日照市东港区西湖镇庭院生态工程设计

日照市东港区西湖镇庭院生态工程设计

一、实验目的：

（1）了解庭院生态系统在我国农业生态系统中的地位和作用；

（2）掌握庭院生态工程设计中延长食物链的方法。

二、实验内容

（一）背景介绍

西湖镇气候宜人，属暖温带半湿润季风性大陆气候。既有南方空气湿润的特点，又有北方四季分明的特征，年平均气温12.7□°C，平均湿度72％。多年总日照平均时数为2532小时。最大冻土深度32cm。年降水量为790.6毫米左右，主要集中在夏秋两季，年度变化较大，具有明显的季节性。常年主导风向为东南风，强风向心，出现率10.95％，平均风速3.5m/s。

镇域总面积81.7平方公里，耕地面积34223亩，全镇辖40个行政村、12936户，35362口人，平均每户三口人。

全镇以农业为主，农村庭院属典型的北方庭院类型，每个家庭都有一个明显的轮廓线，其边界多用墙。一家一户界线明显，结构规整。靠农田生态系统输入的粮食、蔬菜等作物产品可以满足生活所需，除此之外，各家各户饲养猪、鸡、兔、鸭、牛、羊等家禽来增加经济收入。

庭院内土地面积虽小，但比大田具有很多特点和优势，土壤肥沃，水分充足，小气候较为优越和稳定。更重要的是庭院内土地可以满足小规模、多形式的生产活动。

一般年平均温度要比农田高0.74℃。农村庭院的相对湿度显著高于农田。根据观测资料统计计算，年平均相对湿度庭院为75.6％，而大田为70.2％，庭院比大田高5.4％。

（二）存在问题

1．西湖镇是传统农业镇，主要粮食作物以小麦、玉米、花生、地瓜为主，不可避免会产生作物秸秆，秸秆的堆砌造成农业资源的浪费；

2．每户饲养禽畜，规模太小，成本较高，效益较低，且管理不善，猪的粪尿随意堆砌，污染水体，蚊蝇滋生，卫生环境呈现脏、乱、差，容易导致疾病的传播。

3．天然气的使用没有普及，仍有多数使用燃煤和薪材来做饭、烧水，特别是冬季，没有集中供暖，燃煤排放较多污染物，能源供应不足，能源消费结构不合理，能源利用率不高；4．在冬季闲散劳动力多，劳动力盲目外流，经济来源差。

（三）生态工程设计

1．设计原则

考虑到上述存在的问题，为提高农民的经济收入、解决农村卫生环境差、资源浪费等问题，结合当地已有的比较成功的特色农业项目，即生产黑木耳，根据因地制宜、再生循环以及经济效益的原则，将生产系统（黑木耳）、养殖子系统（生猪）、能源利用子系统（沼气）三者通过各子系统间的物质循环与能量转换利用紧密结合起来，形成生态庭院经济模式。其示意图如下：

农舍前建一座130㎡的塑料大棚，棚内栽培黑木耳，夏季塑料大棚内温度较高，装成袋的培养料不能堆放过高；

在大棚西端的地下建一个8.5m3的沼气池，池上为猪舍和厕所；

在大棚的东侧建一200m2的蔬菜栽培区。

2．采用原理

生态庭院经济所形成的良性生态循坏系统中以沼气为核心，通过沼气发酵使系统内的物质、能量实现多层次转化与多级利用。

温室为沼气池、猪舍提供了良好的光照、温度和湿度条件，人畜粪便以及生活垃圾、污水、秸秆等进入沼气池发酵生产沼气，残余的沼渣、沼液是良好的有机肥，可以提高地力，增强农作物的抗病、抗虫能力，减少农药和化肥的使用量。在塑料大棚内，栽培黑木耳用的主料可以是木屑、玉米芯、豆秆等，都是当地的农副产品；且残余的沼渣可用作栽培黑木耳的基料。在生态养殖环节中，猪舍设置在温室大棚内，即使在冬季猪舍内的温度也可保持在10℃以上，大大降低猪体内御寒的能量消耗，有利于体重的增长。将沼气池与温室大棚、猪舍及厕所结合后，解决了沼气池越冬问题，提高冬季产气率，为农户提供燃料、照明、取暖用气，也可作为大棚内加温的能源。

各组分之间关系协调，构成了循环再生路径，使该系统生物种群增多，食物链结构延长，能流、物流循环加速。该组合充分体现了“整体、协调、循环、再生”的生态农业系统基本原理。

三、分析与讨论

1．可行性分析

（1）经济效益分析

①沼气池效益：查资料得知一口8~10立方米的高效沼气池，全年产沼气380~450立方米，可解决3~5口人的农户10~12个月的生活燃料，节煤200度电左右。年节约燃料费300元，节约电费100元。全年可提供沼肥16~20立方米，年节约化肥支出300元。沼液作液肥喷施，节省农药开支约100元。即：沼气池年效益为800元。

②养殖效益

每年可出栏三批共20头猪，年经济效益2000元。

养猪提前出栏10天，每头猪节省费用60元，每户按20头计算，可节省1200元

③大棚效益

一般采用聚丙烯或抗高温(100~115℃)聚乙烯塑料袋生产，规格为16.5*33厘米，每袋装干料0.4~0.5千克，可以产黑木耳干品35克至50克，最高可达60克。每袋投入按0.7元的前提下，按平均每袋产干品35克(7钱)计算，市场价格按每千克50元核算，每袋可获得收入1.75元，纯收入1元，投入产出比为1:2.5。实在是目前农村投资小、见效快、上市最好卖的产品项目。

（2）环境生态效益分析

户用沼气池的修建，以农户生活垃圾、污水和柴草等作为发酵原料，解决了农村污水排放、柴草乱堆问题，铲除了蚊蝇滋生之地，清除了农村卫生死角；使各种废弃物得到合理利用，不仅缓解了农村能源紧缺的局面，保护和恢复森林植被，促进生态环境改善，而且通过厌氧发酵有效地杀死了各种病菌，消灭了疾病传染源，有效控制疾病发生。

由于利用沼气，可以减少秸秆作为燃料的利用，促进秸秆还田，保持地力，减少林木的砍伐，促进水土保持；同时使用沼气做燃料替代了煤和薪材，能有效地减少污染物的排放量。

使用沼肥替代传统有机肥和化肥、农药对于发展无污染的“绿色”食品亦有重大意义。

（3）社会效益分析

首先，通过沼气建设与使用，农民认识、掌握了许多新知识、新技术。其次，沼气的运用带给了农民全新观念。通过猪—厕—沼—菜（果）的生态模式，农民尝到了甜头，认识到发展生态经济，既增加经济效益，又增加生态效益。其三，沼气的运用改变了农民的传统生活方式。

（3）可行性分析