实验二-农业生态系统的能流分析
农业生态系统的能量流动
（一）食物链（food chain) 1.定义：生态系统中生物组分通过吃与被吃的关 系彼此连接起来的一个序列，组成一个整体犹 如一条链索一样，这种链索关系被称为食物链。 2.食物链理论 1942年美国生态学家林德曼（Lindeman)提出的， 基本涵义是：生态系统中绿色植物转化固定的 食物通过一系列取食与被取食关系，使生物成 员紧密联系起来的营养序列称为食物链。
第三章 农业生态系统的能量流动
内容提要
• 能量的基本形态与来源； • 食物链与食物网 • 农业生态系统能量流动与转化途径 • 农业生态系统能量转化的的基本原理 • 农业生态系统的能量生产 • 农业生态系统的辅助能 • 农业生产系统的能流与能值分析。
第一节农业生态系统能量流动的途径
一、农业生态系统能量的来源
人 工 辅 助 能
太阳能（主要能量来源占90%以上） 包括地热能、潮汐能、 风能、水能等
自然辅助能 对生态系统中食物链能
量转化与传递起辅助作 用的能量
人类通过各种生产活动投入到农 业生态系统中的人力、畜力、燃 料、电力、机械、化肥、农药等 强化和辅助生态系统中生物对太 阳能的固定、转化与流动的能量
二、食物用转化固定在植物体的化学能；由食物链转化 到动物体和微生物提中的化学能；动植物体被埋藏在地 壳经长期的地质作用所形成的化学能。 （3）热能
是一种广泛见于不同能量作功过程中的能量转化形式。
（二）生态系统的能量来源
农业 生态 系统 能量 来源
生态 系统 能量 来源
第二节能量流动与转化的基本定律
一、热力学第一定律——能量守恒定律 二、热力学第二定律——能量衰变定律 三、熵定律 （一）熵含义（二）熵变化（三）熵定律 四、普里（利）高律的耗散结构理论 （一）耗散结构（二）耗散结构理论 五、生态金字塔 （一）生态金字塔概念（二）生态金字塔类（三）生态 金字塔理论意义 六、林德曼效率定律与生态效率定律 （一）林德曼效率定律及意义（二）生态效率定律
农业生态系统中的能量流动
农业生态系统中的能量流动能量的流动是生态系统存在与发展的动力，一切的生命活动都依赖生物与环境之间的能量流通和转换。
由于生物与生物、生物与环境之间不断进行进行物质循环和能量转换的过程，不但使生物得以维持生存、繁衍与发展．而且也使得生态系统保持平衡与稳定。
在生态系统中．能量流动主要是从初级生产者向次级生产者流动。
能量的流动渠道主要通过’‘食物链”与“食物网”来实现。
在农业生态系统中，能址流动的主要渠道通常有三种形式：在生态系统中．能量流动主要是从初级生产者向次级生产者流动。
能量的流动渠道主要通过’‘食物链”与“食物网”来实现。
在农业生态系统中，能址流动的主要渠道通常有三种形式：( 1 ）捕食食物链从植物到草食动物再到肉食动物所联系的链条，如稻田中的“青草一昆虫一青蛙一蛇一人”。
( 2 ）寄生食物链由大有机体到小有机体进行能址的流动，如’‘人体寄生虫”、“哺乳动物一跳蚤”。
( 3 ）腐生食物链由利川死休的微生物组成，并通过腐烂分解，将有机体还原成无机物的食物链。
在生态系统中食物链不是唯一的，由于某一消费者不只吃一种食物（生物），每种食物（或生物）又被许多生物所食，因此形成相互交错、彼此联系的网状结构，故称食物网。
由于能量从一个营养级（水稻、杂草）到另一个营养级（如昆虫、老以）的流动过程中，有一部分被固定下来形成有机物的化学潜能．而另一部分通过多种途径被消耗，直到最后耗尽为止。
平均每个营养级的能量转化效率为10 % ，这就是著名的“十分之一定律”。
因此，营养级由低级到高级，依据个体数目、生物金与能址的分布，形成了底宽而顶尖的金字塔形，称之为生态金字塔或能量金字塔．即顺着营养级位序列（食物链）向上，能量急剧递减。
在每个营养级中将所有的生物量或活组织连起来，随若营养级的增加，其生物虽随着减少，形成生物量金字塔，这种金字塔在陆地生态系统和浅水生态系统中最为明显。
农业生态系统的能值分析与优化研究
农业生态系统的能值分析与优化研究摘要：农业生态系统是人们利用生态系统理念和方法进行设计和管理的生态系统，其目的是实现农业生产的可持续性和生态保护的平衡。
能值分析是一种新型的系统分析方法，可以用于农业生态系统的能量和物质流的定量分析，从而实现农业生态系统的优化管理。
本文将首先介绍农业生态系统的概念和特点，然后阐述能值分析的理论和方法，最后探讨农业生态系统的能值分析和优化管理的实现。
