《农业生态学》教程

《农业生态学》 教程 人力资源管理pdf成真迷上我教程下载西门子数控教程protel99se入门教程fi6130z安装使用教程 《农业生态学》教程《农业生态学》教程第一章绪论1-1生态学形成和进展1-1-1生态学定义一、生态学的定义生态学(Ecology)是生物学的分支，是一门宏观生物学。勒特(Reiter)1865年合并logos(争辩、学科)和oaks(住宅)构成Biology(生态学)一词。赫克尔（ErnstHackle，1834—1911，德国生物学家）1866年第一次提出并定义Ecology。生态学：争辩生物与环境之间相互关系的科学（1）生物与环境的关系（2）各种生物之间的关系（3）环境各要素之间的关系§1-1-2生态学形成和进展的几个阶段二、生态学形成和进展的四个阶段（一）生态学学问的累积阶段：生态现象描述公元前300年，古希腊Theophrastus植物与自然环境的关系。古罗马Pliny(公元23~79年)将动物分为陆生、水生、飞行三大生态类群。公元前200年我国古籍管子.地员篇》水分梯度与植物组成的关系——《管子，地员篇》中，有关江淮平原上沼泽植物种类的带状分布与水文、土质的关系。）生态学学问累积阶段中国：二十四节气（实质是气候与生物关系的表述）:立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨；立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大署；立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降；立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。《齐民要术》《本草纲目》生态学学问累积阶段西方：18世纪初，机械的自然观田园主义观点：简洁与和谐的生活帝国传统：通过理性实践和艰苦的劳动建立人对自然的统治§1-1-2生态学形成和进展的几个阶段（二）近代生态学的创始阶段：实物观看记载Reamer(1683-1757)《昆虫自然史》1749Buffoon（法，1707-1788）《生命律》1803Mathis《人口论》：食物与人口的关系1807Humboldt《植物地理学》：植物分布与气候条件的规律性1859Darwin《物种起源》：生物进化学说创立1866Hackle定义生态学1851Compost（瑞典）样方法——种群定量争辩1863Keener介绍争辩群落结构和动态的方法生态学一经诞生，马上分化为植物、动物和人类生态学等，消灭了生态学进展的第一次高峰。§1-1-2生态学形成和进展的几个阶段（三）学科与学派的分化阶段植物生态学：1895Warming(丹麦)《以植物生态地理为基础的植物分布学》；1898Schemer《以生理学为基础的植物地理学》。动物生态学：Jennings(英)——动物行为；AdamsandShellfire(美)——动物生态演替；Davenport(美)——动物群落生态（昆虫生态）1930年前后:英美学派以北美冰川地貌为争辩对象动态生态学法瑞学派阿尔卑斯山脉为争辩对象静态生态学北欧学派北欧森林为争辩对象分布规律俄国学派生物地理群落为争辩对象个体生态学与群落生态学阶段（1866-1935）1866Hackle（德国达尔文信徒）Oaks（ECO）—>Ecologies国际植物学大会1893年按近代拼法改为ecologyWarming(丹麦人)1895《植物生态学》：趋同适应、生态型、互利共生、寄生、群落分类、生态演替过程Tansley1913年英国生态学会成立的第一任主席，美国1915年成立生态学会，（中国1980年成立生态学会）个体生态学与群落生态学阶段（1866-1935）美国芝加哥高校的亨利.考克斯，从水边到陆地的植物系列，演替关系。他的同学谢尔福德、亚当斯都是动物生态学权威内布拉斯加高校的弗雷德里克.克莱门茨1916年植物演替：《生物生态学》（1941出版）一次世界大战结束后，小麦价格下跌。1934年美国大尘暴§1-1-2生态学形成和进展的几个阶段（四）生态系统生态学的进展阶段1935Tansley第一次提诞生态系统概念，生态平衡“一个老年湖泊内的食物链动态”1952E.P.Odom《生态学基础》H．T．Odom，Hutchinson按争辩对象分:植物生态学、动物生态学、人类生态学按组织水平分：生态系统生态学、群落生态学、种群生态学、个体生态学、细胞生态学、基因生态学按环境特点分：淡水生态学、海洋生态学、森林生态学、草原生态学、农田生态学、城市生态学生态系统生态学阶段（1935-1962）林德曼的老师是耶鲁高校的Hutchinson教授林德曼27岁因长期患病去世，发表文章前后观点：能量传递在高养分级更有效，呼吸消耗比例越高级别越大，生态演替早期过后生产效率急剧上升（如水体富养化）生态系统生态学阶段（1935-1962）相对论、物质的不确定性原则、量子力学消灭哈佛高校的惠勒争辩群居的白蚁、蚂蚁自我克制和利他主义的生存竞争。层创进化理论：物质—生命—人类意识。，E.P.Odum1953年出版《生态学原理》，父亲是区域社会学家。E.P.Odum是伊利诺斯高校谢尔福特的争辩生，是耶鲁高校的Hachinson教授的争辩生§1-1-2生态学形成和进展的几个阶段（五）社会需求推动生态学向定向、定量、把握、模拟和应用方向进展的新阶段五大危机：污染、资源、能源、粮食、人口1962年，美国海洋生物学家卡逊（）《安静的春天》用通俗的文笔，描述了一个受到人造化学品危害的凄惨世界。她的书是人类生态环境意识觉醒的标志。生态学开头被从高楼深院中请出来，以解决社会生活中的生态问题。