1、淺談立體農(nóng)業(yè)一、立體農(nóng)業(yè)綜述 關(guān)于立體農(nóng)業(yè)這一學(xué)術(shù)名詞，早在20世紀(jì)初美國哥倫比亞大學(xué)的J.Rsmith教授曾概括為：立體農(nóng)業(yè)是“種植業(yè)、畜牧業(yè)與加工業(yè)有機(jī)聯(lián)系的綜合經(jīng)營方式?！?009年8月，在應(yīng)對(duì)氣候變化下的糧食安全問題上，有相關(guān)研究人員積極倡議在未來建立一種立體農(nóng)業(yè)模式，在高大的建筑物中用營養(yǎng)液培植農(nóng)作物，而將地面上的耕田還原成森林。隨著農(nóng)業(yè)科技技術(shù)的不斷蚊帳，立體農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵也得到進(jìn)一步提升。簡單地說，立體農(nóng)業(yè)是指利用生物間的相互關(guān)系，興利避害，為了充分利用空間把不同生物種群組合起來，多物種共存、多層次配置、多級(jí)物質(zhì)能量循環(huán)利用的立體種植、立體養(yǎng)殖或立體種養(yǎng)的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式。立體農(nóng)業(yè)，又稱

2、層狀農(nóng)業(yè)，就是利用光、熱、水、肥、氣等資源，同時(shí)利用各種農(nóng)作物在生育過程中的時(shí)間差和空間差，在地面地下、水面水下、空中以及前方后方同時(shí)或較互進(jìn)行生產(chǎn)，通過合理組裝，粗細(xì)配套，組成各種類型的多功能、多層次、多途徑的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)系統(tǒng)，來獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。如在葡萄地里種草莓、草莓收后種菜等。鴨河口庫區(qū)，水庫水面發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)魚、銀魚養(yǎng)殖及庫汊養(yǎng)魚開發(fā)，環(huán)庫發(fā)展豬雞水禽立體養(yǎng)殖，這也是立體農(nóng)業(yè)的典型。 二、立體農(nóng)業(yè)的發(fā)展簡史立體農(nóng)業(yè)最早產(chǎn)生于農(nóng)作物的間作套種。在中國已有2000多年的歷史。長期生產(chǎn)實(shí)踐中形成的珠江三角洲的基塘農(nóng)業(yè)，利用江河低洼地挖塘培基，水塘養(yǎng)魚，基面栽桑、植蔗、種植瓜果蔬菜或飼草，形成“

3、?；~塘”、“蔗基魚塘”或“果基魚塘”等種植和養(yǎng)殖結(jié)合的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是一種比較理想的立體農(nóng)業(yè)。但對(duì)中國立體農(nóng)業(yè)的研究僅10多年歷史，其理論還處于探索階段。在其他國家，如坦桑尼亞、斯里蘭卡等也常見立體種植，美國、印度、印度尼西亞等正在興起與中國立體農(nóng)業(yè)相類似的混合種植、多層利用和農(nóng)林牧漁結(jié)合的種植、養(yǎng)殖業(yè)。 三、立體農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵狹義的立體農(nóng)業(yè) 狹義立體農(nóng)業(yè)指地勢(shì)起伏的高海拔山地、高原地區(qū)，農(nóng)、林、牧業(yè)等隨自然條件的垂直地帶分異，按一定規(guī)律由低到高相應(yīng)呈現(xiàn)多層性、多級(jí)利用的垂直變化和立體生產(chǎn)布局特點(diǎn)的一種農(nóng)業(yè)。如中國云南、四川西部和青藏高原等地的立體農(nóng)業(yè)均甚突出。這里種植業(yè)一般多分布于谷地和谷坡，

