农业生态学课件 第九章 农业生态系统调节与控制.ppt

第九章第九章 农业生态系统的调控农业生态系统的调控c教学目的教学目的 c通通过过本本章章的的学学习习，掌掌握握生生态态系系统统的的基基本本调调节节机机制制，掌掌握握生生态态平平衡衡的的概概念念与生态失衡防止对策，掌握生态系统管理的原则和途径与生态失衡防止对策，掌握生态系统管理的原则和途径c 教学重点教学重点c系系统统的的调调控控调调控控机机制制及及特特点点、生生态态系系统统的的调调控控层层次次，生生态态系系统统自自然然调调控控机机制制的的类类型型、生生态态系系统统稳稳态态调调控控机机制制，生生态态平平衡衡的的概概念念，了了解解维维护护农农业业生态系统平衡的具体策略，生态系统平衡的具体策略， “ “成本外摊成本外摊”与与“收益外泄收益外泄”的概念 c教学难点教学难点c生生态态系系统统稳稳态态调调控控机机制制， “成成本本外外摊摊”与与“收收益益外外泄泄”的的概概念念及及对对策策 c教学方法教学方法c课堂教学，以生态系统自调节机制为主线，分析生态系统平衡途径课堂教学，以生态系统自调节机制为主线，分析生态系统平衡途径c教学内容教学内容 1 1 生态系统的稳态与稳态机制生态系统的稳态与稳态机制2 2 生态平衡生态平衡3 3 农业生态系统的调控农业生态系统的调控第九章第九章 农业生态系统的调控农业生态系统的调控1 1 生态系统的自然调控机制生态系统的自然调控机制一、一、生态系统的生态系统的自然调控机制类型自然调控机制类型二、二、自然生态系统自然生态系统稳态稳态及及稳态机制稳态机制一、生态系统的自然调控机制类型c(一一)随动调控随动调控c(二二)最优调控最优调控c(三三)程序调控程序调控c(四四)稳态调控稳态调控(一)随动调控c随动随动调控调控 动植物的运动过程能动植物的运动过程能跟踪跟踪一些外界目一些外界目标。

标向日葵向日葵的花跟着的花跟着太阳太阳转，植物的根向着有转，植物的根向着有肥水的方向伸肥水的方向伸 (二)最优调控c是生物在生存环境中达到最佳状态的调控是生物在生存环境中达到最佳状态的调控c如：蜜蜂建成的六角形蜂巢，其几何形状是最如：蜜蜂建成的六角形蜂巢，其几何形状是最省材料的，鱼类的流线型结构是减少流体阻力省材料的，鱼类的流线型结构是减少流体阻力的最优结构，旱生植物具有发达的贮水组织，的最优结构，旱生植物具有发达的贮水组织，水生植物具有发达的通气组织水生植物具有发达的通气组织c顶极群落的生态位分化顶极群落的生态位分化(三)程序调控c生态系统不同的水平层次均形成一种按一定程生态系统不同的水平层次均形成一种按一定程式来调控发展的的机制式来调控发展的的机制.c如个体水平上如个体水平上,植物种子到种子的生命史就是植物种子到种子的生命史就是一种典型的程序调控一种典型的程序调控,是生物由遗传基因所决是生物由遗传基因所决定的有序调控定的有序调控,c如群落水平上如群落水平上,群落的演替也是一种程序调控群落的演替也是一种程序调控.(四四) 稳态调控稳态调控二、二、 生态系统稳态及稳态机制生态系统稳态及稳态机制（一）稳态（一）稳态（homeostasis）c定义：生态系统通过多种内部调节作用阻止变化，保持定义：生态系统通过多种内部调节作用阻止变化，保持 自身相对稳定性（即保持平衡）的倾向。

