在自然生态系统中,初级生产者转化固定的能量只有5%~10%为草食者采食利用而进入草牧食物链,约90%以上的能量就地留下,储存于活的生物体内或有机残屑中,可供系统自我维持之用。在以生产农产品及其他生产、生活资料为目的农田生态系统中,其能量生产总量中被取走的部分可高达80%~90%,留下可用于系统自我维持的能量已很少。
农业生态系统与自然生态系统在能流特征上的差别,可在农业生产发展过程中充分地反映出来。
11.从养分循环特点上比较自然生态系统和农业生态系统。
农业生态系统形成了不同于原有自然生态系统的养分循环特点:一是农业生态系统有较高的养分输出率与输入率。二是农业生态系统内部养分的库存量较低,但流量大,周转快。三是农业生态系统的养分保持能力较弱,流失率较高。四是农业生态系统养分供求同步机制较弱。
12.农业生态系统的结构越复杂越好吗?为什么?
不是。农业生态系统的结构比较简单,它应该向自然生态系统那样适当增加系统的复杂性,保持生物多样性和适当的时空结构和营养结构。
13.从稳定机制上比较农业生态系统和自然生态系统。
自然生态系统物种多样性十分丰富,生物之间、生物与环境之间相互联系,相互制约,建立了复杂的食物链与食物网,形成了自然的自我调节稳定机制,保证自然生态系统相对稳定发展。农业生态系统的生物种类减少,食物链结构变短,农业生物对最佳环境条件依赖性不断增加,抗逆能力减弱,自然调节稳定机社制被削弱,系统的自我稳定性下降,因此,农业生态系统中需要人为的合理调节与控制才能维持其结构与功能的相对稳定性。例如:通过适当的人力、物力、资金等辅助能量的投入,实行“能量补给”,降低农业生物原采用于抗御逆境的自我维持活动的能量消耗,增加系统的稳定性,实现高产稳产。
14.从开放程度上比较农业生态系统和自然生态系统。
自然生态系统的生产是一种自给自足的生产,生产者所生产的有机物质,几乎全部保留在系统之内,许多营养元素基本上可以在系统内部循环和平衡。而农业生态系统的生产除了满足日益增长的人类生活需求以外,还要满足市场与工业等行业发展所必需的商品和原料。这样要有大量的农、林、牧、副、渔产品等离开系统,留下少部分残渣等副产品参与系统内再循环,为了维持系统的再生产过程,则要求除了太阳能以外,还要大量向系统输入化肥、农药、机械、电力、灌水等物质和能量。此外,除了人类有意识的输入和输出外,无意的输入和输出也会增加,如农药、化肥的施用带来的环境污染,开垦坡地造成的水土流失等。农业生态系统的这种“大进大出”现象,表明了农业生态系统的开放程度远远超过自然生态系统。
15.从服从的规律上比较农业生态系统和自然生态系统。
农业生态系统的生产既是自然再生产过程,也是社会再生产过程。所以农业生态系统的存在与发展应同时受到自然规律和社会经济规律的支配。例如:在确定优势生物种群组成时,一方面要根据生物的生态适应性原理,做到“适者生存”,另一方面还要根据市场需求规律和经济效益规律,分析该生物种的市场前景
和经济规模。同时,由于社会经济技术条件区域差异性的影响,同一自然生态类型区常形成不同发展水平的农业生态类型。如我国东、中、西部地区农业生态系统的差异,一方面是由于自然环境因素不同造成的,而更重要的是由于长期以来在农业技术经济水平上的差异形成的。
16.从运行的“目标”上比较农业生态系统和自然生态系统。
生态系统演变的最终状态著称为系统运行“目标”的话,自然生态系统运行的“目标”是自然资源的最大限度生物利用,并使生物现存量达到最大。而农业生态系统的“目标”是使农业生产在有限自然与社会条件制约下,最大限度地满足人类的生存和持续发展的需要。
五、论述题
1.试论述自然生态系统与农业生态系统的异同。
农业生态系统通常被理解为农区以种植业为中心的人类控制的生态系统,由于人类的强烈参与,其在生物构成、环境条件、结构与功能、稳定机制、生产力特点、开放程度、能流特征、养分循环特点、服从的规律和运行的“目标”上均有别于自然生态系统。
2.为什么说“农业生态系统是深深地打下了人类社会印记的生态系统,是被人类驯化的生态系统?”
Odum定义农业生态系统为经过人工驯化的生态系统。这是由于农业生态系统是界于原生自然生态系统(如森林、草原、湖泊)和全人工设计控制生态系统(如城市、轮船)之间的一类生态系统。农业生态系统和自然生态系统相比,有很多显著的差异:系统组分、系统输入、系统输出、系统功能和系统调控。总之,农业生态系统是深深地打下了人类社会印记的生态系统,是被人类驯化了的生态系统。
第三章 生物种群
一、名词解释
1.种群: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。
2.邻接效应:当种群的密度增加时,在邻接的个体之间所出现的相互影响称为邻接效应。
3.环境容纳量:在一个生态系统中有限的环境条件下种群所能达到的稳定的最大数量(密度),称为系统对该种群的环境容纳量。
4.内禀增长率:在环境条件无限制作用时,由种群内在因素决定的最大相对增殖速度。
5.生态密度:是指单位栖息空间内某种群的个体数量(或生物量)。
6.生态对策:生物朝不同方向进化的“对策”称为生态对策。
四、简述题
1.种群有哪些基本特征。
种群的基本特征包括种群的空间分布特征(均匀型、随机型、成群型分布)、种群数量特征(种群大小、密度、出生率、死亡率、年龄结构、迁入和迁出)、种群的遗传特征及邻接效应方面。
2.种群的空间分布特征通常可分为几种类型?请分别举例说明它们的特点。
(1)均匀型分布,即种群内各个体在空间呈等距离分布。在统计判定中,每个样地上个体数目相对稳定且等于平均数,而统计方差等于零。农业系统中多数人工栽培种属此类型。(2)随机型分布,即种群内个体在空间的位置不受其他个体分布的影响(即互相独立);同时每个个体在任一空间分布的概率是相等的,即统计方差等于平均数。森林中地面上的一些无脊椎动物,特别是蜘蛛类,表现为随机型分布。(3)成群型分布,即种群内个体的分布既不随机,也不均匀,而是形成密集的斑块。其各样点的统计方差大于平均数。如蚂蚁的分布。
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