一、农业生态系统农业生态系统是指在一定的时间和空间范围内，由农业生物、非生物和人类活动相互作用而形成的生态系统。
农业生态系统是人类利用农业土地、农作物和动物等生物资源和太阳能、水能等非生物资源进行生产的生态系统。
农业生态系统具有以下特点：1.人工干预：农业生态系统是人类利用农业土地、农作物和动物等生物资源和太阳能、水能等非生物资源进行生产的生态系统。
在农业生态系统中，人类需要进行土地整理、种植、养殖等生产活动，对生态系统进行人工干预。
2.能量流动：在农业生态系统中，能量的流动是生产的重要环节。
太阳能是农业生态系统的主要能量来源，通过光合作用转化为生物能，驱动农业生产的过程。
3.物质循环：在农业生态系统中，物质的循环也是生产的重要环节。
通过土壤、水和气体的循环，各种元素和物质被反复利用，实现了资源的最大化利用。
4.物种多样性：农业生态系统中的物种多样性包括农作物、动物、微生物等。
保持物种多样性可以促进生态系统的平衡和稳定，提高农产品的产量和质量。
二、能值分析能值分析是一种新型的系统分析方法，可以用于定量分析一个系统中各种能量和物质的转化和流动情况。
能值分析的基本概念包括能值、能值转换率和能值密度等。
以下为能值分析的基本理论和方法：1.能值转换率：能值转换率是指一个系统中不同类型能量之间的转换率，通常用能量单位来表示。
例如，太阳能能值转换率是指光能转换为生物能的比率，可以用每单位光能的生物能来表示。
2.能值密度：能值密度是指一个系统中单位面积或单位体积内的能量流动量，通常用能量单位来表示。
农业生态系统能流分析实例
农业生态系统能流分析实例
摘要
农业生态系统的能量流分析是评估农业生态系统的重要方法。
本文将描述一个实际的农业生态系统能量流分析实例，总结不同类型组件的能量流情况并分析了该生态系统的结构特点。
实例案例发现，全部组件的能量不平衡，能量输入量高于输出量，人类活动是农业生态系统的能量源，而植物微量元素的利用率和土壤有机碳的储存量有着负相关性，有利于城市农业可持续发展。
引言
农业生态系统是生态系统中丰富多样的组织，它以人类社会和养殖动物之间的关系为重点，包括植物、气候、土壤、海洋、水资源和其他生物等。
农业生态系统的能量流分析是评估农业生态系统的重要方法。
它可以反映农田的综合质量，帮助我们了解农业生态系统中由复合组件提供的物质和能量流向，从而有效分析农业生态系统完整性的变化情况。
实例研究
本文为了更好地评估农业生态系统，以山东省市场型土地改造示范区为例，将介绍农业生态系统能量流分析的一个实例研究。
该实例研究采用案例法，包括现场调查、能量流分析等。
农业生态系统的能量流动
我国不同地区能量产投比
400 200 0 低产田
投入无机能
中产田
产出能量 能量产投比
投入能量
投能结构与产投比关系示意
目前我国多 数地区有机能与 无机能比例为 1.35至8.83之间。
投能结构（有 机能/无机能）与 产投比（能量转 化效率）之间呈 二次函数关系。
Y=0.5324+0.5767X-0.059X
• 我国生物质能资源原料多样量大，包括能源植物、 作物秸秆、人畜粪便等。 • 农作物秸秆是数量最大的农业废弃物，每公顷耕地 年产量可达9-10吨。 • 地球上光合作用产生的生物质约1500亿吨/年，可作 为人类食物或动物饲料占其中1/4，每年产生的废物 （包括收获和加工过程中的）约135亿吨。
自然辅助能
辅助能
人工辅助能
生物辅助能 工业辅助能
能量分类的作用和意义
• 生物辅助能一般是农业系统内部能量的再利用，表 示归还率，是有限的；封闭形式的投入。 • 工业辅助能表示对该系统能量的补充。开放形式的 投入。(资源量、形式、成本、环境影响不同）
–生物辅助能/工业辅助能，称人工辅助能的组成 (投能结 构) –产出生物能/投入人工辅助能，称人工辅助能的能效
2007年江苏省化肥施用量与施用强度区域差异
常 州 市 无 锡 市 苏 州 市 镇 江 市 南 京 市 扬 州 市 泰 州 市 南 通 连 市 云 港 市 宿 迁 市 淮 安 市 盐 城 市 徐 州 市
化肥施用强度 (kg/ha)
化肥施用量
化肥施用强度
化肥施用量 (万t)
1400 1200 1000 800
再生能源的开发利用
• • • • • • • • 自然界存无限的能源资源。 太阳能 水能 风能 地热能 海洋能 核能 氢能
实验二农业生态系统的能流分析
