一、农业生态学

1．农业生态学的定义

农业生态学是运用生态学和系统论的原理和方法，将农业生物与其自然环境作为一个整体，研究农业生态系统中的相互联系、协同演变、调节控制和持续发展规律的学科。农业生态学是生态学在农业领域的应用，属于应用生态学的分支之一。

2．农业生态学的内涵

（1）农业生态学是研究农业生物与其自然社会环境的相互关系的应用性科学。主要研究由农业生物与其环境构成的农业生态系统的结构、功能及其调控和管理途径等。

（2）农业生态学是研究社会经济环境对农业生态系统的调节控制规律，促进农业全面持续发展的学科，并运用农业生态学的原理和方法分析农业生态系统的资源生态问题与系统优化途径。

（3）农业生态学的根本任务是通过分析研究农业领域中的生态问题，探讨协调农业生态系统组分结构及其功能。不仅进行基础性的理论研究，更注重理论与实践紧密结合，为发展农业生产提出切实可行的技术方案。

3．物种的生态特性

各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。农业生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。

4．农业生态学的发展历史

（1）生态学一词是1865年由勒特（Reiter）合并两个希腊字logs （研究）和oikos（房屋、住所）构成。1866年德国动物学家赫克尔（Ernst Heinrich Haeckel）初次把农业生态学定义为“研究动物与其有机及无机环境之间相互关系的科学”，特别是动物与其他生物之间的有益与有害关系。从此便揭开了农业生态学发展的序幕。在1935年英国的Tansley提出了生态系统的概念之后，美国的年轻学者Lindeman在对Mondota湖生态系统详细考察之后提出了生态金字塔能量转换的“十分之一定律”。由此，农业生态学成为一门有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。

（2）近年来，农业生态学已经创立了自己独立研究的理论主体，即从生物个体与环境直接影响的小环境到生态系统不同层级的有机体与环境关系的理论。它们的研究方法经过描述—实验—物质定量三个过程。系统论、控制论、信息论的概念和方法的引入，促进了农业生态学理论的发展。如今，由于与人类生存与发展的紧密相关而产生了多个农业生态学的研究热点，如生物多样性的研究、全球气候变化的研究、受损生态系统的恢复与重建研究、可持续发展研究等。

（3）其后，有些博物学家认为农业生态学与普通博物学不同，具有定量的和动态的特点，他们把农业生态学视为博物学的理论科学；持生理学观点的农业生态学家认为农业生态学是普通生理学的分支，它与一般器官系统生理学不同，侧重在整体水平上探讨生命过程与环境条件的关系；从事植物群落和动物行为工作的学者分别把农业生态学理解为生物群落的科学和环境条件影响下的动物行为科学；侧重进化观点的学者则把农业生态学解释为研究环境与生物进化关系的科学。

（4）后来，在农业生态学定义中又增加了生态系统的观点，把生物与环境的关系归纳为物质流动及能量交换；20世纪70年代以来则进一步概括为物质流、能量流及信息流。

5．农业生态学的研究对象

（1）种群调节。在环境无明显变化的条件下，种群数量有保持稳定的趋势。一个种群所栖环境的空间和资源是有限的，只能承载一定数量的生物，承载量接近饱和时，如果种群数量（密度）再增加，增长率则会下降乃至出现负值，使种群数量减少；而当种群数量（密度）减少到一定限度时，增长率会再度上升，最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平，整个过程如此循环。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量，可保证在不伤及生物资源再生能力的前提下取得最佳产量。

（2）种间关系。一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。常见的有：一是食物链。在食物链中，居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者，其数量也受被捕食者的制约；而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定。二是竞争。物种间常因利用同一资源而发生竞争：如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化，结果使竞争关系得到缓和，并使生物群落产生出一定的相对合理的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木，又有矮小耐阴的灌木，各得其所；林中动物或有昼出夜出之分，或有食性差异，互不相扰。三是互利共生。如地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化以及蚁和蚜虫的共生关系等，都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构，即生态平衡，平衡的破坏常可能导致某种生物资源的永久性丧失。

（3）循环再生。生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动，既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换，也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。物质循环的正常运行，要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量无机物质合成为生命物质，形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说，发展中的生物群落的物质代谢是进多出少，而当群落成熟后代谢趋于平衡，进出大致相当。人们在改造自然的过程中须注意到物质代谢的规律。一方面，在生产中只能因势利导，合理开发生物资源，而不可只顾一时，竭泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面，还应控制生态环境污染。由于大量有毒的工业废物进入生态环境，超越了生态系统和生物圈的降解和自净能力，因而造成毒物积累，损害了人类与其他生物的生活环境。

