立体农业

立体农业科技名词定义中文名称：立体农业英文名称：multi-storiedagriculture定义：在单位面积土地上(水域中)或在一定区域范围内，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养，并巧妙地借助模式内人工的投入，提高能量的循环效率、物质转化率及第二性物质的生产量，建立多物种共栖，多层次配置，多时序交错，多级质、能转化的农业模式。所属学科：生态学(一级学科)；农业生态学(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片立体农业是指利用生物间的相互关系，兴利避害，为了充分利用空间把不同生物种群组合起来，多物种共存、多层次配置、多级物质能量循环利用的立体种植、立体养殖或立体种养的农业经营模式。目录[隐藏]简介提出发展简史内涵模式特点作用现状简介提出发展简史内涵模式特点作用现状未来应用立体农业[编辑本段]简介立体农业，又称层状农业，就是利用光、热、水、肥、气等资源，同时利用各种农作物在生育过程中的时间差和空间差，在地面地下、水面水下、空中以及前方后方同时或较互进行生产，通过合理组装，粗细配套，组成各种类型的多功能、多层次、多途径的高产优质生产系统，来获得最大经济效益。如在葡萄地里种草莓、草莓收后种菜等。鸭河口库区，水库水面发展网箱养鱼、银鱼养殖及库汊养鱼开发，环库发展猪鸡水禽立体养殖，这也是立体农业的典型。[编辑本段]提出关于立体农业这一学术名词，早在20世纪初美国哥伦比亚大学的J.R．smith教授曾概括为：立体农业是“种植业、畜牧业与加工业有机联系的综合经营方式。”目前我国有关立体农业的定义大体有3种表述。[编辑本段]发展简史立体农业最早产生于农作物的间作套种。在中国已有2000多年的历史。长期生产实践中形成的珠江三角洲的基塘农业，利用江河低洼地挖塘培基，水塘养鱼，基面栽桑、植蔗、种植瓜果蔬菜或饲草，形成“桑基鱼立体农业塘”、“蔗基鱼塘”或“果基鱼塘”等种植和养殖结合的生态农业系统，是一种比较理想的立体农业。但对中国立体农业的研究仅10多年历史，其理论还处于探索阶段。在其他国家，如坦桑尼亚、斯里兰卡等也常见立体种植，美国、印度、印度尼西亚等正在兴起与中国立体农业相类似的混合种植、多层利用和农林牧渔结合的种植、养殖业。[编辑本段]内涵狭义的立体农业狭义立体农业指地势起伏的高海拔山地、高原地区，农、林、牧业等随自然条件的垂直地带分异，按一立体农业定规律由低到高相应呈现多层性、多级利用的垂直变化和立体生产布局特点的一种农业。如中国云南、四川西部和青藏高原等地的立体农业均甚突出。这里种植业一般多分布于谷地和谷坡，山地为天然林，间有草地，林线之上为天然草场，具有规律性显著、层次分明的特点。仅指立体种植而言，是农作物复合群体在时空上的充分利用。根据不同作物的不同特性，如高秆与矮秆、富光与耐荫、早熟与晚熟、深根与浅根、豆科与禾本科，利用它们在生长过程中的时空差，合理地实行科学的间种、套种、混种、复种、轮种等配套种植，形成多种作物、多层次、多时序的立体交叉种植结构。中义的立体农业是指在单位面积土地上(水域中)或在一定区域范围内，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养，并巧妙地借助模式内人工的投入，提高能量的循环效率、物质转化率及第二性物质的生产量，建立多物种共栖、多层次配置、多时序交错、多级质、能转化的立体农业模式。广义的立体农业广义的立体农业指根据各种动物、植物、微生物的特性及其对外界生长环境要求各异的特点，在同一单位面积的土地或水域等空间，最大限度地实行种植、栽培、养殖等多层次、多级利用的一种综合农业生产方式。如水田、旱地、水体、基塘、菜园、花园、庭院的立体种养等；林地的株间、行间混交和带状、块状混交等；水体的混养、层养、套养、兼养等均属之。以中国珠江三角洲的桑基、果基、蔗基鱼塘等为典型，具有多层次、多级利用的特点。着眼于整个大农业系统，它包括农业的广度，即生物功能维；农业的深度，即资源开发功能维立体农业；农业的高度，即经济增值维。它不是通常直观的立体农业，而是一个经济学的概念，与当前“循环经济”的概念相似。上述3种观点从不同的角度对立体农业进行理论尝试，都是对传统平面农业单作的扬弃。第一种概念的边界只限于立体多层种植，是农作物轮作、间作、套作在现代农业技术下的延伸和发展，由于概念边界过窄，局限于种植业内部的山、水、田、滩、路的多维利用，忽略了兴起中的林牧(渔)、农牧(渔)复合种、养，以及庭院种、养加工，容易使立体农业同间作、套作混淆起来；第二种概念能够反映出当代中国立体农业的本质特征，它既有区域内垂直梯度的立体种养循环布局，又有单位面积(水体)立面空间的种养(加工)合理配置；第三种概念边界过宽，包容农、工、商综合发展，边界的无限延长无疑否定了立体农业本身的特点，造成与生态农业、农业综合开发、农业现代化之间的概念重叠和模糊，失去了立体农业存在价值。