第二章农业生态系统和植物病害流行

第二章第二章 农业生态系统和植物病农业生态系统和植物病害流行害流行(Agricultural Ecosystem and Plant Disease Epidemics) 1提 要基本观点一：植物病害是自然生态系统中的一个组成部分，在相对稳定的生态系统中，寄主与寄生物在协同进化过程中，建立了病害的平衡状态，病害水平低、波动小。2基本观点二：农业生态系统中，由于生物群落、环境、演替历史等方面，都与自然生态系统有差别，不利于建立和保持病害的平衡；而一些农业栽培管理措施又容易造成有利于病害发展流行的条件，病害易于流行。3对于植物病害的两种观点病理学观点：着眼于植物个体（病三角）目标是防治病害，消灭病原物生态学观点：着眼于群体（病害四面体）目标是管理病害4整体性功能演替稳定性成分结构生态系统概念52.1 生态系统（ Ecosystem） 的概念 :一定空间范围内的生物群落与非生物环境通过能量流动、物质循环和信息传递过程，共同结合而成的生态学单元。A. G. Tansley(1935) “生态系统 =生物群落 +环境条件 ”6生物群落：是指生活在同一环境而相互依存、相互作用的植物、动物、细菌和真菌的复合体。它们在一起组成了一个具有自己的成分、结构、环境条件、发育和功能的生物系统。群落是比 “种群 ”更高一级的生物组织，包括植物群落、动物群落和微生物群落，其中植物群落不但数量多，外貌显著，而且是动物和微生物赖以生存的基础，是生物群落的核心。7生态系统的类型： 自然生态系统 人工生态系统8生态系统的范围：生态系统有大有小。小系统 大系统简单系统 复杂系统各种各样的生态系统综合交错联系起来的综合体成为生物圈。91011121314152.2 生态系统的组成成分：非生物部分（无机环境） ：无机环境包括：太阳辐射（能源）物质代谢材料 -CO2 、 O2 、 H2O、无机盐 基质 -土壤、岩石、沙砾和水等，构成植 物生长和动物活动的空间媒质 -水、大气、土壤，是生物代谢的媒介16根据它们取得营养和能量的方式以及在能量流动和物质循环中所发挥的作用，可分为三大功能类群：生产者 -自养型进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌分解者 -异养型的真菌、细菌、某些原生动物和一些小型土壤动物，它们分解植物和动物的尸体消费者 -异养的草食动物和肉食动物。生物部分（生物群落）：17生 产 者（绿色植物）分 解 者（细菌和真菌）消费者（动物）CO2O2H2O营养分环境太阳CO2O2H2O营养分环境生态系统组成成分示意图生态系统组成成分示意图热 热辐射能18生态系统的 功能 表现在生物生产、能量流动、物质循环和信息传递， 其中特别是 能量流动 和 物质循环 ，通过生态系统的 核心 -群落 中各种生物之间的 食物链 ，体现了各种生物之间错综复杂的关系，代表了生态系统的基本功能。 2.3 生态系统的功能191)食物链（网）和营养级食物链 是指生物群落中各种动植物由于食物的关系所形成的一种联系。它们相互间结成一个整体，就象一环扣一环的链条，所以叫食物链。食物链上每一个环节叫做 营养级 ，每一个生物种群都处于一定的营养级，只有少数种类兼处两个营养级，如杂食性动物，包括人类。20第一营养级：绿色植物，是生态系统的生产者，是一切生物的食物的基本来源，位于食物链的开端。第二营养级：草食动物，直接以植物为食料，属于一级消费者，如家畜、野兔、昆虫、植物病原物等。第三营养级：以草食动物为食的肉食动物，属于二级消费者，如青蛙（吃昆虫）。 第四营养级：以肉食动物为食的肉食动物，属于三级消费者，如蛇（食青蛙）。此外，还可能有四级消费者如虎、豹、鹰和鲨鱼等。细菌、真菌为分解者，可列为第五和第六营养级。212)生态系统中的物质循环生态学中的物质指生物生命必需的各种营养元素，在各个营养级之间传递，连接构成物质流 。22第二级消费者（肉食动物）CO2O2H2O营养分CO2O2H2O营养分辐射能第三级消费者（ 大型肉食动物 ）第四级消费者（ 三级肉食动物 ）次级消费者无机物质传递 有机物质传递 能量流动生 产 者（绿色植物）分 解 者（细菌和真菌）一级消费者（草食动物）23能量传递的 “十分之一 ”定律，也叫林德曼效率。形象地说，人食用 1kg肉食性鱼类，相当于消费10kg草食性鱼类，100kg浮游动物，1000kg 浮游植物。E能量传递 “十分之一 ”定律24人 1幼牛 4.5头紫 苜蓿 2x107株个体数金字塔人体 4.72x104克牛肉 9.62x105克紫 苜蓿 8.03x107克生物量金字塔人吃 牛肉获得能量 8.3x103卡牛吃 苜蓿获得能量 1.19x106卡苜蓿光合作用获得能量 1.49x107卡太阳照射的苜蓿地能量 6.3x1010卡能量金字塔生态学金字塔253. 生态系统的稳定性 -生态平衡生态系统是一个能量流动和物质循环的功能单元。在一般情况下，能量和物质的输入和输出在 较长时间 内大体趋于相等，生态系统的结构和功能处于稳定状态，在外来干扰下，能通过自我调节恢复到原初的稳定状态。生态系统的这种稳定状态叫生态平衡。 26生态系统是一个调节控制系统，它具有反馈机能。但是其自我调节能力具有一定限度，即“生态阈限 ”。影响生态平衡的因素：自然和 人为272.4 农业生态系统和植物病害的流行农业生态系统和植物病害的流行经人工改造后的系统 以农业为目的的系统有明确的经济要求营养结构比自然生态系统单纯开放性强28农业