种养复合系统模式
(一)林-草-牧复合系统模式
林-草-牧复合系统模式是指林业、草业、牧业及其他各业的复合生态系统,其特征是以林业为框架,发展草、农、副业,为牧业服务,该种复合经营在北部和西部地区十分普遍。下面以科尔沁沙地林-草-牧复合系统模式为例加以介绍。
1.组合结构
林-草-牧复合系统模式的规模较大,一般为几十公顷至几百公顷,建立林-草-牧复合系统模式的目的在于防风固沙、改善生态环境,提高系统的初级和次级生产力,其组合结构大致可分为以下几种:
(1)防风林带 中国科学院沈阳应用生态研究所在内蒙古翁牛特旗东部乌兰敖都地区营造的防护林网是为改善天然草场、发展人工草场而设计的。网格大小一般为500m×500m,种植精饲料或青贮饲料,即粮食作物(玉米、大豆、高粱等),主带距一般不超过树高的20倍,发展果树时主带距在树高的10~15倍之间。在翁牛特旗新苏莫(原白音他拉)苏木(乡)草原站退化草地营造的防护林网,有的主副带距为1000m×1000m。观测表明带距过大,因而带间增设1~2条主带,带距变为300m或500m,并增设一条副带,带距变为500m,株行距2m×3m,网内分别种植了粮食作物及优质豆科牧草(苜蓿、草木樨、沙打旺等)。
(2)沙林及阻沙林带 在缓平的流动或半流动沙地,通过人工播种或飞播等手段,播种灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphlla)、差不嗄蒿(Artemisia holodendron)及草本植物沙打旺(Astragalus adsurgens)和草木樨(Melilotus suaveolens)等,形成灌-草复合型,在有条件的地区可营造樟子松、油松等,形成乔、灌、草复合类型,在草原边缘沙丘前沿营造较宽的阻沙林带,以阻止流沙侵入草原、埋没草原,造成危害。此类地区以恢复人工植被和固沙为主,在一定时期内严禁樵采和放牧,最好实行围栏封育,在建设人工植被的同时恢复并保护天然植被,以期达到固沙和改善生态环境的目的。
(3)疏林草场 疏林草场是干旱半干旱风沙草原地区主要类型之一,也是主要的天然放牧场。其特点是在广大的沙沼地、甸子或河岸阶地稀疏的生长着一些残存的柳、榆、杨树林,或岛状小片林,每公顷几株到几十株。由于林木的保护作用其周围牧草一般生长较好,也是较好的放牧地。在白音他拉草原站也有部分人工营造的疏林草场。
(4)饲料林 亦称空中牧场。主要是选择对牲畜适口性好的乔灌木树种如沙枣、刺槐、榆树、柳树、杨树、皂角,以及胡枝子、山杏、紫穗槐等。这些树种叶量大,含粗蛋白多,适应性强。林下则为多种草本植物。乔木树种往往采用平茬或头状作业,利用萌发的嫩枝条、叶、果等作为大牲畜的空中“饲草”。
2.效益分析
(1)改善大气环境质量 植被的恢复和草场、牧场防护林的营造,明显地提高了大气环境的质量。据草场防护林的气象效益观测,20倍范围内平均降低风速30%~39%;蒸发量减小10%~20%、而植物蒸腾则相反,15倍范围内平均比旷野增大8%,最大增加23%,这表明林网内小气候得到了一定程度的改善,增强了植物的光合作用,水分条件较好,有利于植物生长和生产力的提高。
