光质(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 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 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
大鸭下田吃 杂草田螺
放小鸭下田共 赶长大的鸭子上田 作放养 养第二批小鸭
放
水稻成熟
放鸭下田吃 落穗
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、
污染治业生态系统的调控
79
80
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
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=P×E×N-C×E 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。
持相对的稳态。
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
生态系统的负反馈调节
兔数量增加 兔数量减少 兔的食 物增加 兔因饥 饿死亡 植物减少 兔吃少 量植物 兔吃大 量植物
植物增加
-3/2自疏法则
中 国 各 省 动 物 数 量
省份 动物种类 6541 云南省 6336 台湾省 5036 四川省 4298 福建省 4247 广西 4018 海南省 3647 广东省 3616 浙江省 2501 陕西省 2342 甘肃省 2308 贵州省 2276 湖南省 2190 湖北省 2145 新疆 1914 江西省 1874 河北省 1728 江苏省 1590 吉林省 1567 内蒙古 1548 辽宁省 1527 黑龙江省 1506 河南省 1465 山东省 1371 安徽省 1280 青海省 1267 西藏 1202 山西省 1023 重庆市 828 宁夏
叶、咖啡、多种花卉植 物生产地。
31
生 态 服 务 功 能
调节服务
气体调节 气候调节 水文调节
废物处理
生 态 服 务 功 能
支持服务
保持土壤 维持生物多样性
生态服务功能
文 化 服
生 态 服 务 功 能
务
美 学 景 观
农业生态系统服务功能
社会效益
农产品满足社会生活需求；就业岗位。
降 水
中 国 干 湿 地 区 划 分 图
人均需水量
1700m3？
11
人均需水量
中国水资源
中国水资源
14
地下水循环过程
15
华北平原地下漏斗区
16
2002-2012根据
华 北 平 原 地 下 漏 斗 区
重力场变化推算
出的水量变化
1964-1998根据 水位线监测数据 绘制
华北平原地下漏斗区
+
生态 效益
+
农业生态系统的调控
68
农业生态系统的调控
69
农业生态系统的调控
70
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。
反馈环
输入
系统 环境
输出
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
主机
无线传感器节点
气象观测
/caipoweb/monitor/index#13017218
稻香园农业物联网
虫情 专家系统
墒情 云 平 台 苗情、灾情 信息共享
第六章 农业生态系统的调控机理
农业生态系统的信息流
农业生态系统的资金流
农业生态系统的调控
完善农业生态转型的政策法规
62
农业生态系统的资金流
63
农业生态系统的资金流
64
资金流与能流物流独立的后果
65
第六章 农业生态系统的调控机理
农业生态系统的信息流 农业生态系统的资金流 农业生态系统的调控
66
农业效益的构成及其相互关系示意图
社会 效益
+
农业生 态系统
经济 效益
-
25
26
生 物 资 源 丨 生 态 系 统
中 国 实 际 植 被 分 布
国 家 农 业 战 略 布 局
29
第二节 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
生态服务功能
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
平均株干重(W)
对数值与种群密
度（d）之间的 关系，a=-3/2
农业生态系统的调控
75
人工直接调控
系统模式： 组分结构、组分关系配 置、输入、输出 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
76
鸭稻共作生态农业技术流程
育 秧
插 放 秧 鸭
抽 穗
成 熟
收 割
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
环境调节服务和支持服务。
第六章 农业生态系统的调控机理
农业生态系统的信息流
农业生态系统的资金流
农业生态系统的调控
完善农业生态转型的政策法规
36
农业生态系统的信息流
自然界中，以物理形态（光、电磁、声音等）、化学形态（各种化学物质）及生物形态 （行为方式）出现的自然信息，以及以图像、数据、文字、语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（information flow）。
R=P×E×N-C×E
4
资源输入： 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
GRACE 重力卫星 世界水资源
6
水 资 源 随 季 节 变 化
青 藏 高 原 隆 起
荒漠、沙漠、草原 青藏高原 亚热带森林
西南季风
东南季风
矢车菊
48
植物与植物间的信息传递
飞机草
49
植物和动物之间的信息传递
兰科植物
植物与动物之间的信息传递
植物-动物
植物与微生物之间的信息传递
豆科、红萍、蓝藻等的多样性
植物与微生物之间的信息传递
牛肝菌属、鹅膏属和口蘑属 鹅膏属
牛肝菌属
红菇属 红菇属 内囊霉科
球囊霉属
水晶兰类菌根（寄生）、外生菌根、内生菌根、丛枝菌根
农业生态系统的自然信息流
环境与动植物的信息关系 植物与植物间的信息关系 植物与动物间的信息关系 动物与动物间的信息关系
38
环境与动植物的信息关系-光为例
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
自然光组成
光照
地球表面太阳光分布的特点
光的生态作用及生物的适应
光合作用
光的生态作用及生物的适应
光影响形态建成
光的生态作用及生物的适应
C4
C3
光的生态作用及生物的适应
动物的昼夜节律
光的生态作用及生物的适应
1. 长日照植物
2. 短日照植物
3. 中日照植物
4. 日中性植物
光的生态作用及生物的适应
长日照
短日照
植物与植物间的信息传递
18
节水措施
雨水汇集利用工程
梯田
节水措施
滴灌
塑料薄膜防渗水
生 物 资 源 丨 温 度 带 划 分 图
生 物 资 源 丨 生 态 系 统
中 国 各 省 植 物 数 量
省份 植物种类 14438 云南省 9513 四川省 7123 广西 6683 西藏 5674 贵州省 5404 广东省 4504 台湾省 3863 湖北省 3789 甘肃省 3761 海南省 3736 湖南省 3680 福建省 3455 新疆 3392 陕西省 3326 浙江省 3278 江西省 2520 安徽省 2239 青海省 2224 河南省 2159 内蒙古 2135 河北省 2020 江苏省 1922 山西省 1832 辽宁省 1724 黑龙江省 1714 吉林省 1416 山东省 978 宁夏 705 重庆市
幼叶鲜艳
动物与动物之间的信息传递
农业生态系统的人工信息流
人工模仿的自然信息
56
农业生态系统的人工信息流
人工模仿的自然信息
57
人工采集和收集的信息
水稻相关性状
生物 监测
微生物、杂草、病虫害
理化性质 温室气体
土壤 监测
鸭稻 生态 系统
水文 监测
气象 监测
温湿度等
水体化学性质
气象观测
气温、土温、辐射、降水、土壤 湿度、空气湿度、风向和风速等
第五章 农业生态系统的资源输入与效益输出 第六章 农业生态系统的调控机理
李 荣 华 2018.11.14
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；