農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué) 形考任務(wù) 實訓(xùn)2 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能流分析報告

1、實訓(xùn)2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能流分析報告一、目的意義學(xué)會農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)投入能結(jié)構(gòu)和產(chǎn)出能效率分析和計算，分析各種能量流 之間的關(guān)系；從能量角度評價系統(tǒng)的基本情況，為改善系統(tǒng)投入能結(jié)構(gòu)和建立新的農(nóng)業(yè) 生態(tài)系統(tǒng)提供依據(jù)；了解常用的能流分析方法：統(tǒng)計分析法、輸入一輸出法和過程分析法等。二、實驗性質(zhì)和學(xué)時實驗性質(zhì)：必修實驗學(xué)時：3學(xué)時三、方法和步驟確定研究對象和系統(tǒng)的邊界根據(jù)研究目的不同，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的研究對象可以是單獨的一個農(nóng)田系統(tǒng)、 林木系統(tǒng)、畜禽系統(tǒng)或魚塘系統(tǒng)。也可以是一個由作物、畜禽、林木、桑園、茶 園、果園、魚塘等亞系統(tǒng)構(gòu)成的完整的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)的邊界可以是國家、 省、地、縣、鄉(xiāng)、村的自然疆界(道路

2、、田埂、溝渠、河流、分水嶺等)，或者 是占有的田地、山場和邊界，進(jìn)入邊界的能量和物質(zhì)統(tǒng)稱為輸入，移出邊界的物 質(zhì)和能量稱為輸出。確定系統(tǒng)的組成成分及相互關(guān)系明確系統(tǒng)的生產(chǎn)者、消費者和分解者農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者包括各種大田作物、蔬菜、桑樹、果樹、竹木、水草、 野草等。消費者包括牛、羊、豬、兔、雞、鴨、鵝、蠶、蜂、魚類等，分解者主 要是存在于土壤、有機(jī)肥、塘泥、河泥中的微小生物，以及可用于食物生產(chǎn)的食 用菌類等。在劃分組分(即亞系統(tǒng))時，根據(jù)研究工作的要求，可粗可細(xì)。例如， 生產(chǎn)者組分可以把性質(zhì)相近的并在一起，如農(nóng)作物、林果木和草類分別劃分為三 個組分。在組分確立后，分別確定各亞系統(tǒng)的輸入和輸出項

3、目對于生產(chǎn)者亞系統(tǒng)的輸入，包括太陽輻射能和燃油、電力、農(nóng)業(yè)機(jī)械、化肥、 農(nóng)藥、除草劑等各種工業(yè)輔助能以及人畜力、秸稈、有機(jī)肥料等可再生生物能； 輸出則包括主要目的產(chǎn)品一糧食和收獲的秸桿等。對于畜牧業(yè)亞系統(tǒng)來說，輸入部分有飼料、飼草、畜牧機(jī)械、管理畜牧的人 工、畜舍和棚圈等建筑物形式的能量輸入部分；其輸出部分則有肉、奶、蛋、皮、 毛等畜產(chǎn)品以及畜力和糞便等。在各亞系統(tǒng)中，有對系統(tǒng)外部的輸出，也有其它 系統(tǒng)的輸出。例如，作物亞系統(tǒng)的糧食和秸稈輸出，通?？勺鳛樾竽羴喯到y(tǒng)的飼 料輸入。畜牧業(yè)系統(tǒng)的畜力和糞便輸出，可做為作物亞系統(tǒng)的動力和肥料輸入。搜集資料，確定各種實物的流量或輸入、輸出量（1）詳細(xì)測定

