不同区域环境下生态农业模式探讨_三角洲论文

不同区域环境下生态农业模式探讨_三角洲论文

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[中图分类号]F323.22 [文献标识码]A [文章编号]1004—4434(2000)05—0042—05

一、生态农业的概念

(一)最初定义:生态上能自我维持,经济上有生命力的小型农业

生态农业概念,最早是被美国土壤学家W·Albreche提出的。 1981年,它被英国农学家M·Worthington定义为:生态上能自我维持,低输入,经济上有生命力,在环境、 伦理和审美方面可接受的小型农业[1]。

在这里我们可以看出,生态农业,最早就被定型在“自我维持”和“经济上有生命力”,这一点,和产生“生态农业”这一概念的历史背景是密切相关的。我们知道,人类长期以来所实行的传统农业,其核心思想是通过向自然投入化学物质来增加作物的产量。这种方式,在“绿色革命”的初期,确实卓有成效。但是,70年代的石油危机,使得从石油中提取投放于农田的化肥成本大大增高,给农业的发展一个致命的阻碍。石油危机过去后,人们意识到,过分的依赖投放化学物质,使得农作物的成本大幅度的增加,这无疑是极不经济的。

另一方面,70年代之后,化肥施用所带来的粮食的增产趋势已经大大的降低:Odum(1989)指出[2],在美国的乔治亚洲,70 年代仅用4单位的氮肥可带来的谷物产量在80年代则需要11单位才可得到。 一个由Pimgali及他的伙伴进行的对于菲律宾、 印度尼西亚和泰国试验区这几年的谷物产量的分析,也同样显示了这种化肥施用带来的谷物总产增加量的停滞与降低(1990)。再者,由于长期以来对土地施用化肥,土地的原赋状态遭到了极大的破坏,土地的生产能力因而也有极大程度的降低。这个时候提出“生态农业”的想法,要解决的首要问题,无疑就是减少外部的投入及保持土地的经济效益。换句话来说,就是使农业在生态上能够自我维持,经济上保持生命力。

对应于这种需求的生态农业模式,比较典型的有生态固氮的农业思想。该思想的核心即模仿豆类物质的根瘤菌的自身固氮作用,企图在一般的农田中,通过适当的培植具有氮作用的作物,达到减低或停止对农田的化肥投入而保持农田产量并保持土地生产力的目的。如若成功,诚如上文定义中所说,它确实具有生态上的自我维持,但目前为止,也确实只适用于小型农业。

(二)我国所适用的生态农业概念

从上文的叙述可以看到,外国所倡导的“生态农业”的概念是在石油农业遇到不可克服的困难(主要是投资大、耗能高、污染重)的情况下产生的一种新探索。而在我国,则有着不同的环境和需求:众所周知,我国有漫长的耕作历史,我国有部分土地,迄今已经开垦近千年。长期的水土流失和不当耕种等,对我国的耕地造成了极大的破坏,另外,我国因为有众多的人口需要养活,因而,追求农业的低成本、高效益以及减低对环境的破坏并帮助它的自我恢复无疑也更加具有紧迫性。我们不能够仅仅把生态农业当作一种实验室的构想,而必须是一种可以大面积实践的农业体系。因而我国所指的“生态农业”的概念,与上文的定义也有着很大的不同。

我国所倡导的生态农业,其范围要比国外广泛得多,不仅仅限于种植业,包括农、林、牧、渔各业,还包括有乡镇企业。即:切实根据生态学和生态经济学原理组织农业生产,充分利用当地的自然资源,利用动物、植物、微生物之间的相互依存的关系,也利用现代科学技术,实行无废物生产和无污染生产,提供尽可能的清洁产品,满足人民生活、生产的需要,推动乡镇企业的发展,同时创造一个优美的生态环境。即要充分利用现代的科学技术机械设备,化肥和农药,但把它们归入新的生产体系,尽量减少其污染影响,也要充分吸收传统农业中适用的经验和办法,并用现代科学理论加以总结、提高。这种农业系统是一种科学的、开放度较大的半人工生态系统,具有整体性、系统性、地域性、集约性、高效性、调控性等特点,表现为绿色生物产量最高、光合作用最强,经济效益(包括动态效益)最好、动态平衡最佳等目标。概括地说,我国所适用的生态农业的概念是:运用生态学原理和系统科学方法,把现代科学成果与传统农业技术的精华相结合而建立起来的具有生态合理性、功能良性循环的一种农业体系[1]。

