标题：农业生态
基本概念
农业生态（Ecology）是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。 
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。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。  生态瓜果
生物之间的关系
任何生物的生存都不是孤立的：同种个体之间有互助有竞争；植物、动物、微 生物之间也存在复杂的相生相克关系。人类为满足自身的需要，不断改造环境，环境反过来又影响人类。使生物链保持有序的发展，使人类更好地利用资源，发展可利用资源的空间。
随着人类活动范围的扩大与多样化，人类与环境的关系问题越来越突出。因此近代农业生态研究的范围，除生物个体、种群和生物群落外，已扩大到包括人类社会在内的多种类型生态系统的复合系统。人类面临的人口、资源、环境等几大问题都是 农业生态的研究内容。
农业生态的渊源
“农业生态”（Oikologie）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和有害关系。从此，揭开了 农业生态发展的序幕。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。近年来，农业生态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。 
其后，有些博物学家认为 农业生态与普通博物学不同，具有定量的和动态的特点，他们把农业生态视为博物学的理论科学；持生理学观点的 农业生态家认为农业生态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解释为研究环境与生物进化关系的科学。 
后来，在农业生态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。
农业生态的发展
系统的功能与生产力农业生态系统的生产力不是单一指标，不同于一般的单位面积产量，而是一组指标体系。在门类上包括单位时间作物、蔬菜、果树、林木等植物生产的初级生产力和家畜、家禽、鱼类等动物生产的次级生产力，还应考虑土壤肥力的变化状况。从计量标准上包括生产产品数量、转化的效率与平衡状况。 
农业生产作为一个经济过程，既要追求高产，还必须强调效率，要计量产出产品数量与消耗资源数量，以及二者之间的产投比，包括农业生态系统输出产品的总量与输入资源总量之间的比值，也包括初级生产与次级生产的每一子系统的生产产品与其消费资源量之比，实质上是一系列的生态效率与功能问题。提高农业生态系统的生产力不能只追求提高某一部门的效率，也不是简单地同等地提高各部门的效率，而应在提高农业内部每一部门效率的基础上，求得各部门之间的科学衔接，密切配合，构成合理的运转体系，才能取得整个系统总体的最佳转化效率。
系统的能流 
当把农业生产看作各种农业生物对太阳辐射能的吸收、固定、转化体系时，人为调节控制系统可以看作是人类通过自己的劳动，耕畜、农业机械、化肥、农药的使用，种的改良以及燃料、电力的消耗等，来促进和调节太阳能的吸收、转化，以提高农畜产品的产量与品质。人劳动的消耗为每小时175千卡,役畜使役约每小时2400千卡,化肥纯氮生产约每千克17600～18400千卡,农药、农业机械、柴油、电力等也都可以用能量计算。这些能量是太阳能以外的补加能量。另一方面，各种农畜产品也可以用能量计算，如小麦为每千克3755千卡，大豆为每千克4942千卡,苹果为每千克620千卡,牛肉为每千克2070千卡，鲤鱼为每千克1150千卡,马尾松的木材为每千克4922千卡等。农业生态系统输出的各种农产品与输入的补加能量的能量值及其比值（能量的产投比）均可定量计算，均为评价农业生态系统生产力的重要指标。 
农业发展战略是针对不同地区的特点，研究在化学化、水利化、机械化等方面如何分配使用有限的人力、物力（补加能量）才能取得更多的农产品和更高的转化效率。当不同地区环境系统的太阳辐射能量、人为调控系统的补加能量、生物系统生产出的农畜产品所含食物能量均为已知数值时，当不同地区农业生态系统的结构组合关系基本了解时，就可以对每一个系统、子系统的转化进行定量分析，揭示其能流的运转特点，进而探讨其改进的途径与潜力。可以调整结构比例，把农林牧渔的大农业作为一部“机器”加以检修、改造、安装，以求得产量与转化效率的最佳方案。 
