合，而且试是立足于农业生产实践讲行理论分析和研究。其研究成果在农业区划、区域综合 开发和治理、农业资源利用、生态工程建设等多方面都有广泛应用。 一)综合性 农业生态学是介于农学与生态学之间的交叉学科，综合性很强。从知识内容上，它涉及 到土壤学、作物学、动物学、微生物学、经济学、林学、水产学、园艺学等诸多领域的学利 知识：从研究对象上，既包括自然生态内容，也包括人工生态，涉及农业、经济、技术等多 方面的内容，而且农业生态系统本身就是一个社会经济自然复合系统。 (三)统一性 农业生态学强调适用于不同学科的共同思想和共同语言，强调适用于生态系统不同组分 的通用方法。能量、物质、信息、价值等是联系生态系统各种组分的共同媒介，利用它来分 析系统的结构、功能，有较强的统一性。尤其随系统分析及计算机技术的发展，其优势愈来 愈突出。 (四)宏观性 农业生态学区别于一般的个体生态学、作物生态学及动物生态学等有明确界限的微观生 态，它的宏观性及伸缩范围很大。因为农业生态系统本身 边界范围小的可以是 一块农田 个农户，但大的可是一个地区、 “个国家甚至全世界。所以，以研究农业生态系统为核心 的农业生态学基本上是以研究宏观性的农业问题为重点。 五、农业生态学的发展趋势与展望 近年农业生态学研究领域非常活跃，主要包括农业生态系统模式，农业可持续发展与生 态农业，农业生态想划、农业生物多样性，农业与全球变化，农业化学生态学，农业分子生 态学，农业生态工程，农业生态信息综合分析与评价，农业生产的生态环境管理与品质管理 作物与士壤系统的养分、水分及有机质关系等方面的研究 农业生态学近年来的发展一方面 受到生态学发展的带动，另一方面受到改善农业生态环境需求的推动。农业生态学今后的发 展趋势表现在以下几个方面： 1,农业生态学的实验研究将进一·步得到加强。农业生态学是一门实验性很强的农业应用 学科，但从其发展历史和实践来看，农业生态学在一定程度上存在“粗、大、空”的现象」 要使农业生态学得到更快、 更好、 更深入的发展 必须大力强调农业生态学的实验研究 包括以野外调查和观测为基础的实验研究和以室内实验为基础的实验研究。如中国科学院建 立的野外台站网络和实验基地就对加强农业生态学的实验研究非常有利。 2.农业生态学的研究将更多地倾向于实用性和可操作性。农业生态学是一门综合性的农 业应用学科，因而具有很强的实用性。这就要求在进行农业生态学的科学研究时，要时时刻 注面其实我应用性 要使成果具有很强的实用性和可操作性，这样才能适应现代农业发展 的要求。当前，应特别强调加强农业可持续发展实用技术体系、绿色食品生产技术体系、农 业减灾技术体系等方面的研究。 3.农业生态学的应用基础研究将更加深化。农业生态学的一个重要任务就是要揭示农业 生物与环境、农业生物与生物之间相互作用的规律，这就必须加强该学科的理论研究。农业 生态学的应用基础研究主要包括：①农作物的化感作用机理及其应用研究：②退化生态系统 的类型、特征、机制及其恢复与重建途径：( 衣业资源的种类、数量、特征及时空分布规街 开发利用潜力及其保有方式、方法和技术措施：④现代休闲、观光农业的模式、特征、效益 及前景等等。 4.系统性、完整性和创新性将是农业生态学技术体系的新特点。农业生态学的重要目标 之一就是要律立促讲农业生态系统良性循环的技术体系，这就要求做到两点： 一是技术体系
9 合，而且就是立足于农业生产实践进行理论分析和研究。其研究成果在农业区划、区域综合 开发和治理、农业资源利用、生态工程建设等多方面都有广泛应用。 （二）综合性 农业生态学是介于农学与生态学之间的交叉学科，综合性很强。从知识内容上，它涉及 到土壤学、作物学、动物学、微生物学、经济学、林学、水产学、园艺学等诸多领域的学科 知识；从研究对象上，既包括自然生态内容，也包括人工生态，涉及农业、经济、技术等多 方面的内容，而且农业生态系统本身就是一个社会-经济-自然复合系统。 （三）统一性 农业生态学强调适用于不同学科的共同思想和共同语言，强调适用于生态系统不同组分 的通用方法。能量、物质、信息、价值等是联系生态系统各种组分的共同媒介，利用它来分 析系统的结构、功能，有较强的统一性。尤其随系统分析及计算机技术的发展，其优势愈来 愈突出。 （四）宏观性 农业生态学区别于一般的个体生态学、作物生态学及动物生态学等有明确界限的微观生 态，它的宏观性及伸缩范围很大。因为农业生态系统本身，其边界范围小的可以是一块农田、 一个农户，但大的可是一个地区、一个国家甚至全世界。所以，以研究农业生态系统为核心 的农业生态学基本上是以研究宏观性的农业问题为重点。 五、农业生态学的发展趋势与展望 近年农业生态学研究领域非常活跃，主要包括农业生态系统模式，农业可持续发展与生 态农业，农业生态规划、农业生物多样性，农业与全球变化，农业化学生态学，农业分子生 态学，农业生态工程，农业生态信息综合分析与评价，农业生产的生态环境管理与品质管理， 作物与土壤系统的养分、水分及有机质关系等方面的研究。农业生态学近年来的发展一方面 受到生态学发展的带动，另一方面受到改善农业生态环境需求的推动。农业生态学今后的发 展趋势表现在以下几个方面： 1．农业生态学的实验研究将进一步得到加强。农业生态学是一门实验性很强的农业应用 学科，但从其发展历史和实践来看，农业生态学在一定程度上存在“粗、大、空”的现象。 要使农业生态学得到更快、更好、更深入的发展，必须大力强调农业生态学的实验研究，这 包括以野外调查和观测为基础的实验研究和以室内实验为基础的实验研究。如中国科学院建 立的野外台站网络和实验基地就对加强农业生态学的实验研究非常有利。 2．农业生态学的研究将更多地倾向于实用性和可操作性。农业生态学是一门综合性的农 业应用学科，因而具有很强的实用性。这就要求在进行农业生态学的科学研究时，要时时刻 刻注重其实践应用性，要使成果具有很强的实用性和可操作性，这样才能适应现代农业发展 的要求。当前，应特别强调加强农业可持续发展实用技术体系、绿色食品生产技术体系、农 业减灾技术体系等方面的研究。 3．农业生态学的应用基础研究将更加深化。农业生态学的一个重要任务就是要揭示农业 生物与环境、农业生物与生物之间相互作用的规律，这就必须加强该学科的理论研究。农业 生态学的应用基础研究主要包括：①农作物的化感作用机理及其应用研究；②退化生态系统 的类型、特征、机制及其恢复与重建途径；③农业资源的种类、数量、特征及时空分布规律， 开发利用潜力及其保育方式、方法和技术措施；④现代休闲、观光农业的模式、特征、效益 及前景等等。 4．系统性、完整性和创新性将是农业生态学技术体系的新特点。农业生态学的重要目标 之一就是要建立促进农业生态系统良性循环的技术体系，这就要求做到两点：一是技术体系
的系统性和完整性。如农业生态系统中废弃物的循环利用体系，则要同时建立减量化的技术 体系，资源化的技术体系和无害化的技术体系：农业生产中，既要考虑产中的生态技术，还 要考虑产前、产后的生态技术，要求“产前产中立后”整个过程生态技术的完整性和连续性。 二是技术体系的创新性。在建设现代农业的新形势下，要根据农业生态学原理，探索新的生 态技术体系，使农业生态技术体系不断创新。 5.农业生态学思想将更加深入人心。随若农业生态教有投入的加大和实验硬件环境的完 善，加上媒体宜传农业生态知识力度的加强，农业生态学教育将得到广泛普及，公民的农业 生态意识和生态素质将大大提高 6.具有创新意识和实践能力的复合型人才将成为农业生态学发展的人才储备。从事农业 生态学方面的工作，不仅要有生态学的知识，还要有农学方面的知识，同时，还应有计算机 外语等方面的才能，这是一个有较强创新意识和丰富实践经验的复合型人才群体。现代农！ 生态学科要健康稳步发展，就必须加大复合型人才的培养与储备，这样才能为农业生态学今 后的发展奠定强有力的人才基础。 第四节农业生态学研究方法 农业生态学的研究对象是农业生态系统。 而农业生态系统是一个由多种组分相互联系所 组成的社会与自然复合系统。因此，系统论是农业生态学的重要方法论基础 一、指导农业生态学研究的理论观点 1、层次观 生命物质有从大分子到细胞、器官、系统、机体、种群、群落等不同的结构层次。机仁 以下各层次的结构和功能由农业生物学的若干其他学科进行研究，机体以上的宏观层次则属 于农业生态学的研究范畴。虽然每一生命层次都有各自的结构和功能特征，但高级层次的结 构和功能是由构成它的低级层次发展而来的。