1 ? 立體農業

1.1 ? 簡介

立體農業，又稱層狀農業，就是利用光、熱、水、肥、氣等資源，同時利用各種農作物在生育過程中的時間差和空間差，在地面地下、水面水下、空中以及前方后方同時或較互進行生產，通過合理組裝，粗細配套，組成各種類型的多功能、多層次、多途徑的高產優質生產系統，來獲得最大經濟效益。

如在葡萄地里種草莓、草莓收后種菜等。鴨河口庫區，水庫水面發展網箱養魚、銀魚養殖及庫汊養魚開發，環庫發展豬雞水禽立體養殖，這也是立體農業的典型。提出關于立體農業這一學術名詞，早在20世紀初美國哥倫比亞大學的J.R．smith教授曾概括為：立體農業是“種植業、畜牧業與加工業有機聯系的綜合經營方式。”目前我國有關立體農業的定義大體有3種表述。

1.2 ? 發展簡史

立體農業最早產生于農作物的間作套種。在中國已有2000多年的歷史。長期生產實踐中形成的珠江三角洲的基塘農業，利用江河低洼地挖塘培基，水塘養魚，基面栽桑、植蔗、種植瓜果蔬菜或飼草，形成“桑基魚塘”、“蔗基魚塘”或“果基魚塘”等種植和養殖結合的生態農業系統，是一種比較理想的立體農業。但對中國立體農業的研究僅10多年歷史，其理論還處于探索階段，在其他國家，如坦桑尼亞、斯里蘭卡等也常見立體種植，美國、印度、印度尼西亞等正在興起與中國立體農業相類似的混合種植、多層利用和農林牧漁結合的種植、養殖業。

2 ? 內涵

2.1 ? 狹義的立體農業

狹義立體農業指地勢起伏的高海拔山地、高原地區，農、林、牧業等隨自然條件的垂直地帶分異，按一定規律由低到高相應呈現多層性、多級利用的垂直變化和立體生產布局特點的一種農業。如中國云南、四川西部和青藏高原等地的立體農業均甚突出。這里種植業一般多分布于谷地和谷坡，山地為天然林，間有草地，林線之上為天然草場，具有規律性顯著、層次分明的特點。
僅指立體種植而言，是農作物復合群體在時空上的充分利用。根據不同作物的不同特性，如高稈與矮稈、富光與耐蔭、早熟與晚熟、深根與淺根、豆科與禾本科，利用它們在生長過程中的時空差，合理地實行科學的間種、套種、混種、復種、輪種等配套種植，形成多種作物、多層次、多時序的立體交叉種植結構。

2.2 ? 中義的立體農業

是指在單位面積土地上(水域中)或在一定區域范圍內，進行立體種植、立體養殖或立體復合種養，并巧妙地借助模式內人工的投入，提高能量的循環效率、物質轉化率及第二性物質的生產量，建立多物種共棲、多層次配置、多時序交錯、多級質、能轉化的立體農業模式。

2.3 ? 廣義的立體農業

廣義的立體農業指根據各種動物、植物、微生物的特性及其對外界生長環境要求各異的特點，在同一單位面積的土地或水域等空間，最大限度地實行種植、栽培、養殖等多層次、多級利用的一種綜合農業生產方式。如水田、旱地、水體、基塘、菜園、花園、庭院的立體種養等；林地的株間、行間混交和帶狀、塊狀混交等；水體的混養、層養、套養、兼養等均屬之。以中國珠江三角洲的桑基、果基、蔗基魚塘等為典型，具有多層次、多級利用的特點。
著眼于整個大農業系統，它包括農業的廣度，即生物功能維；農業的深度，即資源開發功能維；農業的高度，即經濟增值維。它不是通常直觀的立體農業，而是一個經濟學的概念，與當前“循環經濟”的概念相似。
上述3種觀點從不同的角度對立體農業進行理論嘗試，都是對傳統平面農業單作的揚棄。第一種概念的邊界只限于立體多層種植，是農作物輪作、間作、套作在現代農業技術下的延伸和發展，由于概念邊界過窄，局限于種植業內部的山、水、田、灘、路的多維利用，忽略了興起中的林牧(漁)、農牧(漁)復合種、養，以及庭院種、養加工，容易使立體農業同間作、套作混淆起來；第二種概念能夠反映出當代中國立體農業的本質特征，它既有區域內垂直梯度的立體種養循環布局，又有單位面積(水體)立面空間的種養(加工)合理配置；第三種概念邊界過寬，包容農、工、商綜合發展，邊界的無限延長無疑否定了立體農業本身的特點，造成與生態農業、農業綜合開發、農業現代化之間的概念重疊和模糊，失去了立體農業存在價值。
經過以上分析，可把立體農業的概念總結如下：立體農業是傳統農業和現代農業科技相結合的新發展，是傳統農業精華的優化組合。具體地說，立體農業是多種相互協調、相互聯系的農業生物(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化高效農業結構。

