农业复合系统

复合系统
一、农业复合生态系统
（一）定义及特征
农业复合生态系统是由一定农业地域内相互作用的生物因素及社会、经济和自然环境等非生物因素构成，在人类农业生产活动不断干预和影响下形成的，具有特定功能的复合体。

它既不是自然生态系统，也不完全是人工生态系统，而是自然与人工的复合系统。

从宏观角度看，农业复合生态系统是由无机环境、生产者、消费者、分解者四大部分组成的综合体，各组成部分间通过物质循环和能量转化而密切联系，相互作用、相互依存、互为条件。

农业复合生态系统是在对自然生态系统改造的基础上形成的，与自然生态系统有明显的不同。

在农业复合生态系统中，只有符合人们需要的植物、动物才得以扶持和发展，而妨碍此类生物正常生长发育的害虫、病菌、杂草等则被抑制和消灭。

因此，系统中生物少而单调，食物链短，反馈机制弱，自我调节能力差，稳定性低，易遭受不良环境因素的损害。

农业复合生态系统是典型的具有耗散结构的开放系统，其开放状况，是通过人类有目的的经济活动实现的。

系统生产的生物量中，相当一部分以农产品形式输出到系统外被人们利用；同时，人们从系统外输入各种有机肥料和化学物质，以补充土壤养分的消耗。

由于人们采取各种农业技术措施，加之农业复合生态系统具有开放性，农业生产中投入大量能源、物质、资金、劳动力等，因此，农业复合生态系统的生产效率比自然生态系统高很多。

农业复合生态系统在人类干预下由自然生态系统脱颖而出，是人类活动的产物，它带有强烈的人为性，不可能脱离社会经济条件，社会制度、经济体制及科学技术发展水平均会深刻地影响它的组成、结构和生产力。

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（二）应用意义
传统农业是用传统的耕作方法和农业技术，以人力、畜力为主要农业动力，以自给自足的自然经济为主导地位的农业。

由于能源、肥料等农业生产要素短缺，生产者不得不重复利用秸秆、人畜废弃物等资源，以维持农业生产力水平，因此，传统农业已具备了农业复合生态系统的特征。

在传统农业的发展过程中，中国创造了多种传统复合农业模式，如平原地区的稻一猪、稻一渔、稻一菇、草一鹅一
稻、桑基鱼塘草一渔等模式，丘陵地区的甘薯一猪一菜模式，北方的“四位一体”模式等，这些模式基本实现了物质循环和能量多层次利用，保持了农业资源的充分利用和清洁生产。

我国农业资源与环境问题已经成为制约农业可持续发展和新农村建设的瓶颈问题。

因此，用农业复合生态系统的思路指导农业生产，摒弃依靠消耗资源来发展经济的做法，优化配置资源，提高资源的利用率，有利于建立节约资源和保护环境的生产、生活方式，有利于从根本上转变农民生产、生活方式，从而推动农业增长方式转变，建设优质、高效、高产和生态安全的现代农业。

