农业生态系统和植物病害流行

《农业生态系统和植物病害流行》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农业生态系统和植物病害流行（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第二章第二章 农业生态系统和植物病农业生态系统和植物病害流行害流行(Agricultural Ecosystem and Plant Disease Epidemics) 提提 要要基本观点一：基本观点一： 植物病害是自然生态系统中的一个组成部分，植物病害是自然生态系统中的一个组成部分，在相对稳定的生态系统中，寄主与寄生物在协同在相对稳定的生态系统中，寄主与寄生物在协同进化过程中，建立了病害的平衡状态，病害水平进化过程中，建立了病害的平衡状态，病害水平低、波动小。低、波动小。基本观点二：基本观点二： 农业生态系统中，由于生物群落、环境、农业生态系统中，由于生物群落、环境、演替历史等方面，都与自

2、然生态系统有差别，演替历史等方面，都与自然生态系统有差别，不利于建立和保持病害的平衡；而一些农业栽不利于建立和保持病害的平衡；而一些农业栽培管理措施又容易造成有利于病害发展流行的培管理措施又容易造成有利于病害发展流行的条件，病害易于流行。条件，病害易于流行。对于植物病害的两种观点对于植物病害的两种观点病理学观点：病理学观点： 着眼于植物个体（病三角）着眼于植物个体（病三角） 目标是防治病害，消灭病原物目标是防治病害，消灭病原物生态学观点：生态学观点： 着眼于群体（病害四面体）着眼于群体（病害四面体） 目标是管理病害目标是管理病害整体性整体性功能功能演替演替稳定性稳定性成分结构成分结构生态系统生

3、态系统概念概念2.1生态系统（生态系统（Ecosystem）的概念）的概念:一一定定空空间间范范围围内内的的生生物物群群落落与与非非生生物物环环境境通通过过能能量量流流动动、物物质质循循环环和和信信息息传传递递过过程程，共共同同结结合合而而成的生态学单元。成的生态学单元。A.G.Tansley(1935)“生态系统生态系统=生物群落生物群落+环境条件环境条件” 生物群落：是指生活在同一环境而相互依生物群落：是指生活在同一环境而相互依存、相互作用的植物、动物、细菌和真菌的复存、相互作用的植物、动物、细菌和真菌的复合体。合体。 它们在一起组成了一个具有自己的成分、结它们在一起组成了一个具有自己的成

4、分、结构、环境条件、发育和功能的生物系统。群落构、环境条件、发育和功能的生物系统。群落是比是比“种群种群”更高一级的生物组织，包括植物群更高一级的生物组织，包括植物群落、动物群落和微生物群落，其中植物群落不落、动物群落和微生物群落，其中植物群落不但数量多，外貌显著，而且是动物和微生物赖但数量多，外貌显著，而且是动物和微生物赖以生存的基础，是生物群落的核心。以生存的基础，是生物群落的核心。生态系统的类型：生态系统的类型： 自然生态系统自然生态系统 人工生态系统人工生态系统生态系统的范围：生态系统的范围： 生态系统有大有小。生态系统有大有小。 小系统小系统 大系统大系统 简单系统简单系统 复杂系统

5、复杂系统 各种各样的生态系统综合交错联系起各种各样的生态系统综合交错联系起来的综合体成为生物圈。来的综合体成为生物圈。2.2生态系统的组成成分：生态系统的组成成分：非生物部分（无机环境）非生物部分（无机环境）：无机环境包括：太阳辐射（能源）无机环境包括：太阳辐射（能源）物质代谢材料物质代谢材料-CO2、O2、H2O、无机盐、无机盐基质基质-土壤、岩石、沙砾和水等，构成植土壤、岩石、沙砾和水等，构成植物生长和动物活动的空间物生长和动物活动的空间媒质媒质-水、大气、土壤，是生物代谢的媒介水、大气、土壤，是生物代谢的媒介 根据它们取得营养和能量的方式以及在能量根据它们取得营养和能量的方式以及在能量流

6、动和物质循环中所发挥的作用，可分为三大流动和物质循环中所发挥的作用，可分为三大功能类群：功能类群： 生产者生产者-自养型进行光合作用的绿色植物和化自养型进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌能合成细菌 分解者分解者-异养型的真菌、细菌、某些原生动物异养型的真菌、细菌、某些原生动物和一些小型土壤动物，它们分解植物和动物的和一些小型土壤动物，它们分解植物和动物的尸体尸体 消费者消费者-异养的草食动物和肉食动物。异养的草食动物和肉食动物。生物部分（生物群落）：生物部分（生物群落）：生 产 者（绿色植物）分 解 者（细菌和真菌）消费者（动物）CO2O2H2O营养分环环境境太阳CO2O2H2O营养分环环境