因此，研究高级层次的宏观现象需要了解低级 层次的结构功能及运 规律 从低到 次的结构功能动 高级层次宏观现 其规律的深入理解。对低层次的运动来讲，其生物学意义也只有以较高的层次为背景，才能 看得更清楚。在农业生态学研究中，分析不同层次构成的谱系称为层次分析方法。 2、整体论 每一高级层次都具有其下级层次所不具有的某些整体特性。这些特性不是低层次单元特 性的简单加合 是在低层次单元以特定方式组建在一起时产生的。所以，由若干低层次单 元所组成的高层次单元实际上就是高一级的新的“整体”。例如 ，农业种群是 个体 它 是个体的简单相加，它具有新的特性，包括出生率、死亡率、数量动态等，这些只有在作为 整体的农业种群水平上才能认识，在个体水平上则无从研究。总之，整体论要求始终把不同 层次的研究对象作为一个农业生态整体来对待，注意其整体的生态特征。 3。系结观 系统是由相互联系、相互作用的组分按一定结构组成的功能整体。 般所说的农业生态 系统是指农业生物群落与环境组成的动态平衡体系。在农业生态学中，系统观点、层次观和 整体论是不可分的，系统分析的方法既区分出农业系统的各组分（常是较低的层次），研究它 们的相互关系和动态变化，同时又综合各组分的行为，探讨农业生态系统的整体表现。 4、协同讲化论 各种生命层次及各层次的整体特性和系统功能，都是生物与环境长期协同进化的产物 0
10 的系统性和完整性。如农业生态系统中废弃物的循环利用体系，则要同时建立减量化的技术 体系，资源化的技术体系和无害化的技术体系；农业生产中，既要考虑产中的生态技术，还 要考虑产前、产后的生态技术，要求“产前-产中-产后”整个过程生态技术的完整性和连续性。 二是技术体系的创新性。在建设现代农业的新形势下，要根据农业生态学原理，探索新的生 态技术体系，使农业生态技术体系不断创新。 5．农业生态学思想将更加深入人心。随着农业生态教育投入的加大和实验硬件环境的完 善，加上媒体宣传农业生态知识力度的加强，农业生态学教育将得到广泛普及，公民的农业 生态意识和生态素质将大大提高。 6．具有创新意识和实践能力的复合型人才将成为农业生态学发展的人才储备。从事农业 生态学方面的工作，不仅要有生态学的知识，还要有农学方面的知识，同时，还应有计算机、 外语等方面的才能，这是一个有较强创新意识和丰富实践经验的复合型人才群体。现代农业 生态学科要健康稳步发展，就必须加大复合型人才的培养与储备，这样才能为农业生态学今 后的发展奠定强有力的人才基础。 第四节 农业生态学研究方法 农业生态学的研究对象是农业生态系统。而农业生态系统是一个由多种组分相互联系所 组成的社会与自然复合系统。因此，系统论是农业生态学的重要方法论基础。 一、指导农业生态学研究的理论观点 1、层次观 生命物质有从大分子到细胞、器官、系统、机体、种群、群落等不同的结构层次。机体 以下各层次的结构和功能由农业生物学的若干其他学科进行研究，机体以上的宏观层次则属 于农业生态学的研究范畴。虽然每一生命层次都有各自的结构和功能特征，但高级层次的结 构和功能是由构成它的低级层次发展而来的。因此，研究高级层次的宏观现象需要了解低级 层次的结构功能及运动规律，从低级层次的结构功能动态中可以得到对高级层次宏观现象及 其规律的深入理解。对低层次的运动来讲，其生物学意义也只有以较高的层次为背景，才能 看得更清楚。在农业生态学研究中，分析不同层次构成的谱系称为层次分析方法。 2、整体论 每一高级层次都具有其下级层次所不具有的某些整体特性。这些特性不是低层次单元特 性的简单加合，而是在低层次单元以特定方式组建在一起时产生的。所以，由若干低层次单 元所组成的高层次单元实际上就是高一级的新的“整体”。例如，农业种群是一个整体，它不 是个体的简单相加，它具有新的特性，包括出生率、死亡率、数量动态等，这些只有在作为 整体的农业种群水平上才能认识，在个体水平上则无从研究。总之，整体论要求始终把不同 层次的研究对象作为一个农业生态整体来对待，注意其整体的生态特征。 3、系统观 系统是由相互联系、相互作用的组分按一定结构组成的功能整体。一般所说的农业生态 系统是指农业生物群落与环境组成的动态平衡体系。在农业生态学中，系统观点、层次观和 整体论是不可分的，系统分析的方法既区分出农业系统的各组分（常是较低的层次），研究它 们的相互关系和动态变化，同时又综合各组分的行为，探讨农业生态系统的整体表现。 4、协同进化论 各种生命层次及各层次的整体特性和系统功能，都是生物与环境长期协同进化的产物
