混农林业
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当今世界面临着人口剧增、能源短缺和环境恶化等危机,第三世界人口飞速增长,耕地需求扩大,毁林种粮、弃林从牧的问题十分严重,引起土壤肥力衰退、水土流失、气候失调、环境恶化,从而阻碍了林、农、牧业的发展,生态环境保护陷入了重重矛盾之中。
为了保护森林,维护生态环境,发展农林业生产,解决农林之间的矛盾,有效的途径就是将林、农、牧业有机地结合起来,建立林—农、林—牧复合生态系统,从传统的单项生产转向综合的混合农林业经营。
一.混农林业的概念
混农林业(Agroforestry)是一定自然经济地理条件和社会文化背景下的林地生物性的生产组合。
Bene等(1977)对混农林业所下的定义是:在一片土地上,根据当地经济背景和经营水平,同时或先后进行农林间作或林牧结合生产。
事实上,混农林业有着悠久的历史,其发展经历了三个阶段,即原始混农林业,传统混农林业,现代混农林业。
1.原始混农林业
刀耕火种是最原始的混农林业。
一片森林砍伐、火烧、清理后,利用林地自然地力粗放地种植粮食作物,到肥力降低,产量低下时,则抛荒,让其自然恢复植被,肥力。
这种混农林业经济效益低,环境破坏大,尤其是水土流失严重。
至今在中国西南、巴西亚马逊河流域等落后地区仍有这种作业方式。
2.传统混农林业
简单的林农或林牧结合,在一片土地上同时进行林木和农作物(或药用植物等)生产,或在林内放牧禽畜。
这些林、农、牧的简单组合,目前在中国、东南亚、非洲、拉丁美洲等地广泛推行作业。
3.现代混农林业
近年来,发展中国家的农林人口激增,林、农产品特别是粮食和能源短缺,水土流失严重,生态环境恶化。
在联合国粮农组织和世界银行的支持下,混农林业在第三世界迅猛发展。
从小规模的林农、林牧结合的土地利用,逐渐发展形成颇具规模的地区性气候、土壤、水体、生物资源的综合利用体系,在培育木本植物的同时,进行农作物包括粮食、药用植物、蔬菜等其它经济作物的栽培,家用动物的饲养,食用菌的培育等,并辅以相应的中间利用和加工体系,使之成为物质良性循环、能量合理流动、多级生产、稳定高效的相互促进的林农复合生态系统,既提高林、农产品的数量和质量,又保证林地资源的持续利用,从而实现改善林、农经济和生态环境的目的。
其概念比1977年Bene等所给的定义广泛多了。
现代混农林业正处于发展阶段,一些第三世界国家正在研究、试验、推广。
二.混农林业发展的背景
20世纪40年代以来,由于石油及化工工业的快速发展,传统农业迅速实现了现代化,农产品产量得到大幅度的提高,但也给人类带来了负效应。
因此,迫使人们去寻求农业丰产与生态环境良性循环的发展道路。
在发展中国家,为满足大量人口对粮食的需求,在资金缺乏、技术落后的国情背景下,无力走发达国家的农业发展道路,因而不得不拓展生存空间、改变土地利用结构等粗放经营方式来维持国民生计。
其主要途径就是减少林业用地、扩大耕地面积,以达到增产、解决粮食危机的目的。
而森林资源是生态系统的主体,林业在整个大农业生产中起着改善生态环境,促进粮食增产的重要作用。
这种毁林造田,以牺牲生态环境为代价的发展道路从长远来看是得不偿失的。
在不破坏生态环境的前提下,如何实现农业生产的持续发展,已成为发展中国家的重要任务。
三.混农林业的生态效益和经济效益
1.混农林业的生态效益
生态效益是林农复合生态系统体系中经济效益和社会效益的物质基础。
任何一混农林业的栽培模式,如无生态效益,也就失去了其存在的价值。
混农林业生态效益集中体现在林地土壤肥力的维护和提高,以及最大限度地防止水土流失、保护和改善生态环境。
杉木(Cunninghamia lanceolata )是我国南方山地主要栽培树种。
过去由于种植杉木特别是在连栽的情况下造成土壤地力衰退以及幼林地严重的水土流失引起生态环境恶化招致众多林
学家、生态学家、森林土壤学家的异议。
90年代以来,以俞新妥、杨玉盛等人为代表的研究者对杉木的混农林业进行了较为深入的调查和研究,取得了可喜的成果,提出了一系列可行的混农模式,并在生产实践中推广应用。
据不完全统计,目前杉木林进行混农作业的面积占杉木林总面积的38%。
