農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特征及組成

【專家解說】：第五節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 一、知識結(jié)構(gòu) 二、教學(xué)目的 1.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)（D：應(yīng)用）。 2.生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念和原理（D：應(yīng)用）。 3.我國生態(tài)農(nóng)業(yè)取得的成就（A：知道）。 三、重點(diǎn)和難點(diǎn) 生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念和原理是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。 四、參考答案 復(fù)習(xí)題二、 1.（√）； 2.（×）。 三、2.生態(tài)農(nóng)業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)和能量的多級利用，減少對資源和能源的消耗，減少污染；生態(tài)農(nóng)業(yè)提倡生物防治，能減少農(nóng)藥污染。由此可見，生態(tài)農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。 3.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈數(shù)量和食物鏈中營養(yǎng)級的數(shù)量并不是越多越好，而需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粚?shí)際進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在一定的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者所產(chǎn)生的有機(jī)物是有一定限度的，如果該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)食物鏈過多，各食物鏈中生物的數(shù)量就難以達(dá)到一定規(guī)模，這樣就會影響經(jīng)濟(jì)效益。如果食物鏈中營養(yǎng)級過多，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動原理，處于較高層次營養(yǎng)級的生物獲得的能量就很少，該營養(yǎng)級的生物數(shù)量相應(yīng)也會很少，這樣也不會獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。 旁欄思考題 除肥料、種子、能源等外，人類從外界向農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)輸入的物質(zhì)還有很多，如農(nóng)用機(jī)械、塑料薄膜、灌溉管道，等等。 防止塑料薄膜造成農(nóng)田污染，除了將使用過的塑料薄膜定期回收、集中處理以外，人們還正在研究各種有效的辦法，如使塑料薄膜中含有較多的淀粉等生物可降解的成分；通過生物工程的方法讓生物體生產(chǎn)塑料，這樣的塑料可以被自然界的微生物分解；通過生物工程的方法培養(yǎng)能迅速分解塑料的工程菌等。 五、參考資料 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的基本內(nèi)容 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的基本內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。 第一，充分利用太陽能，努力實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化。也就是利用綠色植物的光合作用，不斷提高太陽能的轉(zhuǎn)化率，加速物流和能流在生態(tài)系統(tǒng)中的運(yùn)動過程，以不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。 第二，提高生物能的利用率和廢物的循環(huán)轉(zhuǎn)化。這里所說的廢物主要是指作物秸稈、人畜糞便、雜草、菜屑等。對于這些廢物，傳統(tǒng)的處理方法是直接燒掉或作為肥料直接肥田，這實(shí)際上是一種浪費(fèi)。如果把作物秸稈等用來發(fā)展畜牧業(yè)，用牲畜糞便制沼氣，就既為農(nóng)村提供了飼料和能源，又為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增加了肥源。 第三，開發(fā)農(nóng)村能源。解決農(nóng)村能源問題應(yīng)當(dāng)因地制宜，采取多種途徑，除采用供電、供煤等途徑外，還可以興建沼氣池，推廣節(jié)柴灶，利用風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮艿?，改變靠砍樹來解決燒飯燃料問題的做法。 第四，保護(hù)、合理利用和增殖自然資源。要保護(hù)森林，控制水土流失，保護(hù)土壤，保護(hù)各種生物種群。 第五，防治污染，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擁有一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境。 第六，建立農(nóng)業(yè)環(huán)境自凈體系，主要措施有擴(kuò)大綠色植被覆蓋面積，修建大型氧化塘，保護(hù)天敵等有益野生生物，推廣生物防治。 