4、山地為天然林，間有草地，林線之上為天然草場(chǎng)，具有規(guī)律性顯著、層次分明的特點(diǎn)。僅指立體種植而言，是農(nóng)作物復(fù)合群體在時(shí)空上的充分利用。根據(jù)不同作物的不同特性，如高稈與矮稈、富光與耐蔭、早熟與晚熟、深根與淺根、豆科與禾本科，利用它們?cè)谏L過程中的時(shí)空差，合理地實(shí)行科學(xué)的間種、套種、混種、復(fù)種、輪種等配套種植，形成多種作物、多層次、多時(shí)序的立體交叉種植結(jié)構(gòu)。中義的立體農(nóng)業(yè) 是指在單位面積土地上(水域中)或在一定區(qū)域范圍內(nèi)，進(jìn)行立體種植、立體養(yǎng)殖或立體復(fù)合種養(yǎng)，并巧妙地借助模式內(nèi)人工的投入，提高能量的循環(huán)效率、物質(zhì)轉(zhuǎn)化率及第二性物質(zhì)的生產(chǎn)量，建立多物種共棲、多層次配置、多時(shí)序交錯(cuò)、多級(jí)質(zhì)、能轉(zhuǎn)化的立體農(nóng)

5、業(yè)模式。廣義的立體農(nóng)業(yè) 廣義的立體農(nóng)業(yè)指根據(jù)各種動(dòng)物、植物、微生物的特性及其對(duì)外界生長環(huán)境要求各異的特點(diǎn)，在同一單位面積的土地或水域等空間，最大限度地實(shí)行種植、栽培、養(yǎng)殖等多層次、多級(jí)利用的一種綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。如水田、旱地、水體、基塘、菜園、花園、庭院的立體種養(yǎng)等；林地的株間、行間混交和帶狀、塊狀混交等；水體的混養(yǎng)、層養(yǎng)、套養(yǎng)、兼養(yǎng)等均屬之。以中國珠江三角洲的?；?、果基、蔗基魚塘等為典型，具有多層次、多級(jí)利用的特點(diǎn)。著眼于整個(gè)大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，它包括農(nóng)業(yè)的廣度，即生物功能維；農(nóng)業(yè)的深度，即資源開發(fā)功能維；農(nóng)業(yè)的高度，即經(jīng)濟(jì)增值維。它不是通常直觀的立體農(nóng)業(yè)，而是一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的概念，與當(dāng)前“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的

6、概念相似。 上述3種觀點(diǎn)從不同的角度對(duì)立體農(nóng)業(yè)進(jìn)行理論嘗試，都是對(duì)傳統(tǒng)平面農(nóng)業(yè)單作的揚(yáng)棄。第一種概念的邊界只限于立體多層種植，是農(nóng)作物輪作、間作、套作在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)下的延伸和發(fā)展，由于概念邊界過窄，局限于種植業(yè)內(nèi)部的山、水、田、灘、路的多維利用，忽略了興起中的林牧(漁)、農(nóng)牧(漁)復(fù)合種、養(yǎng)，以及庭院種、養(yǎng)加工，容易使立體農(nóng)業(yè)同間作、套作混淆起來；第二種概念能夠反映出當(dāng)代中國立體農(nóng)業(yè)的本質(zhì)特征，它既有區(qū)域內(nèi)垂直梯度的立體種養(yǎng)循環(huán)布局，又有單位面積(水體)立面空間的種養(yǎng)(加工)合理配置；第三種概念邊界過寬，包容農(nóng)、工、商綜合發(fā)展，邊界的無限延長無疑否定了立體農(nóng)業(yè)本身的特點(diǎn)，造成與生態(tài)農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)綜

7、合開發(fā)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化之間的概念重疊和模糊，失去了立體農(nóng)業(yè)存在價(jià)值。 經(jīng)過以上分析，可把立體農(nóng)業(yè)的概念總結(jié)如下：立體農(nóng)業(yè)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技相結(jié)合的新發(fā)展，是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)精華的優(yōu)化組合。具體地說，立體農(nóng)業(yè)是多種相互協(xié)調(diào)、相互聯(lián)系的農(nóng)業(yè)生物(植物、動(dòng)物、微生物)種群，在空間、時(shí)間和功能上的多層次綜合利用的優(yōu)化高效農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)。四、立體農(nóng)業(yè)的模式和特點(diǎn)立體農(nóng)業(yè)的模式是以立體農(nóng)業(yè)定義為出發(fā)點(diǎn)，合理利用自然資源、生物資源和人類生產(chǎn)技能，實(shí)現(xiàn)由物種、層次、能量循環(huán)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化和技術(shù)等要素組成的立體模式的優(yōu)化。立體農(nóng)業(yè)的模式 構(gòu)成立體農(nóng)業(yè)模式的基本單元是物種結(jié)構(gòu)(多物種組合)、空間結(jié)構(gòu)(多層次配置)、時(shí)間結(jié)構(gòu)(時(shí)序

