彰武地區森林生態農業模式初探

◎盧 野

一、前言

自黨的十八大報告把生態文明建設與經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設一道納入中國特色社會主義事業總體布局后，人們對生態環境的認識也發生了根本性的轉變。平衡有序的生態環境，不僅影響著人類的生存，也改變著人類的生產，尤其是農業生產。而林業生態系統更是影響一方生態建設的重中之重，如果林業生態系統遭到破壞，其水土保持、防風治沙、涵養水源的功能也會遭到嚴重損害［1］，進而影響對林業生態系統依賴極深的農業生產。

彰武地區位于科爾沁沙地的南緣，曾經飽受風沙的侵蝕，農業生產一度萎靡。經過幾代治沙人的潛心鉆研和堅持不懈的努力，彰武的生態環境得到了明顯的改善。但是，隨著農業稅的取消和農業補助力度的增大，農民對退耕還林的熱衷程度有所降溫，為了尋求林業生態系統與農業生產的平衡，在保證生態文明建設的前提下大力提高農業生產能力，就要不斷尋找和嘗試新的農業發展模式。

二、森林生態農業概述

（一）森林生態農業的概念

生態農業［2］是按照自然規律、經濟規律，采用先進的科技手段組成新的生態農業經濟體系，在提高土地生產率的同時不斷改善生態環境。生態林業［3］是指以擴充森林生態經濟系統為目的，將林種、樹種、生物品種結構進行優化配置，多功能、多層次開發利用森林資源。森林生態農業，也稱食物森林，是層次比較豐富的農林生態體系，以多物種、多層次的布置模式，實現最大限度利用光能、使水和養分充分的循環。依靠不同物種的協作功能來替代人的管理，讓自然的力量充分發揮。

很多樹種有固氮的作用，在土地上種植這些樹種可以幫助合成氮肥，減少土壤中氮肥的施用。很多礦工作物能夠把土壤中的礦物分解，為其他植物養分吸收提供便利，很多吸引傳粉者的植物，除了完成吸傳粉功能，還吸引多種益蟲，這些不同種類的生物形成了完整、多樣的食物鏈。森林生態農業系統因其多層次、立體的結構特點，在太陽能轉化成植物能量的利用效率上比單一化的、平面的普通農業高很多。森林生態農業模式逐漸成熟后，人們獲得的產出將會越來越高，人類勞動不再是種植這些作物和果樹，而是直接收獲果實。

（二）森林生態農業的效益評價

森林生態農業也是比較遠古的對土地資源的利用方式，它的可持續性能和抵抗災害的能力在農業生態系統中也是最強的。多國內外學者［4-8］在森林的涵養水源效益、水土保持效益、森林防護效益、森林固持二氧化碳效益、森林凈化大氣效益、森林游憩效益、森林野生生物保護效益等方面開展的多種研究，隨著人們環境意識的不斷增強，森林生態效益的應用越來越受到人們的關注，前人的大量研究成果為森林生態農業模式的構建提供了理論基礎，給我們極大的啟示。

1.抵御風險。傳統的單一化種植模式，在遇到季節、氣候變化和病蟲害爆發等特殊情況時，因其抵抗能力差而遭受重創，讓經營者蒙受損失。假如一棵植株感染病菌，這種病菌就可能蔓延到全部植株。而森林生態農業通過種植多種不同作物，大大降低了風險。以美國Forested森林農場為例，在蘋果花滿開的時節，農場受到美國東部寒流突襲，單一品種的果園都受到重創，損失甚至達90%，但是Forested森林農場因種植蘋果的品種多樣，雖然有的品種受了霜災，但也有很多品種抵抗住了寒霜，蔬菜和菌菇也沒有遭受傷害，整體來看，農村的經濟損失很小。森林生態農業的多樣化種植方式增強了整個系統的抵御風險的能力，保障經營者的經濟收益。

2.協作共享。自然的協作共享功能可以使在一個系統中的植物之間、微生物之間相互依存、相互作用，通過生物之間的協同作用和拮抗作用來減少系統中水、肥、農藥的投入。微生物是一個森林生態農業系統中必不可少的成員，實驗研究發現，1立方厘米的健康土壤中約有75000種的真菌和25000種的細菌，土壤微生物與植物的根系構成了龐大的物質與信息網絡，對植物之間的水分、養分、病蟲害都起到了重要的協調作用。

3.滋養萬物。自然是滋養萬物的，當然也包括我們人類。食物的營養來自土壤，單一化的農業系統對化肥農藥的依賴性大，大量的化肥、農藥施用破壞了土壤微生物生長環境，使其活力大大下降，造成土地貧瘠，土壤中的礦質元素輸送到植物中的種類和含量也相對減少。森林生態農業系統多樣性高、微生物種量大而且健康，不同種類的微生物共同分解土壤中的礦物質，變成植物可以吸收利用的價態，再利用根系將養分運送到植物的各個組織器官中。植物因吸收了足夠的土壤養分，其產出的目標產品營養密度也更高，更有利于人類的健康。