联合国教科文组织：IBM(1964),MAB(1971)世界环发大会:〈人类环境宣言〉(斯德哥尔摩,1972);〈爱护生物多样性公约〉、〈气候变化公约〉、〈关于森林问题的申明〉、〈21世纪行动议程〉和〈里约热内卢宣言〉(里约热内卢，1992)生态学向调控与工程方向进展阶段（1962-）1997在日本京都签署的《京都协定书》，是人类为防止全球变暖迈出的第一步，是人类有史以来通过把握自身行为以削减对气候变化影响的第一个国际文书，是国际社会为爱护来以生存的地球环境经过多年努力所达成的重要结果。然而由于美国布什政府最近在《京都协定书》上开倒车，引起了国际社会的广泛关注，各方纷纷责怪美国这种不负责任的态度。生态学向调控与工程方向进展阶段（1962-）加利福尼亚喷气推动试验室，争辩金星和火星的生命，发觉生命与大气共同进化现象。1969拉夫洛克提出大地女神“盖亚”假说—“一个地区的动植物及其周边环境组成了一个能够单独地自动抵制不利生存变化的内在平衡系统”。生命的最基本规章是合作与共生，而不是各自竞争。生态学向调控与工程方向进展阶段（1962-）1966-1967试验性小岛，麦克阿瑟和威尔逊得到“岛屿理论”麦克阿瑟认为提不出可以验证的预言的生态学还不算是一门科学，“预言、预言、再预言”，他认为IBP是失败的，认为科学总是“倾向机械论”的。自然界的正常状态是平衡？还是不稳定？“从历史看，生态学家生疏干扰的重要性及其产生的异质性（镶嵌）总是太迟。”“由于主导思想是平衡论”生态学向调控与工程方向进展阶段（1962-）自然界高度组织严密、整然有条、自行调整、状态稳定的生态系统转到生物圈中大多数时间和空间范围内消灭的变化都显得是内在的和必定的合作—竞争，整体—局部，种群—生态系统，秩序—混沌，多样性—稳定性“混沌学”—“蝴蝶效应”初始状态的敏感性，系统的非线性生态学向调控与工程方向进展阶段（1962-）生态学在应用中产生了很多应用性分支，如农业生态学、城市生态学、资源生态学、环境生态学、经济生态学等。生态学还与其他学科广泛交叉，产生如生理生态学、遗传生态学、化同学态学等。生态立法、生态工程、生态设计进展快速。我国马世骏先生于1985年就提诞生态工程概念，并于1987年主编出版《中国的农业生态工程》。1989年Mitsch和Jorgensen出版《生态工程》。1991年召开第一届国际生态工程会议，并于1992年出版刊物《生态工程》。生态学向调控与工程方向进展阶段（1962-）进入九十年月后，生态学的争辩热点集中在生物多样性、全球变化和可持续进展方面。1996年美国生态学会主席在美国生态学会年会上提诞生态学的5个前沿领域是生态工程、生态经济学、生态设计、产业生态学、环境伦理学。§1-2农业生态学的性质与任务§1-2-1农业生态学及其进展过程一、农业生态学及其进展过程农业生态学：把农业生产作为一个整体（农业生态系统）利用系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的方法争辩这个系统的结构，功能、生产力及其把握管理以便达到最大生产力和最佳生态效果，这样的一门学科称为农业生态学。Papadakis在1938年提出农业生态学：争辩农田气候、土壤、生产力与作物特性的关系。1942G.Azzi农业生态学1972小田桂三郎（日本）《农田生态学》1979圣迭戈州立高校（美）等《农业生态学》1974年，国际性学术刊物《农业生态系统》创刊。§1-2-2争辩的对象和基本内容二、争辩的对象和基本内容1对象：农业生态系统（argroecosystem）2基本内容（1）生态学的基本概念和原理（2）农业生态系统的结构生态系统：生物+环境结构：水平结构垂直结构时间结构§1-2-2争辩的对象和基本内容（3）争辩农业生态系统的功能物流：物质在生态系统循环和利用过程.能流：信息流：价值流：（4）农业生态系统在不同的自然条件和社会条件下所形成的类型，分布及特点（5）农业生态进展及演替规律（6）农业生态系统的调整与把握§1-2-3农业生态学的特点三、农业生态学的特点：（1）整体性农业生态学把农业视为一个整体，即农业生态系统。种植业、林、牧、副、渔、禽、鸟、虫、菌、微生物、各业是它的组成成分，各组分之间亲密联系，相互依存、相互制约。（2）综合性环境资源——生物群体——人类技术（3）战略性指导农业的综合规划、农业资源的合理开发利用、农业生态环境的爱护，以及高效的农业生态系统的建立和各业的协调进展等具有重大意义。§1-2-4农业生态系统的争辩方法四、农业生态系统的争辩方法1定性描述2常规的调查争辩、试验争辩3系统分析法系统分析法：指通过定量争辩，用数学的语言来描述不同事物之间的各种联系和随时间变化的规律，建立数学模型，进行试验，模拟农业生态系统的行为，对农业生态系统进行猜测，管理和把握，利用系统工程和方法，对农业生态系统进行优化处理。§1-2-5农业生态学的任务五、农业生态学的任务总任务：争辩协调生物与环境的关系，协调农业生态系统内各组成要素的关系，以使实现高生产力，高生产效率，经济效率和良好的生态效益。当前的任务：用农业生态学的原理去解决农业生产过程中全局性问题。长远任务：争辩中国传统农业阅历，及正确分析、对待发达国家的农业，分析和摸索我国如何实现农业现代化。其次章农业生态系统§2-1系统的概念一、系统的概念２０世纪三十年月到五十年月，一系列与整体、系统、把握、信息有关的科学相继诞生，这就是我们常说的“三论”，即信息论、把握论和信息论。３０年月系统论的创始人—奥地利理论生物学家贝塔朗菲（L．V．Bertelanffy）首先提出系统的概念系统：即若干个相互作用的部分联系起来的有机整体。我国有名科学家钱学森的系统定义为我们常用的定义。系统：由相互作用和相互依靠的若干组分结合而成的具有特定功能的有机整体。从这个概念可以看出，构成系统必需具备三个条件：两个或两个以上的组分；组分间亲密联系；以整体的方式完成肯定的功能。二、系统的结构：１.系统是由两个以上的要素（又称组分）所组成，各组成成分既相互独立分工，又有相互联系。组成成分：相互依存，相互制约，互为因果关系。系统的边界，系统是有边界的，这是区分系统内外的标志，系统的边界有时是自然形成的，如：一个有机系统，一个人，一个湖泊的边界；有时是人为划分的，如一个国家、一个农场、一个学校等。