实验二农业生态系统的能流分析实验设备和材料：1.农田：包括水稻田和玉米田；2.量热仪：用于测量生物体的热量；3.光合作用仪：用于测量植物的光合作用速率；4.称量器：用于称量生物体的质量；5.网箱：用于捕捉生物体。
实验步骤：1.在水稻田和玉米田中选择相同大小的样方，将其分成若干个小格，并标记编号。
2.在每个格子中，使用网箱捕捉对应的生物体，如昆虫、藻类、小鱼等，并记录其数量。
3.将捕获的生物体进行称量，并记录质量。
4.使用量热仪将捕获的生物体进行热量测量，并记录结果。
5.使用光合作用仪测量样方中植物的光合作用速率，并记录结果。
6.计算每个格子中的生物体的平均质量和热量。
7.根据捕获的生物体数量、质量和热量，计算每个格子中的总生物体质量和总热量。
8.根据光合作用速率和每个格子中的总生物体质量，计算每个格子中的总生物体所吸收的总太阳能量。
9.根据每个格子中的总生物体质量和总生物体热量，计算每个格子中的总生物体所释放的总代谢能量。
10.将每个格子中的总太阳能量和总代谢能量进行比较，计算能量转化效率。
实验结果：通过以上实验步骤，可以得到每个格子中生物体的平均质量和热量，以及总生物体的质量、热量和太阳能量。
通过计算能量转化效率，可以比较不同格子之间的能量利用效率。
讨论和结论：能流分析实验结果显示，不同格子之间能量转化效率存在差异。
高能量转化效率的格子表示生态系统中能量转化和利用效率较高，而低能量转化效率的格子表示有能量损失和浪费。
这些差异可能受到多种因素的影响，如土壤质量、气候条件、生物种类和相互关系等。
通过能流分析，可以帮助我们了解农业生态系统中能量的流动和转化情况。
在农业生态系统管理和优化中，可以根据能流分析的结果，采取相应的措施来提高能量转化效率，减少能量损失和浪费，并优化农业生态系统的稳定性和生产力。
调查当地农田生态系统中的能量流动情况
6.人们通过什么方式来提高光能利用效率？
光能利用率一般是指单位土地面积上，农作物通过光合作用 所产生的有机物中所含有的能量，与这块土地所接受的太阳 能的比。 合理密植。
7.怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？
通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造 沼气池，实现能量的多级利用。
这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5 kg， 计算公式是(12+18)/12×2675， 这些葡萄糖储存的能量是1.07×108 kJ 计算公式是EG=MG×1.6×104；
生态农业是利用生态学的原理、系统工程的方法，遵 循自然规律建立起来的农业生产体系。
它的主要特点是结构协调，合理种养，全面发展，应 用现在技术，资源高效利用，内部良性循环，稳定持续发 展。如：桑基鱼塘生态系统、农作物秸秆利用生态系统等。
参考调查点：稻田生态系统
组成成分： （1） 非生物的物质和能量； （2） 生产者： 水稻、杂草、浮游植物等； （3）消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、 昆虫、鸟类等； （4）分解者：多种微生物。
调查当地农田生态系统中的能 量流动情况
பைடு நூலகம்
【调查】 调查当地农田生态系统中的能量流动情况
农田生态系统是人工建立的生态系统，其主要特点是人 的作用非常关键，人们种植的各种农作物是这一生态系统的 主要成员。
农田中的动植物种类较少，群落的结构单一。人们必须 不断地从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫等活动，才能够 使农田生态系统朝着对人有益的方向发展。
这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×107 kJ 计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×104；
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.3972×108 kJ
实验二农业生态系统的能流分析
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。
农业生态系统能量流
4．在任何一生态系统，各类食物链有协同作用。
