第三章 农业生态系统的结构.ppt

第三章 农业生态系统的结构,主要内容： 农业生态系统的物种结构 农业生态系统的水平结构 农业生态系统的垂直结构 农业生态系统的营养结构 农业生态系统的时间结构,农业生态系统的的结构：指农业生态系统组分在空间、时间上的配置及组分间能流、物流顺序关系系统的结构是功能的基础，只有合理的农业生态系统结构，才能产生较高的系统整体功能合理农业生态系统结构的标志,1、生物与环境相适应2、系统生物组成比例合理，配置得当3、系统各组分之间量比关系协调4、有利于农业生产的可持续发展5、有较高的物质生产力和经济效益,第一节 农业生态系统的物种结构,1、物种结构,物种结构（又称组分结构）：指农业生态系统中农业生物种类的组成、数量及其相互关系不同生物种类的组成与数量关系的格局构成生态系统的物种结构生物物种是农业生态系统中物质生产的主体,一、物种结构及设计原则,如稻田生态系统以水稻为主，水体生态系统以渔业养殖为主物种搭配是在不影响或少影响主体产量的前提下，增加其它物种2、农业生态系统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,从物种的形成特征、生育期、营养及代谢产物等各个方面，全面分析物种组合的的竞争和互补关系，并且通过密度、养分、水分控制等技术措施减少竞争伤害，提高互补作用。

物种选择除考虑生长习性外，还要求有较高的经济价值，并注意到市场的状况和人们的需要绿色植物是农业生态系统物质生产的基础，物种选择要尽可能增加绿色植物种类和容量,二、农林牧副渔各业相结合的组分结构,1、种植业与养殖业相结合的组分结构,如饲料作物（玉米、大豆、苜蓿、黑麦草、三叶草等）种植与养牛、养猪、养鸡的相结合，作物秸秆饲喂动物，动物粪便肥田再如，在同一土地单元里的种植与养殖的结合中：农田农作物种植与食用菌培养如农林间作、林药间作等一般林木包括泡桐、枣树、杨树、果树等，农作物包括小麦、水稻、玉米、棉花、花生、油菜、大豆等农林间作在我国有许多成功模式，如河北的枣农间作，热带地区的胶茶间作2、种植业与林业相结的组分结构,4、养殖业与渔业相结合的组分结构,在养殖业与渔业相结合方面，如鱼塘养鸭技术，塘边养猪技术等3、种植业与渔业相结合的组分结构,将农作物种植业与养殖业相结合，充分高效利用各种资源，从而提高综合效益，如稻田养鱼（虾、蟹）模式等第二节 农业生态系统的水平结构,一、农业生态系统水平结构的定义,1、农业生态系统的水平结构,农业生态系统的水平结构：指在一定的生态区域内，各种农业生物种类在水平方向上的空间分布格局。

2、引起农业生态系统水平结构差异的主要原因,环境组分因气候、地理等原因而形成的水平渐变结构因社会原因而形成的以城市为中心的同心圆的结构，农业生物随之形成相应的带状或同心圆式的水平分布其他非地带性因子的作用还会使生物形成各类相嵌状分布农业区划就是根据气候地理因素的差异而将某一地域划分为若干个农业发展区和亚区从而形成城市近郊地区以鲜活产品生产为主，远离城市则以生产适宜贮藏运输的产品为主如各类专业户、重点户，通过以点带面传授技术，使该地区形成特有的生物种类嵌状分布.,二、景观多样性与农业生态系统的水平结构,1、景观多样性,农业景观是由多种类型的在景观上有差异的农业生态系统的集合所组成的区域如耕地、人工草地、水库等都可以是不同的农业景观景观多样性是生物多样性的一个层次对于景观多样性来说： （1）只有多样生态系统的共存，才能保证物种多样性和遗传多样性 （2）只有多种生态系统的共存，并与异质的立地条件相适应，才能使景观的总体生产力达到最高水平 （3）只有多种生态系统的共存，才能保障景观功能的正常发挥，并使景观的稳定性达到一定水平2、生态交错带与边缘效应,生态交错带：在景观中不同斑块连接之处的交错区域为生态交错带。