系统常有不同的层次结构，这是普遍存在的。如：一个生物个体（狗）是一个系统，由各种器官组成，表现为整体的功能：跑，叫、吃等；狗又是由呼吸系统、消化系统、循环系统组成。各部分又自成系统，这种由系统内各组分自身构成的系统称为子系统；再往小说，组织，细胞，细胞器甚至生物大分子也是系统；往大了说。由同种生物生物组成的种群也是系统，由若干个种群组成的群落，由生物群落和环境组成的生态系统。可以说：任何系统都是由更小的子系统构成的，同时自身又是更高一级系统的子系统。系统的层次性是广泛存在的。典型的自然生态系统的层次：分子－细胞器－细胞－组织－器官－个体－种群－群落－生态系统社会系统的层次：人－宿舍－班－系－分院－校－全国高校－教育体系相对来讲，层次越低，组分间的关系强度越大，层次越高，组分间的关系越松散。由于各组成成分之间相互作用的结果，使系统整体表现出新的功能，它不等于各组成成分功能的简洁相加。４.系统是有肯定结构的。系统中各组分按严格的等级、层次进行组合，是有序的而不是杂乱无章的；各组分间物质、能量交换和信息传递按肯定路径进行，而不是任凭的。５.系统必需有一个为主的目的。系统是一个功能单元，整体功能的发挥要求具有整体中心作用——（马世骏），建立大系统的观点，对于全面地、客观地处理客观事物具有重要意义。三、系统的条件1.有两个以上的组分2.组分之间相互联系3.以整体的方式执行肯定的功能四、争辩系统的方法1.黑箱法：从分析输入输出着手争辩，如中医2.白箱法：从分析内部结构和相互关系着手争辩3.灰箱法：§2-2生态系统的概念一、生态系统的定义A．G．Tansley（英）生态系统的定义：只有在我们从根本上生疏到有机体不能与它们的环境分开，而是与它们的环境形成一个自然生态系统，它们才会引起我们的重视。生态系统：指由生境（habitat）和占据该生境并联结在一起的生命有机体所构成的动态整体。生命有机体和它的无生命环境彼此不行分割地联系起来，并不断相互作用着，进行着物质的交换、能量的转化和信息的传递，成为占据肯定空间，具有肯定结构，执行肯定功能的自然实体（Self-Containtedentity）。其核心是生物群落。生态系统具有自我维持、修补和重建的力量，因而使生态系统在肯定范围得以自我维持。系统内各过程在生物与环境相互作用下，总是趋向于相对平衡。二、生态系统的组成生态系统可分为两大部分：有生命(biotic)和无生命(abiotic)；环境组分(environment)和生物组分(organisms)。1.　无生命成分：即无机环境，它是生态系统中物质和能量的来源，包括生命活动空间的大基质，即光、水、CO2、O2和各种矿物盐类等。2.　生命成分：包括全部的植物、动物、微生物。按养分关系来划分，可分为自养成分（autotrophiccomponent）和异养成分（heterotrophiccomponent）。为描述便利，可将生态系统的组分划分如下成分：（1）参与物质循环的无机物质，如C、N、CO2、O2、H2O、P、K、S、Fe等，存在于大气、水体、土体等。（2）联结生物和非生物部分的有机化合物，如蛋白质、脂肪、糖类和腐殖质等。（3）气候状况，如太阳辐射能、温度、风等物理因素。（4）生产者（producers;primaryproducers）：是自养生物。包括绿色植物和一些化能合成细菌(绿色和紫色细菌、蓝藻)。初级生产(primaryproduction):生产者利用环境中的物质，把环境中的能量第一次以生物化学能方式固定到生态系统中。（5）大型消费者（macroconsumers）：又称消费者（Consumers），是异养生物，既主要吃食其它生物或有机物质颗粒的动物。可分为草食动物(一级消费者)、肉食动物(二级消费者)、腐生动物、寄生动物和杂食动物（猪、鲤）。（6）小型消费者(microconsumers)：又称分解者(decomposers)、腐养者(Saprotrophs)或渗养者(Osmotrophs)，属异养生物。主要是细菌、放线菌和真菌，也包括一些原生动物（如眼虫、草履虫等）及腐食性动物（如蚯蚓、蟹、白蚁等）。次级生产(secondaryproduction):消费者利用初级生产供应的养分和能量通过代谢作用形成生物量。三、生态系统与一般系统的区分1．在组成方面，它是由有生命的有机体和无生命的物质结合而成的，不仅植物，还包括与植物共同栖居的动物，微生物以及环境中作用于生物的物理、化学成分。2．在空间结构方面：通常与特定的空间相联系，因而反映出肯定的地区特性以及与此相联系的空间结构。3．在时间变化方面，生物具有发育、繁殖（复制），生长与衰亡等特征。因而生态系统具有从简洁到简单、从低级到高级的演化规律，可分为幼年期、成长期、成熟期等阶段。4．从内部功能方面，生态系统的代谢作用是通过简单的能量、物质转化过程完成的。5．具有简单的动态平衡特征，不仅存在着种内、种间以及生物与环境之间的功能协调。6．在外部关系方面，是一个开放的系统，不断从外界输入物质与能量，通过变换而输出，维持着系统的有序状态。四、生态系统中三大生物功能类群在自然界有机物质生产与分解中的作用在生态系统中各类生物的共同作用下，实现着重要物质的不断生产与分解。有机物质的生产与分解关系着大气中氧气含量的凹凸，有机物质的生产过程也就是释放氧气的过程，氧气是生物生存的条件。1.自然界中有机物质的生产过程绿色植物（包括藻类种高等植物）：自然界有机物质的主要生产者，也是地球上生命活动所需氧气的主要供应者。光合细菌和化能合成细菌：也可以生产有机物质。低等藻类：需要简洁无机物质，合成有机物质——完全自养。2．自然界中有机物质的分解过程在分解动、植物有机体方面起打算作用的是异养生物。异养生物分解有机物质的过程可分为两大类：即有氧呼吸（高等动物、多数原核生物）和嫌氧呼吸（一小部分腐食者生物）。分解有机物质的三个过程：（1）非生物和生物作用形成有机质颗粒腐屑（2）腐食者作用形成腐殖酸和产生可溶性有机物（3）腐殖质的缓慢矿化§2-3生态系统类型的划分和自然生态系统的生态效应生态系统的划分，无自然分类的原则。