農業生態系統

的結構

農業生態系統功能的強弱與其結構狀況關系密切。結構決定功能，不同的結構產生不同的功能。在合理的農業生態系統中，結構與功能是相適應的，最佳結構必然產生最高效率的功能。因此，“優化結構，強化功能”已成為我國生態農業建設中的一項重要經驗。

生態系統的結構農業生態系統的層狀結構農業生態系統的基本結構農業生態系統的結構分析合理的農業生態系統結構

的標志一、生態系統結構

生態系統的結構指生態系統中組成成分及其在時間、空間上的分布和各組分間的能量、物質、信息流的方式與特點。具體來說，生態系統結構包括物種結構、時空結構和營養結構。

又稱組分結構，是指生態系統中生物組分由哪些生物種群所組成，以及它們之間的量比關系。生物種群是構成生態系統的基本單元，不同的物種（或類群）以及它們之間不同的量比關系，構成了生態系統的基本特征。

（一）物種結構（二）時空結構

生態系統中各生物種群在空間上的配置和在時間上的分布，構成了生態系統形態結構上的特征。大多數自然生態系統的形態結構都具有水平空間上的鑲嵌性、垂直空間上的成層性和時間分布上的發展演替特征，是人們組建合理農業生態系統結構的借鑒。（三）營養結構

生態系統中由生產者、消費者、分解者三大功能類群以食物營養為紐帶所組成的食物鏈、食物網即生態系統的營養結構。它是生態系統中物質循環、能量流動和信息傳遞的主要路徑。

系統結構是系統功能的基礎。只有組建合理的生態系統結構，才能獲得較高的系統整體功能。反過來，生態系統功能的高低可以作為檢驗系統結構合理與否的尺度。人們控制管理農業生態系統，使其產生高的功能，有多條途徑。調整農業生態系統結構，正確利用生物種間關系和農業資源，是提高系統生產力的有效途徑之一。

農業生態系統是一個多層次的復合的大系統，它由許多亞系統、亞亞系統所組成。農業生態系統的范圍大小是人為的，可以是一個國家，可以是一個流域，也可以是一個農業生產的經營單位——農場或農戶。在農業生態系統內部可再分為若干個亞系統，亞系統內部還可再分為若干亞亞系統。二、農業生態系統的層狀結構

農業生態系統的層狀結構

全世界流域經濟共同體國家地區農村手工制造農業外就業生計系統農作物林業畜牧漁業飼料作物經濟作物糧食作物玉米小麥…..（一）國家農業系統

根據國家農業資源狀況、經濟基礎確定農業發展方向。根據我國國情、地貌、地形、氣候、資源等，把我國劃分為10個大的農業發展區和38個亞區以便分別研究其經濟與生態規律。全國綜合農業區劃系統（一級區）：

1、東北區2、內蒙古及長城沿線林區3、黃、淮海區4、黃土高原區5、長江中下游區6、西南區7、華南區8、甘新區9、青藏區

10、海洋水產區山東?。貉睾！Ⅳ斨?、魯中南、濱湖和魯南及魯北五個不同生態類型區（二）不同氣候地理區域

農業生態系統

區域性生態系統的研究，便于根據區域的特殊氣侯土壤和經濟條件，進行區域性的綜合治理、開發利用。

（三）單位農業生態系統指的是縣、鄉、農場一級的農業生態系統。由于自然資源條件的多樣性和經營上的相對獨立性，這類系統通常包括有農、林、牧、副、漁各業所構成的亞系統，是一個比較完全的農業生態系統。在經營上具有種植、養殖、加工業相結合和農業、工業、商業一條龍的特點。

（四）農田生態系統是農業生態系統中主要的亞系統，是形成初級生產的系統。在農區主要是農作物的生產；在牧區主要是牧草的生產。狹義的農田生態系統僅僅指以農作物為主體構成的生態系統。構成農業生態系統的亞系統還有林木生態系統、水產生態系統、牧場生態系統等。

（五）單一生物組成

的生態系統三、農業生態系統的基本結構

根據研究者的需要可以把農業生態系統確定在某一層次水平上。但無論在那一個層次水平上，農業生態系統的基本結構是指農、林、牧、漁、副（農產品加工）之間的量比關系，以及各業內部的物種組成及量比關系。（一）農、林、牧、漁、副多業

結合的必要性與合理性

農、林、牧、漁、副各業之間的關系是相互依存、相互制約和相互促進的。各業之間不斷地通過物質、能量的交換、轉出與循環，使彼此緊密地結合起來。

1．多業結合與資源的合理利用

一般來說，縣、鄉、場或村一級農業生產經營單位所擁有的農業資源常常是豐富多樣的。如地貌上的山、丘、崗、平、湖，土質水文條件不同，適宜開發利用的狀況各異。根據因地制宜原則，宜林則樹，宜草則牧，宜農則耕，宜水則養，才能充分挖掘水土資源潛力，使地盡其利。