4、和記錄（試驗）；（2）統(tǒng)計資料；（3）實地調(diào)查，抽樣調(diào)查；（4）間 接估算（如畜禽飼料、糞便、人糞尿、秸稈等的數(shù)量）將各種不同質(zhì)的實物流量轉(zhuǎn)換為能流量系統(tǒng)的實物流量計量單位各不相同，只有將它們轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的計量單位一能量 之后，才能進(jìn)行比較分析。各種實物的折能系數(shù)除實測外，在實踐中多數(shù)是依據(jù) 不同學(xué)者的研究結(jié)果，制定折能系數(shù)表，以便于根據(jù)不同類型的能量折算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 行換算。繪出能流圖*將農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)各亞系統(tǒng)輸入、輸出及其相互流動的能量確定后，即可繪制 能流圖。目前應(yīng)用最普遍的是著名的生態(tài)家Odum （1967. 1972）的能流符號圖（課 本）。用這些符號按能量流動過程編繪出設(shè)計區(qū)的能流圖，就可以

5、比較直觀地看出 設(shè)計區(qū)能量流動合理與否。對所得的結(jié)果進(jìn)行分析通過所計算的結(jié)果和綜合能流圖，進(jìn)一步對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析。分 析一般包括以下幾個方面：（1）確定該系統(tǒng)總能量輸入水平及各種輸入能量占總輸入能量的比例總能量輸入是指從所研究的系統(tǒng)或亞系統(tǒng)外輸入到該系統(tǒng)或亞系統(tǒng)中的各能 量流的總和，通常為太陽能以外的各種輔助能的總量。各種能量輸入占總能量輸 入的比例，說明一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入結(jié)構(gòu)，由此可進(jìn)一步分析各種能量 投入與產(chǎn)出關(guān)系。(2 )確定總能量輸出及各種能量輸出所占的比例總能量輸出，是指輸出到系統(tǒng)或亞系統(tǒng)以外的各種產(chǎn)物所含的能量總和。總 能量輸出的大小表示系統(tǒng)的生產(chǎn)力水平和開放程度

6、。各種能量輸出占總能量輸出 的比例，主要是指各亞系統(tǒng)輸出能量占總輸出能量的比例以及各種主要產(chǎn)品、副 產(chǎn)品所含能量占總輸出能量的比例。確定各種形式的能量輸出與輸入比通常用各種形式的能量輸出與輸入比說明一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率 和特征。作物亞系統(tǒng)常用的幾個輸出與輸入比值是：A、太陽能轉(zhuǎn)化率二總生物能量/太陽輻射能輸入；B、系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率二輸出的總生物能量/輸入總能量，若此比值小于1， 說明該系統(tǒng)所消耗的能量超過了所產(chǎn)生的生物能量；C、工業(yè)能量的利用效率二總產(chǎn)出能/輸入總工業(yè)能，此比值越大，說明工 業(yè)能源的利用效果越好；D、系統(tǒng)的勞動生產(chǎn)率二總產(chǎn)出能量/輸入總勞力；E、飼料的轉(zhuǎn)化效率二輸出

7、的畜產(chǎn)品總能量/輸入飼料總能量與其它系統(tǒng)的能量分析結(jié)果進(jìn)行比較將某一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量分析結(jié)果與其他同類系統(tǒng)的分析結(jié)果進(jìn)行比 較，有利于說明所研究系統(tǒng)特征。在進(jìn)行比較時，要注意兩者之間的可比性。四、實習(xí)資料黃土高原某地張家山村年降水量660mm，除川道外的農(nóng)田無灌溉條件，長期以 來種植小麥、玉米為主，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)單一，加之山區(qū)缺乏燃料砍樹毀草現(xiàn)象較為嚴(yán) 重，生產(chǎn)水平低而不穩(wěn)。2001某科技項目選擇農(nóng)戶20個，進(jìn)行生態(tài)農(nóng)業(yè)模式示范。 示范涉及土地面積200畝，奶牛20頭，豬94頭，人口 89人。生態(tài)農(nóng)業(yè)示范包含 的具體要素是：戶均8m3的沼氣池一個、一頭奶牛、45頭豬、一個溫室大棚(0.8 畝/個

