綠洲農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)集農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)與綠洲學(xué)為一體，運(yùn)用農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)原理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系以及系統(tǒng)論的方法，研究干旱區(qū)綠洲農(nóng)業(yè)生物與環(huán)境相互關(guān)系的學(xué)科。綠洲是干旱區(qū)三大地理系統(tǒng)(山地、綠洲、荒漠)之一，也是最為精華的部分［1］，為了充分發(fā)揮綠洲優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效農(nóng)業(yè)的優(yōu)越條件，形成獨(dú)具特色的綠洲農(nóng)業(yè)，從系統(tǒng)觀(guān)的視角來(lái)把握整個(gè)綠洲“山地－綠洲－沙漠”的山盆地域系統(tǒng)就顯得十分必要。

1系統(tǒng)論的思想

任何系統(tǒng)都是一個(gè)有機(jī)的整體，它不是各個(gè)部分的機(jī)械組合或簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒(méi)有的性質(zhì)［2］。系統(tǒng)論認(rèn)為，整體性、關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)平衡性等是所有系統(tǒng)的共同的基本特征，它從科學(xué)的角度總結(jié)了自然界各組分的聯(lián)系，這也為我們?cè)诰G洲農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)學(xué)習(xí)與實(shí)踐提供了一個(gè)新的視角:它要求我們?nèi)挚紤]，系統(tǒng)規(guī)劃，還要求我們的教學(xué)要有一種新的觀(guān)點(diǎn)，以及一個(gè)新的思考方式。

2應(yīng)用系統(tǒng)論的觀(guān)點(diǎn)

指導(dǎo)教學(xué)與實(shí)踐傳統(tǒng)的方法在解決復(fù)雜和宏觀(guān)問(wèn)題已經(jīng)顯得捉襟現(xiàn)肘的時(shí)候，系統(tǒng)分析方法卻能高屋建瓴，統(tǒng)攬全局，別開(kāi)生面地為綠洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與綠洲生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)的問(wèn)題提供了有效的思維方式和合理的解決方法。

2.1系統(tǒng)整體性把握問(wèn)題

在綠洲農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)掌握綠洲獨(dú)特的“山地－綠洲－沙漠”的地理景觀(guān)結(jié)構(gòu)，有助于揭示綠洲景觀(guān)各生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)機(jī)制、過(guò)程與結(jié)果。如在解決草場(chǎng)過(guò)牧退化問(wèn)題，可以引導(dǎo)學(xué)生從不同的生態(tài)地理尺度上系統(tǒng)把握。在全國(guó)范圍，“畜南下，禽北上”［3］的系統(tǒng)思路對(duì)于解決西部草場(chǎng)過(guò)牧，提高中東部糧食主產(chǎn)區(qū)秸稈的利用率，促進(jìn)畜牧業(yè)大生產(chǎn)，推動(dòng)退化草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建具有直接的現(xiàn)實(shí)意義。在綠洲景觀(guān)尺度上，山區(qū)草地系統(tǒng)因過(guò)牧而退化嚴(yán)重，既削弱了綠色水庫(kù)的功能，也加重了春季融雪性洪災(zāi)對(duì)綠洲的危害。教師要引導(dǎo)學(xué)生從“山地－綠洲－沙漠”的山盆系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)分析和解決問(wèn)題。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到過(guò)牧問(wèn)題的成因并不僅限于山地子系統(tǒng)，在發(fā)展畜牧業(yè)時(shí)，必須從綠洲山盆地域系統(tǒng)考慮，山地草場(chǎng)采取禁牧、休牧等措施減輕過(guò)度放牧的壓力，同時(shí)利用退耕還林還草的低產(chǎn)農(nóng)田、荒地以及后備耕地，種植牧草，林草間作配合畜禽養(yǎng)殖，在綠洲農(nóng)區(qū)建立新興畜牧產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)帶，實(shí)現(xiàn)山區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)兩個(gè)大轉(zhuǎn)移:數(shù)千年傳統(tǒng)的山地游牧→綠洲平原定居、種草高效舍飼與育肥畜牧業(yè)的轉(zhuǎn)移;山地天然針葉林工業(yè)式采伐→在平原建立防護(hù)林與速生豐產(chǎn)人工林基地的轉(zhuǎn)移［4］，達(dá)到山區(qū)真正涵養(yǎng)水分、實(shí)現(xiàn)山區(qū)草地的生態(tài)恢復(fù)重建。從生態(tài)系統(tǒng)層面，山地作為綠洲的水源地，以自然生態(tài)恢復(fù)與保育為主，而發(fā)展畜牧業(yè)則是人類(lèi)利用這種資源為了自身利益的一種調(diào)控方式。從政策及技術(shù)層面調(diào)整山區(qū)畜牧業(yè)(暖季放牧，冷季舍飼半舍飼)，有計(jì)劃的利用草地(限牧、休牧)，及實(shí)行天然林保護(hù)工程。有計(jì)劃的修建山區(qū)水庫(kù)，調(diào)蓄河水，增強(qiáng)綠洲農(nóng)業(yè)灌水的穩(wěn)定性，促進(jìn)生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一，整體平衡發(fā)展的目標(biāo)。

2.2系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性分析問(wèn)題

系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性的看待問(wèn)題有助于學(xué)生掌握生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)放性帶來(lái)的外延特性。系統(tǒng)在不同生態(tài)層面經(jīng)過(guò)關(guān)聯(lián)耦合，不僅能使生產(chǎn)水平大增，還可促使系統(tǒng)與外界環(huán)境在物質(zhì)、能量、價(jià)值和信息方面的良性循環(huán)，同時(shí)使系統(tǒng)更趨于穩(wěn)定，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的持續(xù)、高產(chǎn)和穩(wěn)定發(fā)展(圖1)。

