农业生态学第3章综合结构(共132张PPT).pptx
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1、第三章第三章 农业生态系统的综合结构农业生态系统的综合结构培训专用第三章第三章 农业生态系统的综合结构农业生态系统的综合结构n生态系统的生态系统的结构是功能的基础结构是功能的基础,结构决定功能,农,结构决定功能,农业生态系统功能的强弱与其结构状况关系密切。业生态系统功能的强弱与其结构状况关系密切。只有合理的结构才能产生高效的功能。只有合理的结构才能产生高效的功能。n优化结构优化结构,强化功能强化功能是生态农业建设实践的一条是生态农业建设实践的一条重要经验。重要经验。n学习本章,必须理解结构和功能的关系,掌握农学习本章,必须理解结构和功能的关系,掌握农业生态系统的结构类型与调节控制结构的途径,为
2、高业生态系统的结构类型与调节控制结构的途径,为高效的农业生态系统服务。效的农业生态系统服务。培训专用第三章第三章 农业生态系统的结构农业生态系统的结构 综合结构综合结构n概述概述n农业生态系统的水平结构农业生态系统的水平结构n农业生态系统的垂直结构农业生态系统的垂直结构n农业生态系统的营养结构农业生态系统的营养结构n农业生态系统的时间结构农业生态系统的时间结构培训专用第一节第一节概述概述n生态系统的结构生态系统的结构:指生态系统组分在空:指生态系统组分在空间、时间上的配置及组分间的能物流顺间、时间上的配置及组分间的能物流顺序关系。序关系。n包括:生物组分的包括:生物组分的物种结构物种结构、空间
3、结构空间结构、时间结构时间结构、食物链结构食物链结构以及这些生物组以及这些生物组分与环境组分构成的分与环境组分构成的格局格局。培训专用农业生态系统农业生态系统的综合结构的综合结构物种结构物种结构(组分结构组分结构)空间结构空间结构时间结构时间结构养营结构养营结构(食物链结构食物链结构)产业结构产业结构水平结构水平结构垂直结构垂直结构农业生态系统的区域景观结构农业生态系统的区域景观结构培训专用物种结构物种结构n生物物种是生态系统物质生产的主体。生物物种是生态系统物质生产的主体。n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。种结构。培
4、训专用时间结构时间结构n指在生态区域内各生物种群生活周期在时间分配指在生态区域内各生物种群生活周期在时间分配上形成的格局。上形成的格局。培训专用空间结构空间结构n空间结构空间结构:指生物群落在空间上的垂直和:指生物群落在空间上的垂直和水平格局变化,构成空间三维结构格局水平格局变化,构成空间三维结构格局。n水平结构:水平结构:指在一定的生态区域内,各种指在一定的生态区域内,各种生物种群所占面积比例、镶嵌形式、聚集生物种群所占面积比例、镶嵌形式、聚集方式等水平分布特征。方式等水平分布特征。n垂直结构:垂直结构:指生物种群在垂直方向上的分指生物种群在垂直方向上的分布格局。在地上、地下和水域都可形成不
5、布格局。在地上、地下和水域都可形成不同的垂直结构。同的垂直结构。培训专用农田的水平结构农田的水平结构培训专用培训专用营养结构营养结构n营养结构营养结构:指生态系统中生物间构成的:指生态系统中生物间构成的食物链与食物网结构。食物链与食物网结构。n食物网食物网是生态系统中物质循环、能量流是生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的主要途径。动和信息传递的主要途径。培训专用食物链食物链培训专用食食物物网网培训专用二合理农业生态系统结构的标志二合理农业生态系统结构的标志1.生物适应环境生物适应环境2.生物与生物之间相互配合生物与生物之间相互配合3.组分之间量比关系协调组分之间量比关系协调4.有利于农业生
6、产的可持续发展有利于农业生产的可持续发展5.有较高的生产力和经济效益有较高的生产力和经济效益培训专用第二节第二节农业生态系统的水平结构农业生态系统的水平结构n一、农业生态景观与农业生态系统的水平结构一、农业生态景观与农业生态系统的水平结构n二、不同自然环境条件对农业生态系统水平结构的影响二、不同自然环境条件对农业生态系统水平结构的影响n三、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三、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培训专用一农业生态景观与一农业生态景观与农业生态系统的水平结构农业生态系统的水平结构(一)景观多样性(一)景观多样性n农业景观农业景观是由多种类型的在景观