7、境生态系统组成成分示意图生态系统组成成分示意图生态系统组成成分示意图生态系统组成成分示意图热热辐射能生态系统的生态系统的功能功能表现在生物生产、能量流动、表现在生物生产、能量流动、物质循环和信息传递，物质循环和信息传递，其中特别是其中特别是能量流动能量流动和和物质物质循环循环，通过生态系统的，通过生态系统的核心核心-群落群落中各种生物之中各种生物之间的间的食物链食物链，体现了各种生物之间错综复杂的关系，体现了各种生物之间错综复杂的关系，代表了生态系统的基本功能。代表了生态系统的基本功能。 2.3 生态系统的功能生态系统的功能1)食物链（网）和营养级食物链（网）和营养级 食物链食物链是指生物群落

8、中各种动植物由于食物的关是指生物群落中各种动植物由于食物的关系所形成的一种联系。它们相互间结成一个整体，系所形成的一种联系。它们相互间结成一个整体，就象一环扣一环的链条，所以叫食物链。就象一环扣一环的链条，所以叫食物链。 食物链上每一个环节叫做食物链上每一个环节叫做营养级营养级，每一个生物种，每一个生物种群都处于一定的营养级，只有少数种类兼处两个营群都处于一定的营养级，只有少数种类兼处两个营养级，如杂食性动物，包括人类。养级，如杂食性动物，包括人类。 第一营养级：绿色植物，是生态系统的生产者，是第一营养级：绿色植物，是生态系统的生产者，是一切生物的食物的基本来源，位于食物链的开端。一切生物的食

9、物的基本来源，位于食物链的开端。 第二营养级：草食动物，直接以植物为食料，属于第二营养级：草食动物，直接以植物为食料，属于一级消费者，如家畜、野兔、昆虫、植物病原物等。一级消费者，如家畜、野兔、昆虫、植物病原物等。 第三营养级：以草食动物为食的肉食动物，属于二第三营养级：以草食动物为食的肉食动物，属于二级消费者，如青蛙（吃昆虫）。级消费者，如青蛙（吃昆虫）。 第四营养级：以肉食动物为食的肉食动物，属于三第四营养级：以肉食动物为食的肉食动物，属于三级消费者，如蛇（食青蛙）。级消费者，如蛇（食青蛙）。 此外，还可能有四级消费者如虎、豹、鹰和鲨鱼等。此外，还可能有四级消费者如虎、豹、鹰和鲨鱼等。 细

10、菌、真菌为分解者，可列为第五和第六营养级。细菌、真菌为分解者，可列为第五和第六营养级。2)生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环 生态学中的物质指生物生命必需的各种营生态学中的物质指生物生命必需的各种营养元素，在各个营养级之间传递，连接构成养元素，在各个营养级之间传递，连接构成物质流物质流。第二级消费者（肉食动物）CO2O2H2O营养分营养分CO2O2H2O营养分营养分辐射能辐射能第三级消费者（大型肉食动物）第四级消费者（三级肉食动物）次次级级消消费费者者无机物质传递无机物质传递有机物质传递有机物质传递能量流动能量流动生 产 者（绿色植物）分 解 者（细菌和真菌）一级消费者（草食动物）能能量

11、量传传递递的的“十十分分之之一一”定定律律，也也叫叫林林德德曼曼效效率率。形形象象地地说说，人人食食用用1kg肉肉食食性性鱼鱼类类 ， 相相 当当 于于 消消 费费10kg草草食食性性鱼鱼类类，100kg浮浮 游游 动动 物物 ，1000kg浮游植物。浮游植物。EE能量传递能量传递“十分之一十分之一”定律定律人人1幼牛幼牛4.5头头紫苜蓿紫苜蓿2x107株株个体数金字塔个体数金字塔人体人体4.72x104克克牛肉牛肉9.62x105克克紫苜蓿紫苜蓿8.03x107克克生物量金字塔生物量金字塔人吃牛肉获得能量人吃牛肉获得能量8.3x103卡卡牛吃苜蓿获得能量牛吃苜蓿获得能量1.19x106卡卡苜

12、蓿光合作用获得能量苜蓿光合作用获得能量1.49x107卡卡太阳照射的苜蓿地能量太阳照射的苜蓿地能量6.3x1010卡卡能量金字塔能量金字塔生态学金字塔生态学金字塔3. 生态系统的稳定性生态系统的稳定性-生态平衡生态平衡 生生态态系系统统是是一一个个能能量量流流动动和和物物质质循循环环的的功功能能单单元元。在在一一般般情情况况下下，能能量量和和物物质质的的输输入入和和输输出出在在较较长长时时间间内内大大体体趋趋于于相相等等，生生态态系系统统的的结结构构和和功功能能处处于于稳稳定定状状态态，在在外外来来干干扰扰下下，能能通通过过自自我我调调节节恢恢复复到到原原初初的的稳稳定定状状态态。生生态态系系