3 ? 模式

立體農業的模式是以立體農業定義為出發點，合理利用自然資源、生物資源和人類生產技能，實現由物種、層次、能量循環、物質轉化和技術等要素組成的立體模式的優化。
構成立體農業模式的基本單元是物種結構(多物種組合)、空間結構(多層次配置)、時間結構(時序排列)、食物鏈結構(物質循環)和技術結構(配套技術)。現在立體農業的主要模式有：丘陵山地立體綜合利用模式；農田立體綜合利用模式；水體立體農業綜合利用模式；庭院立體農業綜合利用模式。
我國的三種立體農業模式：1、黃淮海平原：魚塘-臺田模式；2、珠江三角洲：基塘農業；3、江西省泰和縣千煙洲：丘上林草丘間塘，緩坡溝谷果魚糧。

3.1 ? 黃淮海平原：魚塘-臺田模式

“上農下漁”的臺田模式是一種由臺田、排水溝道與魚塘等其他農業生長機制共同構成的鹽堿地土地利用模式，主要分布于黃淮海平原。臺田模式建設基本思路是挖土為塘注水養魚，堆土成臺在上耕作，臺地特征與排水網絡結構為其核心要素。建成后，黃河水漫灌，鹽堿逐漸下滲，變為良田，是人類改造大自然的一次成功嘗試。

簡介
“上農下漁”的臺田模式是一種由臺田、排水溝道與魚塘等其他農業生長機制共同構成的鹽堿地土地利用模式，上部臺地進行農業種植，下部坑塘進行水產養殖，主要分布于黃淮海平原。臺田模式在黃河下游地區分布較多，覆蓋山東、河北、河南等省，特別集中在黃河三角洲及周邊區域。另外，東北、寧夏、珠江三角洲等地也有所應用。山東東營的“上農下漁”是臺田的典型代表。由于綜合效益突出，1997年被山東省政府定義為“東營模式”加以推廣。[1] ?本詞條將以東營臺田為例介紹臺田的相關信息。臺田模式建設基本思路是挖土為塘注水養魚，堆土成臺在上耕作，臺地特征與排水網絡結構為其核心要素。建成后，黃河水漫灌，鹽堿逐漸下滲，變為良田，是人類改造大自然的一次成功嘗試。

建設背景
由于東營位于黃河入海口，沿海一帶地勢平緩，排水不暢，再加上黃河水側滲和海水浸潤頂托，導致土地鹽堿化。其次，地下水埋深淺，礦化度高，直接導致土壤含鹽量高。再次，與氣候有關。東營市屬于季風氣候，蒸發量是降雨量的三倍，干旱季節土壤毛細作用顯著，鹽分極易隨水分上升。另外，不適當的人類活動也是土壤次生鹽漬化的主要原因。黃河三角洲土地利用方式的改變、農業灌溉方式的不當引起區域地下水位升高，是土地次生鹽堿化的直接原因。 ?據當地文字文獻記載，二十世紀九十年代東營土地大多為濱海鹽堿化土壤，滲透系數低，土壤表層含鹽量5‰左右，0-20cm有機質含量為3‰左右，多為過去開發的稻田，土地利用率僅8%左右，植被多為蘆葦、馬絆、檉柳、黃蓿菜等。
臺田模式建設歷史
中國古代勞動人民對鹽堿地的利用可追溯到夏商周時期，經過千百年的發展，至元朝時期，臺田模式初具雛形。1998年，在各級政府的大力支持和領導下，東營市開始進行鹽堿地改造，發展臺田模式農業，2003年前后，臺田興修規模達到頂峰。

原理
臺田通過調控地下水位來改良鹽堿地，系統中均采用抬高地面開挖魚塘和排堿溝的基本立面結構來有效控制地下水位。一方面，抬地挖塘可以增加地下水位與臺田耕種表層的相對距離，使地下水位相對深度大于土壤返鹽臨界深度。另一方面，通過控制水位高度可以一定程度上降低地下水位。兩方面共同作用使臺田表層土壤在旱季時不致引起積鹽。灌溉淋洗（以水控鹽）：依靠自然降水或定期人工灌水可以起到淡水淋堿的作用。排水攜鹽（帶走鹽分）：臺田表層的鹽分隨淡水排到滲堿溝，進而降低土壤含鹽量。臺田模式完整的排水系統可以有效地接納淋洗的鹽水，順暢地排出系統。

