第五章农业生态系统的生物与环境

null第五章　农业生态系统的 生物与环境第五章　农业生态系统的 生物与环境淮安生物工程高等职业学校 　　二ＯＯ六年十一月二十三日　　　　第一节   生物种群 　　由生物构成的种群和群落，既是生态系统的重要组分，又是生态系统能量流动和物质循环的核心。 分别从个体、种群和群落水平研究生物之间 、生物与环境之间的相互关系及其作用规律，是生态学研究的基础和核心，也是农业生态系统调节控制和系统生产力提高的理论基础 　　　　第一节   生物种群 　　由生物构成的种群和群落，既是生态系统的重要组分，又是生态系统能量流动和物质循环的核心。 分别从个体、种群和群落水平研究生物之间 、生物与环境之间的相互关系及其作用规律，是生态学研究的基础和核心，也是农业生态系统调节控制和系统生产力提高的理论基础 null一、生物种群的概念与基本特征 （一）生物种群的概念 　　种群是指在某一特定时间中占据某一特定空间的一群同种的有机体的总称，或者说一个种群就是在某一特定时间中占据某一特定空间的同种生物的集合体。 　　A.一个物种通常可以包括许多种群； 　　B.种群由个体组成，但不等于个体的简单相加； 　　C.种群是物种存在的基本形式，同时又是组成生物群落的基本单位。 　　理解：物种、种群和群落的三者联系一、生物种群的概念与基本特征 （一）生物种群的概念 　　种群是指在某一特定时间中占据某一特定空间的一群同种的有机体的总称，或者说一个种群就是在某一特定时间中占据某一特定空间的同种生物的集合体。 　　A.一个物种通常可以包括许多种群； 　　B.种群由个体组成，但不等于个体的简单相加； 　　C.种群是物种存在的基本形式，同时又是组成生物群落的基本单位。 　　理解：物种、种群和群落的三者联系nullnullnull（二）基本特征 　　种群的基本特征是指生物种群在正常的生物生长发育条件下所具有的共同特征，即种群的共性。 　　包括：种群的空间分布、种群数量和种群的遗传三个方面。 　　1、种群的空间分布特征：是指种群内个体的分布区域和分布方式。 　　种群的分布区域：指种群的边界 　　种群的个体分布方式： 　　（1）随机型： 　　（2）均匀型： 　　（3）成群型：均匀成群型、随机成群型和群集成群型。（二）基本特征 　　种群的基本特征是指生物种群在正常的生物生长发育条件下所具有的共同特征，即种群的共性。 　　包括：种群的空间分布、种群数量和种群的遗传三个方面。 　　1、种群的空间分布特征：是指种群内个体的分布区域和分布方式。 　　种群的分布区域：指种群的边界 　　种群的个体分布方式： 　　（1）随机型： 　　（2）均匀型： 　　（3）成群型：均匀成群型、随机成群型和群集成群型。null　　2、种群的数量特征： 　　（1）种群的大小和密度 　　种群大小：是指一定面积或容积内某个种群的个体总数。例，某个鱼塘草鱼的尾数。 　　种群密度：是指单位面积或容积内某个种群的个体总数。如每公顷水稻的株数。 　　种群的密度可以分为粗密度和生态密度。 　　粗密度（又称天然密度）：是指单位空间某个种的实际个体数量（或生物量）； 　　生态密度：是指单位栖息空间某个种群的个体数量（或生物量）　　2、种群的数量特征： 　　（1）种群的大小和密度 　　种群大小：是指一定面积或容积内某个种群的个体总数。例，某个鱼塘草鱼的尾数。 　　种群密度：是指单位面积或容积内某个种群的个体总数。如每公顷水稻的株数。 　　种群的密度可以分为粗密度和生态密度。 　　粗密度（又称天然密度）：是指单位空间某个种的实际个体数量（或生物量）； 　　生态密度：是指单位栖息空间某个种群的个体数量（或生物量）null　（２）种群的出生率和死亡率 　　种群大小和密度的变化受出生、死亡、迁入和迁出的影响。 　　