彰武地区森林生态农业模式初探

◎卢 野

一、前言

自党的十八大报告把生态文明建设与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设一道纳入中国特色社会主义事业总体布局后，人们对生态环境的认识也发生了根本性的转变。平衡有序的生态环境，不仅影响着人类的生存，也改变着人类的生产，尤其是农业生产。而林业生态系统更是影响一方生态建设的重中之重，如果林业生态系统遭到破坏，其水土保持、防风治沙、涵养水源的功能也会遭到严重损害［1］，进而影响对林业生态系统依赖极深的农业生产。

彰武地区位于科尔沁沙地的南缘，曾经饱受风沙的侵蚀，农业生产一度萎靡。经过几代治沙人的潜心钻研和坚持不懈的努力，彰武的生态环境得到了明显的改善。但是，随着农业税的取消和农业补助力度的增大，农民对退耕还林的热衷程度有所降温，为了寻求林业生态系统与农业生产的平衡，在保证生态文明建设的前提下大力提高农业生产能力，就要不断寻找和尝试新的农业发展模式。

二、森林生态农业概述

（一）森林生态农业的概念

生态农业［2］是按照自然规律、经济规律，采用先进的科技手段组成新的生态农业经济体系，在提高土地生产率的同时不断改善生态环境。生态林业［3］是指以扩充森林生态经济系统为目的，将林种、树种、生物品种结构进行优化配置，多功能、多层次开发利用森林资源。森林生态农业，也称食物森林，是层次比较丰富的农林生态体系，以多物种、多层次的布置模式，实现最大限度利用光能、使水和养分充分的循环。依靠不同物种的协作功能来替代人的管理，让自然的力量充分发挥。

很多树种有固氮的作用，在土地上种植这些树种可以帮助合成氮肥，减少土壤中氮肥的施用。很多矿工作物能够把土壤中的矿物分解，为其他植物养分吸收提供便利，很多吸引传粉者的植物，除了完成吸传粉功能，还吸引多种益虫，这些不同种类的生物形成了完整、多样的食物链。森林生态农业系统因其多层次、立体的结构特点，在太阳能转化成植物能量的利用效率上比单一化的、平面的普通农业高很多。森林生态农业模式逐渐成熟后，人们获得的产出将会越来越高，人类劳动不再是种植这些作物和果树，而是直接收获果实。

（二）森林生态农业的效益评价

森林生态农业也是比较远古的对土地资源的利用方式，它的可持续性能和抵抗灾害的能力在农业生态系统中也是最强的。多国内外学者［4-8］在森林的涵养水源效益、水土保持效益、森林防护效益、森林固持二氧化碳效益、森林净化大气效益、森林游憩效益、森林野生生物保护效益等方面开展的多种研究，随着人们环境意识的不断增强，森林生态效益的应用越来越受到人们的关注，前人的大量研究成果为森林生态农业模式的构建提供了理论基础，给我们极大的启示。

1.抵御风险。传统的单一化种植模式，在遇到季节、气候变化和病虫害爆发等特殊情况时，因其抵抗能力差而遭受重创，让经营者蒙受损失。假如一棵植株感染病菌，这种病菌就可能蔓延到全部植株。而森林生态农业通过种植多种不同作物，大大降低了风险。以美国Forested森林农场为例，在苹果花满开的时节，农场受到美国东部寒流突袭，单一品种的果园都受到重创，损失甚至达90%，但是Forested森林农场因种植苹果的品种多样，虽然有的品种受了霜灾，但也有很多品种抵抗住了寒霜，蔬菜和菌菇也没有遭受伤害，整体来看，农村的经济损失很小。森林生态农业的多样化种植方式增强了整个系统的抵御风险的能力，保障经营者的经济收益。

2.协作共享。自然的协作共享功能可以使在一个系统中的植物之间、微生物之间相互依存、相互作用，通过生物之间的协同作用和拮抗作用来减少系统中水、肥、农药的投入。微生物是一个森林生态农业系统中必不可少的成员，实验研究发现，1立方厘米的健康土壤中约有75000种的真菌和25000种的细菌，土壤微生物与植物的根系构成了庞大的物质与信息网络，对植物之间的水分、养分、病虫害都起到了重要的协调作用。

3.滋养万物。自然是滋养万物的，当然也包括我们人类。食物的营养来自土壤，单一化的农业系统对化肥农药的依赖性大，大量的化肥、农药施用破坏了土壤微生物生长环境，使其活力大大下降，造成土地贫瘠，土壤中的矿质元素输送到植物中的种类和含量也相对减少。森林生态农业系统多样性高、微生物种量大而且健康，不同种类的微生物共同分解土壤中的矿物质，变成植物可以吸收利用的价态，再利用根系将养分运送到植物的各个组织器官中。植物因吸收了足够的土壤养分，其产出的目标产品营养密度也更高，更有利于人类的健康。