中国不同地区农业生态系统的能量结构差异很大。长城沿线风沙区和黄土高原等低产区每亩农田生产产品的食物能量为36.8～39.2万千卡，仅为长江流域和南亚热带等高产地区的18～20%。高产需要增加能量（尤其是商业能）的投入，低产地区补加能量中，化肥、农药、农机、燃料及电力等商业能投放量分别为高产区的20.6～21.7%。美国玉米、小麦、水稻、 马铃薯4种作物平均每亩投入商业能折合35.5千克标准煤，中国除个别县外，各地商业能投放量少则不足10千克，多者不足50千克。甘肃的定西、会宁和宁夏的固原等县补加商业能仅2.59～5.00千克标准煤。为了促进农业发展，生产出更多产品，必须相应地投放更多的能量。在强调增加能量投放同时，还应努力提高能量的转化效率。黄土高原区与长城沿线区的能量转化效率（产投比）分别为0.96和0.97，即每投入1卡能只回收食物能0.96～0.97卡,而东北、长江流域和华南等地区能量转化效率则高一倍左右，同一地区甚至相邻两个县也存在效率相差一倍的事例，这说明提高能量效率具有巨大的潜力。
农业生态的发展大致可分为萌芽期、形成期和发展期三个阶段。
萌芽期古人在长期的农牧渔猎生产中积累了朴素的农业生态知识，诸如作物生长与季 节气候及土壤水分的关系、常见动物的物候习性等。如公元前4世纪希腊学者亚里士多德曾粗略描述动物的不同类型的栖居地，还按动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类，按其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性等类。 
亚里士多德的学生、公元前三世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯在其植物地理学著作中已提出类似今日植物群落的概念。公元前后出现的介绍农牧渔猎知识的专著，如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要术》等均记述了素朴的 农业生态观点。
形成期大约从15世纪到20世纪40年代。 
15世纪以后，许多科学家通过科学考察积累了不少宏观农业生态资料。19世纪初叶，现代农业生态的轮廓开始出现。如雷奥米尔的6卷昆虫学著作中就有许多昆虫 农业生态方面的记述。瑞典博物学家林奈首先把物候学、农业生态和地理学观点结合起来，综合描述外界环境条件对动物和植物的影响。法国博物学家布丰强调生物变异基于环境的影响。德国植物地理学家人洪堡)创造性地结合气候与地理因子的影响来描述物种的分布规律。 
19世纪，农业生态进一步发展。这一方面是由于农牧业的发展促使人们开展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究。例如，在这一时期中确定了五摄氏度为一般植物的发育起点温度，绘制了动物的温度发育曲线，提出了用光照时间与平均温度的乘积作为比较光化作用的“光时度”指标以及植物营养的最低量律和光谱结构对于动植物发育的效应等。 
另一方面，马尔萨斯于1798年发表的《人口论》一书造成了广泛的影响。费尔许尔斯特1833年以其著名的逻辑斯谛曲线描述人口增长速度与人口密度的关系，把数学分析方法引入 农业生态。19世纪后期开展的对植物群落的定量描述也已经以统计学原理为基础。1851年达尔文在《物种起源》一书中提出自然选择学说，强调生物进化是生物与环境交互作用的产物，引起了人们对生物与环境的相互关系的重视，更促进了 农业生态的发展。 
19世纪中叶到20世纪初叶，人类所关心的农业、渔猫和直接与人类健康有关的环境卫生等问题，推动了农业 农业生态、野生动物种群农业生态和媒介昆虫传病行为的研究。由于当时组织的远洋考察中都重视了对生物资源的调查，从而也丰富了水生生物学和水域 农业生态的内容。 
到20世纪30年代，已有不少农业生态著作和教科书阐述了一些农业生态的基本概念和论点，如食物链、生态位、生物量、生态系统等。至此， 农业生态已基本成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。
发展期20世纪50年代以来，农业生态吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果，向精确定量方向前进并形成了自己的理论体系： 
数理化方法、精密灵敏的仪器和电了计算机的应用，使农业生态工作者有可能更广泛、深入地探索生物与环境之间相互作用的物质基础，对复杂的生态现象进行定量分析；整体概念的发展，产生出系统 农业生态等若干新分支，初步建立了农业生态理论体系。 
由于世界上的生态系统大都受人类活动的影响，社会经济生产系统与生态系统相互交织，实际形成了庞大的复合系统。随着社会经济和现代工业化的高速度发展，自然资源、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活的问题日益突出。 
