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(1)理论实用性。
(2)交叉综合性。
(3)研究统一性。
(4)宏观层次性。
农业生态学的应用运用农业生态学的理论和方法,分析研究农业领域中的生态问题,探讨协调农业生态系统组分结构及其功能,促进农业生产的持续发展,是农业生态学的根本任务。
因此,农业生态学已广泛应用于农业评价、农业区划、农业资源的开发利用与保护、农业系统设计、农业发展研究、农业环境保护等领域,而且正随着农业生产和科学技术的发展而迅速拓宽。
1.2环境保护概述
自学目标:
环境保护与农业环境保护的含义及内容,世界环境纪念日的相关内容。
自学重点:
环境保护与农业环境保护的含义内容。
4课时
自学内容:
一环境保护的含义
二环境保护工作大致经历以下四个阶段:
三我国环境保护事业发展可划分四个时期:
四农业环境保护的含义
五世界环境纪念日
第2章农业生态系统
2.1系统
了解系统的概念、性质和调控类型;
教学重点:
系统的性质,系统的调控,系统的类型
2课时
一系统的含义
系统是指由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的,能完成特定功能,并朝
特定目标发展的有机整体。
构成一个系统必须具备以下三个条件:
第一,系统必须具备两个以上的构成要素;
第二,各要素之间必须具有某种联系;
第三,各要素必须以整体方式共同完成特定的功能。
二系统的性质
1系统结构的有序性系统结构的有序性表现为系统的边界和系统的层次两个方面.
2系统的整体性系统的整体性主要表现在组成系统的各要素之间要有一定的数量比例关系和空间位置排列关系。
3系统功能的整合性.系统功能的整合性是指系统的整体功能大于各组成部分功能之和的特性,又称系统的整合效应。
三系统的调控
系统的调控是指调节组成系统的各个构成要素的条件和功能,以及各个构成要素之间
相互联系、相互作用、相互制约,推动整个系统从低级向高级、从低效向高效发展的模式,它存在于系统运行的全过程,在系统中发挥着优化资源配置和完善运行体制的调节作用
系统调控的基础是各构成要素之间的联系方式。
系统的调控主要把握以下三个特征:
1联系性特征。
各要素之间相互联系,其中一个要素变化,会引起其他要素的相应变化.
2.动态性特征.系统处在不断变化之中,并因此发挥其资源优化与调节功能。
3.客观性特征.系统调控只能在某种特定的环境下发挥作用,若无这种条件,其作用就不能发挥。
四系统的类型
从不同的角度出发,可以将系统划分为不同的类型。
1.机械系统与生命系统
机械系统是指系统中的所有组分都是无生命的成分,又称物理系统。
机械系统内不存
在生物组分,或不具备生命现象。
如一座大楼就是一个机械系统。
生命系统是指系统中存在生命活动或具有生物组分。
生命系统往往是由生物与环境两大部分构成的。
2.开放系统与封闭系统
开放系统是指系统内外存在的物质流、能量流和信息流等的交流,即存在外界输入和对外输出的系统。
封闭系统是指不存在外界输入和对外输出的系统。
实际上绝对的封闭系统是不存在的,在封闭系统中,输出的部分作为输入返回系统,被称为反馈。
2.2生态系统
掌握生态系统的概念、组成、类型,结构及功能。
一生态系统的定义
生态系统是指在一定时间和空间范围内,生物与生物之间、生物与生存环境之间密切联系、相互作用并具有一定结构、执行一定功能的综合体。
简言之,生态系统是由生物群落与非生物环
境相互依存所组成的一个生态学功能单位。
二生态系统的组成
生态系统在结构上包括两大部分:
生物组分和非生物组分。
非生物组分是指生命以外的环境部分,包括太阳辐射、大气、水、土壤及一些有机物质;
生物组分是指生态系统中的动物、植物、微生物等,按功能分为生产者、消费者和分解者三部分。
1.非生物组分(环境组分)
(1)太阳辐射。
是指来自太阳的直射辐射和散射辐射,是生态系统的主要能源。
(2)大气。
