农业生态系统的能流分析
一、总生态系统种植业、畜牧业生态系统输入、输出及产投比 见下表:
系统类型
项目
实物量
单位
能流系数
单位 太阳能 35000000000 kcal/cm2.y 139 kcal/cm2 农业机械马力 100*0.1*77 马力 500000 kcal/kg 燃油 3000 kg 10400 kcal/kg 用电 45000 度 860 kcal/度 总化肥 30*10000/667*395 kg 5740 kcal/kg 输农药 0.2*15*395 kg 24000 kcal/kg 入 用工 300*1000 d 3000
kcal/d 煤 225*1000 kg 7000 kcal/kg 饲料 150*1000 kg 942 kcal/kg 畜力 30*60 d 3000 kcal/d 合计
总系统
水稻(商品) 50*7320*5% kg 3700 kcal/kg 玉米(商品) 80*4500*5% kg 3950 kcal/kg 小麦(商品) 70*3000*5% kg 3760 kcal/kg 油菜(商品) 90*1500*5% kg 6300 kcal/kg 薯类(商品) 70*4500*5% kg 3800 kcal/kg 总其他(商品) 35*45000*5% kg 600 kcal/kg 输猪肉(商品) 2000*80%*60%*100 kg 5800 kcal/kg 出 鸡肉(商品) 3000*20%*60%*1 kg 1300
kcal/kg 牛肉(商品) 30*80%*200*60% kg 1720 kcal/kg 鸡蛋(商品) 3000*80%*60%*1 kg 1640 kcal/kg 劳动力(商品)300* 300*1000*2500*30% kg 3000
kcal/kg 合计
太阳能 180*10000*100*100 kcal/cm2.y 139 kcal/cm2 总农药 540
kg 24000 kcal/kg 种植系统
输农业机械 100*0.1*77 马力 500000 kcal/kg 入 燃油 3000 kg 10400 kcal/kg 用电 45000 度 860 kcal/度 用工 300*1000
d
3000
kcal/d
能流量
4.864+12 3.85E+08 3.12E+07 3.87E+07 1.02E+09 2.84E+07 9.00E+08 1.58E+09 1.41E+08 5.40E+06 4.86913E+12 6.77E+07 7.11E+07 3.95E+07 4.25E+07 5.99E+07 4.73E+07 5.57E+08 4.68E+05 4.95E+06 2.37+06 6.75E+11 6.76E+11 2.50E+12 1.30E+07 3.85E+08 3.12E+07 3.87E+07 9.00E+08
畜牧系统畜力 30*60 d 3000 kcal/d 5.40E+06 合计 2.50E+12 水稻 50*7320 kg 3700 kcal/kg 1.35E+09 玉米 80*4500 kg 3950 kcal/kg 1.43+09 小麦 70*3000 kg 3760 kcal/kg 7.90E+08 油菜 90*1500 kg 6300 kcal/kg 8.51E+08 总薯类 70*1500 kg 3800 kcal/kg 3.99E+08 输其他(蔬菜) 35*45000 kg 600 kcal/kg 9.45E+08 出 饲料 150*1000 kg 4500 kcal/kg 6.75E+08 劳动力 6300 d 3000 kcal/d 1.89E+07 合计 6.45E+09 总饲料 150*1000 kg 4500 kcal/kg 6.75E+08 输劳动力 225000 d 3000 kcal/d 6.75E+08 入 合计 1.35E+09 猪肉 2000*80%*100 kg 5800 kcal/kg 9.28E+08 鸡肉 3000*80%*25%*1 kg 1300 kcal/kg 7.80E+05 总牛肉 30*80%*200 kg 1720 kcal/kg 8.26E+06 输蛋 3000*20%*75% kg 1640 kcal/kg 7.38E+05 出 畜力 331500% d 3000 kcal/d 9.95E+08 合计 1.93E+09 二、实验原理
系统的结构差异导致系统内能流发生了变化 导致物质利用效率的不同 同样,能流关系也可以反映系统结构的组成
二、实验步骤
1、确定分析对象的边界和组成成分 2、确定系统主要成分间的相互关系 3、确定各项输入和输出的数量 4、将各种流量转换成能流量 5、绘出能流图
6、对所得结果进行分析
7、从能量的角度对所研究的系统进行综合评价
三、农牧系统投能构成及比例
种类 农业机械 实物总量 700 3000 单位 马力 公斤 折能系数 38500000 10400 24000 5740 总能量 2.7E+10 3.1E+07 2.8E+07 1E+09 2.8E+10 3000 3000 4500 5400000 9E+08 6.8E+08 工业能 燃油 农药 化肥 0.2*15*395 千克 30*15*395 千克 合计 畜力 用工 饲料 养禽、畜用工 30*60 300000 150000 头/年 工 千克 生物能9209.5 工 总计 3000 2.8E+07 2.9E+10 0.9815 工业能与生物能比例
四、能量示意图
工 具 作物 粪肥 劳动力 农民 作物产品 粪肥 畜力 粮食 动物产品 太 阳
畜禽
五、结果分析
1、整个系统呈现合理有效地利用,产投比十分低下,主要是由于太阳能利用率太低造成的。所以我们要大力提高初级生产力,具体包括:选育高光效的抗逆优良品种;保护农业环境治理生态退化,改善农业生产的资源条件,建立可持续农业生产体系,调控作物群体结构等。
2、在提高产投比方面应该着重提高植物对光能的利用率,选用高光效的品种,注意农业的可持续发展,提高栽培管理技术,进而促进次级生产,充分利用农副产品。
3、从上述数据可以看出各个子系统相互联系相互制约,之间是通过辅助能的方式改善种植业能量转换情况,提高能量转化效率,提高次级生产,从而促进生态平衡,以达到更好的为人类服务的。
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