生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的設(shè)計(jì)方式 進(jìn)行生態(tài)農(nóng)業(yè)的設(shè)計(jì)和布局時(shí)可以從生態(tài)農(nóng)業(yè)的平面設(shè)計(jì)、垂直設(shè)計(jì)、時(shí)間設(shè)計(jì)、食物鏈設(shè)計(jì)等方面著手。 生態(tài)農(nóng)業(yè)的平面設(shè)計(jì)是指在一定區(qū)域內(nèi)，確定各種作物的種類和各種農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)所占比例及分布區(qū)域，也就是通常所說的農(nóng)業(yè)區(qū)劃或農(nóng)業(yè)規(guī)劃布局。 生態(tài)農(nóng)業(yè)的垂直設(shè)計(jì)是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，將各種不同的生物種群組合成合理的復(fù)合生產(chǎn)系統(tǒng)，達(dá)到最充分、最合理地利用環(huán)境資源的目的。垂直結(jié)構(gòu)包括地上和地下兩部分。地上部分包括復(fù)合群體莖、葉的層次分布以及不同生物種群在不同層次空間上的配置，目的是能夠最大限度地利用光、熱、水、氣等。地下部分是指復(fù)合群體根系在土壤中不同層次的分布，合理的地下垂直設(shè)計(jì)能夠有效地利用不同層次土壤中的水分和礦質(zhì)元素。 生態(tài)農(nóng)業(yè)的時(shí)間設(shè)計(jì)就是根據(jù)各種農(nóng)業(yè)資源的時(shí)間節(jié)律，設(shè)計(jì)出有效利用農(nóng)業(yè)資源的生產(chǎn)格局，使資源轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高。生態(tài)農(nóng)業(yè)的時(shí)間設(shè)計(jì)包括種群嵌合設(shè)計(jì)（如套種）、育苗移栽的設(shè)計(jì)、改變作物生長期的調(diào)控型設(shè)計(jì)等。 生態(tài)農(nóng)業(yè)的食物鏈設(shè)計(jì)是指根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際和生態(tài)學(xué)原理，合理設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)和能量的多層次利用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益。食物鏈設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一是在原有的食物鏈中引入或增加新的環(huán)節(jié)。例如，引進(jìn)捕食性動物控制有害昆蟲的數(shù)量，增加新的生產(chǎn)環(huán)節(jié)將人們不能直接利用的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可以直接利用的農(nóng)副產(chǎn)品，等等。 以蟲治蟲 我國是世界上最早利用天敵防治有害生物的國家，早在公元300年左右，我國就開展了生物防治工作。在我國晉代和唐代典籍中，就記載了在廣州附近利用“黃蟻”防治柑橘害蟲的事例。新中國成立后，我國在利用天敵防治害蟲方面的研究和實(shí)踐取得了迅猛發(fā)展，產(chǎn)生了許多行之有效的滅蟲模式。 我國利用天敵昆蟲防治害蟲的做法有許多種，如利用赤眼蜂防治玉米螟，用七星瓢蟲防治棉蚜，用紅螞蟻防治甘蔗螟等。 自1951年起，我國廣東省進(jìn)行利用赤眼蜂防治甘蔗螟的研究，經(jīng)過試驗(yàn)后，于1958年在順德建立了中國第一個(gè)赤眼蜂站，在湛江、順德等地近7 000 hm2甘蔗田防治甘蔗螟，取得了明顯的成效。接著在廣西、福建、四川、湖南等省區(qū)相繼推廣了這一技術(shù)。1972年，廣東省大面積釋放赤眼蜂防治稻縱卷葉螟，取得了很好的效果。廣東省四會縣大沙區(qū)應(yīng)用擬澳洲赤眼蜂防治稻縱卷葉螟，放蜂面積從1973年的8 hm2增加到1976年的396 hm2，稻縱卷葉螟卵有67%～83%被寄生。在東北、華北地區(qū)利用松毛蟲赤眼蜂防治玉米螟也獲得成功，基本上代替了化學(xué)防治，從而有效地防止了農(nóng)藥污染。 以菌治蟲 以菌治蟲是生物防治的重要內(nèi)容。我國目前用于生物防治的細(xì)菌制劑主要是蘇云金桿菌類的青蟲菌、殺螟桿菌、松毛蟲桿菌、武漢桿菌等。廣東省四會縣施用殺螟桿菌防治稻縱卷葉螟和稻苞蟲幼蟲，殺蟲效果達(dá)到了70%～90%。 我國還廣泛利用白僵菌防治玉米螟、大豆食心蟲、松毛蟲等害蟲。例如，遼寧省昌圖縣于1983年用白僵菌防治玉米螟，施用面積達(dá)50 000 hm2，增產(chǎn)玉米1.45×107 kg。 http://www.pep.com.cn/200406/ca455600.htm ============================================== 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)上取得了舉世矚目的成就。但是，我國的農(nóng)業(yè)也面臨著許多問題，如人多地少、土壤肥力下降和環(huán)境污染等。要解決這些問題，就必須認(rèn)真研究農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是人類按照自身的需要，用一定的手段來調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)生物種群和非生物環(huán)境間的相互作用，通過合理的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)，進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)。