4.生态恢复。自然是可以修复的。森林生态农业通过多层次利用物质和能量，减少农业对自然资源消耗。森林生态农业系统中的植物不需要使用农药、化肥等物质，很大程度上减少了农村环境污染。森林生态农业能够合理分配自然资源，发挥自然界的生产潜力，实现农业生产的良性循环。

5.增加经营者收入。自然是可以产生经济效益的。森林生态农业系统与单一农业比较，不但节约了农药、化肥甚至人力成本，还因多层次利用物质和能量，提高了物化劳动效率和活劳动效率［9］。生产出的产品品质优良。森林生态系统因植物与微生物的相互作用，提高土地的质量和肥力，生产出的产品因品质高而价格更胜一筹。

6.优化社会。森林生态农业是一个循环体系，能够多次循环粪便、废弃物甚至生活垃圾，帮助农村实现环境改善。森林生态农业系统不是短时间内建成的，经营者要有长远的目标和顽强的韧劲，从全局看事情，运用好自然规律，多学习、多实践，最终实现人与自然和平互助的生活模式。

（三）森林生态农业模式的构建

森林生态农业是一个复杂的系统，涉及的因素很多，做到多层次、多要素、多因子、多变量相互作用。充分利用好植物生态位、生物共生原理，在地上地下垂直空间层次上合理排布生态适应性不同的生物种群［10］。通常来讲，垂直高度越高，空间形成的层次越丰富，对自然资源利用效率越高。然而构建垂直空间并不是没有无限制的，生物、环境和社会因素都会制约着垂直空间的利用。森林生态农业系统可以简单的分成三层：即树木层、灌木层和地表植物层。七个层次的森林生态农业系统就相对复杂，树木层又分为大型乔木、小型乔木，灌木层又分为灌木、攀援植物、草本植物，地表植物层又分为地被、根际植物。在植物选择上也要充分考虑食物链关系，根据营养级原理，确定不同层级的植物品种和数量，除此之外，还要制定出合理的轮作制度、栽培选择和种植构型计划。要确定树木的株行距，有时也要考虑树木行向取值，最终实现整个系统总效益最大化。

森林生态农业系统通过合理配置植物、动物、微生物，使有限的空间、水、土、光热资源的利用率实现最大化，生物能转化率也最大，节约资源的同时形成了农林牧副渔全面发展的模式，提高土地利用率。比如家禽的饲料可以通过糖化或氨化植物秸杆获得，最大限度发挥植物对贡献能力，家禽的排泄物又可用来生产沼气，残渣用来繁殖微生物，还原于土地。以美国威斯康星州的商业化森林生态农场为例，农场以生产栗子、榛子与苹果为主要经济来源，又利用了不同植物的生态位原理，生产了核桃、松子、樱桃、梨、山核桃、芦笋、南瓜等植物，在这个系统中放养猪、牛、羊、鸡和火鸡。农场不仅获得了多样化丰厚的收益，还带动了威斯康星州的榛子产业链的发展。通过规模化的生产不仅获得了客观的经济利益，还可以通过农业系统修复环境。

（四）森林生态农业发展趋势

1.产业化。森林生态农业在市场需求导向下，构建专业化、规模化的生产模式。例如建设多种生产基地，特别是初级产品的加工基地和交易市场，实现标准化生产、加工、交易，在上下游产业之间建立产业链，做到物质良性循环，减少工业生产的废物。同时，农业也是工业、能源、休闲业的重要资源。比如麦草造纸、利用树木纤维造人造丝、亚麻提纯、植物肥料提取酒精、利用清新的田园风光发展休闲游、从藻类获取生物能源等等。不断开发森林生态农业中植物的新用途，逐步实现农业深加工和现代化。

2.品质化。随着生活质量的提高，人们更注重衣食住行品质的提高，尤其是高品质的农产品越来越受到人们的青睐。森林生态农业因种植结构的调整，让各层级植物回归自然生长状态，没有农药、化肥的干扰，其产出的产品品质远好于传统农业和单一农业的产品，也为有机产品、绿色产品的生产提供了基础。

3.新农村社区设计。新农村社区设计就是构建一个街道四通八达、给排水系统完善等二、三产业完善的宜居小区，同时致力发展农业作业园区，更有效的节约土地和利用自然资源，把在乡村分散居住的农民逐步吸引到这个小区中来，形成一个更大、更优美的社区。发展森林生态农业就是实现新农村社区设计的基础，通过对农业生产模式的改变，改善生态环境，增强农村吸引力，促进农村社会主义精神文明，不断提高农业经济收入，最终实现新农村社区设计。