协同进化是普遍存在的现象。例如在农业生物相互作用中，捕食者和被捕食者都在不断地提 高自己的生存能力，被捕食者要加快奔跑速度才能逃脱追捕，而捕食者则必须加快奔跑速度 才能捕获猎物。有时相互作用的性质也会改变。例如，寄主为避免寄生物的侵害而发生种种 适应性变化，有时这种变化可能使寄生关系转化成共生关系。在农业生物 环境间也存在着 相互适应的现象，高等动物还会积极地改造所栖居的环境。总之，协同进化的观点应是农业 生态学研究中由设计方案到解释结果的全过程的指导原则。 二、农业生态学研究方法和技术 从50年代开始，农业生态学研究方法一方面趋向专门化，针对不同对象和问题，设计了 各种专用的方法技术：另一方面是强调系统化，表现是为各类农业生物系统制定出其综合方 农业生态学研究的专门化与系统化同时并进，彼此汇合，是学科方法体系日趋成熟 的标志。农业生态学的传统研究方法有： 1、原地观测 指在自然实地对农业生物与环境关系的考察。农业生态现象的直观第一手资料皆来自原 地观测。因为，农业生态学的研究对象，农业种群和群落均与特定自然生境不可分割，农业 生态现象涉及因素众多，联系形式多样，相互影响又随时间不断变化，观测的角度和尺度不 迄今尚难以哦 C法 使自然现象全面地在实验室内再现 原地观测仍是农业生态学的基 方法。原地观测包括野外考察、定位观测和原地实验等不同方法。 ①野外考察：主要是考察特定农业种群或群落与自然地理环境的空间分异的关系。首先 有一个划定生境边界的问题，然后在确定的农业种群或群落生存活动空间范围内，进行种群 行为或群落结构与生墙各种条件相互作用的观测记录 农业种群生境边界的确定，视物种生物学特性而异。如农业植物种群不仅要考虑其定居 的植株分布，还应包括其种子的向外扩散范围：农业动物种群活动范围，其巢穴或防御的 地可能很小，但取食空间范围可能很大，对有定期长距离迁徙或洄游行为的农业动物种群原 地观测往往要包括广大地区，可能要用飞机、遥测或标志追踪技术：陆生农业群落的生境划 界，通常要依据农业植物群落或植被类型边界与陆地地貌的联系，但在大范围内出现农业 落连续或逐渐过渡性强时，则要借助于群落学统计或航测遥测技术。野外考察农业种群或群 落的特征 测计生境的环境条件。 不可能在原地内进行普遍的观测， 积能通过适合于各类衣 业生物的规范化抽样调查方法。例如农业动物种群调查中取样方法有样方法、标志重捕法 去除取样法：农业植物种群和群落调查中的取样方法有样方法、无样方取样法等，抽取样地 的大小、数量和空间配置，都要求符合统计学的原理，保证其得出的数据能反映整体情况 属于农业种群水平的野外考察项目，主要有：个体数量（或密度），水平与垂直分布样式 适应形态性状，生长发有阶段或年龄结构，物种的生活习性行为等。属于农业群落水平的考 祭项目，主有农业群落的种类组成，即对组成该群落的植物种类进行分类鉴定和记录，植 物种的生活型或生长型，各种动物的生态习性和行为：各种农业动植物种群的多度、频度、 显著度、分布样式、年龄结构、生活史阶段、种间关联和群落结构等。同时，要考察农业种 群或群落生境的主要环境因子特征，如对生境的总面积、形状、海拔高度、大气物理、水、 十壤。地所、地绝环培因子的描和测量 ②定位观测 主要是考察某个农业种群或群落结构功能与其生境相互关系的时态变化。 定位观测先要设立一块可供长期观测的固定样地，样地必须能反映所研究的农业种群或群落 及其生境的整体特征。定位观测时限，决定于研究对象和目的，若是观测农业种群生活史动 态，农业微生物种群的时限只要几天，农业昆虫种群是几个月到几年，农业脊椎动物从几年 到几十年，而多年生草本和树木要几十年到几百年。若是观测农业群落演替所需时限更长
