农业生态系统的资源输入与效益输出及调控

第五章农业生态系统的资源输入与效益输出李荣华2018.11.14第六章农业生态系统的调控机理资源输入：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；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×ER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。4R=P×E×N-C×E5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6水资源GRACE重力卫星世界水资源水资源随季节变化青藏高原隆起青藏高原西南季风东南季风亚热带森林荒漠、沙漠、草原降水中国干湿地区划分图11人均需水量1700m3？人均需水量中国水资源14中国水资源15地下水循环过程16华北平原地下漏斗区华北平原地下漏斗区1964-1998根据水位线监测数据绘制2002-2012根据重力场变化推算出的水量变化18华北平原地下漏斗区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云南省14438四川省9513广西7123西藏6683贵州省5674广东省5404台湾省4504湖北省3863甘肃省3789海南省3761湖南省3736福建省3680新疆3455陕西省3392浙江省3326江西省3278安徽省2520青海省2239河南省2224内蒙古2159河北省2135江苏省2020山西省1922辽宁省1832黑龙江省1724吉林省1714山东省1416宁夏978重庆市705中国各省动物数量省份动物种类云南省6541台湾省6336四川省5036福建省4298广西4247海南省4018广东省3647浙江省3616陕西省2501甘肃省2342贵州省2308湖南省2276湖北省2190新疆2145江西省1914河北省1874江苏省1728吉林省1590内蒙古1567辽宁省1548黑龙江省1527河南省1506山东省1465安徽省1371青海省1280西藏1267山西省1202重庆市1023宁夏8282526生物资源丨生态系统中国实际植被分布29国家农业战略布局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31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、茶叶、咖啡、多种花卉植物生产地。生态服务功能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务美学景观生态服务功能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。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。36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（informationflow）。38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C4C3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光的生态作用及生物的适应长日照短日照48矢车菊植物与植物间的信息传递49飞机草植物与植物间的信息传递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-动物豆科、红萍、蓝藻等的多样性植物与微生物之间的信息传递水晶兰类菌根（寄生）、外生菌根、内生菌根、丛枝菌根牛肝菌属、鹅膏属和口蘑属内囊霉科球囊霉属红菇属鹅膏属牛肝菌属红菇属植物与微生物之间的信息传递幼叶鲜艳动物与动物之间的信息传递56农业生态系统的人工信息流人工模仿的自然信息57农业生态系统的人工信息流人工模仿的自然信息鸭稻生态系统生物监测气象监测水文监测土壤监测理化性质温室气体微生物、杂草、病虫害温湿度等水稻相关性状水体化学性质人工采集和收集的信息气象观测主机无线传感器节点气温、土温、辐射、降水、土壤湿度、空气湿度、风向和风速等气象观测稻香园农业物联网虫情墒情苗情、灾情专家系统云平台信息共享62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63农业生态系统的资金流64农业生态系统的资金流65资金流与能流物流独立的后果66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农业生态系统社会效益生态效益经济效益农业效益的构成及其相互关系示意图+++---68农业生态系统的调控69农业生态系统的调控70农业生态系统的调控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。系统输出输入环境反馈环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的食物增加兔数量减少兔因饥饿死亡兔吃少量植物植物增加兔数量增加兔吃大量植物植物减少平均株干重(W)对数值与种群密度（d）之间的关系，a=-3/2-3/2自疏法则75农业生态系统的调控76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、污染治理技术等育秧插秧大鸭下田吃杂草田螺收割放鸭放小鸭下田共作放养赶长大的鸭子上田放养第二批小鸭抽穗放鸭下田吃落穗鸭稻共作生态农业技术流程成熟水稻成熟技术体系：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78社会经济间接调控79农业生态系统的调控80