包括人在内生物圈是地球上最大的生态系统。一、生物圈（biosphere）：地球上全部生物及其生活域的总和。从大气圈到水圈，其厚度商定20Km。多数生物活动的地方，其厚度约100m。二、海洋生态系统：海洋面积亿Km2，占地球表面的71%，平均深度3750米，是世界上最大的、层次最厚的生态系统。在生物学方面最丰富于多样性，海水中含盐量平均3%，具有很高的蒸发率，起着调整大气温、湿度的重要作用。其生产者主要是浮游植物和藻类，消费者是各种鱼类。三、淡水生态系统：包括河流、溪流、水渠等流淌水体和湖泊、沼泽、池塘、水库等静水水体，其生物类群因水的流速和水层的光亮而不同。急流中：生产者是藻类，消费者是特殊器官的昆虫缓流中：生产者多为高等植物，消费者是穴居昆虫幼虫表水层：生产者是各种藻类。四、草原生态系统：世界草原面积约30亿公顷，占陆地面积的24%，分布在干旱和半干旱地区，雨量少（240~450mm），并集中在夏季。初级生产者主要是草本植物，消费者是除草食家外，主要是穴居的啮齿类和食草动物、野牛、羚羊、野兔等。五、森林生态系统：陆地上最大的生态系统，占有面积约45亿公顷，生物现存量最大，每公顷可达100—400吨。据估量，每年全球森林生态系统固定的能量占地球陆地上固定的能量的68%左右，有1000万种物种是贵重的基因库。森林生态系统具有简单的形态和养分结构，不仅生产力高，且具有强大的生态系统功能，对农业生态系统起着巨大的作用：如调整水分，增加雨量；涵养水源，保持水土；防风固沙，爱护农田；净化空气，防治污染；以及减低噪音，美化大地等。§2-4农业生态系统一、农业生态系统的概念1.定义农业生态系统：是人们利用农业生物与非生物环境之间相互作用，以及生物种群之间的相互作用，通过建立合理的生态系统结构和高效的生态机能进行物质循环和能量转化，并按人类抱负进行物质生产的综合体系。2.性质（1）以农业生物为主（2）受人类调控（3）以农业生产为目的二、农业生态系统的结构（一）环境1.自然环境（1）太阳辐射（2）大气圈（3）水圈（4）土壤岩石圈2.人工环境（1）人工影响环境：水库、防护林、水源林（2）人工建筑环境：A.无土栽培环境B.大棚温室环境C.集约化养殖环境（二）生物组分1.目的生物：农、林、牧、副、渔2.伴生生物：病、虫、杂草3.人类：作为消费者和调整者三、农业生态系统区分于自然生态系统的特点：1.进展方向自然生态系统的进展是定向的，即通过演替向顶极群落进展，其目的是为了获得最大的“爱护”或“保持”，对群落本身是有利的，但并不肯定符合人类的需要。农业生态系统为满足人类社会生活的各种需求，一般要求停留在高草群落阶段。2.系统组分构成自然生态系统的生物是通过迁移过程由生态系统自身的选择打算的，对不良环境条件具有较大的抗逆性。其环境为自然环境。农业生态系统中占优势的生物是经过人工选育，经常具有较高的经济价值和较低的抗逆性，为了正常生活必需人为培管。其它动、植物通常都要予以抑制以至彻底毁灭的。内在反馈机制受到减弱，系统的稳定性明显降低。从而使农业生态系统具有较高的净生产量和较高的光能利用率。在环境组分中，多了人工环境组分，各种自然环境如气体、水体、土体也受到人类活动的猛烈影响。3.开放性自然生态系统中生产者生产的有机物质几乎全部保留在系统内，很多化学元素基本上可以在系统内部取得循环平衡，是一个自给自足的系统。农业生态系统，为满足社会日益增长的需要，须对城市、工矿等供应大量的商品食物和工业原料。大量农畜产品输出，使养分元素离开系统。生态系统的结构状态不同，对养分元素的回收和保持力量也不同。与农畜产品大量输出的同时，必需有相应的物质输入，以维持生态系统的养分平衡。还必需投入较多的帮助能量，如化肥、农药、机械的使用，以及排灌、收获、贮藏、加工、耕耘、播种、中耕、防治病虫等各种机械操作，都需要消耗能量。4.系统调控：农业是人类社会的一种生产活动，不但受到自然规律的制约，经济因素是农业生态系统中不要缺少的重要环节。农业技术的实施必需有劳力和资金的投入。农业生产是实际上是一个农业生态经济系统。任何农业系统的决策与实施都必需考虑到生态、技术、经济和社会四个重要方面的相互影响与制约。总之，把农业生态系统看作是以日光能为动力的自然生态系统和以燃料为动力的城市工业系统的中间类型，有助于更好地生疏目前工业化农业的冲突。把农业生态系统看作是驯化生态系统有助于更好地生疏自然界中自动产生并自动保持下来的很多内部过程。第三章农业生态系统的能流§3-1热力学定律一、热力学第肯定律（能量守恒定律）△U（系统内能变化）=Q（吸热）-W（对外作功）能量可以在不同介质中传递，也可以在不同形式间转换，但在全部这些过程中能量保持恒定，既不能创生，也不会毁灭。二、热力学其次定律1.能量的转换不行能达到百分之百有效。2.自由能的提高不行能是一个自发过程。三、熵(entropy)1.熵(entropy):系统热量除以温度后得到的商。△S=△Q/T熵是系统无序性的量度。2.热力学其次定律（1）在一个内能不变的封闭系统中，任何自发过程均朝着熵值增加的方向进行。（2）开放系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的任何过程，均使系统与环境熵值之和增加。四、耗散结构理论1.耗散结构(dissipativestructure)：开放系统在远离平衡态的非平衡状态下，系统可能消灭的一种稳定的有序结构。(Prigogine)2.耗散结构理论：一个远离平衡态的开放系统，通过与外界进行物质与能量的不断交换，就能克服混乱状态，维持稳定状态，并且不断提高系统的有序性，使系统的熵削减。3.有机体和生态系统都是远离平衡态的开放系统，存在一种连续而有效的能量转换，因而都属于耗散结构。光合与同化：引入负熵，保持有序状态呼吸与作功：排解正熵，排解无序§3-2食物链一、食物链（foodchain）和养分级（trophiclevel）：1.食物链（foodchain）：生态系统成员间，通过食物养分关系彼此联系起来的序列。