7、上有差异的农业生态系统的集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。农业景观。n景观多样性是生物多样性的一个层次。景观多样性是生物多样性的一个层次。培训专用景观多样性景观多样性n对于景观多样性来说: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)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;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)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;相适
8、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)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。的正常发挥,并使景观的稳定性达到一定水平。培训专用(二)边缘效应与生态交错带(二)边缘效应与生态交错带(ecotone)n在景观中不同斑块连接之处的交错区域为在景观中不同斑块连接之处的交错区域为生态交错带生态交错带。n在生物圈中,有如下一些交错带类型:在生物圈中,有如下一些交错带类型:1城乡交错带城乡交错带2干湿交错带干湿交错带3农牧交错带农牧交错带4水陆交界带水陆交界带5群落交错带群落交错带培训专用生态交错带生态交错带(ec
9、otone)1城乡交错带:城乡交错带:在城市与在城市与农村之间的过渡地带。农村之间的过渡地带。n由于人口数量和质量、由于人口数量和质量、经济和物质能量交换水经济和物质能量交换水平等因素,使得这一过平等因素,使得这一过渡带表现出十分迅速和渡带表现出十分迅速和不稳定的特征。不稳定的特征。培训专用生态交错带生态交错带(ecotone)n干湿交错带:干湿交错带:从比较湿润向比较干从比较湿润向比较干燥变化的过渡地带。燥变化的过渡地带。培训专用生态交错带生态交错带(ecotone)农牧交错带农牧交错带:在农业地区和在农业地区和牧业地区的衔牧业地区的衔接处,形成的接处,形成的交界地带。交界地带。培训专用生态
10、交错带生态交错带(ecotone)4水陆交界带水陆交界带:在水体和陆地之间的交界面。:在水体和陆地之间的交界面。n如如河滩、湖周、河岸等。河滩、湖周、河岸等。培训专用生态交错带生态交错带(ecotone)群落交错带群落交错带:不同生物群落之间的交界地带。:不同生物群落之间的交界地带。n如森林与草原、草原与湖泊之间的交界地带。如森林与草原、草原与湖泊之间的交界地带。培训专用边缘效应边缘效应n边缘效应:边缘效应:在生态交错地带,由于生态在生态交错地带,由于生态环境的过渡性,生物种类繁多,种群密环境的过渡性,生物种类繁多,种群密度增加,生产力较高度增加,生产力较高边缘效应。边缘效应。n积极合理地开发
11、利用边缘地带,可使其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。维持高生产状态,促进经济发展。培训专用利用边缘效应,可充分开发利用边缘地带:利用边缘效应,可充分开发利用边缘地带:(1)城郊农业:)城郊农业:城市郊区地处城市和农村的边缘地带,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,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。又可以将优势辐射到周围农村。n因此,不少城市郊区利用这种特点,逐步建立以生产因此,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蔬菜和副食品为主的产生体系,在发展种植业的基
12、础为主的产生体系,在发展种植业的基础上,大力发展上,大力发展畜牧业和水产养殖畜牧业和水产养殖业,使郊区成为城市市业,使郊区成为城市市场的蔬菜和农副产品生产的重要基地场的蔬菜和农副产品生产的重要基地集约化农业。集约化农业。边缘效应原理的实践:边缘效应原理的实践:培训专用边缘效应原理的实践:边缘效应原理的实践:n(2)滩涂养殖:)滩涂养殖:充分利用水陆交接地带的边缘效充分利用水陆交接地带的边缘效应,沿海一带利用滩涂生产应,沿海一带利用滩涂生产海带、紫菜、石花菜海带、紫菜、石花菜和各种鱼、虾、贝类、海珍和各种鱼、虾、贝类、海珍等。等。n(3)农户庭院经济)农户庭院经济:农户的住地与周围农地也有农户的