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三、食物网
红外线：＞0.76μ 43%
引起热能
紫外线：＜0.4μ 7% 性，致死
引起生物变
太阳常数：So=1.94cal/cm2.min
到达地球表面的太阳辐射能强度，因纬度、地 形地貌、坡度坡向、气候因子而不同。
太阳辐射能量到达地球表面的分配示意图
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二、 辅助能
辅助能：生态系统中，除了太阳能以外的其它一切补 加能量。
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§1 热力学定律及应用
一、热力学第一定律（能量守恒定律）
△U（系统内能变化）=Q（吸热）-W（对外作功）
能量可以在不同介质中传递，也可以在不同形式间转 换，但在所有这些过程中能量保持恒定，既不能创生， 也不会消灭。
应用：制定生态系统能量收支平衡表
二、热力学第二定律
1.能量的转换不可能达到百分之百有效。
如：稻草——牛——蚯蚓——鸡——猪——鱼
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return
三、生态系统中食物链的基本特点
1.在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不 相同的多种生物。
一条食物链中包含的多种生物，可以使光合产物得到充 分利用（分级利用光合产物），在有限的空间中养活众多 生物。
2.在同一生态系统中，可能有多条食物链，它们长短不一， 营养级数目不等。如一个鱼塘生态系统中：
农业生态系统物质循环与能量流动研究
农业生态系统物质循环与能量流动研究农业生态系统是位于自然界中的一个巨大系统，包括土壤、植物、动物等多种生物组成。
在这个系统中，物质的循环和能量的流动是至关重要的，直接影响着生态系统的稳定性和发展。
本文将探讨农业生态系统中物质循环与能量流动的研究，以期从不同角度全面理解这一复杂而精密的系统。
一、物质循环农业生态系统中的物质循环是指营养元素在生态系统内不断循环利用的过程。
首先，农田中的植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物质，同时通过吸收土壤中的营养元素满足自身生长所需。
然后，植物死亡后将有机物质释放到土壤中，通过微生物的分解作用将有机物质转化为无机物质，如氮、磷、钾等。
最后，这些无机物质再次被植物吸收利用，实现了物质的循环利用。
二、能量流动能量流动则是指在农业生态系统内，能量从生产者到消费者再到分解者的传递和转化过程。
在农田中，太阳能是最主要的能源，通过光合作用被植物转化为化学能，再通过植物被其他生物消费吸收，最终被分解者转化为热能释放到环境中。
这一过程中，能量不断流动和转化，维持着整个生态系统的平衡。
三、物质循环与能量流动的联系物质循环和能量流动是密不可分的，二者相互作用共同维持着农业生态系统的稳定运行。
物质循环为能量流动提供了必要的物质基础，而能量流动则驱动着物质循环的进行。
只有二者良好协调配合，农业生态系统才能发挥最大的效益。
四、物质循环与能量流动的影响物质循环和能量流动的畅通与否直接影响着农业生态系统的生态效果和生产效率。
如果物质循环受阻，会导致养分的累积和泄漏，造成生态环境恶化；如果能量流动不畅，会导致生态系统内各个群落之间的失去平衡，从而影响到整个系统的稳定。
五、保护物质循环的重要性保护物质循环是维护农业生态系统健康的基础。
种植根系多样、有机质充足、微生物种类丰富的作物，能够增加土壤养分的储备和循环利用率，减少养分流失；采取循环农业的模式，通过合理的轮作、耕作等措施，促进养分在系统内的良好循环，提高养分利用率。
农业生态系统的能量流
2．减少农业生物的非生产能量损耗。 3．使农业生产中的一些自然生物过程可以用人工
过程取代，提高效率。
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工业辅助能的使用所带来的一系列的问题 1．辅助能的效益随着辅助能的增加而降低。 2．能源紧张。 3 ．化肥农药对农业环境造成污染。
▪ 如森林不同层次生产量的排序为：乔木层>灌木 层>草被层。
