生态农业发展模式及系统设计

第六章生态农业模式与系统设计第一节生态农业模式类型第二节生态农业模式的系统设计第一节生态农业模式类型一、立体开发型二、综合治理型三、综合经营型四、庭院生态型五、能源型一、立体开发型立体开发型是根据土、光、水、气、热等自然资源和不同农业生物特征、特性，通过种植业、养殖业、加工业的巧妙结合，进行立体种养，建立多物种共栖、多层次配置、多级质能循环利用的立体模式及其综合性技术。这种模式是一种充分利用山地资源，种植业空间结构，实行多元复合式的立体开发、综合经营型的模式，适用于山区生态农业和庭院生态农业建设。1、特点：1）种植业空间立体开发型：利用生态学种间互补、共生互惠原理和加厚利用层，实行多层次的生物复合群体，使生物种类组成一个互利的立体关系。2）山区资源立体开发型：靠山吃山，用山养山，充分利用山区资源，发展山区经济。3）庭院生态农业立体开发型：根据不同作物种类的不同生长特性，充分利用其生长过程中的空间差和时间差，合理进行多种配置，形成多物种、多层次的立体结构，以充分利用空间，提高水、气、温、土的利用率。2、结构立体开发型生态农业模式的垂直结构明显，从山上到山下，从地上到地下，形成了林、参、果、粮、畜、稻、鱼、矿等多元复合或立体生态农业结构。3、功能1）林果（参）间作，充分利用太阳能；2）牧草共生，林下放牧，促进畜牧业的发展；3）农牧结合，促进资源的转化增值。二、综合治理型这种模式包括水土流失小流域治理和山、水、林、田、路、生物和环境综合治理两种生态农业建设形式。两种形式均注重生物与环境兼治，进行综合治理。这种模式主要适用于丘陵漫岗区。三、综合经营型这种模式是在充分发挥当地自然资源优势，利用各种资源，运用生态经济学原理，建立多元化复合式的结构，形成农、林、牧、副、渔等相结合的经营生产体系。四、庭院生态型充分利用庭院时空资源，实行立体种植、养殖，达到最高的土地利用率和空间利用率，获得良好的经济、生态和社会效益。五、能源型这种模式是在资源贫乏、能源短缺，燃料、饲料、肥料矛盾非常集中的情况下建立起来的节能开发型模式。通过节能、新能源开发利用等形式，确保当地环境及经济建设步入良性循环轨道。六、生态农业典型模式1、低湿地区的“桑基鱼塘系统”模式；2、四位一体的“庭院生态系统”模式；3、“种、养、加、能源一体化”的产业化模式。生态农业的几种模式（一）水陆交换的物质循环系统――桑蚕鱼塘系统模式我国南方各省农村比较多见而行之有效的生产体系。桑树通过光合作用生成有机物质桑叶，桑叶喂蚕，生产蚕茧和蚕丝。桑树的凋落物、桑椹和蚕沙施撒入鱼塘中，经过池塘内另一食物链过程，转化为鱼体等水生生物，鱼类等的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过底栖生物的消化、分解，取出后可作混合肥料，返回桑基，培育桑树。人们可以从该体系中获得蚕丝及其制成品、食品、鱼类等水生生物以及沼气等综合效益，在经济上和保护农业生态环境上都大有好处。（二）北方“四位一体”庭院生态系统模式基本概念：它是一种庭院经济与生态农业相结合的新的生产模式。它以生态学、经济学、系统工程学为原理，以土地资源为基础，以太阳能为动力，以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合，通过生物质能转换技术，在农户的土地上，在全封闭的状态下，将沼气池、猪禽舍、厕所和日光温室等组合在一起，所以称为“四位一体”模式。