生态农业模式概念、类型和应用

1、生态农业模式概念、类型和应用第一节生态农业模式的概念与主要类型第二节农田生态农业模式第三节农林复合系统生态农业模式第四节畜禽养殖生态农业模式第五节以沼气为纽带的物质循环利用模式第六节湿地系统生态农业模式第一节生态农业模式的概念一、生态农业模式的涵义二 生态农业模式的主要类型一、生态农业模式的涵义关于生态农业模式的涵义，虽然有人从不同角度来表述，但都具有相似实质。王兆骞(1990)认为；生态农业模式总的来讲是生态农业在一定单位或地区生态农业借以组装和运行的蓝图，具体地说是各组成要素在整个系统网络中的地位和相互作用关系的具体表达。张壬午(1997)认为生态农业模式是用于发展农业生产的各种要素的最佳

2、组合方式，是具有一定结构和功能、效益的实体，是资源永续利用的具体方式。骆世明(1993)认为生态农业模式就是一项系统工程，是实现生态农业系统功能的技术手段。 农业结构改革与种植业结构改革始终是使农业生产充满活力的源泉。组建生态农业模式的过程，往往就是农业生产结构调整和种植业结构调整的过程。在一般的农业生产结构调整中要涉及在当地发展什么?发展多少?能不能顺利发展?在哪里发展?怎样发展?等一系列问题。而生态农业建设不仅仅考虑这些问题，还要考虑包括资源能不能永续利用，环境能不能很好保护，在发展时能不能得到适宜的生态位，会引起什么样的生态环境变化，能不能做到生态平衡和良性循环等生态学问题。发展什么，发

3、展多少，怎样发展，要建立在可靠的市场预测的基础上，因此，市场的问题更必须考虑和科学预测。可以认为，组建生态农业模式的过程，就是把传统的农业和种植业结构模式按照农业现代化的要求加以提高的过程。 在国际上特别是在发展中国家，为了克服农业生产内容单一化带来的诸多弊端而提倡的综合农作制度(Integrated Farming Systems)。它的内容和实质就部分地相当于我国的生态农业模式。综上所述，生态农业模式在农业实践中就是：按照生态学和经济学原理组织农业生态系统结构和组装配套技术以发挥系统功能达到可持续发展的目标的生态农业系统格局。注意：1）生态农业模式必须因地制宜； 2）生态农业既相对稳定，又

4、发展变化；二 生态农业模式的主要类型（一）丘陵山区立体开发利用模式（二）小流域综合开发模式（三）边缘效应型模式（四）城郊商品生产生态农业模式（五）庭院生态农业模式（六）山区水土保持型生态农业模式（七）农林复合系统模式（八）农畜结合和农田用地、养地相结合模式（九）生态食物链模式（十）节水和净水型生态农业模式（十一）生物质能多层次再生利用和农村多能互补系统模式（十二）贸工农综合经营模式（一）丘陵山区立体开发利用模式该模式利用生态系统中不同海拔地带环境组分的差异和不同生物种群适应性的特点，在空间的立体结构上进行合理布局，发挥山坡地生态系统的整合效应，从而使生态效益、经济效益和社会效益得到有机的统一。

5、例如四川省的“山顶松柏戴帽，山间果竹缠腰，山下水稻鱼跃，田埂种桑放哨”；广东省的“山顶种树种草，山腰种茶种药，山下养鱼放牧”，河北省的“松槐帽，干果腰，水果脚”等都是依据当地的资源状况和农民长期实践中总结归纳出来的小流域综合利用立体模式的形象表述； 黑龙江省拜泉县总结当地生态农业建设的经验，为便于推广，就用群众喜闻乐见的形式编成“十子登科”：“山顶栽松戴帽子；梯田埂种苕条(一种灌木，既有护坡功能又能用于编织器物和冲刷沟缓冲水流的跌水)扎带子；退耕还草铺毯子；沟里养鱼修池子；坝内蓄水养鸭子；坝外开发种稻子；瓮地栽树结果子；农田林网织格子；立体开发办场子；综合经营抓票子。”这就不仅描述了坡地的立体

6、开发利用，而且扩大到其他农区的全面资源开发利用，还联系到多种经营的方式来发展农业实现农民致富的基本目标，体现了拜泉县生态农业建设的总体思路。（二）小流域综合开发模式 我国广大丘陵山区实际上是由无数大小不等的小流域所组成。小流域是以分水岭和出水口断面为界形成的自然集水单元。从资源和利用特点来看，包括上部山岗、中部山坡和下部水流汇集与泥沙沉积区三个有机组成部分。小流域的面积大小不一，各国定的标准不同，美国把1000km2以下的流域称为小流域，欧洲和日本定的标准只及其110120。世界银行资助中国南方红壤地区开发项目以小流域为单元，面积可以从150km2。我国有关科研方面则一般定为350km2。 小

7、流域的地形地貌特征对于开发利用关系很大。可以按地形地貌将小流域分类，不同类别应选用不同的利用、管理和整治模式。从大的方面来分，有峡谷型、座椅型、低丘岗地型；二级细分则又能分出若干亚类。例如：座椅型(或称马蹄型)就至少可以分出下方带水库和不带水库，没有水库的又分有水源和缺乏水源的；结合开阔缓坡和陡峭坡面，就能分出至少五种，而这五种小流域利用特点就不一样，适宜的植被和作物不同，适宜的生态农业模式也不一样。原浙江农业大学农业生态研究所在校外基地德清杨坟坞因地制宜综合开发小流域便是一个成功的范例。该小流域自山顶到山麓分别为用材林薪炭林食用竹和果树牧场牧草(黑麦草)和茶苗鱼塘(精养和分层混养，再加养珍珠

8、和种用三角帆蚌)，显然这种空间结构的布局并不是盲目的，是在充分利用资源和保护资源的基础上形成的有规律的、有序的系统组合。 山顶的用材林和薪炭林不仅可以保持水土，避免土壤侵蚀，涵养水源，还可提供农村能源，中下层的食用早园竹具有较高的经济价值。牧场不仅可为早园竹提供足够的有机肥料，还可为鱼塘提供一定的饵料，在小流域建设过程中，它是在和种植业相互促进的过程中逐步扩大的。早园竹笋是这个地区主要的经济收入。经过技术改革，提早出笋，近年来从竹笋得到的人均年收人在3000元以上。果树则设计了把寿命短但挂果早的桃李和板栗间作，在早期还在果园间作豆科植物，保持地面覆盖。在有限的谷地种牧草和茶树短穗扦插苗，其中牧