发展农业复合生态系统对缓解我国资源短缺和改善生态环境，保障农业综合生产能力和农产品质量安全，促进农业增效和农民增收，具有重要的推动作用。

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（三）典型模式
(1)农林复合型模式。

主要从土地利用角度，将区域性气候、地形、土壤、水体、生物资源进行综合考虑和利用设计，建立物质循环利用、多级生产、稳定高效的农林复合循环生态系统。

(2)农牧渔综合种养型模式。

采用生态工程原理与设计方法，将人工养殖动物、植物、微生物等生物种群有机地匹配组合起来，形成一个生态良性循环的生产体系。

(3)以沼气为纽带的生态家园模式。

利用沼气池建设将秸秆、人畜粪便等有机废弃物转交为有用的资源进行综合利用，并与庭院种植、养殖等结合起来，实现农业和农村废物循环利用和环境改善。

(4)流域治理与生态恢复型模式。

运用生态学原理和系统科学的方法，将植被恢复与重建、士地退化防治、小流域综合整治等有机结合，使农业生态系统保持良好的物质、能量循环。

(5)作物秸秆及备禽粪便资源化利用型模式。

按照肥料化、饲料化、原料化、能源化的开发思路，将农作物秸秆、畜禽粪便加工处理变为有用的资源加以利用。

(6)生物质产业模式。

利用动物、植物、微生物及其派生物、排泄物和遗体以及其中的生物质能，开发肥料、材料、农药、能源等产品。

(7)农业企业生产循环经济模式。

类似工业企业的循环模式，在企业生产过程中，将各个生产环节的废弃物进行再循环利用，建立一个无废物或低排放的循环生产
系统。

(8)生态农业园区模式。

类似工业生态园模式，把园区的种植业和林业、牧妲、渔业以及相关加工业有机结合起来，形成物质互利循环利用、协调发展的关系，同时实现产品生产的优质、高效、低耗，以及吸收、消化和利用来自生活领域和其他产业的部分排放物。

二、“四位一体”模式
“四位一体”庭院复合农业模式是我国北方农业复合生态系统发展中形成的最为成功的典型生态模式。

主要是把猪圈和沼气池建在生产蔬菜的日光温室中，既解决了沼气池越冬问题，又可为生猪补充能量，为温室增温，为蔬菜提供优质有机肥。

受气候影响，北方冬季风大、气温低，温室大棚需大量能源供暖，生产成本相当高。

北方“四位一体”复合农业模式及配套技术通过再生能源(沼气)、保护地栽培(大棚蔬菜)、日光温室养猪及厕所等因子的合理配置，形成以太阳能、沼气为能源，以人畜粪尿为肥源，种植业(蔬菜)、养殖业(猪、鸡)相结合，能流、物流良性循环，资源高效利用，综合效益明显的复合农业模式。

利崩庭院有限的土地和空间，生产无公害绿色食品，同时解决了秸秆利用问题，减少农村环境污染。

该模式充分利用了太阳能、沼气能和动物热能；充分利用了土地、时间、饲料等，是实现资源共享，实现经济与资源利用效率最大化的复合农业模式。

“四位一体”种养生态模式是依据生态学、生物学、经济学、系统工程学原理，以土地资源为基础，以太阳能为动力，以沼气为纽带，进行综合开发利用的种养生态模式。

通过生物转换技术，在同地块土地上将节能日光温室、沼气池、畜禽舍、蔬菜生产等有机地结合在一起，形成一个产气、积肥同步，种养并举，能源、物流良性循环的能源生态系统工程。

这种模式能充分利用秸秆资源，化害为利，变废为宝，是解决环境污染的最佳方式，并兼有提供能源与肥料，改善生态环境等综合效益，具有广阔的发展前景，为促进高产高效的优质农业和无公害绿色食品生产开创了一条有效的途径。

北方地区运用本模式，温室内的喜温果菜正常生长，棚内畜禽饲养、沼气发酵安全可靠。

通常情况下，农户庭院既是生活系统，又是生产系统，如何做到生活与生产的有机结合是农户庭院复合农业模式必须要解决的问题。

“四位一体”复合农业模式正是基于此，从提高蔬菜单产、复种指数、畜禽转换率和降低饲料浪费度的角度出发，将各种设施组合成一个整
体，辅以高效技术，使之成为一个稳定高效的系统。

同时各组分之间存在适当的比例关系和明显的功能分工与协调机制，使“四位一体”复合农业模式能够在系统内顺利完成能量、物质、信息、价值的转换和流通，并使系统的整体功能达到最高。

该模式以沼气生产为中心，把种植业、畜牧业和蔬菜栽培等联结起来，实现了有机物的多层次利用。

“四位一体”复合农业模式巧妙地应用了食物链加环原理，通过加入生产环(畜禽饲养)和增益环(沼气池厌氧发酵)将传统的单一种植和高效饲养以及废弃物综合利用有机地结合起来，使该系统食物链结构增长，对系统内有机废弃物能够达到多次利用，构成了良性再生路径。