2．多業結合與物質的循環利

用和轉化增值農、林、牧、漁及其產品加工業是農業生態系統中的基本功能單元，各業之間存在著物質交換和能量轉化的內在聯系。如果各業之間的相互關系處理得好，交互作用能夠充分發揮，則系統的整體功能必將大于各單元功能的簡單相加。

（1）農牧之間：

農業除提供人類食物和工業原料外，還為牧業提供飼料。牧業生產各種畜禽產品并為農業提供畜力和肥料。牧業是作物庫向土壤庫轉移物質的中間環節——畜牧庫。無論傳統農業或現代化農業，農牧結合方式雖有不同，但農牧結合都是不可少的。（2）農漁、牧漁之間：農漁關系基本同農牧關系。

漁業提供優質動物蛋白質；以肥沃的塘泥、河泥為農業提供有機肥；農作物秸稈、田間雜草以及人畜糞便均可作為魚餌，使農業與牧業的“廢棄物”得到了充分利用和轉化增值，漁業的能量利用率高。水陸結合，農漁、牧漁相促，使生物質能得到多級利用，同時魚塘可接納徑流，維持系統的養分循環平衡。

能夠提高生物能利用效率存在供求關系存在連鎖關系存在限制關系（3）農、林之間：森林可改善生態環境，增加大氣濕度，在一定范圍內還可增加降水量，使系統的水分輸入增加；減少徑流，減輕風沙侵蝕和水土流失，使系統中水、養分的非生產損耗減少；可提供燃料，解決農村生活用能源的部分需要，使秸桿得以還田；可以提供飼科，通過牲畜轉化為糞肥，使系統的物質輸人增加。

沒有林業的農業是生態不穩定的農業；沒有畜牧業的農業是缺乏物質基礎的農業。

協調方面矛盾方面爭地矛盾“脅地”效應（4）農副關系：農產品的加工業也是改善物質循環，提高系統生產力的重要環節。農產品的就地加工，使副產品得以再利用，既減少了物質（養分）和能量向城市的外流，提高物質回收率，同時加工增值也活躍了農村經濟。對于交通不發達的山區，加工產品便于運輸和外銷。3.多業結合與社會需求隨著人類社會的進步，人們的需求也發生著不斷的變化，不僅需要各種種植蛋白質營養，還需要多種多樣的動物蛋白質營養，不僅需要良好的物質享受，還需要優美的環境和潔凈的棲息場所。這就要求農業作為一種產業進行物質生產的同時，還要種草、種花、種果、美化環境；在進行物質生產時，必須兼顧多種需要，提供多種類型的產品。（二）影響基本結構變化的因素1．自然環境條件是結構變化的前提2．糧食生產水平是結構變化的基礎3．城鄉消費改變影響基本結構變化4．工業的發展影響基本結構(三)調整農業生態系統組分結構，

應研究解決的若干問題

1．系統中的組分是否匹配2．各組分之間的量比關系是否合理3．各組分之間交互作用是否發揮

四、農業生態系統結構分析（一）水平結構

是指在一定生態區域內，各種作物種群或類型在水平空間上的組合與分布（所占面積比例和分布規律），即通常所說的區劃或布局。

農業生態系統最佳的水平空間結構，應當是與當地的自然資源組合的特點相適應，并能滿足經濟的和社會的需求。（二）垂直空間結構

又稱立體結構，系指農業生物類群在同一土地單元內，垂直空間上的組合與分布。利用形態上、生理上和生態上不同的作物群體組成合理的“復合群體”，使復合群體對環境資源利用最充分，對不良環境條件抗逆性最強。

立體種植、立體養殖、立體種養立體結構高產高效的生態學基礎

——生物種間互補

1．對資源利用的種間互補合理的復合群體結構對光熱水土等資源的利用，具有在空間上、時間上和營養需求類型上的互補性，因而能最大限度地、有效地利用環境資源，增加產出。

（1）借助復合群體地上部分和地下部分

利用層次的分異特性，可實現在空

間上對資源利用的種間互補。

（2）錯開生長盛期可實現在時間上對資

源利用的種間互補。

（3）借助對營養需求類型的不同，實現

對資源利用的種間互補。

2．在實現系統穩定化方面

的種間互補使系統能夠抗拒不良環境條件的干擾，獲得持續高產，有著多方面的原因。在復合群體結構中利用生物種間互補作用，保持系統的穩定化，體現在以下一些方面：

（1）抗災能力的增強使產量穩定。

（2）生境條件的改善。

（3）土壤肥力的提高。

（4）病蟲草害的減輕。

（三）時間結構各種生物種群在時間上的變化動態稱為時間結構。作物所需要的自然資源大多是隨著時（季節）的推移而變化的。從時間上合理搭配各種類型的作物，使自然資源得到最充分的利用。（四）營養結構