4.生態恢復。自然是可以修復的。森林生態農業通過多層次利用物質和能量，減少農業對自然資源消耗。森林生態農業系統中的植物不需要使用農藥、化肥等物質，很大程度上減少了農村環境污染。森林生態農業能夠合理分配自然資源，發揮自然界的生產潛力，實現農業生產的良性循環。

5.增加經營者收入。自然是可以產生經濟效益的。森林生態農業系統與單一農業比較，不但節約了農藥、化肥甚至人力成本，還因多層次利用物質和能量，提高了物化勞動效率和活勞動效率［9］。生產出的產品品質優良。森林生態系統因植物與微生物的相互作用，提高土地的質量和肥力，生產出的產品因品質高而價格更勝一籌。

6.優化社會。森林生態農業是一個循環體系，能夠多次循環糞便、廢棄物甚至生活垃圾，幫助農村實現環境改善。森林生態農業系統不是短時間內建成的，經營者要有長遠的目標和頑強的韌勁，從全局看事情，運用好自然規律，多學習、多實踐，最終實現人與自然和平互助的生活模式。

（三）森林生態農業模式的構建

森林生態農業是一個復雜的系統，涉及的因素很多，做到多層次、多要素、多因子、多變量相互作用。充分利用好植物生態位、生物共生原理，在地上地下垂直空間層次上合理排布生態適應性不同的生物種群［10］。通常來講，垂直高度越高，空間形成的層次越豐富，對自然資源利用效率越高。然而構建垂直空間并不是沒有無限制的，生物、環境和社會因素都會制約著垂直空間的利用。森林生態農業系統可以簡單的分成三層：即樹木層、灌木層和地表植物層。七個層次的森林生態農業系統就相對復雜，樹木層又分為大型喬木、小型喬木，灌木層又分為灌木、攀援植物、草本植物，地表植物層又分為地被、根際植物。在植物選擇上也要充分考慮食物鏈關系，根據營養級原理，確定不同層級的植物品種和數量，除此之外，還要制定出合理的輪作制度、栽培選擇和種植構型計劃。要確定樹木的株行距，有時也要考慮樹木行向取值，最終實現整個系統總效益最大化。

森林生態農業系統通過合理配置植物、動物、微生物，使有限的空間、水、土、光熱資源的利用率實現最大化，生物能轉化率也最大，節約資源的同時形成了農林牧副漁全面發展的模式，提高土地利用率。比如家禽的飼料可以通過糖化或氨化植物秸桿獲得，最大限度發揮植物對貢獻能力，家禽的排泄物又可用來生產沼氣，殘渣用來繁殖微生物，還原于土地。以美國威斯康星州的商業化森林生態農場為例，農場以生產栗子、榛子與蘋果為主要經濟來源，又利用了不同植物的生態位原理，生產了核桃、松子、櫻桃、梨、山核桃、蘆筍、南瓜等植物，在這個系統中放養豬、牛、羊、雞和火雞。農場不僅獲得了多樣化豐厚的收益，還帶動了威斯康星州的榛子產業鏈的發展。通過規模化的生產不僅獲得了客觀的經濟利益，還可以通過農業系統修復環境。

（四）森林生態農業發展趨勢

1.產業化。森林生態農業在市場需求導向下，構建專業化、規模化的生產模式。例如建設多種生產基地，特別是初級產品的加工基地和交易市場，實現標準化生產、加工、交易，在上下游產業之間建立產業鏈，做到物質良性循環，減少工業生產的廢物。同時，農業也是工業、能源、休閑業的重要資源。比如麥草造紙、利用樹木纖維造人造絲、亞麻提純、植物肥料提取酒精、利用清新的田園風光發展休閑游、從藻類獲取生物能源等等。不斷開發森林生態農業中植物的新用途，逐步實現農業深加工和現代化。

2.品質化。隨著生活質量的提高，人們更注重衣食住行品質的提高，尤其是高品質的農產品越來越受到人們的青睞。森林生態農業因種植結構的調整，讓各層級植物回歸自然生長狀態，沒有農藥、化肥的干擾，其產出的產品品質遠好于傳統農業和單一農業的產品，也為有機產品、綠色產品的生產提供了基礎。

3.新農村社區設計。新農村社區設計就是構建一個街道四通八達、給排水系統完善等二、三產業完善的宜居小區，同時致力發展農業作業園區，更有效的節約土地和利用自然資源，把在鄉村分散居住的農民逐步吸引到這個小區中來，形成一個更大、更優美的社區。發展森林生態農業就是實現新農村社區設計的基礎，通過對農業生產模式的改變，改善生態環境，增強農村吸引力，促進農村社會主義精神文明，不斷提高農業經濟收入，最終實現新農村社區設計。

