绿洲农林复合体系研究发展现状、研究意义

绿洲农林复合体系研究发展现状、研究意义

摘要:绿洲是干旱区人类活动的主要场所和发展一切事业的依托，发展农林复合经营方式对区域社会经济的发展与生态文明建设进程具有重要意义，本文从农林复合体系的发展过程、根据地区特殊的自然、经济、社会条件状形成的绿洲农业复合体系的类型，并分析概述了各类型区复合农林业发展的现状和特点，以及农林复合体系在绿洲农业当中的作用和生态服务的功能。

关键词：绿洲农业；农林复合体系；发展；意义

农林复合体系（Agroforestry），又称为复合农林业、混农林业或农用林业，它是指为了一定的经营目的，在综合考虑自然、经济和社会因素的前提下，以生态经济学为指导，把多年生木本植物与农业或牧业用于同一土地经营单元上，从而将林业与农业有机结合起来的复合生产系统[1]。绿洲是干旱区人类活动的主要场所和发展一切事业的依托，我国绿洲包括新疆全境、甘肃河西走廊、青海部分及内蒙古贺兰山以西地区。绿洲水资源、光热条件丰富，农业发达，是我国西北重要的粮棉瓜果基地。就新疆而言，绿洲是新疆农业经济承载的主体，95%以上的人口及农业生产总值聚集于仅占8.22%面积的绿洲上，绿洲农业在荒漠地带特殊的自然环境下，形成的特有的地理区域，经济系统与生态系统的关联和依存与一般地区差异极大，目前面临着土地沙漠化严重、土壤肥力不高和次生盐碱化加剧、水资源利用短缺等问题[2]。居住在绿洲的人们在长期的农业生产实践中，为适应严酷的自然环境，积累“利用”和“改造”自然的丰富经验，创造性地发展了独具特色的干旱区农业生产方式和农林复合经营方式。

1农林复合生态系统的发展过程

农林生态系统有着悠久的历史，1950年Smith所著《树木作物，永远的农业》一书中第一次提出了农林复合的概念，该书被认为是第一部关于农林复合生态系统的专著。但实际上当时并未受到人们的重视。1978年，国际农林业研究委员会(ICRAF)第一任主席KingK 首次提出“Agroforestry”的概念，即“农林复合生态系统是一种采用适于当地栽培实践的一些经营方法，在同一土地单元内，将农作物生产与林业或家畜生产同时或交替地结合起来，使土地全面生产力得以提高的持续性土地经营系统。”农林系统指农户或生产经营单位根据市场和自身消费的需要，所拥有的资源状况以及自然、社会、经济条件，通过配套技术和经济组织措施，对一年生农作物和多年生植物的各项生产活动进行合理安排与配置，以达到充分利用有限资源，提高资源利用效率，谋取最佳经济效益的一种土地经营制度。农林复合系统指同一土地经营单位上，以生态经济学原理，运用现代化生物和生态工程方法和技术，把林、农、牧、副、渔等多种产业结合起来，实行多物种共栖，多层次配置，多时序组合，物质多级循环利用高效生产体系[3]。中国是世界上实行农林间作最早的国家，西汉《汜胜之书》就记载了粮果间作的种植模式。20世纪80年代，中国粮果间作模式发展非常迅速，到20世纪90年代，仅河北沧州粮果间作面积就达到4500hm2。间套作在中国

已经有2000多年的历史，在解决粮食安全和促进社会经济发展上起到了至关重要的作用。农林复合生态系统不是农业和林业的简单组合，而是木本植物与其他成分之间互相协调的人工生态系统[4]。中国农林复合生态系统的面积约666.7万hm2，是世界上农林间作面积最大的国家。20世纪70年代，随着资源短缺、环境恶化、人口剧增以及粮食供应不足等问题的出现，各国农业科学家们也逐渐将研究重点转移到农林间套作上。中国是一个水资源贫乏的国家，人均占有量约为世界平均水平的1/4。中国的水资源分布极不均衡，约80%的可利用水分布在耕地面积只占全国总面积36%的南方，而北方地区64%的耕地面积只占有20%的水资源。随着氮肥施用量的大幅增加，不仅过量的氮素进入到地下水中对水体造成污染，农业氮肥利用效率很低，而且还会导致土壤的酸化。因此，提高农业资源的利用效率是中国农业生产的另一个重大问题。西北地区最突出的自然特征是气候干旱，在干旱的大陆性气候条件下，该区风力显著，沙漠面积大，西北地区夏季气温相当高，日照时间长，但天然降水少，不能满足农作物生长的需要，直接影响着该区的农牧业生产，也影响着这里人们的生活。因此，合理的农林制度对改善该区农业的发展和环境状况十分重要[5]。