9、草既是牧场饲料的来源，更是鱼塘的主要用料。而茶苗的精细管理充分利用了劳力，也增加了收入。水库上方的滩涂湿地开辟精养鱼池，精养甲鱼和养幼蚌出售(因水库水质洁净，幼蚌不易得病)。水库中分层混养鱼，同时养珍珠。从上可以看出，每一组分在空间位置上定格，都有其特定的功效，并不是随意的，而是整个生态农业系统中不可缺少的一个环节，这种有序的结构就为物流、能流畅通其道，食物链紧密衔接，提供了保证，各组分之间相互促进，协同效应明显，使得整体的生态、经济和社会效益得以充分体现和发挥。当地老百姓通过实践深切的感到，发展生态农业，既能实现山清水秀，又能致富，近年来人均年收入稳定在6000元以上。在湖泊和湿地开发利用上

10、，湖北省洪湖市的生态农业开发建设模式是比较有科学根据的。洪湖是位于该市境内的大湖，它从内而外由深渐浅，直到连着湖身的大面积滩涂湿地。这几个部分相互密切联系，在生态环境保护和经济发展上都相互依存。洪湖市正是基于这个认识，在科学地分析资源、生态环境特点的基础上，制订了全市以洪湖为中心的同心圆式8个带(层次)的生态经济发展规划。1、同心圆的最内圈是湖心资源补偿增殖圈。这个中心圈的重点是生态保护，每年由政府水产部门定期放养各种鱼苗，使鱼类资源不断增殖，使鱼类资源因捕捞和其他原因造成的损失得到充分补偿与增殖。为了保护水产资源，该市不但设置了限渔禁渔的政府命令，为了减少机器船对鱼类的污染干扰和噪声干扰，所

11、有机器船都改装成利用风力发电驱动与照明。2、湖心资源补偿增殖圈之外是深水养殖圈。该圈设置深水网箱养鱼，并按照允许的承载量控制网箱数量，防止水体富营养化。3、深水养殖圈之外则是湖岸水生经济作物圈。在靠近湖岸地带有大面积的浅水区，正可以发展莲藕、芡实、菱等特色水生作物，其鲜品和加工品都有很好的市场。水生作物的增氧、净水功能更对湖泊生态环境保护有积极的影响。4、湖岸水生经济作物圈之外是堤滩林草畜禽共生圈。堤滩地带是大片的湿地，它是湖泊与陆地的过渡带。水灾时它是排洪缓冲带，平时它是污染物流向湖泊的截流、减污、消化的功能带，应该在保护的基础上开发利用。宜草则草、宜林则林、宜禽则禽、宜畜则畜(有的天然季节

12、性草地可以放养肉牛)，组成综合农作系统模式。5、在大湖的周围有很多较小的子湖。这些子湖水不太深，和一般的池塘相似。用一般池塘按照不同鱼种在不同层次水域的生态位和食物链关系，分层立体养殖，达到良性循环。这些地带往往也是养殖特种水产的基地，称之为“子湖立体养殖圈”。靠近湖区的土地依次为：潜育地稻鱼共生圈、基本农田深度开发圈及庭院综合经济圈。6、潜育地稻鱼共生圈主要是由潜育土组成，一般是长期因自然或人工潴水(长期种水稻)形成的，土质粘细，氧化还原电位较低的土壤，适宜种稻。这一地带的稻田往往排水不畅，灌溉条件也不完善，但有利于在稻田蓄水。在这些地区推广稻鱼共生模式，既能增加稻农的经济收入，也能改善稻田

13、的生态环境，减少化肥农药投入，生产无公害或少公害的稻米。7、基本农田深度开发圈是平原农田的主要分布地带，是保障基本农田和粮食高产的主要区域。在开发中要改变过去单一化种植(主要是种稻)的缺陷，发展优质粮食和其他农产品，更重要的是发展加工业，特别是深度加工，使农产品通过加工增值。以全面发展地方经济，增加农民收入来促进基本农田保护，保障粮食高产稳产。8、庭院综合经济圈是增加农民收入、改善农居环境和生活条件的重要方面。（三）边缘效应型模式 在海边、在陆地上的河岸、湖滨、池塘边都存在着水陆交界地带。而在陆地上山脚与平原、盆地的交界地带，北方的沙漠、农牧交错地带中荒漠与农田交界区等，这些地带生态环境复杂，

14、生态因子多样，可以适应的生物种类多，实际生存的生物种类也多。如果善加利用，可以组成很有价值的发挥符合食物链关系的生态农业模式。 最简单而普遍可见的例子便是河边或池塘边的鸭鱼联养。鸭在水域得到微小的植物和动物性饲料和活动场所，却又留下了鸭粪，使水体增加营养，并能促进水中微生物的繁殖，无论从直接和间接上都有利于鱼的增产。据说，鸭蹼在水里划动还能增加水里的氧，对鱼的生活和生长有益。在山坡和山下平地的交界边缘，承接了从山坡上冲刷下来的肥沃表土，而且一般也有水源，可以利用。但是，边缘地带也是生态上的脆弱地带，是很不稳定的地带。如果没有适当的保护措施，极易遭到资源和生态环境破坏，往往难以恢复。例如，河岸如

15、缺乏保护便会坍塌、河水也会被陆地的污染源所污染或富营养化。在湖荡和河流的沉积滩涂或岛屿进行不合理的围垦，不仅侵占了必须保留的分洪区，在雨季造成水灾；河滩地的大片围垦还会使河水的主流改变方向，冲击河岸，造成各种连锁性的灾害性变化。为了把边缘地带建设成稳定的可持续发展的保护与利用相结合的地域，选择适当的生态农业模式是至关重要的。1、上述沿海以红树林作为屏障的模式在我国广西、广东、海南、福建都很有推广价值，红树林保护成为海岸带的重要任务。2、福建省东山岛从沿海到内陆顺序安排海岸防护林；林内侧的沙地起高垄在细沙掩埋下种植优质的白茎芦笋；再向内安排桑基鱼塘和果基鱼塘，具有储蓄雨水的功能；岛屿中心地势略高