为了寻找解决这些问题的科学依据和有效措施，国际生物科学联合会(IUBS)制定了“国际生物计划”(IBP)，对陆地和水域生物群系进行 农业生态研究。1972年联合国教科文组织等继IBP之后，设立了人与生物圈(MAB)国际组织，制定“人与生物圈”规划，组织各参加国开展森林、草原。海洋、湖泊等生态系统与人类活动关系以及农业、城市、污染等有关的科学研究。许多国家都设立了 农业生态和环境科学的研究机构。 
发展趋势　和许多自然科学一样， 农业生态的发展趋势是：由定性研究趋向定量研究，由静态描述趋向动态分析；逐渐向多层次的综合研究发展；与其他某些学科的交叉研究日益显著。 
由人类活动对环境的影响来看，农业生态是自然科学与社会科学的交汇点；在方法学方面，研究环境因素的作用机制离不开生理学方法，离不开物理学和化学技术，而且群体调查和系统分析更高不开数学的方法和技术；在理论方面，生态系统的代谢和自稳态等概念基本是引自生理学，而由物质流、能量流和信息流的角度来研究生物与环境的相互作用则可说是由物理学、化学、生理学、 农业生态和社会经济学等共同发展出的研究体系。
农业生态的基本内容
按所研究的生物类别分
有微生物农业生态、植物农业生态、动物农业生态、人类 农业生态等；还可细分，如昆虫农业生态、鱼类农业生态等。
按生物系统的结构层次分
有个体农业生态、种群农业生态、群落农业生态生态系统农业生态等。
按生物栖居的环境类别分
系统的物质循环与转化效率
中国的广大中、低产地区目前粮油作物转化太阳辐射能效率仅0.1～0.4%，养分供应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  农业生态碳所需具备的叶片、 茎、根等器官约含33.5千克氮、5.5千克磷、21.5千克钾、4.5千克硫。北京附近粮油产量为每亩400千克时大约利用转化太阳辐射能0.68%，其光合作用大约固定能量每平方米5500～6000千卡，积累干物质为每平方米1300～1400克，吸收氮为每平方米18.2克，磷为每平方米2.9～3克。目前中国大多数地区农业生态系统的物质循环体系所能提供的氮素数量不多,通过对中国100多个县的研究说明产量与农业生态系统的氮素转化提供量密切相关。 
在氮素运转上另外两个影响生产力的因素是氮素转化效率与平衡状况。目前多数地区每生产50千克粮油作物消耗氮素超过2000克,长城沿线风沙区高达2615克,许多地方具有提高氮素转化效率的潜力。当然，提高效率不应以破坏平衡为代价，目前东北中、北部不少地区存在输入氮素小于输出氮素（比值<1）。出现了氮素入不敷出的现象。
系统的结构与控制管理
农业生态系统的结构指系统的组成比例和各部分在空间、时间上的排列  农业生态与相互结合方式。能流和物质循环的途径，以及彼此间的因果联系也都属于结构。从不同的研究角度对结构可有不同划分。如组合结构、层状结构、数量结构、运转结构和调控结构等。农业发展、国土整治、农业管理等目的都是通过调节结构以促进和发展农业的生产力。
组合结构长江流域商品粮基地和珠江三角洲等高产区,或环境系统原属优越,或经人为长期调节改造已臻完善，其生物系统比较复杂合理，如太湖平原的粮-菜-蚕-羊-猪系统(图4),成都平原的粮-油-  农业生态豌胡豆-猪系统,广东的桑（稻、蔗）基鱼塘等，随着人为调控系统的改善产量迅速上升。长城沿线风沙区不少地方人为沙化尚未完全制止，环境系统恶化不解决，产量必然低而不稳，许多措施很难发挥应有作用。黄土高原区的因水土流失等情况造成的环境系统破坏已引起重视，梯田、造林、种草已开始减缓破坏的进程。当因经济实力不能全面解决环境问题时，通过选择适宜生物种去适应环境系统，是投资少、收效快的途径。黄淮海区和东北南部过去环境系统问题大，通过治理淮河、海河、辽河,环境系统有所改善,政策调整后使人为调控积极性增加，生产潜力得到了发挥。中、北亚热带丘陵山区由于地理、地貌的巨大分异，形成复杂多样的环境资源组合,随着对其环境-生物关系认识深化，农业和多种经营的潜力也将不断得到发挥。
层状结构一个国家内农业生态系统的最高层次通常是气候地理环境系统，它根据气候、地貌等环境特征划分，如中国农业的10个大区。它以能量、物质在特定空间内的交换、  农业生态流通、 贮存、平衡为基础，农业的旱、涝、碱、蚀、薄等灾害实质是取决于物质、能量在地区范围内运转的动力、方向、速率和后果。第二层次是农、林、牧、渔之间的物质能量转化系统。农、林、牧、渔的结构、比例与布局要因气候地理环境特点和人为调控能力安排。结构、比例的差异直接影响整个系统的物质能量运转，如农牧之间通过供求关系、连锁关系、限制关系和反馈关系对农业生态系统的输入－输出、转化效率、稳定性和生产力都有明显的影响，常是研究改进农业生态系统结构的重点。 第3层次是农业内部（或林业、牧业内部）的分布布局结构系统，如粮油、粮棉、粮肥等，农林牧各自内部布局对物质，能量运转和经济收益与平衡均有重要意义。第4层次是种群结构。第5层次是产量结构。
