不同区域的生态农业模式类型
(一)东北温凉湿润区
该区包括大、小兴安岭、长白山、三江平原和松嫩平原地区,属于北温带、中温带湿润、半湿润气候。主要的生态农业模式有以下几种。
1.林药间作模式
东北地区有大面积的森林和草地分布,在其所包含的植物当中,有许多是有药用价值的植物种类。林药间作一般有两种方式:一种是在天然林或次生林中进行疏伐,在林冠下种植药用和经济植物;另一种是在采伐迹地或植被被清除后的土地上,以混交方式培育木本植物和药用植物。经常选用的木本植物有红松、紫椴、糠椴、水曲柳、胡桃楸、榆和桦树等;栽培的药用植物包括人参、刺五加、五味子、细辛、延胡索、小檗、西洋参、平贝、党参、天麻等。其中以林参间作最为著名。
2.家庭生态农场模式
该模式以家庭农场为单位,按照生态经济学原理进行农、林、牧、渔的立体配置。如结合山坡地,在垂直方向上进行不同农业生产方式的立体配置。自下而上依次在山脚开挖养鱼池;在平缓山坡上开垦农田,从坡下到坡上依次种植瓜果、玉米、大豆,并在农田附近建有鹿圈、猪场、羊圈和鸡舍;在山上部种植栎树林。由于各项产业均与环境相适应,而且就近配置,为各部分的物质交换和食物链网络的形成提供了方便。所以,立体结构中的每一产业都可与两个或两个以上产业相互联系。任一产业的某一环受阻,相邻渠道可以及时补充,所以系统的稳定性较高。
3.湿地稻-苇-鱼生物循环模式
在该地区湿地上发展起来的稻-苇-鱼生物循环系统的基本结构是:在湿地的低洼处挖泥建塘,塘内养鱼;在建鱼塘时堆起的堤埂上种植落叶松或杨树,形成稀疏林带;林下种植牧草;鱼塘的周围可养鸡、鹅等动物,鱼塘排水一侧栽植水稻。这样,鱼塘养鱼,鱼粪肥塘,塘泥育林,塘水灌稻田,稻米出售,稻草培育木耳,稻糠喂鹅,鹅粪喂鱼,同时,塘边的林带除可提供木材外,还可为雉鸡、鹅提供栖息环境,形成了一个良好的食物链系统。该系统可部分实现系统自给,减少了能量、物质的投入。如依靠塘水灌溉稻田,减少了化肥的施用量,既节省了资金,又防止了环境污染。而且塘水较高的温度可使水稻的生长期延长1~2周,提高了水稻的产量。
(二)华北温暖湿润区
位于我国暖温带的东部,包括黄淮海平原、淮鲁平原、关中平原和汾河谷地。本区属温带大陆性季风气候,气候温和,雨热同季,非常有利于农作物的生长,作物为两年三熟或一年两熟,是我国重要的农区之一。
1.农林复合经营模式
农林复合经营模式是华北温暖湿润区最为常见的生态农业经营模式之一。在农田中间作林木,林木所形成的林带可降低风速,减少水分的蒸发,改善小气候,有利于作物的生长,可保证农业的稳产高产。同时,林木还可提供大量的商品用材,如果间作的是果树,还可获取果品,可进一步增加经济收益。较为有名的农林复合经营模式有农桐间作、桑农间作、杨粮间作、椿粮间作、枣农间作、条农间作等。
2.“四位一体”生态农业模式
“四位一体”生态农业模式是将沼气池、猪舍、蔬菜栽培组装在温室中,三者相互利用、相互依存,成为一个整体。温室可为沼气池、猪舍、蔬菜栽培创造良好的温室度条件,猪也能为温室提高温度。猪的呼吸和沼气燃烧可提高温室内CO2的浓度,能增强蔬菜的光合作用,一般可使果菜类增产20%,叶菜类增产30%。蔬菜生产又可使猪舍的氧气增加,同时,猪粪、尿进入沼气池,产生沼肥,为蔬菜提供高效无害的有机肥。在一块土地上,实现了产气与积肥同步,种植与养殖并举,建立起了一个生物种群较多、食物链结构较长、能流、物流循环较快的人工生态系统,也基本上实现了农业生产过程清洁化、农产品无害化。
3.庭院生态农业模式
庭院生态农业模式是指农民在其住宅周围充分利用自然资源、劳动力、技术、资金和劳动时间从事农、林、牧、副、渔和加工业的复合经营活动,以获得较高的经济收益和满足日常生活的需要。根据其组分的不同可大致分为以下几种类型:单一林木栽培型、立体种植型、种养结合型、种养加工结合型、种养加工与能源开发型。
(三)黄土高原半干旱半湿润区
