農業生態

農業生態（Ecology）是研究有機體及其周圍環境相互關係的科學。

生物的生存、活動、繁殖需要一定的空間、物質與能量。生物在長期進化過程中，逐漸形成對周圍環境某些物理條件和化學成分，如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。各種生物所需要的物質、能量以及它們所適應的理化條件是不同的，這種特性稱為物種的生態特性。

任何生物的生存都不是孤立的：同種個體之間有互助有競爭；植物、動物、微 生物之間也存在複雜的相生相剋關係。人類為滿足自身的需要，不斷改造環境，環境反過來又影響人類。使生物鏈保持有序的發展，使人類更好地利用資源，發展可利用資源的空間。

隨著人類活動範圍的擴大與多樣化，人類與環境的關係問題越來越突出。因此近代農業生態研究的範圍，除生物個體、種群和生物群落外，已擴大到包括人類社會在內的多種類型生態系統的複合系統。人類面臨的人口、資源、環境等幾大問題都是 農業生態的研究內容。

“農業生態”（Oikologie）一詞是1865年由勒特（Reiter)合併兩個希臘字logs(研究）和oikos(房屋、住所）構成，1866年德國動物學家赫克爾(Ernst Heinrich Haeckel)初次把農業生態定

義為“研究動物與其有機及無機環境之間相互關係的科學”，特別是動物與其他生物之間的有益和有害關係。從此，揭開了 農業生態發展的序幕。在1935年英國的Tansley提出了生態系統的概念之後，美國的年輕學者Lindeman在對Mondota湖生態系統詳細考察之後提出了生態金字塔能量轉換的“十分之一定律”。由此，農業生態成為一門有自己的研究對象、任務和方法的比較完整和獨立的學科。

近年來，農業生態已經創立了自己獨立研究的理論主體，即從生物個體與環境直接影響的小環境到生態系統不同層級的有機體與環境關係的理論。它們的研究方法經過描述——實驗——物質定量三個過程。系統論、控制論、資訊理論的概念和方法的引入，促進了 農業生態理論的發展。如今，由於與人類生存與發展的緊密相關而產生了多個農業生態的研究熱點，如生物多樣性的研究、全球氣候變化的研究、受損生態系統的恢復與重建研究、可持續發展研究等。

其後，有些博物學家認為 農業生態與普通博物學不同，具有定量的和動態的特點，他們把農業生態視為博物學的理論科學；持生理學觀點的 農業生態家認為農業生態是普通生理學的分支，它與一般器官系統生理學不同，側重在整體水平上探討生命過程與環境條件的關係；從事植物群落和動物行為工作的學者分別把 農業生態理解為生物群落的科學和環境條件影響下的動物行為科學；側重進化觀點的學者則把農業生態解釋為研究環境與生物進化關係的科學。

後來，在農業生態定義中又增加了生態系統的觀點，把生物與環境的關係歸納為物質流動及能量交換；20世紀70年代以來則進一步概括為物質流、能量流及信息流。

農業生態系統的生產力不是單一指標，不同於一般的單位面積產量，而是一組指標體系。在門類上包括單位時間作物、蔬菜、果樹、林木等植物生產的初級生產力和家畜、家禽、魚類等動物生產的次級生產力，還應考慮土壤肥力的變化狀況。從計量標準上包括生產產品數量、轉化的效率與平衡狀況。

農業生產作為一個經濟過程，既要追求高產，還必須強調效率，要計量產出產品數量與消耗資源數量，以及二者之間的產投比，包括農業生態系統輸出產品的總量與輸入資源總量之間的比值，也包括初級生產與次級生產的每一子系統的生產產品與其消費資源量之比，實質上是一系列的生態效率與功能問題。提高農業生態系統的生產力不能只追求提高某一部門的效率，也不是簡單地同等地提高各部門的效率，而應在提高農業內部每一部門效率的基礎上，求得各部門之間的科學銜接，密切配合，構成合理的運轉體系，才能取得整個系統總體的最佳轉化效率。

系統的能流

當把農業生產看作各種農業生物對太陽輻射能的吸收、固定、轉化體系時，人為調節控制系統可以看作是人類通過自己的勞動，耕畜、農業機械、化肥、農藥的使用，種的改良以及燃料、電力的消耗等，來促進和調節太陽能的吸收、轉化，以提高農畜產品的產量與品質。人勞動的消耗為每小時175千卡,役畜使役約每小時2400千卡，化肥純氮生產約每千克17600～18400千卡，農藥、農業機械、柴油、電力等也都可以用能量計算。這些能量是太陽能以外的補加能量。另一方面，各種農畜產品也可以用能量計算，如小麥為每千克3755千卡，大豆為每千克4942千卡，蘋果為每千克620千卡，牛肉為每千克2070千卡，鯉魚為每千克1150千卡，馬尾松的木材為每千克4922千卡等。農業生態系統輸出的各種農產品與輸入的補加能量的能量值及其比值（能量的產投比）均可定量計算，均為評價農業生態系統生產力的重要指標。

