第九章 农业生态系统的调节与控制

1. 第九章 农业生态系统的调节与控制 §9－1 生态系统的信息流 §9－2 农业生态系统的资金流 §9－3 生态系统的稳态与稳态机制 §9－4 中国的生态环境问题 §9－5 农业生态系统的调控 主目录 主菜单 退出

2. §9-1 农业生态系统的信息流 信息传递是生态系统进行自我调控的依据 （1）信息传递的概念 信息传递是指生态系统中的各种信息借助由信源、信道和信宿构成的信息网进行传播的过程。 （2）生态系统信息类型

3. §9-1 农业生态系统的信息流 一、农业生态系统中的自然信息流 信息系统包括：信源、信道、信宿 1 ．环境与动植物的信息关系 如日照时间长短 ----- 植物生殖发育信号 月亮和恒星的位置 ---- 候鸟飞行方向的信号 地球的磁场和重力 ----- 植物生长方向的信号 阳光与植物 水分与根系和叶片的激素调控 2 ．植物与植物间的信息 如植物产生的次生代谢物质（化感作用） 如 水稻对稻田杂草化感作用

4. §9-1 农业生态系统的信息流 3 ．植物与动物间的信息 如 玉米受螟虫袭击时释放吲哚和萜烯类物质吸引天敌 4．动物与动物间的信息 如蜜蜂的舞蹈、蚂蚁的触角、海豹的尿作为领域界限。

5. §9-1 农业生态系统的信息流 二、农业生态系统中的人工信息流 1.仿自然信息 如利用人工光源或暗室控制植物的花期，利用人工合成昆虫信息素进行害虫预测预报和诱捕虫等。 2.人工采集和生成的信息 如农民根据作物的长势长相判断栽培措施；利用灯光诱杀害虫等；利用气象卫星进行天气预报等。 3.社会信息 如人类利用广播、电视、邮电、出版 物等进行信息的传递等。

6. §9-1 农业生态系统的信息流 三、自然信息与人工信息的比较 四、信息的量度和生态系统进化的量度 信息论的创始人： C.E.Shannon （香农） 信息量是该信息所消除的系统不确定性大小的一种量 度。 信息量的单位为比特。 五、生态系统中的信息通常分为四类 1. 物理信息 2. 化学信息 3. 行为信息 4. 营养信息

7. §9-2农业生态系统的资金流 一、资金流 1. 资金流（又称价值流）：在农业生态系统中输入含一定价值的社会资源，经过劳动生产，成为新的产品输出，新产品含有更高的价值，并在销售之后得到实现，这就形成了资金流。 2. 农业生态系统的资金流：在现实生活中，社会资源的输入要用一定的资金按价格购买，产品的输出也按价格换回一定的资金，这样就形成了农业生态系统的资金流。

8. §9-2农业生态系统的资金流 二、资金流与能物流的关系 1．相偶联的关系 ：通过价格来偶联，方向相反 如购买种子、肥料 ------投入物质、能量，付出了资金 销售农产品 ------ 输出了物质、能量，得到了资金 2．脱离了能流、物流的资金流 （1）经营者与财政金融部门的资金来往 （2）当价格不合理进行的调节，如进口收税，出口补贴 （3）生产相对过剩、价格低如销售补贴； （4）生产不足、价格高时进行的调节，如消费补贴 3．脱离了资金流、单独的能物流 如公共资源的利用和保护，并未伴随有资金的流入与流出，从而导致成本外滩和收益外泄，易出现经济外部性问题，脱离了社会经济规律的制约。

9. §9-2农业生态系统的资金流 三、农业生产过程的经济外部性 （一）经济的外部性问题： 经济的外部性问题即经济核算中忽略了在系统外部的，由全社会和全球承受的成本和收益。经济的外部性可分为成本的外部性（成本外摊），和收益的外部性（收益外泄）。 1、成本外摊：是指生产系统在生产的过程中，消耗了自然资源成本和利用了自然环境成本，但没有在系统的成本核算中得到反映的现象。 2、收益外泄：是指系统在生产过程中增殖了自然资源，改善了自然环境，但没有在系统的经济核算中得到反映的现象。 3、时间关联的外部性：有一种外部性问题是和时间有关的外部性问题。如前人植树，后人乘凉。

