第7章_农林牧复合生态经济系统

土壤肥沃、气候适宜。


化肥投入量逐年增加，有机肥投入量逐年减少；
耕作措施不当、作物种植比例失调等因素，导致 土壤肥力不断下降。
中国拥有地球上7%的耕 地，但化肥和农药的使 用量却是全球总量的35%




1、引起土壤酸度变化。过磷酸钙、硫酸铵、氯化铵等都属 生物酸性肥料，即植物吸收肥料中的养分离子后，土壤中氢 离子增多，易造成土壤酸化。 2、导致土壤板结，肥力下降。化肥使用过多，大量的 NH4+、K+和土壤胶体吸附的Ca2+、Mg2+等阳离子发生 交换，使土壤结构被破坏，导致土壤板结。 3、有害物质对土壤产生污染。制造化肥的矿物原料及化工 原料中，含有多种重金属放射性物质和其他有害成分，它们 随施肥过入农田土壤造成污染。 4、农产品品质下降。化肥的肥效较快，对作物前期生长作 用明显，而作物养分积累不利，化肥部分物质被作物吸收积 累到植物体中，影响产品品质。
•“加环”再转化，增大系统产出，提高系统的功能。 •“无效输出”返回土壤库，减少了系统外物质、能量的输入， 减少了系统能耗，降低产品成本，提高系统经济效益。

②不合理的输出加大了运输能耗，无效输出带来巨大的能
源、运输、搬运、劳力等方面的浪费。

③由于不合理的输出，造成城市有机质不正常“富集”， 加大了城市生态系统的污染和负荷——“化利为害”。
②农牧型：

林区耕地不足，提高单产尤为重要。
•
保障高产农田。增加农业投入，扩大高产基本农 田面积，保证粮食生产基础上，退耕造林种草；
•
在粮食、饲草、燃料等增加的基础上，大力发展 以牛、羊、兔、猪、禽等为主的畜牧业，改善畜 禽结构。
③林牧型：

自然森林生态系统食物链网络最复杂，但其生物 种群几乎都是自然选择的野生自然种群

核心是农牧业的有机结合、互相依存和促进、 同步发展，使生态系统的结构趋于合理，功能 不断增强。
发展思路：

（1）方田林网化
•
建成方田林网化，中间打一眼机井，将农田系统建成旱 能灌、涝能排的旱涝保收、稳产、高产的系统。 利用秸秆、树叶为饲料，发展农区畜牧业。

（2）利用非常规饲料发展农区畜牧
•
核心：要以农 促牧，以牧养 农，以农兴林 ，达到农林牧 结合
•
林牧模式就是依据自然种群的组合原则，用人工食物 链取代自然食物链，既最大限度地利用自然资源
•
该类型常见模式有：林-昆虫-鸡-貂；林-畜-蚯蚓；林
-鸭-鱼等

（3）案例：山东省五莲县位于鲁中南山区，全县以山地为
主，总面积1501.54km2。其中山地面积占34.2%，丘陵面积占 59.7%，全县总耕地面积4.15万hm2，人均0.08hm2。
1980年以来，根据当地 条件对山、水、林、田 、村进行综合治理，确 定了以林果为主，林粮 牧结合，牧工商一体化 的多种经营全面发展的 生态农业模式
成效：





①形成了“山顶松槐戴帽，山间果树缠腰，山下林粮间作 ，沟内塘坝千条”的格局，全县小流域综合治理面积达 65%以上。 ②实施了林果业生态工程，每年新增林网面积750hm2以上 ，全县林网总面积12万hm2，森林覆盖率达43%，植被覆盖 率达98%。 ③实施了以土壤培育为主的土地利用生态工程，土壤有机 质含量提高1倍。 ④实施了以种植业为依托的畜牧养殖生态工程，大力发展 规模养殖业。 ⑤实施了以种养业为前提的农畜产品增殖工程，积极发展 农副产品深加工，年产值30多亿元。
由于过牧、过樵、过采，目前草场退化较严重。
（1）问题：

①自然生产潜力得不到发挥：太阳能、光、温条件
较好，沙地上种植旱田，沿用广种薄收的经营方式。

②存在着农林争地，农牧争地的矛盾：大面积是广 种薄收的旱田、轮耕地和撂荒地。

③沙化随人口增加有逐渐发展的趋势：以吉林省为 例，到2000年，沙地面积增加了23万hm2，吉林省人 口增加了1600万人。
浪费严重！！！
• 能量流动是单向性的；
• 消费者至多只能转变食
能量转化金字塔规律
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？
2.农区牧业生态工程的基本思路

一个理想的农业生态系统应该是一个多元化的 生物群落、具有自我维持和发展的能力，并能 取得高产高效的生态经济系统。

在西红柿和青椒收获现场，据初略估计，青椒有 四分之一到三分之一没有收获上来，土豆浪费几 乎到达五分之一，西红柿十分之一左右。
• 美国的农业以市场为主，他们的粮食压力不大，但造成的 浪费、环境污染和资源代价是很大的，单位土地面积的产 量和效益相对是较低的。 • 工厂化、市场化、快餐化的食物生产方式也带来了严重的 健康问题，肥胖、高血压、心脏病、糖尿病人群比例不断 增加。 • 美国这种“无人农业”的农业方式是不符合人多地少的中 国的。
第七章 农林牧复合生态经济 系统的生态工程
张靖 zhangjing@