经过以上分析，可把立体农业的概念总结如下：立体农业是传统农业和现代农业科技相结合的新发展，是传统农业精华的优化组合。具体地说，立体农业是多种相互协调、相互联系的农业生物(植物、动物、微生物)种群，在空间、时间和功能上的多层次综合利用的优化高效农业结构。[编辑本段]模式立体农业的模式是以立体农业定义为出发点，合理利用自然资源、生物资源和人类生产技能，实现由物种、层次、能量循环、物质转化和技术等要素组成的立体模式的优化。构成立体农业模式的基本单元是物种结构(多物种组合)、空间结构(多层次配置)、时间结构(时序排列)、食物链结构(物质循环)和技术结构(配套技术)。目前（截止2009年7月）立体农业的主要模式有：丘陵山地立体综合利用模式；农田立体综合利用模式；水体立体农业综合利用模式；庭院立体农业综合利用模式。[编辑本段]特点立体农业的特点集中反映在四个方面。1）“集约”，即集约经营土地，体现出技术、劳力、物质、资金整体综合效益；2）“高效”，即充分挖掘土地、光能、水源、热量等自然资源的潜力，同时提高人工辅助能的利用率和利用效率；立体农业3）“持续”，即减少有害物质的残留，提高农业环境和生态环境的质量，增强农业后劲，不断提高土地(水体)生产力；4）“安全”，即产品和环境安全，体现在利用多物种组合来同时完成污染土壤的修复和农业发展，建立经济与环境融合观。总之，开发立体农业、发挥其独特作用，可以充分挖掘土地、光能、水源、热量等自然资源的潜力，提高人工辅助能的利用率和利用效率，缓解人地矛盾，缓解粮食与经济作物、蔬菜、果树、饲料等相互争地的矛盾，提高资源利用率，可以充分利用空间和时间，通过间作、套作、混作等立体种养、混养等立体模式，较大幅度提高单位面积的物质产量，从而缓解食物供需矛盾；同时，提高化肥、农药等人工辅助能的利用率，缓解残留化肥、农药等对土壤环境、水环境的压力，坚持环境与发展“双赢”，建立经济与环境融合观。[编辑本段]作用根据不同生物物种的特性进行垂直空间的多层配置；自然资源的深度利用，主产品的多级、深度加工和副产品的循环利用；技术形态的多元复合等。立体农业分异基面和同基面两种类型。异基面立体农业指不同海拔、地形、地貌条件下呈现出的农业布局差异。如云贵高原在河谷地带和低山区水田以冬作物—水稻一年两熟为主，旱地以小麦一玉米、甘薯一年三熟或两熟为主，还可种植热带、亚热带瓜果。半山区以一年一熟水稻或一年二熟旱作物为主；高山区只种玉米、马铃薯、荞麦等一年一熟旱粮；桑基鱼塘、果基鱼塘等属微观异基面立体农业。同基面立体农业指同一块田地上的间混套作及兼养动物、微生物的立体种养系统。如林粮或粮菜间作、稻田养鱼、农田插种食用菌等。合理的立体农业能多项目、多层次、有效地利用各种自然资源，提高土地的综合生产力，并且有利于生态平衡。[编辑本段]现状由于气候变化所导致的洪旱灾害正在严重破坏着传统耕地。最近地三次洪灾（1993年，2007年，2008年）使得美国在农作物上损失了上亿元，而且表层土也遭到了严重的侵蚀。而降雨模式以及气温的变化可能会使印度在这个世纪末的农业产量减少30%。而且，人口的迅速增长给农业带来更大的压力，使得农民不得不耗尽土地资源来满足人们的需求。人均可耕地面积从1970年的一英亩到2000时已经减少成半英亩，而且据美国有关部门预计，到2050时，立体农业人均可耕地面积将会减少到三分之一英亩。在我们知道这种以土地为基础的传统的农业形式时，就已经有上百万的人在采用这一形式了。但继续这样下去，经历了12000年之久的传统农耕形式将不再是一种可持续发展的选择。传统耕作方法中的灌溉现在已经用去淡水的百分七十。这些水用在农作物上后，又经过过多的农作物沉积入地球水层中去，使得泥沙、农药、除草剂还有化肥这些物质把淡水都给污染了，不能被再次使用。发达国家必须在世界性饥荒发生之前找到新的解决方法，不能让为一杯纯净的水，一盘优良的大米和大豆战斗这样的事情发生。[编辑本段]未来应用立体农业就像是一种生态功能的系统，废弃物可以被重新利用，那些用于营养液和aeroponic技术中的水也经过除湿后被使用，这样的重复形成一种良性的生态环境。建立立体农业的技术现在已被用于环控农业设施，但还没有与在城市的高层建筑里生产食物有密切的关系。不仅仅只有这样的高层建筑才可以容纳立体农业。学校，饭店还有医院这种综合性的建筑的上层都可以成为各种各样大小不同的农田来种植庄稼。这些农田可以通过持续不断地为城市的人们提供新鲜的蔬菜和水果，防止健康问题。立体农业可以整年持续不断地生产无农业化学品的食物。鱼和家禽也可以在室内养殖。由于这种农业不需要大型的农业机械以及把粮食从农村运送到城市的卡车，从而减少了大量矿物燃料的使用，降低温室气体的排出量。第一个真正的室内农场是在康奈尔大学建立起来的。第一年的水培生菜，每平方英尺长就长出68棵来。在纽约每棵生菜的零售价是2.5美元，由此，相信人们可以很容易地算出其它农作物的赢利来。美国研究人员积极倡议在未来建立一种立体农业模式，在高大的建筑物中用营养液培植农作物，而将地面上的耕田还原成森林。