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1、第四章 农业生态系统的结构本章在介绍农业生态系统基本结构构成的基础上，重 点讲述农业生态系统结构合理性标志及如何建立合理的农 业生态系统结构。具体讲以 下三个知识点：一：了解基本结构 二：建立合理结构 三：明确经营者地位一：农业生态系统的基本结构农业生态系统结构即是指农业生态系统构成要素的组成 及其在特定时空上的 配置，以及各要素间 能量转移，物质循环， 价值转化和信息传递 途径。农业生态系统这 一整体结构是由许多 基本结构整合而成。农业生态系统基本结 构即是指构成农业生态系 统整体结构的相对独立的 结构单元。根据构成方式 不同，农业生态系统基本 结构可分为：1、环境结 构和物种结构，2、空间
2、 结构，3、时间结构，4、 营养结构。农业生态系统基本结构环境结构即是指农业生态系统 的环境组成状态。包括自然环境， 人工环境和社会环境。物种结构即是指农业生态系统 的生物种类组成状态。包括种植， 林业，牧业，渔业以及种养加和产 供销结构。1、环境结构与物种结构水平结构-指农业生态系 统生物种类扩其数量在系 统水平空间上的组合分布 状态。 空间结构即是指农业生物在农业生态系统空间上的组合 分布状态。包括水平结构和空间结构。立体结构-指农业生态系统 生物种类及其数量在系统立 体空间组合分布状态。2、空间结构时间结构即是指农 业生态系统中，各种生 物种类的生长发育进程 与环境资源节律变化的 吻合状
3、态。种群嵌合 时间结构种群密集 时间结构设施型 时间结构3、时间结构种群嵌合时间结构种群嵌合时间结 构即是指根据农业资 源的节律变化，将两 种或两种以上农业生 物种群在同一时间内 按其机能节律进行科 学嵌合而成的时间结 构。对空间等资源利用较 少，同时又难于分散管理 的特点，通过将幼龄期另 行集中培养，缩短其在生 产场地的生存期，使单位 面积原有生产场地上的种 群密度增加而形成的时间 结构。种群密集时间结构即是 指根据农业生物种群幼龄期 所需种群密集时间结构设施型时间结构即是指根 据农业自然资源的节律，及时 采用相应的人工设施，消除自 然资源中限制优势生物种群的 关键因子之限制作用，使生物 生
4、育期延长或缩短而形成的时 间结构。设施型时间结构营养结构即是指农业生态系统中的多种农业生物按营 养供求关系所联结（搭配）成的生物种群序或网络状态。植物草食 动物微 生物4、营养结构二：建立合理的农业生态系统结构总体来讲，合理的农业生态系统结构标志着能通过同步 提高生态效益，经济效益和社会效益，确保系统高效持续发 展。具体讲合理的农业生态系统结构标志是：合理结构设计有利于资源的有效持 续利用有适度的多样性和 较强的稳定性能较好地维持系统生 态平衡能获得最高的系统产量和优质 多样的产品合理的农业生态系统结构设计农业生态系统结构设计是一个复杂的系统工程1、设计原则2、设计原理4、设计内容3、设计程序
5、1、合理结构设计原则合理的农业生态系统结构设计应遵守以下原则：1）结构与功能统一原则2）提高整体效益原则3）相宜配置原则4）立体开发原则5）资源持续利用原则6）可调节原则2、合理结构设计原理1）生物与环境相适原理2）生物共生原理3）充实生态位原理4）食物链构成原理5）整体效益原理合理结构设计一般应遵守以下 原理：1）生物与环境相适原理生物在长期进化中形成了生活过程对某些 生态因子的特定要求，只有满足生物对这些生 态因子 的特定要求，生物才能正常生长发育。进行结构设计时可根据资 源条件选择与之相宜的优势生 物种；亦可根据既定生物种对 资源条件的需求改善现存资源 条件。为此2）生物共生原理生物之间
6、由于资源利用互补或互为前提条件，从而形成 和平共处关系；如果将农业优势生物种群与能产生正相互作 用的生物种搭配，必然扩大资源有效利用空间，提高资源利 用率和利用效率。进行结构设计时农业 优势生物种群的选择与搭 配要尽量利用和发挥生物 种间的正相互作用。为此3）充实生态位原理对于生态系统中某一空着的或功能效益差的生态位， 通过配套引进新物种或采取改进措施充实或强化它，使之 与其他生态位协调互利，便能成倍增加系统整体效益。进行结构设计时要从整体入 手，对于不符合整体设计要求的 现存项目或尚缺项目以重点充实 或改进，逐步实现整体设计要求 。为此4）食物链构成原理采用食物链构成方式，选择搭配不同生物种
