第6章_养殖业生态工程

第六章养殖业生态工程张靖[e-mail]目录第一节养殖业生态工程概述第二节养殖业生态工程设计第三节典型养殖业生态工程模式第四节案例分析美丽的草原“敕勒川阴山下天似穹庐笼盖四野天苍苍野茫茫风吹草低见牛羊”诗中的草原想象中的草原蓝蓝的天空清清的湖水哎耶绿绿的草原这是我的家哎耶奔驰的骏马洁白的羊群哎耶……（腾格尔，天堂）传统养殖业——牧区现实中的草原草甸草原典型草原荒漠草原风吹草低？？？20世纪60年代以来，90%以上草原处于不同程度的退化之中呼伦贝尔草原——草甸草原饲料污染事故1999年2月，比利时养鸡业者发现母鸡产蛋率下降，蛋壳坚硬，肉鸡出现病态反应。饲料中含有致癌物质二恶英，肉鸡体内二恶英含量超标1000倍。传统养殖业存在的问题——综合1、中小规模养殖场缺乏专业技术人员。以家庭生产为主要方式的养殖场户一般没有技术人员，给养殖和安全用药带来隐患。2、缺乏科学用药技术知识。3、环境消毒不规范。养殖场周围粪便乱堆，粪便污水处理不科学，很容易造成污染。养殖业生态工程：是研究动物、植物、微生物的生存、发展及其与环境间的矛盾的工程。在收获经济效益的同时，更加注重于“经济、社会、环境”三者的统一。第一节养殖业生态工程概述1.1养殖业生态工程的内容1.养殖业生态工程的类型与模式根据饲养畜、禽种类及其生活环境的不同，养殖业生态工程的类型可分为陆地、水体、水陆复合型三大类第一节养殖业生态工程概述1.养殖业生态工程的类型与模式(续)1.2养殖业生态工程与传统养殖业的区别传统养殖业养殖业生态工程基础理论畜、禽、鱼等的饲养、繁育等专业基础理论还包括生态学、生态经济学、系统科学、生态工程内容畜牧业种植业、林果业、草业、渔业、农村能源、农村环保等效益、目标单一经济目标综合考虑经济、生态、社会三大效益资源利用多投入多产出强调自然资源的多重利用和合理配置、能量的多层利用和有效转换布局简单养殖业生态工程把种植、养殖、加工等环节合理地设计在一个系统的不同空间内1.3养殖业生态工程原理1.生态系统的结构原理•（1）形态结构：空间结构、时间结构和物种结构第一，系统内部不同组成要素垂直方向上的构型；第二，不同物种的垂直分层。空间结构水平结构：是指在一定生态区域内生物类群、景观单元在水平方向上的组合与构型。时间结构：自然环境因子中的光照、温度、湿度随时间而不断地变化。•日周期（夜行动物）、月周期（海洋动物）、季周期（季节变化）、年周期物种结构：1.生态系统的结构原理（续）（2）营养结构：物流（食物链）、能量（能量转化的金字塔规律）能量转化的金字塔规律•能量流动是单向性的；•消费者至多只能转变食物源的10~20%成为自己的原生质(10%递减率)。是否能利用这部分能量？1.3养殖业生态工程原理（续）2.生态系统的功能原理由能量流动、物质循环和信息传递构成。•其核心是单向的能量流动和周而复始的物质循环有机地结合起来，碳循环能量流动、物质循环的协调需通过信息传递来实现，形成一个通过信息反馈构成的一个自我维持、自我调节、自我组织和自我设计的生态系统。EcoSpheres微型生态系统，出自NASA科学家之手，它是世界上第一个完全能够自我供给的独立微型生态系统。里面是红色虾,细菌、海藻和被过滤的海水。Only£99.00养殖业生态工程原理（续）3.生态经济学原理•研究养殖业生态系统和养殖业经济系统之间能量、物质、价值的循环和转换的规律，进而建造一个低投入、高产出、无污染、可持续的养殖业生态系统。第二节养殖业生态工程设计2.1养殖业生态工程设计类型养殖业生态工程设计，必须考虑环境工程、种群的选择和匹配、结构和功能的稳定与平衡等，以促进养殖业生态经济的可持续发展。1.环境工程设计•环境由光、热、风、气、水等多种因子组成。•包括场地选择、场地规划和建筑、养殖场设计、环境调控及废弃物处理与利用等。2.生物种群的选择和匹配工程设计在养殖业生态工程中，生物种群的选择与匹配是关键的一环，它的组成是否合理直接影响到整个工程的生产和效益。