农业生态学第二版-课后习题答案总结分析.docx
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1、第一章1. 请您分别从生态学危机,农业危机与还原论危机说明为什么在20世纪70年头以后,农业生态学必定会得到发展?2. 试述下述概念:生态学,农业生态学,生态系统,农业生态系统生态学:是探讨生物及其环境相互关系的学科。农业生态学:是运用生态学与系统论的原理与方法,把农业生物与其自然与社会环境作为一个整体,探讨其中的相互关系,协同演化,调整限制,与持续发展规律的学科。生态系统:生物与生物之间以及生物与生存环境之间密切联系,相互作用,通过物质交换,能量转换与信息转换,成为占据确定空间,具有确定结构,执行确定功能的动态平衡整体。农业生态系统:是特殊指以农业生物为主要组分,受人类调控,以农业生产为主要
2、目的的生态系统。3. 请谈一谈为什么生态系统会产生其组分没有的特性?农业生态系统与自然生态系统有什么主要区分?4. 农业生态学与农业科学体系中其他主要学科的关系如何? 第二章1. 请谈一谈环境对生物制约的规律。生物是适应环境的结果?生物对环境只有被动适应吗?答:1,最小因子定律:植物的生长取决于数量最不足的哪一种养分物质。2,谢尔福特耐性定律:对植物生长而言,各种生态因子都存在着一个生物学的上限与下限。2. 描述种群的结构主要用什么参数?种群的分布主要有哪些类型?答:1,种群大小与密度,种群大小是指在确定面积与容积内某个种群的个体总数。种群密度,单位面积内种群的数量。2,种群的年龄结构与性比,
3、分为稳定性,增长型,衰退型,性比:一个雌雄异体的种群中全部个体或某个龄级的个体中磁性与雄性的比率。3,种群的诞生率与死亡率4,种群的内禀增长率与环境容纳量,在没有任何环境限制的条件下,由种群内在因素确定的稳定的最大增值速率,为内禀增长率。在一个生态系统中有限的环境条件下,种群所能达到的稳定的最大数量,5,种群的空间分布与阿利氏原则,种群的分布有随机的,匀整的与成从的(聚集的),阿利氏原则:每个生物种都有自己的最适密度,过疏或过密都产生限制影响。3. 种群增长的指数形式与逻辑斯蒂形式用什么方程描述?如何理解r对策生与K 对策生物适应环境的生活史对策?答:1,种群在无环境条件限制下成指数增长,NT
4、+1=Nt ,=N1/N0 , lgNT=lgN0+tlg,dN/dT=rN呈J型增长。2,种群在环境制约下的逻辑斯蒂增长dN/dT=rN(K-N)/K,N为变值。呈S型生长。r对策生物,个体小,繁殖速率快,成活率低,基数大,寿命短,环境变更适应性强。K对策生物,个体大,繁殖较慢,个体成活率高,寿命一般较长,环境变更适应性差,易灭亡。4. 请各举两个例子说明两个种群可能有的相互关系?答: 一,负相互作用,1,竞争,两个生物争夺同意对象而产生的对抗作用。分为干脆干涉型动物(格斗)与资源利用型竞争2,捕食:一个物种的成员取食两仪个物种成员的现象。3,寄生,一个种借居于另一个中的体内或体表,从而摄取
5、养分以维持生活的现象,病毒,细菌,真菌,菟丝子,等。拟寄生:是昆虫寄生昆虫的现象,产卵养虫致死。4,偏害作用:是指当两个物种在一起时,由于一个物种的存在,可以对另一个物种起到抑制作用,而自身却无影响,如化感作用。二,正相关作用,1.偏利作用,一方有利,2,原始合作,两种生物在一起,彼此各有所得,但二者之间不存在依靠,例如蟹与腔肠动物3,互利共生,双方都有利,相互依靠,能干脆进行物质沟通的共生关系,例如:豆科植物与根瘤菌。白蚁与肠道鞭毛虫。5. 植物之间的化感作用是指什么?产生化感作用的途径是什么?化感作用在植物之间的竞争中有什么作用?答:植物的化感作用:是指植物通过向四周环境中释放化学物质从而
