实验二-农业生态系统
的能流分析
-CAL-FENGHAI-(2024YEAR-YICAI)_JINGBIAN
实验二 农业生态系统的能流分析
一、目的意义
1.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;
2.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;
3.了解常用的能流分析方法:统计分析法、输入—输出法和过程分析法等。
二、实验性质和学时
1. 实验性质:必修 2. 实验学时:3学时
三、方法和步骤
1.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、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。 2.确定系统的组成成分及相互关系 (1)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
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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。
(2)在组分确立后,分别确定各亚系统的输入和输出项目
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—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。
3.搜集资料,确定各种实物的流量或输入、输出量
(1)详细测定和记录(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) 4.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—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。 5.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着名的生态家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,就可以比较直观地看出设计区能量流动合理与否。 6.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:
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