具体形式：在一个150平方米塑膜日光温室的一侧，建一个约8~10立方米的地下沼气池，其上建一个约20平方米的猪舍和一个厕所，形成一个封闭状态下的能源生态系统。主要的技术特点是：１、圈舍的温度在冬天提高了3~5度，为猪等禽畜提供了适宜的生产条件，使猪的生长期从10~12个月下降到5~6个月。由于饲养量的增加，又为沼气池提供了充足的原料；２、猪舍下的沼气池由于得到了太阳热能而增温，解决了北方地区在寒冷冬季的产气技术难题；３、猪呼出大量的ＣＯ2，使日光温室内的ＣＯ2浓度提高了4~5倍，大大改善了温室内蔬菜等农作物的生长条件，蔬菜产量可增加，质量也明显提高，成为一类绿色无污染的农产品。经济效益：１、蔬菜增产，如冬季黄瓜、茄子１平米可增产2~5公斤，增收5~6元，年节省化肥开支约200元；２、温室育猪可提前150天出栏，降低成本40~50元；３、沼气点等年节电60元，节煤130元。４、改变了北方地区半年种田半年闲的习俗，也改变了冬闲季节“男人打麻将，女人玩纸牌，邻里吵架和打骂”的陈陋风俗，促进了农村精神文明建设。５、农村庭院面貌整齐、清洁、卫生，完全改变了“人无厕所猪无圈，房前屋后多粪便，烧火做饭满屋烟，杂草垃圾堆满院”的旧面貌。现有规模：“四位一体”模式在辽宁等北方地区已经推广到21万户。厨房猪场温室大棚氧气二氧化碳沼气池粪尿沼气北方“四位一体”能源生态示意图（三）“种、养、加、能源一体化”的产业化模式；基本流程为：把稻草、树叶、蔬菜加工成饲料用于养牛、猪、鸭等，其动物粪便和肉类加工场的高浓度废水送入沼气池。经微生物作用产生沼气，作为农场生活和生产用能源，沼气渣沉淀后的上清液进入氧化塘，进行曝气处理。在氧化塘中种植水生生物并养鸭，水生生物可作为鱼和猪的饲料、鱼塘内繁殖藻类作鱼饵，塘泥和沼气渣作肥料。由于有机质还田减少了化肥用量，从而降低了农业成本，减少了污染，改善了生态环境。第二节生态农业模式的系统设计一、生态农业模式系统设计的特点；二、生态农业模式系统设计的步骤。一、生态农业模式系统设计的特点1、它涉及到农村社会、经济、生态、科技各个子系统的、综合的、全方位的优化，并以生态系统、技术系统和经济系统的综合优化为重点。2、在生态农业建设过程中，系统的设计和调控是一个不可分割的整体，是一个动态的经常性工程，只是设计的对象或侧重点有所不同。3、生态农业建设是一个多目标的发展过程，因此，生态农业目标设计也不是单一的，而是包括生态、经济及社会效益在内的目标集。4、作为一个多目标的系统工程，科学而又合理的生态农业发展模式系统设计不是某一个学科能单独完成的，它必定是多学科配合、协作的产物。二、生态农业模式系统设计的步骤1、成立相应的组织机构；2、调查研究；3、确定系统边界；4、系统诊断及预测；5、方案设计；6、设计方案的实施。2.“四位一体”高效生态农业种养模式“四位一体”就是在目前的蔬菜塑料大棚一端，地下建沼气池，地上建猪舍，集“温室－沼气－猪舍－蔬菜”于一体。它依据生态经济学原理，运用系统工程方法，以土地资源为基础，以太阳能为动力，以沼气为纽带，通过生物质能转换技术，将“四位”融为一体，使栽培技术、饲养技术、厌氧发酵技术、太阳能利用技术在日光温室内实现有机结合，彼此之间相互作用，相互依存，多能互补。