农业生态系统

当原始的人类作为自然界的一员出现时，是自然生态系统的组成部分。由于当时对自然界的认识和生产力水平极低，人类深受环境条件的限制，对各种自然生态系统的作用还仅限于采食野生植物的果实和捕杀野生动物，影响极微。人类社会的发展，逐步扩大了对自然界的认识能力和利用程度。火的利用和在居住地附近从贮存的野生植物果实、种子、块茎的萌发受到启示，到有意识地撒播一些植物种子的原始农业开始，人类对自然界已产生了显著影响。但是，当古代人口还很稀少，生产力水平尚极低下的时期，他们仍然生活在本质上没有受到很大改变的自然生态系统之中。
     现代，经过人类数千年的辛勤劳动，已经改变了大部分自然生态系统，并在认识和掌握某些自然特点与规律的基础上，根据社会需要把森林、草原和荒漠中的绿洲等原生自然生态系统改造成为在人工管理控制下包括有各种农田、经济作物种植园、人工林地、人工草场以及鱼塘等不同类型的农业生态系统。农业生态系统是指在一定区域的气候、水文、地貌和土壤等环境条件下，以作物、家畜为基础，包括区域的林木、草地、益害虫、杂草和微生物共同构成独特的能量转移和物质循环的系统。换句话说，农业生态系统就是在人类生产活动的干预下，农业生物群体与其周围自然和社会经济因素彼此联系、相互作用而共同建立起的固定、转化太阳能，获取一系列农副产品的人工生态系统。在这个系统中，人既是其组成成分，也是系统的调节者与控制者。因此，与自然生态系统相比，它有以下特点：
     （1）在人工控制下，以农业生物的群体，包括农作物、蔬菜、家畜和家禽取代了原有的野生生物及其群体，使生态系统的生物成分发生了明显变化。这些农业生物大都具有生活周期短（作物）、产量高、蛋白质与淀粉和脂肪等营养成分含量丰富、变异性大、利于杂交培育新品种等优点。但是农业生物对环境的适应性和抗逆性有所降低，例如，农作物往往竞争不过杂草而必须辅以人工管育。可塑性变大也经常发生品种退化和串种现象，不利于优良品系的保存，也需要人工经常培育新品种，予以替换。
     （2）在农业生态系统中，动植物成分明显减少，即生物种类的多样性大大降低；同时农作物种群的年龄基本相同、生活周期短促，害虫与天敌又常被同时消灭，所有这些使食物链变短，层次结构简化，缺乏自我调节能力。因此，生物群体抵御外界压力的能力变小，系统的稳定性减弱，容易出现生态平衡失调现象。例如由于施用农药，不但杀灭了害虫，也可能同时杀害了害虫的天敌，削弱系统的内在反馈机制。一旦个别害虫被遗留或从系统外侵入，往往会爆发式地增长，严重毁坏农作物。所以农业生态系统是一种脆弱的系统，需要高度地管理和保护。不过，农业生态系统旧的平衡被打破后，只要通过人工正确地调控，一般容易恢复或建立起新的平衡。例如，在农业生产中常常由于单一经营，作物种类少，结构简单，作物生存时间短，削弱了系统负熵流的引入，使系统退化，生产力下降。因此，应该避免单一的农业经济，发展多种经营，使农业生态系统的结构复杂，能量与物质的流通转化过程更为合理有序，这样不仅可以提供种类多、数量大的农副产品，而且增强了农业生态系统的抗灾能力和稳定性。
     （3）为了满足社会需要，人类经常要从农业生态系统中获取粮食、肉类、纤维素等农畜产品并运销外地，使一部分能量和物质传输于系统之外。为使系统保持平衡和具有一定的生产力水平，必须同时通过多种途径投入化肥、有机肥料、水，以及用于开动各种机械的化石燃料等物质和能量，以补偿产品输出后所出现的亏损。所以农业生态系统是一个能量和物质的输入与输出量大而且比较迅速的开放系统。此外，随着生产资料的投入与产品的输出，使农业生态系统中的能量流动和物质循环不单发生于“生物—环境”系统中（像大多数自然生态系统那样），而是进行于“生物—环境—社会”系统之中，途径多，变化大。从这个意义上说，农业生态系统是一种更加复杂、更为庞大的系统。
     （4）农业生态系统的生产力，既是衡量系统的结构和功能是否合理与完善、农业生物群体与环境是否协调的指标，也是反映人类管理农业生态系统水平高低、衡量自然资源与社会资源被利用和转化为产品的效果的指标。可以说它是反映农业生态系统的一个综合指标。因此，这里所说的系统的生产力不同于农业生产上的只是作物的产量。它应包括第一性生产者的初级生产力和消费者家畜家禽的次级生产力，即整个系统的生产力。农业生态系统生产力的高低，在很大程度上取决于系统的能量和物质转化特点与转化效率（输出与输入之比）。丰产田的生产力和转化效率所以比较高，不仅由于农业生态系统相当于自然生态系统演替的早期阶段，群落用于呼吸消耗的能量少，净初级生产量很高的缘故；也由于农业生物群体的成分和结构适应于环境并充分利用其资源和人类控制微生物、昆虫和动物等，使消耗在这些异养生物方面的能量大大减少的结果；还由于向系统投入了大量补充能量和物质，即像奥杜姆所说的是由于人类以某种形式在物质和能量方面给予“奖金”或“补贴”的结果。
     （5）农业生态系统还有着明显的地域性特点。不同地理地带都有各具特点的农业生态系统类型。它们从农业生物的种类组成、系统的结构与功能特点到社会经济技术条件都会有差异。因此在建立合理的农业生态系统时，不能千篇一律，而应遵循因地制宜、扬长避短的原则。
     （6）由上述几个特征可以看出，人是农业生态系统的重要组成成分和调控者。系统的生物成分和非生物成分，它们在时间和空间上的分布，它们之间物质循环与能量转换，以及系统的稳定性与生产力高低等都受人类强烈影响，只是在不同时期和地区调控的途径与效果各有不同。过去，人们往往只注意局部利益和纯经济效益，缺乏生态平衡和整体观念，常常是先破坏了自然生态系统，而后又未建立起良好的农业生态系统，致使生产力水平很低，甚至陷入恶性循环深渊。
     人类应当从生态系统的观点出发，根据各地的自然与社会经济条件，因地制宜地调整农业生产的结构和布局，控制和提高能量流动和物质循环的途径与效率，建立起高产、稳产、高效率的农业生产体系。广东省珠江三角洲地带在九世纪前，本是无法农耕的低洼沼泽地带，潦水为患极为严重。这里的人民在长期生产实践中，因势利导，把一些低洼地深挖成水塘，将挖出的泥填高地面成“基”，逐渐地把低洼水网区改造成“基塘”地区。基上种桑，桑是生产者，它吸收光、热、水、肥生产桑叶；桑叶喂蚕，蚕是第一性消费者；蚕沙（粪）、蚕蛹养鱼，鱼是第二性消费者；微生物是还原者，分解鱼粪和其他有机物归还给塘泥；塘泥肥桑，又进入新的循环。形成一种循环性生产关系，物质呈“半封闭式”循环，这就是“桑基鱼塘”或“蔗基鱼塘”。它把种桑、养蚕、养鱼有机地结合起来，充分利用资源，提高了生产力，创造出一个结构布局比较合理，功能比较完善、水陆相互作用的人工生态系统。