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5.生态系统的初级生产量随群落的演替而变化
早期植物生物量很低，初级生产量不高；随演替进行， 生物量逐渐增加，生产量也提高；森林一般在叶面积指 数为4时，净初级生产量最高；系统到达顶极时，生物 量接近最大，但净生产量反而降低。
2. 投能结构：能量投入中辅助能在总输入能量所占的比例，无机 能和有技能所占的比例，化肥、农药各项投能所占的比例等等。
3. 辅助能的质量及其投入管理水平的高低有关。
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第五节 生态系统的能量关系
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生态系统能量流动的一般过程
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8% 29.7%
25%
生物辅助能即是指来源 于生物有机体或有机物的 能量（有机能），如人 力，种苗种畜，及有机肥
中的生物化学潜能。
工业辅助能即是指以石 油，煤，天然气和电等形式 投入直接能量和以化肥农 药，农机农膜及其它农用工业品 形式投入的间接能的总称。
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能源及类型
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人工辅助能提高农业生态系统生产力的原因
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1）能量来源---太阳辐射能
一般而言，它是农业生态系统的主要能量来源；其 作用视波长（99%为0.15-4u)不同而异，其中：
农业生态系统能流分析实例
农业生态系统能流分析实例
某地张家村年降水量660mm，除雨养农区外，长期以来种植小麦、玉米为主，生产结构单一，加之缺乏燃料砍树毁草严重，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、4-5头猪、一个温室大棚（亩/个，20个共占地20亩），亩青贮玉米，亩辣椒、亩苹果园，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）张家村农业生产条件
1、土地利用状况单位：亩
2、劳力及人口状况单位：个
3、农业机械及农业用电单位：台、度
4、化肥农药使用情况单位：公斤
（二）张家村生产水平
1、农作物生产水平单位：公斤
2、畜牧生产水平
3、农产品商品状况
（三）作业
1、计算张家山初级生产投能、产出能及其产投比。
2、绘制能量流动图，并标出能流值。
3、分析张家山能量流动转化中的问题并提出改进途径。
农业生态系统能量流
能量的定义和重要性
能量是指物体具有的做工的能力，是生命活动的驱动力。在农业生态系统中， 能量是维持作物生长、农业生产和生物体生命活动的关键要素。
农业生态系统中的能量流
太阳能和光合作用
太阳能是农业生态系统的能源 来源，通过光合作用将太阳能 转化为植物和其他生物可利用 的化学能。
食物链和食物网
能量在农业生态系统中通过食 物链和食物网的形式传递。植 物通过光合作用储存能量，然 后被食草动物摄食，再被食肉 动物捕食。
能量损耗与能量转化
能量在农业生态系统中存在着 损耗和转化。能量损耗主要来 自生物代谢和热能散失，能量 转化则是生物体之间的能量传 递和转换。
能量流对农业生态系统的影响
增加农作物产量
通过合理管理能量流动，可以提高农作物的生长速度和产量。
维持生物多样性
良好的能量流动有助于维持农业生态系统中的生物多样性，进而促进生态平衡。
科技创新
利用先进的农业科技，如精准施肥、遥感监测 等，优化能量利用和农作物产量。
结论
能量流对农业生态系统至关重要。合理管理能量流动，既能提高农作物产量，维持生物多样性，减少能量损耗， 还可以推动农业的可持续发展。
农业生态系统能量流
农业生态系统是一个复杂的生态系统，其中能量起着关键的作用。了解农业 生态系统中的能量流是理解生命在农业系统中的运作方式的重要一步。
农业生态系统概述
农业生态系统是指由农田、农作物、农畜产品以及其他生物和非生性和农作物产量。
减少能量损耗
合理的能量管理可以降低能量损耗，提高能量利用效率，实现可持续农业。