8、排列)、食物鏈結(jié)構(gòu)(物質(zhì)循環(huán))和技術(shù)結(jié)構(gòu)(配套技術(shù))。目前立體農(nóng)業(yè)的主要模式有：丘陵山地立體綜合利用模式；農(nóng)田立體綜合利用模式；水體立體農(nóng)業(yè)綜合利用模式；庭院立體農(nóng)業(yè)綜合利用模式。立體農(nóng)業(yè)的特點(diǎn) 立體農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)集中反映在四個(gè)方面，一是“集約”，即集約經(jīng)營土地，體現(xiàn)出技術(shù)、勞力、物質(zhì)、資金整體綜合效益；二是“高效”，即充分挖掘土地、光能、水源、熱量等自然資源的潛力，同時(shí)提高人工輔助能的利用率和利用效率；三是“持續(xù)”，即減少有害物質(zhì)的殘留，提高農(nóng)業(yè)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)后勁，不斷提高土地(水體)生產(chǎn)力；四是“安全”，即產(chǎn)品和環(huán)境安全，體現(xiàn)在利用多物種組合來同時(shí)完成污染土壤的修復(fù)和農(nóng)業(yè)發(fā)展，

9、建立經(jīng)濟(jì)與環(huán)境融合觀。      總之，開發(fā)立體農(nóng)業(yè)、發(fā)揮其獨(dú)特作用，可以充分挖掘土地、光能、水源、熱量等自然資源的潛力，提高人工輔助能的利用率和利用效率，緩解人地矛盾，緩解糧食與經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、果樹、飼料等相互爭地的矛盾，提高資源利用率，可以充分利用空間和時(shí)間，通過間作、套作、混作等立體種養(yǎng)、混養(yǎng)等立體模式，較大幅度提高單位面積的物質(zhì)產(chǎn)量，從而緩解食物供需矛盾；同時(shí)，提高化肥、農(nóng)藥等人工輔助能的利用率，緩解殘留化肥、農(nóng)藥等對(duì)土壤環(huán)境、水環(huán)境的壓力，堅(jiān)持環(huán)境與發(fā)展“雙贏”，建立經(jīng)濟(jì)與環(huán)境融合觀。五、立體農(nóng)業(yè)的作用立體農(nóng)業(yè)為推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化提供了比

10、較健全和充足的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，推動(dòng)了加工企業(yè)和中介組織的發(fā)展，使整個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈更加優(yōu)化，使產(chǎn)業(yè)鏈的科技含量更高，使產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量更好，反過來，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化、發(fā)展、提高又促進(jìn)立體農(nóng)業(yè)向更高、更深的層次發(fā)展。根據(jù)不同生物物種的特性進(jìn)行垂直空間的多層配置；自然資源的深度利用，主產(chǎn)品的多級(jí)、深度加工和副產(chǎn)品的循環(huán)利用；技術(shù)形態(tài)的多元復(fù)合等。立體農(nóng)業(yè)分異基面和同基面兩種類型。異基面立體農(nóng)業(yè)指不同海拔、地形、地貌條件下呈現(xiàn)出的農(nóng)業(yè)布局差異。如云貴高原在河谷地帶和低山區(qū)水田以冬作物水稻一年兩熟為主，旱地以小麥一玉米、甘薯一年三熟或兩熟為主，還可種植熱帶、亞熱帶瓜果。半山區(qū)以一年一熟水稻或一年二熟旱作