16、，安排种植品质特优的紫肉甘薯。不但各得其所，并且通过合理安排有效而节约地利用了岛上宝贵的水资源，比较符合可持续发展的原则。3、我国北方沙化南侵地带用护草和集约经营人工草地相结合，把草地、灌木、有条件的地方逐步发展成乔木防护林相结合的模式，在改造生态脆弱地带方面创造了丰富的经验。（四）城郊商品生产生态农业模式 城市郊区是农村与城市的结合部和过渡带。郊区农业担负着就近供应城市新鲜蔬菜、禽、蛋、肉、奶的任务。由于在资金、信息、市场、劳力等方面的有利条件，城郊适宜发展规模化养殖场、蔬菜和花卉的集约化设施栽培。然而，这些集约化生产，也各自存在不同的问题。养殖有大量粪便如何处理的困难；设施栽培有连续使用引

17、起连种减产、病虫害增加等问题。有的生态农业模式就有利于解决这些问题。例如：杭州市西湖区转塘镇浮山村距市中心 20km，全村210户农户，749人，耕地面积4847hm2，其中水田3067hm2。全村以农业为主。历史上该村种植业结构较为单一，以粮食生产为主，复种方式主要是麦稻稻，经营少量茶山和疏林山，1985年开始发展莼菜生产。养殖业在该村有一定的基础，有家庭饲养鸡鸭和生猪的习惯，但由于受技术、资金、饲料、苗种及市场等因素的制约，发展缓慢。由于占据城市郊区之便，政府给予以蛋(禽)换料、苗种补贴等扶持政策鼓励发展大型养殖业。 1985年，苗禽孵化、蛋鸭饲养、种鸡饲养建成投产。之后，随着其自身资金的

18、逐步积累，生产内容逐年增加，养殖规模不断扩大。至1993年，已具有年饲养生猪万头、蛋鸡 3.0104只、肉鸡7.7104只、蛋鸭2.9104只、种鹅6500只、种鸭1.5104只、种鸡7300只、孵化苗禽38104只、生产鲜鱼10.5104kg、甲鱼2250kg、饲料8500t、产沼气25.4104m3规模的大型生态养殖场。 然而，随着养殖总场的不断扩大，为杭城提供的禽畜产品日益丰富，同时却给农村留下了大量的禽畜粪便等有机废弃物，仅作为当地的农田肥料已无法消化，致使禽畜粪便四处横溢。流人农田，造成作物徒长，粮食减产；流水水域，造成水体极度富营养化，变黑发臭，鱼虾死亡。养殖场四周晴天臭气熏天，雨

19、天粪水遍地，蚊蝇孳生，环境恶化，影响了村民的生产与生活，同时也严重制约了养殖场自身的发展。能否化解这一矛盾已成了养殖场能否生存与进一步发展的关键。针对这一情况，该场先后建成了2只300m3和2只500 m3发酵罐的沼气工程，该工程采用改进型复合式上流厌氧污泥床反应器，技术先进，设计科学，工艺流程合理，投入运行以来效果一直比较理想，产气量达到设计要求既消除了污染，又制取了能源，解决了全村村民的生活用能和养殖场的生产用能。并开展沼液沼渣的综合利用，促进了养殖业发展和吨粮田工程建设，不仅顺利解决问题，而且使资源得到了综合利用，组分间能流更为顺畅，物质进入良性循环，生产跃上了新的台阶，带动了生态和经济

20、两个良性循环(图)。 沼液作为浮山养殖总场沼气工程的副产品，除用于养鱼、喂猪外，是种植业的良好肥源。粮食作物生产试验表明，沼液不仅可代替相当部分化肥，而且提高了产量。这在目前化肥用量逐年增加，肥料效率降低的情况下，具有十分重要的意义。 不仅如此，沼液的使用还明显地改善了土壤结构，提高了土壤肥力，形成了良性的养分循环(表、表7.2)。从根本上保证了土地资源的永续利用，这与目前生产中普遍存在的土壤结构破坏，地力下降的情况形成明显对比。以沼气为纽带的模式还能综合改善农村生态环境，促进生态村建设。畜禽粪便通过地下粪道进入沼气池，经厌氧发酵处理后，灭杀了寄生虫和病原菌，防治了疫病的交叉感染，消除了对周围

21、环境的污染。所产沼气除满足养殖场生产需要外，村民全部用上了清洁卫生的管道沼气，改善了家庭生活环境。1991年开始，总场还向邻村的农户提供生活用气，至1993年底，已有80多户邻村农户用上了管道沼气。沼液沼渣也得到了综合利用。沼液可喂猪、养鱼、肥田、培养水葫芦等，沼渣可制作再生饲料、颗粒肥料等等。 随着养殖总场的发展，村级经济不断壮大，他们在总场扩大再生产的同时，全面开展了生态村落的建设。几年来，修建道路2200m；整治过境河道680m，全部砌筑石坎；建设吨粮田工程2，修建三面光渠道3000m，购置了一批耕种、植保、收割机械设备；改造鱼塘，全产修筑护坡。同时开展绿化荒山，田旁植树，场内栽种花卉葡

22、萄等，改善和美化了环境，大大推动了浮山生态村的建设工作。该村是村、场一体结构。1993年全场实际利润 241.25104元，增长，而预测优化结构的利润可以达到380.67104元。(五) 庭院生态农业模式 庭院经济是我国改革开放以来得到迅速发展的一种生态农业模式，在家庭联产承包责任制实施以后，广大农民自觉或不自觉地运用了生态经济学原理，利用房前屋后的空闲庭院进行集约经营，把居住环境和生产环境有机地结合起来，以达到充分利用每一寸土地资源和光能资源，既美化了生活环境又增加了生活收入。由于庭院经营范围小，紧靠住所，管理方便，能充分利用空闲时间和家庭辅助劳动力，产品除自给外还能以最新鲜的品质供应就近市