优化能量流的策略
合理灌溉
通过科学合理地进行灌溉，避免水资源浪费， 从而提高能量利用效率。
国家开放大学电大本科《农业生态学》网络课实训任务答案(Word最新版)
国家开放高校电大本科《农业生态学》网络课实训任务答案通过整理的国家开放高校电大本科《农业生态学》网络课实训任务答案相关文档，渴望对大家有所扶植，感谢观看！国家开放高校电大本科《农业生态学》网络课实训任务答案实训任务（五选一）实训1 农业生态系统结构与特征调查作业实训2 农业生态系统能流分析作业实训3 农业生态环境质量评价作业实训4 农业资源及其利用现状调查作业实训 5 农业生态系统技术现状调查和分析作业实训任务1 实训1 农业生态系统结构与特征调查作业一、目的意义本试验把农户作为农业生态系统调查探讨的对象，通过调查若干农户，分析农户所在农业生态系统的优点与存在的问题，并提出农业生态系统的调整与设计的初步方案。
在此基础上，分析和总结由一个个农户组成的农业生态系统现状，并能提出初步发展规划。
二、试验性质和学时1．试验性质：选修2．试验学时：6学时三、方法与步骤（一）农户调查1．调查内容（1）自然条件包括地理位置、地势、地形、土质、地下水位、气候条件及特点（包括光热水变更规律极其生产潜力、主要气象灾难等）。
（2）生产条件农户庭院面积、人口、庭院设施种类、数量、承包的土地面积、类型（山、水、田、林等）劳力、畜力、机械、浇灌条件等。
（3）经济状况庭院经营收入、大田经营收入、年总收入、人均纯收入、人均粮、棉、油、肉、蛋、蔬菜、水果等数量、生活水同等状况。
（4）生产经营状况庭院生产经营类型、规模、产品种类、数量、投入资金额、各类经营产值、纯收益、大田生产经营类型、规模、产量、产值、主要农作物的栽培管理阅历、主要病虫草害的类型及其危害程度、大田生产投入状况及效益。
（5）市场调查农户所生产经营的各类产品在市场上的销售状况及市场对其它产品的需求状况。
（6）农户各成员的学问水平、技术特长、生产阅历等。
（7）农户生产经营中存在的突出问题（包括庭院和大田两方面）。
2．调查方法（1）搜集资料通过农户所在地区的农业生产领导部门、技术部门、市场管理部门、科研单位等有关部门收集：①当地气象资料；②农业区划资料；③市场行情；④水文地质资料；⑤土壤普查资料。
农业生态系统能量转化
就一般生态系统而言，能量流动主要以绿色植物转化固定太阳能为贮 存在其有机体内的化学潜能，然后沿着食物链不同营养级流动，被进一步 转化为其他的有机体化学潜能以及伴随着的热能散失。由于生态系统中往 往存在由多条食物链交错构成的复杂食物网营养关系，捕食食物链、腐生 食物链，甚至寄生食物链同时存在。因此，生态系统的能量流动是沿着长 短不一的多条路径同时进行的 。
农业生态系统的初级生产主要包括农田、草地和林 地等的生产。
根据热力学第一定律，生态系统初级生产过程中的能量 平衡关系可表示为：
Q+q =α(Q+q) + 为太阳直射辐射量； q为太阳散射辐射量； α为辐射反射率； S为下垫面长波辐射和大气 长波辐射之和；
生态金字塔
第二节 农业生态系统能量流动的途径 与转化效率
一、农业生态系统能量流动的途径
二、农业生态系统的能量转化
三、农业生态系统的能量转化效率
四、农业生态系统人工辅助能的投入与转化效率
五、农业生态系统人工辅助能的合理投入与能流 方向的调控
一、农业生态系统能量流动的途径
1. 生态系统的能量流动途径
一、农业生态系统能量流动的途径
基本路径：
1. 有机物质内的化学能，沿着牧食食物链，通过取食关系被下一营养 级生物摄入体内，被转化为不同类型的生物质化学能。
2. 在能量转化过程中，每一营养级均有一部分生物质能以遗体、残体 及排泄物等形式直接进入腐生食物链，被分解或者降解。
3. 通过呼吸作用以热的形式释放到环境中。
农业生态系统还需要投入大量的人工辅助能量（artificial auxiliary energy），以提高食物链能量转化效率和系统的生产 力，满足人类的需要。
农业生态系统的能量流动
二、初级生产力的潜力估算与分析
1、作物生产力估算的重要意义
提供作物的理论产量， 定量表达在一定的气 候、土壤和农业技术水平下作物可能达到的生产 能力，预示农业的发展前景。 为国家或地区制定农业发展规划，确定投资方 向及有关农业政策提供依据。 是估算土地人口承载能力的基础。 是揭示作物生育规律、产量形成与环境条件相 互作用的机制，以及定量分析资源利用程度、生 产潜力、产量限制因素等的有效手段。