2.养分级（trophiclevel）：食物链上的每一个食性级。以符号T来表示，T1表示第一养分级，T2表示其次养分级，T3……Tn余此类推。食物链是生态系统内生物与生物之间相互联系的一种主要形式，是物质循环和能量流淌的主要路径。二、食物链的种类按性质不同分为四类：（1）捕食食物链（又称草牧食物链gazingfoodchain）：是由植物到草食动物，再到肉食动物，直接消耗活有机体或其部分的食物链。在陆地上起始于绿色植物，在水中起始于浮游植物。如：水稻——稻飞虱——青蛙——蛇——老鹰——人（2）腐生食物链（又称残渣食物链detritusfoodchain）：由多种微生物构成，是以死有机体为养分源，通过腐烂、分解，将有机物还原为无机物质的食物。如：秸杆（畜粪）——食用菌垃圾——蚯蚓（蜗牛）（3）寄生食物链（parasitefoodchain）：以寄生的方式取食活着生物有机体。食物链成员有自大到小的趋势。如：大豆——菟丝子马——蛔虫——原生动物红铃虫——金小蜂（4）混合食物链：构成食物链的各养分级中，既有活食生物成员，也有腐食生物成员。如：稻草——牛——蚯蚓——鸡——猪——鱼三、生态系统中食物链的基本特点1.在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不相同的多种生物。一条食物链中包含的多种生物，可以使光合产物得到充分利用（分级利用光合产物），在有限的空间中养活众多生物。2.在同一生态系统中，可能有多条食物链，它们长短不一，养分级数目不等。如一个鱼塘生态系统中：藻类水草——草鱼绿藻——甲壳动物——花鲢浮游植物——浮游动物——虾——噘鱼自然生态系统中，食物链养分级的数目是有限的3.不同生态系统中各类食物链所占比重不同。(1)森林生态系统：腐生食物链比重最大，约占系统中生产者所生产的有机物质的90%以上。(2)草原生态系统（牧场）：腐生食物链约占70%左右。(3)农田生态系统：植物生产的有机质大部分作为产品，留给腐生食物链的仅占净初级生产的20~30%。假如不通过粪肥、秸杆还田等途径向系统补充有机质，则系统中腐生食物链上的生物群落将会由于缺少食物能而衰退，引起土壤肥力的下降。4．在任何一生态系统，各类食物链有协同作用。三、食物网食物网（foodweb)：在生态系统中，各种食物链交叉起来构成的网状结构。食物网本质上是生态系统中有机体之间一系列反复的吃与被吃的相互关系。养分结构：以养分为纽带，把生物与生物、生物与环境紧密联系起来的结构。§3-3生态系统中的能源一、太阳辐射能是全部生态系统最主要能量来源可见光：μ50%生理效应红外线：＞μ43%引起热能紫外线：＜μ7%引起生物变性，致死太阳常数：到达地球表面的太阳辐射能强度，因纬度、地形地貌、坡度坡向、气候因子而不同。太阳辐射能量到达地球表面的安排示意图二、帮助能帮助能：生态系统中，除了太阳能以外的其它一切补加能量。包括自然能和人工能补给，如沿海河口潮汐的作用，风力的作用以及降雨和蒸发的作用等。对农业生态系统，帮助能主要构成是人们从事农业生产各项活动中投入的能量，当然，也继承了自然生态系统中的自然帮助能。§3-4生态系统的能流分析一、能流路径争辩生态系统中能量流淌，在于了解一个系统的能量输入、贮存以及作功之间的相互关系，从而削减能量损耗，提高能量利用效率。生态系统中能量是沿着食物链流淌的：→Tn-1→Tn→NUnNAnRnNPn-1摄入量InAnNPn注：NP：净生产量A：同化量Nu：未同化量NA：未同化量二、生态效率生态效率：能量通过各养分级的转化效率。1．养分级之间（Tn-1——Tn）（1）摄入效率In/In-1（2）同化效率An/An-1（3）生产效率NPn/NPn-12．养分级内部（1）同化效率：An/In（2）生态生长效率：NPn/In（生产效率）（3）组织生长效率：NPn/An三、生态金字塔1.生态金字塔：养分级由低到高，它们的个体数或能量的分布形成一个塔形结构，就称为生态金字塔。2.三种基本类型：（1）生物个体数——数目金字塔（2）每种生物的现存生物量——生物量金字塔（3）能量——能量金字塔3-5农业生态系统的能流一、能源生物界的能源，直接、间接地来源于太阳的辐射能。农业生态系统有大量的人工帮助能输入，同时有大量的能量以农产品的形式输出系统外。太阳能仍是主要能量来源，但帮助能所占的比例大大提高了。自然帮助能太阳能、风能、潮汐能等帮助能工业能：农药、化肥、农机、电力、燃料、薄膜、设施人工帮助能生物能：劳动、畜力、有机肥、燃料食物能：种子、种苗、饲料、种畜、种禽二、人工帮助能提高农业生态系统生产力的缘由1．帮助能的投入，促进农作物对太阳能的吸取、利用和转化。2．削减农业生物的非生产能量损耗。3．使农业生产中的一些自然生物过程可以用人工过程取代，提高效率。三、工业帮助能的使用所带来的一系列的问题1．帮助能的效益随着帮助能的增加而降低。2．能源紧急。3．化肥农药对农业环境造成污染。§3-6农业生态系统的能流分析一、能流符号二、能流分析法1．确定争辩对象和系统边界。2．确定系统的组成成分及相互关系，绘出能流图。3．搜集资料，确定各种实物的流量与输入输出量。①直接从有关统计资料中得到。②到实地进行调查猎取资料。③间接估算，利用他人的成果。4．将各种实物流量折算成能量，标在能流图上。5．结果分析。（1）输入能量的结构分析。（2）产出能量的结构分析。（3）能量输入密度。（4）能量产出密度。（5）各种能量的转换效率。①人工帮助能效率=总产出能量/人工帮助能投入量②工业帮助能效率=总产出能/工业帮助能投入量③各种生态效率三、农业生态系统的能流模型进入农业生态系统的能流，是沿着以农田、草地、林果、水域为发端的几条主要食物链运行的。由于畜禽（鱼）、加工业及作为消费者的人的存在，在这些食物链的下游形成了交叉简单的网状结构。