農林複合系統

農林複合系統是指在同一塊土地上，在不同的時間順序和空間位置上將多年生喬木和農作物、家畜結合在一起而形成的所有土地利用系統的集合。採取時空排列法或短期相間的經營方式，使農業(牧業)、林業在不同的組合之間實現生態學與經濟學一體化的相互作用，形成具有多種群、多層次、多產品、多效益特點的人工複合生態系統。高效、穩定、多樣的農林複合系統，有利於實現自然資源和人力資源的合理利用，有利於環境和經濟、社會的協調發展，發揮出系統最大的經濟、社會、生態效益，是可持續發展理論的具體行動。

基本介紹

• 中文名：農林複合系統
• 外文名：agroforestry
• 特點：高效、穩定、多樣
• 順序：時間順序和空間位置
• 類別：經營
• 產業：喬木和農作物、家畜結合

介紹

農林複合系統(Agroforestry)是土地利用技術和系統的複合名稱，在此系統中，在各組分之間存在著生態學和經濟學方面的相互作用。它是動態的、以生態學為基礎的自然資源管理系統，通過在農地和牧地上種植樹木達到生產的多樣性和持續發展， 從而使不同層次的土地利用者獲得更高的社會、經濟和環境方面的效益。農林複合系統不僅能夠協調農林用地矛盾、高效利用各種自然資源，同時還有助於提高土地利用率、保護生態環境，因此受到眾多國家和地區的普遍關注和高度重視。近年來，國內外學者就農林複合系統在氮素平衡、土壤理化性狀和水分生態特徵等方面做了一系列研究。

系統規劃設計

設計指導原則

農林複合規劃設計的原則主要有：

1、系統性原則

農林複合系統是區域環境、生物和人文、經濟屬性的有機統一體，是一種由相互作用著的子系統所組成的複雜的土地利用系統。因此，農林複合系統的規劃設計必須採取系統論的原則和方法，在一個統一的系統中尋求問題的答案，採用解析的方法，認識系統的狀態，識別關鍵的子系統，確定系統最佳化的潛力、存在問題和阻力，發現適應系統需要的農林複合經營模式和技術。系統整體功能利益的實現，是藉助各組分結構的合理搭配和在時、空、量、序上的科學組合。

2、因地制宜原則

各地自然條件不同，樹木與作物品種的生態學和生物學特性差別很大，某一地區適宜於發展何種類型的農林複合系統模式，要根據該地區的光、熱、水、氣、土、肥、植被狀況以及地形地貌等具體因素而定，為了能夠真正體現“因地制宜”的原則，設計者應當根據所規劃區域內自然條件的分異規律劃分農林複合系統類型區，制定各類型區相應的規劃設計方案。通過改變現有的劣化模式使之與環境相適應；或者改善和恢復環境條件，使之有利於生產模式的實施。如農田防護林網建設，防護林區水量平衡是森林覆蓋率的限制因子，考慮不同水分和風速等影響，半濕潤平原區可採用寬頻大網路，而乾旱區宜採用窄帶和小網路。坡地農業生態系統中營養物質和化肥農藥等物質因重力作用而順坡流動並在坡底積累，易造成養分過度流失與富集，這時斑塊形狀和邊界結構設計則應對這種生態過程具有阻礙作用。

3、持續性原則

持續性原則是模式設計中的一個基本原則。持續性原則要求人類發展必須實現考慮生態效益、經濟效益和社會效益三者的統一。也就是說，在追求經濟效益和社會效益的同時，必須保護環境，保育資源，增大環境容量，而且要保持適宜的經濟發展速度，以保證人類向自然獲取的物質與能量的總量不超過資源與環境的承載能力，資源損耗速度不超過資源的更新速度，人類的干擾強度不能超過環境的自我維持與恢復能力，當前利益與長遠利益相結合。只有這樣，才能實現農林複合系統的可持續發展。

4、科學性原則

農林生態系統模式不是靠經驗的簡單組裝與拼湊，也不是對現有模式的修修補補，而是建立在科學基礎之上的。一個最佳化的農林複合生態系統模式必須遵循系統學原則、生態學原理(包括生態位原理、生物間共棲互惠與相生相剋原理、種群動態原理等)、農學原則、環境學原則、經濟學原則等科學理論。模式的科學設計要求對研究對象進行深入細緻的調查研究與試驗工作，以獲取準確的基礎數據與技術參數，採用定性與定量相結合的方法對模式的各個環節進行系統模擬、正確分析、綜合評價與規劃選優。