7、群，可使系统 物质和能量得到充分有效利用；若再将各营养级的废弃物通过 加环工艺利用，还能变废为宝。在系统设计时，应以优化资源 综合转化为主线将多个生产项目串 联或并联起来，使其中每个生产项 目的副产品有效地成为其它项目的 原料，以降低成本、提高效益。为此通过合理资源配置和健全结构与功能的反馈关 系，并防止各种抵消组分功能的现象，便可因整体 效应的放大而实现系统高产稳产。为此，在系统设计时，要以整体定局部、按功能定结构。5）整体效益原理3：结构设计程序系统辩识系统评价系统重 构设计重构方 案选优社会经济辩识优势及其潜力系统功能辩识劣势及突破口重构总体设计 思维（构思）现存结构作用状态摸清系统资源
8、本底自然环境辩识若干单个 部件设计总体结构 组装配套多个备 择方案多个备择 方案对比最优方 案选择4：具体内容设计3）时间结构设计4）营养结构设计内容设计即是指根据一定的设计原则、原理和总 体设计要求，使设计方案具体化。主要包括：1）平面结构设计2）立体结构设计1）平面结构设计平面结构设计即指在农业 生态系统的水平空间，根据生 物与环境相适原理，将与特定 的资源条件相适宜的农业生物 种群，按一定的比例安排，使 各生物种群各得其所，发挥最 大生产潜力。设计步骤与方法：A）根据现实与可能确定候选适宜生物种群。B）筛选和综合评审出优化生物种群。C）根据市场和加工能力进行入选种群匹配和量 比分配。2）
9、立体结构设计立体结构设计即是指 根据生物共生原理和充实 生态位原理，将多种适宜 生物种群合理地配置到系 统立体空间各层面上，以 更充分利用资源并降低生 产成本和增加总产出。设计步骤与方法：A）对立体空间作利用层面划分B）按平面设计确定主层面最佳生物种群C）在副层面上匹配与主层面生物种群互补或互利的 生物种群3）时间结构设计时间结构设计即是指根据资源和市 场的时间节律和运用农业生物生育规律 ，组配出能有效利用资源和市场的种群 时序和机能节律，以提高单位资源在单 位时间内的利用率和利用效率。时间结构设计按其性质不同分为：种群嵌合，种群密集和人工设施设计（1）种群嵌合设计步骤：B）按资源和市场时间节
10、律确定主 体生物种群的最佳生产时段和数 量变化时序。A）按立体设计确定主体生物种群C）根据主种群生育节律嵌入一 个以上能利用剩余资源且最好 与主种群互补互利的副种群（2）种群密集设计步骤A）按资源和市场节律及相关生态学原理确定 适宜种群B）根据候选生物生育特点将各自的幼龄期和成 龄期分开C）按资源时间节律组建生物幼龄期和成龄期时 序D）根据生产规模确定幼龄期场外集中培养地B）根据自然资源时间节律与 适宜种群生育进程的吻合程度，确 定相应的人工设施建设以改善制约 入选生物种正常生育的环境条件A）根据社会经济资源和市场 时间节律确定适宜生物种群（3)人工设施设计步骤4）营养结构设计营养结构设计即是
11、指根据食物链构成原理对现存农业 生态系统的食物链（生产项目间的关系）进行改造，以提 高系统物质和能量的有效利用率及综合生产效益。食物链设计包括生产环 ，增益环、减耗环和加 工环设计生产环设计根据既定农业生产 项目副产品及废弃物的 种类和数量，确定适宜 的生物种群；然后按产 品的市场需求情况选取 最佳生物种群增益环设计主要根据现存系统中不能 或很难直接被利用来生产经济 产品的废弃物种类和数量，选 择一个或多个新的生物种群， 先把废弃物进行转化利用，然 后再输入给生产环生物种群利 用，从而间接地使废弃物转化 为各种经济产品。 减耗环设计分析确定系统内现 存特定食物链中主要耗 损环节，然后再根据生
12、物间负相互作用的原理 选择对耗损生物有抑制 甚至致死作用的生物种 群，以减少非生产性耗 损。产品加工链设计产品加工链属于一种特殊 的营养结构设计，它主要是根 据系统无效输出物质与能量的 质量和数量，在系统内新增相 应的加工环节以截留无效输出 ，提高系统物质和能量利用效 率及经济效益。经营者不仅是农业生态系统中的消费者，事实 上是农业生态系统的主体。这可从以下三方面讲：1、经营者与农业生态系统建立 相关 2、经营者与农业生态系统维持 相关3、经营者与农业生态系统发展 相关三：经营者在结构中的作用1、经营者与农业生态系统建立相关古时人类靠采集和捕猎为生，随着人口 的增加自然恩赐不能满足，同时生活的经验 使人懂得动植物可人工种养，于是主动或被 动地驯化改造自然生态系统，从而建立起原 初农业生态系统。2、经营者与农业生态系统维持相关一方面，系统内种养加什么，何处和如何种养加等 多受人支配；另一方面，人的各种生产活动和技术行为 对农业生态系统存在状态具有深刻的影响。农业生态系统作为一个结 构与功能相对统一的整体 ，其存在状态始终受到经 营者不同程度的影响。3、经营者与农业生态系统发展相关随着对自然规律和社会经济规律认识的不断深 化，经营者日益自觉地从客观规律出发，用现代科 学技术去重建和发展农业生态系统，使自己的需求 与农业生态系统高效持续发展融为一体。