（一）农田亚系统：农业生态系统主体、帮助能投入重点输出的能流：人、畜禽、城市、还田（二）畜禽亚系统：（三）林果亚系统：个体大，生育期长，强自我维持力量和光能转化，生态效益（保持水土、改善气候、稳定良好的生态环境、为病虫害的天敌活动供应爱护），供应多样化食品、生产资料和生活资料，改善农村景观（四）加工业亚系统：第四章农业生态系统的物流物流也和能流一样，是生态系统的基本功能之一。有机体和生态系统为了生存与进展，除了不断输入能量外，还须不断输入物质，因此物质既是生命活动的物质基础，又是能量的载体，起着双重作用。能量和物质是同时沿着食物链流淌和传递的。但能量流淌是单方向的，是一个不断耗散的过程；而物质流淌则是循环的。生态系统中的生产者通过根系从土壤中吸取矿物质和水分，由叶片吸取CO2，以太阳能为动力合成有机物质，然后沿着食物链移动。在每次物质转移中都有物质丢失，但丢失的部分都将回到环境，为植物从新吸取.利用。因此物质是可以循环的，并且是周而复始地被利用。第一节基本概念和原理一、生物地球化学循环（Biogeochemicalcycles）概念：各种化学元素，包括原生质中必不行少的元素，在生态系统乃至生物圈里沿着特定的途径，从四周环境到生物体，再从生物体到环境，不断地进行流淌和循环，这些不同的循环途径就构成了生物地球化学循环。（二）类型：依据物质循环的范围、路线和周期不同，可分为：地质大循环：物质和元素经生物体的吸取作用，从环境进入有机体内，然后生物以死体、残体、排泄形式将物质或元素返回环境，进入五大自然圈的循环。大气圈区水圈五大自然圈土壤圈岩石圈生物圈特点：时间长、范围广，是闭合性循环，具有全球性质。(几百年、几千年、几百万年，甚至上亿年)如，①。打气中的CO2通过生物圈的光合和呼吸作用约好300年循环一次。②O2通过生物代谢，约2000年循环一次。③水圈（包括占地球表面71%的海洋）中的水，通过生物圈的吸取、排泄、蒸腾每当200万年才循环一次。④至于由岩石土壤圈风化出的矿物元素循环一次则需要更长的时间。甚至要经过几亿年。（2）。生物小循环：是指环境中元素经生物体吸取，在生命系统中相继利用，然后经分解者分解成无机态进入环境，再为生产者吸取利用。特点：在一个系统内、范围小、时间短，是开放的循环。依据循环主要是与打气循环，还是与岩石土壤或水圈联系划分（依据物质在五大自然库的库存量的主次、大小和固定的时间长短）（1）气体型（Gaseoustypes）:其贮存库在大气中。元素或化合物可以转化为气体形式，通过打气进行扩散，布满于陆地或海洋上，在很短时间内又可被植物重新利用。如C、N、O等由于有巨大的大气储存库。对于干扰可相当快地进行自我调整。因此，从全球意义上看，这类循环是比较完全的循环。沉积型（Sedimentarytypes）其贮存库在地壳里。经风化作用从陆岩石缓慢释放的某些化合物或元素被植物吸取，参与生命物质的形成并沿食物链运转，然后动植物有机体经微生物的分解作用又将元素返回环境，除一部分保持在土壤中供植物吸取利用外，一部分以溶液或沉积物状态随流水进入海洋，经沉降，淀积和成岩作用变成岩石，当岩石被抬升并患病风化作用时，该循环才算完成。这类循环是缓慢的，倾向于不完全的循环，并且简洁被局部扰所破坏。如P、S、Ca、I、K、Na等循环。二、物质循环的库、流（Flow）流生态系统中的能量和物质不是静止不动的，而是不断地流淌着。能量和物质通过食物链形成的转移运动状态，称为流。生态系统中两个主要的流是物质流积能量流。农业生态系统要获得高的生产力，就要使系统内的能量和物质的流量多，且畅通无阻。库（pool）生态系统中能量和物质在运动过程中被临时固定，贮存的场所，称为库。生态系统的各组分都是物质循环的库。农业生态系统中主要有植物库（农作物、蔬菜、果树、林木、牧草等），动物库（畜、禽，虫等）和土壤库，大气库、水体库。库存――库在某一时刻所贮存的某一化学元素的数量。（S）物质循环的库在生物地球化学循环可分为两大类：贮存库：（Reservoirpool）容积大，活动缓慢，一般为环境库。交换库：（Exchangepool）容积小，与外界进行物质交换比较活跃，一般为生物成分。库与流的关系没有库，环境资源不能被吸取，固定，转化为各种产物。没有流，库与流之间不能联系与沟通，则物质循环堵塞，生物无以维持，生态系统也将瓦解。库的吸取，固定和贮存的力量，不仅打算于生物种群的特性也打算于循环。农业生态系统中，生物种群所具有的捕获、吸取和转化能量与物质的性能和效率，打算了流的数量各速度，也打算了能量和物质在生物种群之间的安排的定量关系。三、周转率与周转期――衡量物质流淌效率的指标输入（FI）流通率：（flowrate）单位时间内出入库的物质流量输出（FO）周转率：系统达到稳定状态后，流通率与库存（S）的比例。R＝F／S周转期：周转率的倒数，表示该库的全部物质全鄣更换平均需要的时间。T＝S／F四、循环效率：循环物质占总输入物质的比例EC＝FC／FI几个重要物质的循环碳循环概况1．CCycle是全部养分循环中最简洁的一种，但对生命的意义却是格外重要的。C是有机物的基本成分，占干重的49％。C的来源是CO20.14％为CO2无机态占大部分地壳沉积物中地球上总碳量为26＊1015吨化石64％：煤、石油、泥碳有机态有机残体占32％：土壤和水中占0.05％生物体成分占4％（二）CCycle基本过程CCycle是从光合作用固定空气中的CO2开头的。大气库与生物组分之间的循环特点：①这是一生物过程②属于气相循环过程CO2通过绿色植物的光合作用进入生态系统，CO2和水形成CH2O，然后在系统中流淌，其流淌途径：沿食物链传递：这种过程是最抱负的，C始终在生态系统的生物组分中。生物的呼吸作用，使CO2返回到大气。大气与海洋间的交换特点：①这是一自然过程，生物不能把握②海洋溶解的CO2是大气库中CO2的50倍，因而海洋对大气中的[CO2]具有缓冲机制。过程：沉积循环：（1）特点：①这是一自然过程――这两种途径经化石，石灰岩或油页岩等固态过程。C素有相当长一段时间离开了气相循环，离开了生物圈，进入了地质大循环。②这是自然界最大一个库（2）过程人类活动的干预在空气中，[CO2]≈0.03％，但自其次次工业革命（1850年）后，人类大量砍伐森林和开采化石燃料，从而将几百万年前被光合作用固定的C通过燃烧又释放到大气中。