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1、第三章农业生态系统的综合结构第一节概述一、生态系统的结构物种结构（组分结构）、时间结构、空间结构（水平结构、垂直结构）、营养结构（食物链结构）二、合理农业生态系统结构的标志1.生物适应环境2.生物与生物之间相互配合3.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.有较高的生产力和经济效益第二节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1.景观多样性2.边缘效应与生态交错带（1）城郊农业（2）基塘系统与滩涂养殖（3）农户庭院经济二、自然条件对水平结构的影响1 .种植业与温度的关系。如不同气候条件下的农作物和耕作制度。2 .耕地复种指数与温湿度的关系。如从东到西的变化
2、。动物种类与气候的关系。干旱、寒冷（骆驼、耗牛、藏绵羊、黄牛）与湿润地区（水牛、大象等）的动物种类不同。三、农业区位和社会经济条件对水平结构的影响1 .不同区位对水平结构的影响1）自然区位：自然条件差异为农作物与牲畜结构安排的重要因素。如荔枝、龙眼、香蕉、柑橘等的分布有其特定地区；又如骆驼、耗牛的分布等。（2）杜能农业区位（商品经济发展初期）：农产品只有到达市场才能获取效益，而运输成为制约条件。这样在自然区位的基础上增加了受运输制约的农业专业生产区域。即杜能农业区位。德国经济学家杜能于1926年提出经典的农业区位理论，阐述了产品流通对商品性农业的生产集约度和产品结构的影响。在假设前提下（自然条
3、件一致；商品生产等），并提出了杜能圈O自由农作圈：集约程度很高，以蔬菜、牛奶、鲜花等不耐贮存的产品。林业圈：薪柴、建筑、家具等利用。轮作农业圈：不易腐烂变质的作物。采用6年轮作制。谷物农作圈：谷物和畜产品。经营比较粗放，轮作中增加牧草的比重。三圃式农作圈：谷物-牧草-休闲畜牧圈：放牧或种植牧草自然区域：森林、灌木等杜能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。两个结论：1）生产集约度理论：越靠近中心城镇，生产集约度越高。2）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。美国50年代玉米生产带农业地域差异，类似于杜能区位结构。（3
4、）生态经济区位（经济高度发达阶段）：经济高速发展阶段，自然条件对农业的生产结构格局影响能力上升。如美国蔬菜原来主要集中在市郊，后来1/4集中在远离大城市的东南部，还形成了玉米带、棉花带等与自然条件相适应的区域。又如广东省的湛江、化州水果、蔬菜基地。2 .社会经济条件对水平结构的影响（1）人口密度梯度：（2）城乡经济梯度：离城市越近，投入、鲜活产品增加，生产水平提高，收入增加。第三节农业生态系统的垂直结构垂直结构又称立体结构，可以分为农田立体模式、水体立体模式、坡地立体模式、养殖业立体模式等。一、自然地理位置与垂直结构1 .流域位置与垂直结构：从上游一一中游一一下游海拔、温度、养分、水分、自然景
5、观、生产力、经济发展等变化。2 .地形变化与垂直结构（1）大尺度地形变化：如四川、云南高原：从低热层（甘蔗、冬春季蔬菜、热带性果树、药材等）中暖层：发展粮、油、生猪、蚕桑、烤烟等）；高寒层：细毛羊、冷杉、铁杉等。（2）小尺度地形变化：如四川江津县大桥乡：山顶松杉带帽；半山果棕缠腰；沟坝田土间套；低洼地养四大家鱼。又如广东潮州市官塘区秋溪乡的农业生产布局，坡顶用材林,坡腰经济林、果树，坡脚果树，旱地蔬菜、旱粮，水田水稻，低洼地养鱼等。二、农田立体模式1 .农作物间作：玉米大豆（甘薯、棉花），小麦棉花（蔬菜），棉花油菜等。/套作,间作，-复种，一隔年，X混作2 .稻田养鱼：鱼类取食浮游生物和水稻害
6、虫，减少病虫害，增加水体氧气；鱼类的粪便和排泄物作为水稻的肥料。主要分布在四川、湖南、江西、江苏、广东等3 .稻萍鱼：福建、四川、湖南、广西等。上层稻株，中层红萍，下层鱼类。4 .农田种菇：稻田、玉米地种蘑菇；甘蔗地种菇。作物为菇提供遮阴环境，剩余培养料为作物提供肥料。三、水体立体模式1 .鱼的分层放养：利用鱼的不同食性和栖息特性，上层鱼：鲤鱼、铺鱼，以浮游植物和动物为食；中层鱼：草鱼、编鱼，以浮萍、水草、蔬菜、菜叶等；下层鱼：鲤鱼、鲫鱼，以底柄动物、有机碎屑等杂物。2 .鱼牧结构：如鱼鸭（猪、鸡、鹅等）混养。基塘系统：粤、浙、苏一带。桑基鱼塘、蔗基鱼塘、花基鱼塘、果基鱼塘、杂基鱼塘（如牧草、