11 协同进化是普遍存在的现象。例如在农业生物相互作用中，捕食者和被捕食者都在不断地提 高自己的生存能力，被捕食者要加快奔跑速度才能逃脱追捕，而捕食者则必须加快奔跑速度 才能捕获猎物。有时相互作用的性质也会改变。例如，寄主为避免寄生物的侵害而发生种种 适应性变化，有时这种变化可能使寄生关系转化成共生关系。在农业生物与环境间也存在着 相互适应的现象，高等动物还会积极地改造所栖居的环境。总之，协同进化的观点应是农业 生态学研究中由设计方案到解释结果的全过程的指导原则。 二、农业生态学研究方法和技术 从 50 年代开始，农业生态学研究方法一方面趋向专门化，针对不同对象和问题，设计了 各种专用的方法技术；另一方面是强调系统化，表现是为各类农业生物系统制定出其综合方 法程序。农业生态学研究的专门化与系统化同时并进，彼此汇合，是学科方法体系日趋成熟 的标志。农业生态学的传统研究方法有： 1、原地观测 指在自然实地对农业生物与环境关系的考察。农业生态现象的直观第一手资料皆来自原 地观测。因为，农业生态学的研究对象，农业种群和群落均与特定自然生境不可分割，农业 生态现象涉及因素众多，联系形式多样，相互影响又随时间不断变化，观测的角度和尺度不 一，迄今尚难以或无法使自然现象全面地在实验室内再现，原地观测仍是农业生态学的基本 方法。原地观测包括野外考察、定位观测和原地实验等不同方法。 ①野外考察：主要是考察特定农业种群或群落与自然地理环境的空间分异的关系。首先 有一个划定生境边界的问题，然后在确定的农业种群或群落生存活动空间范围内，进行种群 行为或群落结构与生境各种条件相互作用的观测记录。 农业种群生境边界的确定，视物种生物学特性而异。如农业植物种群不仅要考虑其定居 的植株分布，还应包括其种子的向外扩散范围；农业动物种群活动范围，其巢穴或防御的领 地可能很小，但取食空间范围可能很大，对有定期长距离迁徙或洄游行为的农业动物种群原 地观测往往要包括广大地区，可能要用飞机、遥测或标志追踪技术；陆生农业群落的生境划 界，通常要依据农业植物群落或植被类型边界与陆地地貌的联系，但在大范围内出现农业群 落连续或逐渐过渡性强时，则要借助于群落学统计或航测遥测技术。野外考察农业种群或群 落的特征，测计生境的环境条件，不可能在原地内进行普遍的观测，只能通过适合于各类农 业生物的规范化抽样调查方法。例如农业动物种群调查中取样方法有样方法、标志重捕法、 去除取样法；农业植物种群和群落调查中的取样方法有样方法、无样方取样法等，抽取样地 的大小、数量和空间配置，都要求符合统计学的原理，保证其得出的数据能反映整体情况。 属于农业种群水平的野外考察项目，主要有：个体数量（或密度），水平与垂直分布样式， 适应形态性状，生长发育阶段或年龄结构，物种的生活习性行为等。属于农业群落水平的考 察项目，主要有农业群落的种类组成，即对组成该群落的植物种类进行分类鉴定和记录，植 物种的生活型或生长型，各种动物的生态习性和行为；各种农业动植物种群的多度、频度、 显著度、分布样式、年龄结构、生活史阶段、种间关联和群落结构等。同时，要考察农业种 群或群落生境的主要环境因子特征，如对生境的总面积、形状、海拔高度、大气物理、水、 土壤、地质、地貌等环境因子的描述和测量。 ②定位观测：主要是考察某个农业种群或群落结构功能与其生境相互关系的时态变化。 定位观测先要设立一块可供长期观测的固定样地，样地必须能反映所研究的农业种群或群落 及其生境的整体特征。定位观测时限，决定于研究对象和目的，若是观测农业种群生活史动 态，农业微生物种群的时限只要几天，农业昆虫种群是几个月到几年，农业脊椎动物从几年 到几十年，而多年生草本和树木要几十年到几百年。若是观测农业群落演替所需时限更长
若是观测农业种群或群落功能与结构的季节、年度的动态，时限一般是一年或几年。定位观 测的项目，除野外考察的项目外，还要增加农业生物量增长、生殖率、死亡率、能量流、物 质洁竿结构功能衬程的定期观测 ③原地实验： 主要是在自然或田间条件下，采取某些措施，获得有关某个因素的变化对 农业种群或群落其他诸因素、或对某种效果所产生的影响。例如，在牧场上进行围栏实验 可获得牧群活动对草场中种群或群落的影响：在森林或草地群落里人为去除其中的某个种群 或引讲某个种群，从而辨识该种群对群该及生墙的影响：或讲行补食、施严、遮光、改变食 物资源条件，以了解资源供应对农业种群或群落动态的影响和机制。