13、住地与周围农地也有一个交错区,在一个交错区,在丘陵区丘陵区农户利用四周的坡地农户利用四周的坡地栽种栽种果树、经济林木果树、经济林木等;在等;在平原或郊区平原或郊区利用庭院种植利用庭院种植蔬菜、果树、花卉、药材,培育食用菌蔬菜、果树、花卉、药材,培育食用菌等;在等;在湖、湖、塘等水面较多的地区塘等水面较多的地区一般以一般以养殖为主养殖为主。种养结合。种养结合“四位一体四位一体”庭院经济。庭院经济。培训专用边缘效应原理的实践意义:边缘效应原理的实践意义:v利用群落交错区的边缘效应增加边缘长利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积,提高野生动物的产量。度和交错区面积,提高野生动物的产量。培训
14、专用二、不同自然环境条件对农业生态系统二、不同自然环境条件对农业生态系统水平结构的影响水平结构的影响n1.我国的种植业与我国的种植业与环境温度环境温度的关系密切,的关系密切,从南到北,不同气候类型条件下适宜种从南到北,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。植的农作物和耕作制度存在较大的差异。P99表表3-1n2.我国耕地复种指数也与不同地区环境我国耕地复种指数也与不同地区环境的温度、的温度、湿度湿度有明显的关系。从东到西,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降雨逐渐减少,使得复种指数呈下降趋势。势。P100表表3-2培训专用地域分异规律地域分异规律n
15、纬度地带性纬度地带性:指气候、水文、生物和指气候、水文、生物和土壤土壤等自然要素以及等自然要素以及自然自然带带大致沿纬线方向带状伸展并按纬度变化方向逐渐更替的分大致沿纬线方向带状伸展并按纬度变化方向逐渐更替的分布规律。布规律。n是以热量变化为基础的,水分条件的差异也起了一是以热量变化为基础的,水分条件的差异也起了一定的作用。定的作用。n经度地带性:经度地带性:自然资源要素如气候、土壤、生物等由于自然资源要素如气候、土壤、生物等由于距海洋远近的不同而形成沿经度带分布的地带性规律。距海洋远近的不同而形成沿经度带分布的地带性规律。n垂直地带性:垂直地带性:山地自然环境下,自然资源要素如气候、土壤、山
16、地自然环境下,自然资源要素如气候、土壤、生物等由于不同海拔高度带上的水热组合特征不同而呈现的沿生物等由于不同海拔高度带上的水热组合特征不同而呈现的沿海拔高度带分布的地带性规律。海拔高度带分布的地带性规律。培训专用培训专用培训专用垂直地带性垂直地带性培训专用垂直地带性垂直地带性培训专用培训专用培训专用三、农业区位和社会经济条件对三、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)自然区位自然区位(2)杜能的农业经济区位杜能的农业经济区位(3)生态经济区位生态经济区位培训专用(1)自然区位
17、自然区位n在农业生产处于满足生产者自身需要时,在农业生产处于满足生产者自身需要时,商品交换少,这时商品交换少,这时自然条件自然条件由于影响到由于影响到产量与收成,成为农业生物区域分布的产量与收成,成为农业生物区域分布的主要制约因素。主要制约因素。n如如:荔枝、香蕉在我国主要分布在北纬荔枝、香蕉在我国主要分布在北纬1830之间的区域;之间的区域;n骆驼在我国主要分布于北部干旱半干旱骆驼在我国主要分布于北部干旱半干旱沙漠地区沙漠地区-内蒙、新疆等地。内蒙、新疆等地。培训专用(1)自然区位:)自然区位:(1)自然区位:)自然区位:自然条件差异为农作物与牲畜结构安自然条件差异为农作物与牲畜结构安排的重
18、要因素。排的重要因素。n(下图为沙漠中的骆驼和南方的荔枝)(下图为沙漠中的骆驼和南方的荔枝)培训专用(2)杜能的农业经济区位杜能的农业经济区位n德国学者杜能在德国学者杜能在1926年出版了孤立国对于农业及年出版了孤立国对于农业及国民经济之关系一书。国民经济之关系一书。n杜能假设这样一个与世隔绝的孤立国:杜能假设这样一个与世隔绝的孤立国:n1.在农业自然条件一致的平原上,农产品能够实现销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售的唯一市场是中心城市中心城市;n2.农产品的唯一运输工具是农产品的唯一运输工具是马车马车;n3.农产品的农产品的运费与重量及运输距离成正比运费与重量及运
19、输距离成正比;n4.农作物的经营以获得农作物的经营以获得最大利润最大利润为目的。为目的。培训专用(2)杜能农业区位)杜能农业区位n根据这样的假设,根据这样的假设,杜能为孤立国推杜能为孤立国推断出围绕中心城断出围绕中心城市的六个同心圈市的六个同心圈层,每个圈层分层,每个圈层分别有不同的最适别有不同的最适农业生产结构农业生产结构(见右图见右图)杜能的农业圈杜能的农业圈一、自由农作圈一、自由农作圈二、林业圈二、林业圈三、轮作农业圈四、谷物农三、轮作农业圈四、谷物农作圈作圈五、三圃式农作圈五、三圃式农作圈六、畜牧圈七、自然区域六、畜牧圈七、自然区域培训专用第一圈层第一圈层:自由农作圈自由农作圈n这一圈