空气是最重要的气体,其中的二氧化碳和氧气与生物的光合作用和呼吸作用关系密切,氮气与生物固氮有关。
(3)水。
环境中的水可能以湖泊、溪流、海洋、地下水和降水等显而易见的形式存在。
(4)土壤。
土壤作为生态系统的特殊环境组分,不仅是无机物和有机物的储藏库,同时也是支持陆生植物最重要的基质和众多微生物、动物的栖息地。
(5)有机物质。
主要是来源于生物残体、排泄物及植物根系分泌物,它们是连接生物与非生物部分的物质,如蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等
2.生物组分
(1)生产者。
是指自养生物,主要指绿色植物和一些化能合成细菌等。
(2)消费者。
是指以初级生产的产品为最初食物来源的大型异养生物,主要是指动物。
(3)分解者。
是指利用动植物残体及其他有机物为食的小型异养生物,主要是指细菌、真菌、放线菌等微生物。
生态系统中的环境、生产者、消费者和分解者构成生态系统的组成要素,它们之间通过能量转化和物质循环相联系,构成了一个具有复杂关系和执行一定功能的系统
三生态系统的类型
1.以环境的性质划分
(1)陆地生态系统。
(2)淡水生态系统。
(3)海洋生态系统。
2.以受人类干预程度划分
(1)自然生态系统、
(2)半自然生态系统
(3)人工生态系统。
四生态系统的结构与功能
(1)生态系统的结构
生态系统的结构包括三个方面:
物种结构、时空结构和营养结构。
这三个方面是相互联系、相互渗透和不可分割的。
(2)生态系统的功能
生态系统具有物质循环、能量流动和信息传递三大功能,能量流动和物质循环是生态系统的基本功能,信息传递在能量流动和物质循环中起调节作用,能量和信息依附于一定的物质形态,推动或调节物质运动,三者不可分割,成为生态系统的核心。
2.3农业生态系统
农业生态系统的定义、组成和特点
一农业生态系统的定义
二农业生态系统的组成
三农业生态系统结构与功能
四农业生态系统的特点
第三章农业生态系统的物质循环
3.1物质循环的基本规律
了解物质循环的类型,物质循环的特点
物质循环的类型,物质循环的特点
一物质循环的类型
1.地质大循环和生物小循环
(1)地质大循环
(2)生物小循环。
2.气相型循环和沉积型循环(
(1)气相型循环
(2)沉积型循环。
二物质循环的库与流
1.库与流
(1)库。
物质在运动过程中被暂时固定、储存的场所称为库。
(2)流。
物质在库与库之间的转移运动状态称为流。
2.生物量与现存量
3.周转率与周转期
4.循环效率
三物质循环的特点
1.物质不灭,循环往复
2.物质循环与能量流动不可分割,相辅相成
3.物质循环的生物富集
4.生态系统对物质循环有一定的调节能力
5.物质循环中生物的作用
6.各物质循环过程相互联系,不可分割
3.2几种重要的物质循环
了解几种重要的物质循环
一碳循环
1.碳循环的途径碳循环的途径有三条。
途径之一是陆地生物与大气之间的碳素交换。
途径之二是海洋生物与大气之间的碳素交换。
途径之三是化石燃料燃烧参与的碳循环。
2.碳循环的现状
3.与碳循环有关的环境问题
二水循环
1.水的分布
地球上的水以液态(咸水或淡水)、固态(冰)和气态形式分布于水圈、大气圈、岩石圈、土壤圈和生物圈几个贮藏库中。
2.全球水循环
地球上的水并不是处于静止状态,而是处于不断的运动之中。
海洋、大气和陆地的水。
在太阳能、气象因素、生态环境和人类活动的综合作用下,不断进行大规模的交换,使自然界的水形成了一个随时间、空间变化的动态系统,这种动态变化过程就称为水分循环。
三氮循环
1.自然界中的氮素循环
2.农业生态系统中的氮素循环
四磷循环
3.3农田养分循环与平衡
了解农田养分循环与平衡
农田养分循环与平衡
一农业生态系统养分循环的一般模式
二农业生态系统养分循环的特点
三保持农田生态系统养分平衡的途径
第四章农业生态系统的生物与环境
4.1农业生态系统的生物环境
了解生物圈,
了解生物的生态效应,