位于太行山以西、日月山和乌鞘岭以东、伏牛山及秦岭以北、长城以南地区,属中温带向暖温带过渡的地区,又属于中国东西部之间半湿润区向半干旱区过渡地带。雨热同季,有利于作物的生长,但降水多以暴雨的形式出现,常引起山洪暴发,造成严重的水土流失。
1.聚流和旱作生态农业模式
聚流农业是指通过各种工程和生物方法来截留和保存雨季时的降雨,以提高降水资源化利用率的综合措施。如在坡地上修建梯田就是在黄土高原地区应用非常普遍的一种工程措施,坡地改为梯田后,可减少地表径流,增加降水的入渗率,改善土壤的水分状况。另外,还可在坡脚或沟底修建蓄水工程,拦蓄和保存降水,以供干旱季节农业灌溉和人畜饮水之用。
2.农-牧-林-果综合生态农业模式
为克服以往的片面强调粮食生产的观点,保护和恢复生态环境,将农田只选择在土壤肥力较好且有灌溉条件的地块,其他地块进行植树造林或发展牧草。农田转变草地之后,一方面改善了该地区的植被状况,减少了水土流失,另一方面又可以为本地区的畜牧业提供优良的牧草,使本地区的畜牧业得到了发展。同时,畜牧业的发展也由过去的以放养为主逐渐改为舍饲为主,这样既有利于保护饲草资源又可防止水土流失,使畜牧业得以稳定发展。同时根据区光照充足、阴雨天气少、昼夜温差大的特点,大力发展优质果树。人们把这种生态农业模式形象的总结为:“近山林果远山草,阳坡经济林,背坡用材林,川台坝地农作物,荒沟坡洼种林草。”
(四)西北干旱区
主要包括内蒙的西部、新疆的绝大部分以及甘肃的西部和青海的西北部。西北地区深居内陆,来自海洋的暖湿气流很难到达,因而成为我国最干旱的地区,也是中亚大陆干旱荒漠区的组成部分。
1.桑农、杏农复合经营模式
如在南疆的和田,在农田的周围栽植桑树,农田内种植农作物(小麦、玉米、棉花等)和牧草。这样既有利于提高土地生产力,又可以改善农田的小气候。采用桑农混作的方式,12~14年生的桑树每公顷可产蚕茧166.17kg,产薪柴1158.3kg,桑皮421.83kg,扣除成本,每公顷产值可达1451.8元,农作物产值达3815.97元,比单一种植农作物提高产值35%,比单一种植棉花提高17%。另外,和田地区是杏树品种保存最多的地区,在当地杏树栽培非常普遍,杏干、杏仁等杏产品是当地的名优特产品。近年来,除了建立杏园和庭院栽植以外,人们还把杏树与农作物、牧草间作,或者作为副林带的组成树种与农田防护林配置在一起,取得了很好的效益。如在林网中配置杏树林带,一方面提高了林带的防风效果,另一方面又可产生可观的经济效益。
2.葡萄长廊配置模式
在田间道路一侧占用3.0~3.5m宽的农田栽植葡萄,道路的另一侧栽植两行新疆杨和一行果树,然后搭设全立式或半立式的葡萄架。这种配置方式,葡萄与农作物在地上争夺光照、在地下争夺水肥的矛盾不甚激烈,对于农作物的生产和产量影响较小。据调查,进入盛果期(4~5年)后,每公里可产葡萄12891.75 kg,产值可达7735.5元,而每公里长廊只占用耕地3300m2,每公顷产量为39064.5 kg,纯收入可达21229.5元/hm2,远高于任何一种农作物的收入。
3.沙地林草农复合经营模式
根据林农草配置方式的不同,划分为不同的类型,网格结构是其中最常见的一种结构类型。首先在沙地上营造网状结构的防风林带,采用疏透式林带结构,在垂直于主风方向建一主林带,在平行于两条主林带中间加一条辅助林带。待主林带郁闭度达到0.6~0.7时,主林带的保护距离达到另一主林带时,伐掉辅助林带。在主林带两侧种50m宽的草带,最后在林草网眼中间开发为基本农田。该模式从根本上解决了农林牧争地的问题,同时也达到了以林护田、防风固沙、以草养蓄、以牲畜粪便肥田的农林牧互惠共生的效果。
另一种类型是平行结构模式,比较适合沙坨地类地形。沙坨地是沙地生态系统中独具特征的生态单元,成长条形,迎风面较陡,背风面堆成漫长的沙坡,形成沙缘平地。沙缘平地一般是沙地和甸子地的生态交错带,它比沙坨顶部水肥条件好,没有甸子地盐碱化的威胁,适合发展农业,可开垦为农田。同时,在与平地交界的下缘配置灌木带(沙棘),在与沙坨交界处配置乔木林带。背风坡林带间除设置必要的草带外,其他开垦为农田,也可在水肥条件好的沙缘平地建设葡萄园或中草药园,使沙坨地得到综合开发治理。
