四川山丘区林业血防的农林复合经营模式解析
2012-07-12孟长来蒋俊明唐人权费世民周金星张旭东彭镇华
孟长来,蒋俊明,唐人权,费世民**,周金星,张旭东,彭镇华
1.四川省林业科学研究院,四川 成都 610081;2.广安市广安区林业局,四川 广安 638500;3.中国林科院,北京 100093
长江下游滩地是抑螺防病林研究的发源地,在抑螺防病林经营上起步较早,并紧密结合社会经济实际,着眼于生态经济社会复合生态系统构建与综合治理,研发生态防治与经济社会协调发展的农林牧副渔科学生产模式。人工林经营很大程度上是基于农林复合技术,传统血防林管护仅仅是禁牧、防治盗伐与防火问题,不具有森林经营的实质。农林复合经营技术与模式在滩地研究历史很久,并具有完备的体系(赵联远等,1992;彭镇华等,1994;张旭东等,1995;苏卫平等,1997;项艳等,1998;安徽省林业科学研究院血防林课题组,2009;彭镇华和江泽慧,1995;刘晓洪等,2006),其本质是森林管理的免耕或免抚技术,并在林地相对封闭低熵系统或农业用地相对高熵系统中引入适度的熵调节方式,进而提高抑螺防病林的生长效率和功能,确保抑螺防病系统三大效益的统一。
基于林业血防林建设充分与生产、生活方式相结合,与经济社会相结合原则(彭镇华,2006)。滩地钉螺防控本身就是采取以林为主,生态学、环境学、农学、系统工程学以及流行病学等众多学科结合,林、农、副、渔等多种经营,融抑螺防病、经济、生态三效一体的人工林生态系统(张旭东等,2006)。山地丘陵区是四川水分热量条件较为充沛的地带,且是粮食油料蔬菜基地,人口众多,人均耕地少(0.07 hm2左右),生态-经济-社会复合生态系统明显,以片林为主导的农林复合系统,农林矛盾突出(费世民,2006)。四川省统计年鉴数据表明,2008年,山丘疫区6个地市州的农林牧副渔各类产值均接近50%。在这样一个地区进行抑螺防病林工程建设,适宜造林的地块不多,直接限制了山丘区林业血防事业的发展,无法落实国家关于疫区的林业血防规划。山丘区小山小水小农耕这样一个自然环境与生产方式背景下,充分依托经济社会发展方式与生活方式,走血吸虫病生态防控与经济社会协调发展之路,可能是妥善解决生态用地与经济社会用地矛盾,寻找林业血防出路的关键所在。
四川山丘区农林复合研究深入,报道很多(费世民,1993a,1993b,1993c,1993d;费世民,1994,1998;费世民,向成华,2000a,2000b),系统阐明了农林复合间作系统的结构特点及其生态经济与社会效益。在抑螺防病林体系建设中,需要把农林牧副渔土地利用整合考虑,寻找抑螺防病为主体,兼顾生态经济与社会效益的复合模式,并解析其抑螺机理,是很有必要的。用科学发展观系统整合与分工协调的思维来指导山丘区林业血防,坚持从总体入眼、局部入手的原则,凝练生态建设、产业建设与社会建设中的突出问题,结合区域科学发展战略,构建一个山丘区科学可行的抑螺防病体系,并结合各行业发展优化、提质增效的体制优势,进行生产推广实践,必然能发挥良好的生态、经济与社会效益,造福于疫区人民。
在四川省山丘区林业血防林工程建设调研中,依照文献查阅与实地调查,以及对该区域的长期考察,对疫区农林复合经营模式及其合理性、可行性问题进行了总结,以便广大林业血防科技工作者查阅和参考。
1 材料和方法
本研究采用社会经济调查法与文献查阅法,组织四川省林业科学研究院林业血防课题组对四川省邛崃市、大邑县、蒲江县、沙湾区、夹江县、东坡区、仁寿县、彭山县、洪雅县、丹棱县、芦山县、西昌市、德昌县、普格县、昭觉县、涪城、旌阳区、安县、广汉市、罗江县、中江县、天全县、绵阳高新开发区等血吸虫流行区的抑螺防病林管理状况进行调研。对重点地区抑螺防病林生长状况与经营管理状况进行调查,并结合疫区社会经济发展概况、农林牧产业发展状况,对抑螺防病林农林复合经营模式进行分析,结合钉螺生物生态学与抑螺机理阐明其抑螺防病性。
四川疫区农林间作模式借助“九五”课题研究资料,林禽模式调查仁寿县和尚沟小流域抑螺防病林示范区中慈竹养鸡,并与同一庭院中对照慈竹种群相比。考察中江县杨树林养鸡、罗江县梨园养鸡、仁寿县花椒养鸡、眉山市东坡区河道养鸭子、白鹤;林渔模式调查仁寿县红塔村麻竹渔塘模式、洪峰乡和尚沟小流域示范区峡谷护坡柏木林鱼塘模式、方家镇浅丘环抱鱼塘模式等。根据钉螺孳生生境规律,来分析小流域尺度上片林主导的农林间作模式。最后,还从区域尺度上探讨农林牧副渔产业结构及其时间变化特征及其可能对抑螺防病的影响。
2 结果和分析
农林复合经营模式的类型通常根据农林复合经营的经营目标、组成和功能的不同,可将其分为4 大类,即林-农复合型、林-牧(禽)复合型、林渔复合型和特种农-林复合型,还有庭院林业也是一种农林复合模式。一般而言,各类农林复合经营模式都在一个区域共存,而差异在于结构比例问题,并且与自然地理条件紧密相关。
