第五章第五章 农业生态系统的资源输入与效益输出农业生态系统的资源输入与效益输出第六章第六章 农业生态系统的调控机理农业生态系统的调控机理1资源输入：资源利用的生态经济规律资源输入：资源利用的生态经济规律自有资源利用的生态经济规律H. Hotelling （ 1931 ）提出：资源的拥有者会根据资源价格和银行利率的变化决定资源的处理方式。 当资源价格上升的幅度大于银行利率时，产权人倾向保留资源； 当资源价格上升的幅度小于银行利率时，产权人倾向开采资源。 资源利用的生态经济规律资源利用的生态经济规律公共资源利用的生态经济规律在一定的经济条件下，以公共资源形式存在的生物种群数量会稳定在一个水平上，在这个水平上对其开发利用的收益恰好等于其成本。 R=PEN-CE R为净收益，P 为价格， E 开发能力， N 为种群数量， C 为单位开发能力成本。 R=PEN-CE 4资源资源输入：输入： 我国的资源问题我国的资源问题水资源匮乏耕地资源不足矿产资源不丰富海洋资源有待开发生物资源需要保护5水资源水资源GRACE重力卫星世界水资源6水水资资源源随随季季节节变变化化7青青藏藏高高原原隆隆起起青藏高原青藏高原西南季西南季风东南季南季风亚热带森林森林荒漠、沙漠、草原荒漠、沙漠、草原降降水水9中中国国干干湿湿地地区区划划分分图图10人均需水量人均需水量1700m3？11人均需水量人均需水量12中国水资源中国水资源13中国水资源中国水资源14地下水循环过程地下水循环过程15华北平原地下漏斗区华北平原地下漏斗区16华华北北平平原原地地下下漏漏斗斗区区1964-1998根据水位线监测数据绘制2002-2012根据重力场变化推算出的水量变化17华北平原地下漏斗区华北平原地下漏斗区18节水措施节水措施雨水汇集利用工程梯田19节水措施节水措施滴灌塑料薄膜防渗水20生生物物资资源源丨丨温温度度带带划划分分图图21生生物物资资源源丨丨生生态态系系统统中中国国各各省省植植物物数数量量省份省份植物种类植物种类云南省14438四川省9513广西7123西藏6683贵州省5674广东省5404台湾省4504湖北省3863甘肃省3789海南省3761湖南省3736福建省3680新疆3455陕西省3392浙江省3326江西省3278安徽省2520青海省2239河南省2224内蒙古2159河北省2135江苏省2020山西省1922辽宁省1832黑龙江省1724吉林省1714山东省1416宁夏978重庆市705中中国国各各省省动动物物数数量量省份省份动物种类动物种类云南省6541台湾省6336四川省5036福建省4298广西4247海南省4018广东省3647浙江省3616陕西省2501甘肃省2342贵州省2308湖南省2276湖北省2190新疆2145江西省1914河北省1874江苏省1728吉林省1590内蒙古1567辽宁省1548黑龙江省1527河南省1506山东省1465安徽省1371青海省1280西藏1267山西省1202重庆市1023宁夏8282526生生物物资资源源丨丨生生态态系系统统中中国国实实际际植植被被分分布布国国家家农农业业战战略略布布局局29第二节第二节 农业生态系统的效益输出农业生态系统的效益输出生态系统服务功能资源供给 调节服务支持服务文化服务30 资源供给资源供给 粮食； 木材供给地； 生物药原料产地； 经济作物如橡胶、茶叶、咖啡、多种花卉植物生产地。 生态服务功能生态服务功能31 生生态态服服务务功功能能调节服务调节服务气体调节气候调节 水文调节 废物处理 生生态态服服务务功功能能支持服务支持服务保持土壤维持生物多样性 生态服务功能生态服务功能文文化化服服务务美学景观生生态态服服务务功功能能 农业生态系统服务功能农业生态系统服务功能社会效益社会效益 农产品满足社会生活需求；就业岗位。经济效益经济效益 农业经营过程中农民、企业和政府的经济收益。生态效益生态效益 环境调节服务和支持服务。35第六章第六章 农业生态系统的调控机理农业生态系统的调控机理农业生态系统的信息流农业生态系统的信息流农业生态系统的资金流农业生态系统的资金流农业生态系统的调控农业生态系统的调控完善农业生态转型的政策法规完善农业生态转型的政策法规36农业生态系统的信息流农业生态系统的信息流自然界中，以物理物理形态（光、电磁、声音等）、化学化学形态（各种化学物质）及生物生物形态（行为方式）出现的自然信息，以及以图像、数据、文字、像、数据、文字、语言言等形式出现的人工信息，都有一个产生、传输、接收的过程，这个过程称为信息流信息流（information flow）。