①出生率 ：种群产生新个体的能力。 　　最大出生率：不受任何生态因子限制，种群处于理想状态时产生新个体的最大能力。反映了该生物的特性。 　　实际出生率：种群在一定的环境条件下，产生新个体的能力。反映了环境对该种群的影响。 　　②死亡率 ：单位时间内种群死亡的个体数。 　　最低死亡率：种群处于理想状态时的死亡率。 　　实际死亡率：种群在一定的环境条件下的死亡率。又称生态死亡率，不仅受环境条件的影响，而且受种群大小和年龄组成的影响。　（２）种群的出生率和死亡率 　　种群大小和密度的变化受出生、死亡、迁入和迁出的影响。 　　①出生率 ：种群产生新个体的能力。 　　最大出生率：不受任何生态因子限制，种群处于理想状态时产生新个体的最大能力。反映了该生物的特性。 　　实际出生率：种群在一定的环境条件下，产生新个体的能力。反映了环境对该种群的影响。 　　②死亡率 ：单位时间内种群死亡的个体数。 　　最低死亡率：种群处于理想状态时的死亡率。 　　实际死亡率：种群在一定的环境条件下的死亡率。又称生态死亡率，不仅受环境条件的影响，而且受种群大小和年龄组成的影响。（３）种群的年龄结构和性比 　　种群的年龄结构是指各个年龄级的个体数在种群中的分布情况，它是种群的一个重要特征，既影响出生率，又影响死亡率。 　　年龄锥体：自下而上地按龄级由小到大的顺序将各龄级个体数或百分比用图形 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。 　　①增长型种群：其年龄结构呈典型的金字塔形，种群中有大量的幼体和极少的老年个体，种群的出生率大于死亡率。 　　②稳定型种群：每一龄级的个体死亡数接近于进入该龄级的新个体数，种群数量相对稳定。 　　③衰退型种群：种群中幼体比例很小，而老年个体比例较大，出生率小于死亡率。种群趋于衰退甚至消失。 （３）种群的年龄结构和性比 　　种群的年龄结构是指各个年龄级的个体数在种群中的分布情况，它是种群的一个重要特征，既影响出生率，又影响死亡率。 　　年龄锥体：自下而上地按龄级由小到大的顺序将各龄级个体数或百分比用图形表示。 　　①增长型种群：其年龄结构呈典型的金字塔形，种群中有大量的幼体和极少的老年个体，种群的出生率大于死亡率。 　　②稳定型种群：每一龄级的个体死亡数接近于进入该龄级的新个体数，种群数量相对稳定。 　　③衰退型种群：种群中幼体比例很小，而老年个体比例较大，出生率小于死亡率。种群趋于衰退甚至消失。 null性比：是指一个雌雄异体的种群所有个体或某个龄级的个体中雄性对雌性的比率。 性比是种群结构的一个要素，它反映了种群产生后代的潜力。　３、种群的遗传特征 　　主要指种群的遗传、变异及种群进化。 二、种群的增长规律（略）：自习Ｐ58-５９ 三、种群调节 　　　种群调节：是指种群数量的控制。是物种的一种适应性反应。 　　1．密度制约： 是指通过密度因子对种群大小的调节过程。 　（1）种内调节　　　　（2）种间牵制 　　2．非密度调节：主要指非生物因子 (包括气候因素、污染物、化学因素等)对种群大小的调节。 　　3．农业有害生物种群的综合防治 　　有害生物是指造成农业生物不可忽略的损失的生物,包括各种有害昆虫、病原菌、杂草及其它有害的动物（老鼠等）。　３、种群的遗传特征 　　主要指种群的遗传、变异及种群进化。 二、种群的增长规律（略）：自习Ｐ58-５９ 三、种群调节 　　　种群调节：是指种群数量的控制。是物种的一种适应性反应。 　　1．密度制约： 是指通过密度因子对种群大小的调节过程。 　