农业生态系统结构简化ppt课件.ppt

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1、第三章 农业生态系统的综合结构,第一节 农业生态系统结构类型第二节 农业生态系统的农林牧副渔关系,第二节 农业生态系统结构类型,1、农业生态系统的层次结构2、农业生态系统的水平结构3、农业生态系统的垂直结构4、农业生态系统的时间结构5、农业生态系统的营养结构,概 念,物种结构（组分结构）：生物物种是生态系统物质生产的主体。不同生物种类的组成与数量关系的格局构成生态系统的物种结构。空间结构：指生物群落在空间上的垂直和水平格局变化，构成空间三维结构格局。 水平结构：指在一定的生态区域内，各种生物种群所占面积比例、镶嵌形式、聚集方式等水平分布特征。 垂直结构（立体结构）：指生物种群在垂直方向上的分布

2、格局。在地上、地下和水域都可形成不同的垂直结构。时间结构：指在生态区域内各生物种群生活周期在时间分配上形成的格局。营养结构（食物链结构）：构成生态系统的功能单位是生产者、消费者、分解者和环境，它们以营养为纽带把生物和非生物以及生物与生物之间联系起来，进行物质循环和能量转化，这就是生态系统的营养结构。,1、农业生态系统的层次结构根据农业生态系统的层状结构，分为五级。 国家级的农业生态系统: 地区级的农业生态系统 亚区级农业生态系统 单位的农业生态系统 农田生态系统,1、农业生态系统的层次结构国家级的农业生态系统: 这一级农业生态系统的研究是根据人口与土地的比例，工农业比例来决定国家经营农业的基本

3、方针和经营原则。比如说根据国家的工农业比例来确定一个国家是以发展农业为主还是以发展工业为主。是以一个国家行政区范围为对象的农业生态系统。,1、农业生态系统的层次结构地区级的农业生态系统: 根据国家自然资源分布情况，按各地的社会资源特点，把一个国家划分为若干个农业发展区。国家农业区划委员会根据四条基本原则下，把全国划分一级农业区： 发展农业的自然条件和社会经济条件的相对一致性， 农业生产基本特征与进一步发展方向的相对一致性， 农业生产关键问题与建设途径的相对一致性 基本保持县级行政区界的完整,1、农业生态系统的层次结构亚区级的农业生态系统: 国家农业区划委员会在区划全国一级农业区的基础上，又区划

4、二级区，这一级农业生态系统应研究本区的自然资源特点和农、林、牧、渔、副各业应有的结构和布局，从而更好地调整现有的农业生态系统结构，使之趋于合理化。如黄淮海农业区又可划分为：燕山太行山山地平原农业区、冀鲁豫低洼平原农业区、黄淮平原农业区、山东丘陵农林区、晋东豫西丘陵山地农林牧区。,1、农业生态系统的层次结构单位的农业生态系统： 指县乡、农场一级的农业生态系统。这一级农业生态系统应根据亚区的安排，布局农业生产结构，包括主业及兼业及其相互关系。农田生态系统：是在单位内研究有代表性的农田生态特点，产量构成及其与环境的关系，从而合理调节农田生态系统结构，以获得最高的农田系统生产力。 高一级的农业生态系统

5、是次一级的农业生态系统的大局，次一级农业生态系统是高一级农业生态系统的局部。局部性措施应服从全局性部署，方能协调、平衡整个农业生态系统。,2、农业生态系统的水平结构,a、由气候因素、地理位置等自然环境对农业生态系统水平结构影响我国的种植业与环境温度的关系密切，从北到南，不同气候类型条件下适宜种植的农作物和耕作制度存在较大的差异,不同气候带种植制度变化,气候类型 10天数 10积温 可种植主要作物 熟制 （d） （）,中温带 106-180 1700-3500 春小麦、大豆、玉米、甜菜等 一年一熟,暖温带 181-225 3500-4500 冬小麦、棉花、玉米、水稻、 二年三熟或,寒温带 105