(五)青藏高寒区
青藏高寒区是我国面积最大的一个自然区,也是世界最高的高原和高山区。巨大的高差引起的水热差异使自然景观表现出明显的垂直地带性,而广阔的高原面又表现出某些水平地带性特征。日照丰富,气温日较差大,且光谱成分中紫外线和红外线都有较大的增加,有利于植物的生长发育。立体气候是本区的一大特色,也为发展多种农业模式特别是立体农业提供了基础。
1.人工草场型生态农业
针对一些地区饲料不足的问题,近年来,人工草场有了很大发展。人工草场具有单产高、质量好的优点,同时,人工草场的建立缓解了天然草场迅速退化的问题。人工草场周围一般都设有防护林带或林网,林网不但可起到防风固沙的作用,也为牲畜提供了避暑和防寒之地。大部分人工草场以割草为主,保证了严寒季节饲草的供应。草种多为豆科植物,如紫花苜蓿、草木樨、沙打旺和红豆草等。人工草场每公顷可产鲜草2.25×104kg,约为天然草场的20倍。
2.林草带状间种模式
林草带状间种是一种人工的林草复合生产结构模式,间作的乔木有北京杨、藏川杨、竹柳、沙棘和西藏沙棘等。牧草以豆科植物为主,包括紫花木樨、黄花草木樨、红豆草和披碱草等。林草间作的草场有两种经营模式:割草型和放牧型。割草型草场每年可收割2~3次,产草量可达15000kg/hm2以上。两种草场都可用作冬季牧场,牲畜取食乔木之落叶(每公顷产叶量可达600kg)。该模式较好的解决了林牧矛盾,林木既可提供饲料,又可提供一定数量的木材和薪材。
3.林果草复合经营模式
该模式是在水热条件较好的林芝、山南和昌都地区发展起来的。一般在果园四周设有3~5行不等的防护林带,以杨树为主,边行配有柳树或沙棘,以保护果树免受风沙之害和牲畜的破坏。建园初期实行果草(豆科牧草或草本绿肥)间作,或果粮间作,或果经(经济作物)间作。园地绿色覆盖可减少水分蒸发和提高地力。经济上还可以做到以短养长,提高了总体效益。牧草可一年三割,牧草的收获量也非常可观。
(六)中亚热带湿润区
包括河南南部,苏、皖、鄂、湘大部,上海市及浙、赣全部,闽、粤、桂北部。本区农业资源条件优越,农村经济发达,农业集约化程度和综合发展水平都比较高,农林牧渔各业在全国均占有非常重要的地位。
1.稻田复合种养模式
本地区的种植业以水稻为主,水田在所有的耕地中占有很大的比重。在水稻田中,放养鱼类和一些水生微生物,水稻为鱼类提供了栖息和隐蔽的场所,而水稻腐烂的枯叶也可促进水生微生物的繁殖,水生微生物又是鱼类的饵料。同时,鱼类取食水中的微生物和昆虫可减少水稻病虫害的发生,鱼类和粪便可提高土壤的肥力,鱼类的这两种作用可使化学农药和化肥的施用量大大减少,在一定程度上缓解了由农药和化肥所导致的环境污染的发生。这样,水田中的各种生物之间互为条件,相互促进,形成了一个良性循环的生态系统。而且水田的产出也因生物数量的增加而大大增加,达到了经济效益和生态效益兼顾的目的。另外,还可以用蟹、鳖、蛙、鸭以及藕等分别替代鱼和水稻,组成其他的组合类型。
2.水体生态农业模式
本地区湖泊数量众多,合理利用和保护这些宝贵的湖泊资源的同时,发展水体生态养殖是该地区生态农业的重要方向。例如,洪湖市以洪湖的母湖为核心,以湖心为圆心,按地形地貌的等高差模拟设计,把全区划分为八个经济圈:第一圈是湖心能量补偿级资源保护圈,主要进行季节性禁鱼并结合人工投放鱼种,在保护的前提下发展旅游业;第二圈是深水围栏养殖圈,有限度地发展大湖圈养;第三圈是浅水水生生物圈,退田还湖,种植水生经济植物,保护洪湖水质和草湖景观;第四圈是堤滩林草蓄禽共生圈,利用堤坡、滩涂草场发展食草蓄禽业和林果业;第五圈是子湖涝地立体养殖圈,建设高效、优质的精养鱼塘,推广立体复合优化生态农业模式,生产名、优、特产品;第六圈是潜育地稻鱼共生圈,在稻田推广起垄种稻,垄沟养鱼;第七圈是基本农田水旱轮作圈,以优化种植制度和种植模式,达到保护耕地和发展农业相结合;第八圈是庭院经济圈,依靠农户采用综合集约技术,开发庭院生态农业。