（1）种内调节　　　　（2）种间牵制 　　2．非密度调节：主要指非生物因子 (包括气候因素、污染物、化学因素等)对种群大小的调节。 　　3．农业有害生物种群的综合防治 　　有害生物是指造成农业生物不可忽略的损失的生物,包括各种有害昆虫、病原菌、杂草及其它有害的动物（老鼠等）。四、农业生物种群 （一）分类（重点掌握） 　　１、农业目标生物 　　２、有益生物 　　３、有害生物 　　４、中间生物 （二）农业目标生物的基本特征（重点掌握） 　　１、种群密度大，种群内个体分布均匀； 　　２、个体间差异小，基因型单一； 　　３、人工选育、种群进化快； 　　４、个体繁殖性能受到严格的人为控制； 　　５、种群波动大。四、农业生物种群 （一）分类（重点掌握） 　　１、农业目标生物 　　２、有益生物 　　３、有害生物 　　４、中间生物 （二）农业目标生物的基本特征（重点掌握） 　　１、种群密度大，种群内个体分布均匀； 　　２、个体间差异小，基因型单一； 　　３、人工选育、种群进化快； 　　４、个体繁殖性能受到严格的人为控制； 　　５、种群波动大。第二节 　生物群落第二节 　生物群落一、生物群落的概念 　　生物群落：是指在一定地段或生境中各种生物种群所构成的集合。 二、生物群落的基本特征（一般了解） 　　1、具有一定的种类组成。群落是由一定的植物、动物和微生物种类组成的，为研究的方便，常把群落按物种分为植物群落、动物群落和微生物群落等。 　　2、具有一定的结构。 群落本身具有一定的形态结构和营养结构。如生活型组成，种的分布格局，成层性，季相，捕食者和被食者的关系等。 　　3、具有一定的动态特征。 生物群落是生态系统中有生命的部分，生命的特征就是不断运动，群落也是如此。其运动形式包括季节变化、年际变化，演替与演化。 二、生物群落的基本特征（一般了解） 　　1、具有一定的种类组成。群落是由一定的植物、动物和微生物种类组成的，为研究的方便，常把群落按物种分为植物群落、动物群落和微生物群落等。 　　2、具有一定的结构。 群落本身具有一定的形态结构和营养结构。如生活型组成，种的分布格局，成层性，季相，捕食者和被食者的关系等。 　　3、具有一定的动态特征。 生物群落是生态系统中有生命的部分，生命的特征就是不断运动，群落也是如此。其运动形式包括季节变化、年际变化，演替与演化。 　　４、不同物种之间存在相互影响。 群落中的物种以有规律的形式共处，即是有序的。一个群落的形成和发展必须经过生物对生物的适应和生物种群的相互适应。 　　５、具有一定的分布范围 。任何一个群落只能分布在特定的地段和生境中，不同群落的生境和分布范围不同。全球范围内的群落都是按一定的规律分布的。 　　６、形成一定的群落环境 。生物群落对其居住环境产生重大影响。如森林中都形成特定的群落环境，与周围的农田或裸地大不相同。 　　７、具有特定的群落边界特征 。在自然条件下，有的群落有明显的边界，有的边界不明显。前者见于环境梯度变化较陡，或者环境梯度突然中断的情形，如陆地和水环境的交界处湖泊、岛屿等。　　４、不同物种之间存在相互影响。 群落中的物种以有规律的形式共处，即是有序的。一个群落的形成和发展必须经过生物对生物的适应和生物种群的相互适应。 　　５、具有一定的分布范围 。任何一个群落只能分布在特定的地段和生境中，不同群落的生境和分布范围不同。全球范围内的群落都是按一定的规律分布的。 　　６、形成一定的群落环境 。生物群落对其居住环境产生重大影响。如森林中都形成特定的群落环境，与周围的农田或裸地大不相同。 　　７、具有特定的群落边界特征 。在自然条件下，有的群落有明显的边界，有的边界不明显。