(2)改善土壤环境质量 由于草场防护林的建设及退化草场改良,土壤环境质量发生了明显的变化。乌兰敖都地区近千公顷天然草场在阻沙林带的防护下经过翻耙、人工种草、增施土壤改良剂及雨季施肥、补施微肥等措施,使不断退化的草场得到恢复。0~15cm层的腐殖质含量由原来的0.63%提高到1.18%;全氮量和速效氮含量分别提高103.8%和188.6%;全磷和速效磷含量分别提高88.5%和120.6%;土壤容重由1.72g/cm减小到1.46~1.58 g/cm;孔隙度增大了5%~10%;物理黏粒由15%提高到20%。
(3)提高植被质量 经过营造防护林,草场改良及林网内微气候、土壤和水分条件的变化,使已退化的草场得到了恢复,牧草质量明显提高。白音他拉地区原有植被稀疏低矮,每公顷产草量不足500kg,且以早生的隐子草、冰草、黄蒿等杂类草为主,通过引洪淤灌、土壤改良、植被类型发生质的变化,由旱生的杂类草形成大片的羊草群落,成为优质高产牧草基地。
(4)增加经济效益 林-草-牧复合生态系统的经济效益主要表现在林、草、农、牧、副等增加的经济收益。
(二)桑基鱼塘生态系统
1.概述
远在900多年前,即9世纪时,珠江三角洲低洼渍水地面积分布很广,当地人民经常受到潦水为患。他们因势利导,把一些低洼地索性挖深成塘(池)养鱼,把挖出来的泥土在塘的四周筑堤(基)保护鱼塘,虽然基面有时种些水果等,但和养鱼没有直接的关系。直到明末清初,才出现基面种桑与鱼塘联系生产的桑基鱼塘。以后相继山现蔗基鱼塘、果基鱼塘、花基鱼塘、菜基鱼塘等,这些基塘类别统称基塘系统。
改革开放,特别是市场经济开放以后,珠江三角洲农业结构、布局、品种有了很大变化,畜牧业和水产业的比例在大农业结构中所占比例愈来愈高。新的、高档的、引进的品种不断增加,农业品种向高产、优质、高效发展。栽培走向温室化、工厂化、立体化、基地化经营,因此基塘的内容和结构也随之变化。现在珠江三角洲桑基鱼塘已消失,而代之以蔗基鱼塘、果基鱼塘、花(各种花卉)基鱼塘,菜基(蔬菜、瓜类、象草、豆类等)鱼塘等,基面作物产量大大提高。
2.基塘系统主要类型
(1)桑基鱼塘 桑基鱼塘是基塘系统最重要的类型,最早出现在珠江三角洲北部南海县的九江、两樵、大同一带,以九江圩为中心。因九江靠近两江,沿岸有鱼苗,为鱼塘提供了鱼苗的来源。蚕沙被用作鱼的饲料,是产生基地系统的转折点,是基塘系统历史上重要的一页。
桑基鱼塘以结构完整、部门协调、生物与环境相适应、经济效益和生态效益高为特征。该系统以桑为基础,桑叶养蚕,蚕沙、蚕蛹喂鱼,塘泥肥基,形成一个良性的循环:桑多、蚕多、蚕沙多、鱼多、塘泥肥,泥肥则返回基面,又促进桑多。例如1hm2地产桑叶22500kg,100kg桑叶喂蚕后可得到蚕沙50kg。则22500kg桑叶可得蚕沙11250kg。每8kg蚕沙可养活1kg脘鱼,则11250kg蚕沙可得到塘鱼1406kg,这充分说明桑基鱼塘各部门之间是紧密联系、相互促进的,种好桑就可以带动其他部门发展。
(2)蔗基鱼塘 蔗基鱼塘结构比较简单,嫩蔗叶可以喂鱼,塘泥肥蔗,仍有一定水陆相互作用,塘泥对甘蔗生长作用也很大,起催根作用,使甘蔗发育生长快,塘泥含大量水分,对蔗基能起明显作用。有的农民在蔗基养猪,以嫩蔗叶、蔗尾、蔗头喂猪,猪粪尿肥塘。这样蔗、猪、鱼联系生产,也是一个良好的水陆相互作用,经济效益也很高。