植物类型
[g/(m2·h)]
C3作物 小麦 水稻 烟草 菠菜
C4作物 玉米 高粱 甘蔗 苋
4.6~6.3 5.8 4.2~4.9 5.5
净光合生 1.7~3.1 1.2~3.0 1.6~2.1 1.6 产力
不同生态系统类型初级生产力差异很大，这主 要是受光照、温度、水分、养分等生态因子和生 态系统利用这些因子的能力制约，特别是受水分 的限制。 我国的农田生态系统总初级生产力中，粮食作 物约占78%， 经济作物约占7%，其他青饲料 、 绿肥约占5% 。其中26.4% 用于人的直接消费 ， 30.2%用于次级生产，43.4% 用于工业原料和燃 料等。 在农田生态系统中，我国主要粮食作物如稻谷、 小麦等的单位面积生产力已接近或超过世界平均 水平，但与一些发达因家相比，还有一定的差距。
不同植物种类、不同品种、不同生态环境以及不 同的生态系统，初级生产力不同。如在不同植物 种类当中，C3植物光饱和点低，光呼吸明显，光 呼吸约消耗了一半的光合产物，因而，初级生产 力低。C4植物的光饱和点高，光呼吸消耗只占光 合产物的2%～5%，因而初级生产力较高。
几种类型的C3作物和C4作物的净光合生产力
不同国家肉类产品人均占有量（kg） （2008年） 国家 世界平均 中国 印度 美国 法国 牛肉 9.8 4.6 2.4 40.2 23.8 羊肉 2.0 2.9 0.7 0.3 1.8 33.4 猪肉 15.4 35.6 0.4 34.4 32.7 18.0 禽肉 13.7 11.9 2.2 66.2 25.9 40.2 鸡蛋 9.1 17.2 2.4 17.6 14.2 7.6 牛奶 86.4 27.0 38.7 283.4 395.1 431.6
农业生态系统中的主要能流路径
农业生态系统中的主要能流路径在农业生态系统中，能流路径可是个大话题。
你想啊，阳光照射在大地上，植物就像小孩子一样，欢快地吸收这些阳光，进行光合作用，真是热闹得很。
阳光成了植物的“营养餐”，它们把这些能量转化成自己的“食物”，然后茁壮成长，简直就像在参加盛大的派对。
等这些植物长大了，农民就可以把它们收割回来，变成我们餐桌上的美食。
真是个循环保鲜的好例子，像“竹篮打水一场空”那样，种得多，收得多，人人有得吃。
再说了，这些植物可不止是单打独斗，它们的根系也像在打团体战。
植物的根部能够吸收土壤中的水分和营养元素，简直就像小海绵一样，把这些“宝藏”存起来。
然后，植物通过蒸腾作用，把水分释放到空气中，形成云雾，仿佛在说：“大家来围观，我这可爱的水蒸气！”而这些水分最终又会降落到大地上，滋养土壤，形成一个又一个循环。
这样一来，土壤就像个千年不变的老朋友，永远在支持着植物的成长。
再说说土壤中的微生物，那可是个神奇的大家伙！它们在土壤中辛勤工作，就像小工蚁一样，帮助分解有机物质，把死去的植物和动物变成土壤中的营养。
这种过程可是相当重要，没了这些微生物，我们的土地早就变成“沙漠化”的悲惨景象了。
微生物们不求回报，只管默默奉献，真是当之无愧的生态系统“英雄”。
这就像是“众志成城”，大家一起努力，才能维护这片美丽的农田。
动物们也在这个生态系统中占有一席之地。
小虫子、鸟儿、甚至是大大的牛羊，都是这个能流路径的参与者。
虫子在土壤里穿梭，把土壤翻得松软，增加了空气的流通；鸟儿则在树上欢快歌唱，它们有时候还会把种子传播到新的地方，帮助植物生长。
至于牛羊嘛，它们吃了植物后，把能量转化成肉和奶，成为我们餐桌上的美味。
哎呀，真是个“天上掉下来的馅饼”，让我们一边享受美食，一边感恩这些小动物的辛勤付出。
还有一个不得不提的就是人类的作用。
农民在耕作的时候，通过合理的施肥和灌溉，帮助植物更好地吸收养分。
可别小看了这点哦，科学种田就像是“开门红”，不仅能提高产量，还能保护环境。
农业实验生态学实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解农业生态学的基本原理和方法。
2. 掌握农业生态系统中主要生态因子的测定方法。
3. 分析农业生态系统中的物质循环和能量流动。
4. 探讨农业生态系统可持续发展的途径。
二、实验内容1. 实验一：土壤肥力测定目的：了解土壤肥力对作物生长的影响，掌握土壤肥力测定的基本方法。
方法：（1）采集土壤样品，测定土壤pH值、有机质含量、全氮、速效磷、速效钾等指标。