10. §9-2农业生态系统的资金流 （二）经济的外部性问题的解决途径 1 . 在行政上，明确资源的所有权和使用权，划定保护区； 2 . 通过 资源与环境的法规建设 ，禁止有害环境的行为； 3 . 通过教育提高全民的环境和生态意识； 4 . 采用必要的经济手段。 通过征收排污费，对破坏环境的罚款，对公用资源的使用实行征税，补贴保护资源和保护环境的工作，奖励对生态环境改善作出贡献的个人和单位。

11. §9-2农业生态系统的资金流 （三）解决经济外部性的高斯（Gaose）理论： 这个理论实质上是证明通过产权的确定可以使经济的外部问题内部化。 高斯的理论证实：在市场充分发育和交易成本足够低的条件下，不管产权界定给谁，经济外部性问题都可以通过资源的产权确定来解决，而且产权的确定会同时使资源利用的社会总效益达到最大。

12. §9-4 生态系统稳态 一、生态系统的稳态 （一）稳态：生态系统通过多种内部调节作阻止变化，保持自身相对稳定性（即保持平衡）的倾向。 1．自然生态系统，群落演替系列中最后的成熟阶段是顶极群落，也就是一个与外界环境条件取得平衡协调的，自我维持的稳定系统。 ⒉系统的稳定性： 达到稳定状态的生态系统，即使周围环境条件发生改变和人为干扰，系统状态的变动也不大，或变动后能立即复原。这种性质称为系统的稳定性。

13. §9-4 生态系统稳态 3．稳定生态系统的特征： ⑴生物种类组成，种群数量，食物链营养结构处于协状态。 ⑵有机体个体数目最多，生物量最大，生产力最高。 ⑶能量物质的输入与输出趋于相等。 ⑷信息传递畅通。 ⑸生物群落与环境达到高度的相互适应和同步协调。 返回 主目录 主菜单 退出

14. §9-4 生态系统稳态 （二）生态阈值： 任何生态系统，其内在调节能力是有限的。 1．定义：系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受的最大限度的外界压力。 自然灾害 外界压力 不利环境因子的影响 人类的获取，改造和破坏 2．实例： ⑴森林有一定的采伐量，应低于生长量，采伐过度会破坏系统的稳定性。 ⑵草原有一定的载畜量，超载过度会引起草原退化，水土流失和畜牧业衰退。 ⑶农田耗地作物的复种指数也有一定限度，复种指数过高会导致地力衰竭。

15. §9-4 生态系统稳态 3．生态容量：生态系统对某种物质（有毒，有害物质）的最大容纳量。即系统通过自净作用维持稳态的能力。 4．为了保持生态系统的相对稳定，在调控管理和利用生态系统时必须以生态阈值为标准。不同的生态系统在其演替的不同阶段有不同的生态阈值。了解这些阈值，才能合理调控，利用和保护生态系统。 返回 主目录 主菜单 退出

16. §9-4 生态系统稳态 二、自然生态系统的稳定机制 稳态机制：系统内维持生态系统处于相对稳定状态（即稳态）的各种调节作用。 1．种群的自我调节：通过种内协调与种内竞争完成。 ①种内协调：较多的个体生活在一起比较少的个体的成活率要高。如低温可使一个个分散的蜜蜂致死，但成团的蜜蜂产生热量可互相而避免死亡。 ②种内个体间竞争生活资源与空间。如禾本科分蘖的消长。 返回 主目录 主菜单 退出

17. §9-4 生态系统稳态 2．捕食与被捕食关系的调节 在营养结构相邻位置上的生物种群，捕食者因食饵（被捕食者）的增加而增加，但捕食者的增加会使被捕者减少（或近于消灭），于是捕食者减少，被捕食者再次增加。 3．生产者与无机营养关系的调节 消费者将生产者产生的有机物分解为无机矿物质。如果这种分解速度如果赶不上生产者吸收利用矿物质的速度，则可供生产者利用的无机营养减少，生长速度下降。 返回 主目录 主菜单 退出