在我国北方的传统旱作农业区，大多是燃料、肥料、饲料俱缺的地区，农村能源供应不足，农村能源消费结构不合理。

在“四位一体”复合农业中，以沼气池为纽带的作用巧妙地解决了“三料”问题。

该农业模式充分利用了太阳能，使太阳能转化为热能，又转化为生物能，达到合理利用。

通过沼气发酵，以无公害、无污染的肥料施于蔬菜和农作物，使土地增加了有机质，达到用能与节能并进。

将沼气池建于日光温室地下，提高了沼气池的温度，使厌气发酵可以周年进行，解决了北方冬季因温度过低而无法实现发酵产气的实际困难。

同时，温室为畜舍提供了良好的光照、温度和湿度条件，畜呼吸和沼气燃烧不仅能使温室温度增高，更重要的是其二氧化碳能促进温室内果蔬增产，温室内果蔬光合作用所产生的氧气又可供畜禽呼吸所用。

人畜粪便和其他有机废弃物进入沼气池发酵产生以甲烷为主要成份的沼气，完全可供正常五口之家的炊事所需。

发酵后的沼液、沼渣富含有机成分，是优质肥料。

施用沼肥可明显改善土壤理化性状，提高蔬菜产量和品质。

利用沼液喷施蔬菜或作物叶面兼有肥效和药效，利用其浸种可提高作物抗病性，促进根系发育，提高产量。

正是由于在“四位一体”中引入了沼气池才得以使该系统生物种群增多，结构趋于合理，使有机物得到了多层次利用，同时沼气与沼液、沼渣的综合利用增强了该系统的稳定性。

“四位一体”复合农业模式结构简单易于建设，以庭院为基础管理方便。

我国北方大部分区域因受自然条件和社会经济条件等的制约，目前实现大规模集约化经营尚不可能，这就为庭院经济的充分发展创造了良好的空间。

“四位一体”恰好满足了这一发展需求。

它结构简单，各项建筑工艺成熟，建设场地易于选择，施工难度不大，投资规模较小，大多可就近建设在农户庭院内或其附近，因此易
于管理。

以庭院为基础，充分利用空间，搞地下、地上、空中立体生产，提高了土地的利用率。

同时由于“四位一体”农业模式其劳动强度适中，劳动周期较长，家庭妇女、闲散劳动力都能干，尤其是在北方冬季大多需要卷帘、监测温度和湿度、人工授粉等，于是就充分利用了冬闲时的劳动力，有效遏制了剩余劳动力的盲目外流。

有利于开发农村劳动力资源，提高农民素质。

该模式是技术性很强的农业综合型生产方式，是改革传统农业生产模式，实现农业由单一粮食生产向综合及多种经营方向转化的有效的途径。

三、稻田养鱼
（一）简介
我国稻田养鱼历史悠久，至今已有2000多年。

2005年6月，浙江省青田县方山乡龙现村的稻田养鱼被联合国粮农组织列入“全球重要农业文化遗产(GIAHS)—传统稻鱼共生农业系统”，稻田养鱼成为首批世界农业遗产保护项目。

稻田养鱼指利用稻田的浅水环境辅之以人工措施，既种稻又养鱼，达到稻鱼共生互利，使稻田的生态系统从结构和功能上都得到合理的改造，并发挥稻田的最大“负载力”。

稻田养鱼是一种生态农业。

实践证明，开发稻田养鱼不仅能充分利用稻田的水土资源，变平面生产为立体生产，变单一经营为综合经营，同时改善了稻田的生态环境，减少病虫害和草害，提高了地力，并具有较好的灭蚊效果。

现代稻田生态养殖在增加鱼、瓜果、蔬菜等产量的同时，一般可增产稻谷5%一10%。

稻田养鱼既具有较好的经济效益和显著的生态效益，又具有明显的社会效益，是一项利国利民的事业，近20多年来得到了各地党政领导和各级渔业行政主管部门的重视和支持，在促进农民脱贫致富奔小康、调整农村产业结构中发挥了重要作用。