前者见于环境梯度变化较陡，或者环境梯度突然中断的情形，如陆地和水环境的交界处湖泊、岛屿等。null鱼塘养鸭森林群落分层 三、群落内种间关系（重点掌握） 　　生物种间存在着各种相互依存、相互制约的关系。根据种间相互作用的性质，可以分为三种类型： 　负相互作用：结果至少一方受害（－） 　正相互作用：结果一方得利或双方得利（+） 　中性作用：结果是双方无明显的影响（0） 　（一）负相互作用 　　1．竞争　　广义的竞争是指两个生物争夺同一对象而产生的对抗作用。 　　种间竞争：发生在两个或更多个物种个体之间的竞争 　　种内竞争：发生在同一种群个体间的竞争。 三、群落内种间关系（重点掌握） 　　生物种间存在着各种相互依存、相互制约的关系。根据种间相互作用的性质，可以分为三种类型： 　负相互作用：结果至少一方受害（－） 　正相互作用：结果一方得利或双方得利（+） 　中性作用：结果是双方无明显的影响（0） 　（一）负相互作用 　　1．竞争　　广义的竞争是指两个生物争夺同一对象而产生的对抗作用。 　　种间竞争：发生在两个或更多个物种个体之间的竞争 　　种内竞争：发生在同一种群个体间的竞争。 null　2．捕食与寄生 　狭义的捕食是指肉食动物捕食草食动物。 　广义的捕食还包括草食动物吃食植物，植物诱食动物，以及寄生等。 　2．捕食与寄生 　狭义的捕食是指肉食动物捕食草食动物。 　广义的捕食还包括草食动物吃食植物，植物诱食动物，以及寄生等。 芋螺在捕食鱼类 鳄蜥正在捕食青蛙 　寄生：是指一个种（寄生者）寄居于另一种（寄主）的体内或体表，从而摄取寄主的养分以维持生活的现象。例：菟丝子、蛔虫、钩虫、鞭毛虫 　寄生：是指一个种（寄生者）寄居于另一种（寄主）的体内或体表，从而摄取寄主的养分以维持生活的现象。例：菟丝子、蛔虫、钩虫、鞭毛虫 　植物寄生于动物体内的，如冬虫夏草。在动物中还有一种社会性寄生，如杜鹃鸟、文鸟等自己不建巢，将卵产在其它鸟巢内，由其它鸟代为孵育，又称巢寄生。寄生者的密度越大，对寄主影响也越大，但寄生者并不一定有害，也有有益的或中性的。一般寄生昆虫都有严格的选择性（人称特异性）。 　　农业生产中人们利用捕食性、寄生性天敌防除昆虫和杂草，如大草蛉、七星飘虫捕食棉蚜；红蚂蚁捕食庶螟；黑蚂蚁捕食稻纵卷叶螟、三化螟、稻苞虫、稻叶蝉、粘虫、松毛虫等。脊椎动物中的黑斑蛙、泽蛙、蟾蜍均可食虫。国内有利用稻田养鱼消灭杂草。利用赤眼蜂防冶棉铃虫、金小蜂防治红铃虫、寄生蜂防治松毛虫的都收到了良好的效果。 　　农业生产中人们利用捕食性、寄生性天敌防除昆虫和杂草，如大草蛉、七星飘虫捕食棉蚜；红蚂蚁捕食庶螟；黑蚂蚁捕食稻纵卷叶螟、三化螟、稻苞虫、稻叶蝉、粘虫、松毛虫等。脊椎动物中的黑斑蛙、泽蛙、蟾蜍均可食虫。国内有利用稻田养鱼消灭杂草。利用赤眼蜂防冶棉铃虫、金小蜂防治红铃虫、寄生蜂防治松毛虫的都收到了良好的效果。　　　３、偏害作用又称化感作用：是指某些生物产生的化学物质对其它生物产生毒害作用。例如：青霉产生的青霉素可以杀死多种细菌和植物的化感作用，冬黑麦对小麦、番茄对黄瓜、向日葵对蓖麻等。抑制作用。null化感途径 ：淋溶、挥发、根分泌、凋落物分解、种子萌发、花粉传播。 （二）正相互作用 1．偏利作用　　又称单惠共生， 　　偏利作用：是指相互作用的两个种群一方获利，而对另一方则没什么影响。 （二）正相互作用 1．偏利作用　　又称单惠共生， 　　偏利作用：是指相互作用的两个种群一方获利，而对另一方则没什么影响。 吸附在鲨鱼腹上的鱼 例如： 　　地衣、苔藓附生在树皮上，以获取空中的水、养分； 　　森林中的一些动物以树木为掩蔽或筑巢用，对树木不造成伤害； 　　海洋中许多甲壳动物或海绵都有共栖者，它们吃掉宿主的残食和排泄物，对宿主无伤害，如牡蛎外套腔内的“共栖蟹”。 　　