18. §9-4 生态系统稳态 4．生物的适应性 适应：生物对环境产生的相应反应. 靠着适应来适合变化了的环境，以维持个体的生存和种的延缓。 如：①水、养分不足,植物缩小枝叶发集中营养。 ②光照不足,增大叶面积发增多受交量。 ③延长或缩短生育期发满足对积温的要求。 ④小儿麻痹症者的上肢特强。 ⑤人的体温恒定在36～37°C。 返回 主目录 主菜单 退出

19. §9-4 生态系统稳态 环境的变化和生物的适应性二者之间相互作用构成了生物生态适应的动力。生态适应的结果，一方面生物可最大限度地利用环境的优越条件获得良好的生长发育；另一方面产生各种生态型、亚种和新种。通过物种多样性和遗传基因异质性来维持生态系统的相对稳定。 5．生态系统一级的稳态机制 ⑴生态位的分化，使物种种类多样化，有利于当某一小生境的物种当某种原因灭绝时，可由性质相近的另一小生境的物种来接替。 ⑵次生分泌物的作用，可抑制或促进其他种群（生物）的生长。 返回 主目录 主菜单 退出

20. §9-5 中国生态问题 生态环境形势十分严峻，一方治理多方破坏，点上治理面上破坏，治理赶不上破坏的问题十分严重。从总体上看，生态破坏的范围在扩大、程度在加剧、危害在加重。突出表现为： 以水土流失、土地荒漠化、盐渍化为主的土地退化不断扩大，耕地大量减少，人地矛盾愈加突出，江河湖泊泥沙淤积越来越严重； 以江河断流、湖泊干涸、区域性地下水位持续下降和湿地破坏为主要特征的水生态平衡失调愈演愈烈，干旱地区绿洲和植被日趋萎缩，旱涝灾害日趋频繁。

21. §9-5 中国生态问题 数量有限的天然林仍在遭砍伐，草地开垦和破坏不断，森林、草地的生态功能严重衰退； 生物多样性锐减，大量珍稀濒危动植物面临灭绝的危险； 海洋赤潮、自然生态破坏、海岸侵蚀和海水倒灌加剧，海洋生态趋于恶化； 乡镇企业污染的迅速蔓延，农药、化肥、农膜的不合理使用和养殖废物的大量排放成为导致农村环境质量下降，特别是耕地质量下降，湖泊、水库水质恶化的重要因素。

22. §9-5-1土地资源问题 水土流失面广量大 • 黄河中游的黄土高原作为我国水土流失最严重的地区 • 长江流域土壤侵蚀总面积也在扩大 • 珠江流域土壤侵蚀面积增加 • 我国东北号称“谷仓”的黑土地带水土流失发展速度惊人 水土流失的危害 侵蚀表土,养分流失 淤积水库 危害航道 造成贫困

23. §9-5-1 土地资源问题 土地荒漠化速度加快 我国北方农牧交错地区及其毗邻地区荒漠化土地为16.7万平方公里,比十年前增加了2.46平方公里 土壤酸化、盐渍化严重，耕地减少，土壤肥力下降 城镇快速发展，占用大量耕地 农业内部土地利用结构调整也占用过多耕地。

24. §9-5-2 水资源问题 河流断流日趋严重 断流情况不公出现在降水量少的北部、西部地区，而且出现在雨量充沛的南方地区；不仅是小河小溪断流，就连大江大河也存在断流问题。 由于水量减少，加上水土流失千百万航道、港口的淤积，使我国内陆河流航运里和程泊船吨位急剧降低。 河流断流直接影响到以河水为主要水源的饮用水和生产用水的供应。 河流断注还对下游和河口生态环境造成严重影响。

25. §9-5-2 水资源问题 湖泊退化愈演愈烈 因大量围垦而导致湖泊缩小或消亡,是众多湖泊面临的共同问题。 泥沙淤积是造成湖泊面积减少的又一重要原因。 近年来湿地开垦现象有增无减，直接威胁湖泊。 入湖河流来水量减少直接导致湖水水位下降和湖泊干涸。 水库 富营养化