二、黄河三角洲和珠江三角洲的典型生态农业模式

(一)黄河三角洲典型生态农业模式

1.黄河三角洲的生态环境特点

黄河三角洲位于山东省北部,展布于渤海湾南岸和莱洲湾西岸,是我国乃至世界大河三角洲中海陆变迁最活跃的地区。尤其突出的是,黄河三角洲造陆速率快,尾闾河道迁徙频繁,均属世界罕见。加上三角洲本身是河海交互,海陆交接的边缘地带,成陆时间很新。这种种原因造成了当地环境脆弱的总的生态特点。具体地说有:三角洲地区地下水位较高,土地盐碱化严重,尾闾摆动频繁,近年来黄河长时间的断流,经常发生的旱、涝尤其是风暴灾害,等等。但是,在另一方面,黄河三角洲地区又是一个自然资源丰富,有雄厚发展潜力的地区。黄河三角洲的生态脆弱性是其发展的一大阻碍:变化不定的气候条件,由于近几年来黄河断流所带来的难以保证的淡水供应情况,严重的土地盐碱化,无一不给黄河三角洲地区的农业发展带来巨大困难。但是,这一片土地的广袤以及其潜在的生产力又使之不可被放弃。因而,在此地发展生态农业以克服这种种的环境不利因素就十分的必要了。在黄河三角洲实行的生态农业,所面临的问题首当其冲的即是:如何在不能保证风调雨顺的条件下保证农业的顺利进行和获得有保障的收成,以及如何在实行农业开发的同时,保证土地盐碱化的不恶化甚至于在开垦的同时设法使土地盐碱化能够减轻。在黄河三角洲地区长期劳作的农民,有着他们自己的智慧,在长期的实践中,形成了几种较有特色的生态农业模式,对上述问题有了相当程度的解决。

2.黄河三角洲地区典型的生态农业模式

(1)枣粮间作。黄河三角洲地区有十分悠久的枣树种植的历史, 山东省的小枣也早已闻名遐尔,享誉国内。山东省内的沾化县,甚至有中国冬枣之乡的美称,据说,品种珍贵的冬枣,唯有此地才能种植。枣树,有着十分高的经济价值,因此,在黄河三角洲地区,也因地制宜地发展了以经济利益为最初出发点的枣粮间作生态农业模式。

枣粮间作,意思就是在粮田之间夹种枣树。一般的形式是在成片的粮食地中,每相隔一定的距离就种一排枣树。很明显,这种生态农业模式属于林粮间作一类。枣粮间作,其意义在于它的经济效益和环境效益。我们知道,单位面积的枣树所得到的收益远大于单位面积的粮食,因此,实行枣粮间作,许多农民的主要出发点在于它的经济效益。当然,枣树间作也有环境上的意义:黄河三角洲地区,地势平坦,风沙较大,大面积的种植粮食,易受风袭,实行枣粮间作。夹种在粮田之间的枣树,有一定的防风作用,对粮田来说也是不无裨益的。但是,枣粮间作对土地盐碱化和林草覆盖率这两项生态不利性,并没有良好的修复作用。这是可以理解的,因为林粮间作本身必须在宜农宜林地上进行,此处原生产方式即为种植业,进行枣粮间作并没有涉及到复杂的物理、化学性质的变化。以枣粮间作来说,较之普通的种植业,只有一个唯一的变化,就是加种了枣树,枣树本身并没有对土地的改良功效,所以,对其所在的农田化学性的改良不明显;但是,植树对于小气候的影响,是不容置疑的,成排的枣树,可以起到相当程度的防风作用,这是枣粮间作之所以有改善生态环境功效的基本原因。

另外,在一般的自然条件下,枣粮间作可以维持系统的再生产并且有较好的收益,这一点很大程度上要归功于枣树本身的经济效益。但是,正如前文所说,黄河三角洲地区由于它生态环境的不稳定性,其实并不足以保证大多数年限的风调雨顺(因而部分年度的收益较差),同时,由于综合地貌的差异和成陆时间的早晚,并不是所有地方都是宜农宜林地,所以,例如枣粮间作这样的生态农业模式的推广也有它的适宜性和局限性。

