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Fundamental classification of eco-agricultural models

论生态农业模式的基本类型



全 文 :中国生态农业学报 2009年 5月 第 17卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2009, 17(3): 405−409


* 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2006CB100206)资助
骆世明(1946~), 男, 博士, 教授, 研究方向为农业生态学。E-mail: smluo@scau.edu.cn
收稿日期: 2008-10-20 接受日期: 2008-11-30
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00405
论生态农业模式的基本类型*
骆世明
(农业部生态农业重点开放实验室 华南农业大学热带亚热带生态研究所 广州 510642)
摘 要 生态农业模式的基本类型可按照生物组织层次分为: 在景观层次, 以农业土地利用布局为核心的景
观模式; 在生态系统层次, 以农业生态系统组分能物流连结为核心的循环模式; 在群落层次, 以生物种群结构
安排为核心的立体模式; 在种群层次, 以食物链关系设计为核心的食物链模式; 在个体与基因层次上, 以动植
物品种选择为核心的物种与品种搭配模式。处于上一层次的生态农业模式基本类型可以与向下各个层次的模
式套叠, 形成复合模式。生态农业基本类型属于基础分类, 不排斥其他根据方便利用、容易理解的其他分类方
式。这种基本类型的区分有利于认定生态农业建设的重点, 有利于模式改进、模式筛选和推广、模式标准制
定及模式的深入研究。
关键词 生态农业 生态农业模式 基本类型
中图分类号: S181 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)03-0405-05
Fundamental classification of eco-agricultural models
LUO Shi-Ming
(Eco-agriculture Key Laboratory of the Ministry of Agriculture, Institute of Tropical and Subtropical Ecology,
South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)
Abstract Following the basic organization hierachy of biology, eco-agricultural models can be classified into the following funda-
mental classes: landscape model (at landscape level), in which agricultural land arrangement pattern is essential; cycling model (at
ecosystem level), in which the core model is linked to different compartments of agro-ecosystems through energy and material flow;
the vertical model (at community level), in which structural arrangement of species is important; food-chain model (at population
level), which relates to the structural design of food-chain; and variety structure model (at individual and gene level), which relates to
the choice of plant and animal species. Models in upper levels interact with models in lower level forming a complex system of
model. This fundamental classification of eco-agricultural models does not rule out other methods of classification for specific pur-
poses. However it provides understanding and enhances analysis of other classification methods. This fundamental classification
benefits identification of important developmental processes of eco-agriculture. It also benefits the improvement, selection, stan-
dardization and research on eco-agricultural models.
Key words Eco-agriculture, Eco-agricultural model, Fundamental classification
(Received Oct. 20, 2008; accepted Nov. 30, 2008)
假如说 30年前, 科学家们提出生态农业建设是
一种深思和远虑, 那么现在开展生态农业建设已经
是十分现实和紧迫了。由于农业对资源、生态和环
境的影响越来越明显, 农业相关的生态环境事件时
有发生, 十七届三中全会《中共中央关于推进农村
改革发展若干重大问题的决定》明确提出 2020年农
业和农村发展的目标之一是让“资源节约型、环境
友好型农业生产体系基本形成”, 为此提出“促进
农村可持续发展, 按照建设生态文明的要求, 发展
节约型农业、循环农业、生态农业, 加强生态环境
保护”。决定还提出“发展现代农业, 必须按照高产、
优质、高效、生态、安全的要求”。采取的政策选
项中包括强有力的经济措施, 计划“健全农业生态
环境补偿制度, 形成有利于保护耕地、水域、森林、
草原、湿地等自然资源和农业物种资源的激励机制”。
生态农业模式的分类关系到生态农业的研究、
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推广、普及及生态农业建设标准和评价标准的建立。
由于大多数生态农业模式是从实践经验中总结提升
的, 很多科技工作者在进行生态农业模式总结时都
采用按区域列举或按照实用分类方式介绍[1]。近年,
一些学者尝试对生态农业模式的典型进行系统的归
纳、整理和分类。齐鑫山等[2]提出: 按区域规模或行
政级别划分, 可分为生态农业市、县、乡、镇、村、
场、户等; 按自然与社会经济条件划分, 可分为平
原、山区、丘陵、水域、草原、庭院、沿海、城郊
等类型; 按主要产品类型划分, 可分为单一或者综
合类型; 按所属农业类型划分, 可分为种植型、林果
型、渔业型、农场、企业型等; 按照资源利用方式
划分, 可分为多层利用型、综合利用型、循环利用
型、自净利用型、补加利用型(生物链加环、减环、
生物互利共生)等。李新平等[3]的提法则简化了上述
分类, 认为生态农业模式可根据区域规模、自然和
社会经济条件及主产品或主要产业 3 种分类标准加
以划分 ,即按生态农业建设的区域规模或行政级别
划分为生态农业市、生态农业县、生态农业乡、生
态农业村及生态农业户等; 按自然地理条件和社会
经济状况划分为平原型、山区型、丘陵型、水域型、
草原型、庭院型、沿海型及城郊型等; 按主要产品
或主要产业划分为以一种主要产品或产业为主的专
业型和至少以两种或 3 种以上的产业或产品为主的
综合型。李金才等[4]依据我国农业发展特色、社会
经济发展水平及资源状况, 将我国的生态农业模式
分成物质多层利用型、生物互利共生型、资源开发
利用与环境治理型、观光旅游型 4 类。邱建军、任
天志等[5]在《生态农业标准体系及重要技术标准研
究》中也运用了李金才等分类方法。目前有关生态
农业模式分类的认识还有待统一。
1 生态农业模式的基本类型
生态农业实践中, 人们认识到农业生产中生物
与环境相互作用、生物与生物紧密关联、输入与输
出相互影响, 采取积极措施把原分散操作的农业生
态系统各组分重新组织成一个相互联系的整体, 促
进农业社会效益、经济效益和生态效益的协调发展。
在生态农业实践中把这类农业的整体称为生态农业
模式(Eco-agriculture model, Eco-agriculture pattern)。
按照生态学的生物组织层次区分, 生态农业模
式的基本类型见图 1。
1.1 景观层次的农业土地利用布局——景观模式
景观模式主要涉及一个区域或者一个流域范围
土地的功能区划分, 包括: (1)在一个行政区域或者
地理区域内对各农业生产项目、自然生态保护、旅