農業發展戰略是針對不同地區的特點，研究在化學化、水利化、機械化等方面如何分配使用有限的人力、物力（補加能量）才能取得更多的農產品和更高的轉化效率。當不同地區環境系統的太陽輻射能量、人為調控系統的補加能量、生物系統生產出的農畜產品所含食物能量均為已知數值時，當不同地區農業生態系統的結構組合關係基本了解時，就可以對每一個系統、子系統的轉化進行定量分析，揭示其能流的運轉特點，進而探討其改進的途徑與潛力。可以調整結構比例，把農林牧漁的大農業作為一部“機器”加以檢修、改造、安裝，以求得產量與轉化效率的最佳方案。

中國不同地區農業生態系統的能量結構差異很大。長城沿線風沙區和黃土高原等低產區每畝農田生產產品的食物能量為36.8～39.2萬千卡，僅為長江流域和南亞熱帶等高產地區的18～20%。高產需要增加能量（尤其是商業能）的投入，低產地區補加能量中，化肥、農藥、農機、燃料及電力等商業能投放量分別為高產區的20.6～21.7%。美國玉米、小麥、水稻、馬鈴薯4種作物平均每畝投入商業能摺合35.5千克標準煤，中國除個別縣外，各地商業能投放量少則不足10千克，多者不足50千克。甘肅的定西、會寧和寧夏的固原等縣補加商業能僅2.59～5.00千克標準煤。為了促進農業發展，生產出更多產品，必須相應地投放更多的能量。在強調增加能量投放同時，還應努力提高能量的轉化效率。黃土高原區與長城沿線區的能量轉化效率（產投比）分別為0.96和0.97，即每投入1卡能只回收食物能0.96～0.97卡，而東北、長江流域和華南等地區能量轉化效率則高一倍左右，同一地區甚至相鄰兩個縣也存在效率相差一倍的事例，這說明提高能量效率具有巨大的潛力。

農業生態的發展大致可分為萌芽期、形成期和發展期三個階段。

古人在長期的農牧漁獵生產中積累了樸素的農業生態知識，諸如作物生長與季 節氣候及土壤水分的關係、常見動物的物候習性等。如公元前4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地，還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類，按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性等類。

亞里士多德的學生、公元前三世紀的雅典學派首領賽奧夫拉斯圖斯在其植物地理學著作中已提出類似今日植物群落的概念。公元前後出現的介紹農牧漁獵知識的專著，如古羅馬公元1世紀老普林尼的《博物志》、6世紀中國農學家賈思勰的《齊民要術》等均記述了素樸的 農業生態觀點。

大約從15世紀到20世紀40年代。

15世紀以後，許多科學家通過科學考察積累了不少宏觀農業生態資料。19世紀初葉，現代農業生態的輪廓開始出現。如雷奧米爾的6卷昆蟲學著作中就有許多昆蟲 農業生態方面的記述。瑞典博物學家林奈首先把物候學、農業生態和地理學觀點結合起來，綜合描述外界環境條件對動物和植物的影響。法國博物學家布豐強調生物變異基於環境的影響。德國植物地理學家人洪堡)創造性地結合氣候與地理因子的影響來描述物種的分佈規律。

19世紀，農業生態進一步發展。這一方面是由於農牧業的發展促使人們開展了環境因子對作物和家畜生理影響的實驗研究。例如，在這一時期中確定了五攝氏度為一般植物的發育起點溫度，繪製了動物的溫度發育曲線，提出了用光照時間與平均溫度的乘積作為比較光化作用的“光時度”指標以及植物營養的最低量律和光譜結構對於動植物發育的效應等。

另一方面，馬爾薩斯於1798年發表的《人口論》一書造成了廣泛的影響。費爾許爾斯特1833年以其著名的邏輯斯諦曲線描述人口增長速度與人口密度的關係，把數學分析方法引入 農業生態。19世紀後期開展的對植物群落的定量描述也已經以統計學原理為基礎。1851年達爾文在《物種起源》一書中提出自然選擇學說，強調生物進化是生物與環境交互作用的產物，引起了人們對生物與環境的相互關係的重視，更促進了 農業生態的發展。

