农业生态系统的调控机制.pptVIP

Agroecology*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*第十章农业生态系统的调控第一单元农业生态系统调控的原理第二单元农业生态系统调控机制第三单元农业生态系统安全与生态修复内容提要单元测试*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*第二节农业生态系统的调控机制一、自然调控机制二、人工调控机制三、农业生态系统的调控机制原理*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*一、自然调控机制自然生态系统被驯化成农业生态系统之后，其自然调控机制可能被保留下来，如光温对植物发育的调节作用，昼夜节律对家畜行为的调节作用；林木的自疏现象、功能组分冗余现象、反馈现象；各类型的随动调控、优化调控、程序调控、稳态调控大都保留了下来。这些自然调控相对于人工调控来说，往往更为经济、可靠和有效。团此，充分深入地了解、利用和借鉴自然生态系统的自然调控方式常会收到事半功倍的效果。*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*1．反馈机制反馈(feedback)又称回馈，是控制论的基本概念，指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程。反馈可分为负反馈和正反馈。负反馈使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定；正反馈使输出起到与输入相似的作用，系统偏差不断增大，并使系统振荡。在自然生态系统中，生物常利用正反馈机制迅速接近“目标”，如达到一定种群密度、占据一定生态位等；利用负反馈使系统在“目标”附近获得必要的稳定。(一)反馈机制及反馈调控的层次水平*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*农业生态系统是一个具有多种正、负反馈机制的系统，系统内的生物种群通过正、负反馈，使其密度及群体增长保持一定关系。(一)反馈机制及反馈调控的层次水平正反馈机制*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*当种群密度增大，由于种群内部的原因，种群的增长率减少，dN/dt=r（1-N/K），在增长率（γ一定的条件下，种群数量（N）增加的结果，使得种群数量增加减速。负反馈机制使种群数量稳定在平衡点（K）水平（图13-5）。负反馈机制(一)反馈机制及反馈调控的层次水平*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*2．反馈调控的层次水平*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*(二)多元重复补偿机制多元重复补偿是指在生态系统中，有一个以上的组分具有完全相同或相近的功能，或者说在网络中处在相同或相近生态位上的多个组成成分，在外来干扰使其中一个或两个组分被破坏情况下，另外一个或两个组分可以在功能上给予补偿，从面相对地保持系统输出稳定不变。例如：植物生产的种子数和动物的排卵数往往大大超过环境可容纳的下一代数目；同一种食草动物通过取食多种植物，以获取充足的养分等。多元重复补偿使得生态系统在遇到干扰后，仍能维持正常的能量和物质转化功能，这种多元重复有时也理解为生态系统结构上的功能组分冗余现象。1A1B1C多元重复补偿机制(三)本能调控*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*生态系统中由生物遗传特性所决定的生物自身的调控作用称为本能调控。1．程序调控指由生物遗传基因决定的有序调控。2．随动调控随动调控是由生物本能决定的行为调控，是动植物的运动过程能跟踪一些外界目标的现象。3．最优调控最优调控是生物在生存环境中达到与环境最适宜状态的调控。*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*二、人工调控机制人工调控(Artificialregulation):指在自然调控机制基础上，人们对生态系统的生物种类和比例、种间关系、物质输入和输出以及外部环境条件进行的调节和控制。与自然生态系统不同，农业生态系统由于其特殊的社会属性，随可对生态系统组分、输入输出直接进行调控外，在宏观层次上还可通过社会、经济和技术等要素对其进行间接调控。*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*直接调控是对系统的组成、结构和机能进行直接的调节和控制，是一种快速影响生态系统功能的调控方式，包括以下几种：1．农业生物调控农业生物调控是在个体、种群和群落各水平上通过对生物种群的遗传特性、栽培技术和饲养方法进行改良，以增强生物种群对环境资源转化效率的调控方式。(1)个体水平的生物调控(2)种群水平的生物调控(3)群落水平的生物调控(一)直接调控*西北农林科技大学·《农业生态学》13-*个体水平调控的主要层次有：1．选择和调整生物种类其主要途径有（1）根据限制因