它與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，具有許多不同的特點(diǎn)。 在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，人的作用非常突出。種植哪些農(nóng)作物，飼養(yǎng)哪些家禽和家畜，都是由人來決定的。人們還要不斷地從事喂養(yǎng)、播種、施肥、灌溉、除草、治蟲和收割等活動，只有這樣，才能使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)朝著對人類有益的方向發(fā)展(如圖)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要組成成分是人工種養(yǎng)的生物，抗逆性(抵抗不良環(huán)境的能力)較差。除按人們的意愿種養(yǎng)的優(yōu)勢物種外，其他物種通常要予以抑制或排除，導(dǎo)致生物種類大大減少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單。因此，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性比較低，容易受到旱澇災(zāi)害和病蟲害的影響，需要人為的管理調(diào)節(jié)。 人類從外界向農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)輸入的物質(zhì)還有哪些？ 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程與自然生態(tài)系統(tǒng)有明顯的區(qū)別。自然生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的有機(jī)物基本上都保持在系統(tǒng)內(nèi)部，許多礦質(zhì)元素的循環(huán)可以在系統(tǒng)內(nèi)保持動態(tài)平衡，基本上實(shí)現(xiàn)自給自足。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的農(nóng)副產(chǎn)品，往往被大量地輸出到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)以外，因此，必須經(jīng)常輸入大量的物質(zhì)，如肥料、種子等，才能使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)正常進(jìn)行。此外，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)還需要消耗大量的石油、電力等能源。 隨著工業(yè)的高度發(fā)展，美國等發(fā)達(dá)國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、電氣化、自動化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)日益先進(jìn)，人類對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控能力大大增強(qiáng)，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量迅速提高。由于這樣的農(nóng)業(yè)需要由工業(yè)提供大量的物質(zhì)和能量，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、化肥、農(nóng)藥、塑料薄膜、電力、燃油等，而這些物質(zhì)和能量又大都與石油等化石能源有關(guān)，因此又稱為石油農(nóng)業(yè)。石油農(nóng)業(yè)一方面大大提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，另一方面也會消耗大量的資源和能源，并且會造成環(huán)境污染。 如何防止塑料薄膜造成的白色污染？ http://www.sw-sj.com/rwdata/upload/zjm/dzkb/gzsw-3/651.htm 我國農(nóng)業(yè)正處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具正在逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，化肥、農(nóng)藥、塑料薄膜、電力和燃油的投入越來越多，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量不斷提高。但是，大量使用化肥導(dǎo)致水體污染、富營養(yǎng)化、土壤板結(jié)等問題；不合理使用農(nóng)藥導(dǎo)致土壤、水體和農(nóng)產(chǎn)品受到污染，害蟲產(chǎn)生抗藥性后再度猖獗；塑料薄膜的大量使用造成白色污染，破壞了土壤的結(jié)構(gòu)，使農(nóng)作物減產(chǎn)。從20世紀(jì)80年代初期開始，我國開始探索適合我國國情的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的道路，這就是目前正在全國推廣的生態(tài)農(nóng)業(yè)。 生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念和原理生態(tài)農(nóng)業(yè) 是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，在環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的思想指導(dǎo)下，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建立起來的多層次、多 功能的綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。 