19世紀中葉到20世紀初葉，人類所關心的農業、漁貓和直接與人類健康有關的環境衛生等問題，推動了農業 農業生態、野生動物種群農業生態和媒介昆蟲傳病行為的研究。由於當時組織的遠洋考察中都重視了對生物資源的調查，從而也豐富了水生生物學和水域 農業生態的內容。

到20世紀30年代，已有不少農業生態著作和教科書闡述了一些農業生態的基本概念和論點，如食物鏈、生態位、生物量、生態系統等。至此，農業生態已基本成為具有特定研究對象、研究方法和理論體系的獨立學科。

20世紀50年代以來，農業生態吸收了數學、物理、化學工程技術科學的研究成果，向精確定量方向前進並形成了自己的理論體系：

數理化方法、精密靈敏的儀器和電了計算機的應用，使農業生態工作者有可能更廣泛、深入地探索生物與環境之間相互作用的物質基礎，對複雜的生態現象進行定量分析；整體概念的發展，產生出系統 農業生態等若干新分支，初步建立了農業生態理論體系。

由於世界上的生態系統大都受人類活動的影響，社會經濟生產系統與生態系統相互交織，實際形成了龐大的複合系統。隨著社會經濟和現代工業化的高速度發展，自然資源、人口、糧食和環境等一系列影響社會生產和生活的問題日益突出。

為了尋找解決這些問題的科學依據和有效措施，國際生物科學聯合會(IUBS)制定了“國際生物計劃”(IBP)，對陸地和水域生物群系進行 農業生態研究。1972年聯合國教科文組織等繼IBP之後，設立了人與生物圈(MAB)國際組織，制定“人與生物圈”規劃，組織各參加國開展森林、草原。海洋、湖泊等生態系統與人類活動關係以及農業、城市、污染等有關的科學研究。許多國家都設立了 農業生態和環境科學的研究機構。

發展趨勢　和許多自然科學一樣，農業生態的發展趨勢是：由定性研究趨向定量研究，由靜態描述趨向動態分析；逐漸向多層次的綜合研究發展；與其他某些學科的交叉研究日益顯著。

由人類活動對環境的影響來看，農業生態是自然科學與社會科學的交匯點；在方法學方面，研究環境因素的作用機制離不開生理學方法，離不開物理學和化學技術，而且群體調查和系統分析更高不開數學的方法和技術；在理論方面，生態系統的代謝和自穩態等概念基本是引自生理學，而由物質流、能量流和信息流的角度來研究生物與環境的相互作用則可說是由物理學、化學、生理學、農業生態和社會經濟學等共同發展出的研究體系。

按所研究的生物類別分

有微生物農業生態、植物農業生態、動物農業生態、人類 農業生態等；還可細分，如昆蟲農業生態、魚類農業生態等。

按生物系統的結構層次分

有個體農業生態、種群農業生態、群落農業生態生態系統農業生態等。

按生物棲居的環境類別分

中國的廣大中、低產地區目前糧油作物轉化太陽輻射能效率僅0.1～0.4%，養分供應不足和水分短缺是限制作物光能利用率的重要因素。作物光合作用吸收固定1000千克 碳所需具備的葉片、莖、根等器官約含33.5千克氮、5.5千克磷、21.5千克鉀、4.5千克硫。北京附近糧油產量為每畝400千克時大約利用轉化太陽輻射能0.68%，其光合作用大約固定能量每平方米5500～6000千卡，積累干物質為每平方米1300～1400克，吸收氮為每平方米18.2克，磷為每平方米2.9～3克。目前中國大多數地區農業生態系統的物質循環體系所能提供的氮素數量不多，通過對中國100多個縣的研究說明產量與農業生態系統的氮素轉化提供量密切相關。

在氮素運轉上另外兩個影響生產力的因素是氮素轉化效率與平衡狀況。目前多數地區每生產50千克糧油作物消耗氮素超過2000克，長城沿線風沙區高達2615克，許多地方具有提高氮素轉化效率的潛力。當然，提高效率不應以破壞平衡為代價，目前東北中、北部不少地區存在輸入氮素小於輸出氮素（比值<1）。出現了氮素入不敷出的現象。

農業生態系統的結構指系統的組成比例和各部分在空間、時間上的排列 與相互結合方式。能流和物質循環的途徑，以及彼此間的因果聯繫也都屬於結構。從不同的研究角度對結構可有不同劃分。如組合結構、層狀結構、數量結構、運轉結構和調控結構等。農業發展、國土整治、農業管理等目的都是通過調節結構以促進和發展農業的生產力。