（1）生物种群选择：生物种群选择要根据整体工程的目标及当地自然环境特征和社会环境状况来确定，选择相应的生物种群。（2）生物种群匹配：应用种群间互利共生、互补互惠的原理匹配种群，形成能量和物质多层利用的结构。（葡萄－兔舍－草莓模式）生物种群选择：亚洲鲤鱼-生物种群选择需谨慎美国于20世纪70年代从中国进口这些鱼类，以改善生态，但随着数量的增加，亚洲鲤鱼已经向美国五大湖繁殖，危害当地的生态环境。•为保护当地的生态，美国政府于2009年底开始大规模捕杀亚洲鲤鱼。•控制亚洲鲤鱼的泛滥，在美国已经成为一个政治性话题。2014年1月，奥巴马政府宣布将斥资180亿美元耗时25年防止五大湖遭到亚洲鲤鱼入侵。•2014年9月9日至12日，美国亚洲鲤专家JimGarvey和他的同伴们组团来中国寻找解决亚洲鲤在美国泛滥的方法。“亚洲鲤鱼是美国人对青鱼、草鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲢鱼等8种鱼的统称”生物种群匹配：——需科学•生态位越相似的物种，竞争越激烈，竞争的结果可能使其中一个物种趋于灭绝，但这种现象较少发生；•更多的一种情况是，生态位相似的物种，通过自然选择，生态位发生变化，从而减少或排除了它们的竞争，使它们共存下来。生态位：种群间关系：①互利共生：两种生物生活在一起相互依赖互相从对方获利。如：豆科植物和根瘤，人和肠道细菌②寄生：一种生物生活在另一生物体表或体内对一方有利而对另一方有害。如：植物和菟丝子，噬菌体和病毒，绦虫和猪③竞争：两种不同生物为争夺资源和空间而斗争。如：牛和羊、田里的水稻和杂草④捕食：（斗争中最激烈的）一种生物以另一种生物为食。如：羊吃草，狼吃鹿假设设计：“果树—山羊”养殖业生态工程3.结构设计与修正•以建立“最大限度地、多层次地利用环境资源、建造起既适应生物种群繁衍、又能进行人为调控的人工生态系统”为目标。养殖业生态工程空间结构设计图2.2养殖业生态工程的效益评价养殖业生态工程评价的指标•养殖业生产发展水平•产出水平•资源开发利用水平•生态环境质量水平•物质（能量）价值水平1.养殖业生产发展水平指标•在一定的时期内养殖业生产持续增长，表明该养殖业生态经济效益比较好；•若其生产波动大或持续下降，则表明该养殖业生态经济效益较差。（1）养殖业发展速度：养殖业发展速度（%）＝一定时期内养殖业生产总产量（总产值）／基期养殖业生产总产量（总产值）（2）养殖业增长速度：养殖业增长速度＝养殖业发展速度－12.养殖业产出水平指标•指导思想：主要是要获得更多更好的畜禽产品并尽可能多地作为商品交换。系统的产出水平越高，效益就越好。•指标包括：产出总能量和净能量、总产量和净产量、总产值和净产值。3.养殖业资源开发利用水平指标养殖业资源开发利用水平的评价指标主要包括以下几个方面：（1）能量转化率＝产出的总能量／投入总能量（2）能量净增率＝产出的净能量／投入的能量（3）饲料转换率＝一定时期内系统生产的全部畜产品数量／同期系统内投入的全部饲料数量（4）劳动生产率＝一定时期内系统生产的全部畜产品数量／同期系统内投入的全部劳动力数量…….4.养殖业生态环境质量指标（1）植被覆盖率＝生长植被的土地面积／土地总面积（2）资源再生系数＝资源再生量／资源使用量（3）土地肥力变动率＝一定时期内土壤中N、P、K及有机质含量／基期土壤中N、P、K及有机质含量……5.养殖业能量价值综合指标•生态系统产出量通常用焦耳（J）表示能量，如1kg小麦折合17850J化学能，1kg麦秸折合14700J化学能。•“J.元”较好地体现了生态产出和经济效益的统一，指标如下：•（1）总产出量“J.元”。•（2）净产出量“J.元”。•（3）单位土地面积“J.元”。•（4）单位“J.元”的投入产出比。第三节典型养殖业生态工程模式3.1综合畜禽生态工程1.粮油加工一副产品养畜一畜粪肥田模式粮油加工一副产品养畜一畜粪肥田循环模式2.