运转结构运转结构涉及一个地区农业内部物质能量运转的主要途径  农业生态，是划分农业生态系统类型的主要依据。运转结构通常要根据气候地理环境系统特点，对农、林、牧、渔及其内部结构进行布局安排，以较少的消耗取得更多的产品和更大的经济效益与生态效益。中国农业长期以来在各地形成许多合理的运转结构，如广东水网地带的桑(稻、蔗)基鱼塘，太湖平原的粮-菜-蚕-羊-猪类型（图4）,北方辽东半岛、胶东半岛的粮食-花生-甘薯-猪类型（图5）等。这些运转结构是由适应当地气候地理环境不同生态位的生物种，组合成具有多条能流和物质循环途径的网络系统，其资源利用率高，单位面积上生物量大，产品多。 
数量结构农业生态系统的亚系统、子系统的数量变动对系统的影响  农业生态是多方面的。在同样运转结构中，个别子系统数量改变可明显影响整个系统的面貌和生产力。每一生物要从系统内取得其生活所必需的物质和能量，某一种群的增长或缩小常会波及其他种群。如亚热带丘陵山区，稻草等作物秸杆会因牛群的增大而大量消耗，从而引起燃料短缺，燃料的短缺又加重破坏山林的压力。如在江西、湖南、广西等许多地方出现牛、猪数量结构变化影响燃料和生产力，并对附近山林及水土保持都产生了极为重要的影响。　
有陆地农业生态和水域农业生态；前者又可分为森林农业生态、草原 农业生态、荒漠生态学、土壤农业生态等，后者可分为海洋农业生态、湖沼 农业生态、流域农业生态等；还有更细的划分，如植物根际 农业生态、肠道农业生态等。 
农业生态与非生命科学相结合的，有数学农业生态、化学农业生态、物理 农业生态、地理农业生态、经济农业生态、生态经济学、森林生态会计等；与生命科学其他分支相结合的有生理 农业生态、行为农业生态、遗传农业生态、进化农业生态古农业生态等。 
应用性分支学科有：农业农业生态、医学农业生态、工业资源 农业生态、环境保护农业生态、环境农业生态、生态保育、生态信息学、城市农业生态、生态系统服务、景观农业生态等。 
农业生态的一般规律大致可从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四个方面说明。 
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。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。 
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： 
食物链，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； 
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； 
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。 
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被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，还应控制环境污染，由于大量有毒的工业废物进入环境，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。 
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，对环境的影响也越加明显。 
在改造自然的话动中，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。 
农业生产是人类利用生物吸收转化环境资源形成各种农畜产品的过程。在农业生产中必然要考虑农业生态问题，所以农业生产实际上是生态学的应用。
系统的组农业生态系统是一个复杂的大系统，包括许多亚系统。从生物种群划分，有农田生态系统、林木生态系统、 畜禽生态系统、 池塘渔业生态系统等；每个亚系统下又可再分若干子系统。 
农业生态系统可以归结为环境系统、生物系统与人为调节控制系统的3个系统的网络结构（图1）。环境系统包括气候、地貌、土壤和各种水资源等。生物系统的优势种群主要是经过人工选育、培植的作物，家畜，家禽，林木等；此外杂草、病、虫的存在和繁殖也与人类活动有关。人类既是农业生态系统的参与者，也是主宰者，又是享用者。人为调节控制系统是指人类从自身的利益出发，通过农业生态系统的信息反馈，利用其经济力量、技术力量和政策对环境系统和生物系统进行的调节、管理、加工和改造。在农业生态系统中，高产的品种代替了野生种，取得高产的同时却往往使抗逆性降低；为了更多地获得人所直接需要的生物种常使农业生态系统结构趋于简化，降低了系统的稳定性，需要更多的人为调节控制措施进行弥补。作物、家畜等亚系统在网络结构中不能离开其他亚系统而单独加速增长,即农业生产力是由组成农业生态系统的3个系统彼此协调共同作用的结果。 
