试验指导书农业生态学.doc

植 物 科 学 学 院试验一 农业生态系统组分和结构分析一、试验目标：经过对一个农业生态系统调查，了解该系统组分组成和结构现实状况，分析该系统组分组成和结构特点，描述该系统营养结构、空间结构和时间结构情况，以加深对农业生态系统认识。二、试验课时：本试验共 2 课时。三、方法步骤（一）选定调查对象选定对象要有经典性和代表性，不能介入主观原因。在进行调查研究时，可采取随机取样、五点取样等方法。要求以班为对象，统一调查一个村部分农户，选定每个同学负责调查农户，可采取随机取样方法。（二）明确系统边界以所调查村作为一个农业生态系统，则该村行政边界即系统边界；每个同学调查一个农户，将该农户看做一个农业生态系统，这个系统边界应包含由其承包经营或租赁经营山地、旱地、水田、庭院等地域范围，该地域范围内全部生物和环境因子全部属于系统内容。（三）调查系统组成确定系统边界以后，经过座谈访问、实地勘测等方法搜集资料，掌握该系统农业生物和环境因子种类及数量特征，明确系统组分。（四）分析结构特点调查中注意了解系统内生物和环境之间关系，掌握系统内各组分种类和数量百分比，然后分析该系统营养结构、空间结构和时间结构。四、试验内容（一）系统组分组成依据对农业生态系统具体调查和勘测，将系统各关键环境中做安排农业生物种类、数量或面积填入表一中。（二）系统结构特点（1）依据做调查农户实际情况，用食物网方法描述其营养结构。（2）依据做调查农户实际情况，描述该系统中多种农业生物空间结构。（3）依据做调查农户实际情况，描述各关键空间环境下时间结构五、试验汇报：填写表-1并根据要求进行分析表-1 农业生态系统组分种类和数量配置农业生物环境类型农业生物1 农业生物2 农业生物3名称 数量 面积 名称 数量 面积 名称 数量 面积山地果园水面水田旱地畜舍禽舍住房试验二 农业生态系统能流分析 一、试验目标：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，分析多种能量流之间关系； 2从能量角度评价系统基础情况，为改善系统投入能结构和建立新农业生态系统提供依据； 3了解常见能流分析方法：统计分析法、输入输出法和过程分析法等。 二、试验课时：本试验共 2 课时。三、方法步骤（一）确定研究对象和系统边界 依据研究目标不一样，农业生态系统研究对象能够是单独一个农田系统、林木系统、畜禽系统或鱼塘系统。也能够是一个由作物、畜禽、林木、桑园、茶园、果园、鱼塘等亚系统组成完整农业生态系统。系统边界能够是国家、省、地、县、乡、村自然疆界（道路、田埂、沟渠、河流、分水岭等），或是占有田地、山场和边界，进入边界能量和物质统称为输入，移出边界物质和能量称为输出。 （二）确定系统组成成份及相互关系 (1)明确系统生产者、消费者和分解者 农业生态系统生产者包含多种大田作物、蔬菜、桑树、果树、竹木、水草、野草等。消费者包含牛、羊、猪、兔、鸡、鸭、鹅、蚕、蜂、鱼类等，分解者关键是存在于土壤、有机肥、塘泥、河泥中微小生物，和可用于食物生产食用菌类等。在划分组分（即亚系统）时，依据研究工作要求，可粗可细。比如，生产者组分能够把性质相近并在一起，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，分别确定各亚系统输入和输出项目 对于生产者亚系统输入，包含太阳辐射能和燃油、电力、农业机械、化肥、农药、除草剂等多种工业辅助能和人畜力、秸秆、有机肥料等可再生生物能；输出则包含关键目标产品粮食和收获秸杆等。 对于畜牧业亚系统来说，输入部分有饲料、饲草、畜牧机械、管理畜牧人工、畜舍和棚圈等建筑物形式能量输入部分；其输出部分则有肉、奶、蛋、皮、毛等畜产品和畜力和粪便等。在各亚系统中，有对系统外部输出，也有其它系统输出。比如，作物亚系统粮食和秸秆输出，通常可作为畜牧亚系统饲料输入。畜牧业系统畜力和粪便输出，可做为作物亚系统动力和肥料输入。（三）搜集资料，确定多种实物流量或输入、输出量 (1)具体测定和统计(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、秸秆等数量) （四）将多种不一样质实物流量转换为能流量 系统实物流量计量单位各不相同，只有将它们转换为统一计量单位能量以后，才能进行比较分析。多种实物折能系数除实测外，在实践中多数是依据不一样学者研究结果，制订折能系数表，方便于依据不一样类型能量折算标准进行换算。 （五）绘出能流图将农业生态系统各亚系统输入、输出及其相互流动能量确定后，即可绘制能流图。现在应用最普遍是著名生态家Odum（1967、1972）能流符号图（书本）。 用这些符号按能量流动过程编绘出设计区能流图，就能够比较直观地看出设计区能量流动合理是否。 （六）对所得结果进行分析 经过所计算结果和综合能流图，深入对农业生态系统进行综合分析。分析通常包含以下多个方面： (1)确定该系统总能量输入水平及多种输入能量占总输入能量百分比 总能量输入是指从所研究系统或亚系统外输入到该系统或亚系统中各能量流总和，通常为太阳能以外多种辅助能总量。