長江流域商品糧基地和珠江三角洲等高產區，或環境系統原屬優越，或經人為長期調節改造已臻完善，其生物系統比較複雜合理，如太湖平原的糧-菜-蠶-羊-豬系統(圖4),成都平原的糧-油- 豌胡豆-豬系統，廣東的桑（稻、蔗）基魚塘等，隨著人為調控系統的改善產量迅速上升。長城沿線風沙區不少地方人為沙化尚未完全制止，環境系統惡化不解決，產量必然低而不穩，許多措施很難發揮應有作用。黃土高原區的因水土流失等情況造成的環境系統破壞已引起重視，梯田、造林、種草已開始減緩破壞的進程。當因經濟實力不能全面解決環境問題時，通過選擇適宜生物種去適應環境系統，是投資少、收效快的途徑。黃淮海區和東北南部過去環境系統問題大，通過治理淮河、海河、遼河，環境系統有所改善，政策調整后使人為調控積極性增加，生產潛力得到了發揮。中、北亞熱帶丘陵山區由於地理、地貌的巨大分異，形成複雜多樣的環境資源組合，隨著對其環境-生物關係認識深化，農業和多種經營的潛力也將不斷得到發揮。

一個國家內農業生態系統的最高層次通常是氣候地理環境系統，它根據氣候、地貌等環境特徵劃分，如中國農業的10個大區。它以能量、物質在特定空間內的交換、流通、貯存、平衡為基礎，農業的旱、澇、鹼、蝕、薄等災害實質是取決於物質、能量在地區範圍內運轉的動力、方向、速率和後果。第二層次是農、林、牧、漁之間的物質能量轉化系統。農、林、牧、漁的結構、比例與布局要因氣候地理環境特點和人為調控能力安排。結構、比例的差異直接影響整個系統的物質能量運轉，如農牧之間通過供求關係、連鎖關係、限制關係和反饋關係對農業生態系統的輸入－輸出、轉化效率、穩定性和生產力都有明顯的影響，常是研究改進農業生態系統結構的重點。第3層次是農業內部（或林業、牧業內部）的分佈布局結構系統，如糧油、糧棉、糧肥等，農林牧各自內部布局對物質，能量運轉和經濟收益與平衡均有重要意義。第4層次是種群結構。第5層次是產量結構。

運轉結構涉及一個地區農業內部物質能量運轉的主要途徑，是劃分農業生態系統類型的主要依據。運轉結構通常要根據氣候地理環境系統特點，對農、林、牧、漁及其內部結構進行布局安排，以較少的消耗取得更多的產品和更大的經濟效益與生態效益。中國農業長期以來在各地形成許多合理的運轉結構，如廣東水網地帶的桑(稻、蔗)基魚塘，太湖平原的糧-菜-蠶-羊-豬類型（圖4）,北方遼東半島、膠東半島的糧食-花生-甘薯-豬類型（圖5）等。這些運轉結構是由適應當地氣候地理環境不同生態位的生物種，組合成具有多條能流和物質循環途徑的網路系統，其資源利用率高，單位面積上生物量大，產品多。

農業生態系統的亞系統、子系統的數量變動對系統的影響 是多方面的。在同樣運轉結構中，個別子系統數量改變可明顯影響整個系統的面貌和生產力。每一生物要從系統內取得其生活所必需的物質和能量，某一種群的增長或縮小常會波及其他種群。如亞熱帶丘陵山區，稻草等作物秸桿會因牛群的增大而大量消耗，從而引起燃料短缺，燃料的短缺又加重破壞山林的壓力。如在江西、湖南、廣西等許多地方出現牛、豬數量結構變化影響燃料和生產力，並對附近山林及水土保持都產生了極為重要的影響。

有陸地農業生態和水域農業生態；前者又可分為森林農業生態、草原 農業生態、荒漠生態學、土壤農業生態等，後者可分為海洋農業生態、湖沼 農業生態、流域農業生態等；還有更細的劃分，如植物根際 農業生態、腸道農業生態等。

農業生態與非生命科學相結合的，有數學農業生態、化學農業生態、物理 農業生態、地理農業生態、經濟農業生態、生態經濟學、森林生態會計等；與生命科學其他分支相結合的有生理 農業生態、行為農業生態、遺傳農業生態、進化農業生態古農業生態等。

應用性分支學科有：農業農業生態、醫學農業生態、工業資源 農業生態、環境保護農業生態、環境農業生態、生態保育、生態信息學、城市農業生態、生態系統服務、景觀農業生態等。