6、对邻近植物的生长与发育产生抑制或促进作用,这种影响可以是干脆的,也可以是间接的。植物通过挥发,根分泌,雨水淋溶与残体分解四种途径释放化感作用物质,对其四周植物产生影响,主要是抑制作用。化感作用在作物增产,森林抚育,杂草与病害的限制,复合群落的组配及新型除草剂与植物生长调整剂。抑制杂草生长,同时也有促进作用,影响植物生长发育。6. 描述一个种群的结构须要从哪些方面进行?答:1,7. 演替,原初演替,次生演替,顶级群落,协同进化是什么?答:演替:生态系统内的生物群落随时间的推移,一些物种消逝,另一些物种侵入,群落组成及其环境向确定方向产生有依次的发展变更。原初演替:在从未有过生物的裸地上起先的演替
7、。次生演替:是在原有生物群落被破坏后的地段上进行的演替。顶级群落:生态系统中的生物群落通过困难的发展演替,达到最终成熟阶段的群落是与四周环境取得相对平衡的稳定的群落。协同进化:是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与加强的过程。8. 在生态系统中能流与物流中遵循着什么不行以违反的自然规律?答:能流遵循的基本热力学定律:单向1,热力学第确定律,能量守恒定律,热量Q与机械功W之间是可以转换的,在转化中存在着确定的数量关系。能量可以传递,转化却不能被创出,歼灭。2,热力学第二定律,能量效率与能量方向定律,3,普里高津的耗散结构理论,一个远离平衡态的开放系统,通过与外界进行物质
8、与能量的不断交换,就能克服混乱状态,维持稳定的有序结构,并保持确定的稳定性。物流:不断循环,循环利用,1,物质不灭的基本原理,物质不灭定律,化学方法可以变更物质的成分,但不能变更物质的量,以实物与场物质形式存在。2,质能转化与守恒定律,相对论认为,世界上不存在没有能量的物质能量,也不存在没有质量的物质能量。E=mc29. 什么景观生态学?什么叫景观?一个景观内有什么要素组成?答:景观生态学:是探讨在一个由许多不同生态系统所组成的区域内不同类型生态系统的空间格局及其相互作用过程的综合性学科。景观:是一个大尺度的宏观系统,是由相互作用的景观要素组成的,具有高度空间异质性的区域。景观要素是组成景观的
9、基本单元,相当于一个生态系统,依形态的差异,景观要素分为斑块,廊道,基质。斑块是景观尺度上最小的均值单元,他的起源,大小,形态,与数量对于景观的多样性有重要的意义。廊道,是具有通道或屏障功能的线状或带状的景观要素,是联系斑块的重要桥梁与纽带。分为干扰廊道,栽植廊道,更新廊道,环境资源廊道与残余廊道,不同的廊道适合不同的景观类型。基质,相对面积比较大,连接度高,在景观动态中起其重要作用。10. 岛屿生物地理学理论对自然爱惜区的设置方式有启发吗?答:岛屿生物地理学理论结论,1,不论岛屿的面积多大,距离侵殖种源多远,都会存在一个平衡的物种数,2,岛屿物种的组成不断变更并且只取决于物种的迁入与灭亡。当
10、物种的迁入率与灭亡率相等时,岛屿物种的数目趋于动态平衡,物种不断灭亡或被相同或不同的种类所替代。离大岛屿越近的岛屿生物多样性越高,易与大陆的物种进行基因交换,岛屿面积越大,所能容纳的生物越多。1, 设置时应尽可能的靠近大得岛屿,2, 自然爱惜区的应当尽量要相对比较大,3,爱惜物种的多样性与其针对性物种的迁入率与死亡率,尽可能的爱惜物种第三章1. 举例说明农牧结合,农林结合,农渔结合,林牧结合,林渔结合,渔牧结合的组分结构答:物种结构(组分结构),是指农业生态系统或模式内农业生物种类的组成,数量,及其相互关系。1. 种植业与养殖业的组分结构,饲料作物(玉米,大豆,苜蓿,苏丹草)的种植与养牛,养鸡
