立體農業(yè)現(xiàn)狀概述及發(fā)展技術模式應用?向杰元一、立體農業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀（一）國外立體農業(yè)的發(fā)展概況21世紀，在人口不斷增加情況下，世界各國都關注農業(yè)的發(fā)展和科技創(chuàng)新。美國農業(yè)部在2008年農業(yè)基本計劃中提出，加強農業(yè)技術和管理能力提高，及時制定生產(chǎn)、價格、貿易一級結構調整等政策，將有利于實現(xiàn)美國國家利益和安全。在當前國際競爭日益家具情況下，立體農業(yè)也不可不得加入各國綜合實力競爭的行列。國外立體農業(yè)的發(fā)展在不同國家其發(fā)展模式也是不一樣的。國外傳統(tǒng)的立體農業(yè)生產(chǎn)多是單一性，由于許多國家人少地多、現(xiàn)代化水平較高，糧食增產(chǎn)主要是靠擴大種植面積和提高面積產(chǎn)量，靠選用良種、增施肥料、改進灌溉技術、提高機械化水平等措施。農業(yè)種植制度特點是清種，即一年一熟或輪作，復種指數(shù)較低。如美國的農業(yè)復種指數(shù)低于100%；日本雖屬人多地少的國家，每人耕地面積比我國少，原來的復種指數(shù)也比較高，在20世紀60年代時曾達到150%以上。如菲律賓國際水稻研究所進行間套復種的四季稻試驗研究，畝產(chǎn)1710kg；美國利用麥茬復種大豆，試種三季豆，畝產(chǎn)650kg；用小麥與苜蓿套種，土壤流失由30%?40%降到12%。印度、美國等一些主要以棉花田套種的方法，防治病蟲害，同時起到水土流失；俄羅斯用豆科與禾本科作物混播，以提高牧草蛋白質含量，利用輪作制，防治病蟲害，消滅雜草；意大利在農田種20%的楊樹，獲林茂糧豐。（二）立體農業(yè)趨勢發(fā)展方向在消費市場方面，現(xiàn)代立體農業(yè)生產(chǎn)的大部分都為無公害、綠色甚至有機農產(chǎn)品，在國外有時也被稱“生態(tài)農產(chǎn)品”。由于這些“生態(tài)農產(chǎn)品”可以解除消費者對食品安全的擔心，因而得到廣大消費者、政府和經(jīng)營的一致認可，也成為現(xiàn)代立體農業(yè)發(fā)展的最大市場原動力。在政府方面共同制定，《歐洲共同農業(yè)法》用專門條款鼓勵歐盟范圍內的立體農業(yè)的發(fā)展，歐盟各國也大都制定了鼓勵立體農業(yè)發(fā)展的專門政策。在經(jīng)營企業(yè)方面，美國有機農業(yè)商業(yè)聯(lián)合會主席，凱瑟琳、迪馬特奧說：“有機農產(chǎn)品已不再限于健康食品店，現(xiàn)在他們正不斷涌進大型超市”。2000年春，英國最大的銷售連鎖店商冰島公司宣布：該公司將把貨架所有食品都換成生態(tài)農產(chǎn)品，而且價格一樣，這個舉動在整個市場引起強大反應，使許多農業(yè)商業(yè)企業(yè)紛紛跟進，這也是促使許多農業(yè)生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展現(xiàn)代立體農業(yè)主要作用，開發(fā)“生態(tài)農產(chǎn)品”及其深加工產(chǎn)品食品已不再是一種時髦，立體農業(yè)“生態(tài)農產(chǎn)品”是將會成為國內農業(yè)的主流和發(fā)展方向。二、立體農業(yè)概念分析立體農業(yè)概念對于“立體農業(yè)”這一新時尚技術名詞，其實就是說，種植業(yè)、畜牧業(yè)與加工業(yè)有機聯(lián)系的綜合利用方式。其中“立體”意思是：在一定生產(chǎn)單元內建立多物種生物共處、多層次配置、多級質能轉化，較好地利用時間與空間光、熱、水、氣、土肥資源和社會經(jīng)濟技術條件，進行種、養(yǎng)、加工相結合的一種高產(chǎn)、高效益的集約持續(xù)的農業(yè)生產(chǎn)方式或生產(chǎn)體系。我國的立體農業(yè)是在20世紀80年代后期逐步興起的，它是利用現(xiàn)代農業(yè)技術成果，在繼承和發(fā)展傳統(tǒng)農業(yè)精華的基礎上發(fā)展起來的，主要著眼自然環(huán)境資源（尤其是光、熱、水、土資源）和社會資源的多梯度利用，將可能多的資源轉化成生物產(chǎn)品，從而提高農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，改善生態(tài)環(huán)境。它是實現(xiàn)“高產(chǎn)、優(yōu)質、高效”的目標之一。