2.1 农林间作模式
对于位于水源涵养地带的耕地或水田,在无特别作物种植需要时,可考虑退耕还林,建造抑螺防病林。在幼林进行农林复合可以提高抑螺防病功能(刘晓洪,2006),而成林还进行农林复合经营,则能提高林地经营效率,又相当于以耕代抚技术,即通过林地作物种植来代替抑螺防病林的抚育。对于农林间作而言,需要从两个尺度上进行分析,一个尺度是基于单一地块(667 m2左右)上农林间作;另一个尺度是基于小流域尺度上的土地利用景观格局上片林与农田交相辉映的间作形态。
四川盆地浅丘区的农林间作结构主要组分是树木与农作物,具体组成(见表1)具体农林结构有:
①片林-农作物模式:位于丘顶,片林的组成:柏木纯林,桤柏混交林(其结构是乔、灌、草和乔、草层次结合)和马桑灌木林(其结构是灌-草结合)。这种结构是该区充分利用土地资源的主要方式,同时起到固土保水作用,是疫区抑螺防病林和水土保持林的重要组成部分,也是该区的用材薪柴的主要来源之一。
②林带-农作物:位于丘坡,这种类型是该区长期坡地农业生产的结果,台土与台土形成了陡坡坎,不易用于农业生产,为了固土保水,植树种草,有效地利用了这部分地土,提高了土地的利用率和生产力。此类也是钉螺孳生地带(草坡)、水土流失较为明显部分,林带对于滞流固土起着十分重要的作用,并且发挥了隔离和抑螺的作用。根据坡坎的宽窄,形成两种不同形式的林带,坡坎宽的(5 m~10 m),林带是呈多行,主要林带类型有:慈竹纯林或与樟楠混交林,桤柏混交林,栎柏混交林,川柏纯林,墨西哥柏纯林等,林分层次形成乔、灌、草结合,起滞流固土防垮塌的作用;坡坎较窄的(1 m~2 m),林带呈单行,主要以川柏等为主,起防塌固土作用。
③农田林网-农作物:位于平坝,它是该区面积最大的类型,是“四旁”绿化的主要部分,对于改善农田小气候起到主要作用,也是该区用材的来源之一。它充分利用了“四旁”的空闲地,促进了农业、林业的发展,美化了环境。主要类型:桑树林网、桤木/千丈林网、柏木/刺槐林网、李/樱桃林网、香椿林网、桉树林网等。农田林网有效把钉螺阻挡于河岸附近,避免向陆地扩散或连通,并能就地抑螺。
表1 不同类型农林复合系统组成成分
④林农间作:分布较为零散,丘顶、丘坡、丘麓均有,与农作物间作。这种类型反映了浅丘农区的农林争地矛盾的特点,由于该区人多地少,以农业生产为主要的目的,在抑螺防病林经营管理中充分考虑了粮食生产的重要性,又要发展林业生产,由此而产生的一种两者兼顾的类型。在丘顶,退耕造林地实行幼林与农作物间作和果农间作;在丘坡,桑农间作(大行桑),果农间作;在丘麓,主要桑园中的小行桑农间作,果园中的果农间作,庭院中的分层次间作等。
在疫区,还需要在种植制度上需要提高复种指数,即冬夏连作,并且这种强度干扰钉螺生活史,使得钉螺发育过程受到多重阻断,基本上使得田地钉螺灭绝或为无螺区。在山地丘陵区,也研究了农田复种指数合理化后耕作效益和产值问题(如表2 所示)。
从表2可知,各复种方式的总产值,以A61 966.50元·hm-2为最高,A27 614.00元·hm-2为最低。纯收益,以A612 154.90元·hm-2为最高,以A104 153.50元·hm-2为最低。其顺序是A6>>A7>A9>A3>A8>A1>A4>A2>A10。产投比,以A53.80 为最高,A1024.67 为最高,A106.23 为最低(劳动生产率)以A525.20 元·人-1·日-1为最高,以A1013.25 元·人-1·日-1为最低。
表2 各复种方式的经济效益
在仁寿疫区,基本上形成了水稻-油菜、油菜-番薯(或玉米)的种植制度,在播种、除草、施肥、收割、垦覆,再播种、除草、施肥、收割,形成间歇性、高强度干扰钉螺生存的土壤,直接多环节阻断钉螺生活史,使得钉螺在复种条件下灭绝。
农林间作是调整林业产业结构,提高林业产业比重,并通过作物耕种来抚育林木,从而提高林木效益而提高抚育积极性的一种技术。而在作物耐阴性或林带间距、宽度适当时,其间作效益是同比增长的,并呈现正偶联;而在作物搭配不适当,则作物单产不高,而确保了林木增效,而单位面积产量林木与作物之间呈现负偶联。
无论从小尺度地块上的农林间作,还是小流域尺度上的片林、林带、林网与耕地作物间作模式,都通过科学合理而高效的农作物种植一则提高了林木的效益;二则遏制了钉螺生存,构筑了无螺区。
2.2 林渔复合模式
山丘地区降水量适中,但光照不足,云雾天气大,空气湿度,森林和土壤水分保蓄能力强,森林涵养水源,并且固持水土,使得地表水发达,并向洼地蓄积,容易形成集水池。并且,紫色土区岩层薄,持水能力差,固持水土依靠森林发育。山丘地区鱼塘众多,并与林形成了很好的结合,构成了高效的林渔模式。水网型地区兴林抑螺林的经营模式中,林渔模式是其中重要一类,并且把饲料桑树、鱼塘很好结合起来(彭镇华,江泽慧,1995)。而在山丘地区,林渔模式具有更为独特的林水相依内涵,反映了山与林、林与水的内在联系,森林涵养水源、鱼塘蓄水养鱼。山丘地区林渔模式极为发达,构建了区域颇具特色的产业类型。据调查,林渔模式存在3个类型:一个是峡谷型,一个浅丘型,还有一个是河岸型(示意图如下所示)。