2绿洲农林复合体系研究现状

农林复合体系最大优势是通过协调不同作物种类或品种在农田中的配置和组合关系，使每种作物或品种在复合群体中处在适宜的生态位，提高光合效率和光能利用效率，充分发挥不同作物种类或品种之间的互补优势，集中体现了可持续农业发展的要求。农林间作可以充分利用空间和时间生态环境，农作物相对较矮，可利用近地面空间，林木树冠高大，年生长周期长，占据地面上层空间，从而提高了光能的利用率；林木根系一般较深，能充分利用土壤深层营养物质和水分，农作物则利用浅层土壤中的养分和水分，间套作中由于作物根系垂直生长呈多波顺次递推特点，根系生长中心和吸收中心交错出现，提高了养分和水分的利用效率，提高土地资源的利用率；农林间作由于二者的形态上的差异，形成立体的生态环境，系统内的小气候发生了显著的变化，系统内相对湿度增加了、相对温度降低了，更有利于系统中农作物的生长，促进农林的双丰收；农林间作改变了田间气流结构加大了气流摩擦力，消耗了风的动能，降低了风速，减少了表土的迁移，这对沙土风害较严重的西北地区是十分有利的；农林间作形成的防风屏障，还可以提高土壤温度，减少冻害的发生，在受气候影响较严重的地区，农林间作可以起到支援农业和稳定农业生产的潜在作用。

研究表明，由于农林复合系统中林木的遮荫，一般会引起林下农作物的光合效率下降，从而导致农作物产量降低。然而也有研究表明，林木的遮荫有利于某些农作物的生长对不同宽窄行杨树－小麦间作模式种间关系的研究表明杨树能使光辐射和温度下降，而使相对湿度提高，这样的小环境更利于小麦的生长及其品质的提高。也有研究表明竞争作用最可能发生在系统不同组分的根系从同一土层获取生长资源时，特别是当浅根林木与农作物间

作时，它们的根系分布在相同土层，对水分及养分的竞争更加激烈。

对美洲山核桃－棉花复合系统对水分的竞争研究中，结果表明：经屏障处理后土壤含水量增加，棉花生长状况较好，产量也较高。然而当深根林木与浅根农作物配置时，则是以互利的方式利用水分及养分。林木通过细根周转，向作物输送氮素和有机质，从而降低养分的淋溶率。同时林木的根系对水分的吸收可以降低排水，从而影响养分的淋溶率。

在能量流动研究的结果表明，作物－果树类－植物篱系统输入能总量和有机能输入量大幅度增加，有利于优化输入能结构。农林复合体系在物质循环方面研究结果表明：复合系统的小麦与单作小麦系统相比蒸腾需水及耗水都明显降低，且果树吸水量随带距的变化具有显著的抛物线状分布趋势[5]。

在土壤生态方面的研究结果表明：林冠能有效地减少土壤流失量，其效果随着林冠生长而不断增强，且与纯林相比，农林复合生态系统能够有效地改善土壤养分在垂直空间上的分布，对不同深度土壤的理化性状均有所改善，特别是20～40cm土层，并且不同复合年限的系统对土壤的改良效果不同。

在社会效益方面，农林复合经营具有集约性的特点，要求投入密集的劳动力，在收购、运输、批发、零售、加工等各个环节可使大量人员短期就业，有利于安排农村的剩余劳动力，增加就业机会，因此，此类经营不但能够增加长期收入，而且还可增加短期收入，从而调动农民的积极性。另外，在农林复合经营模式的生产过程中，为国家增加了税源和一定的税值，同时也带动了区域经济发展。

在经济效益方面，农林复合经营可实现一地多用和一年多收的目标，促进了资源的高效利用。尤其在造林初期间农作物能充分利用林地中空间、气候和土壤等资源，可取得近期经济效益，达到以短养长;同时对林下农作物进行中耕、除草、施肥等管理可以耕代抚，改善了幼树的生长环境，提高了幼树的成活率，也可降低抚育成本[6]。

3绿洲农林复合系统发展类型

目前世界上尚无公认的分类系统和分类标准，在对农林复合系统进行分类时主要考虑分类的系统性与有序性、能反映系统本质与内在联系、充分体现系统的时空复合配置结构与功能，以及具有良好的综合效益等。水分条件是本区农林复合经营的主要限制因子，考虑到水分、植被和地形地貌等因素，以新疆为例，人民在长期的生产实践中荒漠绿洲除了运用传统的农业生产模式外，还形成了典型的农林复合经营模式——“红色生态农场”模式和“葡萄庄园生态农业户”模式。此外，绿洲地区还形成和发展了多样性和集中性的模式，如农牧结合模式、综合农业模式、农林结合模式、农加（农业-农产品加工）结合模式、庭院经济模式、复合林业模式和“四位一体”模式等。

按照种植模式进一步划分可将其分为林—粮（粮食作物）、林—经（经济作物）、林—油（油料作物）、林—糖（糖料作物）、林—菜（蔬菜）、林—果（果树，有时果树作为经济