农业生态学

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24、生态因子的分类

答:生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。

依其性质可归纳为六类:气候因子:如温度、水分、光、降水、风和雷电等;土壤因子:包括土壤结构、土壤有机物和无机物成分的理化性质及土壤微生物等;地形因子:如地面的起伏、山脉的坡度和阴阳坡等。这些因子对植物的生长和分布有明显影响;生物因子:包括生物之间的各种联系,如捕食、寄生、竞争和互惠共生等;人为因子:把人为因子从生物因子中分离出来是为了强调人的作用的特殊性和重要性。人类的活动对自然界和其它生物的影响已越来越大和越来越带有全球性,分布在地球各地的生物都有直接或间接受到人类活动的巨大影响;火因子:影响动、植物的分布与更新。 25、生态因子的主导作用和辅助作用。

答:在诸多环境因子中,常常有一、二个因子起着决定性的作用,称为主导因子。作用:对环境来说,主导因子的改变会使环境的全部生态关系发生改变,综合环境发生质的变化;对生物来说,主导因子的存在与否和数量的变化会使生物的生长发育发生发生明显的改变。 除主导因子以外的其他因子称为辅助因子。作用:辅助因子的改变虽不表现质的变化,但同样会引起生物和环境性质在数量上的变化。

如果变化范围超过了生物的耐性范围,辅助因子也就变成主导因子。因此,主导与辅助是相对的。不同的生物或相同生物的不同生育时期以及在不同的地区,其环境的主导因子都是可能不同的。

26、生态因子的直接作用和间接作用

答:直接影响或参与生物新陈代谢的因子称为直接因子,如光、温、水、气和土壤养分等。不直接影响生物,而是通过影响直接因子而影响生物的生态因子称为间接因子。如地势起伏、地质结构等是通过影响光、温、水气和土壤因子,然后作用于生物的。

间接因子对生物的作用虽然是间接的,但往往是非常重要的,它一般支配着直接因子,而且作用范围广,作用强度大,有时甚至构成地区性影响及小气候环境的差异。

区分直接因子和间接因子的作用对认识生物的生长、发育、繁殖及分布都很重要;了解二者之间的关系,有利于通过间接因子的改造而影响直接因子,从而创造良好的生态环境。 27、生态因子对生物具有的同等重要性、不可代替性和互补性。

答:作用于生物体的的生态因子,都具有各自的特殊功能与作用,每个因子对生物的作用是同等重要、缺一不可的。

虽然从总体上说生态因子是不可替代的,但是在局部是能补偿的。也就是说某一因子数量不足,有时可靠另一因子而得到补偿,即所谓的互补性。

生态因子的补偿作用只能在一定范围内作部分补偿,而不能以一个因子代替另一个因子,且因子之间的补偿作用也不是经常存在的。 28、生态适应性的概念及其表现形式。

生态适应性是生物在生存竞争中为适应环境而形成的特定性状的一种表现。生物对环境中各种生态因子的综合作用。

最终表现为趋同适应和趋异适应。趋同适应:亲缘关系相当疏远的生物,由于长期生活在相同的环境中,通过变异、选择和适应,在器官形态等方面表现出相似的现象,其结果使不同种的生物在形态、生理和发育上表现出很强的一致性和相似性。 趋异适应:指同种生物的不同个体群,由于分布地区的差异,长期接受不同环境的综合影响,不同个体群在形态生理等方面产生相应的生态变异。 30、食物链和食物网。

答:食物链指生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系彼此连接起来的一个序列,组成一

个整体,就像一条链索一样,这种链索关系就被称为食物链。①捕食性食物链,又称活性食物链,它是以直接消耗活有机体、或其组织和器官为食物的食物链。②腐食性食物链,又称残渣食物链,它是以死有机体或排泄物为食物,通过腐烂、分解,将有机物分解为无机物的食物链。③寄生性食物链。它是以寄生的方式取食生物活体的组织或器官而构成的食物链。④混合性食物链,又称杂食性食物链。这种食物链的特点在于构成食物链的多个环节中,既有活性食物链环节,又有腐食食物链环节。

食物网:在生态系统中,各种生物成员之间的取食与被取食关系,往往不是单一的,多数情况是交织在一起的,一种生物常常以多种食物为生,而同一食物又往往被多种消费者取食,于是就形成了生态系统内多条食物链相互交织,互相联结的“网络”,这种网络被称为“食物网”。

31、农业生态系统的主要能量来源。 答:农业生态系统的主要能量来源是太阳能和人工辅助能。人工辅助能是指人类通过各种生产活动所投入到农业生态系统中的人力、畜力、燃料、电力、机械、化肥、农药、饲料等。它的投入可以大大强化和辅助生态系统中生物对太阳光能的固定、转化和流动。 32、农业生态系统的主要能流途径有哪些?