粮食喂鸡一鸡粪喂猪一猪粪制沼气一培育水生植物或池塘养鱼模式鸡、猪、沼气、鱼结合模式（1）粮食喂鸡—鸡粪喂猪—猪粪入鱼塘—塘泥肥田模式。（2）饲料喂鸡—鸡兔粪喂猪—畜粪制沼气—沼渣肥回模式。（3）粮食喂鸡—鸡粪喂猪—猪粪制沼气—沼液养鱼—沼渣养蚯蚓—蚯蚓喂鸡模式。（4）鸡粪喂猪—猪粪尿入池培育绿萍—绿萍喂畜及鱼模式。3.秸秆一饲草喂草食动物一粪用作食用菌培养基一制作沼气或养蚯蚓模式秸轩、饲草一草食家畜一沼气、食用菌等综合养殖模式（1）秸秆、野草喂牛—牛粪做蘑菇培养基—下脚料养蚯蚓—蚯蚓喂鸡—鸡粪喂猪—猪粪还田模式。（2）种草养牛、兔—牛、兔粪制沼气—沼渣做食用菌的培养基—沼液肥水养鱼模式。（3）种草养牛—牛粪养蚯蚓—蚯蚓喂鱼—塘泥种草模式。3.2综合养殖业生态工程模式1.禽鱼综合养殖模式利用鲜禽粪（或经自然发酵的禽粪）作为养鱼的肥料和饲料，直接投喂养鱼；干禽粪则是鱼配合饲料的重要组成部分。•鸡粪配合饲料的营养价值相当或高于配合饲料，成本则下降了30%-50%•鸡粪的用量占饲料总量的20%～30%。•干燥鸡粪作为饲料蛋白源，可代替豆饼。2.牛一鸡一猪一鱼循环养殖模式牛、猪、鸡、鱼综合饲养就是利用牛粪喂鸡，鸡粪喂猪、猪粪喂鱼，鱼粪种草喂牛、鸡、猪的模式。①牛粪喂鸡②鸡粪喂猪③猪粪喂鱼④鱼粪种草通过物质的循环利用，提高物质利用率，促进生态系统的良性循环。3.种草一养羊模式根据山地资源特点，采取人工种草的方法，提高草地的产草量和草质，发展养羊。①人工种草湖北、江西等地，利用山地草坡人工混播黑麦草、红三叶、狗尾草、鸭茅等，将荒草坡改造为人工草地，既合理地开发了山地资源，又增加了产草量，提高了草的质量。②划区轮牧在人工种植的草山草坡上，进行合理的划区轮牧、配套养殖，使草地草坡利用率达50%～65%，降低杂草65.5%，每公顷产青干草7500～9000kg。4.基塘渔业模式•池塘养鱼，基面种植饲料或经济作物。把基面的利用同养鱼结合起来，形成水陆相连的综合利用系统，就是基塘渔业。“基”就是鱼池的埂面。桑基鱼塘草基鱼塘蔗基鱼塘果基鱼塘花基鱼塘竹基鱼塘杂基鱼塘等等•桑基鱼塘：该系统以桑为基础，桑叶养蚕，蚕沙、蚕蛹喂鱼，塘泥肥基，形成一个良性循环的系统。•桑基鱼塘促进蚕桑和养鱼业的发展，也带动了缫丝、桑葚酿酒等加工业的发展，是一科学的人工生态经济系统。桑基鱼塘模式桑基鱼塘大多分布于珠江三角洲和太湖流域水网密布的地区5.种草养鱼种草养鱼是以鱼和青饲料为主线，培育和种植饲料作物用来饲养草食性鱼类，形成的牧鱼综合养殖系统。•（1）养鱼的饲料作物：养鱼的饲料作物很多，常用的水生植物为绿萍、小浮萍、紫云英、苦菜、轮叶黑藻、水浮莲、水花生等；陆生植物有象草、苏丹草、狗尾草、狼尾草、紫花首稽等。•（2）草浆饲养鱼苗：将培植或收集的水葫芦、水花生、水浮莲等水生植物经机械加工，制成草浆饲养鱼苗。第四节案例分析4.1立体养殖广西北流市的青山牧业有限公司的立体养殖模式取得了非常成功的经验。他们采用荔枝、龙眼树下，种草，牧草养牛、养鱼，果树上养蜂，牛粪尿施入草地和果园，五位一体的模式，既节约用地和成本，又获得了丰厚的回报。“果—草—牛—鱼”4.2工程效益从北流市的实践看，其“果—草—牛—鱼”立体生态养殖模式是非常典型的南亚热带模式，实现了资源优化配置，基本无废物产出的良性物质循环。优点：（1）该模式的优点一是充分利用土地资源，合理解决了农林牧之间的用地矛盾。既解决了饲料问题，又降低了养殖成本，在生态上是可持续的。（2）利用果园种草，果园不需除草，不需施用化肥，甚至不需喷药，既涵养水源、保护地力、防止水土流失，又能生产大量牧草养牛，节省了化肥、农药和果园草的投入，畜粪畜便用于牧草、果树施肥，牧草果树生产良好，病虫害发生频率少，而且果品无污染。思考题1.养殖业生态工程和传统养殖业的主要区别是什么？2.根据自己的体会，谈谈在养殖业生态工程设计中应依据哪些基本原理。3.如何进行养殖业生态工程的效益分析？4.目前我国养禽生态工程有几种基本模式？其设计的