原地或田间的对比实验 是野外考察和定位观测的一个重要补充。不仅有助于阐明某些因素的作用和机制，还可作为 设计农业生态学有控实验或生态模拟的参考或依据。 2、受控的农业生态实验 主要是在模拟自然生态系统的受控农业生态实验系统中，研究单项或多项因子相互作用， 及其对农业种群或群落影响的方法技术。例如，所谓“微宇宙”模拟系统，是在人工气候室 或人工水箱中建立白姚生态系统的榄拟系统即在光昭、温度、十质、营养元素大气物 理或水分营养元素的 量与质量都完 全可控的条件中，通过改变其中某 或同时改 几个因子，来研究实验农业生物的个体、种群以及小型生物群落系统的结构功 生活史到 态过程及其变化的动因和机理。随着现代科学技术工艺的进步，农业实验生物材料和生物测 试技术的完善，近年来受控农业生态试验的规模和农业生态系统模拟水平，正在日趋扩大完 名。不，哥控农业生态实验无论怎样都不可能完全面现自然的直实，总是相对简化的，存 在不同程度的干扰，因而模拟实验取得的数据和结论，最后都要回到自然界中去进行验证 三、农业生态学综合研究方法 农业生态学综合研究方法主要指对原地观测或受控的农业生态实验的大量资料和数据进 行综合归纳和分析，表达各组变量之间存在的种种相互关系，反映客观农业生态规律性的方 法与技术。进入20世纪0年代之后，由于现代生物技术、信息技术等高新技术的快速发展 使农业生态学的研究方法在继承传统研究方法的同时，有了“全新”的发展，包括： 1、资料的归纳和分析 由于农业生态学现象观测数据资料涉及多种学科领域 ，是众多因素的变量集 且各组变 量属性与类型不同，量纲不 尺度悬殊，为了便于归纳分析，首先要进行数据的适当处理 包括对数据类型的转化，主要是把二元定性数据转化为定量数据，或者反之，以使数据类型 一致。其次是对不同量纲的数据，进行数值转换，如将原始数值x,换成x2(只取正根)，或 对数、倒数、角度、概率等，以求更合理地体现各类数据之间的数量关系，使其其有一定的 分布形式（如正态分布等），或一定的数据结构（如线性结构等）。还可进行数据的标准化或 中心化，即把各项数据的绝对值，转换为相对值（或比值），使变量的取值在0与1之间， 而获得数据的几何意义，能在一定维数的坐标上定位和进行运算。经过规范方法处理后的数 据，可用来构建数据矩阵，应用多元分析方法，进一步对这些数据各自作用的大小、相互作 用的关系，进行辨识。例如常用的统计相关分析、主分量分析(PCA)、综合结构模型(ISM)、 系统层次分析(HAP)等分析技术。 2、数值分类和排序 数值分类是近20年来新发展的对农业群落进行客观分类及区分种内生态类型的方法技 术。分类的对象单元是农业植被的抽样，故样地的大小、数量和物种数量特征的测计，都要 按照规范化的方法。各种属性原始数据经过处理，建立N个样地P个属性的原始数据矩阵， 再计算农业群落样地两两之间的相似系数或相异系数，列出相似系数矩阵，最后按一定程序
12 若是观测农业种群或群落功能与结构的季节、年度的动态，时限一般是一年或几年。定位观 测的项目，除野外考察的项目外，还要增加农业生物量增长、生殖率、死亡率、能量流、物 质流等结构功能过程的定期观测。 ③原地实验：主要是在自然或田间条件下，采取某些措施，获得有关某个因素的变化对 农业种群或群落其他诸因素、或对某种效果所产生的影响。例如，在牧场上进行围栏实验， 可获得牧群活动对草场中种群或群落的影响；在森林或草地群落里人为去除其中的某个种群， 或引进某个种群，从而辨识该种群对群落及生境的影响；或进行补食、施肥、遮光、改变食 物资源条件，以了解资源供应对农业种群或群落动态的影响和机制。原地或田间的对比实验， 是野外考察和定位观测的一个重要补充。不仅有助于阐明某些因素的作用和机制，还可作为 设计农业生态学有控实验或生态模拟的参考或依据。 2、受控的农业生态实验 主要是在模拟自然生态系统的受控农业生态实验系统中，研究单项或多项因子相互作用， 及其对农业种群或群落影响的方法技术。例如，所谓“微宇宙”模拟系统，是在人工气候室 或人工水族箱中建立自然生态系统的模拟系统，即在光照、温度、土质、营养元素等大气物 理或水分营养元素的数量与质量都完全可控的条件中，通过改变其中某一因子，或同时改变 几个因子，来研究实验农业生物的个体、种群以及小型生物群落系统的结构功能、生活史动 态过程及其变化的动因和机理。