4.戶外教育。森林生態農業系統構建成功后，還兼具了農業教育基地的功能，經營者通過傳授經驗和實地講解，將這種模式推廣給越來越多的職業農民，讓經營者們共同尋找人與自然和諧共生、振新新農村的發展道路。同時，這里也是孩子們的游樂場，更親密的接觸和認識大自然，陶冶身心、健康成長。

三、彰武地區構建森林生態農業的可行性分析

（一）彰武地區氣候特點

彰武地區屬溫帶大陸性季風氣候，熱量條件較好，年平均氣溫5.8-10℃，活動積溫3610℃·d，地面最高溫70.5℃，無霜期平均在125-160d，年日照時數2700h。年平均降水量410-480mm，年季間變化大，降水量四季分布不平衡，易發生春旱、伏旱。森林覆蓋率34.5%，年平均風速1.9米/秒，春季風最大，夏季最小。結合光、溫、水等綜合氣候特點，彰武地區光照充足、太陽輻射能豐富，特別是雨熱同季的特點是農業生產的特有優勢。但是彰武地區土壤偏瘠薄，植被質量差，對水分的含蓄和緩沖能力差，再加上春季大風、春旱等天氣災害，使干旱頻繁。森林生態農業的構建能更充分的利用光熱資源，改進土壤和植被條件，減少風沙、防治干旱，改善環境。

（二）森林生態農業層次構建

彰武地區獨特的氣候特點和地域環境決定了構建森林生態系統的植物選擇要因地制宜，通過林業局、農業局、經驗豐富農業經紀人的介紹及查尋植物志等資料選擇適宜的物種。如果選擇一種作物為主要經濟產出作物，也可以借鑒森林生態農業的模式使系統內植物多樣性和空間立體層次豐富起來，發揮森林生態農業的優勢作用。可融入森林生態農業的可食植物主要分布在四個層級：喬木層：櫻桃、松樹、蘋果樹、梨樹、桃樹、桑樹、山楂樹等；灌木層：開花、結果、吸引野生動物的灌木樹種，如樹莓、榛子等；攀援植物層：葡萄、蕓豆等；地被植物層：多年生蔬果（草莓）、草藥、蘑菇等。植物除了有經濟目的的食用藥用產出，還有替代肥料的功能。自然界有16000多種固氮植物，豆科植物因根瘤菌的存在都有將空氣中的氮氣轉變成氮素肥料的能力。固氮樹種槐樹可種植在喬木層，固氮灌木沙棘分布在灌木層，三葉草、紫花苜蓿、草本豆科作物為地表固氮作物。蒲公英、蘿卜等可用作礦工作物。在每棵可食植物的南側，種上一棵主根深長、生長迅速的礦工作物，分解深層的土壤養分，將營養物質輸送到土壤表層，供給其周圍的植物吸收。種植或使用覆蓋物（硬木屑、稻草、樹葉、硬紙板）覆蓋土壤，起到保護土壤、抑制雜草生長的作用，減少化肥和除草劑的使用能降低對土壤微生物的干擾和破壞，從而保持土壤肥力。

在構建森林生態農業系統的第一年，經營者根據光照、地形、水源和人與自然的關系等因素進行規劃，種植一些可食植物。第一年農場開始長出雜草，在不影響主要目標的可食植物生長條件下，就無需除草。因為雜草可以增加森林生態農業系統的生物質含量，幫助土壤恢復地力。種下每棵樹時，利用硬紙板和硬木屑覆蓋的方法就也可實現自然除草。從第二年開始，在收獲果實的同時不斷調整種植品種和結構。喬木層的堅果樹和水果樹開始有了收益，并且是長期收益，利用林間種植蔬菜即可在當年獲得短期收益。動物也為森林生態系統提供了大量天然氮肥、除蟲除草。雞鴨鵝還為經營者提供蛋類。雖然種養殖比較多的動植物，卻不需要太多的人力投入。因為大自然的作用使他們形成了一個循環系統。但是種植、嫁接、收獲等工作需要較多的人來幫忙，可以通過招募志愿者或者設置比賽、活動等方式，讓人們在歡聲笑語中完成工作。

四、展望

森林生態農業將改變過去單一化種植、依靠化學品的工業化農業，通過種植可以施肥、吸引傳粉者的植物，讓農業生態系統的生物多樣性豐富起來，實現了人與自然和諧協作，巧作農業，省財省力。農業以產、學、研相結合的創新商業模式實現生產端與消費端相連接，最大力度發揮涵養水源、修復土壤、凈化空氣、社區構建等農業多重功能。