農業生態的一般規律大致可從種群、群落、生態系統和人與環境的關係四個方面說明。

在環境無明顯變化的條件下，種群數量有保持穩定的趨勢。一個種群所棲環境的空間和資源是有限的，只能承載一定數量的生物，承載量接近飽和時，如果種群數量(密度)再增加，增長率則會下降乃至出現負值，使種群數量減少；而當種群數量(密度)減少到一定限度時，增長率會再度上升，最終使種群數量達到該環境允許的穩定水平。對種群自然調節規律的研究可以指導生產實踐。例如，制定合理的漁業捕撈量和林業採伐量，可保證在不傷及生物資源再生能力的前提下取得最佳產量。

一個生物群落中的任何物種都與其他物種存在著相互依賴和相互制約的關係。常見的有：

食物鏈，居於相鄰環節的兩物種的數量比例有保持相對穩定的趨勢。如捕食者的生存依賴於被捕食者，其數量也受被捕食者的制約；而被捕食者的生存和數量也同樣受捕食者的制約。兩者間的數量保持相對穩定；

競爭，物種間常因利用同一資源而發生競爭：如植物間爭光、爭空間、爭水、爭土壤養分；動物間爭食物、爭棲居地等。在長期進化中、競爭促進了物種的生態特性的分化，結果使競爭關係得到緩和，並使生物群落產生出一定的結構。例如森林中既有高大喜陽的喬木，又有矮小耐陰的灌木，各得其所；林中動物或有晝出夜出之分，或有食性差異，互不相擾；

互利共生。如地衣中菌藻相依為生，大型草食動物依賴胃腸道中寄生的微生物幫助消化，以及蟻和蚜蟲的共生關係等，都表現了物種間的相互依賴的關係。以上幾種關係使生物群落表現出複雜而穩定的結構，即生態平衡，平衡的破壞常可能導致某種生物資源的永久性喪失。

生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。陽光提供的能量驅動著物質在生態系統中不停地循環流動，既包括環境中的物質循環、生物間的營養傳遞和生物與環境間的物質交換，也包括生命物質的合成與分解等物質形式的轉換。

物質循環的正常運行，要求一定的生態系統結構。隨著生物的進化和擴散，環境中大量無機物質被合成為生命物質形成了廣袤的森林、草原以及生息其中的飛禽走獸。一般說，發展中的生物群落的物質代謝是進多出少，而當群落成熟後代謝趨於平衡，進出大致相當。

人們在改造自然的過程中須注意到物質代謝的規律。一方面，在生產中只能因勢利導，合理開發生物資源，而不可只顧一時，竭澤而漁。目前世界上已有大面積農田因肥力減退未得到及時補償而減產。另一方面，還應控制環境污染，由於大量有毒的工業廢物進入環境，超越了生態系統和生物圈的降解和自凈能力，因而造成毒物積累，損害了人類與其他生物的生活環境。

生物進化就是生物與環境交互作用的產物。生物在生活過程中不斷地由環境輸入並向其輸出物質，而被生物改變的物質環境反過來又影響或選擇生物，二者總是朝著相互適應的協同方向發展，即通常所說的正常的自然演替。隨著人類活動領域的擴展，對環境的影響也越加明顯。

在改造自然的話動中，人類自覺或不自覺地做了不少違背自然規律的事，損害了自身利益。如對某些自然資源的長期濫伐、濫捕、濫采造成資源短缺和枯竭，從而不能滿足人類自身需要；大量的工業污染直接危害人類自身健康等，這些都是人與環境交互作用的結果，是大自然受破壞后所產生的一種反作用。

農業生產是人類利用生物吸收轉化環境資源形成各種農畜產品的過程。在農業生產中必然要考慮農業生態問題，所以農業生產實際上是生態學的應用。

農業生態系統是一個複雜的大系統，包括許多亞系統。從生物種群劃分，有農田生態系統、林木生態系統、畜禽生態系統、池塘漁業生態系統等；每個亞系統下又可再分若干子系統。

農業生態系統可以歸結為環境系統、生物系統與人為調節控制系統的3個系統的網路結構（圖1）。環境系統包括氣候、地貌、土壤和各種水資源等。生物系統的優勢種群主要是經過人工選育、培植的作物，家畜，家禽，林木等；此外雜草、病、蟲的存在和繁殖也與人類活動有關。人類既是農業生態系統的參與者，也是主宰者，又是享用者。人為調節控制系統是指人類從自身的利益出發，通過農業生態系統的信息反饋，利用其經濟力量、技術力量和政策對環境系統和生物系統進行的調節、管理、加工和改造。在農業生態系統中，高產的品種代替了野生種，取得高產的同時卻往往使抗逆性降低；為了更多地獲得人所直接需要的生物種常使農業生態系統結構趨於簡化，降低了系統的穩定性，需要更多的人為調節控制措施進行彌補。作物、家畜等亞系統在網路結構中不能離開其他亞系統而單獨加速增長，即農業生產力是由組成農業生態系統的3個系統彼此協調共同作用的結果。