效益：

1.經濟效益
形成“上糧下漁中間稻”的良性循環農業生態模式，成為集菜、魚、稻、禽、豬等多品種生態養殖高科技農業模式。
2.社會效益
充分利用鹽堿地，為鹽堿地的開發利用探索出新路子；傳播了科學知識，提高了群眾的科學種養水平。通過項目的實施，初步探索出漁農結合種養配套技術，增強了廣大干部群眾科技意識，為新技術、新成果的推廣打下了堅實基礎。
3.生態效益
有效地改善生產、生活環境，改善田間小氣候，初步形成了高效生態農業模式。

限制因素
臺田由堆土而成，臺地特征為其核心要素，海拔相對較高，水分易流失，較平地更易出現干旱癥狀，農作物缺水，極大地影響收成。土壤中鹽堿下滲至水塘中，若無充足水源進行水交換，則會導致水質變差，對養殖物種極為不利。而東營市位于黃河下游入海口附近，農業供水受黃河水量影響較大，干旱年份，供水不足，臺田干旱，魚塘養殖受限。

建議
在“上農下漁”模式中，由于技術限制、資金問題和風險較大，臺田下部的坑塘多數沒有得到有效利用，造成空間和資源的浪費，建議在今后的生產生活中，提高農民科學技術水平，提供充足的資金支持，使臺田得到全面利用以增加收益。
目前臺田建成后通過大水漫灌的方式使鹽堿逐漸下滲成為良田，但這種方式會在一定程度上造成水資源的浪費和土壤板結，因此建議采用滴灌和噴灌的方式進行灌溉淋洗、排水攜鹽，達到改良鹽堿地的目的。

3.2 ? 珠江三角洲：基塘農業

基塘農業是珠江三角洲人民根據當地的自然條件特點，創造的一種獨特的農業生產方式。魚塘的塘基上種桑、種蔗、種果樹等，與魚塘結合分別稱為桑基魚塘、蔗基魚塘、果基魚塘。基塘互相促進，以桑基魚塘最典型。基塘農業是珠江三角洲農業的特色，集中分布在順德、南海等市。

簡介
新的基塘農業模式和科學的方法，使農副產品更多樣化，質量更提高，更具有進入港澳市場和國際市場的競爭能力。
珠江三角洲平原上的居民將低洼易有洪患之處挖成池塘飼養魚類，挖出的塘泥堆于周圍，稱為“基堤”，基堤上種植果樹、甘蔗、桑樹、花卉等，如此既能防洪，又能增加收入，而農作物在加工過程中產生的物料，尚可投入池中作為飼料，是一種具有生態特色的農業經營方式。

原理
隨著農業生產部門的多樣化和商品農業的發展，基塘農業的“基”和“塘”都發生了新的變化，表現為：
“基”上作物多樣化 “塘”魚養殖科學化
雜基← 桑基 →菜基 飼料養殖
（花卉、玉米、花生等） （蔬菜、瓜果）
草基 網箱養殖←蠶沙喂養→使用機械養魚
（橡草） （配合飼料）
割草、蠶沙喂養

優點
◎改善多水患的自然環境
◎形成土地利用精細、水陸互養、能量循環、地力歷久不竭的農耕系統

主導因素
主導因素為地形，因為地勢低洼使它只能發展基塘農業。

適宜地區
適農業發展，但常常發生水患的地方

發展情況
以「桑/魚/蔗基魚塘」為例
◎在低洼處挖筑池塘，飼養魚蝦，并種植菱、藕?塘
◎挖出來的淤泥，在塘邊填筑成寬平高亢的田地，種植稻米或甘蔗
◎田邊則是填筑稍高的基堤，栽種桑樹或蔗樹?基
◎一方面鞏固池岸，一方面用桑葉養蠶，發展絲織業；或生產更多的蔗糖
◎以農作物的殘渣，以及蠶糞、蠶蛹養魚
◎魚蝦撈捕后，挖取塘中的淤泥或利用糖廠的濾泥補充田地的養分