农业生态系统的3个系统网络结构是一个输入-输出系统，输入环境资源，输出各种农畜产品，中间通过各种生物群体进行物质能量转化，将光、热、水、气、养分等环境资源的潜在生产力变为现实产量（图2）。希望有更多的产品输出就必须相应增加输入，为此，要合理利用资源。同时还应调节生物系统的组成结构以提高转化环境资源为产品的效率。 
农业生态系统的网络结构又是一个生态－经济反馈系统。农业生态系统输出的农畜产品是社会经济系统的输入,缺少这种输入的支持,社会经济系统将会崩溃；农业生态系统又从社会经济系统获得劳动力、农机具、化肥、燃料和科学技术等的输入,缺少这种输入的支持,农业生态系统也将崩溃，可见农业生态系统与社会经济系统彼此依赖、相互支持、互为反馈（图3）。当人类为了近期经济利益，只企图从农业生态系统获得更多的产品，超过了系统所能承受的持续产出，如森林采伐量大于更新和人工造林的木材增加量，对土地只用不养等，将最终导致农业生态系统的崩溃，进而使社会经济系统也失去支持。
农业生态内容
大致可从种群、群落、生态系统和人与环境的关系4方面说明。 
● 种群的自然调节 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。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。 
● 物种间的相互依赖和相互制约 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。常见的是：①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。②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。③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。 
● 物质的循环再生 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被合成为生命物质，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，还应控制环境污染。由于大量有毒的工业废物进入环境，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。 
● 生物与环境的交互作用 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,对环境的影响也越加明显。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。
农业生态的一般规律美国科学家小米勒总结出的农业生态三定律如下： 
农业生态第一定律：我们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G．哈定(G．Hardin)提出的，可称为多效应原理。 
农业生态第二定律：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。 
农业生态第三定律：我们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。
分支学科①按所研究的生物类别分，有微生物农业生态、植物农业生态、动物农业生态、人类农业生态等；还可细分，如昆虫 农业生态、鱼类农业生态等。②按生物系统的结构层次分，有个体农业生态、种群农业生态、群落农业生态、生态系统 农业生态等。③按生物栖居的环境类别分，有陆地农业生态和水域农业生态；前者又可分为森林农业生态、草原 农业生态、荒漠农业生态等，后者可分为海洋农业生态、湖沼农业生态、河流农业生态等；还有更细的划分，如植物根际 农业生态、肠道农业生态等。④农业生态与非生命科学相结合的，有数学农业生态、化学农业生态、物理 农业生态、地理农业生态、经济农业生态等；与生命科学其他分支相结合的有生理农业生态、行为农业生态、遗传 农业生态、进化农业生态、古农业生态等。⑤应用性分支学科有：农业农业生态、医学农业生态、工业资源 农业生态、污染农业生态（环境保护 农业生态）、城市农业生态等。
基本原理应用的思路
简介农业生态的基本原理，通常包括四方面的内容：个体生态、种群生态、群落生态和生态系统生态。 