随着现代科学技术工艺的进步，农业实验生物材料和生物测 试技术的完善，近年来受控农业生态试验的规模和农业生态系统模拟水平，正在日趋扩大完 备。不过，受控农业生态实验无论怎样都不可能完全再现自然的真实，总是相对简化的，存 在不同程度的干扰，因而模拟实验取得的数据和结论，最后都要回到自然界中去进行验证。 三、农业生态学综合研究方法 农业生态学综合研究方法主要指对原地观测或受控的农业生态实验的大量资料和数据进 行综合归纳和分析，表达各组变量之间存在的种种相互关系，反映客观农业生态规律性的方 法与技术。进入 20 世纪 90 年代之后，由于现代生物技术、信息技术等高新技术的快速发展， 使农业生态学的研究方法在继承传统研究方法的同时，有了“全新”的发展，包括： 1、资料的归纳和分析 由于农业生态学现象观测数据资料涉及多种学科领域，是众多因素的变量集，且各组变 量属性与类型不同，量纲不一，尺度悬殊，为了便于归纳分析，首先要进行数据的适当处理。 包括对数据类型的转化，主要是把二元定性数据转化为定量数据，或者反之，以使数据类型 一致。其次是对不同量纲的数据，进行数值转换，如将原始数值 x，换成 x 1/2（只取正根），或 对数、倒数、角度、概率等，以求更合理地体现各类数据之间的数量关系，使其具有一定的 分布形式（如正态分布等），或一定的数据结构（如线性结构等）。还可进行数据的标准化或 中心化，即把各项数据的绝对值，转换为相对值（或比值），使变量的取值在 0 与 1 之间，从 而获得数据的几何意义，能在一定维数的坐标上定位和进行运算。经过规范方法处理后的数 据，可用来构建数据矩阵，应用多元分析方法，进一步对这些数据各自作用的大小、相互作 用的关系，进行辨识。例如常用的统计相关分析、主分量分析（PCA）、综合结构模型（ISM）、 系统层次分析（HAP）等分析技术。 2、数值分类和排序 数值分类是近 20 年来新发展的对农业群落进行客观分类及区分种内生态类型的方法技 术。分类的对象单元是农业植被的抽样，故样地的大小、数量和物种数量特征的测计，都要 按照规范化的方法。各种属性原始数据经过处理，建立 N 个样地 p 个属性的原始数据矩阵， 再计算农业群落样地两两之间的相似系数或相异系数，列出相似系数矩阵，最后按一定程序
进行样地的聚类或别分，得出表征同质群落类型的树谱图和别分或聚合的分类结果。数估分 类技术的最大特点是原地调查抽样以及数据处理和计算分类程序的规范化，具有较大的客观 性和可可面复拾吟的结性。日能应用电子社算机加快公类过程，实现品代化的分类】 排序技术可确定环境因子、农业植物种群和群落3个方面存在的复杂关系 并将其加 概括抽象的方法。包括直接梯度分析和间接梯度分析。如果依据两个或更多个环境因素的环 境梯度坐标系统来排列农业种群或群落属性的话，则是直接梯度分析，若是采取按农业种群 或群落属性的相似性或相关性的测定来导出抽象轴（即群落梯度坐标系统）来确定农业种群 成群落性态变化方向与环培的关系，则是间接推序。用利定农业种群或群落抽样来揭示描物 种或群落与环境相互关系的间接排序数学技术， 现在正在迅速发展 3、数学模型和模拟 农业生物种群或群落系统行为时态变化的数学概括统称为农业生态系统的动态数学楼 型。数学模型仅仅是现实农业生态系统的抽象，每种模型都有其一定的限度和有效范围。农 业生态系统津横，并没有绝对的法则，但必须从确定对象系统过程的点实性出发，充分把据 其内部相互作用的主导因素， 提出适合的农业生态学假设，再采用恰当的数学形式来加以表 达或描述。例如，描述单种群增长的逻辑斯蒂方程dNW N-NK),描述了单个种群每 体有效增长率具有与密度N和环境容量K有关的型式(1-NK)。其中r是不受环境制约的内 禀增长率，N<水时式为正值，N>K则为负增长，若N=K则达到一个平衡，则N为在特定环 境容纳量（包括食物、空间、捕食者或其他）的制约下达到平衡点的密度数值。Lotka-lter 方程是描述捕食者和猎物两个种群数量变动关系的动态模型。