图 1 生态农业模式基本类型及其层次和套叠关系
Fig. 1 Fundamental classification of eco-agricultural models
and its hierarchical structure

游观光区、生活休闲区、工业加工区、交通运输线
等进行面上的合理布局; (2)在一个流域实行水源保
护、生物多样性保护、水利设施建设、坡地、平原、
低洼地的农业高效利用的整体优化布局。
按照其布局主要考虑的因素, 又可分为: (1)生
态安全模式, 如为防治北方沙化或沿海台风侵袭的
农田防护林带模式, 防治水土流失的各种坡地模式;
(2)资源安全模式, 如西北考虑到水资源短缺的集水
农业模式, 为保护生物多样性的自然保护区串联设
置模式, 水源林的乔灌草结合模式等; (3)环境安全
模式 , 如各种污染源阻断模式 ; (4)产业优化模式 ,
如流域布局的“山顶戴帽、果树缠腰、平原高产、
洼地鱼虾”模式; (5)环境美化模式等。
1.2 生态系统层面的农业生态系统组分能物流连
结—— 循环模式
循环模式主要涉及农业生态系统水平的能量和
物质流动方式, 实现物质的循环利用。根据循环系
统的范围, 循环模式可分为: (1)农田循环模式, 如
秸秆还田模式; (2)农牧循环模式, 如猪沼果模式; (3)
农村循环模式, 如生活废物循环模式; (4)城乡循环
模式 , 如工业废物循环模式 , 城市垃圾循环模式 ;
(5)全球循环模式, 如碳汇林建造模式等。
1.3 群落层面的生物种群结构——立体模式
立体模式主要涉及在一个生物群落中通过安置
生态位互补的生物, 提高辐射、养分、积温、水分
等资源的利用率, 形成有效抵御病、虫、草等生物
逆境和水、旱、热等物理逆境的互利关系。立体模
式可以根据开展生态农业建设的土地资源类型分为:
(1)山地丘陵立体模式, 如乔灌草结合的植被恢复模
式, 果草间作模式, 橡胶和茶叶间作模式等; (2)农
田平原立体模式, 包括农田的轮间套作模式, 如泡
第 3期 骆世明: 论生态农业模式的基本类型 407