8、，20個共占地20畝)，1.0畝青貯玉米，1.0畝辣椒、1.5畝蘋果園，2.5畝 小麥田，1畝草地(旱地)、2畝林地。2001年起在大棚栽植矮化油桃，果園種植 三葉草，旱地種草栽樹。由于引入沼氣系統(tǒng)，強(qiáng)化了農(nóng)牧結(jié)合，加強(qiáng)了物質(zhì)循環(huán)， 不斷培肥地力，提高了自然資源的轉(zhuǎn)化效率，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)持續(xù)提高，取得了較好 的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。張家山農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件:代衣林U立體#t&.林地在前二，年不單濁占田三地面乩2.勞力及人口狀那單位：個項目L年份200020012002y快39939233:怠數(shù)48505051494B4949投入草地010.51授A林地01O.a13-衣業(yè)機(jī)械乩衣業(yè)用電單回合、度項目何骨

9、顧。2M1L20022003迎用三輪車tlB可如含.il4Wkc:2+8小型因輪拖拉機(jī)廳弓力沽，重量期&)5333輅H椅評機(jī)用電1功能-2千瓦F小時D660aao1150潛水系用電功率LN千瓦-小酎：150420J309904.北膽農(nóng)藥使用情況單位：公斤現(xiàn)目怦始2M0200120022003HL肥2G0Q30003004&00L60030004000COOO伸肥C070090C1孫9G50502C4040桂KLJIti削糞乳或分肯量是輸累肥的理應(yīng)御有量L43嘛！粗肥的理成公莒量是50TM%、在藥的純成分代 1 (503W6.二、張家山農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平1 一表作物生產(chǎn)水平單位:&斤W誑年粉2C0C3

10、0012CXQ2W3小主184961238S1497612334五米3點BC755(72155U蔬慚i98619B620BB2167袖快a&5000胡&4 3蘋果3&DM事將蔬部畫9736袖埃落葉a5200300010000小湖殲544q邑V hr trrv jt順3343M9630223路2326236376理椒HUE02314233B2337苜精山6500踞順注：躁罕、軸:桃措配重外，攜里整20W年祥團(tuán)研0%燃燒r g作飼用1碰1年心引入后，不湖1廿全部皆*晶桿2瞰作為 燃料真條飼用，莒槌村全割作為橢料.Z吝牧生產(chǎn)永平農(nóng)產(chǎn)品藏品廿況用由年的2000200120022ffl3Mik(kc蹄L

11、B0Q190014W犁毋（ka250WijOW如皿J 5000中妍（kcC40W046000靠UMI葬L4526531灣CR)60?757tft O枷SOOaooaoo年u第一性生產(chǎn)投入能表項目年份2000200120022003農(nóng)勞力4.324.324.414.41畜力0000機(jī)具67.5103.5139.5144燃油424.29763.711103.141782電力13.3996.43145.54180.36農(nóng)肥308.58371.4473.5613.81農(nóng)藥65.5741.9721.8621.86田| 種子109.948078.472有機(jī)能114.2684.3282.8176.41無機(jī)能

12、879.3313771883.542742.03投能總計993.591461.331966.352818.445.第一性生產(chǎn)產(chǎn)出能表項目年份2000200120022003農(nóng)田小麥32774104.015085.585250.23玉米7025.37073.397393.688439.6辣椒1607.181618.591701.721766.11油桃004909676.1蘋果3960.664359.34837.85469.86小麥秸稈8633.0410502.9512663.3712710.03玉米秸稈15731.516672.4715437.517800.32辣椒桿1647.21642.941659.981659.27苜蓿0541.6712502166.67產(chǎn)出能總計41881.8846515.3250519.6364938.19第一性生產(chǎn)能救撒表項目q年的2000200L2MK22003頊目七年初2000200130022003產(chǎn)!II能產(chǎn)汁隹總舊值有增值簞他投能埔值能*產(chǎn)妝比林-產(chǎn)；|諺第性生產(chǎn)擔(dān)慮投L醛投入能aWft申徒投帙噌13能量廣投比乾產(chǎn)捏比項目年份2000200120022003第一性生產(chǎn)（農(nóng)田）產(chǎn)出能