(2)“上农下渔”。好的生态农业模式, 除了具有相当的经济效益之外,还应该对其所在的生态环境有良好的改进作用,另外,对于不利的生态条件,应该可以进行改良,使得农业的发展,即使在变化而不稳定的生态环境中,仍然可以保持一种比较稳定的收益程度。在黄河三角洲实行的“上农下渔”的生态农业模式,就是在建立在这个目的上的一个很好的范例。

“上农下渔”,是当地农民所起的一种形象的名称,简单的说,就是将农田分为“上”(台田)和“下”(鱼塘)两个部分,在台田上种植粮食作物,在鱼塘中饲养合适的鱼种。基本方法是:在黄河沿岸和其它有引黄条件的低洼盐碱地带通过深挖池塘、高筑台田,实行水土分层治理,并在塘内养鱼。这是既能改造盐碱洼地,又能高效利用土地的好办法。

就利津县陈庄镇政府提供的资料,当地的“上农下渔”采用的是“四四二”的布局:鱼塘占四分,台田占四分,道路沟渠占二分。鱼塘规格长98米,宽32米,深2.8米;台田主要的规格限制在于高度, 一般都要达到2米,据当地的人说,这是为了达到改碱的目的; 台田若高度不够,超不过盐分随土壤毛细管上升的阈值,仍达不到改盐的目的。另一个制碱的关键在于台田上种植的作物应多采用浅根作物,这样,以避免深根插入土壤,吸收盐分。

“上农下渔”模式中,修筑台田改造土地盐碱化的原理,主要在于降低地下水的水位和淡水压盐,一般来说,在条形台田上连续种植三年水稻后,土壤的盐分就能洗去很多。

由此我们可以知道,“上农下渔”模式,对原始土地主要限制因素含盐量太高的改造作用十分显著。但由于在深挖鱼塘修筑台田的过程中,把生土翻上地面,有机质的质量和恢复还需要一定的过程。由于“上农下渔”,模式从根本上改造了主要的限制因素,因此以后的发展前景十分可观。

另外,鱼塘的存在,使附近的空气的湿度也有所增加,温度也因之稍稍低于不受蒸发水源影响的区域,这十分有利于创造一个良好的小环境。在黄河三角洲干旱炎热的夏季,由鱼塘而产生的这个温和的小环境,对于台田上的作物来说,无疑是十分珍贵的。

综上所述,“上农下渔”是极适合于黄河三角洲地区的生态农业模式。它不仅能够利用黄河三角洲地区广泛分布的盐碱地而且对它有相当程度的改良;另外,鱼塘与台田的搭配,为农作物的生长创造了一个良好的生态小环境,还为农作物提供了有保证的淡水供应,这样在有限度的枯水条件下,农作物仍然能够照常生长;反过来,鱼塘的存在,无异于一个小型的水库,这样,有利于实现“旱能浇,涝能排”。因之,此种生态农业模式就很好的适应了黄河三角洲地区很不稳定的生态环境。

但是,值得说明的一点是,“上农下渔”在目前还刚刚起步,并不完美,还有一定的缺陷,例如:台田的塌方问题,我们知道,台田完全由土壤堆成,并无任何支撑措施。在雨季,遇上经日不断的雨水,或平时浇水过剩,就容易造成台田的塌方。其次,还有一些经济上的问题,计有:(1)台田上的经济作物种植较少, 目前种植的还是一些低成本、浅根作物;(2)依据鱼塘而发展的渔业也缺乏名优品种;(3)一次性投入较大,如无政府的支持(开路,排水沟等),单靠农户经费难以支持。

针对这些缺陷,实行“上农下渔”的地方,也有一定的应对措施,主要针对台田的塌方。目前,一般采取在台田上覆盖植被,以植被护坡的方法,来防止台田的塌方。至于经济上的问题,我个人以为,三者中,前两者比较好解决,主要原因在于模式刚刚推广时未能选好品种。但只要晓以时日,换用一些经济价值较高的物种即可改善局面。至于第三个问题则比较棘手。但我们知道,这种生态农业的模式,主要是在起步的时候需耗费资金。渐渐发展起来以后,对成本的要求就低了。此中就需要政府在项目刚刚开始时以财政进行补助。随着项目的发展,自可以用后来的利润去填补原先的投入额。