11、物為主；高山區(qū)只種玉米、馬鈴薯、蕎麥等一年一熟旱糧；?；~塘、果基魚塘等屬微觀異基面立體農(nóng)業(yè)。同基面立體農(nóng)業(yè)指同一塊田地上的間混套作及兼養(yǎng)動(dòng)物、微生物的立體種養(yǎng)系統(tǒng)。如林糧或糧菜間作、稻田養(yǎng)魚、農(nóng)田插種食用菌等。合理的立體農(nóng)業(yè)能多項(xiàng)目、多層次、有效地利用各種自然資源，提高土地的綜合生產(chǎn)力，并且有利于生態(tài)平衡。六、立體農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀發(fā)展立體農(nóng)業(yè)，改善生態(tài)環(huán)境。由于氣候變化所導(dǎo)致的洪旱災(zāi)害正在嚴(yán)重破壞著傳統(tǒng)耕地。最近地三次洪災(zāi)（1993年，2007年，2008年）使得美國在農(nóng)作物上損失了上億元，而且表層土也遭到了嚴(yán)重的侵蝕。而降雨模式以及氣溫的變化可能會(huì)使印度在這個(gè)世紀(jì)末的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量減少30%。 而且，

12、人口的迅速增長給農(nóng)業(yè)帶來更大的壓力，使得農(nóng)民不得不耗盡土地資源來滿足人們的需求。人均可耕地面積從1970年的一英畝到2000時(shí)已經(jīng)減少成半英畝，而且據(jù)美國有關(guān)部門預(yù)計(jì)，到2050時(shí)，人均可耕地面積將會(huì)減少到三分之一英畝。在我們知道這種以土地為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)形式時(shí)，就已經(jīng)有上百萬的人在采用這一形式了。但繼續(xù)這樣下去，經(jīng)歷了12000年之久的傳統(tǒng)農(nóng)耕形式將不再是一種可持續(xù)發(fā)展的選擇。 傳統(tǒng)耕作方法中的灌溉現(xiàn)在已經(jīng)用去淡水的百分七十。這些水用在農(nóng)作物上后，又經(jīng)過過多的農(nóng)作物沉積入地球水層中去，使得泥沙、農(nóng)藥、除草劑還有化肥這些物質(zhì)把淡水都給污染了，不能被再次使用。發(fā)達(dá)國家必須在世界性饑荒發(fā)生之前找

13、到新的解決方法，不能讓為一杯純凈的水，一盤優(yōu)良的大米和大豆戰(zhàn)斗這樣的事情發(fā)生。 七、立體農(nóng)業(yè)的未來應(yīng)用立體農(nóng)業(yè)就像是一種生態(tài)功能的系統(tǒng)，廢棄物可以被重新利用，那些用于營養(yǎng)液和aeroponic技術(shù)中的水也經(jīng)過除濕后被使用，這樣的重復(fù)形成一種良性的生態(tài)環(huán)境。建立立體農(nóng)業(yè)的技術(shù)現(xiàn)在已被用于環(huán)控農(nóng)業(yè)設(shè)施，但還沒有與在城市的高層建筑里生產(chǎn)食物有密切的關(guān)系。 不僅僅只有這樣的高層建筑才可以容納立體農(nóng)業(yè)。學(xué)校，飯店還有醫(yī)院這種綜合性的建筑的上層都可以成為各種各樣大小不同的農(nóng)田來種植莊稼。這些農(nóng)田可以通過持續(xù)不斷地為城市的人們提供新鮮的蔬菜和水果，防止健康問題。立體農(nóng)業(yè)可以整年持續(xù)不斷地生產(chǎn)無農(nóng)業(yè)化學(xué)品的食

14、物。魚和家禽也可以在室內(nèi)養(yǎng)殖。由于這種農(nóng)業(yè)不需要大型的農(nóng)業(yè)機(jī)械以及把糧食從農(nóng)村運(yùn)送到城市的卡車，從而減少了大量礦物燃料的使用，降低溫室氣體的排出量。第一個(gè)真正的室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)是在康奈爾大學(xué)建立起來的。第一年的水培生菜，每平方英尺長就長出68棵來。在紐約每棵生菜的零售價(jià)是2.5美元，由此，相信人們可以很容易地算出其它農(nóng)作物的贏利來。美國研究人員積極倡議在未來建立一種立體農(nóng)業(yè)模式，在高大的建筑物中用營養(yǎng)液培植農(nóng)作物，而將地面上的耕田還原成森林。 我們還應(yīng)當(dāng)看到，立體農(nóng)業(yè)的組合模式既有互利的一面，又有相互矛盾的一面。如果投入不足，配置不當(dāng)，技術(shù)不完善，可能會(huì)引起矛盾的加劇或群體生產(chǎn)力的下降。因此，在普及、推廣