第三章
农业生态系统的结构与稳定性
本章重点：
•生态系统的结构（物种、时间、空 间、营养）； •营养结构中重点掌握（食物链加环）
结构决定功能
• 农业生态系统功能的强弱与其结构状况 关系密切。
• 在合理的农业生态系统中，结构与功能 是相适应的，最佳结构必然产生最高效 率的功能。
• 因此，“优化结构，强化功能”已成为 我国生态农业建设中的一项重要经验。
3
块根块茎类
第二期 (年)
塊根莖類
块根块茎类
豆類
豆类
十字花科
十字花科
第三期 (年)
十字花科
十字花科
塊根莖類
块根块茎类
豆類
豆类
二、轮作的作用
（一）减轻病虫草害
（二）均衡利用土壤养分，调养地力
（三）调节茬口季节
“倒茬如上粪”。 “庄稼要想好，三年两头倒”
二、轮作的作用 （一）减轻病虫草害
1.减轻病虫害
• 作物所需要的自然资源大多是随着时（ 季节）的推移而变化的。从时间上合理 搭配各种类型的作物，使自然资源得到 最充分的利用。
农业生态系统时间结构调节方法
时间结构调节方法
小麦作 果 麦、物 、 套棉与 农 玉绿蔬 套 米肥菜 作
间套 套种
作 稻动草
物 鱼物食
的 轮的动
轮 作轮物
作
养的
、轮
套牧
养
轮作与连作
（1）对资源利用的种间互补
（2）在实现系统稳定化方面的 种间互补
（1）对资源利用的种间互补
（A）借助复合群体地上部分和地下部分利 用层次的分异特性，可实现在空间上对资源 利用的种间互补。
（B）错开生长盛期可实现在时间上对资源 利用的种间互补。
（C）借助对营养需求类型的不同，实现对 资源利用的种间互补。
CROP ROTATION
轮作纲要
一、轮作换茬的概念 二、轮作换茬的作用 三、连作 四、作物茬口顺序的安排
一、轮作换茬的概念
• 轮作 Crop rotation： • 在同一块田地上有顺序地轮换种植不同
作物的种植方式。
一、轮作换茬的概念
• 换茬 ：在同一块田地上一种作物收获以 后换种另一种作物。
•根据国家农业资源状况、经济基础确定 农业发展方向。根据我国国情、地貌、 地形、气候、资源等，把我国划分为10 个大的农业发展区和38个亚区以便分别 研究其经济与生态规律。
全国综合农业区划系统（一级区）：
1、东北区 2、内蒙古及长城沿线林区 3、黄、淮海区 4、黄土高原区 5、长江中下游区 6、西南区 7、华南区 8、甘新区 9、青藏区 10、海洋水产区
马唐、碎米莎草、 飘拂草的相对优 势度显著上升,鸭 舌草、水苋菜、 菵草的相对优势 度显著下降
通泉草、马唐、鳢肠、飘拂草的 相对优势度显著上升.玉米-小麦 轮作种子库的物种多样性指数高 于大豆-小麦轮作和水稻-小麦轮 作,玉米-小麦与大豆-小麦轮作种 子库的物种组成相似性较高
二、轮作的作用 （二）调养地力
（2）在实现系统稳定化方面的种间互补
（A）抗灾能力的增强使产量稳定。 （B）生境条件的改善。 （C）土壤肥力的提高。 （D）病虫草害的减轻。
(1)自然地理位置与农业生态系统垂直结构
2、农田立体模式
胶茶间作
3、水体立体模式
基塘系统
第三节 时间结构
• 各种生物种群在时间上的变化动态称为 时间结构。
• （1）换种非寄主作物； • （2）前作的根际微生物和根系分泌物抑制后作病害的发生； • （3）通过前后茬管理措施和田间环境剧烈变化达到抑制和消
灭病原的效果。 • （4）轮作可促进土壤中对病原物有拮抗作用的微生物活动。
2.防除农田杂草
• （1）换种非寄主作物； • （2）利用前作的根系分泌物抑制后作杂草的发生；(麦茅草) • （3）使生态适应性与作物相似的杂草易结合耕作等田间管理
➢生物种群是构成生态系统的基本单元， 不同的物种（或类群）以及它们之间不 同的量比关系，构成了生态系统的基本 特征。
二、空间结构
大多数自然生态系统的结构都具有：
• 水平结构上的镶嵌性
• 垂直结构上的成层性
（一）水平结构
•是指在一定生态区域内，各种作物种群 或类型在水平空间上的组合与分布（所 占面积比例和分布规律），即通常所说 的区划或布局。
1、利用豆科作物和红萍固氮，把用地和养地结合起来；
秸秆养分归还率：K>N>P，水溶性钾（高达70％）
2、均衡利用土壤养分和水分； 禾谷类作物对氮、磷、硅吸收较多，对钙吸收较少， 而豆科作物对钙、磷、氮吸收较多，对硅吸收较少；
3、改善土壤的物理化学特性和微生物状态。
４、改变农田生态条件，改善土壤理化特性，增加生 物多样性。
• 重茬：一种作物收获后接连种植同一种 作物。
一、轮作换茬的概念
• 轮作：由不同的复种方式组成，称为复 种轮作。
• 连作：与轮作相反，是在同一田地上连 年种植相同作物的种植方式。
• 在同一田地上采用同一种复种方式称为 复种连作。
一、轮作换茬的概念
第一期 (年)
豆類

1
豆类
十字花科
2
十字花科
塊根莖類
措施而防除； • （4）通过水旱轮作使环境条件发生剧烈变化抑制和消灭杂草。
不同种植方式下杂草种子库的变化（魏守辉等，2005）
水稻-小 麦
玉米-小麦2年后
大豆-小麦2年后
杂草
种子 库密
CK
度
-27.16%
-44.44%
种子 库中 主要 杂草
陌 异 草 草 苋 千 等
上菜、 型莎 、菵 、水 菜、 金子
生态系统结构
• 定义：生态系统的结构指生态系统中组成成分 及其在时间、空间上的分布和各组分间的能量、 物质、信息流的方式与特点。包括：
一、物种结构；
二、空间结构； （水平、垂直）
三、时间结构；
四、营养结构。
一、物种结构
➢又称组分结构，是指生态系统中生物组 分由哪些生物种群所组成，以及它们之 间的量比关系。
中国农业生态区划示意图
（二）垂直结构
• 又称立体结构，系指农业生物类群在同 一土地单元内，垂直空间上的组合与分 布。利用形态上、生理上和生态上不同 的作物群体组成合理的“复合群体” ， 使复合群体对环境资源利用最充分，对 不良环境条件抗逆性最强。
• 立体种植； • 立体养殖； • 立体种养
立体结构高产高效的生态学基础—— 生物种间互补
• 通过水旱轮作，使水田的土壤得以脱水产生干土效应。
二、轮作的作用 （二）调养地力
红壤区不同轮作系统中作物的养分积累量（kg/ha）
轮作组合 稻－稻－油菜 稻－稻－大麦 稻－稻－紫云英