总之,“上农下渔”是当地一种十分适用的生态农业模式,尽管目前仍然存在着问题,但毫无疑问的,若假以时日对其进行改进,它一定能成为一种十分成熟的,为黄河三角洲地区的人民减轻忧患的农业生产方式。

(二)珠江三角洲典型生态农业模式

1.珠江三角洲的生态环境特点

珠江三角洲位于我国南部沿海的广东省中南部,面积约22876 平方公里。它地处南亚热带,自然条件优越,资源丰富,经济发达,河网交织,是我国著名的农业基地之一[3]。

众所周知,我国的南部沿海地区,湿热多雨,尤其广东,因临近南海,正是我国遭遇台风的最前锋,一到雨季,时有暴雨不停,数周以上淋漓不止的多雨气候。

珠江三角洲本身由几个水系汇合而成,各洪峰到达的时间不一,经常出现此峰未落、彼峰又起的情形。而且,三角洲受水潮影响很大,洪水若遇到大潮或台风暴潮顶托,危害更加巨大。由于洪水为患,人们不得不沿主要河道修筑堤围,以保护农田和村庄。但是,珠江三角洲地势很低,筑堤后堤外洪水水位较高,若遇到暴雨或较长时间的大雨,堤内积水不易渲泄,易成内涝。洪、涝期间,低洼之处水患成灾,致使农业生产造成很大困难。为了解决洪涝水患与农业生产的矛盾,珠江三角洲的劳动人民在实践中找到了化害为利的方法,人们利用西江盛产鱼苗的有利条件,在易受水患的地方修建鱼塘,饲养鱼类;并且利用基围种果树,既可护堤,又有收入[3]。在相当长时间的发展后, 珠江三角洲地区出现了著名的基塘农业生态系统,其中,又以桑基鱼塘最负盛名。下面,以桑基鱼塘为例,介绍一下盛行在珠江三角洲的生态农业模式。

2.基塘系统

基塘系统,类似于上文所说的“上农下渔”模式,也是分为“上”、“下”的生态农业模式,其中“塘”为下,即鱼塘;“基”为上,即将各个鱼塘隔开的田埂。基上栽桑树,称为桑基;同理,基上栽甘蔗,就为蔗基[4],还有果基,花基等等。

“桑基鱼塘”的运行方式:基上的桑林是有机物的生产者,它吸收水、肥、二氧化碳,固定太阳能,生产桑叶;在此基础上养蚕,蚕吃桑叶,生产茧、蛹,排出蚕粪;蚕粪又可作为鱼塘中鱼的饵料,实行有机质的转化。鱼塘中实行立体养殖的模式,培育不同品种,充分利用鱼塘空间,并形成合理食物链。鱼塘中各种鱼类排出的粪便及鱼塘中各种动植物残骸,经过微生物分解,混入塘泥,形成富含氮、磷、钾的天然肥料。定期将塘泥挖出,可作为桑基的绝好肥料,从而又进入新的循环。这样就形成了一个水陆相互作用,动植物相互作用,物质循环使用的人工生态系统,形成“桑茂、蚕壮、鱼肥”以及“鱼肥、泥好、桑茂”的有机联系,达到高度的资源利用率。

由此看来,桑基鱼塘,是一个十分成熟的生态农业模式,在整个循环过程中,我们可以看到,所有涉及在内的元素都排上了用场,基本没有废物排出系统,由此,在系统内的资源得到了最大程度的利用。另外,很明显,这个生态农业模式很好地适应了珠江三角洲地区的低洼地势,创造了很好的生态循环系统。

三、黄河三角洲和珠江三角洲生态农业模式的比较

从上文中叙述的关于黄河三角洲和珠江三角洲地区的典型生态农业模式我们可以看到一个有意思的现象,即目前在黄河三角洲推广的“上农下渔”生态农业模式与盛行于珠江三角洲的基塘系统在生产运行框图上,有着相当程度的相似性;当然,在细节上,两者还是存在着差异的。这里,我们将上述这两个不同的大河三角洲地区的典型生态农业模式进行一个比较。

我们知道,农业生态系统内部生物与环境要素是以相互制约的方式而结合为一体的[5]。因此,首先我要比较的, 是这两个三角洲地区的地域环境特点:

