农业生物环境原理
绪论
?课程学习相关内容
–课程性质
–主要研究对象与范围
–讲述的内容
–任务和目的
–与其他相关课程的关系
–课程学习要求
主要研究对象及范围
?对象
–植物
–动物(家畜)
?范围
–生态问题
–农业生物问题
–环境问题
–生物与环境问题
–人工环境的特殊性问题
讲述的内容
?环境的概念
?自然环境下的光、温、水、汽、肥、土与植物
?设施园艺中的光、温、水、汽、肥、土与植物
?自然气候下的温、湿、光、空气质量与家畜
?畜舍小气候环境与家畜
?环境污染与环境治理
第1章环境与生态问题
?环境及其分类
?环境因子及其对生物的影响
?生态系统与生态平衡
1 环境及其分类
?什么是环境?
–环境是指周围的一切。其含义:
?针对某一事物而言
?事物周围或环绕于事物周围的物质
?事物(具体的)与环境(抽象的)之间存在相互作用
?生物与环境之间会不断地进行物质、能量、信息的交换(传递),环
境则通过生物的生长、发育、繁衍等得到具体体现?环境的分类
–自然环境:是指生物有机体生活空间的外界自然条件的总和。
?最基本的自然环境条件—太阳、地球
?非生物环境
?大气圈
?水圈
?土壤岩石圈
?生物环境
?生物圈
–人工环境
1.1自然环境的三大圈层结构
?大气圈:
–范围:地球表面1000km
–其中对生物有最直接影响的是对流层,一切自然现象均在这一层内进行,所含的各种物质质量占全部的3/4。
?水圈:地球表面71%为水面,此外,还有地下水、气态水、冰峰、雪山等等。构成了生物所在空间的丰富的水资源。
–组成:海洋97%;陆地淡水1%;冰2%
?土壤岩石圈:地表至地下30~40 km的范围,是大气圈、水圈及所有生命赖以生存的基础,为生命提供无机物质。
–土壤的形成过程
1.2 生物圈
?概念:在地球表面,自然环境的三个物理圈层互相重叠、渗透、作用,形成了水中有气、气中有水、土中有水有气的一个适于生物生存的环境。生物通过环境提供的物质,在太阳能的作用下得以生存和发展,从而对环境进行改造。使原本无生命的物理圈层变成了有生命活动的综合体。这个综合体称之为生物圈。
?生物圈是有生命存在的地表部分,是地球表面最大的生态系统。
?生物圈的范围:23km~-11km
–活跃生物圈(地表上下各100m)、泛生物圈(100m以上至9km及-100m至-11km 、副生物圈9km以上)
?生物圈的核心:植物
1.3 人工环境
?广义的讲,人工环境是指受到人类干预和影响的环境。
–例子:作物的种植与栽培、畜禽饲养、野生动物驯化、人工种植的森林、草地、人类参与活动的自然保护区等
?人工环境可以在人为控制下,按人类需要最大限度地获得高产、优质产品。
?本课程所涉及的人工环境主要是指人工控制下的动植物环境
–例子:温室、大棚、畜舍、禽舍、人工气候室等
2 环境因子及其对生物的影响
?环境因子的种类
?环境因子对生物的影响
?生物对环境的适应
2.1 环境因子的种类
?气候因子:光、温、水、气等
?土壤因子:质地、结构、理化特性、土壤生物等
?地理因子:经、纬度,海拔,丘陵,山区,平原,海洋等
?生物因子:动物,植物,微生物
?人为因子:政策,法规,社会活动,政治制度,经济状况,文化卫生状况,职业分
工等
2.2 环境因子对生物的影响(作用方式)
?综合作用
?主导因子作用
?生物的耐受性及其意义
?不可替代性和可调剂性
?作用的阶段性
2.3 生物对环境的适应
?生活型适应
–自然竞争,适者生存
?生态型适应
–遗传与变异
鱼鲸
鸟蝙蝠
3 生态系统与生态平衡
?生态系统
–概念:指一定空间或地域内,生存的所有生物和环境相互作用的,具有能量转换、物质循环和信息传递功能的统一体。
–组成
–空间结构分布
–功能
?生态平衡
–概念
–标志
–生态平衡的失调与重新建立
3.1 生态系统组成和空间结构分布
?生物部分:按照生物在系统中所处的地位和作用,分
–生产者(初级生产者)
–消费者(草食:一级;肉食:二级、三级,…;杂食,一些寄生、腐生生物)
–分解者(微生物,一些以有机物碎屑为食物的动物和腐生生物)?非生物部分:也叫无机环境。是生态系统中生物赖以生存的物质、能量源泉及活动场所
–气候、土壤、岩石等
–无机物质:H2O、M、O2、CO2等
–无生命的有机物质:CHO、EE、Prot.等
3.2 生态系统空间结构分布
?空间结构分布
–意义:对光、水、食物的争夺及寻求保护。
–垂直分布(成层性)
–森林:乔木、灌木、草本植物、耐荫植物
–水平分布
–均匀分布
–团块分布
–随机分布(最为普遍)
3.3 生态系统的功能
——通过能量流动、物质循环以及生物体本身或生物群落来实现
?能量流动
–能量守恒
–能量流动的不可逆性
–1/10递减规则
?物质循环
?信息传递
?食物链与营养级
?能量流动和物质循环是生态系统基本功能的体现,虽然两者有质的差别,但最后的效应是趋于一致的,即都通过生物这一核心得以体现
? 3.4 生态平衡与生态失调
?生态平衡的概念:在一定时间内,生态系统中生物与环境之间、生物的各个种群之间,通过能量流动、物质循环和信息传递,使之达到高度适应、协调和统一的状态。
?生态平衡的标志
–动态与发展
–有边界
–有能量、物质的输入与输出
–内部营养结构的完整性
–保持物种的相对稳定:满足人类需要,物种多样性和延续性,物种的品质,物种之间的比例
?自然生态系统与人工生态系统的差异
?导致生态失调的原因
–自然因素
–人为因素
?新生态平衡系统的建立
?思考题:
i.环境的概念及其分类。
2.什么是自然环境?在自然界中,最基本的自然环境条件及其最本质的功能是什么?
3.试述自然环境包括的三个圈层结构及其对生命的意义。
4.什么是生物圈?其核心是什么?
5.什么是人工环境?举例并分析之。
6.环境因子的种类及其对生物的作用方式。
7.生态系统的组成及其功能。