37农业生态系统的自然信息流农业生态系统的自然信息流环境与动植物的信息关系环境与动植物的信息关系植物与植物间的信息关系植物与植物间的信息关系植物与动物间的信息关系植物与动物间的信息关系动物与动物间的信息关系动物与动物间的信息关系38环境与境与动植物的信息关系植物的信息关系-光光为例例大气圈内物质的吸收、反射和散射太阳高度角季节变动 、纬度海拔高度、朝向和坡度等39自然光组成自然光组成光照光照40地球表面太阳光分布的地球表面太阳光分布的特点特点光光质质( (光谱成分光谱成分) ) 低海拔、高纬度长波光多，高海拔、低纬度短波光多 夏季、中午短波光多，冬季、早晚长波光多 日照时间日照时间 夏季昼长夜短、冬季昼短夜长 纬度升高、变化加大，两极有极昼、极夜 光照强度光照强度 低海拔、高纬度光照强度弱，高海拔、低纬度光照强度大 夏季、中午光照强度大，冬季、早晚光照强度弱 (北半球)南坡光照强度大，北坡光照强度弱41光的生态作用及生物的适应光的生态作用及生物的适应光合作用光合作用42光的生态作用及生物的适应光的生态作用及生物的适应光影响形态建成光影响形态建成43C4C3光的生态作用及生物的适应光的生态作用及生物的适应44动物的昼夜节律光的生态作用及生物的适应光的生态作用及生物的适应451.长日照植物日照植物2.短日照植物短日照植物3.中日照植物中日照植物4.日中性植物日中性植物光的生态作用及生物的适应光的生态作用及生物的适应46光的生态作用及生物的适应光的生态作用及生物的适应长日照长日照短日照短日照47矢车菊矢车菊植物与植物间的信息传递植物与植物间的信息传递48飞机草飞机草植物与植物间的信息传递植物与植物间的信息传递49植物和动物之间的信息传递兰科植物兰科植物50植物与动物之间的信息传递植物植物- -动物动物51豆科、红萍、蓝藻等的多样性豆科、红萍、蓝藻等的多样性植物与微生物之间的信息传递植物与微生物之间的信息传递52水晶兰类菌根（寄生）、外生菌根、内生菌根、丛枝菌根牛肝菌属、鹅膏属和口蘑属内囊霉科球囊霉属红菇属鹅膏属牛肝菌属红菇属植物与微生物之间的信息传递植物与微生物之间的信息传递53幼叶鲜艳幼叶鲜艳54动物与动物之间的信息传递55农业生态系统的人工信息流农业生态系统的人工信息流人工模仿的自然信息人工模仿的自然信息56农业生态系统的人工信息流农业生态系统的人工信息流人工模仿的自然信息人工模仿的自然信息57鸭稻生态系统生物监测气象监测水文监测土壤监测理化性理化性质温室气体温室气体微生物、杂草、病虫害微生物、杂草、病虫害温湿度等温湿度等水稻相关性状水稻相关性状水体化学性质水体化学性质人工采集和收集的信息人工采集和收集的信息58气象观测气象观测主机主机无线传感器节点无线传感器节点气温、土温、辐射、降水、土壤气温、土温、辐射、降水、土壤湿度、空气湿度、风向和风速等湿度、空气湿度、风向和风速等59气象观测气象观测http:/cn.kebaiiot.com/caipoweb/monitor/index#13017218 60稻香园农业物联网稻香园农业物联网虫情虫情墒情墒情苗情、灾情苗情、灾情专家系统专家系统云云平平台台信息共享信息共享61第六章第六章 农业生态系统的调控机理农业生态系统的调控机理农业生态系统的信息流农业生态系统的信息流农业生态系统的资金流农业生态系统的资金流农业生态系统的调控农业生态系统的调控完善农业生态转型的政策法规完善农业生态转型的政策法规62农业生态系统的资金流农业生态系统的资金流63农业生态系统的资金流农业生态系统的资金流64资金流与能流物流独立的后果资金流与能流物流独立的后果65第六章第六章 农业生态系统的调控机理农业生态系统的调控机理农业生态系统的信息流农业生态系统的信息流农业生态系统的资金流农业生态系统的资金流农业生态系统的调控农业生态系统的调控66农业生态系统社会效益生态效益经济效益农业效益的构成及其相互关系示意图农业效益的构成及其相互关系示意图+ + + +- - - -农业生态系统的调控农业生态系统的调控68农业生态系统的调控农业生态系统的调控69农业生态系统的调控农业生态系统的调控70生态系统的反馈调节生态系统的反馈调节反馈（feedback）指的是系统的输出端通过一定的通道反送到输入端，变成决定系统本来功能的输入，具有这种反馈机制的系统称为控制论系统。系统系统输出输出输入输入环境环境反馈环反馈环自然生态系统是开放系统，必须依赖外界环境的输入，输入一旦停止，系统将失去功能，生态系统通过反馈机制实现其自我调控以维持相对的稳态。71生态系统的反馈调节生态系统的反馈调节正反馈：具有增强系统功能的作用，增大与中心点距离，远离稳态。负反馈：具有消弱和减低系统功能的作用，减少与中心点距离。 正反馈 负反馈72生态系统的负反馈调节生态系统的负反馈调节兔的食兔的食物增加物增加兔数量减少兔数量减少兔因饥兔因饥饿死亡饿死亡兔吃少兔吃少量植物量植物植物增加植物增加兔数量增加兔数量增加兔吃大兔吃大量植物量植物植物减少植物减少73平均株干重(W)对数值与种群密度（d）之间的关系，a=-3/2-3/2-3/2自疏法则自疏法则74农业生态系统的调控农业生态系统的调控75人工直接调控人工直接调控系统模式：系统模式： 组分结构、组分关系配置、输入、输出 技术体系：技术体系： 种植技术、养殖技术、植被恢复技术、水土流失治理技术、污染治理技术等 育秧插秧大鸭下田吃杂草田螺收割放鸭 放小鸭下田共作放养赶长大的鸭子上田 放养第二批小鸭抽穗放鸭下田吃落穗鸭稻共作生态农业技术流程鸭稻共作生态农业技术流程成熟水稻成熟技术体系：技术体系： 种植技术、养殖技术、植被恢复技术、水土流失治理技术、污染治理技术等 社会经济间接调控社会经济间接调控78农业生态系统的调控农业生态系统的调控7980