6、 1700 早熟春小麦、马铃薯 一年一熟,北亚热带 226-240 4500-5300 水稻、小麦、甘薯、玉米等 一年二熟,中亚热带 241-285 5300-6500 双季稻、甘蔗、茶叶、柑橘等 一年二熟或三熟,南亚热带 286-365 6500-8200 水稻、甘薯、玉米可冬种、 一年三熟,热带 365 8200-9200 宜橡胶、咖啡、椰子等热带作物 一年三熟或四熟,b、社会经济条件对农业生态系统水平结构的影响 农业生态系统的水平结构除了受到自然环境条件的影响之外，不同农业区位和社会经济条件也有重要影响。如该地区的人口、交通、生产技术、资金、信息等都强烈地影响。,杜能的农业经济区委理论背

7、景：在商品经济发展初期，农业生产的产品必须能够到达市场才能获取效益，然而不够发达的运输、加工、储藏、保鲜等成为商品制约条件杜能的独立国假设（1）在农业自然条件一致的平原上，农产品能够实现销售的唯一市场是中心城市（2）农产品的唯一运输工具是马车（3）农产品的运费与重量及运输距离成正比（4）农作物的经营以获取最大利润为目的。,杜能圈层（1）鲜活农作圈：紧靠城市，生产蔬菜、牛奶、鲜花等（2）林业圈：生产林木，用于薪柴、建筑、家具，用量大（3）轮作农作圈：黑麦黑麦马铃薯大麦苜蓿豌豆（4）谷物农作圈：谷物、畜产品，经营比较粗放（5）三圃式农作圈：谷物牧草休闲(出现休闲地)（6）畜牧圈：以牲畜及乳制品供应

8、市场（牧草比重加重）（7）自然区域：以休闲、狩猎为主的灌木林带,杜能的农业区位理论,生产集约度理论越靠近中心城镇，生产集约程度越高。如果用单位土地的劳动力来衡量生产的集约程度，越靠近中心城镇，单位土地投入劳动力越多。生产结构理论易腐烂变质、不耐储藏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。生态经济区位理论在经济高度发达阶段，交通、运输、保鲜、存储、加工能力加强，销售网络健全，商品信息流通，相对自然环境引起的产量差异来说，运费的相对重要性下降，这样，逐渐在最有利的自然条件下，按市场需求形成规模的专业化生产区域。,3、农业生态系统垂直结构,垂直结构又称立体结构，是指农业生物之间在空间

9、垂直方向上的配置组合即在一定单位面积土地（或水域、区域）上，根据自然资源的特点和不同农业生物的特征、特性，在垂直方向上建立由多物种共存、多层次配置、多级量能循环利用的立体种植、养殖等的生态系统，,从而高度地利用自然资源，增进土壤肥力，减少环境污染，获得更多的物质产量，达到经济、生态和社会效益的统一。,（一）自然地理位置与农业生态系统的垂直结构（二）农田生态系统的垂直结构,（一）自然地理位置与农业生态系统的垂直结构 不同的地理位置条件，由于受气候、地形、土壤、水分、植被等生态因子的综合影响，使得农业生态系统的垂直结构也呈现出一系列的变化。,（1）. 大尺度的地形变化 如四川、云南高原独特的地貌、

10、气候条件，随着海拔的变化，农业生态系统的结构也发生不同的变化，从而出现不同的农业发展类型。(见图3.5）。,图3.5 川滇高原随海拔变化的农业生态系统的结构,图3.7 广东省潮州市 有些丘陵地区农业生产分布（骆世明等，1987）,（2） 小尺度的地形变化在丘陵或一些低海拔山地，由于地貌复杂多变，从山顶到半山、山脚等，由于生态条件的不同，农业生态系统的水平结构也表现出不同的变化。,华南农业生态合理化模式 -丘陵坡地的生态环境问题,单一幼令树种,草被覆盖不全,果园没有水保措施,养鸡破坏植被,暴雨多,开采石头地貌破坏,作物种植过高,华南农业生态合理化模式-丘陵坡地园林的绿化模式,山顶混交水保林,村后