23、场，具有很多优点。所以，一般在建设生态农业时常主动将庭院生态农业模式纳入规划范围内，加强指导和照顾。其主要类型有以下几种：|1、集约种植型2、种养立体型3、巧借食物链，生态循环型1、集约种植型(因地制宜，多种经营) 利用家庭院落、宅前屋后可利用的空闲地种植名优果树、精细蔬菜、名贵药材、时令花卉等。例如浙江省临安和德清等市的食用竹种植，年亩产竹笋可达万元以上。 2、种养立体型(巧用空间，多层经营) 是指在有限的庭院内集种植果树、蔬菜、养殖牛、羊、猪、鸡、鱼等于一体，空间上合理搭配，时间上巧妙安排，创造了一种结构完整、功能齐全、运转有序、效率较高的庭院经济生态系统。这种模式科学性较强、适应性较广、

24、生产潜力较大、稳定性较好，抗灾和抗市场能力较优。浙江省永康县农民吕新良在10多年前就在自家住房内设置沼气系统，把沼气池设置在底层地下，用管道将沼液送到屋顶。他的屋顶被设计成菜园，以稀释的沼液作灌溉水兼肥料。不但能生产蔬菜，而且使顶层房间冬暖夏凉。当然，房屋周围的庭院生产也在生态农业模式之中。他的这种“生态住宅”被永康县农家自觉效法，不推自广到千余户。 3、巧借食物链，生态循环型 是利用生态经济学原理、系统工程方法建立起来的生产结构，是一种高技术支撑的生态农业模式。目前常用的有：饲料喂鸡，鸡粪喂猪，猪粪肥田模式；饲料喂猪养鸡，猪、鸡粪投入沼气池发酵生产沼气，沼气作能源，沼渣喂猪的循环模式等等。该

25、模式因受技术、资金等方面的限制，多在城郊农区有零星分布，但前景广阔。 上述各种庭院经济类型，各有千秋，需因地制宜。通过庭院生态农业建设，可使生产、生活、生态更好地结合起来。（六）山区水土保持型生态农业模式 在山区进行农业开发利用，首先要考虑的问题是避免和防止水土流失。防止水土流失绝不是单纯依靠水保工程建设就能奏效的，主要还是依靠农业技术措施，其中特别关键的是选用合理的生态农业模式。从水土保持的要求考虑，山区的陡坡应在国家和地方政府统一规划下造林或植草，已经被开垦的要退耕还林或退耕还草。然而，有些地区地理环境限制太大，可以利用的坡地资源太少，于是，不得不利用较陡的山坡地。在这种情况下，“坡改梯(

26、梯田、梯地)”是必须进行的。湖南省慈利县地处湘西喀斯特岩溶地区，境内多石灰岩陡坡，土层薄。以该县通津铺乡长峪铺村为例，该村多年来坚持用经济政策和典型示范引导和帮助农民垒石为坎兴修高质量的梯田、梯地，在条条梯阶地上实行玉米、大豆、甘薯等不同作物的间作套种，使地面经常被植被覆盖，有效地控制了水土流失，并且有效地利用了有限的水资源。由于发展养猪积肥，每亩平均超过一头猪，充足的有机肥保证了亩产400kg以上的玉米高产，使当地在纯农业的山区能达到人均3000多元的年收入。 贵州、四川等省近年来推广等高植物篱笆保持水土的模式，取得很好效果。这种模式适用于较缓的坡地。在本书中将有专章论述。 黑龙江省拜泉县境

27、内多为比较缓和的低丘，该县非常注意水土保持，在格子形防护林的防护下，对所有的低丘上的无数侵蚀沟都进行了有效的治理，现在都已经被水土保持林所封闭。再加上坚持等高带状种植、用灌木作梯地埂等综合措施，使水土流失从根本上得到控制。1998年黑龙江省和长江地区一样遭受了严重水灾，同在灾区范围内的拜泉县基本无灾。据黑龙江省组织专家进行灾后调查，认为拜泉县的水土保持生态农业模式使该县避免了6亿元损失。(七)农林复合系统模式农林复合系统已发展成不仅是农作物和林木作为组成成分，而且包括动物生产在内的各种成分相互作用的复杂系统。由于这类系统组成的物种多样、丰富，而且彼此生长特性差异大，它们之间的互补作用也更显著，

28、优越性更能发挥。农林系统多种多样，目前常见模式有果粮间作、林草间作、枣粮间作、桐粮间作、林药间作等等。海南省文昌县新桥镇的胶-茶-鸡农林复合系统该镇传统的两大产业是胶林和远近驰名的“文昌鸡”。传统养鸡是农户放养，在出售前一个月喂精饲料笼养，达到皮黄、肉嫩、味香。但传统农户放养，规模不能扩大，饲料报酬也偏低。胶-茶-鸡农林复合系统模式是适应商品生产大规模饲养特产文昌鸡的需要而产生和发展的。当地胶林资源丰富，许多胶林都间作了茶树。这本来是很好的间作配伍，橡胶树喜阳而高大，茶树矮小而耐荫，二者相得益彰。然而，这二者都需要有机肥料，才能高产优质。由于缺乏有机肥料，二者的产量和品质都受到限制，尤其是次要

29、间作作物茶树长得更差。有些有见识的农民就把大群鸡放养到胶茶林，鸡因放养而保持优质，胶茶园里的草和害虫被啄食殆尽，留下大量鸡粪可以肥田，农民争相效法，迅速推广开来。这种模式能流、物流合理，对提高土壤肥力效果显著。模式系统的资金回收期短(单作胶园回收期为10年，胶茶间作为5年，新模式只要1年)，资金周转快，而且胶茶鸡三者在年间价格波动时能起互补作用。增强了模式的稳定性和可持续性。这种模式不仅对国内其他地区的各种林间养鸡有启发和促进作用，经中国生态农业国际培训班多次介绍，引起各国专家的浓厚兴趣，目前已经在东南亚国家得到传播。河南背河洼地的轻度盐碱土以酥梨与小麦间作就是一种较好的农林系统，它不仅增加了

30、酥梨收益，果树还起到了缓解春季干热风对小麦旱害的作用。北京的柿粮间作已有200多年的历史。又如在林地，尤其在幼林地间作各种牧草，不仅有利于水土保持，改善土壤-植被-大气系统的生态环境，还可为畜牧业提供青饲料，为水产养殖业提供饵料，一举多得。（八）农畜结合和农田用地、养地相结合模式 农畜结合是我国传统综合农业和农作制度的精华。植物生产和动物生产在生态上相辅相成、相互支持，加上它们对土壤库的补给，构成了农业生产良性循环的基本结构。农业和养殖业在经济上也存在着互补关系。由于农畜结合贯穿在本章讨论的几乎所有模式之中，本章将不把它作为单独的模式进行讨论。 在农田按种群生态与生态位原理加以合理配置，使不同