在此，立體農業(yè)定義為：在單位面積（水域）上、根據(jù)不同海、拔高度的地形因地制宜，將各種植物、動物、微生物的特性和生長繁殖特點，充分利用時、空、熱、水、土、氧結合資源和物資、資金、勞力的投入，運用現(xiàn)代技術，把種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)及加工業(yè)科學的結合起來，建立多物種共生、多層次配置、多級質循環(huán)利用轉化的種養(yǎng)植。三、立體農業(yè)的特征立體農業(yè)是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)工程的一種模式，包括立體種養(yǎng)植、庭院種、養(yǎng)等豐產(chǎn)高效的生產(chǎn)形式及配套技術，混合農林業(yè)間作的立體農業(yè)范疇。立體農業(yè)立足于建立互補、互生的立體生物群落；同時起到農、林、牧、漁、并舉，對保持水土流失，提高地力，完善人工組裝技術，并引入加工環(huán)節(jié)，以提高立體模式的自身利用率，增強對自然災害的防御能力。它不僅致力于提高農業(yè)生產(chǎn)能力，向豐產(chǎn)、高質、高效益轉化，還要科學地開發(fā)自然和社會自然，擴大人們生產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展空間，合理化安排種、養(yǎng)、加工和產(chǎn)、供、銷及貿、工、農一體化的綜合經(jīng)營，也使立體農業(yè)成為推動農村經(jīng)濟發(fā)展關鍵措施。1.科學管理，合理投入，污染少立體農業(yè)是利用多方面的現(xiàn)代科學技術成果，在繼承和發(fā)展傳統(tǒng)農業(yè)的形成的新型農業(yè)。它著眼與自然環(huán)境資源的光、熱、水、氣、土和社會資源的多梯度利用，將盡可能多的資源轉化為生物產(chǎn)品，從而擴大土地和空間的利用，提高農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，改善生態(tài)環(huán)境。立體農業(yè)可以根據(jù)不同的自然和社會經(jīng)濟條件，安排不同的生物結構、技術結構與投入結構，可以通過對自然資源的綜合開發(fā)與運用，提高資源的產(chǎn)出率，通過種、養(yǎng)、加工業(yè)一體化、產(chǎn)供銷一條龍，實現(xiàn)農業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益與社會效益的高度統(tǒng)一。廣泛使用免耕覆蓋技術、立體種植技術、清潔生產(chǎn)技術，在生產(chǎn)和加工過程中不使用或控制使用化學農藥、化肥、化學除草劑等化學合成物質，盡可能的利用當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)中的可再生資源與生物能源，這樣就盡可能的減少了環(huán)境污染。.空間廣泛性和時間的持續(xù)性立體農業(yè)，在空間上通過間、套作使農業(yè)生物共生，以空間換取面積的多層次種植。養(yǎng)殖利用，最大化地提高農業(yè)生物產(chǎn)量和社會經(jīng)濟效益；在時間上可以農業(yè)生物輪作，不同光溫型作物布局，早、種、晚、品種搭配，喜光作物和耐陰作物交錯，深根作物和淺根作物輪換，用地作物和養(yǎng)地作物輪種等來提高經(jīng)濟效益。.高效益立體農業(yè)包含如下三個方面：第一，是提高農業(yè)資源利用率，主要是提高對光能、水分、土地的利用率；第二，是提高物質的轉化和利用率，立體農業(yè)最大特點是生物種群的多樣性和物質轉化利用的多次性。立體農業(yè)模式作為一個生產(chǎn)系統(tǒng)，常能種植、養(yǎng)殖、加工，組成人工食物鏈結構，物質多次轉化利用，獲得系統(tǒng)整體的豐產(chǎn)和高效益；第三，表現(xiàn)在生物學上互補效應，生物間相互創(chuàng)造適宜的生態(tài)環(huán)境條件，各得其所，有時一種生物一只或協(xié)助另一種生物抵抗病蟲或雜草危害，有的生物為另一種生物提供營養(yǎng)等，增加了整體效益。.優(yōu)化生物群落，增加抗災能力立體農業(yè)是傳統(tǒng)農業(yè)和現(xiàn)代農業(yè)科技組合的新發(fā)展，是傳統(tǒng)農業(yè)精華的優(yōu)化組合。具體來說，立體農業(yè)是多種相互協(xié)調、相互聯(lián)系的農業(yè)生物（植物、動物、微生物）種群，在空間、時間和功能上的多層次綜合利用的優(yōu)化高效農業(yè)結構，這種農業(yè)結構可以盡可能地降低自然災害的損失，是提高"三農"的社會效益。