第五章  生态系统生态学

教学目的：通过本章的学习，理解生态系统的基本概念及农业生态系统的特点，了解农业生态系统中的物流、能流、信息流流动过程。

教学内容：生态系统的概念、生态系统的基本结构、生态系统的类别、农业生态系统的特点

    教学重点：生态系统的基本概念及农业生态系统的概念；农业生态系统的特点

授课方法：讲授

《昆虫生态学与害虫预测预报》张国安、赵惠燕主编，2012年，国家十二五规划教材，科学出版社

《昆虫生态及预测预报》第三版，张孝羲主编，2002年，中国农业出版社

《昆虫生态与农业害虫预测预报》牟吉元主编，1997年，中国农业科技出版社

 

    第一节  生态系统的基本概念及农业生态系统的特点

一、生态系统的概念

 

   

 

生态系统（ecosystem）指在一定空间内，生物群落与非生物环境之间通过物质循环、能量流动和信息联系等过程，结合而成的生态单元，即生物群落与其环境条件所形成的统一整体。

    生态系统不是静止不变的，而是一个动态的系统。如果系统中某一要素（生物群落中的某些成员、非生物环境中的某些生态因素）发生变化时，就可能通过物流、能流、信息流等相应改变，而影响其它因素，进而引起整个生态系统的变化。

二、

1、  生态系统的基本结构

生态系统结构是指系统中各种成分及其相互关系和联结的形式。

从组织水平考虑，生态系统的生物成分可以分为个体、种群、群落和生态系统。

从营养功能考虑，生态系统的结构包含以下四个主要成分。

1、非生物环境：包括土壤、水等的理化性质和成分，构成植物生长和动物活动的空间；            物质代谢的环境，生物代谢的媒介物质；气候条件。

2、生产者：（productors）即自养生（autotrophs），是指能利用太阳能，经过光和作用，将CO2和水合成碳水化合物的绿色植物。它可通过进一步合成脂肪和蛋白质供其自身的建造，也为生态系统中的消费者和分解者提供营养。

3、消费者：（consumers）指那些不能从无机物质制造有机物质、直接或间接依赖生产者制造的有机物质生活的生物，即异养生物（heterotrpths） 。

分解者： （decomposers）指小型消费者（microconsumers），又称腐食者（saprothroths），主要是包括细菌和真菌等小型异养生物。

 

三、

生态系统的基本功能

生态系统的基本功能是指系统之中和系统之间的物流和能流的运动过程。与生产者、消费者和分解者3种成分相对应，其基本功能分为生产、消费和分解3个过程。由于消费过程是食草动物和食肉动物将生产者已经生产合成的有机物质及储存于其中的能量，按照一定途径在生态系统中运动，所以生态系统中实际上最基本的功能过程是生产过程和分解过程。

四、生态系统的能流和物流

能流（ energy flow ）：

指在生态系统中各营养级生物间能量的输入、转换、传导、消失的过程，它是一个单向流动的过程。Lindema（1941）提出了能流的概念和“1/10定律”，即从上一营养级到下一营养级的能量转化率是10%。

物流（material flow）：指物质在生态系统中流动的过程。

关系：能流和物流过程是相互联系的，储存于化学键中的能量，在物质流动和变化的过程中，总是伴随有能量的流动和变化，但二者又有所区别，，能量只能使用一次，故能流是单向的，而物质可以反复被利用，谷物流是可以循环的。生态系统的基本功能是物质循环（营养循环）和能量流动，如果为管理措施不当，其基本功能遭到破坏，生态系统将失去平衡。

 

五、生态系统的类型

 

 

 

 

 

 

 

 

 

六、农业生态系统：

农业生态系统（agroecosystem）指人类从事农业生产活动，所形成的生态系统。广义的农业生态系统包括种植业、饲养业和农畜产品加工业等活动所形成的系统。狭义的农业生态系统则是指由于各种种植业所形成的农田生态系统。

农业生态系统与自然生态系统相比较：主要的不同。

1、种植的植物单一，其生长发育进度整齐，植物种间的竞争较少，各农田生态系统的分界明显。

2、以人们选定的种植植物为中心所形成的生物群落中，生物类群贫乏，营养层次简短，食物链环数目少，系统内部自我调节的机能较差，系统的稳定性差，易受不良环境因素的影响。

3、由于种植的植物（生产者）种类单一，数量多，往往导致一些一级消费者（如害虫）数量多，危害重，成为优势种害虫，而需要防治，尤其使用化学防治法，常使这一系统遭到破坏，失去平衡。

4、种植的植物生长时间短，如一年生的作物，蔬菜和多年生的果树，而使群落的演替时间短或是不连续。

5、由于系统内的一些产品（如种子、果实、叶、根等）被人们收获而离开系统，故必须采取施肥、灌水等手段。以维持系统中正常的物流和能流，保证高的生产力。

6、生态系统的机构因社会（人类）的需要、经济效益而发生变化，故实际上农业生态系统是社会—经济—自然生态系统组成的复合系统。所以人们对农业生态系统的 影响，可能是积极的建设作用，也可能是消极的破坏作用。设计农业害虫综合治理的原则：以生态系统管理为理论基础，使生态系统和农业生态系统向着有利于人类的方向发展，以农业防治措施为基础，充分发挥自然控制因素（如作为第二级消费者的害虫天敌、不利于害虫发生的气候因素等）的控害作用，协调运用生物、化学、物理、遗传等防治措施，将害虫的危害控制在经济允许水平之下，并逐渐向着以农田所有有害生物为防治对象的、以利用自然控制因素控害为主的、区域性的综合治理的方向发展。（IPM ）