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。 
农业生态的基本原理的应用思路，我认为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环境危机。 
较为流行的几种思路如下：
1、实施可持续发展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”。可持续发展观念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、注重人与自然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、生态伦理道德观大量而随意地破坏环境、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。 
从农业生态中分化出来的产业农业生态、恢复农业生态以及生态工程、城市生态建设等等，都是 农业生态基本原理推广的成果。 
在计算经济生产中，不应认为自然资源是没有价值的或者无限的，而是用生态价值观念，应考虑到经济发展对环境的破坏影响，利用科技的进步，将破坏降低到最大限度，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。
其它定义
《农业生态》简介
农业生态的定义还有很多： 
农业生态是研究生物（包括动物和植物）怎样生活和它们为什么按照自己的生活方式生活的科学。（埃尔顿，1927） 
农业生态是研究有机体的分布和多度的科学。（Andrenathes,1954） 
农业生态是研究生态系统的结构与功能的科学。（E.P.Odum，1956） 
农业生态是研究生命系统之间相互作用及其机理的科学。（马世骏，1980） 
农业生态是综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学。（E.P.Odum，1997）
关于农业生态的几点补充
农业生态是一门年轻的科学，所以应该会有极为前途的一面，却往往被其他的生物工作者所鄙夷，认为其“假、大、空”，其实这种想法是完全不正确的。 
农业生态的产生就是因为它和我们的生活极为紧密，它是用来研究生物与环境相互关系的科学，因而对一个生态工作者来说，生态要求人掌握的知识那是相当的全面，至少要对生物，环境，水温，地理等方面有一定的了解，尤其是要是生物和环境要有相当扎实的功底，所以说一个 农业生态家要懂得的东西很多。 
做生态的都很苦，要到处采集样品，调查原因，还要回来做实验分析，辛苦是难免的。 
在这里我还想讲讲关于生态的几本参考书，首先作为一个农业生态入门的人来说，内蒙古大学的李博院士所编写的 农业生态是一本极为好的参考书，不论是从内容还是排版，都堪称经典，其实上面有人介绍的杨持只是他以前的一个下手（李博院士已经去世了，可叹）。还有一本是北师大的孙儒泳院士编写的基础 农业生态，也是一本不错的书，孙院士现在还健在，依然活跃在科研第一线。 
农业生态分支很多，譬如从事草原农业生态的，在北京的植物所很厉害；从事水生生态的，在水生所全国数一数二，这里得提一下一个极为厉害的人，刘建康院士，他是淡水 农业生态的奠基人之一，现在已经93岁高龄了，依然每天上班，精神也很好，称得上是一个元老级的人物。 
农业生态有前途吗？这是很多人会疑惑的一个问题，个人观念认为：如果你把前途完全看成“钱”途，那奉劝你不要从事 农业生态研究，如果你真的想为改善日益恶化的生态环境敬一点微薄的力量，可以考虑。
农业生态培养人才
学科：理学 
门类：环境科学类
专业名称：农业生态 
业务培养目标：本专业培养具备农业生态的基本理论、基本知识和基本技能，能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政部门等从事科研、教学和管理等工作的高级专门人才。 
业务培养要求：本专业学生主要学习农业生态方面的基本理论、基本知识，受到基础研究和应用基础研究的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，掌握现代 农业生态理论和计算机模拟等实验技能，初步具备教学、研究、开发和管理能力。 
毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 
1．掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识；
2．掌握现代农业生态的基本理论、基本知识、基本实验技能和生态工程设计的基本方法； 
3．了解相近专业的一般原理和知识； 