自身相对稳定性（即保持平衡）的倾向自自然然生生态态系系统统是是演演替替系系列列中中最最后后成成熟熟的的阶阶段段，是是顶顶极极群群落与外界环境取得平衡的，自我维持的稳定系统落与外界环境取得平衡的，自我维持的稳定系统自自然然生生态态系系统统在在一一定定时时间间和和相相对对稳稳定定的的条条件件下下，总总是是向向着稳定的方向发展着稳定的方向发展c系统的稳定性系统的稳定性：系统在遇到生态环境较大变化时，由于系统自身的调节系统在遇到生态环境较大变化时，由于系统自身的调节恢复和保持稳定的能力恢复和保持稳定的能力二）、生态阈值 任何生态系统，其内在调节能力是有限的任何生态系统，其内在调节能力是有限的c定义：系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受定义：系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受 的最大限度的外界压力的最大限度的外界压力 外界压力：自然灾害、外界环境因子的强烈变化外界压力：自然灾害、外界环境因子的强烈变化 人类的获取，改造和破坏人类的获取，改造和破坏c实例：实例：森森林林有有一一定定的的采采伐伐量量，草草原原有有一一定定的的载载畜畜量量，超超过过这这个个限限度，就会破坏生态系统的稳定性。

度，就会破坏生态系统的稳定性农农田田耗耗地地作作物物的的复复种种指指数数也也有有一一定定限限度度，复复种种指指数数过过高高会会导致地力衰竭导致地力衰竭生态容量生态容量 生态系统对有毒有害物质的生态阈值生态系统对有毒有害物质的生态阈值称为生态容量称为生态容量c生态容量生态容量：生态系统对某种物质（有毒，有害物质）的最大容：生态系统对某种物质（有毒，有害物质）的最大容 纳量c为为了了保保持持生生态态系系统统的的相相对对稳稳定定，在在调调控控管管理理和和利利用用生生态态系系统统时时必须以生态阈值为标准必须以生态阈值为标准c生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性c稳态机制稳态机制：系统内维持生态系统处于相对稳定：系统内维持生态系统处于相对稳定状态（即稳态）的各种调节作用状态（即稳态）的各种调节作用c稳态机制的类型稳态机制的类型c1.冗余调控：是生物以超过正常需要的功能组冗余调控：是生物以超过正常需要的功能组分量来完成特定功能的调控方式如：植物的分量来完成特定功能的调控方式如：植物的花粉数量极大地超过受精的数量，植物的叶片花粉数量极大地超过受精的数量，植物的叶片数量庞大等。

数量庞大等c2.反馈调控：通过正负反馈协同作用反馈调控：通过正负反馈协同作用（三）、自然系统稳态机制（三）、自然系统稳态机制c生态系统的各个水平都有稳态机制生态系统的各个水平都有稳态机制1、生态系统构成要素一级的稳态机制、生态系统构成要素一级的稳态机制c（1 1）种群的自我调节（种内密度制约）种群的自我调节（种内密度制约）各各种种群群内内部部都都有有一一定定的的反反馈馈机机制制，使使种种群群的的密密度度与与个个体体之之间间的的增增长长率率之之间间保保持持一一定定的的关关系系，稳稳定定在环境容纳量附近在环境容纳量附近三）、自然系统稳态机制（三）、自然系统稳态机制c（2 2）捕食与被捕食关系的调节（种间牵制）捕食与被捕食关系的调节（种间牵制） 在在生生态态系系统统中中的的生生物物处处于于不不同同的的营营养养级级，连连接接成成食食物物链链和和食食物物网网，这这种种网网状状的的结结构构通通过过捕捕食食与与被被捕捕食食的的关关系系限制平衡各种物种的密度限制平衡各种物种的密度2、生态系统有机体（个体）水平的稳态机制、生态系统有机体（个体）水平的稳态机制 生生物物有有机机体体的的主主要要调调节节作作用用是是以以生生物物的的生生理理和和遗遗传传的的调节作用为基础的，这种调节作用称为适应。