(1)峡谷型:在低山丘陵地区,低山峡谷内部采光较差,且山地涵养水源能力强,水田和耕地采光差,且积水明显,有效地块狭小。适宜造林涵养水源,而在峡谷出口向阳地带,建设鱼塘,并用林带环抱,鱼塘周围栽植树木为慈竹、麻竹、绵竹、桉树、梨树、润楠、柚子、柑橘、墨西哥柏、川柏木、枫杨、构树、桑树,而以竹类植物居多。
图1 四川山地丘陵区林渔结合模式(左图:峡谷型;右图:浅丘型;黑色方块为鱼塘)
(2)浅丘型:浅丘型林渔模式主要体现在丘体环抱中央,浅丘地区地表水发达,并向中央冲击平摊汇集,缺乏输出系统,是建设鱼塘得天独厚的条件。在浅丘环抱周围开辟鱼塘,也需要丘顶或丘体上部森林覆盖,而在中部也需要森林或者经济林,一般都为经济林,如森林蔬菜、经济水果、香料植物等,而下部则为水田,排水后汇集在鱼塘中。鱼塘周围也需要栽植林木,一般为慈竹、麻竹、绵竹、毛竹、苦竹、桑树、构树等,并需要保证四周不遮光,保证塘面适宜鱼生长发育的温度。仁寿县方家镇与红塔村林鱼模式很典型。
(3)河岸型:在大型平原坝地山丘地区,河流较浅,地下水极为发达,可在河岸建设林带,而旁边设置鱼塘,并保证鱼塘低于河流正常的水位(冬季),这样也可确保鱼塘四季水分充盈,并用抽水机及时换水,确保水质优良。护岸林是抑螺防病林,需要依照建设技术标准来建设,并且能保证鱼塘良好的通风性。
图2 山丘疫区河岸型林鱼模式示意图
2.3 林-禽(牧)模式
疫区农户林禽林牧模式都是传统小农经济模式,局限于自己庭院附近抑螺防病林的利用,如养鸡、养鸭(中江县、罗江县、仁寿县有规模化养殖的林禽模式),畜牧业主要是圈养,如养牛、养兔、养猪。在凉山州部分地区,存在散养的形式,主要是干热河谷绿化栽植桉树,桉树牧羊、桤木牧羊。规模化与专业化都很弱,处于一种自给自足与零星市场需求满足相结合的状态。
(1)林鸡模式
在抑螺防病林建设过程中,一些重点建设的抑螺防病林区,在防病林下开发空间效率,规模养鸡;疫区光照不足,水分充足而林下土壤水分含量高,适宜利用散射光进行生草生产。而养鸡时补充饲料而鸡粪回田促进了土壤肥沃性提高,提高了系统承载力并调节了水肥不和谐的疫区林业矛盾。并对养鸡周期进行限定,及时调换养鸡场所,使得集约化养殖的禽业转变为生态绿色的林禽综合发展模式。轮牧形式促成禽场能及时进行休养,通过自然静养来进行免疫与消毒处理,减少疫病发生的风险。调研案例如下:
调研实例1:在仁寿县方家镇,在规模化万亩花椒林建设鸡舍,散养而集中喂养。
调研实例2:中江县南山桉树鸡模式,在退耕还林桉树林下养殖成群肉鸡。南山养鸡促进了桉树生长,养殖区内桉树相对生长速度较大,达到10 cm 胸径,13 m 高(3a),而外侧均一性较差,胸径普遍在8 cm~12 cm(平均9 cm)左右。桉树林下养鸡对地表草本植物有抚育功能,具有免抚作用,对照之下,未养桉树林草本相对发达,高度盖度较大。
调研实例3:罗江县杰兴村杨树鸡,直接在河岸护坡固水林与下湿田改造林下养鸡,具有抚育与促长功能,也是立体经营与产业替代的典型。河岸杨树林下草本发达,葎草盖度100%,高度40 cm 左右,而养鸡后成为裸地,免抚功能明显。
调研实例4:罗江县农户自主联营的桃园中也有桃园鸡,德昌县还有石榴鸡(农户散放,不成规模)。
调研实例5:仁寿县有慈竹鸡,尽管也不成规模,但反应了疫区抑螺防病林高效利用与立体经营的产业基础。
(2)林羊模式
传统畜牧业是自然林分中散养,完全靠天吃饭,造成了自然生态系统的大量破坏与生物多样性的损失。传统畜牧业在藏区与少数民族,以及部分汉族地区已经收到适度控制,并鼓励集约化养殖,并采取绿色生态的养殖方式。生态的林牧模式是基于抑螺防病林高效经营与牧业的免抚功能相结合,发挥林业与牧业界面促进作用,互惠互利,其生态经济与社会效益就升级替代,从传统粗放野生放养场高破坏性走向了现有的绿色生态共生的林牧复合系统经营。调研案例如下:
调研实例1:冕宁县桤木林林下养羊已经成为重要的畜牧业准生态化发展的重要途径。
调研实例2:西昌市桉树林下养羊本身体现了人工血防林集约化经营的系统思维。
调研实例3:简阳柏木林下养羊也是疫区血防中复合改造、柏木林提质增效的重要途径。
调研实例4:仁寿县部分地方退耕还林桉树林下养羊,提高抑螺防病林后续产业效益。
(3)林鸭模式