1.了解农林牧复合生态工程现状及发展趋势。 2.掌握农林牧复合生态工程设计的基本原理。 3.掌握农林牧复合生态工程工程建设内容及实施 方案。

4.熟悉农林牧复合生态工程生态工程的设计流程。

3.林区畜牧业生态工程设计
林业的畜牧业生态工程主要适用于交错带的 荒芜地、疏林地和灌木林地。

（1）原则：
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①牧林共生； ②多重利用； ③可持续发展。

（2）模式：林区的畜牧业应以水土保持与增 加土壤肥力为重点
①林果牧型：根据地形高、中、低建立多层次的生产结构
采取山顶陡坡松柏、刺槐防护林带； 山腰缓坡杂果林带； 山下沟边基本农田，地边种植花椒、桑树等，配和各种拦 蓄工程，达到土不下山和涵养水源的目的
（2）资源合理利用及开发前景
农牧交错带的许多沙地的自然生产潜力很高，对沙 地资源利用不合理，实际粮食单产很低。

①建立林草田复合生态系统，把农林牧互相矛盾 的现状转变为农林牧互相促进的关系。

②发展饲料工业，走迂回的道路提高粮食单产。 ③把沙地开发与群众脱贫致富联系起来，建设人 工控制的生态经济系统。
发展历史：




1950年，史密斯（Smith）著的《树木作物：永久的农业》 一书，阐述这一系统。 1977年，国际农林业复合经营研究委员会（ICRAF）成立， 使该方向的研究兴起热潮。 1982年创办了国际性刊物《农林业系统》（Agroforestry Systems）。 现在，农林业系统扩展为农林牧业复合体，通过以林护农、 以农养牧、以牧促林，实现农林牧的互利共生。
农林牧复合生态经济系统


在草带内的沙平地，可种植花生、玉米、地瓜等农作 物、经济作物和油料作物。 在沙地上施用有机肥，改良沙土，增加有机质对沙粒 的胶结作用，改善土壤结构。 一方面增加粮食生产， 另一方面扩大秸秆产量，发展畜牧业，以农兴牧。
（2）具体设计：

①林带林网
规格：500m×500m 结构：乔灌革结合，乔木10行，3mx3m；灌术1m×1m。 树种：乔木为刺槐、山杏。 灌术为拧条+胡枝子、紫穗槐。

2.3物质多重利用与物质循环原理
在农林牧复合生态系统中，各子系统之间的 物质必须要多重利用，尽量做到无废物产出。


畜牧业的粪、尿，是农作物和林木的优质肥料；
农副产品及豆科灌木饲料林，也是畜牧业的饲料源。

3.1 农林牧交错带的复合生态工程


3.2 农区的牧业生态工程
3.3 林区的牧业生态工程 3.4 种养加复合生态经济系统



一户家庭大农场，两口子经营了1万英亩的土地，相当于 6.06万亩土地，种植了苜蓿、西红柿、青椒等，最忙的时 候，也只不过雇佣20人左右帮工。 美国式“无人农业”离不开大型机械设备。这些他们应有 尽有，甚至飞机也雇来喷洒农药。这样的农业被国内的农 业专家奉为农业的最高境界。 该种农业的弊端——造成大量资源浪费。一个人耕作上万 亩的耕地，除了粗放还是粗放，单产和作物多样性性下降 是不可避免的。这样就浪费了土地资源。其次，毕竟是机 器收储运，现场的浪费就很严重。

美国农林牧复合经营系统
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美国东南及中南部以饲草、林牧系统为主； 美国中部和中南部以核桃树为主，林粮和林草间作； 美国东北部主要以果树和一年生作物间种为主； 美国西北部有传统的林牧结合。 是农作物和硬杂木间作；

加拿大的模式
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在泥炭沼泽上种柳树，木材用于畜牧业和造纸。

澳大利亚防护林和林牧结合模式 非洲的主要类型包括：
贝格曼规律（Bergmann‘s rule）：高纬度恒温动物往 往比来自低纬度恒温动物个体高大，导致其相对体表面 积变小，使单位体重的热散失减少，有利于抗寒。 艾伦规律(Allen‘s rule) ：恒温动物身体的突出部分 如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势 ，这也是减少散热的一种形态适应。
2.农林牧复合系统生态工程设计
（1）设计的基本思路： 在农牧交错带的沙地上，建立林网

①防风固沙，固定沙地 ②选用豆科饲料植物，以便以林促牧 ③短期效益与长期效益相结合：用材林和经济林结合， 发挥长远效益，解决可持续发展问题；选择适合作饲 料的灌木，使其当年见效，以林促牧。
在林网内种豆科牧草，建 立饲料工业基地，发展草 食畜牧业，国养牲畜，积 攒有机肥，养殖蚯蚓、蜜 蜂，办有机无机复合颗粒 肥料厂，以牧养农。 新建的林网
3.农区牧业生态工程设计

（1）工程模式之一：小麦+玉米+大豆-黄牛。 牛粪还田，集中施在玉米地上，尽可能将根茬、 凋落物还田，小麦玉米、大豆轮作。 （2）工程模式之二：小麦+玉米间种草木樨+大 豆-奶牛。 玉米和草木樨2:1间种（玉米的每公顷保苗株数 可比单种玉米时减少）：牛粪还田，集中施在 玉米地上。