生態(tài)學(xué)的基本原理是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要理論基礎(chǔ)。我們知道，生態(tài)系統(tǒng)中能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生是生態(tài)學(xué)的一條基本原理。食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán) 的主渠道，它既是一條能量轉(zhuǎn)換鏈，也是一條物質(zhì)傳遞鏈，從經(jīng)濟(jì)上看還是一條價(jià)值增值鏈。因此，遵循這一原理，就可以合理設(shè)計(jì)食物鏈，使生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量被分層次多級利用，使生產(chǎn)一種產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物，成為生產(chǎn)另一種產(chǎn)品的投入，也就是使廢物資源化，以便提高能量轉(zhuǎn)化效率，減少環(huán)境污染。例如，南京古泉生態(tài)農(nóng)場將養(yǎng)豬、養(yǎng)魚、沼氣工程、養(yǎng)鴨、養(yǎng)蚯蚓、養(yǎng)蘑菇和種植果樹等生產(chǎn)過程合理地組合在一起，形成一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)(如圖)。農(nóng)場將雞糞作為豬的部分飼料，豬糞投入沼氣池作為沼氣的發(fā)酵原料，產(chǎn)出的沼氣用來燒飯、照明，沼液和沼渣用來喂魚、培養(yǎng)食用菌、養(yǎng)殖蚯蚓和作為果園的肥料；魚塘為鴨提 赤眼蜂是一種寄生蟲。雌蜂找到寄主卵后，將產(chǎn)卵器刺入寄主卵中產(chǎn)卵，其幼蟲吃寄主卵里的物質(zhì)長大，使寄主卵死亡。赤眼蜂的寄主有甘蔗螟、稻螟、棉鈴蟲、松毛蟲等農(nóng)林害蟲。 供活動場所，鴨糞下塘作為魚的餌料；塘泥作為果園的肥料；果園內(nèi)養(yǎng)殖蚯蚓；豬糞、雞糞、菌渣作為蚯蚓餌料；蚯蚓改良果園土壤，蚓糞為果園提供肥料，蚯蚓作為雞的飼料。農(nóng)場內(nèi)各種農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)互相協(xié)調(diào)，互惠互利，實(shí)現(xiàn)了對能量和物質(zhì)的多級利用，表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。 生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物之間存在著相互依存、相互制約的關(guān)系。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，人們可以利用生物種群之間的關(guān)系，對生物種群進(jìn)行人為調(diào)節(jié)。在生態(tài)系統(tǒng)中增加有害生物的天敵種群，可以減輕有害生物的危害。例如，我國廣東省某地利用放養(yǎng)赤眼蜂來防治稻縱卷葉螟，基本上代替了化學(xué)防治，從而防止了農(nóng)藥的污染。 我國生態(tài)農(nóng)業(yè)取得的成就 我國政府高度重視生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)。1984年我國政府提出：“要認(rèn)真保護(hù)生態(tài)環(huán)境，積極推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)，防止農(nóng)業(yè)環(huán)境污染和破壞”。1992年，國務(wù)院將發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)列為我國環(huán)境與發(fā)展十大對策之一，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為我國實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一項(xiàng)重要措施。自1984年以來，我國先后有七個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)單位被授予環(huán)境保護(hù)“全球500佳”稱號。到1995年底，全國生態(tài)農(nóng)業(yè)試點(diǎn)縣國家級的有50個(gè)，省級的有近100個(gè)，并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。根據(jù)我國部分地區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)試點(diǎn)的調(diào)查，開展生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)后，糧食總產(chǎn)量增長幅度一般都在15％以上，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境也得到一定的改善。目前，我國的生態(tài)農(nóng)業(yè)正在由試點(diǎn)階段逐步向常規(guī)發(fā)展階段轉(zhuǎn)化，基因工程和發(fā)酵工程等生物技術(shù)將廣泛地應(yīng)用在生態(tài)農(nóng)業(yè)中。生態(tài)農(nóng)業(yè)在我國有著廣闊的發(fā)展前景。