山区微小流域新型生态农业产业链构建_以三峡库区重庆万州陈家沟小流域为例

山区微小流域新型生态农业产业链构建_以三峡库区重庆万州陈家沟小流域为例 山区微小流域新型生态农业产业链构建 合 研 ———以三峡库区重庆万州陈家沟小流域为例 究1 ,2 ,3 1 1 ,2 4 1 ,2 1肖 莉, 陈治谏, 李 豪, 吴鹏飞, 刘 坤, 廖晓勇 (1 . 中国科学院 成都山地灾害与环境研究所 , 四川 成都 610041 ; 2 . 中国科学院 研究生院 , 北京 100031 ; )3 . 四川省交通厅 公路规划勘察设计研究院 , 四川 成都 610041 ; 4 . 西南民族大学 生命科学与技术学院 , 四川 成都 610041 摘 要 : 针对三峡库区小流域特有生态环境背景和社会经济情况 ,立足于多年田间定位观测和模式运营跟 踪 ,以微小流域为单元设计生态农业产业链 ,构建适合库区农业发展的坡地与低山平坝地果草收与种养 ( ) F P H —PB复合生态农业模式 ,并从供需层面设计模式运行机制 。与库区传统 C K 模式和广泛耕作的单 纯果园模式对比 , F P H —PB 模式达到了较好经济效益和生态效益 ,特别在水土流失减小效应上 ,该模式可 有效控制地径流产流量并降低土壤侵蚀 ,最终减少入江泥沙含量 ; 模式宏观运营依托高校 、科研院所及 政府进行技术开发和指导 ,面向以公司企业为媒介的加工增殖环节及直接消费层面 ,以实时的科技和市场 信号注入农产品产供销过程中 ,实现库区农业产业化进程 。 关键词 : 微小流域 ; 生态农业产业链 ; F P H —PB 模式 ; 模式运行机制 ; 效益分析 () 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 —288 X 200701 —0135 —04 中图分类号 : S181 Construct ing a Ne w Type of Eco2a gricultural In dustry f or Small Watershed in the Mounta in Area ———A Ca se Study of the Chenj iagou Watershed in Wanzhou , Chongqing 1 ,2 ,3 1 1 ,2 4 1 ,2 1XIAO Li, CH EN Zhi2jian, L I Hao, WU Peng2fei, L IU Kun, L IAO Xiao2yo ng ( 1 . I nst i t ute of M ou nt ai n Haz a r ds an d En v i ron ment Resea rch , Chi nese A cadem y of S ciences , Chen g d u , S ich u an 610041 , Chi n a ; 2 . Grad u ate S chool of t he Chi nese A cadem y of S ciences , Bei ji n g 100039 , Chi n a ; 3 . Resea rch I nst i t ute of Road Ex plorat ion an d Desi re , S ich u an B u reau of Com m u nicat ions , Cheng d u , S ich u an 610041 , )Chi n a ; 4 . Col lege of L i f e S cience an d Tech nology , S out hw est U ni verst y f or N at ion al i t ies , Chen g d u , S ich u an 610041 , Chi n a ; Abstract : In acco rdance wit h t he specific eco2enviro nmental backgro und and socioeco no mic characteristics , a field experiment was co nducted to deal wit h t he characteristics of t he agricult ural eco system pat ter n and it s operatio n stat us. By co nsidering t he abundant hill and mo untain reso urces in t he Yangtze River , t he agricult ural eco system pat ter n named F P H2PB was designed in unit of small watershed in o rder to adjust measures fo r local co nditio ns. The F P H - PB pat ter n integrates t he suppo rt2and2demand relatio n and operatio n mechanism and it s applicabilit y. Co mparing to t he t raditio nal cropping pat ter n of C K and widely used pat ter n of p ure pear o rchard , t he F PB2P H pat ter n p rovides higher eco no mic and ecological benefit s , especially in reducing soil lo ss. Wit h t he help of techno2 lo gic exploitatio n and inst ructio n f ro m universities and academies , t he F P H2PB pat ter n o rient s direct co nsumers and inter mediary p rocessing indust ries , p rovides experience of small watershed management and speedup s t he in2 dust rializatio n of agricult ure in t he Three Go rges Reservoir area . Key words : small watershed ; agro2ecosystem industrial cha in ; FP H2PB pattern ; operat ion mechan ism ; benef it analysis 1 —4 三峡库区小流域众多 ,具有丰富的光热水资源 , 落后的恶性循环中。