5、可行性原則

農林複合設計要在財力、物力，人力及技術力量方面切實可行。需根據當地經濟發展水平和投人能力以及勞動力的富餘程度和受教育水平、技術可操作程度、市場發育程度等分清主次，尋求達到資源最佳化配置的經營模式和具體實施途徑，制定可行性的規劃設計。在品種選擇、資源配置上儘量以市場為導向，建立以短養長、長短結合、優勢互補的多樣化農林複合系統模式，同時要求設計出的模式要有一定“彈性”和應變性。切忌模式的單一化，避免同一種模式在同一地區的簡單重複。

規劃設計步驟

調查、走訪收集規劃區域的本底資料，分析自然資源和生物資源特徵，結合當地經濟社會發展狀況和文化背景及農民的需要，找出區域自然資源中的有利因素和限制條件，綜合社會經濟、文化教育狀況，確定規劃的總體目標；在農林複合系統設計的原則和理論指導下，尊重當地長期形成的成功範例，貫徹現代可持續經營的理念，運用新的設計方法和技術手段，實現複合系統內各子系統及種群結構的合理配置。規劃設計成果需經專家和農民多方參與評定，切實可行；在實施進行過程中，要監測實施的效果，發現問題要及時對原規劃設計做出調整，以趨向整體結構合理、功能最優的目標。

規劃設計內容

農林複合系統的規劃設計的內容主要是確定系統的結構。結構決定功能，結構合理與否決定複合系統的穩定性和最佳綜合效益能否實現。複合生態系統系統的結構包括：系統的組成成分，組分在系統空間和時間上的配置，以及組分間的聯繫特點和聯繫方式。簡單地說就是生物組分在時、空、量、序上的組合。

樹種的選擇要有利於各組分生態位的最佳化配置和水土資源的高效利用，有利於能流、物流、信息流的整合和良性循環。合理的複合模式有利於保持系統穩定性，提高物種的多樣性，實現農林產業的可持續經營，促進整體功能的發揮。確定系統的物種組成，即選擇適宜共生的樹種、作物品種及動物品種或其它搭配物種。農林複合田間試驗設計趨向於識別和量化林木和作物及(或)動物的互作。競爭(消極)和共生(積極)作用應同時被考慮，這其中往往意味著種內和種間關係的比較。不同地區的環境資源迥異，因此在各地農林複合系統設計實踐中生物組分的選擇搭配上有明顯的地域性。

技術手段

信息技術的迅猛發展為生態規劃和設計提供了實用有效的技術手段。地理信息系統(GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(GPS)等計算機空間技術的發展與套用為巨觀規劃提供了快捷可靠的數據和分析手段，成為必不可少的工具，並在複合生態系統結構與功能分析、景觀空間格局描述與景觀變化模擬、生態監測與研究、複合生態設計與規劃以及景觀生態保護與管理等方而起著越來越重要的作用。遙感與GS技術能有效提高農林複合規劃的自動化水平，使規劃結果更加科學化、合理化。由於遙感信息是根據地物反射光波長短的不同轉化為一系列數據，因此分類並不是百分之百的準確，目前3S技術得到的數據精度尚不夠高，大多數誤差大於l m，因而還不能套用於小範圍、精度要求較高的規劃設計工作。在本地調查的過程中要結合實地監測，才能得到準確的數據信息。為了進行遠景規劃，常常會用到GIS的動態模擬功能，GIS系統可以根據景觀的動態變化現律以及所給定驅動因子的預期變化對景觀發展進行預測，這樣就實現了景觀的動態規劃。但是景觀生態過程是極其複雜的，就目前人類掌握的專業知識和技術手段，無法對任何景觀實現真正的模擬，同時伴隨著不確定的人類干擾和經濟政策等因素，大大降低了景觀動態模以的準確性。因此在進行動態規劃時，不能過分依賴模擬模型得到的結果。基於計算機的決策支持工具(DST)，可幫助整合信息，方便決策過程，指導農林複合系統的開發、接受、管理等，它包括資料庫、地理信息系統、專家系統以及綜合決策支持系統。

