第一章绪论
1、农业生态学:是运用生态学和系统论的原理和方法,把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体,研究其中的相互联系、协同演变、调节控制和持续发展规律的学科。
2、生态学:研究生物与其环境相互关系的学科。
3、农业生态学的特点:整体性、综合性、宏观性、实用型。
4、系统:(1)有两个以上组分(2)组分间有密切联系(3)能以整体方式共同完成一定的功能。
5、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。
6、基本组分(1)生物组分:生产者、消费者、分解者
(2)环境组分:光、温、水、土、气
7、农业生态系统:是在一个同质区域中或一个有限范围内,通过能量流动和物质循环把生物及其环境联系起来的系统。
8、推动生态学发展的社会原因---五大危机:人口问题、粮食问题、能源问题、资源问题、环境问题。
9、生物:个体、种群、群落、生态系统、景观
环境:自然、人工
第二章农业的基本生态关系
1、环境:指作用于生物体周围直接或间接影响该生物体或群体生命活动的所有因素的总和。
2、生态因子:指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
3、什么是生物种
(1)相似的形态特征和生物特性
(2)占有一定的分布区域
(3)个体间可以进行基因交流,产生可育后代
4、环境对生物的制约:最小因子定律、谢耐性定律、生活型和生境。
5、Liebig最小因子定律:植物的生长取决于处在最小量状况的养分的量。
6、生态幅:每种生物对环境因子适应范围的大小。
7、生活型:由于环境对生物的作用,不同种类的生物,由于长期生活在相同或相似的环境条件下,形成具有类似形态、生理和生态特性的物种类群称为生活型。
8、趋同适应:是指不同种类的生物,由于长期生活在相同或相似的环境条件下,在形态、生理、发育以及适应方式等方面表现出相似性的现象。
9、生境:在环境条件的制约下,具有特定生态特性的生物钟和生物群落,只能在太稳定的区域中生存,这个区域就称为该生物种或生物群落的生境。
10、趋同适应(生活型):是指不同种类的生物,由于长期生活在相同或相似的环境条件下,在形态、生理、发育以及适应方式等方面表现出相似性的现象。
11、趋异适应(生态型):是指亲缘关系相近的同种生物,长期生活在不同的环境条件下,形成了不同的形态结构、生理特性、适应方式等。
12、不同植物对光强的反应是不一样的,根据植物对光强适应的生态类型可分为:阳性植物、阴性植物、中性植物。
13、光周期现象:长期生活在这种昼夜变化环境中的动植物,借助于自然选择和进化形成了所特有的对日照长度变化的反应方式。
14、贝定律:恒温动物在寒冷地区个体较大,单位体重散热量相对较少。
15、高温生物的分布:高温决定生物的水平分布的南限和垂直分布的下限;
低温生物的分布:低温决定生物的水平分布的北限和垂直分布的上限。
16、种群(Population):一定空间中同种(可相互杂交,具一定遗传特性等)个体的组合“某一地区具有实地或潜在杂交能力的个体的集群”。
17、种群的空间特征:随机分布、均匀分布、聚集(成丛)分布。
18、生物种群年龄结构的三种基本类型:增长型种群、稳定型种群、衰退型种群。
19、性比结构通常分为雌、雄和两性3种类型。
20、存活曲线通常分为三种基本类型:凸型的存活曲线、呈对角线的存活曲线、凹形的存活曲线。
21、指数增长(J型增长):在无限适合的环境中,种群不受任何约束,其增长得以最大的发挥,数量按固定的百分比增长,这种增长规律叫J型增长。
22、阻滞增长(S型增长):外界环境条件受到,种群增长不是无的,而是呈先快后慢再趋于平缓状态,形成了S型增长。
23、逻辑斯谛增长曲线的五个时期:开始期、加速期、转折期、减速期、饱和期。
24、密度调节——内源性调节方式:种内调节(行为调节、生理调节、遗传调节)、种间调节(捕食、竞争)。
25、种间相互作用:
(1)正相互作用:按其作用程度分为三种类型。
A、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。
B、偏利共生指种间相互作用仅对一方有利,对另一方无影响。
C、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,双方仍能生存。
(2)负相互作用:包括竞争、捕食和寄生等。
A、竟争发生在两个或更多物种个体之间的竞争称为种间竞争。
B、捕食不同生物种群之间存在着捕食与被捕食关系。捕食包含广义和狭义两种含意。
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。