在生物圈中，有如下一些交错带类型： 1．城乡交错带 2．干湿交错带 3．农牧交错带 4．水陆交界带 5．群落交错带,（1）生态交错带,在城市与农村之间的过渡地带表现为土地、社会、人口等的混合特征从比较湿润向比较干燥变化的过渡地带在农业地区和牧业地区的衔接处，形成的交界地带在水体和陆地之间的交界面如河滩、湖周、河岸等不同生物群落之间的交界地带如森林与草原、草原与湖泊之间的交界地带2）、边缘效应,边缘效应：在生态交错地带，由于生态环境的过渡性，不同斑块间能量、物质和信息交换频繁，生物种类繁多，种群密度增加，生产力较高，这种现象称为边缘效应积极合理地开发利用边缘地带，可使其维持高生产状态，促进经济发展利用边缘效应，可充分开发利用边缘地带：,城郊农业,,城市郊区地处城市和农村的边缘地带，交通便利，信息灵通，可以较快地引进城市的先进技术，又可以将优势辐射到周围农村因此，不少城市郊区利用这种特点，逐步建立以生产蔬菜和副食品为主的生产体系，在发展种植业的基础上，大力发展畜牧业和水产养殖业，使郊区成为城市市场的蔬菜和农副产品生产的重要基地基塘系统和滩涂养殖,充分利用水陆交接地带的边缘效应。

如珠江三角洲地区地低洼地处抬高基面，降低水面，形成基面种植桑、蔗、果、菜、花等，水面养鱼虾等颇具特色的各种基塘系统沿海一带利用滩涂生产海带、紫菜、石花菜和各种鱼、虾、贝类、海珍等农户庭院经济,农户的住地与周围农地也有一个交错区，在丘陵区农户利用四周的坡地栽种果树、经济林木等；在平原或郊区利用庭院种植蔬菜、果树、花卉、药材，培育食用菌等；在湖、塘等水面较多的地区一般以养殖为主种养结合——“四位一体”庭院经济三、不同自然环境条件对农业生态系统水平结构的影响,1、温度和湿度的影响,我国的种植业与环境温度的关系密切，从南到北，不同气候类型条件下适宜种植的农作物和耕作制度存在较大的差异我国耕地复种指数也与不同地区环境的温度、湿度有明显的关系从东到西，降雨逐渐减少，使得复种指数呈下降趋势我国不同气候类型与作物布局的关系,,1989年中国部分省（自治区）的复种指数,干旱界限,2、地貌类型差异产生的影响,在我国南方的低湖平原区，分布着大面积的滩涂湿地，可充分利用其自然特点合理进行湖泊和湿地的开发利用例如，湖北省洪湖市针对江湖的自然特点，制定了全市以江湖为中心的同心圆式的8个带（层次）的生态经济发展规划,湖北省洪湖市低湖区水土资源的带状分布和农业生产的水平结构,四、农业区位和社会经济条件对农业生态系统水平结构的影响,1.不同区位对农业生态系统水平结构的影响,(1)自然区位,自然条件差异为农业生物物种（农作物与牲畜）结构安排的重要因素。

例如，同样种植一种作物，自然条件不合适的地区往往要增加投入，造成生产成本上升，而且由于农业生物对自然环境的不适应，使农业生产风险更大，对生产产生不利影响因此，在最合适的区域生产最合适的农产品，形成了自然区域的农业特色如荔枝、香蕉在我国主要分布在北纬18~30之间的区域；骆驼在我国主要分布于北部干旱半干旱沙漠地区-----内蒙、新疆等地牦牛耐寒性级强，主要分布在我国青海、西藏、川西等地2) 杜能的农业经济区位,农产品只有到达市场才能获得效益，然而不够发达的运输、加工、储藏、保鲜成为商品生产的制约条件这样，在原有的自然区位上，增加了一个以杜能农业经济区位理论为代表的、受城乡运输制约形成的农业专业生产区域德国学者杜能在1926年出版了《孤立国对于农业及国民经济之关系》一书杜能假设这样一个与世隔绝的孤立国： 1. 在农业自然条件一致的平原上，农产品 能够实现销售的唯一市场是中心城市 2. 农产品的唯一运输工具是马车 3. 农产品的运费与重量及运输距离成正比 4. 农作物的经营以获得最大利润为目的根据这样的假设，杜能为孤立国推断出围绕中心城市的六个同心圈层，每个圈层分别有不同的最适农业生产结构。