農業生態系統的3個系統網路結構是一個輸入-輸出系統，輸入環境資源，輸出各種農畜產品，中間通過各種生物群體進行物質能量轉化，將光、熱、水、氣、養分等環境資源的潛在生產力變為現實產量（圖2）。希望有更多的產品輸出就必須相應增加輸入，為此，要合理利用資源。同時還應調節生物系統的組成結構以提高轉化環境資源為產品的效率。

農業生態系統的網路結構又是一個生態－經濟反饋系統。農業生態系統輸出的農畜產品是社會經濟系統的輸入，缺少這種輸入的支持，社會經濟系統將會崩潰；農業生態系統又從社會經濟系統獲得勞動力、農機具、化肥、燃料和科學技術等的輸入，缺少這種輸入的支持，農業生態系統也將崩潰，可見農業生態系統與社會經濟系統彼此依賴、相互支持、互為反饋（圖3）。當人類為了近期經濟利益，只企圖從農業生態系統獲得更多的產品，超過了系統所能承受的持續產出，如森林採伐量大於更新和人工造林的木材增加量，對土地只用不養等，將最終導致農業生態系統的崩潰，進而使社會經濟系統也失去支持。

大致可從種群、群落、生態系統和人與環境的關係4方面說明。

● 種群的自然調節 在環境無明顯變化的條件下，種群數量有保持穩定的趨勢。一個種群所棲環境的空間和資源是有限的，只能承載一定數量的生物，承載量接近飽和時，如果種群數量（密度）再增加，增長率則會下降乃至出現負值，使種群數量減少；而當種群數量（密度）減少到一定限度時，增長率會再度上升，最終使種群數量達到該環境允許的穩定水平。對種群自然調節規律的研究可以指導生產實踐。例如，制定合理的漁業捕撈量和林業採伐量，可保證在不傷及生物資源再生能力的前提下取得最佳產量。

● 物種間的相互依賴和相互制約 一個生物群落中的任何物種都與其他物種存在著相互依賴和相互制約的關係。常見的是：①食物鏈。在食物鏈中，居於相鄰環節的兩物種的數量比例有保持相對穩定的趨勢。如捕食者的生存依賴於被捕食者，其數量也受被捕食者的制約；而被捕食者的生存和數量也同樣受捕食者的制約。兩者間的數量保持相對穩定。②競爭。物種間常因利用同一資源而發生競爭：如植物間爭光、爭空間、爭水、爭土壤養分；動物間爭食物、爭棲居地等。在長期進化中、競爭促進了物種的生態特性的分化，結果使競爭關係得到緩和，並使生物群落產生出一定的結構。例如森林中既有高大喜陽的喬木，又有矮小耐陰的灌木，各得其所；林中動物或有晝出夜出之分，或有食性差異，互不相擾。③互利共生。如地衣中菌藻相依為生，大型草食動物依賴胃腸道中寄生的微生物幫助消化，以及蟻和蚜蟲的共生關係等，都表現了物種間的相互依賴的關係。以上幾種關係使生物群落表現出複雜而穩定的結構，即生態平衡，平衡的破壞常可能導致某種生物資源的永久性喪失。

● 物質的循環再生 生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。陽光提供的能量驅動著物質在生態系統中不停地循環流動，既包括環境中的物質循環、生物間的營養傳遞和生物與環境間的物質交換，也包括生命物質的合成與分解等物質形式的轉換。物質循環的正常運行，要求一定的生態系統結構。隨著生物的進化和擴散，環境中大量無機物質被合成為生命物質，形成了廣袤的森林、草原以及生息其中的飛禽走獸。一般說，發展中的生物群落的物質代謝是進多出少，而當群落成熟後代謝趨於平衡，進出大致相當。人們在改造自然的過程中須注意到物質代謝的規律。一方面，在生產中只能因勢利導，合理開發生物資源，而不可只顧一時，竭澤而漁。目前世界上已有大面積農田因肥力減退未得到及時補償而減產。另一方面，還應控制環境污染。由於大量有毒的工業廢物進入環境，超越了生態系統和生物圈的降解和自凈能力，因而造成毒物積累，損害了人類與其他生物的生活環境。

