農業生態學

農業生物的生存、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。

運用農業生態學的理論和方法，分析研究農業領域中的生態問題，探討協調農業生態系統組分結構及其功能，促進農業生產的持續高效發展，是農業生態學的根本任務。農業生態學不僅要進行基礎性的理論研究，更要為發展農業生產提出切實可行的技術途徑，要理論與實踐緊密結合。

農業生態學是運用生態學的原理及系統論的方法，研究農業生物與其自然社會環境的相互關係的應用性科學。農業生態學是生態學在農業領域應用的一個分支學科。主要研究由農業生物與其環境構成的農業生態系統的結構、功能及其調控和管理途徑等。學習農業生態學的目的意義一方面要了解有關生態學的一般知識及理論與方法，另一方面要運用農業生態學的原理和方法分析農業生態系統的資源生態問題與系統優化途徑。

“農業生態學”（生態學）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)初次把農業生態學定義為“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與有害關係。從此便揭開了農業生態學發展的序幕。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”。

其後，有些博物學家認為農業生態學與普通博物學不同，具有定量的和動態的特點，他們把農業生態學視為博物學的理論科學；持生理學觀點的農業生態學家認為農業生態學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；從事植物羣落和動物行為工作的學者分別把農業生態學理解為生物羣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學解釋為研究環境與生物進化關係的科學。

由此，農業生態學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，農業生態學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、信息論的概念和方法的引入，促進了農業生態學理論的發展。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學的研究熱點，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。

後來，在農業生態學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。

在環境無明顯變化的條件下，種羣數量有保持穩定的趨勢。一個種羣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，如果種羣數量（密度）再增加，增長率則會下降乃至出現負值，使種羣數量減少；而當種羣數量（密度）減少到一定限度時，增長率會再度上升，最終使種羣數量達到該環境允許的穩定水平，整個過程如此循環。對種羣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。

一個生物羣落中的任何物種都與其他物種存在着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，並使生物羣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羣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着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。隨着生物的進化和擴散，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。一般説，發展中的生物羣落的物質代謝是進多出少，而當羣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。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淨能力，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，二者總是朝着相互適應的協同方向發展，即通常所説的正常的自然演替。隨着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、濫採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，是大自然受破壞後所產生的一種反作用。

①按所研究的生物類別分，有微生物農業生態學、植物農業生態學、動物農業生態學、人類農業生態學等；還可細分，如昆蟲農業生態學、魚類農業生態學等。

②按生物系統的結構層次分，有個體農業生態學、種羣農業生態學、羣落農業生態學、生態系統農業生態學等。

③按生物棲居的環境類別分，有陸地農業生態學和水域農業生態學；前者又可分為森林農業生態學、草原農業生態學、荒漠農業生態學等，後者可分為海洋農業生態學、湖沼農業生態學、河流農業生態學等；還有更細的劃分，如植物根際農業生態學、腸道農業生態學等。

④農業生態學與非生命科學相結合的，有數學農業生態學、化學農業生態學、物理農業生態學、地理農業生態學、經濟農業生態學等；與生命科學其他分支相結合的有生理農業生態學、行為農業生態學、遺傳農業生態學、進化農業生態學、古農業生態學等。

⑤應用性分支學科有：農業農業生態學、醫學農業生態學、工業資源農業生態學、污染農業生態學（環境保護農業生態學）、城市農業生態學等。

農業生態學的基本原理，通常包括四方面的內容：個體生態、種羣生態、羣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。

美國科學家小米勒總結出的農業生態學三定律如下：

農業生態學第一定律：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。

農業生態學第二定律：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。

農業生態學第三定律：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。

農業生態學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，儘量減少人工附加能源，尋求以儘量小的消耗產生最大的綜合效益，解決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。

從農業生態學中分化出來的產業農業生態學、恢復農業生態學以及生態工程、城市生態建設等等，都是農業生態學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。 ^[3-4]