4 ? 特點

立體農業的特點集中反映在四個方面。
1.集約
即集約經營土地，體現出技術、勞力、物質、資金整體綜合效益；
2.高效
即充分挖掘土地、光能、水源、熱量等自然資源的潛力，同時提高人工輔助能的利用率和利用效率；
3.持續
即減少有害物質的殘留，提高農業環境和生態環境的質量，增強農業后勁，不斷提高土地(水體)生產力；
4.安全
即產品和環境安全，體現在利用多物種組合來同時完成污染土壤的修復和農業發展，建立經濟與環境融合觀。
總之，開發立體農業、發揮其獨特作用，可以充分挖掘土地、光能、水源、熱量等自然資源的潛力，提高人工輔助能的利用率和利用效率，緩解人地矛盾，緩解糧食與經濟作物、蔬菜、果樹、飼料等相互爭地的矛盾，提高資源利用率，可以充分利用空間和時間，通過間作、套作、混作等立體種養、混養等立體模式，較大幅度提高單位面積的物質產量，從而緩解食物供需矛盾；同時，提高化肥、農藥等人工輔助能的利用率，緩解殘留化肥、農藥等對土壤環境、水環境的壓力，堅持環境與發展“雙贏”，建立經濟與環境融合觀。

5 ? 作用

根據不同生物物種的特性進行垂直空間的多層配置；自然資源的深度利用，主產品的多級、深度加工和副產品的循環利用；技術形態的多元復合等。立體農業分異基面和同基面兩種類型。異基面立體農業指不同海拔、地形、地貌條件下呈現出的農業布局差異。如云貴高原在河谷地帶和低山區水田以冬作物—水稻一年兩熟為主，旱地以小麥一玉米、甘薯一年三熟或兩熟為主，還可種植熱帶、亞熱帶瓜果。
半山區以一年一熟水稻或一年二熟旱作物為主；高山區只種玉米、馬鈴薯、蕎麥等一年一熟旱糧；桑基魚塘、果基魚塘等屬微觀異基面立體農業。同基面立體農業指同一塊田地上的間混套作及兼養動物、微生物的立體種養系統。如林糧或糧菜間作、稻田養魚、農田插種食用菌等。合理的立體農業能多項目、多層次、有效地利用各種自然資源，提高土地的綜合生產力，并且有利于生態平衡。

6 ? 現狀

由于氣候變化所導致的洪旱災害正在嚴重破壞著傳統耕地。最近地三次洪災（1993年，2007年，2008年）使得美國在農作物上損失了上億元，而且表層土也遭到了嚴重的侵蝕。而降雨模式以及氣溫的變化可能會使印度在這個世紀末的農業產量減少30%。

而且，人口的迅速增長給農業帶來更大的壓力，使得農民不得不耗盡土地資源來滿足人們的需求。人均可耕地面積從1970年的一英畝到2000時已經減少成半英畝，而且據美國有關部門預計，到2050時，人均可耕地面積將會減少到三分之一英畝。在我們知道這種以土地為基礎的傳統的農業形式時，就已經有上百萬的人在采用這一形式了。但繼續這樣下去，經歷了12000年之久的傳統農耕形式將不再是一種可持續發展的選擇。

傳統耕作方法中的灌溉現在已經用去淡水的百分七十。這些水用在農作物上后，又經過過多的農作物沉積入地球水層中去，使得泥沙、農藥、除草劑還有化肥這些物質把淡水都給污染了，不能被再次使用。發達國家必須在世界性饑荒發生之前找到新的解決方法，不能讓為一杯純凈的水，一盤優良的大米和大豆戰斗這樣的事情發生。

7 ? 未來應用

立體農業就像是一種生態功能的系統，廢棄物可以被重新利用，那些用于營養液和氣栽法技術中的水也經過除濕后被使用，這樣的重復形成一種良性的生態環境。建立立體農業的技術現在已被用于環控農業設施，但還沒有與在城市的高層建筑里生產食物有密切的關系。

不

僅僅只有這樣的高層建筑才可以容納立體農業。學校，飯店還有醫院這種綜合性的建筑的上層都可以成為各種各樣大小不同的農田來種植莊稼。這些農田可以通過持續不斷地為城市的人們提供新鮮的蔬菜和水果，防止健康問題。立體農業可以整年持續不斷地生產無農業化學品的食物。魚和家禽也可以在室內養殖。由于這種農業不需要大型的農業機械以及把糧食從農村運送到城市的卡車，從而減少了大量礦物燃料的使用，降低溫室氣體的排出量。

第一個真正的室內農場是在康奈爾大學建立起來的。第一年的水培生菜，每平方英尺長就長出68棵來。在紐約每棵生菜的零售價是2.5美元，由此，相信人們可以很容易地算出其它農作物的贏利來。美國研究人員積極倡議在未來建立一種立體農業模式，在高大的建筑物中用營養液培植農作物，而將地面上的耕田還原成森林。