调节作用为基础的，这种调节作用称为适应 适应适应：生物对环境产生的反应，以适应变化的环境，维持：生物对环境产生的反应，以适应变化的环境，维持 个体的生存，维持个体的生存和种的延续个体的生存，维持个体的生存和种的延续三）、自然系统稳态机制（三）、自然系统稳态机制生物适应环境的方式是多种多样的：生物适应环境的方式是多种多样的：生生物物可可通通过过改改变变自自身身的的形形态态结结构构和和生生理理特特性性，产产生生不不同的生态型来适应环境同的生态型来适应环境如：光和养分都不足时和仅光照不足时植物的反应如：光和养分都不足时和仅光照不足时植物的反应通过生理调节和行为方式来适应环境通过生理调节和行为方式来适应环境如：沙漠的植物和动、植物的休眠和植物的落叶如：沙漠的植物和动、植物的休眠和植物的落叶生物还可通过改变自身的活动规律获得适应和生存生物还可通过改变自身的活动规律获得适应和生存如：植物的光周期现象，动物的迁徙如：植物的光周期现象，动物的迁徙三）、自然系统稳态机制（三）、自然系统稳态机制有些植物还可在逆境中创造小生境而获得生存有些植物还可在逆境中创造小生境而获得生存如：红树如：红树 生生物物适适应应的的结结果果使使生生物物与与环环境境达达到到了了新新的的统统一一，一一方方面面生生物物可可最最大大限限度度的的利利用用环环境境方方面面的的优优越越条条件件，良良好好的的生生长长发发育育，另另一一方方面面生生物物种种可可产产生生各各种种生生态态型型、亚亚种种和和新新种种，使使物物种种的的多多样样性性和和遗遗传传基基因因的的异异质质性性得得以以丰丰富富和和发发展展，这这对维持生态系统的稳定性是有重要作用的对维持生态系统的稳定性是有重要作用的。

三）、（三）、 自然系统稳态机制自然系统稳态机制3 3生态系统一级的稳态机制生态系统一级的稳态机制多样化的组成多样化的组成 如如果果一一个个生生态态系系统统的的构构成成要要素素的的数数量量丰丰富富，食食物物链链结结构构复复杂杂，则则系系统统内内所所包包含含的的正正、负负反反馈馈机机制制多多，它它们们使使各各要要素素保保持平衡的同时，也是生态系统稳态的基础持平衡的同时，也是生态系统稳态的基础生态位的分化生态位的分化 使使各各物物种种和和谐谐相相处处，互互相相补补充充，避避免免由由于于某某一一种种或或几几种种生生物的灭绝而对整个生态系统的稳定性造成的影响物的灭绝而对整个生态系统的稳定性造成的影响次生分泌物的作用次生分泌物的作用 可进行生物种间的信息传递和调节生物种间的关系可进行生物种间的信息传递和调节生物种间的关系2 2 生态平衡生态平衡一、一、生态平衡的概念生态平衡的概念二、二、生态平衡失调的标志生态平衡失调的标志三、三、生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因一、生态平衡的概念一、生态平衡的概念c生态平衡生态平衡(ecological balance)(ecological balance) ： 在在一一定定的的时时间间内内，生生态态系系统统中中生生物物与与环环境境之之间间、生生物物与与生生物物之之间间以以及及环环境境各各因因子子之之间间，通通过过相相互互制制约约、相相互互渗渗透透、相相互互影影响响而而维持的某种协调（稳定）状态。

维持的某种协调（稳定）状态表现为：表现为：结构上：生物种类组成，种群数量、食物链营养结构协调稳结构上：生物种类组成，种群数量、食物链营养结构协调稳定；定；功能上：能量流动、物质循环、信息传递畅通无阻；功能上：能量流动、物质循环、信息传递畅通无阻；系统的输入和输出基本相等，物质储量恒定；系统的输入和输出基本相等，物质储量恒定；生物种群与环境之间达到高度的相互适应和同步协调生物种群与环境之间达到高度的相互适应和同步协调生态平衡的概念生态平衡的概念可从以下五个方面理解生态平衡的概念：可从以下五个方面理解生态平衡的概念：c1 1生态平衡是一种动态的、相对的平衡生态平衡是一种动态的、相对的平衡生生态态平平衡衡并并非非静静止止不不动动的的，生生态态平平衡衡应应是是生生物物与与环环境境相对协调的动态平衡相对协调的动态平衡c2 2生生态态平平衡衡的的出出现现是是由由于于生生物物强强大大的的繁繁殖殖力力、较较窄窄的的适适应力和环境资源的有限性三个因素共同作用的结果应力和环境资源的有限性三个因素共同作用的结果 三三个个因因素素相相互互作作用用，使使生生物物与与生生物物、生生物物与与环环境境之之间间各自保持一定的状态，达到正反相当，协调吻合。

各自保持一定的状态，达到正反相当，协调吻合生态平衡的概念生态平衡的概念c3 3理解理解生态平衡不能离开系统的观点；生态平衡不能离开系统的观点； 平平衡衡应应是是系系统统的的总总体体概概括括，表表现现为为总总体体的的特特征征，而而不不过过分强调某一种生物类型数量的变。