(1)生態(tài)系統(tǒng)層面的關(guān)聯(lián)耦合。綠洲山盆系統(tǒng)結(jié)構(gòu)深刻的影響著綠洲農(nóng)業(yè)的氣候生態(tài)資源，產(chǎn)水區(qū)與用水區(qū)分離及沙漠增溫效應(yīng)的作用，使光照、熱量及水資源很優(yōu)越，如在暖季，綠洲農(nóng)業(yè)大量需水期與山區(qū)雪水迅速融化期同步，實(shí)現(xiàn)“水熱同期”，達(dá)到光溫水耦合效應(yīng)的進(jìn)一步加強(qiáng)以及水的穩(wěn)定性提高，造就出綠洲農(nóng)業(yè)的特殊氣候環(huán)境及其相應(yīng)的特色農(nóng)業(yè)［5］。山盆系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不僅構(gòu)成了河流上、中、下游的熱量、降水、光照等氣候資源的帶狀分異規(guī)律，同時(shí)也構(gòu)成土壤資源的帶狀分異規(guī)律，并且資源分異的規(guī)律性也是比較一致的。在不同生態(tài)資源的組合中伴隨著能量物質(zhì)的相互作用，導(dǎo)致生態(tài)功能的放大，這是一種初級(jí)階段耦合效應(yīng)的反應(yīng)。

(2)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)層面的關(guān)聯(lián)耦合。生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的再生產(chǎn)過(guò)程是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的再生產(chǎn)和自然生產(chǎn)系統(tǒng)的再生產(chǎn)相耦合的過(guò)程。以新疆瑪納斯河流域綠洲為例，目前農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，表現(xiàn)為以棉花為主的種植業(yè)比重過(guò)大，同時(shí)生態(tài)環(huán)境也受到一定的干擾，但農(nóng)業(yè)系統(tǒng)整體上卻朝著人類(lèi)目標(biāo)演替。究其原因，主要由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)演進(jìn)，如新疆棉花采取“矮、密、早、膜、化控”系統(tǒng)的栽培技術(shù)體系，用大群體、小個(gè)體的田間結(jié)構(gòu)，集中多開(kāi)花、早開(kāi)花結(jié)鈴?fù)滦酰擅畹乩迷鰷匦?yīng)的短季節(jié)生態(tài)作用，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效。正是由于這種自然資源與經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等協(xié)調(diào)耦合機(jī)制，相應(yīng)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的大力發(fā)展，這種協(xié)同演進(jìn)過(guò)程，暫時(shí)彌補(bǔ)了農(nóng)業(yè)不良結(jié)構(gòu)發(fā)展所帶來(lái)的負(fù)效應(yīng)。

(3)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)層面的關(guān)聯(lián)耦合。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的資源層、植物生產(chǎn)層、動(dòng)物生產(chǎn)層與加工層與有關(guān)子系統(tǒng)互相聯(lián)系，發(fā)生系統(tǒng)耦合，生產(chǎn)力就會(huì)成倍乃至幾十倍的增長(zhǎng)。瑪納斯河流域綠洲種植業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與資源層及加工層進(jìn)行系統(tǒng)耦合，顯示出一定的擴(kuò)大效益。如果再與林業(yè)系統(tǒng)與牧業(yè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，能更有效地組成持續(xù)發(fā)展的、高效的大農(nóng)業(yè)耦合系統(tǒng)。

(4)生態(tài)地理區(qū)域?qū)用娴年P(guān)聯(lián)耦合。利用不同生態(tài)地理區(qū)的優(yōu)越資源條件進(jìn)行跨區(qū)域的系統(tǒng)耦合，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。瑪河流域通過(guò)系統(tǒng)耦合將山地、綠洲、沙漠三個(gè)復(fù)雜的生態(tài)地理區(qū)域有機(jī)關(guān)聯(lián)，綠洲子系統(tǒng)居于系統(tǒng)的中心，它聚集了沙漠子系統(tǒng)的光熱與山地子系統(tǒng)的水土資源，隨著信息流的增加，綠洲子系統(tǒng)也將通過(guò)商品流通，成為物質(zhì)、能量、信息集中和交換的中心節(jié)點(diǎn)，不僅表現(xiàn)了本身較高的生產(chǎn)力，還可大幅度提高周?chē)哪酉到y(tǒng)和相鄰山地子系統(tǒng)的生產(chǎn)力。

在課堂教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注綠洲系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性問(wèn)題，通過(guò)合理利用山盆系統(tǒng)水土資源分異特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)綠洲農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)多樣性;利用山地與綠洲大農(nóng)牧結(jié)合發(fā)展畜牧業(yè);利用沙漠與綠洲子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，發(fā)揮沙漠增溫效應(yīng)形成特色優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品等實(shí)現(xiàn)不同生態(tài)地理區(qū)域系統(tǒng)耦合，使?jié)撛诘纳a(chǎn)潛力得以實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生針對(duì)沙漠增溫效應(yīng)開(kāi)展自主討論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):為什么同處北緯44°的長(zhǎng)春與石河子，長(zhǎng)春不能種植喜溫作物棉花，而石河子綠洲卻成為我國(guó)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉區(qū)?首先引導(dǎo)學(xué)生分析由于沙漠、綠洲下墊面比熱差異，加之沙漠面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于綠洲，在暖季強(qiáng)烈日曬下，沙漠熱空氣傳導(dǎo)對(duì)流及熱輻射作用于相鄰的綠洲子系統(tǒng)，才使石河子綠洲熱量資源豐富，而且適于種植長(zhǎng)絨棉、加工番茄、釀酒葡萄、食用葡萄等對(duì)熱量要求極高的作物，同時(shí)也成為我國(guó)地理位置最北，可以一年兩熟的地區(qū)。