鸭子天生与钉螺形成营养关系,并且在自然生态系统中,野鸭可能是湿地生态系统食物链的重要环节。在生态失衡时,人工饲养鸭子能直接补充钉螺防治区食物链,能对钉螺起到孽杀作用。并且,在抑螺防病林建设中,林鸭模式本身是在水分富集的湿地,如池塘、河流、稻田湿地中合理利用资源,适度完善或平衡生态系统的一种策略。在疫区湿地营造抑螺防病林,并饲养鸭子的模式很普遍,几乎是家家户户,只是规模小,专业化不足。河岸林或池塘防护林带都在鸭子饲养过程中发挥了生态防护功能,即保持养鸭时不流失水土,还能确保血防安全;同时,鸭子还能在林下栖息,并集中喂食,并进行集中休息与夜晚保暖,利于提高产量。在林禽系统中,这种人-林-禽的产业化模式也是一种人与自然和谐相处关系的体现,“湿地兴林抑螺,人工养鸭防病”,是一种疫区产业化的一种科学模式,是特定条件下人与疫区灾害磨合适应的产物。
2.4 庭院林业模式
庭院林业,主要指农民利用庭院和房前屋后的隙地、自留田及其相连的沟河、池塘边种植的树木,以改善居住环境、解决用材、薪材,生产果品、花卉苗木和增加经济收益的林业生产活动(周松涛,1987)。庭院林业是一种立足庭院空间自然资源,利用家庭劳力,广泛开发林、竹、花、果、药、菜等的庭院经济(沈承权等,1993)。四川低山丘陵区经济林资源丰富,房屋建筑依山傍水,村、乡、舍间道路纵横交错,适宜构建城乡一体化背景下的“人-宅-田”林盘美景,并改善人居环境,并方便、经济。在调研中看到,疫区基本上都是“潜在”四合院式,一房一坝,道路相连,并且厕所都是内置的,还有养猪圈棚,部分农户有沼气池。
(1)庭院林业范围和要求
根据林业生态建设的总体要求,结合抑螺防病林建设技术规程与血防规划要求,依照庭院村庄分布和结构特点,庭院绿化范围要为房屋四周与耕地旱地、农田和林地之间,除必要园地以外的可绿化用地;建筑密集的村庄四周建筑物与耕地、农田以及林地之间的可绿化用地,包括范围内的道路、河流、沟渠两旁绿化。
①前院要栽植较为低矮观赏性较强的经济林树种,以保证房屋的通风和采光;
②房屋两侧以竹类和乔木经济林树种为主,并利于休闲;
③后院以高大乔木树种尽可能选择常绿、无环境危害,主干突出的用材树种,或者利用自然植被,并改造为庭院林业型;
④房屋、村落相对较近距离的河岸、道路都需要进行抑螺防病型庭院建设;
⑤必要的工程措施可以采用,如流水暗道与蓄水池工程、生态厕所工程;
(2)庭院林业建设模式
庭院林业存在不同类型,如以林为主类型、林木林果类型、林木种养加工结合类型、经营花卉苗木类型(周松涛,1987),建设时需要因地制宜、合理规划,集约高效,方便快捷,自给自足。把山丘区庭院林业建设模式调研结果描述如下:
1)庭院经济式抑螺防病林建设模式
调查发现,庭院绿化树种主要选择经济树种,如柑橘、慈竹、麻竹、绵竹、毛竹、苦竹、润楠、花椒、樱桃、梨树、柚子、核桃、枫杨、桉树、柳树、水杉、柳杉、墨西哥柏、川柏、楝树、香椿等,并存在林下种植,如蔬菜、香料、粮油等。房前稀植,房后密植,两侧密植,且在存在林下耕作时稀植。
2)道路风景林式抑螺防病林建设模式
人居与村道、乡道相连接的道路两侧,珍贵用材、珍稀植物、重大经济价值植物的栽植,如核桃、油茶、润楠、水杉等,并高位栽植灌木,低位栽植乔木,建设生态隧道。
3)水岸抑螺防病林建设模式
在河岸、池塘岸边,依照立地条件,设置合理的林带宽度,栽植经济性、风景性、抑螺性俱佳的森林,如慈竹、杂交竹、绵竹、桑树、构树、杨树、枫杨、乌桕、油桐、银杏、川柏等,或者樱桃、梨树、柑橘、柚子、枇杷、花椒等。适度密植,并能积极开展林下经营,如林禽、林蔬、林粮、林油、林渔、森林蔬菜等。
4)人居生态改造工程抑螺防病建设模式
人居本身也存在水源和沟渠,钉螺也容易孽生,并且人畜粪便集中,也容易窝藏血吸虫病原。需要改造3 项内容:
第一为疏水暗沟和蓄水池建设,房屋出水管道和周围积水疏水沟需要用暗沟,黑暗和低温钉螺无法发育,及时清理泥土;还需要在生态厕所旁修建蓄水池,把人居集水全部收集,以供旱季庭院经济性活动所需,确保四季有蔬菜。
第二,建设养畜一体的生态厕所,可采用普遍的三格式生态厕所(魏海春等,2010),把人畜粪便集中储存,并腐化2 a,逐年利用,并把蓄水池安排在厕所旁边(井式),并能方便取水灌溉庭院林业。
第三,建设饮水安全井,血防规划中把疫区饮水安全作为血防的重中之重,需要在庭院林业中建设安全水井,依照相关技术标准建设。
(3)庭院抑螺防病林管理和利用
调查表明,疫区庭院林业能满足蔬菜、休闲、经济、薪材、用材、风景美化、环境改善、水源涵养、水土保持等功能,而在管理上需要因地制宜,依照功能而灵活处理。
对于饮用水源相关的森林需要集中保护,禁止任何人为活动,保障水源涵养功能和饮水安全。哺乳类动物需要坚持体检制度,及时查病。
对于水岸林、路旁林、庭院两侧林可进行林禽复合经营,并及时抚育,疏伐剔枝,采笋育竹。在水塘边可以饲养鸭子、天鹅、白鹤等经济、珍稀鸟类,以及牛、羊等牲畜,需要清理粪便和保持水土。依照血防规划,禽类和牛羊粪便需要进入生态厕所,才能进入耕地中使用。也可进行间作,进行必要的以耕代抚;林下种植需要考虑彩光,模式配置因时因地制宜。
2.5 特种农林复合型
