农业生态学 形考任务 实训2 农业生态系统能流分析报告

1、实训2农业生态系统能流分析报告一、目的意义学会农业生态系统投入能结构和产出能效率分析和计算，分析各种能量流 之间的关系；从能量角度评价系统的基本情况，为改善系统投入能结构和建立新的农业 生态系统提供依据；了解常用的能流分析方法：统计分析法、输入一输出法和过程分析法等。二、实验性质和学时实验性质：必修实验学时：3学时三、方法和步骤确定研究对象和系统的边界根据研究目的不同，农业生态系统的研究对象可以是单独的一个农田系统、 林木系统、畜禽系统或鱼塘系统。也可以是一个由作物、畜禽、林木、桑园、茶 园、果园、鱼塘等亚系统构成的完整的农业生态系统。系统的边界可以是国家、 省、地、县、乡、村的自然疆界(道路

2、、田埂、沟渠、河流、分水岭等)，或者 是占有的田地、山场和边界，进入边界的能量和物质统称为输入，移出边界的物 质和能量称为输出。确定系统的组成成分及相互关系明确系统的生产者、消费者和分解者农业生态系统的生产者包括各种大田作物、蔬菜、桑树、果树、竹木、水草、 野草等。消费者包括牛、羊、猪、兔、鸡、鸭、鹅、蚕、蜂、鱼类等，分解者主 要是存在于土壤、有机肥、塘泥、河泥中的微小生物，以及可用于食物生产的食 用菌类等。在划分组分(即亚系统)时，根据研究工作的要求，可粗可细。例如， 生产者组分可以把性质相近的并在一起，如农作物、林果木和草类分别划分为三 个组分。在组分确立后，分别确定各亚系统的输入和输出项

3、目对于生产者亚系统的输入，包括太阳辐射能和燃油、电力、农业机械、化肥、 农药、除草剂等各种工业辅助能以及人畜力、秸秆、有机肥料等可再生生物能； 输出则包括主要目的产品一粮食和收获的秸杆等。对于畜牧业亚系统来说，输入部分有饲料、饲草、畜牧机械、管理畜牧的人 工、畜舍和棚圈等建筑物形式的能量输入部分；其输出部分则有肉、奶、蛋、皮、 毛等畜产品以及畜力和粪便等。在各亚系统中，有对系统外部的输出，也有其它 系统的输出。例如，作物亚系统的粮食和秸秆输出，通常可作为畜牧亚系统的饲 料输入。畜牧业系统的畜力和粪便输出，可做为作物亚系统的动力和肥料输入。搜集资料，确定各种实物的流量或输入、输出量（1）详细测定

4、和记录（试验）；（2）统计资料；（3）实地调查，抽样调查；（4）间 接估算（如畜禽饲料、粪便、人粪尿、秸秆等的数量）将各种不同质的实物流量转换为能流量系统的实物流量计量单位各不相同，只有将它们转换为统一的计量单位一能量 之后，才能进行比较分析。各种实物的折能系数除实测外，在实践中多数是依据 不同学者的研究结果，制定折能系数表，以便于根据不同类型的能量折算标准进 行换算。绘出能流图*将农业生态系统各亚系统输入、输出及其相互流动的能量确定后，即可绘制 能流图。目前应用最普遍的是著名的生态家Odum （1967. 1972）的能流符号图（课 本）。用这些符号按能量流动过程编绘出设计区的能流图，就可以

5、比较直观地看出 设计区能量流动合理与否。对所得的结果进行分析通过所计算的结果和综合能流图，进一步对农业生态系统进行综合分析。分 析一般包括以下几个方面：（1）确定该系统总能量输入水平及各种输入能量占总输入能量的比例总能量输入是指从所研究的系统或亚系统外输入到该系统或亚系统中的各能 量流的总和，通常为太阳能以外的各种辅助能的总量。各种能量输入占总能量输 入的比例，说明一个农业生态系统的能量输入结构，由此可进一步分析各种能量 投入与产出关系。(2 )确定总能量输出及各种能量输出所占的比例总能量输出，是指输出到系统或亚系统以外的各种产物所含的能量总和。总 能量输出的大小表示系统的生产力水平和开放程度

6、。各种能量输出占总能量输出 的比例，主要是指各亚系统输出能量占总输出能量的比例以及各种主要产品、副 产品所含能量占总输出能量的比例。确定各种形式的能量输出与输入比通常用各种形式的能量输出与输入比说明一个农业生态系统的能量转换效率 和特征。作物亚系统常用的几个输出与输入比值是：A、太阳能转化率二总生物能量/太阳辐射能输入；B、系统的能量转化效率二输出的总生物能量/输入总能量，若此比值小于1， 说明该系统所消耗的能量超过了所产生的生物能量；C、工业能量的利用效率二总产出能/输入总工业能，此比值越大，说明工 业能源的利用效果越好；D、系统的劳动生产率二总产出能量/输入总劳力；E、饲料的转化效率二输出

