其平衡途径；2．农业生态系统物质循环造成的环境问题与防治对策。思考题1．生态系统物质循环的主要类型有哪些?依据循环范围，生物地化循环分为：（一）地质大循环和生物小循环1)地质大循环是指物质或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，生物有机体再以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境，进入大气、水、岩石、土壤和生物五大自然圈层的循环。地质大循环时间长、范围广，是闭合式循环。2)生物小循环\n是指环境中的元素经生物体吸收，在生态系统中被多层次利用，然后经过分解者的作用，再为生产者吸收、利用。生物小循环时间短、范围小，是开放式的循环。根据物质在循环时所经历的路径不同，从整个生物圈的观点出发，生物地球化学循环分为：(二)气相型循环和沉积循环型1)气相型循环(GaseousTypesCycles)即元素或化合物→气体→通过大气扩散弥漫了陆地或海洋上空→在很短的时间内被植物重新利用。其储存库在大气圈或水圈(海洋)中。特点：循环迅速，对于干扰可相当快地进行自我调节(但大气的自我调节也不是无限的)。从全球意义上看，这类循环是比较完全的循环。2)沉积型循环(SedimentaryTypesCycles)许多矿物质元素（在地壳）→自然风化和人类的开采冶炼→从陆地岩石中释放出来→植物吸收参与生命物质的形成→沿食物链转移→动植物残体或排泄物→微生物分解→元素→环境。其中，一部分保留在土壤中供植物吸收利用外，一部分以溶液或沉积物状态随流水进人江河，汇入海洋，经过沉降、淀积和成岩作用变成岩石，当岩石被抬升并遭受风化作用时，该循环才算完成。其储存库在地壳里。特点：循环是缓慢的、非全球性的，易受到干扰，成为“不完全”的循环，受到生物作用的负反馈调节，变化较小。2．何谓物质循环的库、流？简述物质循环中流、库、环之间的关系。库(Pool)物质在运动过程中被暂时固定、储存的场所称为库(Pool)流(Flow)物质在库与库之间的转移运动状态称为流（Flow)生态系统中的能流、物流和信息流，使生态系统各组分密切联系起来，并使系统与外界环境联系起来。没有库，环境资源不能被吸收、固定、转化为各种产物；没有流，库与库之间不能联系、沟通，则物质循环短路，生命无以维持，生态系统必将瓦解。3．农业生态系统氮素、磷素的主要输入和输出途径有哪些?如何合理调控?农业生态系统中N循环及调控1)输入：三个来源即生物固氮、大气固氮、工业固氮2)输出：有机体燃烧、产品输出、反硝化作用、淋溶流失和挥发3)调控：a)充分发挥生物固氮的作用b)发展工业固氮c)使动、植物残体及排泄物尽量还田d)控制土壤中N的非生产性消耗在农业生态系统中，P的调节主要是使用P肥。磷循环属于较简单的沉积型循环靠土壤和肥料中P的形态和转化输入：P在土壤中的固定与溶解；输出：P和N不同，基本不会挥发损失，也较少随水流失。合理利用P肥在农业生产中，应注意以下几个方面：（1）开发新的P矿资源。（2）重视多条途径，实现P的再循环，尤其是有机途径。（3）提高肥效，节约P肥，减少流失。（4）注意P肥使用中的环境污染问题。P肥中含有重金属和放射性物质。4．农业生态系统的水分循环特点是什么？如何根据中国水资源特点进行科学调控?农业生态系统水分循环特点1)输入量减少且水质变差。降水和地下水贮量是系统中水分的主要来源，江河湖泊径流水的供给量，不同地区差别较大。水分的输入主要包括：降水；地下水；地表径流水2)输出量增加提高产量，用水量增加。作物每形成1㎏干物质需要蒸发300～800㎏的水。\n地表径流量增加。三个方面：改变了地表形状，使地表变硬，下渗面积小；增大河沟某一时期的流量，下渗时间短；森林过度砍伐，固水量减少，径流量增加。其他用水增多。如工业、商业、环境、生活用水等。农业生态系统中水循环的调控1)保护森林、草地植被，增加对降水的截流量，减少径流。森林可截留夏季雨量的20～30%，草地5～13%，林地径流量比无林地少10%以上。2)修筑水库、塘坝，增加对降水的蓄积量。3)防止过量开采地下水，尤其是深层地下水，避免区域性水资源的枯竭。4)减少有毒物质的排放，防止水域污染。5)节约用水。农业用水占全部用水量的80%，是用水大户，节水潜力巨大。5．生态系统中环境污染的概念是什么？有哪些污染种类？有毒物质的生物放大作用是什么?环境污染：随着工农业的发展，各种除草剂、杀虫剂、杀菌剂的使用，矿山的开发，核电站的建立，以及各种工业“三废”（废水、废物、废气）的排放等，使引入环境的化学、物理、生物因素超过了环境可能忍受的限度，从而使环境受到污染，引起公害。根据污染物不同，常分为两个类型：1)非降解性污染：由非降解性污染物引起。指环境中增加了一些不降解或降解很慢的物质如汞（Hg）、铬（Cr）、镉（Cd）、砷（As）铅（Pb）等重金属和一些长键的苯酚化合物、DDT等。