（二）发展历程
1954年，第四届全国水产工作会议正式提出在全国发展稻田养鱼的号召，1958年初的全国水产工作会议决定把稻田养鱼纳入农业规划之中，使我国稻田养鱼在这一时期得到迅速的恢复和发展，至1959年，全国稻田养鱼面积超过67万ha。

但这期间，稻田养鱼方式仍是沿袭古老的、传统的模式，平板稻田粗放粗养，一般不进行投喂和管理，单产和效益均较低。

而且，由于在这一时期家鱼
人工繁殖技术还没有推广普及，稻田养鱼苗种来源困难，限制了稻田养鱼的发展；与此同时，20世纪60年代初至70年代中期，有毒农药在水稻种植中大量推广使用，加上稻田养鱼模式根本没有改进，使得稻鱼共生发生了巨大的矛盾，导致稻田养鱼大幅度滑坡，到70年代后期处于奄奄一息的状态。

1981年，中国科学院水生生物研究所副所长、研究员倪达书提出了稻田养鱼鱼养稻，稻鱼共生理论。

1988年10月，中国农业科学院和中国水产科学研究院联合召开了“中国稻—鱼结合学术讨论会”，使稻田养鱼理论有了新的发展，进一步得到了提高和完善。

在稻田养鱼理论的指导下，我国稻田养鱼技术不断向广度和深度发展。

各地在传统稻田养鱼技术的基础上，不断深入探索，在生产方式、养殖品种、养殖技术和基础设施建设等方面都有明显创新和发展，积累了丰富的新经验。

由平板式稻田粗放养鱼，逐步发展为多种多样的新形式，有的沟凼结合，有的沟塘结合，有的宽厢深沟，有的窄垄深沟(半旱式稻田养鱼或垄稻
沟鱼)。

稻田养鱼品种由原来的鲤、鲫、草鱼，增加了鲢、鳊、罗非鱼、革胡子鲶、青虾、田螺、泥鳅等种类。

稻田养鱼由依靠稻田中天然饲料，发展到结合人工投喂饲料，单产水平大大提高，“千斤稻百斤鱼”已由典型到形成一定规模。

稻田养鱼结构由稻鱼双元复合发展为稻、莲、萍、茭白、菜(瓜果)、禽、食用菌、鱼等多元复合结构，更充分地发挥了水田的光、热、气、水、土资源潜力。

与此同时，政府开始重视发展水产业，使得稻田养鱼进入一个新的发展阶段。

1981年，倪达书研究员写信给当时的中央领导，建议推广稻田培育草鱼种作为迅速提高淡水鱼产量的一项措施，得到了当时国家水产总局的重视。

1983年，中央爱国卫生运动委员会把稻田养鱼列为灭蚊的重要措施，同年8月，农牧渔业部召开了第一次全国稻田养鱼经验交流现场会。

1984年，原国家经委把稻田养鱼列入新技术开发项目，在全国18个省(市、区)广泛推广。

1987年起，稻田养鱼技术推广纳入了国家农牧渔业丰收计划和国家农业重点推广计划。

1990年10月，农业部召开了第二次全国稻田养鱼经验交流会，并制定全国稻田养鱼“八五”、“九五”规划。

稻田养鱼理论的形成和完善，稻田养鱼新技术的创新开发，各级政府的重视和大力推广，极大地推进了我国稻田养鱼的发展。

1994年9月农业部召开了第三次全国稻田养鱼(蟹)现场经验交流会，农业部常务副部长吴亦侠出席会议并作重要讲话，指出“发展稻田养鱼不仅是一项新的
生产技术措施，而且是农村中一项具有综合效益的系统工程，既是抓‘米袋子’，又是抓‘菜篮子’，也是抓群众的‘钱夹子’。