● 生物與環境的交互作用 生物進化就是生物與環境交互作用的產物。生物在生活過程中不斷地由環境輸入並向其輸出物質，而被生物改變的物質環境反過來又影響或選擇生物，二者總是朝著相互適應的協同方向發展，即通常所說的正常的自然演替。隨著人類活動領域的擴展，對環境的影響也越加明顯。在改造自然的活動中，人類自覺或不自覺地做了不少違背自然規律的事，損害了自身利益。如對某些自然資源的長期濫伐、濫捕、濫采造成資源短缺和枯竭，從而不能滿足人類自身需要；大量的工業污染直接危害人類自身健康等，這些都是人與環境交互作用的結果，是大自然受破壞后所產生的一種反作用。

美國科學家小米勒總結出的農業生態三定律如下：

農業生態第一定律：我們的任何行動都不是孤立的，對自然界的任何侵犯都具有無數的效

應，其中許多是不可預料的。這一定律是G．哈定(G．Hardin)提出的，可稱為多效應原理。

農業生態第二定律：每一事物無不與其他事物相互聯繫和相互交融。此定律又稱相互聯繫原理。

農業生態第三定律：我們所生產的任何物質均不應對地球上自然的生物地球化學循環有任何干擾。此定律可稱為勿干擾原理。

①按所研究的生物類別分，有微生物農業生態、植物農業生態、動物農業生態、人類農業生態等；還可細分，如昆蟲 農業生態、魚類農業生態等。②按生物系統的結構層次分，有個體農業生態、種群農業生態、群落農業生態、生態系統 農業生態等。③按生物棲居的環境類別分，有陸地農業生態和水域農業生態；前者又可分為森林農業生態、草原 農業生態、荒漠農業生態等，後者可分為海洋農業生態、湖沼農業生態、河流農業生態等；還有更細的劃分，如植物根際 農業生態、腸道農業生態等。④農業生態與非生命科學相結合的，有數學農業生態、化學農業生態、物理 農業生態、地理農業生態、經濟農業生態等；與生命科學其他分支相結合的有生理農業生態、行為農業生態、遺傳 農業生態、進化農業生態、古農業生態等。⑤應用性分支學科有：農業農業生態、醫學農業生態、工業資源 農業生態、污染農業生態（環境保護 農業生態）、城市農業生態等。

農業生態的基本原理，通常包括四方面的內容：個體生態、種群生態、群落生態和生態系統生態。

一個健康的生態系統是穩定的和可持續的：在時間上能夠維持它的組織結構和自治，也能夠維持對脅迫的恢復力。健康的生態系統能夠維持它們的複雜性同時能滿足人類的需求。

農業生態的基本原理的應用思路，我認為是模仿自然生態系統的生物生產、能量流動、物質循環和信息傳遞而建立起人類社會組織，以自然能流為主，盡量減少人工附加能源，尋求以盡量小的消耗產生最大的綜合效益，解決目前人類面臨的各種環境危機。

較為流行的幾種思路如下：

1987年世界環境與發展委員會提出“滿足當代人的需要，又不對後代滿足其發展需要的能力構成威脅的發展”。可持續發展觀念協調社會與人的發展之間的關係，包括生態環境、經濟、社會的可持續發展，但最根本的是生態環境的可持續發展。

事實上造成當代世界面臨的空前嚴重的生態危機的重要原因就是以往人類對自然的錯誤認識。工業文明以來，人類憑藉自認為先進的“高科技”試圖主宰、征服自然，這種嚴重錯誤的觀念和行為雖然帶來了經濟的飛躍，但造成的環境問題卻是不可彌補的。人類是生物界中的一分子，因此必須與自然界和諧共生，共同發展。

大量而隨意地破壞環境、消耗資源的發展道路是一種對後代和其他生物不負責任和不道德的發展模式。新型的生態倫理道德觀應該是發展經濟的同時還要考慮這些人類行為不僅有利於當代人類生存發展，還要為後代留下足夠的發展空間。

從農業生態中分化出來的產業農業生態、恢復農業生態以及生態工程、城市生態建設等等，都是 農業生態基本原理推廣的成果。

在計算經濟生產中，不應認為自然資源是沒有價值的或者無限的，而是用生態價值觀念，應考慮到經濟發展對環境的破壞影響，利用科技的進步，將破壞降低到最大限度，同時倡導一種有利於物質良性循環的消費方式，即適可而止、持續、健康的消費觀。