4．熟悉国家环境保护、自然资源合理利用、可持续发展、知识产权等有关政策和法规；
5．了解农业生态的理论前沿、应用前景和最新发展动态； 
6．掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 
主干学科：农业生态、生物学、环境科学。 
主要课程：普通生物学、生物化学、 农业生态、环境微生物学、环境学、地学基础、环境生态工程、环境人文社会科学等。 
主要实践性教学环节：包括教学实习、生产实践、毕业论文等，一般安排8-14周。 
修业年限：四年 
授予学位：理学学士
生物圈
从农业生态角度来看，地球表面从地下11千米到地上15千米高度是由岩石圈、水圈和大气圈组成的，在三个圈交汇处存在着生物圈，绝大部分生物是生活在地下100米到地上100米之间。 
生物最早是从水圈产生的，逐渐向深水发展，由于大气中氧气含量增加，在大气圈最外层因为宇宙射线的作用，氧分子重组形成臭氧层，臭氧层可以阻止危害生命的紫外线进入大气层，使得生物可以脱离水圈向陆地发展。陆地环境不同区域差异较大，为了适应环境，生物发展出许多不同种类。 
能量在不同的圈内流动，绿色植物吸收太阳光能，转换成化学能贮存，动物取食植物吸收植物的能量，太阳能绝大部分被大气圈、水圈和岩石圈吸收，增加温度，造成风、潮汐和岩石的风化裂解。地球本身的能量表现在火山爆发、地震中，也不断地影响其他各圈。能量的主要来源是太阳，在地球中不断地被消耗。 
物质则可以各圈内循环，而没有多大的消耗，以二氧化碳形式存在的碳被植物吸收，经植物和动物的呼吸作用排出，被动植物固定在体内的水、钙和其他微量元素，一旦死亡会重新分解回到其他自然圈，有可能积累形成化石矿物。如植物遗骸形成煤、动物遗骸形成石油、硫细菌遗骸形成硫磺矿等。
农业生态图书信息
概述书 名: 农业生态  农业生态作　者：李纯
出版社： 化学工业出版社
出版时间： 2009年08月
开本： 16开
定价: 28元
内容简介《农业生态》是高职高专“十一五”规划教材·农林牧渔系列之一。《农业生态》理论部分共九章，包括绪论，农业生态系统，农业生态系统的能流与物流，生物与环境的关系，种群生态学原理及其应用，群落生态学原理及其应用，农业资源的合理利用、保护及评价，农业生态系统的调控与平衡，农业可持续发展与生态农业。为加强学生技能训练，体现职业特色，提高与培养学生的实践操作能力和创新能力，《农业生态》还专门设计了一章实验与实训指导。 
本教材适合农业高职高专院校作物生产技术及相关专业使用，也可供广大农业生产工作者参考。
图书目录第一章 绪论
第一节 生态学的产生与发展
一、生态学的涵义
二、生态学的由来
三、生态学的发展
四、生态学研究的对象与内容
五、生态学分支学科
第二节 农业生态学的产生与发展
一、农业生态学的产生
二、农业生态学的发展
第三节 农业生态学的研究对象与内容
一、农业生态学的研究对象
二、农业生态学的内容与任务
三、农业生态学原理在生产上的应用
第四节 农业生态学在生产中的地位与研究方法
一、农业生态学在生产中的地位
二、农业生态学的研究方法
本章小结
复习思考
第二章 农业生态系统
第一节 系统及系统科学
一、系统的概念
二、系统的基本性质
三、系统的调节控制
四、系统的研究方法
五、系统的分类
第二节 生态系统
一、生态系统的概念
二、生态系统的基本组分
三、生态系统的类型
四、生态系统的结构
五、生态系统的特点
第三节 农业生态系统
一、农业生态系统的概念
二、农业生态系统的基本组分
三、农业生态系统的结构
四、农业生态系统的基本功能
五、农业生态系统的特点
本章小结
复习思考
第三章 农业生态系统的能流与物流
第一节 农业生态系统的能量流
一、热力学定律及其应用
二、食物链与食物网
三、生态系统的能流分析
四、农业生态系统中的能量转化
第二节 农业生态系统的物质流
一、物质循环的基本概念
二、几种重要的物质循环
三、农田养分循环与平衡
本章小结
复习思考
第四章 生物与环境的关系
第一节 环境的基本概念
一、环境的概念
二、生态因子的概念
三、生态因子的基本类型及其对生物的作用效应
四、生态因子的时空变化及其对生物分布的影响
第二节 生态因子对生物的作用
一、生态因子对生物的作用特点
二、限制因子原理
第三节 生物对自然环境的生态适应
一、生态适应的概念
二、生态适应的形式
三、生活型的概念与类型
四、生态型的概念与类型
五、生态位的概念及生态位原理的应用
第四节 生物对自然环境的影响
一、森林生态系统的生态效应
二、草原生态系统的生态效应
三、农田生态系统的生态效应
本章小结
复习思考
第五章 种群生态学原理及其应用
第一节 生物种群的基本特征
一、种群的大小与密度
二、种群的出生率与死亡率
三、种群的年龄结构与性别比例