掌握环境与生物关系的基本规律
环境与生物关系的基本规律
一生物圈
地球表面是由大气圈、水圈、岩石—土壤圈,三圈中适合生物生存的范围称为生物圈。
二自然环境与人工环境
环境就是生物周围的一切。
生态学中环境可分为自然环境和人工环境。
前者是指土壤、温度、水、光、空气、火等生态因子;
后者主要指人工影响环境和人工建造环境。
三环境与生物关系的基本规律
1.最小因子定律
最小因子定律也称李比希定律,是由德国著名化学家李比希首先提出的。
他认为:
植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成分。
即每种植物需要一定种类和一定数量的营养物质,如果环境中缺乏其中一种,植物就会发育不良,甚至死亡。
如果这种营养物质处于少量状态,植物的生长量就最小。
后来人们把这种观点称为“李比希的最小因子定律”
2.耐受性定律
美国生态学家谢尔福德认为:
一种生物的生存与繁殖,要依赖一种综合环境全部因子的存在,只要其中一种因子的量或质不足或过多,超过了该种生物的耐性限度,则该物种不能存在,甚至灭绝。
四生物的生态适应性
生物的生态适应性是生物在生存竞争中为适应环境而形成特定性状的一种表现。
生物对环境中各生态因子的综合作用,最终表现出趋同和趋异的生态适应。
1.生态型同种生物的不同个体群,长期生存在不同的生态环境或人工培育条件下,发生趋异适应,并经自然和人工选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群,称为生态型。
生态型是分类学上种以下的分类单位:
(1)气候生态型
(2)土壤生态型(3)生物生态型
2.生活型不同种生物,由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下,发生趋同适应,并经自然选择和人工选择后形成的,具有类似形态、生理和生态特性的物种类群,称为生活型。
五生物的生态效应
生物既接受着环境的各种影响,同时也对其生存环境产生多方面的影响。
生物对自然环境的影响称之为生态效应。
1.森林的生态效应
森林是生物圈内数量最大的初级生产者,在陆地生态系统中具有强大的生态效应,对农业生态系统也具有久远、广泛而深刻的影响。
(1)涵养水源,保持水土。
(2)调节气候,增加雨量(3)防风固沙,保护农田(4)净化空气,防治污染
2.水水域生物的生态效应
水体中的浮游生物包括浮游植物和浮游动物,其中浮游植物能吸收水中的各种矿质养分,保持水体一定的洁净程度,增加水体的溶氧量,对水质理化特性变化起主导作用,同时形成水域系统的初级生产力
3.草原、草山生物的生态效应
草原、草山上的主要生物是各种天然牧草和人工牧草,以及放牧的草食牲畜。
此外,还有多种野生动物、植物和土壤微生物。
4.农田生物的生态效应
(1)肥力的影响
(2)对水土保持的影响(3)对农田小气候的影响(4)对净化环境的作用
4.2生物种群生态
了解种群的概念,
掌握生物种群的基本特征与增长规律,
掌握种群数量波动与调节方式。
一种群的基本特征
种群是指在一定时间内占据特定空间的同一物种(或有机体)的集合体,是物种存在的基本单位,也是生物群落基本组成单元
1.种群的空间特性
(1)均匀分布
(2)随机分布(3)成群分布
2.种群的数量特征
(1)种群的大小和密度
(2)种群的出生率与死亡率(3)种群的年龄结构和性别比例
3.种群的遗传特征
4.邻接效应
二种群的增长规律
种群增长一般有三种类型:
种群级数增长、种群指数型增长和种群阻滞增长。
三种群的数量波动及其调节
1.种群的数量波动
(1)非周期性波动
(2)周期性波动(3)种群爆发或大发生(4)种群平衡(5)种群的衰退与灭绝(6)生态入侵
2种群的调节
(1)密度调节①种间调节②食物调节
(2)非密度调节①行为调节②生理调节③遗传调节教学目标
4.3生物群落生态自学
了解生物群落的基本特征,生物群落的结构,生物群落的演替