C、寄生是指一个种(寄生者)寄居于另一种(寄主)的体内或体表,从而摄取寄主的养分以维持生活的现象。
26、生态位:是一个生物在物种和生态系统中的功能和地位。
27、生态位理论应用:(1)为减少竞争,应该尽量选择在生态位上有差异的物种。
(2)在农业生产上从分布、形态、行为、年龄、营养、时间、空间等多方面
对农业生物进行物种搭配,获取高生态位效能。
(3)去除农田中有害生物,以控制其对生态位的争夺,充分提高资源利用率。
28、化感作用:生物通过向周围环境中释放化学物质,从而影响其他生物的生长发育的现象。
29、群落:在一定地段或生境中多种生物种群所构成的集合体。
30、群落的基本特征:(1)具有一定的种类组成(2)具有一定的结构(3)具有一定的动态特征(4)不同物种之间存在相互影响(5)具有一定的分布范围
(6)形成一定的群落环境(7)具有特定的群落边界特征
31、群落的结构:组成群落的各种生物在时间、空间上的空间配置。
(1)群落的水平结构
生物学意义:A、对小群落的研究可以了解群落的整体状况;
B、小群落的水平分化分析可以预测大环境的变化预测
(2)群落的垂直结构——群落在垂直方向的分层现象。(分层原因:植物生活型的不同)
(3)群落的时间结构(外貌与季相)——群落的外部表相取决于群落的层片结构和生活型组成。
(4)群落的交错区与边缘效应
32、生物多样性:指生物物种的多样化和变异性以及物种生活环境的生态复杂性。
33、为什么要进行种质资源的保护保护所谓“微不足道”的生物
34、生态系统多样性:指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及这种生境、生态过程变化的多样性。
35、群落演替:自然群落中,一种群落被另一群落所取代的过程称群落演替。它是群落动态的一个最重要的特征。
36、群落演替特点:(1)有一定方向性,可预测(2)生物与环境相互作用的结果
(3)结构趋于复杂、多样而稳定(4)最终达到顶级群落
37、演替的原因:(1)非生物因素:气候、土壤、地形、火灾等
(2)生物因素:生物入侵、竞争、人类活动等
38、按起点裸地性质归类的演替模式:(1)原生演替:开始于原生裸地上的植物群落演替。
(2)次生演替:开始于次生裸地上的植物群落演替。
39、(1)原生演替特点:从极端条件开始,向水分适中方向,即中生化方向发展,经历的时间长,阶段多。
(2)次生演替特点:由外部干扰所引起,演替速度往往较快。
40、协同进化:是指在种间相互作用的影响下,不同种生物间相关性状在进化中得以形成和加强的过程。
41、协同进化的意义:(1)促进生物多样性的增加(2)促进物种的共同适应
(3)基因组进化方面的意义(4)维持生物群落的稳定性
42、系统:由相互联系、相互作用的若干要素结合而成的具有一定功能的整体。
43、构成系统的条件:(1)≧3个组分(要素)
(2)各组分(要素)之间要相互联系
(3)以整体形式完成一定的功能
44、系统的特点:(1)系统有一定的边界
(2)系统具有层次性
(3)系统的结构:数量上的比例与空间上的联系
(4)系统的功能:结构决定功能、不同结构产生不同功能、最优功能
45、生态系统:在一定空间同栖居着的所有生物与其环境之间不断进行物质循环与能量流动过程中而形成的统一整体。
46、能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。
第三章农业生态系统的结构
1、生态系统的结构:指生态系统的构成要素的组成,数量及其在时间、空间上的分布和能量,物质转移循环的途径。
2、生态系统的基本结构分成以下几个方面:物种结构、水平结构、空间结构、营养结构、时间结构。
3、农业生态系统的物种结构的设计原则:(1)以一种生物为主的原则(2)正确分析竞争
与互补关系(3)增加初级生产者,提高光能利用率(4)注意社会经济因素
4、经度地带性: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变化,即由沿海的湿润区的森林,经半干旱的草原到干旱区的荒漠(植被因水分状况而按经度呈带状依次更替)。
5、纬度地带性:由于热量沿纬度的变化,出现生态系统类型有规律的更替,如从赤道向两极依次出现热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒温带北方针叶林、苔原。即纬度地带性(植被类型呈现从低纬度向高纬度的有规律分布)。
6、杜能农业经济区位
杜能的农业圈层结构:农业结构以城市为中心,由内到外,形成同心圆分布;与城市距离不同而形成不同的区域带;
7、杜能的两个理论(1)生产集约度理论:越靠近城市,生产集约程度越高