26. §9-5-2 水资源问题 • 冰川后退，雪线上升 • 地下水位下降，地下水质差 • 地下水沉降漏斗已由点到面，由城市向乡村发展，面积越来越大，并出现区域性大范围的漏斗。 国土资源部《2012年中国国土资源公报》 依据《地下水质标准》（GB/T14848——93）综合评价，主要超标成分为：铁、锰、氟化物、三氮（亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、铵氮）、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物等，个别监测点存在重（类）金属项目超标现象。

27. §9-5-3湿地资源问题 湿地破坏加剧，水生生态系统结构和功能退化 天然湿地是地球上重要的自然生态系统，又是多种生物的重要栖息地，具有蓄水调洪、调节气候、保持水土、净化水质、保护生物多样性和供人旅游等重要功能，具有很高的生态价值和经济价值。 主要的湿地类型： 沼泽 河口 滩涂 农村池塘

28. §9-5-3湿地资源问题 主要危害 湿地面积的大量减少,破坏了鸟类繁衍、栖息地，使候鸟的种群和数量大幅下降。湿地的更新换代严重影响了候鸟的迁飞。 修建一些调水工程会大大简化水体生态系统自身的调控和平衡功能，导致自然水系被人为分割，使其作为水利的目的被过分强化，使江河湖泊作为自然生态系统的功能被忽视。

29. §9-5-4海洋生态问题 海洋生态问题严重 赤潮频繁 渔业资源衰竭 海岸生态严重破坏 海岸侵蚀范围扩大

30. §9-5-5森林资源问题 森林生态功能衰退 森林覆盖率有所增加，天然林、成熟林蓄积量持续下降 人工林面积扩大，单位面积蓄积量下降 林业用地利用率不高，林地资源流失严重 我国林地利用率低还表现在林地资源更新换代极为严重

31. §9-5-6草地资源问题 草地资源退化 草地面积逐年减少 草地生物量下降，优良草种减少 草原鼠害严重 珍稀野生动植物面临灭绝威胁 野生动物 野生植物 微生物

32. §9-5-7农村生态环境污染问题 农村生态环境污染严重 乡镇工业污染迅速蔓延 生活垃圾污染农村环境 农药不合理使用危害环境安全 化肥过量使用危害农村环境 残留的农用薄膜致使耕地质量下降 养殖业的发展带来新的污染问题

33. §9-5-8其他生态问题 矿产资源开发、交通工程建设等加剧生态破坏 矿产资源开发破坏生态问题严重 交通建设带来的生态问题不容忽视

34. §9－6 农业生态系统的调控 • 一、农业生态平衡的特点 • 二、农业生态系统的调控 返回 主目录 主菜单 退出

35. §9-6-1 农业生态平衡的特点 一、农业生态平衡的特点： 1．有大量的输入输出。 2．存在着价值的转换与平衡：农副产品（输出） 农业生产资料（输入） 3．系统自我调节能力差，需要大量的人工管理来调节。 原因：系统生物种群单一，营养结构简单，食物链短，缺乏各种必要反馈机制。 4．存在着各种信息的作用，既有自然信息，也有社会信息的调节。如市场上各种农产品的价格信息会促使农民调整农业布局。 5．平衡具有动态性和相对性。

36. §9-6-2 农业生态系统的调控 二、农业生态系统的调控 （一）调控机制的三个层次 1．自然调控：自然生态系统的稳态机制。 从自然生态系统继承下来，通过系统内种群和环境、种群与种群以及环境因子间的物理、化学和生物作用来完成。 2．经营者（通常是农民）直接调控： 农用生物，农业条件（土壤和水利），生产资料的输入，农产品的输出等都受到经营者的直接调控。 3．社会的间接调控： 经营者在计划和实施直接调控时，除了考虑系统的自然状况外，还必须考虑各种社会条件，如市场贸易、交通运输、科技文教、金融货币、信息传递等。其中价格对农民决策起着决定性影响。