11、,养鱼的结合,作物秸秆思维动物,动物粪便回田。2,种植业与林业相结合的组分结构,把多年生木本植物与栽培作物或动物,在空间上进行合理组合的土地利用与技术系统的综合,枣农间作,池杉间作。3,种植业与渔业相结合的组分结构,稻田养鱼,虾。4,养殖业与渔业相结合的组分结构,鱼塘养鸭,塘边养猪等。2. 不同区位对农业生态系统的水平结构有什么影响?答:农业生态系统的水平结构除了受到自然环境条件的影响,也受到不同农业区位的影响,1,自然区位,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,由于不适应环境,或者生态环境波动,使农业生产风险更大。2,杜能的农业经济区位,在商品经济发展
12、的初期,农业生产的产品必需能够达到市场才能获得效益,然而不够发达的运输,加工,贮藏保鲜成为商品生产的至于条件,杜能的农业全理论说明白,农业布局不但取决于自然条件,而且还取决于离城市的距离。生产集约理论(越靠近中心城镇,生产集约程度越高,单位土地投入的劳动力越多)与生产结构理论(易腐烂变质。不耐贮存与单位重量价格低的产品在靠近城市的区域生产,反之亦然)3,生态经济区位,经济社会的发展,使得交通运输便利,自然资源条件对农业的生产结构格局影响上升。3. 地理位置与农业生态系统的垂直结构有什么关系?答:不同的地理位置条件,在气候,地形,土壤,水分,植被等生态因子的总与影响下,使得农业生态系统的垂直结构
13、发生变更。1,流域位置与垂直结构,从一个流域环境的上游到下游,海拔敢赌,水土环境均存在较大的差异,从而对作物的种植结构与产量产生很大影响。2,地形变更与垂直结构,1,大尺度的而地形变更,如,四川, 云贵高原不同的海拔高度与纬度适宜不同类型的作物与植物生长,2,小尺度的地形变更,在丘陵或一些低海拔山地,由于地貌困难多变,从山顶到半山腰,山脚,由于生态条件的不同,农业生态系统的水平结构也表现出不同的变更,如四川,山顶松衫,半山果棕,沟坝田土间套,低洼处养鱼。4. 举例说明立体农业模式的类型?答:垂直结构又称立体结构,是指农业生物之间在空间垂直方向上的配置组合,在确定单位面积土地上,依据自然资源的特
14、点与不同农业生物的特征,特性,在垂直方向上建立由多物种生存,多层次配置,多级物质循环利用的立体种植,养殖等的生态系统,这类结构有可能提高自然资源利用率,提高土壤肥力,削减环境污染,获得更多的物质产量,达到经济生态相统一。农业生态系统的立体结构大体分为农田立体结构, 水体立体结构,坡地立体结构,养殖业立体结构。农田立体结构,1,同一作物不同品种的间作,2,不同农作物间作,玉米与大豆,小麦与棉花,棉花与油菜3,稻田养鱼与稻田养鸭4,稻萍鱼5,农田种菇,稻田种菇,蔗田种菇6,基塘系统,桑基鱼塘,蔗基鱼塘,果基鱼塘,花基鱼塘,杂基鱼塘。水体立体结构,1,鱼的分层放养,2,鱼蚌混养,3,鱼鳗混养4,鱼牧