13、统统的的这这种种稳稳定状态叫生态平衡。定状态叫生态平衡。 生态系统是一个调节控制系统，它具有生态系统是一个调节控制系统，它具有反馈机能。反馈机能。 但是其自我调节能力具有一定限度，即但是其自我调节能力具有一定限度，即“生态阈限生态阈限”。 影响生态平衡的因素：自然和影响生态平衡的因素：自然和人为人为2.4农业生态系统和植物病害的流行农业生态系统和植物病害的流行经人工改造后的系统经人工改造后的系统 以农业为目的的系统以农业为目的的系统 有明确的经济要求有明确的经济要求 营养结构比自然生态系统单纯营养结构比自然生态系统单纯 开放性强开放性强农业生态系统理论基础农业生态系统理论基础v不断提高太阳能转

14、化为生物能的效率不断提高太阳能转化为生物能的效率v不断提高氮气资源转化为高蛋白的效率不断提高氮气资源转化为高蛋白的效率v加速能源和物流在生态系统中的再循环过程加速能源和物流在生态系统中的再循环过程1. 农业生态系统和自然生态系统的差异农业生态系统和自然生态系统的差异95%15种种 生物群落方面生物群落方面 物种的数目和种类的多样性减少物种的数目和种类的多样性减少 有害生物有害生物环境方面环境方面 （在能量和物质来源方面）（在能量和物质来源方面） 太阳能、施肥、灌溉等太阳能、施肥、灌溉等演化和演替演化和演替 它的平衡状态主要依靠人类的活动来维持。自然它的平衡状态主要依靠人类的活动来维持。自然演替

15、是受阻，停留在演替是受阻，停留在“未成熟未成熟”状态的状态的 “ 亚顶极亚顶极”群群落，生态学中把这种失调的演替顶极称为落，生态学中把这种失调的演替顶极称为“偏途顶极偏途顶极”（disclimax）。这种顶极群落是不稳定的。）。这种顶极群落是不稳定的。2农业管理措施与植物病害流行农业管理措施与植物病害流行现现在在农农业业生生产产中中采采用用的的各各种种栽栽培培管管理理措措施施，总总的的说说来来是是从从有有利利于于提提高高农农业业生生产产的的数数量量和和质质量量，有有利利于于提提高高劳劳动动生生产产力力和和经经济济效效益益而而采采取取的的，其其中中也也包括有控制病虫危害的措施。包括有控制病虫危害

16、的措施。 但但每每一一项项栽栽培培管管理理措措施施在在不不同同场场合合、不不同同情情况况下下对对于于病病害害发发生生发发展展会会有有不不同同的的作作用用和和影影响响，它它们们是是否否对对病病害害的的发发展展和和流流行行有有利利，可可以以从从它它们们对对病病害害流流行条件的作用和影响来考查。行条件的作用和影响来考查。3.农业的现代化和植物病害流行农业的现代化和植物病害流行曾士迈曾士迈 植物病害流行大都是人类引起的。植物病害流行大都是人类引起的。病害的流行发展关键性五个因子病害的流行发展关键性五个因子寄主植物群体必须具有感病性，愈一致愈有寄主植物群体必须具有感病性，愈一致愈有利利；寄主植物必须群集

17、或密集在一起，愈密愈好寄主植物必须群集或密集在一起，愈密愈好；3000种种15种种必须有一种毒性病原物存在，并有大量必须有一种毒性病原物存在，并有大量的增长的势能，愈快愈好的增长的势能，愈快愈好；天气和环境中的其它因子必须有利于病天气和环境中的其它因子必须有利于病原物散布和病害发展原物散布和病害发展；有利条件的时限必须足以支持病害流行有利条件的时限必须足以支持病害流行。 第二章复习思考题第二章复习思考题1.什么叫生态系统、自然生态系统和农业生态系统？什么叫生态系统、自然生态系统和农业生态系统？2.自然生态系统与农业生态系统有哪些主要差别？自然生态系统与农业生态系统有哪些主要差别？3.一个完整的生态系统应具有哪些基本功能？一个完整的生态系统应具有哪些基本功能？4.植物病害流行和发展有哪些因子是关键性的？植物病害流行和发展有哪些因子是关键性的？5.生态系统中的生物群落分为那三大功能类？各举一例，并指出它们在生态系统中的生物群落分为那三大功能类？各举一例，并指出它们在食物链所处的营养级。食物链所处的营养级。6.何谓生态平衡？农田生态系统为何容易出现平衡失调？何谓生态平衡？农田生态系统为何容易出现平衡失调？7.名词：生态系统名词：生态系统农业生态系统农业生态系统自然生态系统自然生态系统生物群落生物群落