特种农林复合型,这种复合经营模式以生产特种产品为目的,它由林木混交型、林-药间作型、林-食用菌结合型、林木-资源昆虫结合型等复合系统组成。特种农林复合型经营也以林下立体林业为主体,并且其本身在抑螺防病林结构维持和功能提高上存在增益作用。
调研实例1:中江县列为全省经济林建设重点县之一,发展柏木-丹参套种模式、桑园-芍药套种模式,为林药特种农林复合模式。
调研实例2:大量油果水果栽植也酿蜜产业与林蜂模式,桉树、柑橘、枇杷、麻疯树等蜜源树种都是抑螺防病林的树种来源,为林-虫互利特征农林复合模式。
调研实例3:蒲江县发展柑橘-茶、桂花-茶、马尾松-茶、梨树-茶模式,利用二者根系利用土层深度不同而优化配置,提高水肥利用效率,为林木混交特征农林复合模式。
疫区缺乏林菌模式。
2.6 区域农林牧副渔复合系统特征
区域尺度上,农林牧副渔复合系统模式可能在农业、林业、牧业、渔业实现了小流域尺度上间作、林牧(禽)、林渔模式都存在明显的加工业,即实现原料生产后续加工、包装与销售问题。疫区农林牧副渔都存在加工问题,农-林(牧-副-渔)+加工模式是土地利用生产的基本模式,也是生产与生活方式在区域尺度上的典型表现。
四川省统计年鉴表明,2008年疫区农林牧渔业总产值1 548.16千亿元,其中农业总产值624.66,占到40.3%;林业总产值43.81,占到2.8%;牧业总产值810.21,占到52.3%;渔业总产值43.02,占到2.8%;农林牧副渔服务业总产值26.5,占到1.7%。从土地利用上分析,农业用地与牧业用地比重较大,并且养猪等都是耕地生产畜牧业原料。但林业是生态发展的主力,其本身产值很低表明其产业化水平较低,另一方面也是林业用地比例本身较低有关。疫区基本上都为柏木林、云南松林或稀树灌木林,其生态效益也未受到产值估算的计量。从1980年~2008年四川疫区农林牧副渔总产值变化趋势来看,农业与林业总产值是下降的,牧业与渔业产值是上升的,线性拟合表明,y农=-0.0117x +23.945(r2=0.9441);y林=-0.0006x+1.2322(r2=0.3749);y牧=0.0108x-21.106(r2=0.9467);y渔=0.001x-1.9887(r2=0.9499)。但可能受到以下因素的影响:1)畜牧业耗费农业饲料,部分生产在系统内部循环;2)林业销售困难,影响了生产积极性,弃而不管或疏于管理;3)牧业和渔业市场价格上升;4)退耕还林周期慢影响产值核算;5)加工环节缺乏影响林业原料的价值实现。
从饼形图可看出,农林牧副渔产业结构在发生变化,从高农业低林业牧业渔业的上个世纪80年代产业结构特征走向了2005年前后低农林业、牧业和渔业持续走高的状态(如图3 所示)。农业产值从1980年71.6%经历1993年的58.90%到2008年的39.1%;林业从3.8%经由3.1%到2.6%;牧业从24.9%、35.5% 到54.2%;渔业从0.4%、1.9% 到2.5%。忽略产值的影响因素,疫区土地利用方式呈现渔业、禽牧业增加而农业、林业减少的趋势转变;但从林业行业发展来看,林业行业退耕还林工程、天然林保护工程不但保护了林地,还增加了坡耕地向林地的转变,林业产值下降可能是用材林周期长所致。暗示,疫区林地面积在增加,抑螺防病林规模在扩大,且忽略鱼塘面积,则林业用地与农业用地面积呈现权衡关系。其变化的基本特征是,农业用地减少、林业用地增加、渔业用地增加、牧业集约化程度增加,复合效益增加,表明区域农林复合系统内部循环模式已经建立(种-养-加)。科学发展观要求的低碳减量循环模式已经具备了一定的基础,从区域农林复合上已经初步实现了资源高效利用与系统循环,并复合低碳减量化的要求,构筑了区域一体、就地加工的农林复合区域模式。
图3 四川省山丘疫区1980年、1993年与2008年农林牧副渔产值结构
3 讨论
农牧的有机结合使动物将人类不能直接利用的农副产品转化为各种畜产品、生产肥料,产生比较复杂的能量流和物质流,这是农林结合所不能做到的。在畜牧业生产中,家畜可以将采食的营养物质中的16%~19%转化为畜产品,而将能量的19%~31%随粪尿排除体外。而家畜本身在生命活动中只消耗全部能量的33%,即农牧两者在营养物质的转化关系上,既相互依赖又相互限制。因此,建立多种样、多功能、多效益、低投入、高产出的农林牧生态系统,充分利用生态空间成为其发展的一条基本途径(顾凤岐,袁洪亮,2010)。在山丘疫区,血吸虫病流行、钉螺种群爆发是跟生产与生活方式落后有关,是区域发展滞后的表现;大面积广种薄收,大面积水土流失地弃而不管,土地开发过度,生态安全失调、失序的恶果。在这种人口密度大的严峻形势下追求生态安全阈值度的满足与生态结构度的优化,必然在疫区社会经济与生态发展中造成混乱,甚至是得不偿失。只有结合经济社会发展实际的农林牧副渔复合系统生产方式优化可能才是疫区短期内发挥林业血防优势,以林为主,农林复合控制血吸虫病流行的科学途径与可行途径。不能追求生态结构度优化,来调控疫区的血防屏障,而是需要把这一目标作为疫区长治久安的长远目标来追求,而把生产方式优化作为短期目标来追求,是符合我国疫区阶段性发展实际的。