4.户外教育。森林生态农业系统构建成功后，还兼具了农业教育基地的功能，经营者通过传授经验和实地讲解，将这种模式推广给越来越多的职业农民，让经营者们共同寻找人与自然和谐共生、振新新农村的发展道路。同时，这里也是孩子们的游乐场，更亲密的接触和认识大自然，陶冶身心、健康成长。

三、彰武地区构建森林生态农业的可行性分析

（一）彰武地区气候特点

彰武地区属温带大陆性季风气候，热量条件较好，年平均气温5.8-10℃，活动积温3610℃·d，地面最高温70.5℃，无霜期平均在125-160d，年日照时数2700h。年平均降水量410-480mm，年季间变化大，降水量四季分布不平衡，易发生春旱、伏旱。森林覆盖率34.5%，年平均风速1.9米/秒，春季风最大，夏季最小。结合光、温、水等综合气候特点，彰武地区光照充足、太阳辐射能丰富，特别是雨热同季的特点是农业生产的特有优势。但是彰武地区土壤偏瘠薄，植被质量差，对水分的含蓄和缓冲能力差，再加上春季大风、春旱等天气灾害，使干旱频繁。森林生态农业的构建能更充分的利用光热资源，改进土壤和植被条件，减少风沙、防治干旱，改善环境。

（二）森林生态农业层次构建

彰武地区独特的气候特点和地域环境决定了构建森林生态系统的植物选择要因地制宜，通过林业局、农业局、经验丰富农业经纪人的介绍及查寻植物志等资料选择适宜的物种。如果选择一种作物为主要经济产出作物，也可以借鉴森林生态农业的模式使系统内植物多样性和空间立体层次丰富起来，发挥森林生态农业的优势作用。可融入森林生态农业的可食植物主要分布在四个层级：乔木层：樱桃、松树、苹果树、梨树、桃树、桑树、山楂树等；灌木层：开花、结果、吸引野生动物的灌木树种，如树莓、榛子等；攀援植物层：葡萄、芸豆等；地被植物层：多年生蔬果（草莓）、草药、蘑菇等。植物除了有经济目的的食用药用产出，还有替代肥料的功能。自然界有16000多种固氮植物，豆科植物因根瘤菌的存在都有将空气中的氮气转变成氮素肥料的能力。固氮树种槐树可种植在乔木层，固氮灌木沙棘分布在灌木层，三叶草、紫花苜蓿、草本豆科作物为地表固氮作物。蒲公英、萝卜等可用作矿工作物。在每棵可食植物的南侧，种上一棵主根深长、生长迅速的矿工作物，分解深层的土壤养分，将营养物质输送到土壤表层，供给其周围的植物吸收。种植或使用覆盖物（硬木屑、稻草、树叶、硬纸板）覆盖土壤，起到保护土壤、抑制杂草生长的作用，减少化肥和除草剂的使用能降低对土壤微生物的干扰和破坏，从而保持土壤肥力。

在构建森林生态农业系统的第一年，经营者根据光照、地形、水源和人与自然的关系等因素进行规划，种植一些可食植物。第一年农场开始长出杂草，在不影响主要目标的可食植物生长条件下，就无需除草。因为杂草可以增加森林生态农业系统的生物质含量，帮助土壤恢复地力。种下每棵树时，利用硬纸板和硬木屑覆盖的方法就也可实现自然除草。从第二年开始，在收获果实的同时不断调整种植品种和结构。乔木层的坚果树和水果树开始有了收益，并且是长期收益，利用林间种植蔬菜即可在当年获得短期收益。动物也为森林生态系统提供了大量天然氮肥、除虫除草。鸡鸭鹅还为经营者提供蛋类。虽然种养殖比较多的动植物，却不需要太多的人力投入。因为大自然的作用使他们形成了一个循环系统。但是种植、嫁接、收获等工作需要较多的人来帮忙，可以通过招募志愿者或者设置比赛、活动等方式，让人们在欢声笑语中完成工作。

四、展望

森林生态农业将改变过去单一化种植、依靠化学品的工业化农业，通过种植可以施肥、吸引传粉者的植物，让农业生态系统的生物多样性丰富起来，实现了人与自然和谐协作，巧作农业，省财省力。农业以产、学、研相结合的创新商业模式实现生产端与消费端相连接，最大力度发挥涵养水源、修复土壤、净化空气、社区构建等农业多重功能。