《農業生態》簡介

農業生態的定義還有很多：

農業生態是研究生物（包括動物和植物）怎樣生活和它們為什麼按照自己的生活方式生活的科學。（埃爾頓，1927）

農業生態是研究有機體的分佈和多度的科學。（Andrenathes,1954）

農業生態是研究生態系統的結構與功能的科學。（E.P.Odum，1956）

農業生態是研究生命系統之間相互作用及其機理的科學。（馬世駿，1980）

農業生態是綜合研究有機體、物理環境與人類社會的科學。（E.P.Odum，1997）

農業生態是一門年輕的科學，所以應該會有極為前途的一面，卻往往被其他的生物工作者所鄙夷，認為其“假、大、空”，其實這種想法是完全不正確的。

農業生態的產生就是因為它和我們的生活極為緊密，它是用來研究生物與環境相互關係的科學，因而對一個生態工作者來說，生態要求人掌握的知識那是相當的全面，至少要對生物，環境，水溫，地理等方面有一定的了解，尤其是要是生物和環境要有相當紮實的功底，所以說一個 農業生態家要懂得的東西很多。

做生態的都很苦，要到處採集樣品，調查原因，還要回來做實驗分析，辛苦是難免的。

在這裡我還想講講關於生態的幾本參考書，首先作為一個農業生態入門的人來說，內蒙古大學的李博院士所編寫的 農業生態是一本極為好的參考書，不論是從內容還是排版，都堪稱經典，其實上面有人介紹的楊持只是他以前的一個下手（李博院士已經去世了，可嘆）。還有一本是北師大的孫儒泳院士編寫的基礎 農業生態，也是一本不錯的書，孫院士現在還健在，依然活躍在科研第一線。

農業生態分支很多，譬如從事草原農業生態的，在北京的植物所很厲害；從事水生生態的，在水生所全國數一數二，這裡得提一下一個極為厲害的人，劉建康院士，他是淡水 農業生態的奠基人之一，現在已經93歲高齡了，依然每天上班，精神也很好，稱得上是一個元老級的人物。

農業生態有前途嗎？這是很多人會疑惑的一個問題，個人觀念認為：如果你把前途完全看成“錢”途，那奉勸你不要從事 農業生態研究，如果你真的想為改善日益惡化的生態環境敬一點微薄的力量，可以考慮。

學科：理學

門類：環境科學類

專業名稱：農業生態

業務培養目標：本專業培養具備農業生態的基本理論、基本知識和基本技能，能在科研機構、高等學校、企事業單位及行政部門等從事科研、教學和管理等工作的高級專門人才。

業務培養要求：本專業學生主要學習農業生態方面的基本理論、基本知識，受到基礎研究和應用基礎研究的科學思維和科學實驗訓練，具有較好的科學素養，掌握現代 農業生態理論和計算機模擬等實驗技能，初步具備教學、研究、開發和管理能力。

畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：

1．掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識；

2．掌握現代農業生態的基本理論、基本知識、基本實驗技能和生態工程設計的基本方法；

3．了解相近專業的一般原理和知識；

4．熟悉國家環境保護、自然資源合理利用、可持續發展、知識產權等有關政策和法規；

5．了解農業生態的理論前沿、應用前景和最新發展動態；

6．掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法；具有一定的實驗設計，創造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結果，撰寫論文，參與學術交流的能力。

主幹學科：農業生態、生物學、環境科學。

主要課程：普通生物學、生物化學、農業生態、環境微生物學、環境學、地學基礎、環境生態工程、環境人文社會科學等。

主要實踐性教學環節：包括教學實習、生產實踐、畢業論文等，一般安排8-14周。

修業年限：四年

授予學位：理學學士

從農業生態角度來看，地球表面從地下11千米到地上15千米高度是由岩石圈、水圈和大氣圈組成的，在三個圈交匯處存在著生物圈，絕大部分生物是生活在地下100米到地上100米之間。

生物最早是從水圈產生的，逐漸向深水發展，由於大氣中氧氣含量增加，在大氣圈最外層因為宇宙射線的作用，氧分子重組形成臭氧層，臭氧層可以阻止危害生命的紫外線進入大氣層，使得生物可以脫離水圈向陸地發展。陸地環境不同區域差異較大，為了適應環境，生物發展出許多不同種類。

能量在不同的圈內流動，綠色植物吸收太陽光能，轉換成化學能貯存，動物取食植物吸收植物的能量，太陽能絕大部分被大氣圈、水圈和岩石圈吸收，增加溫度，造成風、潮汐和岩石的風化裂解。地球本身的能量表現在火山爆發、地震中，也不斷地影響其他各圈。能量的主要來源是太陽，在地球中不斷地被消耗。

物質則可以各圈內循環，而沒有多大的消耗，以二氧化碳形式存在的碳被植物吸收，經植物和動物的呼吸作用排出，被動植物固定在體內的水、鈣和其他微量元素，一旦死亡會重新分解回到其他自然圈，有可能積累形成化石礦物。如植物遺骸形成煤、動物遺骸形成石油、硫細菌遺骸形成硫磺礦等。