农业生态系统和植物病害流行.ppt

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 (Agricultural Ecosystem and Plant Disease and Plant Disease Epidemics)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 5 2.1 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。 9 10 11 12 13 14 15 2.2 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） CO2 O2 H2O 营养分 环 境 太阳 CO2 O2 H2O 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 19 1)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。 21 2)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） CO2 O2 H2O 营养分 CO2 O2 H2O 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 25 3. 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 27 2.4 2.4 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 农业生态系统理论基础 v不断提高太阳能转化为生物能的效率 v不断提高氮气资源转化为高蛋白的效率 v加速能源和物流在生态系统中的再循环过程 29 1. 农业生态系统和自然生态系统的差异 95%15种 生物群落方面 物种的数目和种类的多样性减少 有害生物 30 环境方面 （在能量和物质来源方面） 太阳能、施肥、灌溉等 31 演化和演替 它的平衡状态主要依靠人类的活动来维持。自然 演替是受阻，停留在“未成熟”状态的 “ 亚顶极”群 落，生态学中把这种失调的演替顶极称为“偏途顶 极”（disclimax）。这种顶极群落是不稳定的。 32 2农业管理措施与植物病害流行 现在农业生产中采用的各种栽培管理措施，总 的说来是从有利于提高农业生产的数量和质量，有 利于提高劳动生产力和经济效益而采取的，其中也 包括有控制病虫危害的措施。 33 但每一项栽培管理措施在不同场合、不同情况下 对于病害发生发展会有不同的作用和影响，它们是 否对病害的发展和流行有利，可以从它们对病害流 行条件的作用和影响来考查。 34 3.农业的现代化和植物病害流行 曾士迈 植物病害流行大都是人类引起的。 35 病害的流行发展关键性五个因子 寄主植物群体必须具有感病性，愈一致愈有 利； 寄主植物必须群集或密集在一起，愈密愈好 ； 3000种15种 36 必须有一种毒性病原物存在，并有大量 的增长的势能，愈快愈好； 天气和环境中的其它因子必须有利于病 原物散布和病害发展； 有利条件的时限必须足以支持病害流行 。 37 第二章复习思考题 1. 什么叫生态系统、自然生态系统和农业生态系统？ 2. 自然生态系统与农