数学模型经过验证，确定了它 的真实 作为 项有用的 具进行实验模拟 分别 改变方程中的 变量及常 数的数自 在计算机上进行运算，即可得出与改变相应的种群或群落过程的特征或效果，恰似在实地过 行实验一样，也是对模型的合理性与正确性的验证。所以，数学模拟既是验证模型和进行修 正的手段，又是代替实地实验或作为实地实验设计的先导。尤其在一些不可能进行实地实验 的题目，如流行病害或害虫暴发的预测，数学模型更可发挥重要的作用。 知识概要 1生态学是研究生物与环培及其相互关系的利学，也可定义为研究生物生存条件生物 及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学，其目的是指导人与生物圈的协调发展。 2.生态学的发展历程大致可以划分为四个阶段，即：原始生态学阶段(18世纪之前 经典生态学阶段(18世纪至19世纪末)实验生态学阶段(20世纪初至1950s未)和现代生 态学阶段(1960s至今)，且不同阶段有其代表性论著或记载，这成为追溯生态学发展的永久 素材， 3.生态学按其性质一般可分为理论生态学和应用生态学两大类，但生态学与其他学科相 互渗透也产生一系列边缘交叉学科门类】
13 进行样地的聚类或划分，得出表征同质群落类型的树谱图和划分或聚合的分类结果。数值分 类技术的最大特点是原地调查抽样以及数据处理和计算分类程序的规范化，具有较大的客观 性和可重复检验的特性。且能应用电子计算机加快分类过程，实现最优化的分类。 排序技术可确定环境因子、农业植物种群和群落 3 个方面存在的复杂关系，并将其加以 概括抽象的方法。包括直接梯度分析和间接梯度分析。如果依据两个或更多个环境因素的环 境梯度坐标系统来排列农业种群或群落属性的话，则是直接梯度分析，若是采取按农业种群 或群落属性的相似性或相关性的测定来导出抽象轴（即群落梯度坐标系统）来确定农业种群 或群落性态变化方向与环境的关系，则是间接排序。用测定农业种群或群落抽样来揭示植物 种或群落与环境相互关系的间接排序数学技术，现在正在迅速发展。 3、数学模型和模拟 农业生物种群或群落系统行为时态变化的数学概括统称为农业生态系统的动态数学模 型。数学模型仅仅是现实农业生态系统的抽象，每种模型都有其一定的限度和有效范围。农 业生态系统建模，并没有绝对的法则，但必须从确定对象系统过程的真实性出发，充分把握 其内部相互作用的主导因素，提出适合的农业生态学假设，再采用恰当的数学形式来加以表 达或描述。例如，描述单种群增长的逻辑斯蒂方程 dN/dt＝rN(1-N/K)，描述了单个种群每一个 体有效增长率具有与密度 N 和环境容量 K 有关的型式 r(1-N/K)。其中 r 是不受环境制约的内 禀增长率，N<K 时式为正值，N>K 则为负增长，若 N=K 则达到一个平衡，则 N 为在特定环 境容纳量（包括食物、空间、捕食者或其他）的制约下达到平衡点的密度数值。Lotka-Volterra 方程是描述捕食者和猎物两个种群数量变动关系的动态模型。数学模型经过验证，确定了它 的真实性后，即可作为一项有用的工具进行实验模拟。分别改变方程中的变量及常数的数值， 在计算机上进行运算，即可得出与改变相应的种群或群落过程的特征或效果，恰似在实地进 行实验一样，也是对模型的合理性与正确性的验证。所以，数学模拟既是验证模型和进行修 正的手段，又是代替实地实验或作为实地实验设计的先导。尤其在一些不可能进行实地实验 的题目，如流行病害或害虫暴发的预测，数学模型更可发挥重要的作用。 知识概要 1. 生态学是研究生物与环境及其相互关系的科学，也可定义为研究生物生存条件、生物 及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学，其目的是指导人与生物圈的协调发展。 2. 生态学的发展历程大致可以划分为四个阶段，即：原始生态学阶段（18 世纪之前）、 经典生态学阶段（18 世纪至 19 世纪末）、实验生态学阶段（20 世纪初至 1950s 末）和现代生 态学阶段（1960s 至今），且不同阶段有其代表性论著或记载，这成为追溯生态学发展的永久 素材。 3. 生态学按其性质一般可分为理论生态学和应用生态学两大类，但生态学与其他学科相 互渗透也产生一系列边缘交叉学科门类