31、作物相居而安，互不矛盾，协调发展。作物种群配置在面积上应有一定的比例，使之既能充分利用光、水、养分等生存条件，又避免彼此的竞争，而且能调节土壤肥力。这类模式是我国传统经验的精华之一，早在齐民要术等古农书中已有较详细的记载和介绍。在间作中安排绿肥、牧草对土壤氮素与有机质平衡有特殊重要的意义。然而有时不一定要栽外来的草种，当地土生的草种对地区特定条件的适应性更强，可以加以利用。浙江大学农业生态研究所和浙江省常山县钱江源农场合作进行了多年试验，用技术措施扶植、促进当地胡柚果园优势草种马唐等生长，使马唐成为果树之间地面植物群落中占绝对优势的种群。长得好的马唐草一年可以割3次，鲜草亩产量可达1500kg

32、以上，既可作有机肥料，又可放养鹅。等高水平分带轮作在丘陵山区是值得提倡的模式，在四川、贵州、浙江等省推广已有多年。它不但有防止水土流失的作用，更因分带轮流翻垦、分带轮作绿肥和豆科作物而有助于提高土壤肥力和氮素平衡的恢复，因而有很好的生态效益。（九）生态食物链模式猪沼果、猪沼菜、猪沼粮等生态农业模式都是以猪为中心，猪吃以粮食为主的饲料，经过消化，它的排泄物进入沼气发酵作为微生物的食料，据研究沼气发酵过程中至少有 80多种不同的微生物在分解粪便之类的有机废物。经过沼气发酵这个环节，不仅取得了生物质能源，而且经过分解的粪尿产生沼渣和沼液，都是很好的有机肥料。沼渣可以施用于各种作物，有的还利用沼渣培养

33、蚯蚓。浙江省海宁市普遍推广结合沼气设施的村级养猪场，在沼气池的旁边专门设立养蚯蚓的地块，饲养生长快、产量高的良种蚯蚓。把蚯蚓卖给农户喂家禽和甲鱼等特种水产品，是很好的动物性饲料，卖蚯蚓也很能赚钱。在养鸡的饲养场，用配合饲料饲养的鸡，由于鸡对饲料的消化利用率不高，有相当一部分含氮有机物遗留在鸡粪里(据前浙江农业大学分析的样品，其含量高达26)。有的农民把鸡粪晒干直接喂猪，有的规模较大的养鸡场把鸡粪晒干或烘干后磨成粉，加入配合饲料喂猪，效果不错。中国传统农业中本来就有很多利用食物链关系从事生产的经验。著名的草鱼、鳙鱼、白鲢、鳊鱼等家鱼按一定比例混合养殖，各占据不同水层，食用不同饵料，有的吃草，有的

34、鱼排泄的粪便促进了藻类和微生物的繁殖，正好成为另一种鱼的食料。（十）节水和净水型生态农业模式在节水生态农业模式中，把水通过相关联的生产环节和措施加以净化，使有限的水资源得到重复利用。在辽宁省大洼县西安养殖场就有这方面的好经验。该场有2耕地，母猪饲养量1200头，年产仔31000头，育肥猪20000头，拥有水稻田2。他们利用猪场周围的防疫沟养鱼、养殖河蚌珍珠，以及周边的2水面放养水生饲料(凤眼莲、细绿萍)等。西安养殖场的生态农业工程，以水生饲料为核心，以水为纽带，在闭路循环中，实行四级净化五步利用。它的第五步利用是将灌人稻田的肥水再利用于猪舍。灌人稻田的肥水经过一段时间在稻田广阔空间的自然沉降、

35、曝气，水体已经变得清澈，于是当水田排水时，使之重新流回猪舍，再作冲洗粪尿用水，这就节约了用水，更有效地利用了水资源。首先是在猪舍旁建有养殖水生植物的水池。从猪舍里被水冲洗出的排泄物流人凤眼莲池，凤眼莲具有较强的净化污水功能，在其净化污水的同时，部分代谢能被凤眼莲所吸纳供自身生长，而凤眼莲经过喂饲生猪其能量又被生猪生长所吸纳。这是它的第一级净化、第一步利用。从凤眼莲池排出的第一次净化污水再流入细绿萍池中进行第二级净化、第二步利用。经过两级净化的废水放人鱼、蚌塘，水已清澈，但浮游生物量大，是鱼、蚌的天然饲料。据40亩鱼塘测定，仅用三级净化废水，亩产鱼量达200kg。这是第三级净化、第三步利用。它的

36、第四级净化、第四步利用是将鱼、蚌塘中经过沉淀曝气的肥水灌进稻田，不仅能促进水稻生长发育和提高产量，还能肥田。该场年饲养肥猪和种猪共2万余头，产仔猪3万余头，每日排泄废水和粪尿量高达90104kg。通过分析与喂饲试验，凤眼莲、细绿萍作为水生饲料可代替部分饲料，最佳料萍比为1:1。依据生猪喂饲需求量和凤眼莲(亩产4.8104kg)、细绿萍(亩产5.0104kg)产量测算，则水生饲料面积分别为2和2可大体上满足掺喂需要。根据对凤眼莲、细绿萍对猪粪净化功能测试，每级净化需7天使能达到较好效果(表7.3)。西安养殖场所在的位置是西临渤海湾的辽宁省大洼县，在海水和淡水交汇的地区本来就出产野生蟹。近些年来该

37、地区成功地解决了人工养殖河蟹的技术关键育苗问题，有了足够数量的蟹苗，就可以顺利地进行人工饲养。而稻田养蟹是在此基础上发展的新技术，该县利用稻田养殖河蟹。这是一项技术性很强的精细工作，也是生态效益和经济效益都高的生产项目。在生态上，稻蟹立体养殖，具有两者共生互补效益。稻田给河蟹提供了适宜的生态环境并为河蟹提供了部分饲料，而河蟹除了具有清洁稻田和爬行活动时起了类似中耕松土的作用外，其排泄物又是水稻所需肥料。在经济效益方面，稻田养蟹平均亩产蟹以50kg计，80元kg，则亩产值4000元，净效益为2320元。加上水稻亩产约600kg，每亩水稻净效益400元，则每亩蟹与稻相加的收益为2720元，其中河蟹