桐和小麦间作模式, 玉米和大豆间作模式等; (3)水
体立体模式 , 如上中下层水产品种的混养模式 ;
(4)草原立体模式, 如不同类型饲料植物的混种, 以
及不同食性家畜品种在草地混养或轮牧等。
1.4 种群层次的生物关系安排——食物链模式
食物链主要涉及有食物链关系的初级生产者、
次级生产者和分解者之间的搭配。根据食物链的结
构可分为: (1)食物链延伸模式, 如利用秸秆和粪便
生产食用菌、蚯蚓、蝇蛆、沼气等, 与农业废弃物
利用有关的腐生食物链模式, 为有害生物综合防治
而建立的取食、寄生、捕食、偏害等食物链模式 ;
(2)食物链阻断模式 , 如在污染出现时 , 为阻断污
染物的食物链浓缩, 需打断食物链联系, 在农田生
产中可采用种植花卉、用材林、草坪等非食物生产模
式, 在水体可采用养殖观赏鱼类的生产模式。
1.5 个体与基因层面的动植物品种选择——品种搭
配模式
品种搭配模式主要涉及适应当地自然生态条件
和社会经济需求的动植物品种选择。除品质与产量
要求外, 选择的品种需要能够抵御当地主要生态逆
境, 选择搭配各类抗旱、抗寒、耐高温、抗浸、抗
盐碱、抗酸、抗瘦瘠、抗病、抗虫、抗草品种。选
择的品种也需要能够充分利用当地的生态资源, 包
括气候资源、养分资源、水分资源等。在高产优质
的前提下, 根据选择品种的主要依据可以分为抗逆
性搭配模式、资源利用效率搭配模式等。
生态农业模式的基本类型归纳见表 1。
2 生态农业模式的复合与套叠
由于涉及不同的生物组织层次, 生态农业模式
基本类型之间可套叠形成复合模式, 处于上一层次
的模式可套叠处于下面各层次的一个或多个模式。
以珠江三角洲传统桑基鱼塘为例(图 2)。桑基鱼
塘是一个农业生态系统层面的循环模式。在桑-蚕
-蚕沙-鱼-塘泥-塘基-桑生态系统大循环模式
中, 套了水体群落的立体模式。鱼塘中上层鱼为取
食浮游生物的鳙鱼, 中层为取食草的草鱼, 下层为
取食粪便和杂物的鲤鱼和鲫鱼。该循环体系实际也
利用了生物之间的食物链模式, 如蚕对桑、草鱼对
草、鳙鱼对浮游生物的捕食食物链关系, 鲤鱼和鲫
鱼对粪便的腐生食物链关系。当多个桑基鱼塘连结
在一起时, 可看到壮观的低洼地利用景观模式(图 3)。
无论是蚕种、桑种, 还是鱼品种, 形成比较稳定的选
择和搭配关系后就会形成独特的品种搭配模式。
又如对一个小流域布局进行设计时, 在景观上
采用陡坡和山顶种植水保林, 缓坡开垦梯田种植果
树, 在下游平原种植高产作物, 这就是一个景观模
式。如果在平原中利用玉米秸秆和农田生产的饲料