15、结构畜禽养殖业立体机构,1,分层立体养殖,2,林鱼鸭立体种养5. 食物链加环有哪些类型?举例说明食物链结构类型。答:食物链加环的类型:1.生产环,分为一般生产环与高效生产环,是在原有的食物链上加入一个或几个新的环节,能够将非经济产品转化为经济产品。2. 增益环,这种食物链环节,本身转化产品并不能干脆为人类须要,而是加大了生产环的效益。如粪渣,垃圾利用3. 减耗环,这是通过引入一个新的环节或增大一个已有的环节,削减生产消耗,增加系统的生产力,引进天敌,有益鸟,饲养有益虫等。4. 复合环,具有两种以上功能的环节,沼气池的利用既可以处理粪便,又可以工人们生活生产5. 加工环,农副产品的加工,有传统,
16、多次,农工商结合三种类型。加工成成品。半成品,与市场相结合。食物链的结构类型:一,以养殖为中心的食物链结构,如,鸡粪喂猪,猪粪养蝇蛆,蝇蛆喂鸡,剩余猪粪与鸡粪施入农田循环利用。二,种养结合的食物链结构,1,饲料作物养殖模式,如,种草养牛,种草养鱼等。2,以沼气为纽带的种养结合结构类型,(1),南方的畜-沼-果模式,(2),北方四位一体庭院能源生态模式,即在蔬菜大棚内将沼气池,猪禽舍,厕所,蔬菜四个结合在一起的模式。(3),西北五配套模式,沼气池,果园,暖圈,蓄水窖,看营房五个结合。(4),秸秆多级利用。县用来培育食用菌,菌渣做畜禽饲料,畜禽粪做沼气,沼气渣爱培育灵芝,废料还田。三,以污水自净为
17、中心的食物链结构,1,三段净化,夏季,晚春,早秋,冲洗入水葫芦池,一周后再排入细绿萍池,再排入鱼塘。2,4步利用,鱼塘水引入稻田。6. 如何利用生态系统的时间架构来合理支配农业生生产?答:农业生态系统的时间结构是指在生态系统内合理支配各种生物种群,使他们的生长发育及生物量积累时间想错有序,充分利用当地自然资源的一种时序结构。时间结构设计的因素有环境条件的季节性与生物的生育发育规律,时间结构限制主要是农业生物的支配,即各种生物的生长发育时期及其对环境条件的要求,选择搭配适当的物种,实现周年生产。在农业生产中,调整农业生物群落时间结构的方式有间作,轮作,套作,轮养,套养等,而在农业生产模式的推动,
18、退化生态系统的复原等也遵循确定的时间依次。第四章1. 农业生态系统的帮助能有什么形式?试说说人工帮助能的“功”,“过”。答:出太阳能外,通过自然补加与人工投入方式,对生态系统输入的其他形式能量,对生态系统中的生物生长繁殖乃至食物链能量转化与传递起帮助作用。自然界有风能,抄袭能,地热能,水利能,降雨能为自然帮助能,人通过投入,人力,畜力,燃料,店里,机械与肥料,农药,兽药,农用薄膜,良种等为人工帮助能。为人工帮助能,工业帮助能。功:1,培育与运用优良的农业生物品种,提高产量与品质,2,开展农业生态工程建设,为农业生物创建良好的物理环境3,运用农机具,提高劳动生产率,4,运用化肥,农药,农膜,生长
19、调整剂,兽药等创建更有利农业生物生长的内外环境5,运用现代化生物技术与信息技术等科技投入,促进农业资源的高效与可持续利用。过:1,过渡依靠化石燃料,2,食品平安问题3,大气污染4,水质恶化5,土壤退化,6,农区生物多样性削减,农业生态系统服务功能减弱。2. 有什么可以开发的再生能源?能原植物有哪些?答:水能。风能,太阳能,生物质能,地热能,海洋能,核能与氢能,3. 请列出农业生态系统初级生产过程的能量平衡式,并指出如何提高农业的初级生产的转化率。答:(1-a太阳平均反射率)(Q太阳直射辐射+q太阳散射辐射)+S长波辐射的能量平衡+H地面传导对流损失的能量+IE蒸发蒸腾损失的能量+B储存在生态系