7、蔬菜、粮作等）。基塘系统随时间的变化。四、养殖业立体模式1 .分层立体养殖：节约棚圈材料和综合利用废气物，如新疆米泉县种猪场，上层笼养鸡，中层养猪，下层养鱼。2 .林鱼鸭立体种养：湖北省新洲县林科所，在低洼积水区。五、农林立体模式1 .农林业系统的定义：同一土地单元或农业生产系统内既包含木本植物又包含农作物或动物的一种土地利用系统。特点：复合性、系统性、集约性。在发展中国家发展迅速。2 .农林业模式举例（1）桐粮间作：华北平原已达300多万公顷。分布在河南、山东等地。有几种类型:以农为主、以桐为主、桐粮并重等。（2）枣粮间作：华北、西北等地，尤其在河北、山东较多。有枣树为主、枣粮并举、农作物为
8、主等类型。（3）林胶茶复合经营：在热带地区（云南、海南等）。防护型立体结构，具有良好的环境（减少水土流失，减少病虫害等）和经济效应。如海鸥农场茶叶作为绿色食品，效益很好。（4）林药间作：许多药用植物喜阴凉、湿润的环境。南方丘陵区：杉木、桐树与黄连、魔芋、天麻、三七、胡椒、肉桂、咖啡、可可等；华北平原：泡桐间作芍药、贝母、板蓝根、天南星、金银花等；东北：松树、杉树间作人参、桔梗等；三北农牧区：胡杨间作干草等。立体结构的生态学基础：(1)对资源利用的种间互补(空间、时间、营养等)(2)对系统稳定性方面的互补(抗灾，减少病虫害，改善生境，提高土壤肥力等)第四节农业生态系统的营养结构研究设计合理的食物
9、链结构，有利于提高农业生态系统的生产力和经济效益，促进物质的良性循环和能量的多级利用。一个系统的产出(废弃物)是另外一个系统的投入，废弃物在生产过程中得到多次利用。一、食物链：生物成员之间通过取食与被取食的关系所联系起来的链状结构。二、食物链的类型：1 .捕食食物链(grazingfoodchain)：从绿色植物开始，再到草食动物，肉食动物。如青草-兔子-狐狸-老虎2 .腐食食物链(detritusfoodchain)：又叫碎屑食物链，主要以死的有机体或生物排泄物为食物，将有机物分解为无机物。如：植物残体-蚯蚓-鸡3 .寄生食物链(ParaSitefOOdChain)：以寄生方式取食活的有机体
10、而构成的食物链。如：大豆-菟丝子，蛔虫-马(牛)实际生态系统中，经常是以食物网的形式存在。三、食物链结构类型1 .食物链加环的作用(1)提高农业生态系统的稳定性。农业生态系统食物链结构简单，引入捕食性昆虫或动物可抑制病虫害发生。(2)提高农副产品的利用率：(3)提高能量的利用率和转化率.如绿肥-回田变为绿肥喂牛或猪。2 .食物链加环类型(1)生产环：将非经济产品转化为经济产品(2)增益环：加大了生产环的效益，如猪、鸡粪-蚯蚓-饲料-促进猪、鸡的消化(3)减耗环：捕食性天敌的引入，减少生产消耗，增加系统生产力(4)复合环：具有两种以上的功能。稻田养鱼、鸭具有减耗、生产的功能(5)加工环：通过加工
11、增值，有传统加工，多次加工等。木材-家具；玉米-淀粉、玉米油。食物链加环应注意：加环并非越长越好；讲究综合效益3 .食物链解列：(1)处理污染土壤：非食用的用材林、薪碳林或花卉等(2)污水处理：生物净化，如凤眼莲、浮萍、水花生、芦苇、宽叶香蒲、水葱、香根草等。污染指标：BOD.COD、氮、磷、重金属等。4 .食物链结构举例(I)以养殖业为主：鸡粪喂猪，猪粪养蝇蛆，蝇蛆作饲料喂鸡，剩余猪、鸡粪回到农田循环利用。(2)畜禽-沼气食物链结构：以沼气为纽带：如畜-沼-果模式(广西恭城县和广东梅县等)北方四位一体庭院能源生态模式：厕所-一猪舍-沼气-温室(3)秸秆多级利用：秸秆-培养食用菌-菌渣作畜禽饲
12、料-养鸡鸡粪下沼气沼气渣培养食用菌一一废料施于农田（4）以污水自净为中心：辽宁大洼县西安生态养殖场，三段净化四次利用。猪舍-水葫芦（吸N）-细绿萍（吸P、K）-鱼塘-稻田第五节农业生态系统的时间结构一、作物套作】小麦套玉米：华北地区，小麦收获前15-20天套下去2 .麦-棉-绿肥间套作：南北方粮棉种植区均普遍。3 .作物与蔬菜套种：小麦一菠菜一-番茄-大白菜四种四收结构4 .果农间套作：幼龄果园间套作一年生作物，以短养长二、轮作、轮养1 .作物的轮作：如湖南的豆稻轮作；太湖流域的粮食作物-一绿肥作物轮作；东北玉米轮作大豆2 .稻鱼轮作：种一季稻，养一季鱼。如广东的肇庆3 .动物的轮养、套养。如鱼的轮养，同时放足不同大小规格鱼种分期分批捕捞；同一规格鱼种多次放养，多次收获；动物的轮牧：牛-马或羊三、农业生产模式的演替新开垦土地：耐瘦瘠作物（牧草、绿肥、木薯等）一-中产作物-玉米、小麦-蔬菜美国的中央谷地:放牧草场-大田谷场-经济作物-蔬菜水果-花卉园艺食品生产：传统食品无公害食品绿色食品有机食品生产等