多种能量输入占总能量输入百分比，说明一个农业生态系统能量输入结构，由此可深入分析多种能量投入和产出关系。(2)确定总能量输出及多种能量输出所占百分比 总能量输出，是指输出到系统或亚系统以外多种产物所含能量总和。总能量输出大小表示系统生产力水平和开放程度。多种能量输出占总能量输出百分比，关键是指各亚系统输出能量占总输出能量百分比和多种关键产品、副产品所含能量占总输出能量百分比。 (3)确定多种形式能量输出和输入比 通常见多种形式能量输出和输入比说明一个农业生态系统能量转换效率和特征。作物亚系统常见多个输出和输入比值是： A、太阳能转化率 = 总生物能量/太阳辐射能输入 ； B、系统能量转化效率 = 输出总生物能量/输入总能量，若此比值小于1，说明该系统所消耗能量超出了所产生生物能量； C、工业能量利用效率 = 总产出能/ 输入总工业能，此比值越大，说明工业能源利用效果越好； D、系统劳动生产率 = 总产出能量/输入总劳力； E、饲料转化效率 = 输出畜产品总能量/输入饲料总能量 (4)和其它系统能量分析结果进行比较 将某一个农业生态系统能量分析结果和其它同类系统分析结果进行比较，有利于说明所研究系统特征。在进行比较时，要注意二者之间可比性。四、试验内容针对所调查农业生态系统，依据此次试验要求，做深入调查和搜集资料，掌握该系统及其各亚系统输入、输出情况，再按此次试验方法步骤及要求对表-1进行能流分析，并画出能流图。五、试验汇报：绘出能流图并依据表-2所提供信息进行能流分析表-2 多种类型物质和能量热值种类 热值（J/kg)种类 热值 ( J/kg)种类 热值 ( J/kg)农业机械 209 000农用工具 28 720燃油（平均） 43 500煤 33 500电 3 600kJ(Kw.h)沼气 2 100成年劳力 12 600 (kJ/d)畜力（大牲畜126 000(kJ/d)种子 15 900标准N肥 24 000标准P肥 8 500标准K肥 9 000农药（吨） 100 300有机肥（干） 15 700大豆 21 000棉花 16 700谷物籽粒 16 000甘薯（风干） 16 000甘薯（鲜） 4 280马铃薯（鲜） 3 720油菜籽 26 400棉籽 22 000植物油（平均） 38 000米糠 19 300麦麸 16 500饼类（平均） 18 900禾谷类秸秆 14 200大豆秸 15 200木材 16 800蔬菜（鲜） 2 500蔬菜（干） 16 300水果（鲜） 3 360水果（干） 14 200苜蓿（鲜） 2 500草木樨（鲜） 4 200青绿饲料 3 900 猪肉 24 300 牛肉 7 200 羊肉 12 900 鸡肉 5 500 鱼类 4 600 禽蛋 6 860试验三 生态农业模式设计一、试验目标：1.学习依据生态学基础原理进行种养之间形成循环型生态模式设计。 2.学会利用设施工程学原理和技术进行设施农业模式设计，实现物质和能量良性循环。3.掌握大棚温室设计原理和方法和步骤，了解生态循环农业模式对农业可连续发展关键意义。二、试验课时：本试验共 2 课时。三、方法步骤1.地点选择试验地点要求地势平坦、土壤肥力较高且均匀一致、排灌良好、被风向阳，距离住宅较近庭院菜地比较适宜。2.确定系统生物组分和环境组分确定种植作物种类和品种，种植面积、密度或数量，并确定养殖家畜禽种类和品种，和数量和密度；确定设施内对生物因子含有显著影响和作用环境因子如光照、温度、水分、通气性和土壤类型。3.大棚温室设计依据所要种植和养殖农业生物特征特征，选定适宜有利于生物生长发育光、温、水、气、肥条件，设计并计算温室大棚、家畜禽舍、厕所及沼气池面积、体积大小。四、试验内容查阅相关文件，搜集资料，依据方法步骤要求，设计一个在适应地域自然条件和社会条件，并含有良好市场前景北方“四位一体”庭院能源生态模式。五、试验汇报：依据试验要求进行相关计算，参考相关文件资料确定所需参数，并绘出北方“四位一体”庭院能源生态模式平面图。试验四 综述性论文写作：一、试验目标：学习科技学术论文写作通常格式，学习综述性科技论文结构组成，学习查阅和引用科技文件，初步掌握学术论文写作技巧。 二、试验课时：本试验共 4 课时。三、方法步骤（一） 选题经过图书馆和互联网查阅资料文件，了解现在中国生态环境不停恶化现实及其对人民生命财产安全影响，并提出处理方法和实施计划。（二）论文写作内容和结构框架1. 确定题目：中国现在所面临关键生态和环境问题及其对策2. 标注：姓名、单位、通讯地址3. 摘要（包含中英文，可只写汉字摘要）4. 引言：叙述研究意义，中国外研究进展和研究目标。5. 正文 （1）中国面临关键生态问题：水土流失、土地荒漠化、土壤盐碱化、土壤肥力质量降低和全球气候改变对中国农业和粮食安全影响。（2）中国面临关键环境问题：水污染、大气污染、土壤污染、废弃物污染及其危害。（3）对上述生态和环境问题处理对策，说明发展清洁能源和可连续发展对中国生态安全和粮食安全关键意义。6. 致谢7. 参考文件（列出最少5篇）四、试验内容依据试验调查和查阅文件资料结果，并结合国际上对中国节能减排外交压力，进行分析，最终写出1篇字左右论文五、试验汇报：以试验汇报形式提交一份论文，打印稿和手写稿均可