生物群落的基本特征与结构。
一生物群落的基本特征
二生物群落的结构
三生物群落的演替
4.4生物多样性自学
了解生物多样性的含义与价值
了解生物多样性的意义及生物多样性的保护
生物多样性的意义及生物多样性的保护
一生物多样性的含义与价值
二生物多样性的意义
三生物多样性的保护
第五章农业生态系统的调控与平衡
5.1农业生态系统的调控
教学目标;
了解农业生态系统调控的生态学原理,了解农业生态系统人工调控机制
了解农业生态系统人工调控机制
一农业生态系统调控的生态学原理
农业生态系统调控是一项涉及面广、综合性强的复杂工程,它不仅受生物学规律和环境科学规律的支配,还受社会学、经济学、心理学等规律的制约。
1.系统整体效应原理
2.生物与环境协调发展的生态平衡原理
3.生态系统结构决定功能原理
4.限制因素原理
农业生态系统自然调控机制
1.反馈机制
农业生态系统具有多种正负反馈机制,能在不同的层次结构上行使功能控制。
2.多元重复补偿
多元重复补偿是指在生态系统中,有一个以上的组分具有完全相同或相近的功能。
农业生态系统人工调控机制
人工调控是指农业生态系统在自然调控的基础上,受人工的调节与控制。
农业生态系统的人工调控途径可分为直接调控和间接调控两种。
1.直接调控
(1)生境调控。
生境调控就是利用农业技术措施改善农业生物的生态环境,达到调控目的。
(2)输入输出调控。
农业生态系统的输入包括肥料、饲料、农药、种子、机械、燃料、电力等农业生产资料;
输出包括各种农业产品。
输入调控包括输入的辅助能和物质的种类、数量和投能结构的比例。
(3)农业生物调控。
农业生物调控是在个体、种群和群落各水平上通过对生物种群遗传特性、栽培技术和饲养方法的改良,增强生物种群对环境资源的转化效率,达到调控目的。
(4)系统结构调控。
农业生态系统的结构调控是利用综合技术与管理措施,协调农业内部各产业生产间的关系,确定合理的农、林、牧、渔比例和配置,用不同种群合理组装,建成新的复合群体,使系统各组成成分间的结构与机能更加协调,系统的能量流动、物质循环更趋合理。
2.间接调控
农业生态系统的社会间接调控,是指农业生态系统的外部因素,包括财贸金融、工交通讯、科学文化、政法管理等,通过经营者对生态系统产生调节作用的有关社会机制。
具体包括:
(1)财贸金融系统的间接调控。
财贸金融系统通过影响经营者资金来源、消费方式和生产方向,实施间接调控。
(2)工交通讯系统的间接调控。
工交通讯系统通过影响经营者的农业生产资料和信息,实行间接调控。
(3)科技文教系统的间接调控。
科技文教系统通过影响经营者的素质及其使用的农业技术,实施间接调控。
(4)政法管理系统的间接调控。
政法管理系统通过影响经营者的积极性和行为规范,实施间接调控。
5.2生态平衡
自学目标:
生态平衡的定义,农业生态系统平衡的特点
自学重点:
农业生态系统平衡的特点
一生态平衡的定义
二生态平衡的基本特征
三农业生态系统平衡的特点
四生态平衡失调
五维护生态平衡的措施
第六章农业资源的利用与保护
6.1农业资源
掌握农业资源的类型,特点、现状
掌握农业资源的特点、现状
一农业资源的类型
农业资源是指从事农业生产或农业经济活动所利用或可以利用的各种资源。
依据资源的来源可分为自然资源和社会资源,自然资源可进一步区分为可更新资源和不可更新资源两类。
自然资源是指在一定社会经济技术水平下,能够产生生态效益或经济价值,以提高人类当前或可预见未来生存质量的自然物质、能量和信息的总和。
社会资源是指通过开发利用自然资源创造出来的有助于农业生产力提高的人工资源。
可更新资源是指自我更新周期短,可以年复一年循环往复利用的一类资源。
不可更新资源是指不能连续不断地或周期性地被产生、补充或更新,或者其更新周期相对于人类的经济活动来说太长的一类资源。
二农业资源的特性
1.农业资源的整体性
2.农业资源的区域性
3.农业资源的多用性
4.农业资源的有限性
5.农业资源的可变性
6.农业资源潜力的无限性