(2)生产结构理论:易腐烂变质、不耐储藏的农产品在靠近城市区域生产,反之亦然
8、生态经济区位
交通、运输、储藏、保鲜、加工能力的增强,销售网络的健全,使得运费下降,导致:
(1)自然资源条件对农业生产格局影响力上升,农业不同地块与中心城镇的相对位置对农业布局的影响减小。
(2)逐步有利的自然条件下,专业化生产区域不断建立。
9、农业生态系统的垂直结构:生物组成因海拔高度、水成深度而形成的垂直渐变结构或由于不同生物配置形成的立体结构。
类型:(1)生物的垂直地带性分布(2)生物的立体种养
温度、降水随海拔变化:海拔高度每上升100米,气温下降0.6度、积温减少150℃
10、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。
11、食物链加环:在食物链中增加新环节或扩大已有环节,使食物链中各种生物更充分地、多层次地利用自然资源。
作用:一方面使有害生物得到抑制,可增加系统的稳定性;另一方面使原来不能利用的产品再转化,可增加系统的生产量。
类型:生产环、增益环、减耗环、复合环、加工环
12、时间结构:是指在生态区域与特定的环境条件下,各种生物种群生长发育及生物量的积累与当地自然资源协调吻合状况。时间结构是自然界中生物进化同环境因素协调一致的结果。
农业生产中,调节农业生物群落时间结构的方式多为间作、轮作、套作、轮养、套养等。
13、套作:是在前作物的生育后期,在其行间播种(或移栽)后作物的种植方式。
14、思考题:举例说明,构建合理农业生态系统结构
第四章农业生态系统中的能量流动
1、食物链:生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递,各种生物按其取食和被食关系而排列的链状顺序。
2、食物网:生态系统中的食物链彼此交错连接,形成一个网状结构,这就是食物网。
3、食物链的类型:捕食食物链、碎屑食物链、寄生食物链。
4、营养级:一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种总和。
5、生态金字塔:指各个营养级之间的数量关系。可用生物量、能量和个体单位来表示。
6、生态效率:指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系。
7、同化效率:指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例,或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。
传递效率:能流过程中各个不同点上能量之比值,可以称为传递效率。
生产效率:指形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比。
消费效率:指n+1营养级消费的能量占n营养级净生产能量的比例。
林XX效率:是指n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比,这是ns的经典能流研究所提出的,它相当于同化效率、生产效率和消费效率的乘积,即林XX效率=(n+1)营养级摄取的食物/n营养级摄取的食物。
8、生态系统中能量流动特点:(1)能量在流动过程中是变化的(2)能量传递是单向的,不可逆的(3)能量在生态系统内流动就是能量不断递减的过程(4)能量在流动过程中质量是递增的(营养富集)(5)能量传递的两个途径,捕食食物链和碎屑食物链
9、能流特征:逐级减少、单方向性。
10、生产力:生态系统中能量转化和物质循环效率的高低,是生态系统功能的体现。
11、初级生产:也称第一性生产,是指绿色植物进行光合作用所积累能量的过程。
初级生产力:在单位时间内、单位面积上初级生产积累的能量或者干物质的量称为初级生产力。
12、初级生产量分布特点:(1)不同生态系统NP差别很大(2)陆地比水域的初级生产量大(3)陆地上初级生产量有随纬度增加逐渐降低的趋势(4)同一生态系统的不同层NP不同(森林>乔木>灌木>草本)(5)群落演替的不同阶段NP不同
13、次级生产:消费者、分解者利用初级生产的产品进行新陈代谢,经过同化作用形成自身的物质,称为次级生产,亦称第二性生产。提供的生产力为次级生产力。
14、次级生产在生态系统中的作用:(1)转化副产品,提高利用价值(2)生产动物蛋白质,改善膳食结构提高人民生活水平(3)促进物质循环,增强生态系统功能(4)种养结合、农牧互促,有助于农业资源的合理利用和农业的可持续发展(5)增加就业门路,增加农民收入,并有助于建立种-养-加-贸一体化的农业产业化体系
15、生态系统能流的途径:扩源、强库、截流(开发新能源;提高生物能利用率)、减耗。