其危害最大，具有持久性和长期性。2)生物降解污染：指一些经过自然过程能很快分解的物质如食品加工的废弃物、生活垃圾等引起的污染。根据污染的环境，可分为三种类型：1.大气污染指大气中so2、烟铅（汽车燃油时排放）、粉尘、氟化物等含量较多。其危害为，在城市中主要是有毒气体聚集在一起形成毒雾，影响人们身体健康；对农业生产来讲，主要是工业排放的so2在大气中扩散，遇水蒸气形成硫酸雾，与粉尘一起改变降水的性质，形成酸雨、酸雾（PH小于5.6）。酸雨被称为空气中的死神，它使土壤、河湖酸化，动植物受害、鱼类死亡。2.水域污染主要有3个方面：a重金属污染汞（Hg）、铬（Cr）、镉（Cd）、砷（As）铅（Pb）等引起的污染。b水体富营养化即水体中营养物质的含量大大超过常量，造成水生藻类生长过分繁茂，藻类死亡后在水体中分解，大量消耗氧气，产生大量CH4、H2S、CO2、NH3等，使水质变坏。一般认为当水中总P超过20mg/m3、无机N超过300mg/m3时，即为水体富营养化。c热污染和油污染工业冷却水回流，使水温升高，直接危及水生生物的生存。海、江上的油船泄露，使水受到油污染。3.土壤污染污染源有三个：工矿废水、废渣。大气污染物进入土壤。农业生产中使用的化肥、农药等。受到污染的土壤板结、贫瘠、盐碱化、积累有毒物质。有毒物质进入生态系统，便立即参与物质循环，性质稳定、易被生物吸收的有毒物质沿食物链逐级富集浓缩，在生物体内的残留浓度不断升高，这种现象被称为有毒物质在食物链上的富集作用，又称为生物浓缩或生物学放大作用。第八章生产力：是指农业生态系统以产品形式的生产能力，是任何生态系统基本的数量特征，其大小标志着能量转化效率和物质循环效率的高低，是生态系统功能的具体体现。初级生产：指生态系统中自养者的生产，包括各种绿色植物、光合细菌等在内的同化太阳能并以有机物形式贮存起来的生产，又称第一性（次）生产。只有初级生产才能将环境中的物质和能量纳入系统，维持系统的存在和发展。次级生产：指动物、微生物等异养者的生产，是利用初级生产产物进行物质和能量转化，表现出的生产力，是生态系统的第二性生产：\n是指初级生产的部分产品，经过异养生物的采食和同化，合成肉、奶、蛋、皮和毛等动物性产品。因此，是一个动物性生产的过程，是动物采食植物或捕食其它动物之后经过体内消化和吸收，把有机物再次合成的过程基本内容1.生产力的概念与表示方法2.农业生态系统的初级生产3.农业生态系统的次级生产4.初级生产与次级生产的相互关系5.提高农业生态系统生产力的途径重要问题1.初级生产力与次级生产力的形成2.初级生产与次级生产的相互关系3.提高农业生态系统生产力的途径思考题1、次级生产在农业生态系统中的作用和地位1)提供动力2)转化农副产品，提高利用价值3)提供蛋白质产品，改善人们的食物构成4)促进农业生态系统的物质循环，增强生态系统的机能5)提高经济效益2.提高农业生态系统初级生产力、次级生产力的主要途径。提高农业生态系统初级生产力的途径b)生物与环境相适应c)协调系统中各组成部分之间关系d)建立良好的群体结构e)重视生物资源的开发利用f)适量的辅助能投入提高次级生产力的途径1)改善次级生产者的构成，使初级产品得到多次转化i.发展草食动物，适料饲养ii.充分利用水面，发展鱼、虾、蟹、贝等水生动物iii.利用腐生食物链进行物质生产iv.有效地利用残渣食物链中的还原能量2)遵循协调平衡法则，合理饲养管理，提高转化效率3)选择科学的配合饲料，提高转化效率4)控制家畜的非生产性消耗3.影响我国农业生态系统生产力的主要因素是什么？（一）自然资源条件\n自然资源是指农业生产所面临的自然环境因素的数量、质量及其配合水平，通过对农业生物种类、数量、品质和农业生态系统类型的制约作用来影响农业生产力水平。我国农业系统的环境资源除光热资源优越之外，土地和水资源数量最短缺，质量低下，气候条件的年际大幅度波动对农业系统构成很大威胁，土地资源的破坏和气候灾害的加剧可能使农业系统出现不良的趋势。（二）社会经济条件社会经济条件指农业生态系统面临的社会经济环境和农业生产单位的经营水平。社会经济环境影响农业生态系统与人类社会系统进行物质、能量和信息交流的质和量，决定农业生态系统结构的类型和功能。人类社会的进步使人类干预和控制生态系统的方式、能力不断提高，成为提高农业生态系统生产力的主要动力。社会需求变化引起商品价格变化，进而导致系统结构和生产力发生变化，是改变农业生态系统结构的根本动力之一。（三）农业科学技术水平农业科学技术的进步对提高农业生态系统的生产力至关重要，不同地区，特定农业科学技术对生产力的影响是不同的。（四）农业生态系统的结构农业生态系统生产力不仅取决于各构成单元的个别生产力，而且受结构本身及其功能的影响。系统结构对生产力的影响主要表现为：适当调整食物链可增大系统生产力。提高系统的稳定性，可以增强系统的整体生产力。