据统计每年燃烧矿石释放到大气中的CO2约50－60亿吨，虽然大部分被海洋吸取而缓冲，但仍有1／3保留在大气中，使大气[CO2]逐年上升。过去一百年，290ppm→345ppm，2000年→375－400ppm。由于CO2对红外线有猛烈的吸取作用，因此CO2的增加将产生“温室效应”。虽然[CO2]↑有利于光合作用增加，但也导致全球近地表温度上升，这对全球的气候，大气环境。降雨……等将产生一系列不利于人类的影响。农业生态系统的碳流的问题养分循环的两种把握：生物把握：通过食物链把握人为把握：通过食物输入，产品输出等把握农业生态系统的良性循环要求促进和爱护生物把握这就面临两个选择：动植物残体的去向肥料：提高地力（以有机物形式返回土壤）燃料：以CO2形式返回大气→土壤有机质数量不足↓土壤有机质含量↓←土壤微生物C源不足↓地力衰退燃料进展中国家，因人口多耕地少，大量砍伐森林耕地沙漠化（Negro）毁林的结果地力下降广种薄收因此必需供应帮助能源为生活能源，同时大力把握人口数量解决粮食，耕地问题。氮循环概况N是生物体中Aa、protein、Chio-、DNA、RNA中不行缺少的元素。N的主要库存是大气――主要是气态循环。以N2的单质形式存在。在大气中占79％，总贮量约38＊106亿吨，但不行被植物直接利用，必需通过固N作用。N循环基本过程固氮作用是气态循环的重要机制生物固N：每年175＊106吨①固N生物：根瘤菌蓝绿藻农业上利用根瘤菌较多，占全部生物固N的40％左右，因此农田中靠包括豆科作物在内的作物轮作来维持土壤的持续肥力是格外重要的，稻田的蓝绿藻对增产亦有明显的作用。固N作用②N2NH4＋食物链工业固N：45.9＊106吨（1977年）→100＊106吨（1997年）大气固N：通过闪电和宇宙射线固N，7.6＊106吨。生态系统中的氮流途径（如图）人为干预干预途径（方式）：农业生产生物固N工业固N：占有20－30％问题地下水污染由于施肥不当，会使蔬菜，饲料中累积过多或随水流淌进入饮水、地下水中。食物和饮用水中NO3－含量过高，在肯定程度下生成的亚硝胺是致癌物质。美国明尼苏达州1947年－1950年139例儿童获亚铁血红蛋白症，有14例死亡，查明缘由是由于饮用的地下水中被硝酸盐污染。而NO3－在烹调过程中和消化道中形成NO2－，NO2－，与血红蛋白给合，使其载氧力量受到损害水体富养化：土壤中的N、P养分元素及生产、生活中的污水大多数江河湖沼中N和P是光合自养生物的主要限制因子，一旦增加这些养分，初级生产大大提高。在某些状况下这是好的，为此有时还有意识地在鱼塘中施肥。当水体中的总磷＞20mg/m3，无机N＞300mg/m3时，可以认为该水处于富养分化状态。水体中养分过分丰富，水生藻类繁茂，它们死亡后，在水体中腐烂分解，产生大量CH4、H2S、CO2、NH3等，使水质变坏。同时有机质分解时大量消耗水中的溶解O2少于4mg/升时，会造成鱼类和其它水生动物的死亡。破坏臭O3层反硝化作用产生的N2O进入大气后会破坏臭O3层N2O＋O3→2NO＋O2NO＋O3→NO2＋O2若臭O3层玻坏5％，进入地球的紫外线会增加10％，结果会使皮肤癌的发病率大为提高。据推想，在今后几年内农业使用的氮肥约有1－6％成为N2O进入大气，到2000年，臭O3层密度将削减2％=4\*GB3④作物偏N谷类作物，块根块茎作物经济系数低偏N→养分生长过度对病虫害抗性下降磷循环特点：典型的沉积循环，以不活跃的地壳作为主要贮存库，是一种不完的循环，其时间尺度地质时间，因而从人类的观点看，进入了沉积循环的磷就作为是损失掉了，因此这部分磷在短期内对生物无效。过程从循环的过程看，在循环过程中P总是有损失的，为增加P循环的封闭性，必需尽量削减陆生生态系统的损失。如让P经常贮存在有机体中则不易流失，贮存在土壤中却极易因土壤侵蚀流失掉。人类干预大量开采磷矿，加剧了P的损失，以后会造成资源枯竭。现地壳中磷约含纯磷约198亿吨，按现在的消费率计算可持续用1750年，若考虑到P的消费率增长是人口增长的2.76倍，则90年内将耗尽。农田生态系统中P的亏损途径：=1\*GB3①水土流失=2\*GB3②农产品输出污染养分富集西、北欧美大量施用P肥和含P的合成洗涤→水体富养化→水质恶化→渔业资源削减放射性物质污染磷矿石中含放射性的铀、钍等物质，经常施P使土壤放射性物质增加，影响作物生长和产品质量。水循环概况水是生物圈中最丰富的化合物，以固、液、气三相存在。地球的海洋、冰帽、冰川、湖泊、河流、土壤和大气中共含有15亿Km3的水。其中：海洋液态咸水：97％3／4：固态水。在两的冰帽和冰川中淡水（3％）90％：地下水1／4：陆地中水10％：土壤水分，淡水湖泊、河流及大气含水量因而可供植物根系利用有比例很少。水循环三个基本环节：降水P、蒸发E、径流RE、P、R这三个基本环节相连构成了水循环。水在生物圈的循环可以看作是从水域开头，再回到水域而终止。水域中的水受太阳辐射而蒸发（E）进入大气大气中的水汽随气压变化而流淌，并聚集为云云以雨、雪、雾、等形式降落到地球表面到达地表面的水，一部分直流形成地表面迳流进入江河，汇入海洋。一部分渗入土壤内部：大部分通过地下迳流而进入海洋，接近土壤部分为植物吸取植物吸取部分，大部分用于蒸腾散失到大气中，只有小部分为光合作用同化形成有机质进入生态系统，再经过生命的呼吸与排泄进入环境。内因：其相变――P和E水循环外因：水的重力梯度（R）和太阳辐射全球上水分循环有两种途径：=1\*GB3①通过相变和大气环流形成蒸发和降雨=2\*GB3②通过热力学梯度与势能梯度的作用以洋流和径流的方式运动水循环是生物地球化学循环的基础水的溶解性使它在物质循环中起到载体的作用，因而任何生物地球化学循环都有水的参与，如元素的迁移，流淌和积累都离不开水。╳109T物质，造成严峻的水土流失从微观看：根系吸取矿物质也需水的携带因此，水循环是生态系统中最基本的物质循环，水分是养分循环的重要动力影响区域水分平衡的因素降雨量P：受地形、太阳辐射，大气环流等因素影响，可在当地气象站（台）获得有关降雨的资料。