38、收益为水稻的58倍。辽宁省大洼县1997年、稻田养蟹面积已占河蟹养殖总面积的38。(十一) 生物质能多层次再生利用和农村多能互补系统模式 该模式利用了生态学上食物链原理及物质循环再生原理，在自然生态系统中生产者、消费者与还原者组成了平衡的关系，因此系统稳定，周而复始循环不已。而农业生态系统中由于其强烈的开放性，消费者大多成为第二性生产者，还原者因条件不正常而受到抑制，常使三者组成的关系失调，因此，首先要在食物链关系上协调营养平衡关系。例如以沼气为纽带的猪沼果模式、鸡-猪-沼-鱼-粮模式都是成功的实例，不仅有利于减少环境污染，提供农村能源，而且能提高资源利用率，形成低投高效农业。 辽宁省开发成功

39、的北方“四位一体”生态农业模式是北方平原地区得到普遍推广的一种模式。它是将沼气池、猪舍、蔬菜栽培组装在日光温室中，三者相互利用、互相依存的一套技术体系。温室为沼气池、猪舍、蔬菜创造良好的温湿度条件，猪也能为温室提高温度。猪的呼吸和沼气燃烧可以提高温室内二氧化碳的浓度，能增强蔬菜的光合作用，可使果菜类增产20，叶菜类增产30。蔬菜生产又使猪舍的氧气增加，同时，猪粪尿进入沼气池，产生沼肥，为蔬菜提供高效无害有机肥。在一块土地上，实现产气与积肥同步，种植与养殖并举，建立起生物种群较多，食物链结构较长，能流、物流循环较快的人工生态系统，基本上达到了农业生产过程清洁化、农产品无害化。“四位一体”生态农业

40、模式以庭院为基础，家庭妇女、闲散劳力都能干，一般一户每年可养猪10头、种植蔬菜150m2，年纯收入5000元，是一般大田作物的45倍；并使农民用上了300m3沼气清洁能源，折标煤。 “四位一体”生态农业模式在北方地区得到领导的重视和群众的欢迎。目前，辽宁省“四位一体”生态农业模式已发展到17.2104户，全国已推广21104户。沼气在我国农村的推广已有多年，它在补充和解决农村能源上起了很好作用，受到农民的普遍欢迎。特别应该强调的是无论山区和平原，凡是推广并且能坚持使用沼气的农村，由于解决了农民的燃料问题，使当地的树木、山林得以保护，其生态效益无可限量。当然，有些地区在前些年推广沼气时作了努力，

41、但未能坚持。究其不能坚持的原因，主要是建造时的材料和技术质量不好；建造后使用期间没有安排受过培训的专人负责管理、保养和维修，以致放任自流，导致失败。另外，从经济效益考虑，它和沼气池的大小、规模也有一定的关系，规模太小，影响经济效益。一定规模的村级集体养畜场用沼气配套，其经济效益较高。住房比较集中的村落可以采取多户联造来提高效益。 浙江省海宁市把市区的人粪尿先经过净化沼气池处理，除使水质达标排放以外，把沼渣运到郊区。村落的养猪场普遍都有的组合式沼气池，经过再次发酵后与沼液混合，然后由固定埋藏的管道加上临时接上的管道，直接通向菜园、果园和其他农田。这种连续式城乡一体化废物处理系统在该市普遍得到推广

42、，取得很好的生态、经济和社会效益。以沼气为纽带实现农村的多能互补系统有很大的意义。海南省儋州市美万生态村家家户户都同时有沼气、太阳能热水器，当然还有电力。除了充分满足农民方便、廉价、清洁的能源外，沼气池的肥料可供给宅旁果园充足的有机肥料，使管理良好的稀有品种热带水果生长茂盛。在该村放眼望去，山林茂密、水面清澈，景观非常美丽。（十二）贸工农综合经营模式 生态系统通过代谢过程使物质流在系统内循环不息，并通过一定的生物群落与无机环境的结构调节，使得各种成分相互协调，达到良性循环的稳定状态。这种结构与功能统一的原理，用于农村工农业生产布局和生态农业建设，便形成了贸工农综合经营模式，延伸了产业链条，实现

43、了贸工农一体化，种加养一条龙的格局，使生态产品得到了进一步增殖。湖北省京山县通过长期的探索，提出了五种生态农业综合经营模式。 (一)龙头企业带动型 以实力较强的企业为龙头，围绕一种重点产品的生产、加工、销售，联结有关部门和农户，进行一体化经营。 (二)骨干基地带动型 按照“基地市场，企业化经营”的原则，通过建立各种类型的多种经营生态农业基地，兴办专业农场，选择生产技术素质高、经济实力强的农户进行规模生产，统一销售。 (三)优势产业带动型 围绕优势产业的发展，成立相应的产品经销服务公司，千万百计获取市场信息，指导农民以市场为导向发展生产，并配套相应的社会服务体系，如加工业，运输业等。 (四)专业

44、市场带动型 即通过建立各种形式的农副产品市场，为农民产销直接见面提供交易场所，达到“建一个市场，活一片经济，富一方群众”的目的。 (五)技术协会带动型 围绕某个项目的主要生产建立民间技术协会，并通过协会向会员提供技术、良种、生产资料、产品销售等服务，把生产、科技和市场紧密地结合起来。 通过各种形式体现的贸工农综合经营模式，有利于延长食物链、生产链和资金链，农林经济得到可持续发展。第二节农田生态农业模式一 间作、套作与轮作的概念与原理二 农田间、套作与轮作的效益评价方法三 我国间作、套作与轮作的主要模式类型 一 间作、套作与轮作的概念与原理（一）间作、套作与轮作的概念（二）间作、套作与轮作的效益