20、统中的热量+Pn光合作用储能=01,选育高光效的抗逆性强的优良品种2,爱惜农业环境,整理生态退化,改善农业生产的资源环境条件,建立可持续农业生产体系3,调控作物群体结构并维持,4,改进耕作制度,提高复种指数,合理密植,实行间作套种,提高栽培管理技术4. 请列出农业生态系统次级生产过程的能量平衡式,说明每一项,并指出如何提高次级生产的能量转化效率。答:P生产量=NI未被利用的能量+I被利用的能量 =NI未被利用的能量+A同化能+R1体增热消耗+R2维持能+R3运动耗能+G固态 排泄+U液态排泄+F气态排泄1,调整种植业结构,增加饲料来源,开发草山草坡,发展氨化秸秆养畜,全面运用协作饲料,提高饲料
21、转化率2,培育,改良与推广优良畜禽渔品种,提高良种推广率,提高次级生产力3,适度集约养殖,加强畜禽渔环境限制与设施工程建设,贾少维持能与其他消耗。4,推广鱼畜禽结合,综合养殖,充分利用农副产品与废弃物。1,发展草食动物,2,充分利用水层,3,发展腐生食物链生产4,沼气与堆肥的利用,5,综合养殖。第五章1. 从农田生态系统水分平衡式谈谈对农田节水的 途径.答:R降水+I浇灌+U地下水上升=ET腾发量+P渗漏+S侧渗+D排水+0农田持水量1,雨水汇合利用工程措施,防渗,2,渠系输水过程节水工程措施,防渗3,田间灌水节水工程,改进技术4,农艺节水措施,耕作措施节水,种肥措施节水,化学制剂措施节水,5
22、,管理节水措施。2. 碳最大库存在什么地方?答:碳主要贮存在大气,生物体,土壤与水圈及岩石圈几个库中,其中最大的为水圈,海洋上层与深海中含量最大。3. 温室气体包括哪些?温室效应是如何产生的?答:地球大气中起温室作用的气体称为温室气体,主要有二氧化碳,甲烷,臭氧,一氧化二氮,氟利昂,水汽等。大气在吸取地面的长波辐射后,他自己向外辐射波长更长的长波辐射,其中向下达到地面的为逆辐射,地面接收逆辐射后就会升温,对地面起了保温作用。从而产生温室效应。4. 农业生产与大气碳排放有什么关系?如何削减农业的碳排放,增加农业的碳吸取?答:双向作用,是源也是汇,农业土地利用,增加了大气中二氧化碳的排放,农业也可
23、以通过土地的变更,土地整治等增加碳吸取,较少排放,由源变汇。1,利用人工生态系统转化,退耕还林还草,复原自然生态系统,增加碳储量,削减排放。2,农业土地整治与碳循环治理水土流失, 盐碱化,休耕,秸秆还田,改良土壤,提高土壤有机碳含量,削减排放,3,农业生产水平,结构的变更与碳循环,以农业生产的生物燃料代替化石燃料,削减排放。5. 大气氮变为农业生态系统中的氮须要经过什么途径?试比较在固氮作用中人类的作用与自然地作用。答:大气中的分子氮生物固氮,大气沉降土壤氨挥发,反硝化大气1,人类氮氧化物废气排放,含氮有机物燃烧,过度开垦,发展工业固氮,城市集约化农牧,不合理耕作,氮肥施用与损失,自然:生物固
24、氮,生物体内合成,氨化作用,硝化作用,反硝化作用。6. 试用图表示农业生态系统氮的输入与输出的可能途径,有什么途径可以提高农业的氮利用效率削减农业生态系统的氮流失?答:土壤氮素植物吸取动物,人排泄,有机肥农田土壤土壤氮素淋洗,径流损失水体浇灌土壤土壤氮素硝化,反硝化气态氮大气分子氮生物固氮NH4降水土壤输入土壤的氮素主要有生物固氮,施用的化肥与有机肥,降水与干沉降,浇灌水与种子, 种畜带入的氮。输出的氮素,收获作物移出的,气态,液态或途经损失。提高措施:1,大力推广包括生物固氮的耕作制度共生固氮, 自生固氮, 联合固氮。2,推广应用环境友好的新型氮肥肥料缓释,控释肥料3,改进氮肥的施用方法,因
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