37. §9-6-2 农业生态系统的调控 （二）直接调节控制的途径 1．生物环境的调控： 目的：改善生态环境，满足生物生长发育的需要。 ⑴调控气候因子： ①植树种草防止水土流失，调节气候。 ②实现农田林网化，以改善农田小气候。 ③塑料大棚、地膜覆盖、玻璃温室、土面增温剂，可局部改变近地和土壤的温湿度。 ④人工降雨、人工驱云、烟雾和泡沫防霜，均可在一定程度上控制不利气候因子的影响。

38. §9-6-2 农业生态系统的调控 ⑵调控土壤环境： ①轮作豆科作物、绿肥、牧草以丰富土壤N素和有机质。 ②秸杆还田或通过牲畜消费后以粪便还田可提高土壤养分含量。 ③传统的耕、耙、起垄作畦，可改善土壤物理性状，协调三相比例。 ④施用化肥、土壤结构改良剂、硝化抑制剂等，有助于改善土壤的理化性状。

39. §9-6-2 农业生态系统的调控 2．农业生物的调控： ⑴个体水平的调节：创造出更多更好的优良品种和理想物种，以适应环境的要求，充分利用资源。如：良种选育、杂种优势利用、遗传工程方法的运用（如细胞融合技术） ⑵种群水平的调节： ①农作物：控制播种密度，采取田间修整技术（剪枝和化学整形等），调节农作物种群大小。 ②消费者：控制牧畜放养密度，母畜比例，海洋鱼类的捕捞强度，以调节养殖对象的群体密度。 (3)群体（群落）水平的调节： 利用种间作用，进行合理的作物间、混、套作和轮作体系；实行动物混合放牧；营造混交林。

40. §9-6-2 农业生态系统的调控 3．系统结构、功能的调控： 目的：通过调整农业生态系统的结构，可以改善系统中能量和物质的流动与分配，增强系统的机能。 大农业：调节农、林、牧、副、渔、工各业的比例。 亚系统：调整作物布局种植制度，以及养殖业，加工业的合理配比与布局。 4．系统输入输出的调控： ①调控输入可改变系统的机能，然后改变输出。 ②调控输出可通过反馈机制影响环境和输入，从而影响系统本身。

41. §9-6-2 农业生态系统的调控 (三）间接调控 经营者在计划和实施直接调控时，除了考虑系统的自然状况外，还必须考虑各种社会如：市场、交通、科技信息等。其中价格对农民决策起着决定性影响。 利用社会因素对生态系统进行调控 。

42. §9-6-2 农业生态系统的调控 财政系统：政府预算，税收制度等。 金融系统：货币发行，银行利率，贷款方向等。 工交系统：影响到生态系统的输入数量和种类，也影响产 品的流通。 通讯系统：影响到农民是否能及时准确的获得市场状况、天气预报、科技知识等。

43. §9-6-2 农业生态系统的调控 行政系统：政策导向，所有制形式、生产体制等。 法制系统：与农业有关的法规。 科教系统：影响到生产者的科学文化素质、及农业科技水平的推广和应用情况。

44. §9-6-2 农业生态系统的调控 1.杜能的农业区位理论（1826） （1）杜能的农业区位理论 ①生产集约度理论：越是靠近中心城镇，生产集约程度越高 ②生产结构理论：易腐烂变质的农产品和单位重量价格低的农产品都在近城镇市场附近的的区域生产。

45. §9-6-2 农业生态系统的调控 （2）理论的前提条件： 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处于平原中心的城镇。农产品运输到城市中心都只用同一种运输工具，因此，农产品实现销售前的运费和运输距离及运输重量成正比，农产品实现销售前的运输时间与产地和城镇的距离成正比。 ②同种农产品在市场上的售价相同，运费和损耗由生产者所负担。 ③生产者总是能按获得最多的利润的方式安排生产。

46. §9-6-2 农业生态系统的调控 2.区域环境对农业生态系统的综合影响 （1）人口密度梯度 （2）城乡经济梯度 （3）气候土壤梯度 水分 温度 （4）流域地形梯度