影響

小氣候變化

農林複合系統可以改善小氣候，如農田防風林減緩空氣的流動，減少水分蒸發，從而改善灌溉水在系統中的分配和利用，提高作物水利用率；系統中樹冠遮擋陽光，對空氣溫度變化有緩衝作用，可以降低地表溫度，有助於減少系統中作物或動物的高溫脅迫。

土壤肥力

農林複合系統可以改善該系統的土壤肥力，土壤肥力是維持和發展農業系統的關鍵因子，直接影響系統的產量、產值。農林複合系統中，林木的根系和枝葉凋落物可以為土壤提供大量的有機質，這些有機質的分解和積累可以提高土壤的肥力狀況。吳建軍等對長期實行牧草套種的柑桔園進行土壤養分研究分析表明，土壤肥力有明顯改善，有機質、全N、速效P、陽離子交換量及pH值與對照相比較分別提高12.99%、21.67%、207.35%、6.57%和2.07%。在蘇丹中部粘土區的橡膠種植帶，阿拉伯樹膠林間作高粱或芝麻是一項保持土壤肥力很有效的的措施。在泡桐與糧經間作系統中，土壤肥力有所提高，土壤有機質增加0.809%，N增加0.029%，P₂O₅增加0.049%，K₂O增加0.064%。西北地區的毛烏素榆林地的農林複合經營中的固沙-薪炭林建設與經營模式解決了沙化環境，同時在外圍沙地營造紫穗槐、沙柳、沙棘等林草累計面積433hm，解決了能源問題。農林複合經營還可以解決雨水沖刷嚴重，地表徑流較多等問題。

生物多樣性

農林複合系統對系統內生物多樣性有一定的影響。曾益群等套用人類學、戶級水平農業生物多樣性評價和訪談等調查方法，研究了雲南省西雙版納傣族自治州諾族鄉巴卡小寨不同類型混農林業實踐對農業生物多樣性的不同影響。刀志靈等對高黎貢山地區核桃和板栗混農林系統進行了生物多樣性調查，研究得出具有較高物種豐富度的混農林系統經濟效益也高。

存在的問題

我國生物資源豐富，生態環境多種多樣，生物資源的直接價值在被直接用作食物、藥物、能源和工業原料時體現出來，應根據不同生態區的環境特點和不同的生產目的，選擇最適宜最最佳化的系統規劃設計去充分挖掘農林複合系統的潛力，以達到最有效的利用資源；但我國對於農林複合系統研究的起步較晚，對空間分布格局的研究缺乏系統、定量的研究，理論研究落後於實踐，未能很好地指導生產實踐，而該系統試驗周期較長，不能快速地突顯其生態、經濟級社會效益。整體性是農林複合系統理論的核心，只有當農林牧副漁各業和產前、產中的管理、產後的供銷以及加工運輸、服務設備、推廣等環節科學配合、協調發展，才能充分發揮農林複合系統高效的整體功能，挖掘更大的生產潛力。

改進措施

我國農林系統的研究發展趨勢要主要有：

（1）加強農林複合系統的套用基礎研究，結合當地實際，使研究結果更具實用性，最大限度地減小直接生產者的盲目性，避免經濟損失。

（2）1個最佳化的複合結構模式應使系統各組分具有廣泛的生態位分化，在結構設計時，要充分減少種群複合經營的競爭左右，提高相互協同作用，並從時、空、量、序4個方面進行系統調控，促進模式最佳化並保持系統的持續穩定，科學套用數學方法，在規劃設計時，使各個組分向著定量化的方向發展，但由於農林複合系統自身組成具有複雜性，生長周期時空跨度比較大，我國研究者應加強對其動態性研究，積累豐富的觀測數據、資料，做到有的放矢，使農林複合規劃設計更具科學性。

（3）要加強對農林複合系統種間相互作用的機理的研究，特別是關於化感作用及物質與能量在系統內的循環傳遞等微觀過程的研究，進一步開展分子水平上的實驗研究。探討生物之間、生物與環境之間作用機理，成為我們今後需要著重面對的重要命題。