优化疫区生产方式,其出发点是提高土地精耕细作程度,提高土地利用效率,用最少的土地生产最多的产品,对耕地相关水系及其附近钉螺孳生生境形成一定的干扰度,阻断钉螺的生活史。同时,调节用地类型,把适宜钉螺孳生的土地利用方式向林地、鱼塘、城镇用地转化,就能降低钉螺孳生的风险。坚持这种适度的生产方式优化策略利于协调疫区生态经济与社会发展,利于以人为本,利于妥善处理当前疫区发展中的经济社会与兴林抑螺生态防治之间的矛盾。为了表述这一适度干扰的抑螺防病、优化生产方式思想,我们相对钉螺孳生生境的中度干扰理论进行描述。
图4 钉螺孳生的适度干扰模型
若把疫区生境的干扰度定为Bs,钉螺孳生生境时周期性水文干扰的产物,其本身生长有湿地植物,具有湿地特性,此时d1 <Bs <d2,生态系统水生生态系统与森林生态系统之间,为水陆交错带上的草丛生态系统。在水文过度干扰(Bs >d2)或不干扰(Bs <d1)时,钉螺适宜生境消失,其本身无法孽生,则立地发育为地带性水生生态系统和森林生态系统(模型如图4 所示)。山丘区钉螺孳生的中度干扰理论得到实际测定数据的支持与滩地长期研究的证实,即仁寿县疫区钉螺孳生调查时水稻田、耕地没有钉螺,水陆交错带与农林交互带草丛中有钉螺,森林中没有钉螺。造林灭螺、兴林抑螺、抑螺防病、农林复合经营抑螺防病等滩地长期血防实践概念与文献著作都证明林与螺相克。长期林业血防实践依据钉螺是血吸虫的唯一中间寄主,把钉螺控制作为血防的科学途径与指示指标。山丘区需要把钉螺孳生的生态位替代为水文干扰一般的森林生态系统或者过度干扰的水生生态系统即可。在疫区,需要保持的生态系统只有这两种,前者是各种类型的抑螺防病林、各种功能的抑螺防病林,后者是水田、鱼塘、河流、水库、海、湖泊等。在这些生态系统边界,即水陆交错带、农林交互带,需要用抑螺防病林来发挥其阻螺、固螺、滤螺、驱螺、杀螺、控螺(蒋俊明等,2009)作用,禁止钉螺种群的扩散与传播。森林生态系统与水生生态系统直接限制了钉螺的就地繁殖与生活史完成,这样钉螺只能孳生在旱地生态系统水分充足的边缘地带,即农林间隙或交互带。山丘区旱地利用一般有两季或多季,频繁种植与除草、施肥等生产活动直接导致了钉螺生活史关键时期,如交配、产卵、卵发育、休眠等生活史活动受到干扰而阻断发育。这里提到的适度干扰、抑螺防病与钉螺孳生的适度干扰理论不同,前者是钉螺孳生的自然规律,适度干扰是依照钉螺孳生的度或规律,来适宜改造生境,进行生态位替代,促成钉螺生态位向森林或水体生态为转变。在农林间隙或交互带上,依照钉螺生活史环节,进行适度阻断,人为除草、松土、翻耕、播种等生产活动能直接促成钉螺消失。在区域尺度上,适度干扰生产方式优化思想是从生态经济社会复合生态系统及其维持系统优化上调整生态位,使其保持在钉螺不能孳生的森林、水体或复种指数提高(提高旱地间隙干扰强度而灭螺)。旱地生境在正常降水条件下,其水分条件和土壤特质决定了能够发育钉螺,但出于社会需求和经济生产的满足,需要从事旱地耕作,只能优化生产技术,提高干扰强度来灭螺。
适度的生产方式优化的核心是土地高效利用,基本途径是复合生态系统管理,无论是水生生态系统、旱地、水田,还是森林生态系统,都需要依照生态学规律、林业血防规律、科学发展观要求的生态经济社会协调与优化,都需要按照利于生态、利于经济、利于社会系统发展的方式进行管理。理论和实践现已证明,并终将持续证明,生态发展、经济发展与社会发展系统全面协调有序中突出问题都是一致的,包括林业血防事业,其解决的途径也是相似的。这是科学发展观自身理论性、集成性、普世性、概括性的使然,是人类社会系统运行规律的高度概括,是基于自然规律(世界观)基础上的生产方式优化的总准则。1950年Smith 著的《树木作物:永久的农业》一书被认为是第一部关于农林复合经营系统的专著。农林牧复合生态系统是一种传统而新兴的土地利用和经营方式,在解决农林用地矛盾、改善生态环境、提高自然资源利用效率等方面意义明显(顾凤岐,袁洪亮,2010)。滩地林业血防长期实践证明,农林复合系统是一种有效的土地利用模式,也是科学的综合治理模式,还是符合生态经济社会效益的综合统一的模式(赵联远等,1992;彭镇华等,1994;张旭东等,1995;苏卫平等,1997;项艳等,1998;安徽省林业科学研究院血防林课题组,2009;彭镇华和江泽慧,1995;刘晓洪等,2006)。