（2）根据测定结果，评价土壤肥力状况。
结果：通过测定，发现实验土壤pH值为6.5，有机质含量为1.2%，全氮含量为0.12%，速效磷含量为10mg/kg，速效钾含量为100mg/kg。
根据测定结果，该土壤属于中等肥力水平。
2. 实验二：作物需水量测定目的：了解作物需水量对产量和品质的影响，掌握作物需水量的测定方法。
方法：（1）选择典型作物，如小麦、玉米等，在不同生育期进行水分测定。
（2）采用土壤水分快速测定仪测定土壤水分含量。
（3）根据作物需水量计算公式，计算作物需水量。
结果：通过测定，发现小麦在拔节期、抽穗期和成熟期的需水量分别为200mm、300mm和200mm。
玉米在拔节期、抽穗期和成熟期的需水量分别为150mm、300mm和150mm。
3. 实验三：农业生态系统物质循环和能量流动分析目的：了解农业生态系统中物质循环和能量流动的规律，探讨农业生态系统可持续发展的途径。
方法：（1）分析农业生态系统中的物质循环，如氮、磷、钾等营养元素的循环。
（2）分析农业生态系统中的能量流动，如太阳能、化学能等能量的转化和利用。
（3）结合农业生态系统实际情况，探讨农业生态系统可持续发展的途径。
结果：通过分析，发现农业生态系统中的物质循环和能量流动存在以下特点：（1）物质循环具有循环性、连续性和地域性。
（2）能量流动具有单向性、逐级递减性和非循环性。
（3）农业生态系统可持续发展的途径包括：合理施肥、科学灌溉、优化作物结构、推广生态农业技术等。
三、实验结论1. 土壤肥力是影响作物生长的重要因素，应根据土壤肥力状况进行合理施肥。
实验二 农业生态系统物流的投入产出过程分析20101206
实验二农业生态系统物流的投入产出过程分析一、实验目的与意义1.进一步了解农业生态系统物质循环的基本原理。
2.通过分析玉米/大豆间作系统养分的输入和输出，了解各种营养元素在农业生态系统中的循环平衡状况，掌握农业生态系统物质循环和平衡分析的一般方法与程序，从物流角度分析农业生态系统的基本特征。
二、实验原理农业生态系统是生态-经济复合系统，其本质特征是不断进行物质循环、能量流动和信息传递。
农业生产过程中农业生物必需的水分、养分的协调供应及其在系统内的循环再生，是可持续高效农业生态系统的基本条件。
氮、磷、钾等矿质养分的供求平衡与输入输出平衡，土壤中有机物质的积累与分解的平衡，水资源库消耗与补给的平衡，以及系统平衡的长期维持，对于提高系统能量物质转化效率及其持久稳定性有重要意义。
农业生态系统物流特征的研究应着重了解农田系统水分与养分的供求关系，外部输入与内部循环的关系，以及系统库存的变化趋势，分析影响物流特点和效率的诸因素，为优化物质流，改进系统整体结构与功能提供依据。
作物间作是指一茬有两种或两种以上生育季节相近的作物，在同一块田地上成行或成带（多行）间隔种植的方式。
间作农业生态系统能提高土地利用率、减少光能的浪费，作物间还可产生互补作用，如宽窄行间作或带状间作中的高秆作物有一定的边行优势、豆科与禾本科间作有利于补充土壤氮元素的消耗等。
玉米/大豆间作是一种传统的种植方式，它们是高矮秆作物、禾豆科作物间作的典型代表。
本实验以玉米/大豆间作系统为例，分析其物质循环平衡特征，为进一步改善农业生态系统的结构和建立新的系统提供依据。
三、实验内容选取玉米/大豆间作系统作为研究对象，调查和测定各养分物质输入输出状况，绘出玉米/大豆间作系统的物流图，分析系统的物质循环。
四、实验场地实验场地可选取一定规模（1亩，666.7 m2）的玉米/大豆间作田块。
五、实验方法与步骤1. 选取研究对象，确定研究对象的边界，划分物流库选定研究对象后，确定边界，划分物流库。
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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：
(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
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、4—5头猪、一个温室大棚（0.8亩/个，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。
一、张家山农业生产条件
二、张家山农业生产水平
第一性生产投入能表
第一性生产产出能表。