(七)热带作物经济区
包括广东、福建、广西的南部和台湾、海南两省的全部。属湿热的热带气候,是我国年均温最高的地区,又是我国雨量最丰沛地区。
1.林胶茶复合经营模式
橡胶树是高大的乔木,但属于浅根树种,绝大部分根量在3.0m以内,而胡椒、茶树等是相对耐阴和喜阴的灌木、小乔木,但其根系扎地较深,大多数根系在2.0m以下。所以,它们可以分别利用地上和地下的不同空间,而互相之间的不利影响较小。同时,采用间作的模式能明显改善橡胶林的局部气候,对橡胶的存活和生长非常有利。采用间作方式,使胶树的株行距扩大,单株吸收的热量增多;并且间作方式减小了地表的反射率,有利于垂直层次间的热量交换,可使冬季间作地的气温比纯林高,使寒害减少。与胶树间作的植物种类越来越多,胶园的空间结构也趋于复杂。间作植物除了胡椒、茶树外,还有菠萝、咖啡、甘蔗、橙、香蕉等。
2.基塘系统模式
是在湿地的低洼处挖塘养鱼,用挖出的泥土在塘的四周筑起堤坝(基)以保护鱼塘,然后,在堤坝上栽植桑树。桑叶可用来养蚕,蚕沙、蚕蛹可用来喂鱼,而塘泥又可用来肥基,促进桑树的生长,形成一个良性的循环系统。现在,从原来的桑基鱼塘已衍生出各种不同的基塘系统,如蔗基鱼塘、果基鱼塘、花基鱼塘、杂基鱼塘等。从生态学的角度来看,基塘系统有一下几个方面的优点:基塘系统是一种有机农业,主要依靠太阳能和有机物的循环利用来解决能源问题,节省了能源;系统运行过程中,基本不使用化肥,又循环利用了农牧废弃物防止了污染,改善了环境。同时,基塘系统把劣地改为良田,为当地人民提供了大量的农、渔、牧产品,增加了人们的收入,改善了人们的生活。
(八)西南亚热带湿润区
包括贵州全部、云南大部、四川东部,以及陇南、陕南、鄂西、湘西、桂西和豫西南一角。本地区地处中国自西向东的三级地貌台阶的第二级,山高坡陡,是全国水土流失严重地区之一,属亚热带气候区。受季风影响,气候温暖湿润,雨热同期对作物的生长有利。但冬、春易干旱。
1.蜡、桑、农复合经营模式
蜡、桑、农复合经营模式在四川盆地丘陵区有较大规模。其结构自上而下可分为三层,第一层由女贞和白蜡组成,第二层为桑树,最下层由粮、棉、油或其他的经济作物组成,这样就组成了一个有序的、多层次的复合经营系统。女贞、白蜡和桑树的根系可深入40cm以下,而农作物的根系多在30cm以内,三者的根系可在土体中协调共生。在对农作物进行灌溉施肥时,女贞、白蜡和桑树亦能受益。上层的树冠可有效的减少过度蒸腾,调节气温,改善小气候,有利于下层农作物和各类经济作物的生长。同时,女贞、白蜡树还可放虫取蜡,桑树采桑养蚕。
2.杉木、黄连复合经营模式
杉木和黄连间作,大致可分为三种类型:一是在现有的杉木林中间种黄连;二是在杉木的幼林中栽植黄连;三是在造林的当年或次年种植黄连。在杉木林下,可以满足黄连耐寒、喜湿、半荫性的发育要求,同时,对黄连的水肥管理同样也促进了杉木的生长。而且,这一人工复层植被对环境的调控作用大大增强,地下复层根系控制土壤侵蚀的能力更为增强,地上部分的复层树冠层层拦截降水,减小了地表径流,防止了水土流失。另外,在杉木林下种植黄连提高了土地利用率,增加了土地的产出。
3.稻田三熟复种模式
川西平原和四川盆地西部地区也是我国的水稻主产区之一,长期以来该区的种植模式以稻-麦(油菜)为主,产品结构单一,经济效益不高。同时,该区的光热条件属“两熟有余、三熟不足”,一年两季的种植模式没能充分利用本地的气候资源。针对这一状况发展起来的稻田三熟复种模式,主要做法是在原来稻-麦两季种植模式的基础上进行合理的间、套种植,如在水稻-油菜连作中间种短季蔬菜如莴苣、白菜、青菜等,在水稻与小麦连作间套种蚕豆或豌豆等,这样就将两熟种植模式调整为三熟种植模式。经过这样的调整之后,对光热等气候资源的利用更加充分了,稻田的产量提高了,人们的经济收入也增加了。