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。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。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。应用生态学家Odum的能流符号图(教材P175页表6.11)标示。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:(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。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10
10 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。 应用生态学家Odum的能流符号图(教材P175页表6.11)标示。 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: (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。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。(③)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=总生物能量/太阳辐射能输入:B、系统的能量转化效率=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=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=总产出能量/输入总劳力:E、饲料的转化效率=输出的畜产品总能量/输入饲料总能量(4)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、实习资料内蒙古某地某村年降水量约400mm,多半农田无灌溉条件,以种植小麦、玉米、马铃薯为主。该村共20户农户,土地面积500亩,奶牛20头,猪94头,人口共89人。包含的具体要素是:户均8m2的沼气池1个、1头奶牛、4-5头猪、1个温室大棚(0.8亩/个,20个共占地20亩),4.0亩青贮玉米,5.0亩马铃薯、3.0亩果园,4.0亩小麦田,5亩草地(旱地)、3亩林地。大棚栽植草莓,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。一、该村农业生产条件1.土地利用状况单位:亩土地类型/年份20102011201220138072农田小麦15080玉米2080888050100100马铃薯1002020大棚20果园60606060草地10010010010011
11 例。 (3)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 = 总生物能量/太阳辐射能输入 ; B、系统的能量转化效率 = 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 = 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 = 总产出能量/输入总劳力; E、饲料的转化效率 = 输出的畜产品总能量/输入饲料总能量 (4)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 内蒙古某地某村年降水量约400mm,多半农田无灌溉条件,以种植小麦、玉米、马铃 薯为主。该村共20户农户,土地面积500亩,奶牛20头,猪94头,人口共89人。包含的具体 要素是:户均8m3的沼气池1个、1头奶牛、4-5头猪、1个温室大棚(0.8亩/个,20个共占地 20亩),4.0亩青贮玉米,5.0亩马铃薯、3.0亩果园,4.0亩小麦田,5亩草地(旱地)、3亩林 地。大棚栽植草莓,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。 一、该村农业生产条件 1.土地利用状况 单位:亩 土地类型 /年份 2010 2011 2012 2013 农田 小麦 150 80 72 80 玉米 20 80 88 80 马铃薯 50 100 100 100 大棚 20 20 20 果园 60 60 60 60 草 地 100 100 100 100
林地60*60*60*合计500500200380注:小麦播种量10kg/亩、玉米4kg/亩、马铃薯为150kg/亩、牧草为1kg/亩、林木苗100kg/亩。*代表林草立体种植,林地在前三年不单独占用土地面积。单位:个2.劳力及人口状况项目\年份201220102011201389929293人口总数总数48505051劳动力投入农田48484949011投入草地0. 5100. 51投入林地3.农业机械及农业用电单位:台、度项目年份2010201120122013241015农用三轮车(18马力/台,重量400kg)6101212小型四轮拖拉机(15马力/台,重量500kg)0秸秆粉碎机用电(功率:3千瓦/小时)186024803330350潜水泵用电(功率1.2千瓦/小时)122020502490单位:kg4.化肥农药使用情况项目年份2010201120122013氮肥65007500900011500磷肥400075001000015000钾肥840175017502000农药375240225225农膜50100100100注:氮肥的纯氮成分含量是17一35%;磷肥的纯成分含量14一36%;钾肥的纯成分含量5是5060%,农药的纯成分含量60—80%。二、生产水平1.农作物生产水平单位:kg项目\年份2010201120122013小麦36992251782995225768玉米10344260372721646599马铃薯86050181500176300192000草莓0300030002843苹果720127926087960994520枯柴落叶13000200002500012
12 林 地 60* 60* 60* 合 计 380 500 500 200 注:小麦播种量10kg/亩、玉米4kg/亩、马铃薯为150kg/亩、牧草为1kg/亩、林木苗 100kg/亩。 *代表林草立体种植,林地在前三年不单独占用土地面积。 2.劳力及人口状况 单位:个 项目\ 年份 2010 2011 2012 2013 人口总数 89 92 92 93 劳动力 总数 48 50 50 51 投入农田 48 48 49 49 投入草地 0 1 0.5 1 投入林地 0 1 0.5 1 3.农业机械及农业用电 单位:台、度 项 目\年 份 2010 2011 2012 2013 农用三轮车(18马力/台,重量400kg) 2 4 10 15 小型四轮拖拉机(15马力/台,重量500kg) 6 10 12 12 秸秆粉碎机用电(功率:3千瓦/小时) 0 1860 2480 3330 潜水泵用电(功率1.2千瓦/小时) 350 1220 2050 2490 4.化肥农药使用情况 单位:kg 项 目\年 份 2010 2011 2012 2013 氮 肥 6500 7500 9000 11500 磷 肥 4000 7500 10000 15000 钾 肥 840 1750 1750 2000 农 药 375 240 225 225 农 膜 50 100 100 100 注:氮肥的纯氮成分含量是17—35%;磷肥的纯成分含量14—36%;钾肥的纯成分含量 是50—60%,农药的纯成分含量60—80%。 二、生产水平 1.农作物生产水平 单位:kg 项目\年份 2010 2011 2012 2013 小 麦 36992 25178 29952 25768 玉 米 10344 26037 27216 46599 马铃薯 86050 181500 176300 192000 草 莓 0 3000 3000 2843 苹 果 72012 79260 87960 99452 枯柴落叶 0 13000 20000 25000