45、原理(一) 间作、套作与轮作的概念 间作(inter cropping)是在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。所谓分行、分带是指条播的间作作物成单行、多行、窄行或占一定播种幅度的宽行相间种植。点播的作物则既可以在行间也可以在株间实行间种。 间作方式由于成行成带种植，可以实行分别管理，但不利于机械化作业。间作群体由于多种作物并存，是一复合群体，因此个体之间既有种内关系，又有种间关系。 套作(relay cropping)是指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式，也称为套种、串种。如在小麦生长后期每隔34行播种一行玉米或棉花。与单作相比，套

46、种不仅能阶段性的充分利用空间，更重要的是能延长后作物对生长季节的利用，减少农耗时间。在热量满足一熟有余，两熟不足的地区，意义更大。间作、套作与单作、混作等种植方式不同，上述四种种植方式如图所示。 轮作(crop rotation)是指在同一块田地上有顺序的轮换种植不同作物的种植方式。如在一年一熟条件下的大豆小麦玉米3年轮作，这是在年间进行的3年作物轮作。在一年多熟情况下，则既有年间轮作又有年内轮作，如应用于南方的绿肥-水稻-水稻；油菜-水稻-水稻；小麦-水稻-水稻轮作，这种轮作由不同的复种方式组成，又称为复种轮作。 应用复种和间、混作等种植方式进行多熟种植(multiple cropping)

47、，可在一年内，于同一田块上前后或同时种植两种或两种以上作物的种植方式，实现时间和空间上的种植集约化。在同一农田上，两种或两种以上的作物从空间和时间上多层次地利用空间的种植方式称 之为立体种植(multistorey cropping)。凡是立体种植都有多物种、多层次的立体利用资源进行种植的特点，都构成复合群体。如果在同一块田地上，农作物和农业动物或鱼类、食用微生物等分层利用空间的种植和养殖模式；或在同一水体内，水生植物与鱼类、贝类相间混养、分层混养的结构称之为“立体种养”(multistorey cropping and raising)。前者水稻和鱼、蟹共养，农作物与食用菌共同种植；后者如鱼

48、与珍珠蚌共养，藻和扇贝、海参共养。立体种养发展历史不久，在生态农业中广泛应用，其前景较为广阔。（二）间作、套作与轮作的效益原理1 间、套作的效益原理2 轮作的效益原理 1 间、套作的效益原理 植物群落中的相互制约的负相互作用，普遍表现为竞争。单一群体只存在种内竞争，复合群体则还存在种间竞争。在自然状态下，竞争双方都力求发展自身，抑制对方。它影响着个体的增长或存活。而间、混、套作所组成的作物群落是在人的控制下形成人工复合群体。人们可以通过选择作物种类，运用合理的田间管理技术等手段，能动地发挥作物间的互补作用，削弱、抑制种间和种内的竞争。种间互补关系处理得好，能体现互补为主，竞争为次，则能够充分利

49、用环境资源，提高土地利用率，提高单位面积产量；相反，种间的负相互作用大于正相互作用，就可能减产，这正是间、混、套作可能增产也可能减产的实质所在。 间、混、套作时，按不同比例分别播种两种作物A和B时，其产量效益对比单作大致有五种结局：一是A的得利等于B的削弱，总产量与单作相当(如图82a)；二是A的得利大于B的削弱，总产量比A+B单作增产(如图82b)；三是A和B均得利，总产量显著高于A+B单作(如图82c)；四是A的得利小于B的削弱，总产量比A+B单作减产(如图82d)；五是A和B均受到削弱，总产量比A+B显著减产(如图82e)。生产实践中，应力求第二、第三种结局，避免第四、第五种结局的出现。

50、间、套作复合群体的种间互补与竞争关系及其效益，具体体现在以下二个方面-1空间上的互补与竞争 (1)空间上的互补。合理间、套作，在空间配置上的共性是将空间生态位不同的作物进行组合，使其在形态上一高一矮，或兼有形态上的一圆一尖，叶角的一直一平，最大叶面积出现一早一晚等。利用作物这些生物学特性之间的差异，使其从各个方面适应其空间分配的不均一性，则可在苗期扩大农田的光合面积，减少漏光损失；在生长旺盛期，增加叶片层次，减少光饱和浪费(图83)；生长后期，提高叶面积指数，减少漏光损失，提高对光能的利用。 (2)间套作互惠效应。其机理在于：田间群体高矮相错，变平面受光为分层受光，另外，高位作物除了能截获从上

51、面射来的光线外，还增加了侧面受光，采用喜光作物与耐荫作物合理搭配，还可以在采光上起到异质互补的作用，充分用光。如喜光的玉米和相对耐荫的豆类间作；高、矮作物间、套作，矮位作物的生长带成了高位作物通风透光的“走廊”，利于空气流通，改善CO2供应。 (3)空间上的竞争。复合群体在空间上的竞争主要表现为光的竞争。间作时，冠层高的作物截走了较多的阳光，使冠层低的作物受遮荫；套作时，后茬作物受前茬作物遮荫，即冠层高的作物所获得的立体受光优势往往是建立在冠层低的作物受光劣势的基础上的。据山东省滨州地区农业科学研究所(1997年)观察，麦棉套作共生期内，麦田畦埂棉苗冠层光照强度在一天内平均为单作棉苗的30左右

52、，麦套棉行棉苗大部分时间处在光补偿点以下，光照是影响夏套棉生长发育诸因子中的首要因子。而采用南北行向种植表明：棉花、花生在合理的间作条件下，土壤养分也有一定的互补作用，棉花能充分利用花生固定的氮，花生能利用棉花活化的土壤磷。 当然，间(混)、套作时，作物的地下部分也不可避免地存在着水肥的竞争。-2生物间的互补与竞争(1)边行的相互影响间套作时，作物高矮搭配或存在空带，作物边行的生态条件不同于内行，由此而表现出来的特有产量效益称为边际效应。高位作物边行由于所处高位的优势，通风条件好，根系竞争能力强，吸收范围大，生育状况和产量优于内行，表现为边行优势或正边际效应；同时，矮位作物边行由于受到高位作物