（4）环境作用。生物进化就是生物与环境交互作用的产物。生物在生活过程中不断地由环境输入并向其输出物质，而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物，二者总是朝着相互适应的协同方向发展，即通常所说的正常的自然演替。随着人类活动领域的扩展，对环境的影响也更加明显。在改造自然的活动中，人类自觉或不自觉地做了不少违背自然规律的事，损害了自身利益。如对某些自然资源的长期滥伐、滥捕、滥采造成资源短缺和枯竭，从而不能满足人类自身需要；大量的工业污染直接危害人类自身健康等，这些都是人与环境交互作用的结果，是大自然受破坏后所产生的一种反作用。

6．农业生态学的学科分类

（1）按所研究的生物类别分：有微生物农业生态学、植物农业生态学、动物农业生态学、人类农业生态学等；还可细分，如昆虫农业生态学、鱼类农业生态学等。

（2）按生物系统的结构层次分：有个体农业生态学、种群农业生态学、群落农业生态学、生态系统农业生态学等。

（3）按生物栖居的环境类别分：有陆地农业生态学和水域农业生态学；前者又可分为森林农业生态学、草原农业生态学、荒漠农业生态学等，后者可分为海洋农业生态学、湖沼农业生态学、河流农业生态学等；还有更细的划分，如植物根际农业生态学、肠道农业生态学等。

（4）按农业生态学与非生命科学相结合分：有数学农业生态学、化学农业生态学、物理农业生态学、地理农业生态学、经济农业生态学等。

（5）按农业生态学与生命科学其他分支相结合分：有生理农业生态学、行为农业生态学、遗传农业生态学、进化农业生态学、古农业生态学等。

（6）按农业生态学应用性分支学科分：有产业农业生态学、医学农业生态学、工业资源农业生态学、污染农业生态学（环境保护农业生态学）、城市农业生态学等。

7．农业生态学的基本原理

农业生态学的基本原理，通常包括个体生态、种群生态、群落生态和生态系统生态四方面的内容。

一个健康的生态系统是稳定的和可持续的：在时间上能够维持它的组织结构和自治，也能够维持对胁迫的恢复力。健康的生态系统能够维持它们的复杂性，同时能满足人类的需求。

8．农业生态学的三大定律

美国科学家小米勒研究归纳出农业生态学三大定律。

（1）农业生态学第一定律。人类的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数的效应，其中许多是不可预料的。这一定律是由G·哈定（G.Hardin）提出的，也称为多效应原理。

（2）农业生态学第二定律。每一事物无不与其他事物相互联系和相互交融。此定律又称相互联系原理。

（3）农业生态学第三定律。人类所生产的任何物质均不应对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。此定律可称为勿干扰原理。

9．农业生态学流行的应用思路

农业生态学的基本原理和应用思路是模仿自然生态系统的生物生产、能量流动、物质循环和信息传递而建立起人类社会组织，以自然能流为主，尽量减少人工附加能源，寻求以尽量小的消耗产生最大的综合效益，解决目前人类面临的各种生态环境危机。

（1）可持续发展。1987年世界环境与发展委员会提出“满足当代人的需要，又不对后代满足其发展需要的能力构成威胁的发展”。可持续发展观协调社会与人的发展之间的关系，包括生态环境、经济、社会的可持续发展，但最根本的是生态环境的可持续发展。

（2）和谐发展。事实上造成当代世界面临的空前严重的生态危机的重要原因就是以往人类对自然的错误认识。工业文明以来，人类凭借自认为先进的“高科技”试图主宰、征服自然，这种严重错误的观念和行为虽然带来了经济的飞跃，但造成的生态环境问题却是不可弥补的。人类是生物界中的一分子，因此必须与自然界和谐共生，共同发展。

（3）生态伦理。大量而随意地破坏生态环境、消耗资源的发展道路是一种对后代和其他生物不负责任和不道德的发展模式。新型的生态伦理道德观应该是发展经济的同时还要考虑这些人类行为不仅有利于当代人类生存发展，还要为后代留下足够的发展空间。

从农业生态学中分化出来的产业农业生态学、恢复农业生态学以及生态工程、城市生态建设等，都是农业生态学基本原理推广的成果。在计算经济生产时，不应认为自然资源是没有价值的或者无限的，而是用生态价值观去考虑到经济发展对生态环境的破坏影响，利用科技的进步，最大限度地将破坏降低，同时倡导一种有利于物质良性循环的消费方式，即适可而止、持续、健康的消费观。