答:生态系统的能量流动始于初级生产者(绿色植物)对太阳辐射能的捕获,通过光合作用将日光能转化为储存在植物有机物质中的化学潜能,这些被暂时储存起来的化学潜能由于后来的去向不同而形成了生态系统能流的不同路径。 第一条途径(主路径):植物有机体被一级消费者(食草动物)取食消化,称为二级生产者,二级生产者又被称为二级消费者(食肉动物)所取食消化,称为三级生产者,还有四五级生产者等。能量沿食物链各营养级流动,每一营养级都将上一级转化而来的部分能量固定在本营养级的生物有机体中,但最终随着生物体的衰老死亡,经微生物分解将全部能量散逸归还于非生物环境。 第二条路径:在各个营养级中都有一部分死亡的生物有机体,以及排泄物或残留体进入到腐食食物链,在分解者(微生物)的作用下,这些复杂的有机化合物被还原为简单的CO2、H2O和其他无机物质。有机物质中的能量以热量的形式散发于非生物环境。 第三条路径:无论那一级生物有机体在其生命代谢过程中都要进行呼吸作用,在这个过程中生物有机体中存储的化学潜能做功,维持了生命的代谢,并驱动了生态系统中物质流动和信息传递,生物化学潜能也转化为热能,散发于非生物环境中。

第四条路径:从能量的输入来看,随着人类从生态系统内取走大量的农畜产品,大量的能量与物质流向系统之外,形成了一股强大的输出能流,这是农业生态系统区别于自然生态系统的一条能流路径,也称为第四条能流路径。 33、农业生态系统能量调控途径有哪些?

答:能量生产作为物质生产的内涵,其在系统中的流量、流速和系统中有较高的能流转化功能的组分结构以及减少系统能流损失是决定系统物质生产力并将进一影响人类实现既定目标的重要方面。因此农业生态系统能流调控的途径应围绕扩源、强库、截流、减耗四个方面来做文章。

扩源:初级生产所固定的太阳光能是生态系统的基础能流来源。扩大绿色植被面积,提高对太阳光能的捕获量。将尽可能多的太阳光能固定转化为初级生产者体内的化学潜能,为扩大生态系统能流规模奠定基础。 强库:生态系统中能量和物质被暂时固定与储存的地方称为库。从能流储存角度讲主要是指植物库、动物库,这也是农业生态系统物质生产力的具体体现者。强库指加强库的储存能和强化库的转化效率,以保证有较大的生物能产出,一是从生物体本身对能量的储存能力和转化效率考虑;二是从外界生存环境对生物的影响考虑,加强辅助能的投入,为生物的生长

发育创造一个良好的环境,从而提高了对太阳光能的利用效率和对生物化学能的转化效率。 截流:通过各种渠道将能量尽量地截留在农业生态系统之内,扩大流通量,提高农业资源的利用效率,减少对化石辅助能的过分依赖。主要途径有:开发新能源;提高生物能的利用率,充分利用作物秸秆、野生杂草和牲畜粪便等副产品,将其中的生物能通过农牧结合、多级利用、沼气发酵等方法尽可能地用于生态系统内的转化。

减耗:降低消耗,节约能源,减少能源的无谓损失,发展节能、节水、节地、降耗的现代农业。

34、辅助能的类型。 答:除太阳辐射能之外,生态系统接收的其他形式的能量成为辅助能。根据辅助能的来源,可将辅助能划分为自然辅助能和人工辅助能。

自然辅助能的形式有风力作用、沿海和河口的潮汐作用、水体的流动作用、降水和蒸发作用。人工辅助能包括生物辅助能和工业辅助能两类。前者是指来自于生物有机物的能量,后者是指来源于工业的能量投入,也称为无机能、商业能、化石能。 35、生态金字塔的类型。 答:生态金字塔是生态学研究中用以反映食物链各营养级之间生物个体数量、生物量和能量比例关系的一个图解模型。

由于能量沿食物链传递过程中的衰减现象,使得每一个营养级被净同化的部分都要大大地少于前一营养级。因此,当营养级由低到高,其个体数目、生物现存量和所含能量一般呈现出基部宽,顶部尖的立体金字塔形,用数量表示的称为数量金字塔,用生物量表示的称为生物量金字塔,用能量表示的称为能量金字塔。 36、库、流。

答:库:物质在运动过程中被暂时固定、储存的场所称为库。生态系统中的各个组分都是物质循环的库,可分为植物库、动物库、大气库、土壤库和水体库。各个库又可分为许多压库。在生物地球化学循环中,物质循环的库可归为两大类:一为储存库,其容积较大,物质交换活动缓慢,一般为非生物成分的环境库;二为交换库,其容积较小,与外界物质交换活跃,一般为生物成分。

流:物质在库与库之间的转移运动状态成为流。生态系统中能流、物流和信息流,使生态系统各组分密切联系起来,并使系统与外界环境联系起来。

没有库,环境资源不能被吸收、固定、转化为各种产物;没有流,库与库之间不能联系、沟通,则物质循环短路,生物无以维持,生态系统必将瓦解。 37、生物地化循环及其类型。 答:地球上的各种化学元素和营养物质在自然动力和生命动力的作用下,在不同层次的生态系统内,乃至整个生物圈里,沿着特定的途径从环境到生物体,再从生物体到环境,不断地进行流动和循环,就构成了生物地球化学循环,简称生物地化循环。(那些对生命活动必不可少的各种元素和无极化合物的运动通常称为营养物质循环)。