20、层紧靠城市,地租很高,只有采这一圈层紧靠城市,地租很高,只有采用高度集约化的耕作方式才能获取较大用高度集约化的耕作方式才能获取较大的收益。的收益。n以蔬菜、牛奶、鲜花为主,并包括其他以蔬菜、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。品,如供奶牛食用的新鲜苜蓿、牧草等。培训专用第二圈层第二圈层:林业圈林业圈n当时城市居民燃料主要是薪柴,再加上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,运输距建筑、家具用木材,用量很大,运输距离必须限制得很短。离必须限制得很短。n但木材不易腐烂变质,单位面积收
21、益也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较低,所以配置在自由农作圈以外的第二圈层。二圈层。培训专用第三圈层第三圈层:轮作农业圈轮作农业圈n农产品价格相对前两个圈层较低,种植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。不易腐烂变质的作物。n采用采用6年轮作制,即黑麦年轮作制,即黑麦黑麦黑麦马铃薯马铃薯大麦大麦苜蓿苜蓿豌豆。豌豆。培训专用第四圈层第四圈层:谷物农作圈谷物农作圈n提供的农产品与第三层相同,主要是谷提供的农产品与第三层相同,主要是谷物和畜产品。物和畜产品。n特点:特点:经营比较粗放,在轮作中增加牧经营比较粗放,在轮作中增加牧草的比重,而且出现了
22、休闲地、农业中草的比重,而且出现了休闲地、农业中畜产品的比重明显加大。畜产品的比重明显加大。培训专用第五圈层第五圈层:三圃农作圈三圃农作圈n距离城市较远,运输费用很大,农业经距离城市较远,运输费用很大,农业经营粗放,土地休闲。营粗放,土地休闲。n三圃式的形式三圃式的形式:谷物:谷物牧草牧草休闲。休闲。培训专用第六圈层第六圈层:畜牧圈畜牧圈n离城市太远,大量土地用来放牧或种植离城市太远,大量土地用来放牧或种植牧草,以牲畜及乳制品供应市场。牧草,以牲畜及乳制品供应市场。培训专用n第七圈层第七圈层:自然区域自然区域n以休闲、狩猎为主的灌木林带。以休闲、狩猎为主的灌木林带。培训专用(2)杜能农业区位)
23、杜能农业区位农产品只有到达市场才能获取效益,而运输成农产品只有到达市场才能获取效益,而运输成为制约条件。为制约条件。这样在自然区位的基础上增加了这样在自然区位的基础上增加了受运输制约受运输制约的农业专业生产区域。的农业专业生产区域。培训专用两个结论:两个结论:n杜能的农业圈理论说明了农业布局不但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取决于自然条件,而且取决于离城市的距离。距离。n1)生产集约度理论:)生产集约度理论:越靠近中心城镇,越靠近中心城镇,生产集约度越高。生产集约度越高。n2)生产结构理论)生产结构理论:易腐烂变质、不耐易腐烂变质、不耐贮存和单位重量价格低
24、的农产品在靠近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。城市的区域生产,反之亦然。培训专用(3)生态经济区位生态经济区位n随着经济的高速发展,交通、运输、贮藏、保鲜、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,这样,逐步在有利的自然环境条件响能力上升,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。下,按市场需求形成相应规模的专业化生产区域。n如:山东蔬菜销往北京,出口到国
25、外。如:山东蔬菜销往北京,出口到国外。n山西西部山区大力发展枣树。山西西部山区大力发展枣树。培训专用(3)生态经济区位:)生态经济区位:n蔬蔬菜菜基基地地培训专用2.社会经济条件对农业生态系统社会经济条件对农业生态系统水平结构的影响水平结构的影响n(1)人口密度梯度)人口密度梯度:人口密度对农业生态系统结构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,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。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。这样,必然使农业向劳动密集型转化。n(2)城乡经济梯度)城乡
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