53、的不利影响，则表现为边行劣势或负边际效应。边行优势大小依种植方式、作物种类、品种的不同而不同。如玉米与大豆间作，一般认为在玉米带为4行时，由边行优势而导致的增产效果较为明显，超过四行时，增产效果逐渐减少，而超过6行时，增产效果大为降低；同是高秆作物，玉米边行优势明显而高粱则不明显。与之对应，矮位作物的边行劣势也与种植制度、作物种类、品种相关。如同是与玉米间作，棉花、谷子、甘薯减产较多，而大豆、马铃薯减产较少。因此，间套作时必须正确制定有关技术措施，才能发挥边行优势，减轻边行劣势，获得增产效果。 (2)病虫害和抗灾的相互影响复合群体改变了作物单作时的田间小气候状况，直接影响到病虫害发生环境，可使

54、生态可塑性小的病虫害减轻。一般高位作物由于通风透光条件的改善，可减轻因高温潮湿而发生的病害，如玉米叶斑病、小麦的白粉病和锈病以及棉花的叶斑病和棉铃病。间套作时，作物种类增多，也可因害虫天敌增多而减轻虫害。如在麦棉套作田里，由于瓢虫、食蚜虻等天敌的繁殖和麦行的阻隔，减轻了棉田的蚜虫发生。如据河南农学院(1983年)调查，单作棉花4月20日即有蚜虫发生，至30日百株蚜量达到144头，套作棉花晚5d有蚜虫，到30d百株棉蚜量仅为16头。但是，田间生态环境的改善也可能有利于某些病虫害的发生，这也值得在间套作时加以考虑。另外，间套复合群体对于抗御自然灾害也有明显效果。由于各种作物对自然灾害的抗逆性不同，

55、如有的抗旱，有的耐涝，有的耐冻，有的抗风，通过间混套作将它们合理组合，则有利于减轻自然灾害的损失，在生产条件较差和技术水平较低的情况下，更成为抗灾的基础。(二)轮作的效益原理 在轮作生产中，前作通过影响土壤的水分和养分供应，环境状况来对后作产生效应。作物轮作的效益体现在四个方面。 1协调不同作物对水分、养分的需求 禾谷类作物与其他作物相比，对氮、磷和硅的吸收量较多；豆科作物可通过根瘤菌固定空气中的氮素，而对磷的消耗量却很大；块根块茎类作物吸收钾的比例高，同时消耗氮素的量也大；纤维和油料作物吸收氮磷皆多。通过对吸收、利用营养元素能力不同而又具有互补作用的不同作物合理轮作，可以协调前、后茬作物养分

56、的供应，均衡利用土壤养分。同理，对水分适应性不同的作物轮作换茬能充分而合理地利用全年自然降水和土壤中储存的水分，在我国旱作雨养农业区轮作对于调节利用土壤水分，提高产量更具有重要意义。 2改善土壤理化性状、调节土壤肥力 各种作物的秸秆、残茬、根系和落叶都是补充土壤有机质和养分的重要来源。如禾本科作物有机碳含量多，而豆科含氮量大，有计划地采用豆、禾轮作，可调节土壤碳、氮平衡。另外，轮作还具有调节改善耕层物理性状的作用。如辛国荣等(1998年)在黑麦草水稻轮作试验中，发现冬种黑麦草使土壤有机质质量提高，土壤全氮、全磷及有效氮、有效磷均与对照有不同程度提高。张立峰等(2000年)在河北坝上地区沙质栗钙

57、土农田所作的箭舌豌豆与燕麦的轮作试验表明，箭舌豌豆的固氮作用，能够补偿燕麦生产从农田带走的氮素，即使地上部分全部移出农田，农田氮素仍可盈余(hm2a)。此外，长期的水旱轮作对于改良沿海地区的盐碱地也具有良好的作用。 3轮作的增产效应 作物轮作，尤其是豆禾轮作的增产效应较为明显。国内外许多研究都证明了这一点。据耿华珠等(1995年)对我国关中地区苜蓿与小麦轮作研究表明，苜蓿茬小麦当年增产2030，翌年增产3050，第三年与第一年基本相同。彭珂珊等(2000年)试验结果表明，轮作在任何降水年型下产量及水分利用效率均高于连作，3年轮作粮食增产 600735kghm2，提高，水分利用效率提高。 4减轻

58、农作物的病虫草害 作物的病原菌一般都有一定的寄主，害虫也有一定的专食性或寡食性，有些杂草也有其相应的伴生者或寄生者，他们是农田生态系统的组成部分，在土壤中有一定的生活年限。如果连续种植某种作物，通过土壤传播的病害，如小麦全蚀病、棉花黄枯萎病、烟草黑茎病、谷子白发病、甘薯黑斑病必然会大量发生。实行抗病作物与感病作物轮作，更换其寄主，改变其生态环境和食物链关系，可达到减轻病虫草害的目的。二 农田间、套作与轮作的效益评价方法（一）间、套作的效益评价方法（二）轮作的效益评价方法（一）间、套作的效益评价方法 生产中，由于不同作物所要求的行距不同，在间、混、套作中各种作物的行距往往又常变动，因此，如何计算

59、复合群体中各种作物占有的面积，难以给予公认的统一的标准。对于间、混、套作效益的评价，目前国际上应用较多的是Willy和Orisa(1972年)提出的土地当量比(Land Equivalent Ratio，LER)方法，其定义为：获得与间、混、套作中各个作物同等的产量，所需各种作物单作面积之比的总和，公式为：式中 Yi 间、混、套作中作物i单产； Yi 作物i单作的单产； n 间、混、套作中的各种作物。 土地当量比的实质是反映复合群体与单作群体相比的土地利用率，它适合各种复合群体土地利用效率的评价。土地当量比大于1，复合群体土地利用效率高于相应的单作群体，复合群体内各作物间存在着正复合效应；土地

60、当量比等于1，复合群体与相应的单作群体土地利用效率相同，复合群体内各作物间复合效应为0；土地当量比小于1，复合群体土地利用效率小于相应的单作群体，复合群体内各作物间存在着负复合效应。例如，玉米间作大豆，单产分别为hm2和852kghm2，而单作玉米和单作大豆的单产分别为5575.5 kghm2和hm2，则土地当量比为： 在生产上，从提高土地利用效率的角度出发，要求间、混、套作的土地当量比大于1。（二）轮作的效益评价方法 在轮作倒茬对于作物生产资源利用效果的评价方面，由于其技术效果的复杂性与综合性，目前尚无公认的统一定量标准。邓新民(1989年)采用了轮作方式的产能量，韩秉哲 (1996年)、任