其基本原理是:选择适宜的作物种类和间作类型,采取相应的栽培措施进行林农间作,以耕代抚,既保护了土壤肥力,防止水土流失,又抚育了杉木,促进了杉木林分的生长。
据研究报道,目前适宜与杉木进行混农作业的植物种类有:山苍子(Litsea cubeba)、油桐(Vernicia fordii)、玉米(Zea mays )、谷子(Setaria italica )、苡米(Coixlacrymajobi)、花生(Arachis hypogaea)、大豆(Glycine max)、砂仁(Amomun villosum)、仙人草(Mesona chinensis )、绿豆(Phaseolus aureus)、芝麻(Sesamum indicum )、荞麦(Fagopyrumesculentum)、蚕豆(Vicia faba)等。
炼山是我国南方传统的采伐迹地清理方式。
炼山后土壤疏松,加上杉木幼小,林地裸露,极易产生大量的水土流失。
间作作物后,林地迅速覆盖,有效地防止了水土流失,加之作物根系和非收获部分遗留林地,补充林地有机物质,使林地土壤微生物区系趋于复杂,数量增加,加速了养分循环,提高了养分利用率,许多间伐植物是具固氮活力的豆科作物,因此能有效地维护和提高地力。
这里选择能迅速覆盖地面的作物种类是混农林业的关键。
福建省松溪县旧县乡林场在杉木幼林地上间作仙人草,连续间作四年后,与对照(不间作)相比,0—20cm土层有机质增加10.39%、全氮增加11.50 %、水解氮增加27.9%、速效磷增加61.0%、速效钾增加27.9%、水土流失量降低73.9%,土壤微生物数量增加1倍左右,区系也趋于复杂。
杉木林分郁闭后,选择一些耐荫植物种类进行间种。
如福建林学院西芹教学林场在18年生的杉木林地上间作砂仁,间种5年后,土壤物理性状得到了改善,土壤有机质与对照(不间作)相比增加10%左右,土壤全氮、水解氮、全磷、速效磷、速效钾也都有不同程度地增加,土壤酸度降低,土壤微生物总量、自生固N菌数量增加,酶活性增强,土壤生物活性提高,肥力得到了改善。
冯耀宗等人(1990 )研究了海南橡胶林下间作茶叶(云南大叶茶Camellia sinensis)的混农林业模式。
种植4年后,对照(不间作茶叶)与橡胶——茶叶模式相比,迳流量增加1.4倍,土壤流失量增加3.4倍,养分流失量:有机质6倍、氮5倍、磷3倍、钾2.5倍;与对照相比,间作林分土壤有机质提高18.95%,土壤微生物数量增加1倍多,全氮提高4.49%,土壤物理性质得以改善,表现在土壤容重减小,孔隙质量提高。
丁玉贞(1995)研究了福建省霞浦县油茶(Camellia oleifera )林下间作大豆、花生、绿豆的混农模式。
连续间作三年后,与对照(不间作)相比,油茶间作作物的林地土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、盐基总量分别增加6.25%、12.11%、22.32%、18.17%、24.17%。
显然,并非任何作物与林木间作,任何栽培都能维护和提高地力,防止水土流失,保护生态环境。
间作植物的选择首先必须保证该物种能在林地上良好生长、适应性强;其次是间作植物与林木之间没有较大的重叠的生态位,种间矛盾不突出,或较易通过某些栽培措施使种间矛盾缓和;再次是间作植物能最大限度地覆盖地面和肥土(如豆科植物)。
要特别注意避免选择那些耗肥、在雨季(如5—6月)收获的作物与林木间作。
任何栽培措施都必须在保证维护地力、防止水土流失的前提下进行实施。
2.混农林业的经济效益
经济效益是林农复合生态体系的经济基础。
我国是一个人口众多的发展中国家,只讲生态效益而不求经济效益不符合我国的国情。
李昌荣等人(1991)在毛竹(Phyllotachys pubescens)林下栽培竹荪(Dictyophora indusiata)
取得了成功。
他们利用毛竹林下荫蔽湿润的特点,省去了通常栽培竹荪需搭置棚架等工序,也不用另备培养基料,大大降低了成本,而且一次接种多次受用。
毛竹林下栽培竹荪每公顷可年产干竹荪33kg,年产值比不间种竹荪的纯毛竹林增加3.4倍,毛竹生长量提高7.1%。