生物在長期演化和適應的過程中，不僅建立了食物鏈類型的聯系，而且形成了獨特生活習性的明確分工，分級利用自然界所提供的各類物質。正是由于此種原因，才使有限的空間內能養育眾多的生物種類，并保持著相對穩定狀態。研究設計合理的食物鏈結構，直接關系著農業生態系統生產力的高低和經濟效益的大小。1．物鏈“加環”

在原有食物鏈中增加或引人新的環節，可擴大系統的生產力和經濟效益。根據加入環節的功能性質，可以劃分為以下諸類型。

（1）生產環

在食物鏈中加人能夠將非經濟產品轉化為人們直接利用的經濟產品的環節，稱為生產環。例如牛、羊、豬，可以將秸稈、糠麩、餅粕、菜葉和田間廢棄的雜草，以及飼料糧轉化為肉、蛋、奶、毛、皮等，屬一般生產環。蠶和蜜蜂屬高效生產環。它們能將人們不需要或不能直接取得的生物產品轉化為高值經濟產品。（2）減耗環

這類環節的引人可以減少生產損耗。例如捕食性天敵的引入，可減輕害蟲的危害。廣東省電白縣引進澳洲瓢蟲，成功地控制了木麻黃防護林帶的吹綿介殼蟲；吉林省放養寄生蜂防治松毛蟲獲得良好效果。

（3）增益環

這類環節雖不提供人類直接消費的產品，但可以擴大生產環節的增產效果。例如利用豬、雞糞便養蚯蚓和蠅蛆，再以蚯蚓、蠅蛆作為豬、雞的生物蛋白質飼料，促進豬、雞轉化飼料效率的提高。蚯蚓和蠅蛆起著增加飼養豬、雞的效益，故稱之為增益環。

（4）復合環（多功能環）

即兼有兩種以上功能的環節。如稻田養魚、鴨，魚、鴨既有減耗作用，又可以生產魚、蛋產品。食用菌和沼池微生物引人食物鏈后，也具有多種功能。食用菌既生產各種菇類食品，又生產菌糠飼料；沼氣池既產生沼氣，又較好地保存了有機質和各種養分，使沼渣沼液成為農作物速緩兼備的有機肥料。（5）加環特例——“加工環”

農產品的加工是物理、化學過程，并不是生物學過程，本不屬于食物鏈的范疇。但通過加工環節后，既可以提高物質回收率，保持養分的循環平衡，提高資源利用率和經濟效益。

！食物鏈加“環”是有條件的。加環必須合理，不是環節愈多愈好2．食物鏈加“環”應注意的問題和原則

評價食物鏈加“環”，不應局限于某一單項效益的高低，應建立以某種目的效益為主的評價指標體系，進行綜合評價，才能得出一個合理的結論。在設計食物鏈結構，進行加環處理時，還應遵循如下一些原則：

①填補生態位，增加產品產出。②使廢棄物資源化。③減少養分和能量的無效損耗。④增加就業，提高經濟收人。⑤實現環境凈化和美化。水稻蘑菇牛蚯蚓人草糞菌糠水稻、食用菌、牛、蚯蚓食物鏈示意圖稻草蘑菇蚯蚓雞渣1005.1524.031.0430.22損耗52.23.3642.724.8產品43.470.811.51副產品26.31N素稻草蘑菇蚯蚓雞渣10060.9715.830.2177.01損耗33.030.356.016.85產品6.040.040.1副產品16.95能量作物蘑菇牲畜沼池靈芝糧食秸稈籽實體（食用）渣

飼料蠅蛆雞底料廢料糞廢料肥料醫用能源秸稈多級利用糞肉蛋奶

應綜合評價食物鏈的效益。農業生產過程不是一個單純的生物學過程，還受著社會、經濟、技術的強烈制約；同時人們從事農業生產的目的也不單是為了獲取食物能量或食物蛋白，還有著其它多種目的，諸如經濟收人、環境保護等。不同類型的食物鏈，它們在社會、經濟和生態三大效益方面的表現不同。

由于工業“三廢”污染和農業內部農藥、化肥、土壤改良劑和除草劑等對環境的污染，使一些有害物質進入農業植物體內，并沿著食物鏈逐級富集濃縮。為了不使有害物質通過食物鏈進人人體，殃及人類的健康和生存，除加強工業“三廢”治理，進行無公害農業生產外，采用食物鏈“解列”方法，使有害物質沿食物鏈富集達到一定濃度之前，使其與人類的食物鏈聯系中斷。

3．食物鏈“解列”五、合理農業生態系統結構的標志

1．生物與環境相適應，能充分發揮當地的資源優勢，并保持資源的永續利用。2．各種生物