(3)果基鱼塘 塘基种的果品种类很多,有香蕉、大蕉、柑橘、木瓜、芒果、荔枝等,其中以香蕉、大蕉构成的蕉基鱼塘最普遍,经济效益较显著,生态效益也好。塘泥使香蕉、大蕉生长茂盛、结果多。一般旱地种的香蕉结果只有一串蕉,而基面种的有2串,多的达4串,因此产量一般比较高。蕉树下结合养鸡(鸭、鹅),则生态循环好,经济效益较高。鸡或鸭在蕉树下因有荫蔽作用,又有宽阔的运动场地,还能获得小虫、杂草吃,因而鸡或鸭生长特别快,鸡一般60天便可长到1~1.25kg,而蕉树方面既获得鸡(鸭)粪便补充肥力,又得到鸡(鸭)在蕉树下找寻小虫时起到的松土作用,因而蕉树生长特别旺盛。据调查,蕉树可增产30%以上。鱼塘方面,可以从浮于水面的鸭群中获得大量鸭粪。每逢暴雨,蕉树下以及蕉行间的鸡(鸭)粪和部分表土、有机物、营养物质等随地表径流流入鱼塘,既可肥塘,又可促进塘鱼生长,一般塘鱼可增产10%以上。塘泥肥,有机质增多,上基后又促进蕉树的生长。如果是蕉、鸡(鸭)、鱼三者形成大小循环,三者都可获得高产。
(4)花基鱼塘 花的品种多,花基鱼塘比蔗基鱼塘、蕉基鱼塘更为复杂。华南主要花卉有茉莉、白兰、菊花、兰花以及各种柑橘等。有盆栽和基面种植两种,都和鱼塘有密切关系,需要塘泥培育,塘水浇淋。塘泥物理性能好,团粒结构优良,淋水时不会溶化,又不易板结,有良好的保土、保肥、透气性能;化学性能也较好,pH值为7左右,N、P、K含量丰富,有机质含量达10%以上。因此,塘泥能促进花卉的根系发育,每立方米干泥重约1350~1500kg,可提供200盆花的花泥。
花基对鱼塘的作用主要是花盆的残肥和花盆内的杂草。暴雨或用塘水淋花后,花基和一些残肥随流水回到鱼塘,增加了塘水的肥力;花基使塘面开朗,阳光充足,利于增加溶氧;花基和花盆之间生长的杂草,又是塘色重要的青饲料。据说,1hm2花基生长的杂草,可供1hm2塘鱼的青饲料。综上所述,可见花基鱼塘水陆相互作用还是比较好的。据当地经验,花基鱼塘的塘鱼产量要比蔗基鱼塘高约6%~8%。
(5)杂基鱼塘 基上种植的作物多种多样,以象草、蔬菜、花生、豆类、玉米、香蕉、薯类等混种较为普遍,但数量都不大,商品性生产少,主要充作塘鱼和基面禽畜的饲料,部分送到市场上有的基上以象草居多,有的以蔬菜、瓜类、花生或豆类为主,各基不一。杂基鱼塘分布零散,但水陆相互作用仍然较好,其基面杂作往往与饲养家禽、家畜结合。前者供给后者饲料,禽畜粪便肥基肥塘,因而基面作物、禽、畜和塘鱼相互促进,共同发展。
3.基塘系统的结构和作用
基塘系统是由水陆资源组成起来相互作用的水陆立体种养体系。这个系统结构完善、各部门之间相互协调、相互补充、相互依存、生物与环境相适应,资源更新能力强。塘鱼需要基面提供饲料,基地需要塘泥维持肥力。当塘鱼饲料吃完了,获得基面饲料补充,基面肥力被作物吸收后,获得塘泥补充。如果是基面和鱼塘经常保持一定的肥力,使基面的作物(桑、蔗、蕉、花)和塘鱼紧密联系起来协调发展,这是一个较完整的食物链系统,一个良性的营养物质循环系统和能量流系统,基面作物和塘鱼本身也自成系统。
以桑基鱼塘为例,该系统是由桑、蚕、鱼三大部分构成,而桑、蚕、鱼本身也各成系统,因此桑基鱼塘是由大小循环系统构成、层次分明的水陆相互作用的人工生态系统。桑基鱼塘系统的运行是从种桑开始,经过养蚕、进而养鱼。桑、蚕、鱼三者联系紧密,桑是生产者,利用太阳能、CO2、水分等生长桑叶,蚕吃桑叶而成为初级消费者:鱼吃蚕沙、蚕蛹而成为第一消费者。塘里微生物分解鱼粪和各种有机物质为N、P、K多元素,混合在塘泥里,又还原到桑基之中。微生物是分解者和还原者,因而这个循环系统的能量交换和物质循环是比较明显的,各个部分之间紧密联系、相互促进、相互发展。其他类型的基塘系统虽然程度不同,但都是由基塘两个子系统构成的水陆相互作用的人工生态系统。