根据这样的假设，杜能为孤立国推断出围绕中心城市的六个同心圈层，每个圈层分别有不同的最适农业生产结构 (见右图 ),杜能的农业圈 一、自由农作圈 二、林业圈 三、轮作农业圈　四、谷物农作圈 五、三圃式农作圈 六、畜牧圈　七、自然区域,第一圈层：自由农作圈,这一圈层紧靠城市，地租很高，只有采用高度集约化的耕作方式，才能获得较大收益这一层的农业生产以蔬菜、牛奶、鲜花为主并包括其他不易运输、运费昂贵或易于腐烂的农产品，如供奶牛食用的新鲜苜蓿、牧草等当时城市居民燃料主要是薪柴，再加上建筑、家具用木材，用量很大，运输距离必须限制得很短但木材不易腐烂变质，单位面积收益也较低，所以配置在自由农作圈以外的第二圈层第二圈层：林业圈,第三圈层：轮作农业圈,农产品价格相对前两个圈层较低，种植不易腐烂变质的作物采用6年轮作制， 即黑麦—黑麦—马铃薯—大麦—苜蓿—豌豆第三圈层：谷物农作圈,提供的农产品与第三层相同，主要是谷物和畜产品特点：经营比较粗放，在轮作中增加牧草的比重，而且出现了休闲地、农业中畜产品的比重明显加大第五圈层：三圃式农作圈 距离城市较远，运输费用很大，农业经营粗放，土地休闲三圃式的形式：谷物—牧草—休闲。

第六圈层：畜牧圈离城市太远，大量土地用来放牧或种植牧草，以牲畜及乳制品供应市场第七圈层：自然区域休闲、狩猎为主的灌森林带杜能的农业圈理论说明了农业布局不但取决于自然条件，而且取决于离城市的距离杜能的两个理论：,生产集约度理论：越靠近中心城镇，生产集约程度越高生产结构理论：易腐烂变质、不耐贮存和单位重量价格低的农产品在靠近城市的区域生产，反之亦然如原来蔬菜生产主要集中在城市郊区，后来由于冷藏车、高速公路的出现，使得新鲜蔬菜等产品的运输距离大大增加如山东蔬菜销往北京，出口到国外山西西部山区大力发展红枣产业随着经济的高速发展，交通、运输、贮藏、保鲜、加工能力的增强，销售网络的健全，使得运费迅速下降，自然资源条件对农业的生产结构格局影响能力上升，也使得农业不同地块与中心城镇的相对位置对农业的布局与安排不再是只惟一的影响因素这样，逐步在有利的自然环境条件下，按市场需求形成相应规模的专业化生产区域3)生态经济区位,这类专业化生产有利于提高劳动生产率和自然资源的利用率2.社会经济条件对农业生态系统水平结构的影响,（1）人口密度梯度:人口密度对农业生态系统结构的影响是综合的人口密度增加使人均资源量减少，劳动力资源增加，对基本农产品的需求上升。

这样，必然使农业向劳动密集型转化2）城乡经济梯度:农业生态系统受城镇的影响，即离城镇的远近离城镇的距离不同，农业生产的结构、布局也不一样第三节 农业生态系统的垂直结构,一、农业生态系统的垂直结构的定义,垂直结构（又称立体结构）：指农业生物在空间垂直方向上的配置组合在地上、地下和水域都可以形成不同的垂直结构农业立体结构模式：农田立体模式、农林立体模式、水体立体模式、养殖业立体模式等二、自然地理位置与垂直结构,从一个流域环境的上游到下游，海拔高度、水土环境等均存在较大的差异，对作物的种植结构和产量产生很大的影响例如，河北省中南部的海河流域自西至东，按其自然景观可分为山地丘陵区、山麓平原区和低平原区1. 流域位置与垂直结构,山地丘陵区：坡度陡，土壤水分和养分向低地流动，形成了干旱贫瘠的生态环境，农田生产力较低山麓平原区：坡度较缓，土壤水分、养分和盐分大量积累，土壤易发生盐渍化，限制了作物对养分和水分的吸收，影响作物生产力的提高低平原区：坡度最小，是土壤水分、养分流动的过渡地带，生态环境良好，农田生产力较高河北中南部海河流域不同地区的水土环境及农田种植结构,,续上表,2、地形变化与垂直结构,。