(一)黄河三角洲与珠江三角洲的地域环境比较

黄河三角洲和珠江三角洲,分别位于我国的山东省北部和广东省中南部,两者之间,在地域环境上的最大相似之处,就是两个地区都属于大河三角洲地区。三角洲地区位于河流入海的河口地区,是海洋过程与河流过程复杂交互作用的产物[6],因此, 尽管各大河三角洲的沉积环境千差万别,但有一个共同特征[2], 即河流水流进入河口地段,水面比降减小,流速降低,河流挟沙能力大减,从而泥沙在河口区沉积下来。当河流沉积物的供应量远大于海洋动力搬移的总量,河流泥沙的堆积速率远大于海洋动力的侵蚀速率时,则会在河流入海处形成巨大的泥沙沉积体,即三角洲。

对于三角洲的这个共性,黄河三角洲和珠江三角洲也并不例外地具有。因此,它们也都具有这个共性而带来的三角洲的共同弱点,即地下水位过高;位于河海交互、陆海相接的边缘地带,易受自然灾害等。当然,它们也都有三角洲共有的优点,例如:自然资源丰富等等。

但是,作为分别位于我国一北一南的两个典型大河三角洲,它们也有着自己的个性。分别为:黄河含沙量远远大于珠江的含沙量,黄河三角洲的沉积速率是珠江三角洲的五十余倍[2]; 黄河三角洲为黄河一水系泥沙沉积而成,珠江三角洲为西、北江三角洲和东江三角洲多水系三角洲组合而成[3];黄河三角洲属暖温带半湿润季风气候, 四季分明、光照充足、降水集中、雨热同期[7], 珠江三角洲属于南亚热带气候[3],终年炎热,区内年平均温度在20℃左右,降水集中; 黄河三角洲实行生态农业的主要制约因素在于该区的土地盐碱化问题,而珠江三角洲实行生态农业的主要制约因素在于该区的低洼湿地地势。

由此我们可以看到,黄河三角洲和珠江三角洲虽然同属于三角洲地区,但是,它们在地域环境上还是存在着很大的差别。因而,在这样有相似又有差异的地域环境下发展起来的生态农业的模式,自然也就相应的具有相似性和差异性。

(二)“上农下渔”生态农业模式与桑基鱼塘生态农业模式的比较

“上农下渔”生态农业模式与桑基鱼塘生态农业模式的相似之处,首先的一点就是在结构上,这两个生态农业的模式都分为“上”、“下”两个部分;其次,在细节上,“下”所指的,都是鱼塘,并且,这个鱼塘都担任了小型水库的责任;鱼塘中所采用的生态农业模式,都为立体养殖方式,即尽可能的利用空间,以达到用最小投入完成最大收益的目的。当然,这两种实行于不同地域的生态环境模式,也存在着很大的不同,在“上”的部位,“上农下渔”的形式是台田,而基塘系统则没有特别的抬高部分,只在鱼塘之间的“埂”上种植作物,形式上要比“上农下渔”要简单。这是由黄河三角洲和珠江三角洲的地域环境决定的。我们知道,黄河三角洲地区生态环境不稳定,土地盐碱化十分严重,这样,就决定了单纯的田地作业,对于黄河三角洲复杂的地域环境是不适宜的。台田使地面抬高,相对降低地下水位,周边有排水沟,可以达到蓄淡排盐的目的,因此,它构成“上粮下渔”系统中的“上”,是十分符合黄河三角洲先天条件的。而珠江三角洲,因为降水大量蒸发,盐分下压,它本身没有黄河三角洲所面临的土地盐碱化的问题,因此,基塘系统中的上部形式,就相对简单了。

从上面的叙述中,我们可以看到,一个地域的生态农业模式是否适用,决定于这个地方具体的地域环境条件。虽然生态农业发展到今天,已经有了多种多样的模式,但是,并没有一个“万灵药”可以适用于所有的地域环境,要想达到生态农业“低投入、高收益”的目的,最好的方法则依据当地的地域环境,制定适合于这个地域环境的生态农业模式。这样,才能真正达到实行生态农业的最终目的[8],包括:(1)提高自然资源和谷物系统的潜在生产力,使日渐增长的人口和经济而带来的不断增加的需求得到满足;(2)生产出安全、健康与有营养的产品, 使人们生活得更好;(3)保障农户们得到足够的净收入, 以支持生活并保障对于土壤、水及其它自然资源的投入,提高上述资源构成的农业生态系统的生产力;(4)结合社区规范与满足社会期望。

[收稿日期]2000—06—20

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