是一项一举多得、利国利民、振兴农村经济的重大举措，一件具有长远战略意义的事情。

”同年12月，经国务院同意，农业部向全国农业、水产、水利部门印发了《关于加快发展稻田养鱼，促进粮食稳定增产和农民增收的意见》的通知。

随后的1996年4月、2000年8月，农业部又召开了两次全国稻田养鱼现场经验交流会。

各级渔业主管部门和水产技术推广部门同心协力，大力推广稻鱼工程技术和稻田养殖名特优品种新技术，极大地提高了稻田养鱼的经济效益，起到了增粮、增鱼、增收、增效目的，稻田养鱼成为农业稳粮、农民脱贫致富的重要措施，得到各级政府的重视和支持，有效地促进了稻田养鱼的发展。

稻田养鱼是符合我国农村经济发展现状的一项民心工程。

稻田养鱼投入较少，见效快，技术要求不高，比较效益较高，比较符合我国农村经济发展现状，是农民脱贫致富奔小康的一条好路子，深受广大农民的欢迎。

各级政府的重视和扶持，以及渔业技术推广部门的大力示范推广起到了关键的作用。

稻田养鱼理论的完善和技术创新为发展提供了后劲。

稻鱼工程的实施，名特优养殖品种的推广养殖，极大地提高了稻田养鱼的经济效益，促使稻田养鱼由自然经济向商品经济转变，为稻田养鱼发展注入新的活力。

（三）制约因素及发展方向
在稻田养鱼迅速发展的同时也存在着一些制约性因素，阻碍我国稻田养鱼进一步发展。

一是稻鱼工程不利于农业机械化生产。

二是我国经济的快速发展使得稻田养鱼的相对效益下降，减缓了稻田养鱼的发展。

三是农村主要劳动力大量向城镇转移，剩余的老、弱劳动力不能满足稻田养鱼发展的要求，制约了稻田养鱼的进一步发展。

四是很多地方的稻田养鱼规模化、产业化配套不完善，苗种供应、技术服务、产品运销不到位，规模效益难以体现，影响农民发展稻田养鱼的积极性。

毋庸置疑，稻田养鱼已经成为一种农村经济产业，在我国农村经济产业结构调整、增加农民收入、改善人们食品结构方面发挥了巨大作用。

稻田养鱼在今后的发展中，要以科学发展观为指导，按照资源节约、环境友好、质量安全的水产养殖发展总体要求，坚持规模化、标准化、产业化发展方向，因地制宜，有所侧
重，不断摸索和总结在技术、管理方面的成功经验，在相对稳定现有稻田养鱼规模的基础上，充分挖掘稻田养鱼内涵增产增效潜力，继续为农民增收，为农村经济发展，为社会主义新农村建设发挥其固有的功能和作用。

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四、稻田养鸭
稻田养鸭技术是一项综合型、环保型生态农业，是优质米水稻栽培新技术。