四、立體農業(yè)的內涵在我國，立體農業(yè)是一種符合的人工生態(tài)系統(tǒng)，由單一物種、單一層次、單一產(chǎn)業(yè)變?yōu)槎辔锓N和多層次配置，使相關產(chǎn)業(yè)結合經(jīng)營一種模式。1.立體農業(yè)的體現(xiàn)方式是生產(chǎn)模式：也是一個生產(chǎn)單元，這個模式和單元可以看作是一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)包含四個以上的物種或五個一生的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這是一個生產(chǎn)系統(tǒng)，也是一個技術系統(tǒng)，還是一個經(jīng)濟系統(tǒng)。它在生產(chǎn)方式上是集約的；在經(jīng)濟效益上是良性循環(huán)的，是持續(xù)的。因而，具備立體農業(yè)，高產(chǎn)出、高效益、多就業(yè)、高投入、快運轉、持久穩(wěn)定。2.立體農業(yè)的內涵十分豐富：它包括農業(yè)系統(tǒng)的“廣泛度、深度、高度”三個方面。農業(yè)的廣泛度，指農、林、牧、漁、草、蟲、菌等生物生產(chǎn)領域，這歸于“生物生產(chǎn)功能維”，表現(xiàn)為門類不同的生產(chǎn)結構；農業(yè)深度，只可控制的溫度、光照、水分、氣候、土壤、肥料（飼料）、勞動力、工具、技術等農業(yè)資源和農業(yè)生產(chǎn)力，這是“資源開發(fā)功能維”，表現(xiàn)為素質不一的資源利用結構；農業(yè)的高度，指農、林、牧、漁、加工、貯藏、運輸、銷售等經(jīng)濟增值環(huán)節(jié)，這是“經(jīng)濟增值功能維”表現(xiàn)為水平一致經(jīng)濟結構，這種結構組合，是立體農業(yè)發(fā)展，也是新型農業(yè)的系統(tǒng)建設。五、立體農業(yè)的功能1.土地持續(xù)利用發(fā)展農業(yè)立體，可以在同一土地平面上統(tǒng)一時段內進行多種農業(yè)生物的生產(chǎn)，并能利用各種生物互補、互促效應，實現(xiàn)多層次、多極化生產(chǎn)，能利用大幅度提高單位土地面積的農產(chǎn)品產(chǎn)量，有效提高土地資源和勞動力利用率。.有機物多層次利用由于立體農業(yè)是集種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)于一體，而種植業(yè)生產(chǎn)的初級產(chǎn)品，經(jīng)過養(yǎng)殖業(yè)（動物）的吸收轉變，產(chǎn)生第三級產(chǎn)品。這樣經(jīng)過物質的多級轉化的產(chǎn)品是初級產(chǎn)品幾倍產(chǎn)量和價值。物種互惠共生在立體農業(yè)有多種生物共生的現(xiàn)象，這是長期自然、協(xié)同進化結果。立體農業(yè)系統(tǒng)中數(shù)量種群間，由人工誘導多種共生互利關系，加強了物質內循環(huán)作用，即提高生態(tài)效益，又提高社會經(jīng)濟效益。4.有利于新農村建設立體農業(yè)可在社會主義新農村建設的五大內容中的三個一一生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、村容整潔等方面發(fā)揮主要作用。體現(xiàn)重要價值。立體農業(yè)承擔著提高農業(yè)綜合生產(chǎn)能力。提高土地集約化水平。提高土地利用率和土地產(chǎn)出率，推進以農產(chǎn)品加工為龍頭的農業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營多重任務。以循環(huán)經(jīng)濟為理念的立體農業(yè)生產(chǎn)模式，為農民起到了增收節(jié)支效果。六、立體農業(yè)的主要作用利用農業(yè)資源，其基本立體農業(yè)的顯著特征是立體開發(fā)，其基本原理利用不同生物共生互補、促進關系，結合現(xiàn)代科學技術，把多農業(yè)生物進行組配，形成一個資源多級循環(huán)利用，多集生產(chǎn)復合體，從而提高單位資源在單位時間內的產(chǎn)品總量和收益總產(chǎn)，實現(xiàn)資源的利用和農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的高產(chǎn)高效目標。具體地說，立體農業(yè)主要作用有以下四個方面。1.提高農業(yè)資源利用率，節(jié)約土地資源發(fā)展立體農業(yè)，可在同一土地平面上的同一時間段內進行多種農業(yè)生物產(chǎn)品的生產(chǎn)，并能大幅度提高單位土地面積上農產(chǎn)品產(chǎn)量，有效提高資源利用率。