共栖关系在进化中可能发展成为寄生或互利共生。 例如： 　　地衣、苔藓附生在树皮上，以获取空中的水、养分； 　　森林中的一些动物以树木为掩蔽或筑巢用，对树木不造成伤害； 　　海洋中许多甲壳动物或海绵都有共栖者，它们吃掉宿主的残食和排泄物，对宿主无伤害，如牡蛎外套腔内的“共栖蟹”。 　　共栖关系在进化中可能发展成为寄生或互利共生。 ２．原始合作：即两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间不存在依赖关系。 ２．原始合作：即两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间不存在依赖关系。 作物间种 稻田养鸭 例如：蟹与腔肠动物的结合，腔肠动物覆着在蟹背上，蟹以腔肠动物的刺细胞作为防御武器和掩蔽伪装，防天敌袭击；后者借前者的里面 动更换环境，获取营养。美洲大陆上的食蜜鸟以快速的飞行寻找蜂巢，并为食蜜獾以强大的征服力猎获蜂巢，供自己和食蜜鸟饱餐。 　　在农业生产中人们利用生活需求不相同的物种，通过间作、混种或混养，建立互利合作关系，收到了显著的增产、增收效果。例如玉米与豆类间作；棉花与甘薯或板兰根的间作；橡胶与茶叶的间作；农作物与泡桐、枣树或池杉的间作；稻田养萍、养鱼养鸭等；利用它们实现对环境资源的充分利用和控制有害生物，改善生境条件等。例如：蟹与腔肠动物的结合，腔肠动物覆着在蟹背上，蟹以腔肠动物的刺细胞作为防御武器和掩蔽伪装，防天敌袭击；后者借前者的里面 动更换环境，获取营养。美洲大陆上的食蜜鸟以快速的飞行寻找蜂巢，并为食蜜獾以强大的征服力猎获蜂巢，供自己和食蜜鸟饱餐。 　　在农业生产中人们利用生活需求不相同的物种，通过间作、混种或混养，建立互利合作关系，收到了显著的增产、增收效果。例如玉米与豆类间作；棉花与甘薯或板兰根的间作；橡胶与茶叶的间作；农作物与泡桐、枣树或池杉的间作；稻田养萍、养鱼养鸭等；利用它们实现对环境资源的充分利用和控制有害生物，改善生境条件等。3．互利共生：是一种专性的、双方都有利并形成相互依赖和能直接进行物质交流的共生关系。3．互利共生：是一种专性的、双方都有利并形成相互依赖和能直接进行物质交流的共生关系。菌根 地衣 null例如： 　　豆科作物和根瘤菌共生形成的根瘤，真菌与高等植物根系共生形成的菌根。 　　白蚁和鞭毛虫的共生。白蚁以木材为食，靠肠内共生的鞭毛虫消化木材，提供营养，鞭毛虫则靠白蚁提供食物能量。 　　牛胃中的微生物（细菌和纤毛虫）与牛共生，微生物分解稻草中的纤维素，生成各种有机酸供牛吸收，同时微生物又是牛的生物蛋白质饲料。 　　此外，真菌与藻类的共生形成了一类特殊的生物—地衣。 例如： 　　豆科作物和根瘤菌共生形成的根瘤，真菌与高等植物根系共生形成的菌根。 　　白蚁和鞭毛虫的共生。白蚁以木材为食，靠肠内共生的鞭毛虫消化木材，提供营养，鞭毛虫则靠白蚁提供食物能量。 　　牛胃中的微生物（细菌和纤毛虫）与牛共生，微生物分解稻草中的纤维素，生成各种有机酸供牛吸收，同时微生物又是牛的生物蛋白质饲料。 　　此外，真菌与藻类的共生形成了一类特殊的生物—地衣。 null四、农业生物群落的特点（重点掌握） 　　１、种类构成简单； 　　２、水平结构复杂； 　　３、垂直结构层次较少； 　　４、群落的年周期变化更加明显； 　　５、营养结构简单。四、农业生物群落的特点（重点掌握） 　　１、种类构成简单； 　　２、水平结构复杂； 　　３、垂直结构层次较少； 　　４、群落的年周期变化更加明显； 　　５、营养结构简单。