掌握了疫区复合生态系统适度优化的抑螺防病思想后,着力对生产或生活方式进行符合血吸虫病生态防治的设计,其中必然含有生产条件优化技术与生活方式优化技术,核心还是以林为主,农林复合经营,构建疫区人民风调雨顺的生态屏障、高效生产的经济屏障、愉悦生活的社会屏障,都是基于水系统(江河湖海渠溪)抑螺防病林的森林廊道建设。在山丘区小山、小水、小农耕自然环境与生产模式背景下,构建的林业血防屏障将是林带、片林、规模化现代林业基地、林网、保护网络,在这样的前景下,农业、林业、牧业、副业与渔业都已经脱离了单纯行业的界限,逐渐构筑了以片林、林带为基础的农林复合模式。对农林复合解析贡献最大的一个概念是片林,片林诠释了庭院林业、残次林盘背景下的农林牧副渔生产区的复合特征,不局限于行间套种。山丘区在片林主导下的林粮间作、林油间作、林蔬间作发达,高复种指数提高旱地土壤干扰强度,消灭钉螺;林禽、林牧、林渔模式一则提高了林地利用效率,二则完善了交互带或交错带的营养系统,增加了钉螺的天敌或干扰地表,抑螺防病。据调研,山丘疫区最为普遍的是林禽模式,规模化设计良好的也是林禽模式,养鸡养鸭具有广泛的群众基础与历史经验。渔业在山丘区发展迅猛,从1980年至2008年,总产值呈现上升趋势,本身土地利用则直接在低山丘陵区相对封闭水系统高效利用的典范,抑螺防病林保持水土、涵养水源,鱼塘蓄水养鱼,林渔和谐共生,水资源优化配置和利用。在区域尺度上,种植业、养殖业与加工业连为一体,实现了生产、加工与销售的连接,并通过加工销售拉动生产,社会需求满足成为抑螺防病生产方式优化和复合高效生产模式推行的驱动力。
对于农林复合经营模式的抑螺防病机理试验研究在长江下游滩地进行了多项研究。在疫区江苏,1992年兴化县滩地进行不同农林复合经济模式及其效益分析(如林粮间作与林渔模式)。滩地农林复合系统被认为是幼林期血防林抑制钉螺的关键,并分析了农林复合系统抑螺效果的潜在因素(刘晓洪,2006)。研究也表明,滩地抑螺防病林在农林间作和土壤整理时抑螺效果及其明显(刘国华等,2008)。升金湖地区抑螺防病林经营的20个模式中“林-渔-禽”、“林-禽”两个复合经营模式,投资少,见效快,易推广,是比较成功的模式(安徽省林科院血防林课题组,2009)。彭镇华等(1994)研究了滩地农林复合生态系统建立及其效果,测试了复合系统与芦苇丛中的小气候特征,分析农林复合系统抑螺机理。
长江下游滩地也提出了多种抑螺防病的农林复合经营模式。如滩地治理中的林农模式、林农渔模式、林-农-牧-渔模式、林-农-加模式、林-农-牧- 渔- 副模式(张旭东等,1995;项艳等,1998);滩涂低湿地类型(湖沼型):林-渔(+禽)模式;水(水稻田)改旱类型(血防部分称水网型):高杆女贞、桂花-银杏、观赏白玉兰、广玉兰、桂花、杜英、杨树-小麦-玉米、杨树-油菜-棉花;低丘岗地类型(血防部门分类称山丘型):用材林经营模式(泡桐、毛竹、湿地松、马尾松)、经济林复合经营模式(桂花-柑橘-茶叶、杨梅-柑橘-茶叶、梨-桂花-茶、银杏-梨-桂花-茶、银杏-桂花-油菜(萝卜)、板栗-茶)(安徽省林业科学研究院血防林课题组,2009)。
与长江下游滩地相比,长江上游山丘地区农林复合经营模式具有明显的特色,是基于山丘地区地块狭窄,缺乏水网和湖沼地区的大平原特性。这种农林复合经营模式特色主要体现在以下几个方面:第一,山丘区庭院林业相对发达;第二,山区片林主导的农林间作较为普遍;第三,山丘区林禽极为发达,基于河流、池塘、水田众多,即使是单纯的池塘或者河流养鸭,也有抑螺防病林搭配,林禽模式极为发达;第四,山丘区林渔模式反映了林渔共生相互促进的特性,具有水资源优化配置的复合高效性;第五,山丘区油果树种丰富,能源林发达,林-蜂特种模式较为发达,一则依赖蜜蜂授粉结实,二则酿蜜制糖。山丘这种农林复合经营模式特色也是区域独特的、长期适应区域生产条件与自然地理特点的产物,是山丘疫区人民长期与生存环境相互磨合的结晶。山丘疫区农林复合系统结构、模式都与片林、林带有关,其林带类型与作物选择都围绕着疫区农林业生产现状(费世民,1993a,1993b,1993c,1993d,1994,1998;费世民,向成华,2000a,2000b)。解析这种生产方式与生活方式抑螺防病的合理性并提出优化策略,利于长足推进疫区林业血防事业。疫区地表水发达,林渔联合固水,低碳减量循环,还能有效发挥生物防治功能,抑螺防病,更主要的是有可观的经济效益,改善人类的肉食结构。鱼塘不主张水泥硬化,传统生产队建设鱼塘的最好,林渔复合经营,目前的问题是缺乏稳定持续的水源与鱼类种质,如耐低温鱼系或冷水鱼。四川盆地亚热带淡水渔业区降水丰富,水源稳定可靠,气温较高,且年和昼夜气温变幅较小,冬季水温之暖更是同纬度地区不能相比,适宜养殖的温水性鱼类繁多,并能终年摄食生长(张隐农,1983)。多样化气候条件需要多样化的种质来配套,这种在作物品种与木本植物栽培上得到极为明显的体现,这种生态资源可塑性与灵活性利用才能提高生产效率,展示利用自然遗传种质而改善人民生活的能力。显然,统计年鉴反映出的畜牧业、渔业发展增加的趋势也是山丘疫区逐渐优化生产方式,并适应于疫区自然生态环境的生动反映。科学发展观指导区域发展也是疫区人民生产与生活方式逐渐优化并稳步提高的过程,这一点符合事物发展演变的客观规律。