表 1 生态农业模式的基本类型
Tab. 1 Fundamental classification of eco-agricultural models
生物层次
Bio-organization level
模式基本类型
Fundamental class
分类型
Sub-class
举例
Example
(1)生态安全模式 农田防护林模式, 水土流失防治模式
(2)资源安全模式 集水农业模式, 自然保护区设置模式
(3)环境安全模式 污染土地修复模式, 污染源隔离模式
(4)产业优化模式 流域布局模式, 农田作物布局模式
生态景观
Ecological landscape
景观模式
Landscape model
(5)环境美化模式 乡村绿化模式, 道路景观设置模式
(1)农田循环模式 秸秆堆肥回田模式
(2)农牧循环模式 猪-沼-果模式, 四位一体模式
(3)农村循环模式 卫生厕所和农家肥堆沤回田模式
(4)城乡循环模式 加工副产物利用模式, 城市有机垃圾利用模式
生态系统
Ecosystem
循环模式
Cycling model
(5)全球循环模式 碳汇林营建模式
(1)山地丘陵立体模式 果草间作模式, 橡茶间作模式
(2)农田平原立体模式 桐农间作模式, 作物轮间套作模式
(3)水体立体模式 鱼塘立体放养模式
生物群落
Community
立体模式
Vertical model
(4)草原立体模式 饲料植物混合种植模式, 家畜混养与轮牧模式
(1)食物链延伸模式 腐生食物链模式(沼气、食用菌、蚯蚓) 生物种群
Population
食物链模式
Food chain model
(2)食物链阻断模式 污染土地的植物生产模式(仅种植花卉、树木等)
(1)抗逆性搭配模式 耐低磷大豆、抗稻瘟病水稻的利用 个体基因
Individual and gene
品种搭配模式
Variety structure model
(2)资源效率搭配模式 高光合效率、高水分利用效率品种的利用
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图 2 基塘系统模式的复合关系
Fig. 2 The complex relationship in dike-pond model


图 3 珠江三角洲由基塘系统组成的景观
Fig. 3 The landscape of dike-pond model in the Pearl River Delta
(来源: www.xingyun.org.cn/.../archives/2004/278.html)