7、的畜产品总能量/输入饲料总能量与其它系统的能量分析结果进行比较将某一个农业生态系统的能量分析结果与其他同类系统的分析结果进行比 较，有利于说明所研究系统特征。在进行比较时，要注意两者之间的可比性。四、实习资料黄土高原某地张家山村年降水量660mm，除川道外的农田无灌溉条件，长期以 来种植小麦、玉米为主，生产结构单一，加之山区缺乏燃料砍树毁草现象较为严 重，生产水平低而不稳。2001某科技项目选择农户20个，进行生态农业模式示范。 示范涉及土地面积200亩，奶牛20头，猪94头，人口 89人。生态农业示范包含 的具体要素是：户均8m3的沼气池一个、一头奶牛、45头猪、一个温室大棚(0.8 亩/个

8、，20个共占地20亩)，1.0亩青贮玉米，1.0亩辣椒、1.5亩苹果园，2.5亩 小麦田，1亩草地(旱地)、2亩林地。2001年起在大棚栽植矮化油桃，果园种植 三叶草，旱地种草栽树。由于引入沼气系统，强化了农牧结合，加强了物质循环， 不断培肥地力，提高了自然资源的转化效率，农产品品质持续提高，取得了较好 的经济、生态和社会效益。张家山农业生产条件:代衣林U立体#t&.林地在前二，年不单浊占田三地面乩2.劳力及人口状那单位：个项目L年份200020012002y快39939233:怠数48505051494B4949投入草地010.51授A林地01O.a13-衣业机械乩衣业用电单回合、度项目何骨

9、顾。2M1L20022003迎用三轮车tlB可如含.il4Wkc:2+8小型因轮拖拉机厅弓力沽，重量期&)5333辂H椅评机用电1功能-2千瓦F小时D660aao1150潜水系用电功率LN千瓦-小酎：150420J309904.北胆农药使用情况单位：公斤现目怦始2M0200120022003HL肥2G0Q30003004&00L60030004000COOO伸肥C070090C1孙9G50502C4040桂KLJIti削粪乳或分肯量是输累肥的理应御有量L43嘛！粗肥的理成公莒量是50TM%、在药的纯成分代 1 (503W6.二、张家山农业生产水平1 一表作物生产水平单位:&斤W诳年粉2C0C3

10、0012CXQ2W3小主184961238S1497612334五米3点BC755(72155U蔬惭i98619B620BB2167袖快a&5000胡&4 3苹果3&DM事将蔬部画9736袖埃落叶a5200300010000小湖歼544q邑V hr trrv jt顺3343M9630223路2326236376理椒HUE02314233B2337苜精山6500踞顺注：躁罕、轴:桃措配重外，携里整20W年祥团研0%燃烧r g作饲用1碰1年心引入后，不湖1廿全部皆*晶杆2瞰作为 燃料真条饲用，莒槌村全割作为椭料.Z吝牧生产永平农产品藏品廿况用由年的2000200120022ffl3Mik(kc蹄L

11、B0Q190014W犁毋（ka250WijOW如皿J 5000中妍（kcC40W046000靠UMI葬L4526531湾CR)60?757tft O枷SOOaooaoo年u第一性生产投入能表项目年份2000200120022003农劳力4.324.324.414.41畜力0000机具67.5103.5139.5144燃油424.29763.711103.141782电力13.3996.43145.54180.36农肥308.58371.4473.5613.81农药65.5741.9721.8621.86田| 种子109.948078.472有机能114.2684.3282.8176.41无机能

12、879.3313771883.542742.03投能总计993.591461.331966.352818.445.第一性生产产出能表项目年份2000200120022003农田小麦32774104.015085.585250.23玉米7025.37073.397393.688439.6辣椒1607.181618.591701.721766.11油桃004909676.1苹果3960.664359.34837.85469.86小麦秸秆8633.0410502.9512663.3712710.03玉米秸秆15731.516672.4715437.517800.32辣椒杆1647.21642.941659.981659.27苜蓿0541.6712502166.67产出能总计41881.8846515.3250519.6364938.19第一性生产能救撒表项目q年的2000200L2MK22003顼目七年初2000200130022003产!II能产汁隹总旧值有增值箪他投能埔值能*产妆比林-产；|谚第性生产担虑投L醛投入能aWft申徒投帙噌13能量广投比乾产捏比项目年份2000200120022003第一性生产（农田）产出能