农林复合经营模式需要考虑林自身在复合系统中的角色和地位,明晰森林系统与农系统二者之间的互惠共赢关系,而不存在权衡关系,而是相互增益的效益,是一种正偶联关系。这是界定农林复合系统是与否的判定标准。山丘疫区林渔模式、林禽模式便具有这样的典范性,而林粮油间作系统自身复合增效问题虽然可能会对粮油存在一定程度上的减产,但低于气候激变风险能力而言,间作系统要明显高些,缺乏长期尺度的观测与试验研究。研究表明,不同类型林带对鱼塘内的光照度、植物表而温度、气温和水温等环境因子均有明显的调节作用,鱼塘内风速与水中的溶氧含量呈正相关关系;林渔复合经营系统模式的组建在不同(5种)类型林带,以在鱼塘埂堤上设置顺主风方向两条复合林带最为适宜,对鱼塘内的环境因子的影响最小,既不影响鱼塘内的通风,又不影响鱼塘内水中的济氧含量,且能起到利于形成物种的多样性,增加饲鱼种类(螃蟹),提高产量和经济效益,以及护堤和减灾的作用(徐福元等,2001)。林渔模式塘中温度存在异质性,而在塘边必然是一个低温区,限制了钉螺发育和繁殖。钉螺发育钉螺孳生的光照为5×100-15×100lx、土壤湿度为20%~40%、林底植被覆盖度为40%~70%(王万贤等,2009),鱼塘缺乏消长带,无法形成光照强烈、河漫滩式的水陆交错带,仅仅是下部湿润而上部干燥。
从区域水资源优化配置与高效利用上考虑,血防疫区农林复合系统本身是基于土地资源的高效系统利用,在多重生存与土地利用空间中,唯有互补性与和谐性(或补偿性)才能提高土地资源的利用度,才能减少生存维持之土地利用面积,更好建设血防安全度,即提高血防安全屏障的土地面积。在深入研究中,我们发现,一些生产与生活技术形成连环的配套的并复合区域低碳减量循环模式要求的模式,这些模式走进土地经营者的生产与生活,自身就构建了血防屏障或血防安全的社会屏障。这种社会性血防安全屏障是林业血防安全屏障建设、维持与永续发挥作用的基石,也是血防疫区血防工作的重中之重,血防走进人民,人民建设血防,并共享共管。从区域尺度上看,农林复合经营高效性主要体现在宜林则林、宜渔则渔、宜牧则牧、宜农则农,农林牧副渔紧密结合(彭镇华,江泽慧,1995),时间、空间、产业链条互补,实现对时间空间资源的充分高效利用,最大限度劫蓄水土,保蓄生态承载力。实际上单纯水生生态系统无法形成钉螺孳生生境,水土流失造成积水浅滩或滩地,才导致了钉螺生态位的形成。大尺度上抑螺防病实质上是水土保持。在一些小流域上,峡谷型田间泉眼往往是钉螺孳生的死角,其只能通过水源涵养林营建或土地利用格局优化来实现该尺度上水资源的调节,或者开辟为鱼塘,活水养鱼。区域尺度上,农林牧副渔相互补充与低碳减量循环产业模式构建才是驱动血防安全体系的经济学机制。钉螺与血吸虫都以水为载体,治水成为林业血防的核心思维。彭镇华先生指出,“治水在于治山,治山在于兴林”,血防与治水、兴林有着极为紧密的联系,并构建了大水文思想,形成了粮油生产区农林牧副渔系统治理观与综合治理观,并着力体现经济产业链完善的经济学驱动机制。山丘区兴林抑螺,还需要强调山丘区流域生态产业开发,研究生态产业链的构建技术(费世民等,2008)。
现代林防是以科学发展观为指导,坚持林业以人为本,全面、协调与可持续发展的基本要求,并以现代化防治技术为依托的林业有害生物防治(宋玉双,2010)。血吸虫病就属于一类人畜共患病,能感染人类和多种哺乳动物,也是危害人类的寄生虫病之一。据世界卫生组织统计,全球受血吸虫病威胁的人口高达5.6×108,而在我国就有近2×108人受到威胁,造成了巨大的生命财产安全损失(彭镇华,2001)。钉螺是对人类身心健康有害的生物,林业血防具有生物与生态防治双重内涵。植物害虫生物防治是植物保护学的重要分支学科,是指利用生物或生物代谢产物来控制农业害虫的理论与技术体系(叶恭银,2010)。林业有害生物的可持续治理是从森林生态系统的整体功能出发,在充分了解森林生态系统结构与功能的基础上,综合使用各种生态调控手段,通过综合、优化,将多种防治措施融为一体,对森林生态系统及其森林植物-有害生物-天敌关系进行合理调节,变对抗为利用,变控制为调节,充分调动系统内各种生物因子的作用(宋玉双,2010)。掌握害虫孳生规律,掌握生存适应度,并适度调控,紧密结合经济社会效益,紧密结合生产与生活方式,就能在疫区人民生产与生活方式优化的科学发展进程中逐渐消灭害虫,确保人畜粮油安全。抑螺防病已经成为疫区生态防护林解决的主要矛盾,是疫区血吸虫病流行控制的长效措施,抑螺防病林也成为防护林的一个新林种,并且是富有实效的生物防治手段(彭镇华,江泽慧,1995)。运用适度思想提炼的血吸虫疫区生产技术模式与生活方式优化策略是人类社会发展长期经验的积累和总结,也是人类终将战胜自然灾害,并获得人与自然和谐的可行途径。
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