佛山科学技术学院精品资源共享课《农业牛态学》（聂早荣 第二章农业生态系统 农业生态系统一词最早出现于生念学的研究领域。自美国生念学家坦斯利(A.G.Tansley)1935 年提出“生系统”这一概念以来，它被广泛应用与生念学的各个领域，“农业生念系统”这一概念也应 运而生。生态学界对农业生态系统比较共同的看法是：农业生念系统是人们在一定的时间和空间范 围内，利用农业生物与非生物环境之间，以及生物种群之间的相互作用建立起来的，并在人为和自 然共同支配下进行农副产品生产的综合体，是一个人类调控下的自然一社会一经济组合而成的复合 生念系统(odum,1984:邹冬生和廖挂平，2002：正东阳，2006：刘文娜，2006)，农业生念系 统具备任何生态系统都具有二大基本的功能特征：能量流动、物质循环和信息传递。 1.农业生态系统是一个自然、生物与人类社会生产活动交织在一起的复杂的大系统，它是一个 “自然“再生产与经济再生产相结合的生物物质生产过程。所谓“自然”再生产过程，是指种植业、养 殖业与海洋渔业等，实质上都是生物体的自身 再生产过程，不仪受自身固有的遗传规律支配，还受光、热、水、土、气候等多种因素的影响 和制约，即受到自然规律的支配。经济再生产过程，是指农业生产是按照人类经济目的进行的，投 入和产出，受到经济和技术等多种社会条件的影响和制约，即受社会经济规律的支配。人类从事农 业生产，就是利用并促进绿色植物的光合作用，将太阳能转化为化学能，将无机物转化为有机物， 再通过动物饲养，以提高营养价值，使农业生念系统为社会尽可能多地提供农产品。同时，人类运 用经济杠杆和科学技术来提高和保护自然生产力，提高经济效益。 2.发展农业，必须处理好人、生物和环境之间的关系 要按照尘物与环境相统一的基本规律来指导和发展农业生产。种植业和林牧渔业尘产都是生物 体的再生产过程，各自与其环境之间建立了多种类型的“自然的生态系统。只有生物与非生物环境 之间相互协调、相互适应，农业生产才小能狄得最优化的效果。所谓顺天时，量地利，则用力少而成 功多，反其道而行之，则劳而无获。农业生产是一个能量与物质流通过程，无论能量与物质提供者 的环境条件或者是生产者的生物体，在一定时空条件下，它们的生产能力都是有一定限度的，超过 其极限，就会造成生态平衡的破坏，使自然资源衰退，农业尘产下降。山于捕捞强度过大，超过了 渔业资源的再生能力，致使中国主要海洋经济鱼类的资源口趋枯竭。同样，在耕地利用上，忽视养 用结合，以致土壤肥力严重衰退，引起土壤退化。在大量的物质和能量随着商品流出农业生念系统 之后，就必须从外界投入足够的物质和能量，才能保持其平衡。因此，对农业资源不能只顾利用， 不断索取，必须加以保护，使之休养生息，才小能促进资源增殖，提高农业产量。 3.建立一个合理、高效、稳定的人工生念系统，促进农业现代化建设。 农业生产是一个以自然生态系统为基础的人工生念系统，它远比自然生念系统结构简单，生物 种类少，食物链短，自我调节能力较弱，易受自然气候、病虫害、杂草生长的影响。农业生产的不 稳定性，很大程度上受自然环境的约束，因而应创造良好的农业生念环境，才能取得较佳的经济效 益。良好的农业生态环境有赖于森林、草原、水域等生念系统的支持、保护和调节。农业生念系统 就其生产力来说应当比自然生念系统史高，因此除太阳辐射外，还必须加入辅助能，如农机、化把、 农药、排灌、收获、运输、加工等，通过人类的劳动和管理。只有不断地调整和优化生念系统的结 构和功能，能以较少的投入，得到最大的产出，取得良好的经济效益、社会效益和生念效益，建 立一个合理、高效、稳定的农业生态系统。 第一节系统 一、系统的概念 1、定义 系统是指在一定的时空范围（边界）内，山两个或两个以上相五联系和相五作用的组分构成的， 具有某种特定的结构与功能，朝着特定目标运动发展的有机整体。系统是山相互作用和相互依赖的 若干个组成部分结合而成的、具有特定功能的整体。系统论的创始人是奥地利的贝塔期非(L.V
佛山科学技术学院精品资源共享课《农业牛态学》（聂早荣》 Bertalanffy)。 2、系统必须具备的三个条件 (1)山二个以上的组分组成。 (2)组分之间有密切的联系。 (3)以整体方式完成一定的功能。 二、系统的特性与组分 1、系统的特性，是指系统相对于非系统而言所具有的若干属性。 (1)结构的有序性 系统结构的有序性-一主要表现在系统外部有一定的边界，内部有鲜明的分层现象。共中，边界 是指系统所涉及的时间和空间界限（可自然形成或人为划定）：分层现象是指系统按一定的层次，可 向宏观逐层综合，向微观逐层分解的现象。 (2)结构的整体性 系统结构的整体性-一即是系统对各组成要素的总体要求。它主要要求各组分间存在量比关系， 各组分间存在相互作用，其中： 量比关系-一指组分间在数量上的比例。它控制着系统的结构。 相互作用--指组分间相互关联的方式。它控制系统功能。 (3)功能的整合性 系统功能的整合性即是指系统整体功能大于各组分功能之总和的特性。它靠系统有序为基础。 系统功能的整合性又称整合效应。 即整体大于部分之和。通常形象地称1+1>2”。 (4)功能的离散性 系统功能的离散性-一指系统整体功能小于各组分功能之总和的特性，又称离散效应。它因系统 失去有序所全。 2、系统的结构特点 (1)系统都有边界。 (2)系统具有层次性。即系统山若干个子系统组成，系统本身也是史大系统的子系统。 (3)构成系统的组分间有一定的量比关系。 (4)系统的组分在空间上有一定的排列位置关系。 系统的功能特点：系统功能的整合性：即整体大于部分之和。通常形象地称”1+1>2” 二、系统的思想方法及系统方法 1、系统思想 系统思想即是指全面地而不是局部地看问题：连惯地而不是孤立看问题：灵活地而不是呆板地 看问题(-辩证思维)。 2、系统方法 系统方法即是指研究系统的方法。 (1)“黑箱”：只了解系统的转换特性，了解系统的输出对系统的输入的响应规律，而不揭示 引起这种特性或响应规律的系统内部原因。（山表及甲） (2)“白箱”：着重了解系统内部结构和功能对系统的行为和表现作出解释。（深入浅出） (3)“灰箱”：实际研究中常采用。即在重点层次、组分和关系上用白箱的方法，共它用黑箱方 法。（黑白兼顾） 第二节生态系统 一、生态系统(Ecosystem) 生念系统是在一定的空间内的全部生物和非生物环境相互作用形成的统一体。 尘念系统的结构是指生念系统的组成和组分在时空中的分布（生念系统的形念结构）以及组分间 2
佛山科学技术学院精品资源共享课《农业生态学》（聂早荣） 相互联系的有序状念（生态系统的营养结构）。 景观区(andscape)是山地理、生物和人类活动结果所综合组成的空间和视觉的整体。 景观生态学(Landscape ecology)不仪在”垂直”方向研究特定地点上的生物和环境的相互关 系，而月在”水平”方向研究异质区域间的相互影响，把特定地点上的同质区域称为景观元素。 二、生态系统的基本组分 生念系统在结构上包括两大组分：环境组分和生物组分。 环境组分包括四方面：辐射(Radiation)、气体(air)、水(water)、土体(soil)。 生物组分包括生产者(producer)、大型消费者(consumer)和小型消费者（分解者 decomposer). 三、生态系统区别于一般系统的特点 1、组分上包括生物，生物群洛是生态系统的核心。 2、空间上有明显的地域性。 3、具有明显的时间特征，具有从简单到复杂，从低级到高级的发展演变规律 4、系统的各组分间处于动态的平衡中。各生态系统都是程度不同的开放系统，不断地从外界输 入能量和物质，经过转换变为输出，从而维持系统的有序性。 四、主要的生念系统类型 1、根据环境的性质划分 (l)陆地生态系统(Terrestrial ecosystem) ①森林生态系统 ②草原尘态系统 ③农用生态系统 (2)淡水生态系统(Freshwater ecosystem) (3)海洋生念系统(Ocean ecosystem) 2、根据受人类干扰的程度可划分 ①自然生念系统 ②人工驯化的尘念系统 ③人工生态系统。 第三节农业生态系统 一、概念 农业生态系统即是指人们在一定的时空范围内，利用农业生物与非生物环境之间，以及生物种 群间相互作用建立起来的，并在人为和自然共同支配下进行农副产品生产的综合体。 二、农业生念系统的特性 1、特点 农业生态系统作为一生态系统的特殊类型，与一般生念系统比较具有以下不同特点。 ①系统受人类的调控。 ②系统自身稳定性差。 ③系统净生产力较高。 ④系统的开放性史强。 ⑤系统受双规律支配。 2、基本组分 (1)生物组分 农业生物农作物、家畜、家禽、家鱼、家蚕等，以及与这些生物有密切联系的病虫害、杂 草等。其中大型消费者也包括人。 (2)环境组分 3
佛山科学技术学院精品资源共享课《农业生态学》（聂早荣》 受到人类的不同程度的调节和影响。而有些环境温室、禽舍等完全是人工环境。 (3)基本结构 ①组分结构(component structure) ②时空结构(Spatio-temporal structure). ③营养结构(trophic structure) (4)基本功能 能量流(energy f1ow)：农业生态系统除输入太阳能外，还输入人工辅助能。 物质流(matter f1ow)：各种化学元素在生态系统中被生物吸收并传递，在生物与环境之间以 及生物与生物之间形成连续的物质流。 信息流(information f1low)：农业生念系统通过信源的信息产生，信道的信息传输和信宿的 信息接受形成信息流。 价值流(catipal f1ow)：价值可以在农业生态系统中被转换成不同的形式，并可以在不同组 分间转移。 三、农业生态系统的主要类型 1、农业生态系统边界划分。 边界划分是农业生念系统分类的基础。目前农业生念系统边界划分的方法主要有以上三种。 以行政区域划分边界； 以农业生产内容或产业划分边界： 将上述两者结合起来划分边界。 2、农业生念系统主要类型 (1)农H生态系统 农用生念系统一指山作物与其有关的光，温，水，气，肥，土及作物伴生生物等环境组成的， 并完成作物产品生产的农业生念系统。 (2)森林生态系统 森林生念系统一指山木本植物为主体的生物与其生育有关的光，温，水，气，肥，土及伴生 尘物等环境组成的，并完成特定的林产品尘产和农业水土保持功能的农业生态系统。 (3)草原生念系统 草原生念系统一指以天然牧草，人工牧草及草食性农业动物为主体的生物种与其生育所环境 条件构成的，并完成肉，奶，皮，毛，蛋等动物性农产品生产的农业生念系统。 (4)内陆淡水生念系统 内陆淡水生态系统一指人们为发展农业生产，特别是发展渔业经济而加以利用和改造的湿地， 溪流，江河，池塘等水域系统的总称。 4