四、种群的数量动态类型
五、存活曲线
六、内禀增长率
七、环境容纳量
第二节 种群的增长
一、单种种群的增长型
二、种群的数量变动及其调节
第三节 生物种间关系及其应用
一、负相互作用
二、正相互作用
三、生物化学分泌物在种间关系上的作用
四、种间关系的应用
本章小结
复习思考
第六章 群落生态学原理及其应用
第一节 生物群落的特征
一、群落的基本特征
二、群落的种类组成
三、群落中种类组成的数量特征
第二节 生物群落的结构
一、群落的水平结构
二、群落的垂直结构
三、群落的时间结构
四、边缘效应
五、群落结构在农业生产中的应用
第三节 生物群落的演替
一、群落演替的概念
二、群落演替的类型
三、顶级群落
四、演替过程中群落结构与功能的变化
五、影响群落演替的几种主要因素
六、群落演替理论的应用
第四节 生物群落中的生物多样性
一、生物多样性的概念及其价值
二、生物多样性与生态系统的关系
三、农业生态系统中的生物多样性
本章小结
复习思考
第七章 农业资源的合理利用、保护及评价
第一节 农业资源的基本概念
一、农业资源的概念
二、农业资源的分类
三、自然资源的特性
四、我国农业自然资源的特点
第二节 保护和合理利用自然资源
一、自然资源与人类社会发展的关系
二、自然资源利用和保护是矛盾的统一
三、合理利用农业自然资源的基本原则
第三节 不可更新资源的持续利用
一、不可更新资源开发利用的特点
二、不可更新资源持续利用的途径
第四节 可更新资源的利用保护与增殖
一、可更新资源中的自然环境资源的利用
二、可更新资源中生物质资源的增殖
三、公共资源利用的生态经济规律
四、最优持续收获量与最大持续收获量
第五节 农业生态系统效益的评价
一、农业生态系统效益的概念及分类
二、“三大效益”之间的关系
三、农业生态系统效益的评价方法
本章小结
复习思考
第八章 农业生态系统的调控与平衡
第一节 农业生态系统的调控特点
一、农业生态系统的调控机制及特点
二、农业生态系统的调控层次
第二节 生态系统的自然调控
一、自然调控的机制及类型
二、生态系统稳态机制的类型
三、自然调控机制的应用
第三节 生态平衡
一、生态平衡的概念
二、生态平衡的特征
三、生态失衡的原因及特征
四、维护生态平衡的具体措施
第四节 农业生态系统的调控原则
一、农业技术对农业生态系统调控的途径
二、农业技术的选择原则
第五节 资金流对生态系统的影响
一、资金流的基本构成
二、资金流与能、物流的关系
三、“成本外摊”与“收益外泄”现象
本章小结
复习思考
第九章 农业可持续发展与生态农业
第一节 农业可持续发展与可持续农业
一﹑农业可持续发展
二﹑可持续农业
三、国外替代农业的发展
四、我国农业的可持续发展
第二节 生态工程
一、生态工程的概念
二、生态农业的概念与特点
三、我国生态农业建设的主要技术
四、生态学基本原理在生态农业建设中的应用
五、我国生态农业的典型模式
本章小结
复习思考
第十章 实验与实训指导
实训一 生态因子测定的若干仪器与使用方法
实训二 若干生态因子的时空变化
实训三 种群增长
实训四 生物种间的竞争与互补
实训五 植物次生化合物质的化感作用
实训六 生态系统的营养结构和生物多样性测算
实训七 农业生态系统初级生产力的测算
实训八 农业生态系统的能流分析
实训九 农业生态系统评价指标体系建设
实训十 农业生态系统的分析与诊断
实训十一 农业生态系统结构的优化方法
实训十二 农业生态系统的调查研究
实训十三 田间调查取样的方法
实训十四 光合作用测定
实训十五 农田小气候观测
实训十六 有机物分解的网袋测定法
实训十七 水体富营养化的测定与分析
参考文献……
世界现有农耕地共约1424万平方公里，约占陆地面积的10%。从气候、土壤、地形、交通等方面看，农耕地占据的是最好的地方。地球陆地可以生产粮食的地方,从温度看有83%，从雨量看有43%,从地形看有64%，从土质看有46%。但农业生产需要的是多种条件因素的有效配合，将多种因素综合考虑则地球陆地适于农耕的面积就小了。 
以面积百分率而言，欧洲和亚洲进一步扩大农耕地的潜力最小，中国的潜力也小，南美洲最大。世界总计可耕地最多可占陆地面积的23.8%（见表）。但这些耕地开垦时每亩所需投资比原有耕地开垦时要大。 　农业生态系统负载量在洲际之间差异很大,以每100亩地计算：亚洲负载35.75人,中国负载53.1人；欧洲负载21.36人;北美洲7.91人；大洋洲2.96人。农业生态系统的负载量由气候资源、水资源、可耕地面积、耕地已垦率、耕地减少速度、新开垦能力、人口数等因素决定。这些都由长期历史所形成，不是在短期内可以迅速改变的。因此，负载量大的地区应注意克服环境阻力和提高生物潜力，使资源转化为产品（财富）的效率提高，即发挥农业生态潜力。