刘晓鹰等人(1991)对杉木、柳杉(Cryptomeria fortunei)与黄连(Coptis chinensis)间作的混农模式作了研究。
黄连喜湿耐荫,通常种植黄连需建荫棚。
杉木、柳杉林下的生境满足了黄连的生态学特性,因此免除建棚费用,间作同时也降低了杉木、柳杉的抚育费。
间作后,提高了杉木、柳杉的生长量,与对照(不间作)相比,增长了25%,林下种植黄连与搭棚栽植相比,黄连的品质提高,每公顷可收干黄连1500kg以上,增加经济效益162.4%,取得了良了的经济效益。
海南橡胶林下间作茶叶,混农模式中的橡胶生长量超过纯胶林10%,提早1~1.5年开割,乳胶产量增加7.2%~20.9%,经济效益增加72.2%。
南方杉木混农林业的模式也都取得了良好的经济效益。
据报道,各杉木混农林业模式的经济效益如下:杉木—油桐,每公顷年产桐籽400~1000kg(出油率40%左右,可连续收获5年左右);杉木—山苍子,每公顷可提取芳香油供化工及药用的山苍子鲜果1500kg(出油率6 %左右,可持续收获3~5年);杉木—玉米,每公顷产玉米1000~1500kg;杉木—谷子,每公顷产谷子600~800kg;杉木~苡米,每公顷产苡米1000~1800kg;杉木—花生,每公顷产花生250~950kg;杉木—大豆,每公顷产大豆300~800kg;杉木—仙人草,每公顷产干仙人草700kg左右,经济效益达4000元/hm[2]左右(5年平均值)。
各混农模式均不同程度地促进了杉木的生长。
杉木抚育一般连续进行3年,抚育费用每公顷每年需投资600~1000元左右(视各地经济发展程度不同,工价不一),进行混农模式经营后,每年不但不需投入抚育费,且在当年就有经济收入,既维护了土壤地力,又增加了经济效益,以耕代抚、以短养长,极大地调动了群众造林、育林的积极性。
四.混农林业是实现可持续林业的良途之一
就目前来看,可持续林业尚无统一的涵义与公认的定义,其还只是个婴儿,还不知道是什么东西。
持续的概念是受欢迎的,但目前仍比较抽象,缺乏具体内容与技术的支持。
1992年在巴西召开的联合国环境和发展大会通过了“里约宣言”和“21世纪议程——可持续发展”,作为发展中国家的中国积极响应了这一历史潮流。
1994年3 月我国政府通过了“中国21世纪议程——人口、环境、发展”白皮书。
可究竟是发展第一,还是环境第一?在学术界争论甚大,在巴西里约“环发”大会上政府间分歧也甚大。
发达国家与发展中国家各抱不同的立场,实际上许多发达国家往往将可持续发展与环境保护等同起来。
发达国家强调环境,发展中国家强调发展。
笔者认为,可持续林业必须强调生态持续、生产持续、经济持续三者的有机统一,不可偏废,只讲生产与经济的发展而不顾环境、生态的保护,是一种短期行为,势必遭到历史的唾弃和惩罚;只讲环境保护而不谈生产与经济的发展,社会难以进步,生态的保护也只能是一空话。
我国是一个人多地少的发展中国家,森林资源十分有限,人均占有自然资源数量低下,不发展生产,不发展我们的经济不符合我们的国情。
这就要求我们必须提高土地利用率,多种群、多层次、多序列、多功能、多效益,低投入、高产出、高效、持续地发展稳定的复合生产系统,与此同时,最大限度地保护环境,维护生态平衡。
森林是陆地上最大的生态系统,对维护和优化人类的生存环境起着重要的作用。
建国以来,我国政府花费了巨大的人力、财力发展林业。
迄今为止,全国统计上报的造林面积已是我国国土面积的几倍,但我国森林覆盖率仍只有13%左右。
诚然,上报统计的造林面积可能有水分,但究其主要原因是造林后没有进行或没有很好地进行管理或抚育,造成“年年造林不见林”。
林业周期长,杉木是一速生树种,但一个轮伐期一般也需25年左右,资金回收期长,间伐材的收入一般只能与间伐费用扯平或仅有薄利,群众造林、育林的积极性长期难以调动起来,只能通过行政手段进行工作,而且由于长期连栽经济价值高的树种以及不太科学的栽培措施,使得林地地力衰退,
水土流失严重,生态环境恶化。
混农林业维护和改善了土壤肥力,防止水土流失,保护了生态环境,以耕代抚,以短养长,节约了资金投入,增加了经济收入,提高了土地利用率,是实现可持续林业的良好途径之一。