11、“风水林”,低山果园,畜果结合 种草,低山梯带式种植,猪-沼-果模式， 工程措施与生物措施结合，治坡与治沟相结合,农业生态系统的立体结构大体有农田立体模式、水体立体模式、坡地立体模式、养殖业立体模式等。农业生态系统的这种优化的人工生物群落，形成中国独具特色的立体农业模式。,a、农田立体模式 1型：即单一作物群体，其地上部分与地下部分在同一层次内。其前期资源利用不充分，中后期争光、热、水、气、养分严重，从生态学的观点看，并不是理想的结构。,（二）农田生态系统的垂直结构,2,2,3,3,-2型：如小麦与蚕豆间作， -1型：如玉米与豆类、棉花与芝麻， -2型：如河北枣粮间作， 还有特殊类型，如稻鱼结

12、构、稻苹结构、果菇结构、蔗菇结构以及湖北省近年出现的稻田养鱼和塘边种葡萄结构。,例如 稻田养鱼：鱼类取食杂草、浮游生物、水稻害虫稻虱、叶蝉 等，将其储藏能量转化为鱼产品；鱼在稻田中搅动，能疏松土壤，增加稻田的氧气，有利于有机物的分解，促进水稻根系的呼吸和发育；鱼类的排泄物可肥田。 稻田养鱼使得稻、鱼相辅相成 、相得益彰。水稻增产一至四成，产鱼100公斤/亩左右。,intercropping,胶茶间作,存在地区：广东、云南地区。 单作缺点：橡胶单作不能充分利用光热资源，对风害、低温等自然灾害抵御能力差。优 点： 为茶树创造适宜生长的良好环境，有利于提高茶叶品质；增强抵御自然灾害的能力，使橡胶高产

13、、早产；具有良好的生态效益；土壤流失量降低，土地肥力提高；提高了土地利用率（50%70%）和光合利用率。效 益：,胶茶群落与单胶林胶乳产量的比较 单位：公斤/公顷,胶茶群落中茶树与纯茶园茶叶产量的比较 单位：公斤/公顷,主菜单,主目录,返回,退出,水体立体模式 鱼分层养殖 塘基农业系统林鱼鸭系统胶茶系统,水体立体模式（1）. 鱼的分层放养分层立体养鱼主要是利用鱼类的不同食性和栖息习性进行立体混养。在水域中按鱼类的食性分为上层鱼、中层鱼、下层鱼，,鲢鱼、鳙鱼以浮游植物和浮游动物为食，栖息于水体的上层；草鱼主要吃草类，如浮萍、水草、陆草、蔬菜和菜叶等，居水体中层鲤鱼、鲫鱼吃底栖动物和有机碎屑等杂物

14、，居水体底层。,（2）基塘系统桑基鱼塘：是基塘系统中最复杂也是最早的一种。它从明末清初开始开始出现，由基面种桑、水面养鱼，桑叶养蚕，蚕沙、蚕蛹水养鱼，鱼粪肥塘、塘泥为桑树肥料构成。同时还发展了工业。,鱼,桑树,蚕,蚕沙、蚕蛹,塘泥,基塘生态系统,存在地区：珠江三角洲、江浙一带和其它水网地带。 环境特点：水热资源丰富，土壤肥沃，但地势低，地下水位 高，加之高温多雨，土壤有机质分解很快。结 构：（如图示）类 型：桑基鱼塘、蔗基鱼塘、果基鱼塘、菜基鱼塘、花 基鱼塘及杂基鱼塘。应用状况：二十世纪80年代，广东省实行基塘生态系统的面积占耕地面积的 32% ，目前稍有减少，且传统的桑基鱼塘、蔗基鱼塘由于劳

15、动力成本高、利润不高，已由利润工、收入大的果基鱼塘、菜基鱼塘和花基鱼塘代替。,华南农业生态合理化模式 -低洼地的基塘模式蔗基鱼塘：果基鱼塘： 花基鱼塘：,低洼地的高畦深沟模式,蔬菜,花、果,甘蔗,水浮莲、红萍,鱼,工作通道,山东济宁,（3）. 林鱼鸭立体种养,太阳能,饲料、外界食物等,木材、种籽,鱼产品,鸭产品,图3.8 池杉鱼鸭型生态林业模式（国家环保局编，1995）,立体农业高效的生态学基础生物种间互补,运用生物间互补原理上，将形态、生态和生理上不相同的生物种群组成合理的复合群体，实现对环境资源的充分利用。立体农业利用生物种间的互补，保持系统的稳定、增强系统的抗灾能力，改善生境条件，提高土