喂牲畜, 牲畜粪便进入沼气, 沼液和沼渣回到果园
和农田, 就形成了生态系统水平的循环模式。如果
水保林采用乔灌草结合模式, 果园采用果-草结合
模式, 农田采用玉米间作大豆模式, 这些就是群落
水平的立体模式。在玉米田中, 采用寄生蜂防治玉
米螟 , 玉米秸秆喂牛 , 利用蚯蚓开展生物堆肥 , 就
形成了几种食物链模式。如果玉米田形成一个不同
株型和不同抗性品种的间种格局, 在田间就形成了
一个品种搭配模式。
3 生态农业基本类型与其他分类方式的关系
3.1 生态农业基本类型属于基础分类, 不排除根据
其他目的开展的生态农业模式分类
生态农业可根据生态农业管理和领导的行政区
域分类, 根据推广地形地貌、农业主产品分类, 或者
根据农林牧渔产业结构进行分类等。生态农业基本
类型还可以外延衔接加工、旅游等非农产业, 组成
系统覆盖面更广的复合模式。
3.2 利用生态农业基本类型理解其他分类方法
齐鑫山等[2]提出按照资源利用方式生态农业类
型可分为多层利用型、综合利用型、循环利用型、
自净利用型、补加利用型等, 可以按本文的基本分
类方法从新归纳。其中多层利用型可以归到群落立
体模式和品种搭配模式, 综合利用型、循环利用型
和自净利用型可以归纳到生态系统循环模式, 补加
利用型可以归到种群食物链模式。齐鑫山等还提出
生态农业类型可按区域规模或行政级别分类、按自
然与社会经济条件分类、按主要输出产品类型分类、
按所属农业产业类型分类, 这 4 种分类的实质都是
生态农业基本类型所运用的区域或者运用对象的分
类, 不属于基本类型。李金才等[4]和邱建军等[5]提出
生态农业模式的 4 种类型, 通过有关举例可以看出:
其物质多层利用型下的沼气利用型本质属于循环模
式, 病虫防治型分别属于品种搭配模式和种群食物
链模式, 其中提到的生物互利共生型有关例子基本
属于群落立体模式, 有关资源开发利用与环境治理
型基本属于景观布局模式, 提出的产业链延长增值
型和观光旅游型实际上是生态农业模式的基本类型
外延至工业产业和旅游产业的模式。
3.3 通过模式基本类型分析其他分类方法
过去有关立体农业的概念实际上涉及景观水平
和群落水平 , 如流域的立体模式属景观布局模式 ,
农田的立体种植模式属群落立体模式。又如有关生
态农业的庭院模式实际上是适合庭院劳力和能物流
密集的多种基本模式的总称, 包括种养与沼气结合
的循环模式, 多种植物结合的立体利用模式, 培养
食用菌的食物链模式等。
4 生态农业模式基本类型在生态农业建设
中的运用
4.1 模式基本类型与生态农业建设重点的关系
生态农业建设的核心与重点分别是景观生态规
划、循环系统设计和生物多样性关系组建[6]。生态
农业模式基本类型中, 景观模式与景观生态规划对
应, 循环模式与循环系统设计对应, 群落立体模式、
种群食物链模式和品种搭配模式则与生物多样性关
系组建相关(图 4)。
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图 4 生态农业基本类型与生态农业建设核心与重点的对应关系
Fig. 4 Relationship between fundamental classes and the key activities of ecoagriculture


4.2 认清模式改进的层次
以基塘系统模式为例, 该模式的改善实际上可
以按照层次分为品种搭配、食物链结构、循环体系
以及景观配置等多个层次进行。珠江口基塘区域可
考虑在景观层面建立防风林体系, 在生态系统的循
环模式上可改直接投入废物为经沼气或无害堆沤处
理后投入方式 , 在群落结构上可考虑改种桑为种
花、种蔗、种草、种果等, 而且可以开展间套种, 在
水体的立体结构上可以考虑放养鱼类的调整。
4.3 筛选适合推广的模式
因生态农业模式基本类型有比较清晰的生物组
织层次, 同层次模式通过比较, 有利于选择出稳定
性高、相似性大、经验成熟、利于推广的模式。
4.4 制定模式的标准体系
制定生态农业模式的标准不仅应包括模式的结
构, 还应包括模式配套的技术体系。如果说生态农
业模式主要是指系统的静态结构形式, 生态农业技
术则主要指实现模式功能的动态调节体系。每一个
好的生态农业模式必然有一个对应的、好的生态农
业技术体系。制定生态农业模式标准的关键是确定
模式不同组分之间的关系, 以及由此引起的技术新
变化。生态农业模式标准不应把不同组分的一般农
业标准简单拼凑。例如基塘系统不能简单地把养蚕
种桑的标准与养鱼的标准合并, 关键是要了解基和
塘的面积比例, 以及系统建立后对降低养鱼投料和
桑田施肥的影响。稻田养鸭也不是把养鸭标准与种
稻标准简单合并, 关键是要了解养鸭数量和稻田面
积比例, 以及由此引起的饲养、施肥、灌溉和病虫
防治技术的变化。
4.5 开展模式的科学研究
模式的基本类型借鉴了生态学的生物组织层
次, 有利于分别利用景观生态学、生态系统生态学、
群落生态学、种群生态学、个体生态学、分子和化
学生态学的理论指导模式的深入研究, 有利于在不
同层次上综合农业各学科和其他学科的理论与
方法。
参考文献
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