三我国农业资源状况
1.土地资源
土地是农业生产最基本的生产资料。
2.气候资源
(1)光资源
(2)热量资源(3)降水资源
3.水资源
4.生物资源
(1)我国农、林、牧、渔业的品种资源丰富。
(2)森林资源。
(3)草场资源。
(4)水产资源。
5.矿产资源
6.我国农业的主要社会资源状况
(1)人口多,农业人口比重大,劳动力剩余状况严重,文化素质低。
(2)农业市场化较差或农业市场发展不健全。
(3)农业资金投入不足。
(4)农业现代装备水平中等。
(5)农用能源供应不足。
自学6.2农业资源的合理利用与保护
合理利用农业资源的原则,
土地资源生物资源水资源的合理利用与保护,
土地资源生物资源水资源的合理利用与保护
一农业资源合理利用的原则
1.因地制宜与因时制宜相结合。
2.资源利用与资源保护相结合
3.资源利用与资源节约相结合
4.综合开发与综合利用相结合
二土地资源的合理利用与保护
1.加强土地资源管理
2.因地制宜利用土地
3.加强土地资源的综合治理
4.加强土地综合利用和立体开发
三生物资源的合理利用与保护
1.森林资源的利用与保护
2.草场资源的利用与保护
3.渔业资源的利用与保护
4.野生生物资源的利用与保护
四水资源的合理利用与保护
1.加强水利基本建设
2.节约用水
3.水资源的区域调节
4.加强废水利用
5.适度开采地下水
6.综合利用水资源
6.3农业资源调查与评价
第七章大气污染及其防治
7.1大气污染源与污染物7.2大气污染的危害
了解大气污染源与污染物,了解大气污染的危害
了解大气污染的危害
3课时
大气是人类生活的最基本环境条件,大气质量的优劣,对整个生态系统和人类健康有着直接的影响。
一大气污染源与污染物
大气污染是指大气中污染物质的浓度达到了有害水平,以致威胁人体健康和生态系统
的正常生存和发展,对人类、生态环境造成危害的现象。
1.大气污染源
大气污染物来源于自然灾害和人类活动,包括天然源和人为源。
(1)燃料燃烧。
(2)工业污染源。
(3)交通污染源。
(4)农业活动排放。
2.主要大气污染物
(1)颗粒物质
(2)硫化物(3)碳氧化物(4)氮氧化物(5)碳氢化合物(6)氟化物(7)光化学烟雾
二大气污染的危害
1.大气污染对人体的危害
2.大气污染对农业的危害
3.酸雨及其危害
(1)酸雨对生态系统造成严重破坏。
(2)酸雨对森林有严重危害。
(3)酸雨使土壤酸化。
(4)其他危害。
4.大气对气候的影响
大气污染除能直接危及人体健康,影响人类赖以生存的空气、食品和植物外,还对气候产生某种程度的影响。
(1)温室效应。
(2)阳伞效应。
(3)臭氧层破坏。
7.3大气污染的防治自学
了解大气污染的防治策略
大气污染的防治策略
第八章水体污染及其防治
8.1水污染源与污染物8.2水体污染的危害
了解水体污染的现状
水体污染是指由污染源排入水体的污染物超过水体的自净能力,使水体的理化性质或生物群落组成发生变化,从而降低或破坏了水体的使用价值,使水体丧失原有功能的现象。
水体污染可分为自然污染和人为污染两方面。
自然污染是指由于雨水对各种矿石的溶解作用所产生的含天然有害离子的水、山洪暴发、火山爆发和干旱地区的风蚀作用所产生的大量灰尘落入水体而引起水污染;
人为污染是指由于人类活动向水体中排放大量未经处理的工业污水、生活污水、农业污水和各种废弃物,造成水质恶化。
通常所说的水体污染主要是指人为污染。
一水污染源与污染物
1.水污染源
未经处理的工业污水、生活污水、农业污水中含有各种污染物,引起不同程度的水体污染。
水体污染物按其特性可分为物理性污染物、化学性污染物和生物性污染物三大类
(1)工业污水。
工业污水是造成水体污染的重要来源。
(2)生活污水。
生活污水是人们日常生活中产生的各种污水的混合物,其中包括厨房、洗涤室、浴室等排放的污水和厕所排出
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