生物地化循环包括:⑴根据循环范围分为:地质大循环和生物小循环。地质大循环指物质或元素经生物体的吸收作用,从环境进入生物有机体内,生物有机体再以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境,进入大气、水、岩石、土壤和生物五大自然圈层的循环。地质大循环时间长、范围广,是闭合式循环。 生物小循环指环境中的元素经生物体吸收,在生态系统中被多层次利用,然后经过分解者的作用,再为生产者吸收、利用。生物小循环的时间短、范围小,是开放式的循环。⑵根据物质在循环时所经历的路径不同,从整个生物圈的观点出发,生物地球化学循环分为:气相型循环和沉积循环型。气相型循环即元素或化合物→气体→通过大气扩散弥漫了陆地或海洋上空→在很短的时间内被植物重新利用。其储存库在大气圈或水圈(海洋)中。特点:循环迅速,对于干扰可相当快地进行自我调节(但

大气的自我调节也不是无限的)。从全球意义上看,这类循环是比较完全的循环。沉积型循环:许多矿物质元素(在地壳)→自然风化和人类的开采冶炼→从陆地岩石中释放出来→植物吸收参与生命物质的形成→沿食物链转移→动植物残体或排泄物→微生物分解→元素→环境。其中,一部分保留在土壤中供植物吸收利用外,一部分以溶液或沉积物状态随流水进人江河,汇入海洋,经过沉降、淀积和成岩作用变成岩石,当岩石被抬升并遭受风化作用时,该循环才算完成。其储存库在地壳里。特点:循环是缓慢的、非全球性的,易受到干扰,成为“不完全”的循环,受到生物作用的负反馈调节,变化较小。 38、物质循环库的类型。

在生物地球化学循环中,物质循环的库可归为两大类:一为储存库,其容积较大,物质交换活动缓慢,一般为非生物成分的环境库;二为交换库,其容积较小,与外界物质交换活跃,一般为生物成分。

39、生态系统内能流与物流的关系。

答:生态系统内同时存在着能流与物流,它们相伴而行,相辅相成,且不可分割。能流是物流的动力,物流是能流的载体。都遵循着“物质不灭,能量守恒”的原则。 比较流经生态系统的能流和物流,它们之间还有很多的区别。能流是单向流动并且在转化过程中逐渐衰变,有效能的数量逐级减少,最终趋向于全部转化为低效热能,离开生态系统。能量只能被利用1次,所谓再利用是指未被利用过的部分。物流不是单方向流动,而是往复循环,物质在流动的过程中只是改变形态而不会消灭,可以在系统内永恒地循环,不会成为废物。

任何生态系统的存在和发展,都是能流与物流同时作用的结果,二者有一方受阻都会危及生态系统的延续和存在。

40、农业生态系统中N素循环及其调控。

答:1.输入:三个来源即生物固氮、大气固氮、工业固氮2.输出:有机体燃烧、产品输出、反硝化作用、淋溶流失和挥发3.调控:充分发挥生物固氮的作用;发展工业固氮;使动、植物残体及排泄物尽量还田;控制土壤中N的非生产性消耗。 41、中国水资源特点。

答:特点:①水资源总量多,人均资源少:全年降水628㎜,2.8×1012立方米,世界第6位。人均2600立方米,相当于世界人均的1/4,列世界第88位,已被列为世界贫水国之一。②时间分布不均:50~70%集中在夏季。③地区分布不均:南多北少。④农业灌溉发展迅速:全国灌溉面积由建国初的2.4亿亩发展到7.2亿亩。不到50%的灌溉面积生产了2/3的粮食。⑤农业是用水大户:农业用水占全国总用水量的85%,高于美国(48.6%),俄罗斯(59%),意大利(69%),日本(72%) 42、农业生态系统中水循环的调控。

答:①保护森林、草地植被,增加对降水的截 流量,减少径流。森林可截留夏季雨量的20~30%,草地5~13%,林地径流量比无林地少10%以上。②修筑水库、塘坝,增加对降水的蓄积量。③防止过量开采地下水,尤其是深层地下水,避免区域性水资源的枯竭。④减少有毒物质的排放,防止水域污染。⑤节约用水。农业用水占全部用水量的80%,是用水大户,节水潜力巨大。

43、环境污染的概念及其种类。

答:环境污染:随着工农业的发展,各种除草剂、杀虫剂、杀菌剂的使用,矿山的开发,核电站的建立,以及各种工业“三废”(废水、废物、废气)的排放等,使引入环境的化学、物理、生物因素超过了环境可能忍受的限度,从而使环境受到污染,引起公害。

根据污染的环境,可分为三种类型:①大气污染指大气中so2、烟铅(汽车燃油时排放)、粉尘、氟化物等含量较多。其危害为,在城市中主要是有毒气体聚集在一起形成毒雾,影响


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