它使农业生态系统内的能量形成多级利用和物质的良性循环，达到高产、优质、高效和低耗的目的，是在同一块地上实现产气、积肥同步，种植、养殖并举的环保型生产机制，是一个生物种群较多，食物链结构健全，能流和物流较快循环的能源生态系统工程。它通过日光温室为菜田、猪舍、沼气池创造良好的环境条件，粪便入池发酵产生沼气，净化猪舍环境，沼液、沼渣喂猪，并为菜田提供无虫菌有机肥料，减轻病虫害发生，减少化肥、农药、饲料用量，生产无公害产品；猪与菜交换CO2和O2，沼气可灯燃为棚内增温、增光、增施CO2，并供菜农管理大棚生活用能，可显著提高和改善生猪、蔬菜产量与品质，消除污染，促进其生育进程。该模式充分利用空间时间，高度利用劳动力资源，缩短种养时间，繁荣市场，发展经济，提高农民素质，实现了多业结合，集约经营，达到了农业生产少投入、多产出、高效益、无污染的要求。2.庭院“三结合”模式及效能庭院“三结合”能源生态模式，是以沼气为纽带，把彼此松散的沼气池、畜禽圈舍、厕所建在一起，相互连通，有机结合，形成一体，并充分利用“三沼”的生态家园富民工程。该模式操作简便。在农户庭院建沼气池6-8m3，养猪5头（或养牛2头），建畜禽舍8m2，厕所2m2，洁净橱房一间，“一池三改”同步进行。该模式人畜粪便直接入池厌氧发酵，除虫灭菌，净化环境。所产沼气用来做饭、照明、沼渣既能为作物提供有机肥，又可作为畜禽饲料添加剂，沼液还可杀菌，防治病虫，形成能源、生态互补体系。该模式是促进生态农业发展的有效途径，能够实现生产与生活有机结合。改善农村卫生状况，提高人们健康水平；改善农村生活方式，提高生活质量；可实现资源高效利用化、家居环境清洁化、农业生产无害化，促进“三个文明”建设。3.“上粮下渔”水陆复合立体种养生态模式该模式在库区涝洼地改造形成的台面水面相间，上粮下渔的种养总格局中，对其基面、水面子系统及其联系系统布置复合立体种养，实现多层次、无害化、多业结合、种间互补、良性循环、增收节支、效益提高。具体应用是以沼气为纽带，充实种养种类，实行种、养、沼结合，把水面与台面诸类有机结合在一起，建成太阳能暖棚－畜禽养殖－沼气池－台面立体种植－水面鱼藕混养为一体的综合利用高效生态农业模式。该模式的特点是∶1、水塘与台面相间排列，通风透光，改善了生物环境。2、台面植物间作套种，发挥了充分利用时间、地力、光能、生物互补的立体效应。3、鱼藕混养，以藕为主兼营养鱼，可以充分利用水面，具有鱼养藕，藕益鱼，共生互利的生态学意义。能更好的控制和调节藕田生态系统中的物质循环，使能量向更有利的方向转化，从而提供更大的负载力，使鱼藕双丰收，达到高产高效的目的。具体表现为：一是能促进藕的生长，增加藕的产量。鱼能松土活水利藕生长，能吃掉田中的杂草、害虫及其他天然饵料，排出的粪便为藕生长提供养分，又可节省管理用工及经济开支；二是藕田内施肥，既为藕提供养分，又可通过饵料生物为鱼提供食物，夏季荷叶，好似绿伞，为鱼类防晒降温，实现种间互补和积极的生态平衡；三是有利于改善环境卫生。鱼类在藕田中捕食蚊虫，既可有效的减轻疾病的传播，同时也使鱼获得食物，变害为利，一举两得；4、太阳能暖棚为畜禽提供良好的生长环境，畜禽粪便直接流入沼气池。所产沼气供人们生活用能和畜禽舍冬季增温以及沼灯诱蛾喂鱼。沼液、沼渣既可用于台面，改良土地，种植作物，又可喂养畜禽，培肥水资，利于鱼藕生长，节约饲料与肥料。