不同地区降雨不同：我国台湾地省的火烧寮1963年9月10－11日降雨1245mm，为世界最大一次降雨量智利的依奇立14年来完全没有降雨径流量R（陆地→水体）：与当地植被掩盖率有关，可实测或据阅历公式推算蒸发量E：为植物蒸腾耗水与暴露地面和水体蒸发散失水分的总和植被截留量水分平衡公式P－E－R－△W＝0输入：降水P，人工浇灌输出：蒸发E，径流R森林调整水分循环的重要作用丰茂的森林可截留夏季降水量的20－30％（草地为5－13％）树冠有强大的蒸腾作用：比同纬度的海洋蒸发的水分多50％林区比无林、少林区降水量多30％在坡地，森林可减轻对土壤的侵蚀作用：林地内地表迳流比无林地少10％。硫循环硫是半胱氨酸，蛋氨酸的组分，在protein分子中二硫键有助于形成立体结构。S还是辅酶如硫铵素，辅酶COA的组分。S在自然界含量并不多。特点：既属于气体型又属于沉积型长时间的沉积相：束缚在有机，无机沉积物中的硫通过风化和分解而释放，以盐溶液形式进入生态系统。气态循环的重要机制是降雨：缺O2条件为大气中有机物中的硫H2SSO2硫细菌还原氧气为水气吸取SO2稀酸↓降水大地生态系统人类干预燃烧煤和石油每年向大气输送147＊106吨SO2大气[SO2]＞0.5ppm就会危害农作物如．1952年12月伦敦的毒雾大事，几天内死亡4000人，以后几天间续死亡上万人，就是由于煤烟中的CO、CO2、SO2和大量粉尘经久不散造成的SO2的增加造成了酸雨酸雨会直接灼烧植物，转变水土的PH值，对初次生产及其构成产生影响。“酸雨”。酸雨被称为空中“死神”，它使土壤，河湖酸化，动植物受害，鱼类死亡。挪威和瑞典2300个湖泊，因酸雨鱼类死亡了1／10。加拿大约5万湖泊全部没鱼，称为“水沙漠”，我国西北、四川、广东、上海都记录了酸雨现象。以C、N、P、S、H2O为例的物质流淌清楚地表明，物质在全球范围内和生态系统中的循环、流淌、越来越多地受到人类生产活动的干预。干预的结果是加速了物质参与生物圈的过程。这对人类生产、生活是有利的，但由此而产生的各种环境问题也该予以重视。酸雨确是空中“死神”，它有三大罪状：污染水域，杀死水生动物加速土壤养分物质的淋溶流失（Ca、Mg、K），土壤肥力下降并延缓植物的生长。――使原来固定在土壤中的有毒金属如Al、Cu、镉等溶解出来为植物吸取。瑞典、美国、巴西的森林枯萎。腐蚀建筑队雅典古神庙已被腐蚀得面目全非北京故宫的汉白玉石雕已有几百年历史。1952年拍摄的照片来看，浮雕的花纹还格外清楚，但今日已模糊不清了。物质循环的环境问题有毒物质在食物链上的浓集各种有毒物质一旦进入到生态系统，便马上参与物质循环。在循环过程中性质稳定，易被生物体吸取的毒物没着食物链在有机体内不断富积，浓缩。这就是在污染状况下，造成有机体的大量死亡的缘由。食物链的浓集作用（生物学放大作用）：有毒物质沿食物链传递时，愈是上面的养分级，生物体内有毒物质的残留浓度愈高。如DDT在生态系统中的富集作用（海水中为0.00005ppm）。浮游植物→鱼→河鸥→银鸥环境污染的危害随着工农业的进展，人类将大量对工农业生产有利，但具有毒性的化学物质挖掘出来，进入了生物圈。各种杀虫剂、除草剂、农药、化肥等矿山开发、原子反应堆试验、核电站的建立工业“三废”等污染大气、水体和土壤，破坏生态平衡，严峻者甚至造成公害大气污染污染源：铅烟、粉尘、SO2、CO2、氮氧化合物、氟化物和各种有机物。其中SO――五毒之首，形成酸雨；致癌作用。漂移在大气中的粉尘，会使太阳光照强度减弱，并和CO、CO2等毒气体形成毒雾，影响人畜健康。氮氧化合物来自含N有机物燃烧。硝酸和氮肥的生产及交通车辆排放的废气。主要是NO，其毒性并不大，但进入大气后NO→NO2，毒性提高五倍。NO、NO2还与CO等受太阳辐射发生还原作用形成光化学烟雾，对动植物造成损害。HF、CO：包头钢铁厂排放大量F2和NO2气体曾使88,000头牲畜死亡。水污染：汞、镉、铅、铬、砷重金属的污染人称“五毒”，毒性：汞＞镉特点：在水体中不能被微生物分解，危害较大水体富养化：见前热污染和油污染工业冷却用水回流，使水温提高，直接危及水生生物的存活，同时打乱生态系统中的食物链关系。海上石油开采、运输及油船事故发生，使海水受到污染。不仅影响海中生物生长，且阻碍海水蒸发，减弱海水调温存吸取CO2的作用。我国三十条主要河流和湖泊，从松花江到珠江都受到不同程度的污染。还有氰化物污染，0.1g的氰化物可使人致死；在水CN－含量0.3－0.5mg/升时，可使鱼类致死，但氰化物在水体中自净作用较强。土壤污染污染源：=1\*GB3①厂矿废水废渣的直接污染②大气污染物的沉降和随雨水进入土壤③农业生产中施用化肥、农药、除草剂使土壤污染污染后果：土壤变得板结，贫瘠、盐碱化，农产品含毒，危及人畜健康。化肥一此有毒物质如酚、氟、重金属带入农田、植物因过量摄入而减产施N不当会污染地下水和饮用水，NO2－过高产生致癌物质；反硝化作用的N2O破坏臭氧层农药：有机氯杀虫剂含铅、砷、汞的农药化学性质稳定、不易分解、残留时间长，时土壤污染一些特异性的除草剂严峻污染环境：土壤、大气、水体农产品残毒性量高，影响人畜健康：广州蔬菜中毒不合理的化学把握，使益虫削减，主要害虫再次猖獗，次要害虫上升为主要害虫；农田中用药量增大，浓度增高，但防治效果反而下降。形成恶性循环。缘由：①天敌以害虫为食，居食物链的上端，广谱性杀虫剂在天敌体内富集浓缩，产生毒害作用更大②施用农药虽杀死害虫，但并不毁灭食物源；而对天敌来说，由于害虫被杀死，同时也毁灭了天敌的食物源③任何药物都不能将害虫灭亡，一旦害虫开头活动，即可得到食物，快速繁殖，但天敌因受食物限制而失去作用。所以不合理使用农药对天敌的损害赛过对害虫的杀伤作用。④由于害虫体内有解毒酶系统，只要“微调”就可以产生对其它农药的抗性，使药效降，危害加甚。1962年美国作家R．长逊就在《安静的春天》一书中告诫人们：“化学把握搬起石头砸自己的脚”。主见防治害虫