该项技术通过养鸭培肥地力，增加有机质和通风透光能力，减少化肥农药污染，提高水稻品质，有利于优质米生产埔。

同时该项技术可有效地防除杂草，具备独有的除虫能力，且技术要求简便、投资小、效益高，得到广大农户和加工企业的欢迎。

经过多年的研究与推广，稻田养鸭技术已经成熟，在吉林省进行较大面积推广应用，并获得了较好的社会效益。

该项技术对北方稻区发展绿色优质、有机水稻和提高农业效益具有重要的促进作用。

由于鸭在稻田里活动，并将粪便排泄入田间，可以作为有机肥培肥地力，提高土壤有机质含量。

如长年养鸭，不仅对土壤肥力有所改善，还可以改良土壤结构，提高其有机质含量。

稻田中雏鸭拱地活动，有利于疏松±壤，提高土壤通透生；增加氧气，利于水稻生长发育；提高水稻产量和品质，有利于优质米水稻生产。

稻田养鸭技术还可以减少农药、化肥污染，提高水稻的品质。

由于稻田养鸭技术减少农药、化肥的施用量，减少农业生态环境污染，所以有利于农业的可持续发展，更有利于有机稻米的生产。

稻田养鸭，雏鸭捕食稻水象甲、二化螟、负泥虫等的成虫和幼虫，减少了水田害虫的为害，起到了用鸭防治水稻害虫的效果。

有利于优质米、有机水稻的生产。

此外，稻田养鸭除草效果好，不污染农业生态环境。

鸭子小时，田间杂草(一般是双子叶杂草)可以供鸭食用，雏鸭踩踏杂草，尤其是单子叶杂草。

从而达到减少和控制水田杂草的目的。

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五、桑基鱼塘
（一）简介
我国是世界蚕丝业的发源地，蚕丝业一直是我国传统的优势产业。

早在西汉时期，我国丝绸就远销亚洲、欧洲，形成了举世闻名的陆地“丝绸之路”，当时的栽桑、养蚕、缫丝、织绸主要集中在黄河流域的中原地区。

随着海上“丝绸之
路”的开拓，我国长江流域、珠江流域的蚕丝业得到迅速发展，并且成为我国蚕丝业的主要产区。

由于南方蚕区特别是太湖流域、珠江流域蚕区多为低洼水网密集区，早在9世纪，太湖流域的劳动人民就因时制宜、因地制宜、因物制宜，针对当地的自然生态条件、社会生态条件而充分合理有效利用资源．创造出了桑基鱼塘蚕桑生产模式。

至14世纪，桑基鱼塘已在太湖流域蚕区迅速发展，遍及湖州菱湖、吴县东山、德清、长兴、桐乡、无锡、吴江等地。

而被世人瞩目并较早开展系统研究的珠江三角洲的桑基鱼塘也有400年历史。

[5]千百年来，桑基鱼塘不断发展，长盛不衰，成为生态农业的一种典型模式，大大促进了我国淡水养殖业、蚕桑业、织造业、食品业及对外贸易的发展，产生了巨大的经济效益。

一望无际的桑基鱼塘，形成一道风景秀丽、壮观独特的人文景观与良性循环的生态系统，联合国有关组织也高度评价并计划推广我国的桑基鱼塘农业生产系统。

[6]桑基鱼塘是我国古代劳动人民的伟大创造之一，是对数千年华夏农业文明史的伟大贡献，是生态农业的极致典范。

桑基鱼塘中的基在珠江三角洲称之为池埂，在太湖流域称之为田或塍。

南海博物馆邓芬的研究认为，桑基鱼塘最早的文献记载于《广东新语》，桑基鱼塘是指“基种桑，塘养鱼，桑叶饲蚕，蚕沙喂鱼，塘泥培桑”的生态循环系统模式。

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（二）演变历史
太湖流域桑基鱼塘形成的确切时间虽无人考证，但太湖流域养蚕和养鱼历史悠久。

2500年前，太湖流域的茧丝绸产业就已有一定的基础，淡水养鱼也有2000多年的历史。

而到了五代十国，吴越王钱镠建都杭州，大兴水利，重点治理钱塘江和太湖。

据同治《湖州府志·水利》载：“吴越天宝八年置都水营田使，以主水事，募卒为部，号曰撩浅军，亦谓之撩清军，于太湖旁置撩清卒四部凡七八千人，常为田事，治湖筑隄。

一路径下吴淞江，一路自急水港下淀山湖人海。

居民遇旱则运水种田，涝则引水出田，立法甚备”。

据“郏亶水利书”所载，其时堤岸高一、二丈，而圩外塘浦阔二、三十丈，深二、三丈，水流畅通。

平原上还有许多湖荡可以调蓄洪涝水，遇旱又有河浦灌溉。

吴越时期太湖流域以国家军事化方式开垦成的塘浦圩田系统，在太湖流域稻作文化和丝绸文化发展史上具有里程碑意义。

圩田种稻，圩埂植桑，水塘养鱼，使太湖流域成为闻名全国的“鱼米之乡，丝绸之府”。

在此基础上，太湖流域人民创造性地建立了农业循环经济的。