西北农林科大农业生态学教案10农业生态系统的调控

第十章农业生态系统的调控本章提要：主要阐述物质循环和能量转化原理、生物与环境的关系原理、整体效应和系统生产力原 理、系统决定结构原理、生态经济协调等农业生杰系统调控的生态学基本原理，以及农业生 态系统

第十章农业生态系统的调控 本章提要： 主要阐述物质循环和能量转化原理、生物与环境的关系原理、整体效应和系统生产力原理、系统决定 结构原理、生态经济协调等农业生杰系统调控的生态学基本原理，以及农业生态系统调控的自然和人工机制。 同时介绍了微生物修复、植物修复、物理修复、化学修复等多种适用于受损生态系统修复的技术。 第一节农业生态系统调控的生态学原理 农业生态系统是一个受自然规律和社会经济规律多重因素影响的复合系统，一个良好的农业 生态系统必须建立在资源承载力范围之内，同时能最大限度地体现对人类的服务功能。为此,随人 类对农业生态系统服务功能需求的变化，以及农业生态系统资源结构和功能变化，必须对生态系统 进行适时调控。这种调控建立在生态学、经济学和社会学等基本原理之上，根本目标是优化系统结 构、提高系统机能、促进可持续发展能力。 从人类对生态系统的干预程度划分，农业生态系统属于半人工生态系统，说明农业生态系统 的调控不可能将其自然属性和社会经济属性割裂开来。但考虑到农业生态系统的尺度大小、人类干 预范围的大小，其调控首先要建立在生态学基本原理之上。 一、物质循环和能量转化原理 (-)物质循环原理 1 . “再生”原理 在农业生态系统中，植物、动物、微生物和非生物环境成分，借助能量的趋动，一方面将无机 物质转化为有机物质，并将简单有机物质合成为复杂有机物质，另一方面乂随时将各种类型的有机 物质分解为简单物质，重新被生物利用，即实现了物质“再生”，推动了物质的循环利用。 2 . 链状循环 生态系统内，以食物锌为载体的物质循环，在每一营养级产出目标产品的同时，必然产生人类 不能直接利用的废弃物质，这些物质可利用不同食性的动物和微生物，分级、分次反更循环和利用， 使废物及腐解的废物转化为能够为人们直接利用的生物产品和生物质能，这一过程是对食物链加 环原理的充分利用。现代农业生态系统的调控中，必须合理设计生产环、增益环、减耗环和复合环， 以形成科学的加环组链，减少非生产循环，增强生产循环，实现无废物生产和生物物质多级利用、 目标产品增加、生态环境优化。例如，在农业生产中，应防止食物链过早截断，过早转入细菌分解： 不让农业废弃物如树叶、杂草、秸秆、农产品加工下脚料以及牲畜粪便直接作为肥料，被细菌分解， 使能量以热的形式散失掉，而是应经过适当处理，先作为饲料，便能更有效地利用能量。 3 . 网状循环 农业系统是一种在自然生态系统基础上的半人工生态系统，合理的农业生态系统内部应该形 成环网结构和生态工艺流程，其中使每一组分既是下一组分的“源”，又是上一组分的“汇二这种 网状结构的物质循环利用，不仅实现了有形物质的循环往复和充分利用，同时可避免生态环境的破 坏，使资源利用效率和环境效益同时实现。因此，农业系统内循环和系统外反馈相结合，实现物质 的长链大回路循环和链间协同循环，可作为生态系统物质循环大气湿度、二氧化碳浓度、风速等气 象指标，使其有利于生物生长发育的调控。人工防护林体系的建造，通过合理配置植物类群，减少 J' 「水土流失，林网内的大气湿度和温度也得到相应的调节；人工降雨通过物理化学措施，提高了 特定区域的有效降水最，有利于植物生长；霜冻发生时，利用烟雾去霜可在一定程度上降低冻害损