农业生态系统的信息流及其调控ppt课件

第七章农业生态系统的信息流及其调控 1 第一节农业生态系统的信息流 一 信息的概念信息 Information 通常是指包含在情报 信号 消息 指令 数据 图象等传播形式中新的知识内容 如阳光 河水 生态系统中 信息就是能引起生物生理 生化和行为变化的信号 2 流水带来两种不同的信息 3 温度高了 我该开花了 秋天来了 我该怎么办 4 二 信息的类型 物理信息化学信息行为信息营养信息 5 1 物理信息 生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信息 生态系统中的各种光 颜色 声 热 电 磁等都是物理信息 6 太阳都走啦 该向这边了 光 7 嗨 天亮了 该起来了 光 8 这种颜色的叶子不能吃了 我们也该休眠了 色 9 嗨 它是不是我们的同伴 色 10 你还逃得了吗 声 11 这下天敌认不出来吧 形 12 这下天敌认不出来吧 形 13 2 化学信息 信息素 生态系统中由生物产生的次生代谢产物参与化学传递信息 协调各种功能 这种传递信息的化学物质通称为信息素 次生代谢产物 它们是在生态进化压力下产生的 非生命活动所必需的物质 已知结构的这类物质约30000种 主要是生物碱 萜类 黄酮类 非蛋白质有毒氨基酸 以及各种苷类 芳香族化合物等 14 3 行为信息 许多植物的异常表现和动物异常行动传递了某种信息 可通称为行为信息 蜜蜂发现蜜源时 就有舞蹈动作的表现 以 告诉 其它蜜蜂去采蜜 蜂舞有各种形态和动作 来表示蜜源的远近和方向 如蜜源较近时 作圆舞姿态 蜜源较远时 作摆尾舞等 其他工蜂则以触觉来感觉舞蹈的步伐 得到正确飞翔方向的信息 15 16 4 营养信息 在生态系统中环境中的食物及营养状况会引起生物的生理 生化及行为的变化 如食物短缺会引起生物迁徙 植物叶色是草食动物取食的信息 被捕食者的体重 肥廋 数量是捕食者取食的依据 因此 营养信息是指环境中的食物及营养状况 食物链就是一个生物的营养信息系统 各种生物通过营养信息关系联系成一个互相依存和相互制约的整体 食物链中的各级生物要求一定的比例关系 17 二 农业生态系统的信息传递 18 农业生态系统信息流模型 19 信源 发信器官 信道 接受器官 信宿 传递信号 发送消息 接受消息 信息传递的模型 20 1 信源 它产生要传输的信号 通常是某一生物主体或环境要素 2 发送器官 它把要传递的信息变换成适合于信道上传输的信号 一般由编码器按照信道类型进行编码 对生物主体来说 常是生物的一些器官 如 声带 发光体 翅 口 鼻 腿 腹膜 腺体等 3 信道 这是连接发送端与接收端的信息媒介 传递的信号通过此媒介从一个有机体到另一个有机体 从这一种群到另一种群 从一个群落进入另一个群落 空气 水域 导线和光纤维等都是一些典型的信道 4 接收器 官 执行与发送器官 或机械 相反的功能 把通过信道后的信号接收 或再加以变换成能被接收者所理解的消息或信号 如眼 耳 鼻 毛发 皮肤 触角等感觉器官 5 信宿 收信者 信宿即为收到信息者 是信息传递的目的地 21 绿色植物 光 预取食 观察思考安全否 神经思维 口腔感觉味道刺激 选择取食 眼看 鼻闻 化学信息营养信息 化学信息 光信息化学信息 化学信息接触信息 化学信息营养信息 化学信息 草食动物取食的信息流过程 信息传递实例1 取食 22 动物居住地选择的信息源 居住地 光 温 水 湿 气 食物 天敌 声 信息传递实例2 居住 23 24 谷地 低洼地建筑存在的问题 25 谷地 低洼地建筑存在的问题 26 谷地 低洼地建筑存在的问题 27 谷地 低洼地建筑存在的问题 28 谷地 低洼地建筑存在的问题 29 叶蟋蟀的叶状翅及自然保护色 信息传递实例3 防卫 30 一 农业生态系统的动态平衡及稳定性机制生态平衡 在一定时间和范围内 生物与环境 生物与生物之间相互适应所维持着的一种协调状态 农业生态系统的稳定性机制 包括内源稳定性机制和外源调控机制 第二节农业生态系统的调控 31 内源稳定性机制 农业生态系统自我调节 自我维持和自我发展的能力 外源调控机制 人们利用等衡调控原理 在一定技术条件或投入限量下 力求使农业生态系统的各个子系统功能均衡地发展到一定水平使系统功能最佳 32 1 特点 兼有中心式调控和非中心式调控 自然生态系统属非中心式调控 人工控制的系统属中心式调控 农业生态系统的调控层次有自然调控 人工直接调控和社会间接调控 二 农业生态系统调控的特点 33 2 自然信息调控稳态调控 系统抵抗干扰和受干扰后迅速恢复的趋于稳定发展的调控这种稳态靠两种机制 系统的功能组分冗余及系统的负反馈作用系统的功能组分冗余 在一个系统中 具有同一功能的组分数量供大于求反馈作用 系统的运行结果作为控制信息被回送 重新成为同一系统的输入成分或控制信息 负反馈和正反馈 34 35 个体数量太大 生成环境恶化 存活率和繁殖率下降 使种群数量下降 在一定生境中 环境容量有限 当物种白唇鹿在低密度时 雌鹿怀孕率为93 而且60 是双胞胎 7 是三胞胎 在高密度时 雌鹿怀孕率为78 而且双胞胎是18 没有三胞胎 稻田生态系统 密度 36 人工技术直接调控包括农业生态系统设计 运行 管理及评价等各过程中所涉及的一系列技术设计主要指系统的基本结构与功能协调方面 包括土地利用规划 生态经济结构设计 食物链优化设计 投入与产出效率设计 生态环境综合治理设计 能源结构设计等社会间接调控金融 财政 法制 行政 交通 科教等部门对生产者或经营者的决策与行动的影响 37 三 生态失调与生态重建 生态系统的调节能力是有限度的 超过限度会使生态系统伤害 破坏 崩溃等 农业资源利用的有限性 生态阈值生态失调 生态系统受到外界压力或冲击 系统的平衡受到影响 如果这种压力或冲击超过了生态系统的生态阈值时 系统的自我调节能力降低或消灭 造成生态平衡破坏 生态系统衰退或崩溃 38 生态重建 生态平衡失调