2.降低生產(chǎn)成本，提高農業(yè)生產(chǎn)效益立體農業(yè)利用生物的食物鏈原理進行生產(chǎn)，即可以提高不同生物排泄的互相利用，達到物資一次投入，多次利用的效果，大幅度提高生產(chǎn)的協(xié)議，充分利用土壤養(yǎng)分和施肥供給的養(yǎng)分。3.有利于農業(yè)持續(xù)增產(chǎn)增收立體農業(yè)由于多層次種養(yǎng)。多生物共生，形成一個多種生物互補、互促及物質和能量轉化在較高水平上相對平衡的復合種養(yǎng)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)比較單一結構的作物更有利于與防止水土流失保持或增進土壤肥力，能較好地解決用地和養(yǎng)地矛盾。同時，有選擇配比的多種生物共生群體，有利于不同生物產(chǎn)生的有害物質相互綜合轉換利用，變害為利，保持物質和能量的良性循環(huán)，維持生態(tài)系統(tǒng)的永續(xù)利用。4.有利于豐富農產(chǎn)品供給，適應市場方面的需求立體農業(yè)種養(yǎng)由于在同一塊地上同時套種多種作物或養(yǎng)殖幾種畜牧，可收獲多種農產(chǎn)品，因而可豐富“菜籃子”多元化品種工程，優(yōu)化產(chǎn)品結構，滿足人民生活和加工業(yè)對各種農產(chǎn)品需要，是農業(yè)生產(chǎn)更適應市場需求，體現(xiàn)更好經(jīng)濟效益。七、立體農業(yè)的原理和類型（一）立體農業(yè)的原理1.系統(tǒng)工程原理立體農業(yè)是一個綜合系統(tǒng)，是一個統(tǒng)一的整體，為實現(xiàn)整體的最優(yōu)化，必須科學、巧妙地對農業(yè)多種生物進行組合，實現(xiàn)整體效益，同時還應注意系統(tǒng)整體功能的一致性，注重農業(yè)系統(tǒng)的平衡，建立合理的農業(yè)生產(chǎn)結構，實豐產(chǎn)、優(yōu)質、高效、低消耗，而農、林、牧結合則是實現(xiàn)綜合效益的最佳途徑。.可持續(xù)發(fā)展原理以資源的持續(xù)利用和良好的生態(tài)環(huán)境基礎，以經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為前提，以謀求農村進步為目標，這既是可持續(xù)發(fā)展的基本原理，也是立體農業(yè)必須遵循的原理，這是要求實現(xiàn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)有機結合，還應通過組合，建立高層次的生態(tài)平衡。.生態(tài)系統(tǒng)原理立體農業(yè)是充分利用生物資源，建立農業(yè)、畜牧業(yè)、微生物的三維結構，使能量在轉化過程中得到多層次、多途徑的利用，形成新的食物鏈，是各個生物種群之間建立互相混合、相輔相成、協(xié)調發(fā)展的高效能轉化系統(tǒng)和生態(tài)的良性循環(huán)系統(tǒng)。.氣象直用原理立體農業(yè)要求在合理利用氣候資源，避免氣象災害，調節(jié)小氣候的前提下，采用農業(yè)增加技術，達到增加產(chǎn)量、改善品質和實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)效益統(tǒng)一的目的。.系統(tǒng)科學原理立體農業(yè)要按照農業(yè)科學范圍廣、門類多和相互滲透交叉的特點，既要實現(xiàn)的最優(yōu)化，建立新的組合，又要充分利用農業(yè)新技術，尤其是農業(yè)高新技術，以豐富和優(yōu)化農業(yè)生物之間的組合，使其成為新進科學技術的綜合體。（二）立體農業(yè)類型立體農業(yè)，歸根結底就是不同模式，也就是這里說的類別。所謂“模式，”是指各種生物（植物、動物、微生物等）的組合方式，包括他們種類、數(shù)量、位置、時間、和相互之間的關系，這幾個方面組合在一起形成一個多物種組成的有機整體，就叫“模式”。然而要想構建立體農業(yè)模式，要遵守以下原則：因地制宜原則、實用性與先進性相結合的原則、傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代方發(fā)現(xiàn)結合的原則。根據(jù)這些原則，立體農業(yè)在我國的發(fā)展有以下幾種模式：1.在我國華北地區(qū)，立體種業(yè)主要表現(xiàn)在以糧食作物小麥為主的間、套、混、再生等；以經(jīng)濟作物棉花為主的糧食、棉、菜、瓜、果、豆、甘蔗等立體種植模式。在華中地區(qū)大部分以水稻種