16、壤肥力，减轻病虫草害。,4、农业生态系统时间结构 所谓时间结构是指在生态区域内各个种群的生长发育和生物量积累与当地资源协调状况。不同地区，可供作物种群利用的自然资源大多数是随时间变化而变化的，如何从时间上合理搭配各种作物，使自然资源得到充分合理利用，以达到提高系统的生产力的目的，并且也使从外界投入的物质能量与作物生长发育的需要紧密配合，防止过多过少，都是时间结构应研究的课题。,我国在这方面是有经验的，如育苗移栽、间作套种、轮作倒茬、播种混播等形式，,6 月10小麦收获,6月20日玉米播种,10月10日玉米收获,10月15日小麦播种,玉米生育期 90天，只能中熟品种,如果在小麦收获前10天播种（

17、点播行间），就可以播农大108玉米品种,产量提高了，但需要劳力,5、农业生态系统的营养结构,农业生态系统的营养结构构成生态系统的功能单位是生产者、消费者、分解者和环境，它们以营养为纽带把生物和非生物以及生物与生物之间联系起来，进行物质循环和能量转化，这就是生态系统的营养结构。 指生态系统中生物间联结的食物链、食物网结构，又称食物链结构。一、食物链结构类型二、食物链解列三、食物链结构的举例,食物链结构类型,一、食物链加环的作用 在原有食物链中通过加入新的链环，延长或完善食物链组合，改变农业生态系统的结构，具有很好的效益。其作用表现在：提高农业生态系统的稳定性。提高农副产品的利用率提高 能量的利用

18、率和转化率,食物链结构类型,食物链加环的类型生产环 在食物链中加入能够把非经济产品转化为人们直接利用的经济产品的环节，称为生产环。 如：牛、羊等可把秸杆、糠麸、菜叶、杂草等转化为肉、 皮、奶、蛋等，蜜蜂可将花粉转化为蜂蜜、蜂王浆等。减耗环 这类环节的引入可减少生产消耗。 如：引入天敌，可减轻病害危害，吉林省人工放养寄生蜂， 防治林场的松毛虫。,食物链结构类型,增益环 这类环节虽不提供人类直接消费的产品，但可扩大生产环节的增产效果。如：利用粪渣等有机废弃物养殖蚯蚓和蝇蛆，可作为禽畜 的蛋白饲料，可提高家禽的生长量和家禽的产蛋率。复合环 兼具两种以上的功能环节。 如：稻田养鱼、鸭，即有减耗的作用（

19、鱼鸭以水稻害虫为 食，减轻虫害危害，鱼、鸭粪肥又可肥田），又可生 产鱼、蛋产品。,食物链的解列,食物链的解列： 实质就是利用农业生态系统进行污水处理。使现代工业产生的有毒有害物质在食物链上富集到一定程度时与人类的食物链中断联系。处理污染土壤 可种植非食用的木材、麻类、花卉等使污染物离开食物链。污水处理 如：水生植物浮萍等对各种污染物以及水体富养化的N、P等具有较强的吸收净化能力。,主菜单,主目录,返回,退出,！,食物链加“环”是有条件的。加环必须合理，不是环节愈多愈好,食物链加“环”应注意的问题和原则,应综合评价食物链的效益。农业生产过程不是一个单纯的生物学过程，还受着社会、经济、技术的强烈制约；同时人们从事农业生产的目的也不单是为了获取食物能量或食物蛋白，还有着其它多种目的，诸如经济收人、环境保护等。不同类型的食物链，它们在社会、经济和生态三大效益方面的表现不同。,评价食物链加“环”，不应局限于某一单项效益的高低，应建立以某种目的效益为主的评价指标体系，进行综合评价，才能得出一个合理的结论。,在设计食物链结构，进行加环处理时，还应遵循如下一些原则：,填补生态位，增加产品产出。使废弃物资源化。减少养分和能量的无效损耗。增加就业，提高经济收人。实现环境净化和 美化。,