7沼气生态农业模式能值分析.docx

沼气生态农业模式能值分析摘要：以沼气为纽带的种养结合循环农业系统是一种资源节约型、环境友好型的农业生态系统它通过生物转换技术形成一个产气、积肥同步种养并举能流、物流良性循环的能源生态系统工程。以能值理论为基础分析了农业循环的能值流并综合评价其生态和经济效益结果表明：在本系统中初级生产者的能量产投比为1.18能量产投比较高主要原因是在本系统中投入了较多的人工能。从总的能量流动分析结果来看该系统内猪粪尿入沼气池产生沼渣、沼液继而进入土壤补充土壤有机质沼气供能做饭结构合理能量和物质基本得到了合理利用这样的循环关系增加了产出减少了废物的排放提高了经济效益、生态效益和社会效益。关键词：沼气；农业；系统；能值以沼气为纽带的种养结合循环农业系统能够有效地将农户养殖生产、种植生产有机结合起来使农业系统形成能流和物流合理转换的闭合生态链在局部和整体上达到经济和环境等多重效益。早在上世纪80年代沼气利用模式已在全球范围内不断得到理论上的探讨和实践应用全国各地区都开展了沼气工程建设。近年来农业部提出了“生态家园富民计划”国内多地区逐步兴起高产低耗的沼气综合利用生态农业模式以“减量化（reduce）、再利用（reuse）、再循环（recycle）”（3r）为原则倡导资源减量化和循环利用达到生态系统能量多级循环利用和物质的良性循环。能值分析方法是以自然价值为基础将系统中各种生态流和经济流转换为能值对自然环境生产与人类经济活动进行统一评价定量分析系统结构、功能与生态经济效益的一种常用方法之一目前已广泛应用于自然生态系统、农业生态系统、工业生产系统、城市生态系统以及区域生态系统发展可持续性的分析、评价与比较。为科学评估以沼气为纽带、种养结合循环农业模式的可持续性和综合生态经济效益本文运用能值分析方法分析农业循环模式的能值流并综合评价其生态和经济效益以期为这种循环模式的推广提供科学依据。一、研究区概况及方法（一）研究区概况XX市位于XX省中部为省辖地级市以境内金华山得名。界于东经119°13′－120°47′北纬28°32′－29°41′。东邻台州南毗丽水西连衢州北接绍兴、杭州。南北跨度129km东西跨度151km土地面积10942平方公里为浙中丘陵盆地地区地势南北高、中部低。境内山地以500～1000m低山为主分布在南北两侧山地内侧散布起伏相对和缓的丘陵。属中亚热带季风气候四季分明年温适中热量丰富雨量较多有明显干、湿两季。春早秋短夏季长而炎热冬季光温互补。盆地小气候多样有一定垂直差异。灾害性天气频繁。全年日照时数为1667.5h降水量为1489mm平均气温17.9℃。金华光、热、水条件优越时空分布不均衡。（二）研究方法系统以小规模养猪场为平台将种植、养殖、沼气池功能区构成系统能源转换系统经沼气池厌氧发酵产生的沼气用于产热和发电沼渣、沼液用来浇灌牧草、蔬菜、桃子等果树等形成物质多极循环利用的循环复合生态系统。本研究以“生猪养殖一沼气工程一蔬菜种植”循环农业模式为研究对象应用能值进行分析比较。1、资料收集与数据处理方法。通过实地调查和资料收集获得2013年研究区完整年度生产记录数据及当地气象部门的气象数据根据以下公式计算太阳能值。em=od*uev式中em为太阳能值sej：od为原始数据；uev为能值转换率。2、环境条件监测的方法与原理。本项目应用了一种基于网络的农业环境无线远程监测系统通过rs—85总线将生态农业现场的数字传感器与计算机连接组成现场实时监控系统通过gprs无线模块与移动gprs网络和公共互联网连接将现场采集数据实时发送并存储到远端数据库服务器。同时应用java+技术实现信息在网络上的动态发布和共享。系统借助于移动无线通讯技术采用与internet技术标准及交换数据服务器相匹配的设备实现与互联网的联接。3、监测系统设计。在试验农户的温室、沼气池、池内气体部分与温室内各放置3个温度传感器监测沼气池内外的温度变化；在沼气池内的气体部分放置1个气压传感器实时反映沼气池内气压的变化；在温室的中部放置co2传感器反映种植、养殖共生系统中空气co2浓度的变化。另外在温室内、外放置光照强度传感器。沼气池作为生态农业的中心环节是整个监测系统的重点旨在定量反应生态农业模式最适宜的环境条件。二、“生猪养殖—沼气工程—蔬菜种植”农户生态系统的能值分析（一）系统输入、输出物质与能量的测定本研究项目把养殖场作为一个系统包括种植业、养殖业、沼气池3个亚系统。家庭养猪规模100头沼气池30m3种植面积1350m2详细记载系统和亚系统2013年一年内各输入和输出成分及数量。种植业各作物有机能和无机能投入项通过调查获得蔬菜收获后