由于农业发展主要受到自 但该区坡陡山多 ,岩体破碎 ,且人口密度大 ,农业生产 然环境因素 、市场经济因素和农业科技因素的影响 , 开发不合理 ,土地资源过度耕垦与资源浪费并重 ,农 故库区农业开发可从这三大影响因素出发 ,发展兼顾 业比较效益低下 ,农业发展陷入人地关系失调与贫困 农业经济效益与生态效益 、社会效益的农业模式 。本 收稿日期 :2006201219 修稿日期 :2006204206( ( ) ) 资助项目 :中国科学院知识创新项目KZCX2 —316; 国务院三建委办公室万县生态环境实验站资助项目SX2001 - 021部分研究内容 1 微型小流域坡度分级 表 文以重庆市万州区五桥陈家沟流域内的杨家沟和戴 2)(坡度/ ? 占总面积 总面积/ m 家沟 2 个微型小流域为例 ,在多年跟踪调查农业经营 流 域 戴家的比例/ % 和田间定位观测基础上 ,构建适宜库区农业持续发展 55 519 0,58 . 32 的生态农业模式 。 5,1536 661 5 . 49 沟流域 15,25207 614 1 研究区概况 31 . 12 > 25 367 505 55 . 07 陈家沟流域位于重庆市三峡库区万州长岭镇境 63 081 0,5 10 . 38 内 ,是长江一级支流五桥河左岸支流 ,流域相对高差 5,1543 733 7 . 20 380 m ,呈现丘陵 、低丘和平坝相间的地貌 。 本试验杨家沟流域 15,25234 864 38 . 64 地位于陈家沟流域内杨家沟和戴家沟两 > 25 266 181 43 . 79 ( 小流域 , 是陈家沟流域内次一级微型小流域 见图 ) 1。其中杨家沟小流域位于五桥长岭镇乔家村 5 组 , 2 . 2 社会经济因素2 0 . 61 km,海拔为 422,686 m ,地势自南 闭合面积为 截至 2004 年底 ,两研究流域总人口共 3 575 人 。 向北倾斜 。戴家沟小流域位于长岭镇乔家村 9 组 ,闭 从业人员中 ,农业人口占 71 . 91 % ,外出务工人口达 2 合面积为 0 . 67 km,海拔为 428,811 m ,地势自东向 2 701 人 ,人均耕地仅 0 . 032 4 hm,人均收入不到 670西倾斜 。 元 ,从图 2 知 ,居民农业收入主要源于种植业和牧业 , 其生产方式原始 ,种养结构式单一 ,多为粮食 、蔬菜 — 猪种养结构 ,区域间同化程度大 。由于耕地面积不断 减少 ,仅从事原有种植养殖活动已不能满足居民生存 需求 ,这就需要改变农业生产结构 ,提高农产品价值 , 增加农民收入 。 图 1 杨家沟与戴家沟微型小流域 Tin 图 图 2 居民农业收入情况 2 影响农业开发的三重因素 2 . 3 科技与市场因素 2 . 1 自然因素 库区农产品科技含量低 ,农产品市场发展滞后 , 研究流域属中亚热带湿润季风气候 , 年均温度一方面由于缺乏利用高新技术提高农产品附加值的 17 ?,年均降水量 1 100 mm ,其年内分布不均 , 多集 认识和现代化企业的支撑 ,政府与从事农业产业化开 中于夏秋两季 ,易形成夏汛 。地貌上 ,两小流域以浅 、 发的企业 、科研单位和高校合作力度不够 。另外一方 中丘为主 ,出露侏罗系沙溪庙组紫色砂泥岩地层 ,岩 面农民市场参与意识不强 ,获取市场信息途径单一 , 层倾角 15?,30?。其上发育灰棕紫泥 ,保水抗旱抗侵 对市场信号反应不灵敏 ,跟不上市场需要 ,导致农产蚀能力较弱 。两流域多陡坡 ,可耕作土地比重少 ,从 品缺乏市场开拓力 , 难以形成“名 、特 、优 、新 、稀”产 5 —6 表 1 看出 ,戴家沟和杨家沟两流域中坡度 > 15?的坡 品,甚至导致产品销路不畅 ,农民收入锐减 。 地面积分别占总面积的 86 . 19 %和 82 . 43 % ,丰富降 3 新型生态农业产业链条设计 水和易流失土壤为水土流失提供了动力 ,这就要求在 新型的生态农业产业链条依托于库区众多小流 农业活动中进行地力维护 ,以保障农业生产所需土壤 域 ,以微型小流域为单元进行生态农业基本格局的构 资源的持续供给 。 ,一方面可解决单个农户难以筹足资金 政府多方参与 建 。本研究以杨家沟和戴家沟微型小流域内新型土 投入 ,改变现阶段落后的种养殖方式 ,调控新型农业 地利用方式为例 ,通过在坡地与低山平坝地上构建果 ,避免亏损甚至违规违法 。本着农户自愿原则组 模式草牧与种养复合生态农业模式 ,进行多年田间定位观 成农户联合体 ,由政府出面 ,与农户联合体签订契约 , 测 ,以及宏观运营跟踪 ,达到构建优质高效的新型农 双方共同出资 ,共同承担投资风险 ,在政府宏观调控 业生态产业链条目的 。 下建设生态农业 。另一方面 ,由于模式引种 、正常运 行和管理等有一定技术要求 ,这就需要与相关科研单 3 . 1 面向对象设计与技术体系设计 位合作以获得技术指导 。三峡库区本身重要的战略 在设计中 ,根据地表下垫面特征选择相应生态农 地位和特殊功能 ,吸引了多所大专院校和科研院所对 业模式 ,包括模式的平面及立体设计 、时间设计 、食物 农业问题的研究 ,具备获取技术指导的条件 。由科研 链设计与环境设计四方面 ,从而构建起立足于库区微 单位进行引种试验和品种栽培管理的前期研究 ,最终 型小流域特有山坡地资源 ,联合农户 —科研单位 —政 形成以农户联合体 、政府与科研单位共同参与的新型 生态农业模式 ,调整了农业组织结构 ,可逐步改变农 府一起的生态农业模式 。 3 . 1 . 1 坡 地 与 低 山 平 坝 地 果 —草 —牧 与 种 养 民个体小生产者孤立而分散的生产组织形式 ,实现自 ( ) F P H —PB复合生态农业模式 果草牧与种养复合 给自足传统农业向现代化农业转变 , 达到多渠道融 ( 型 Fruit - Past ure - Herd and Planting - Breeding 资 ,技术引导到位 ,市场反馈与政府宏观调控结合的 ) Pat ter n模式布置于 2 小流域私人承包退耕还林坡地 现代化生态农业 ,组建起农户 —政府 —科研三位一体 () 上坡度 15?。自 2001 年 10 月开始承包 ,承包期 30 生态农业产业链的农产品基础供给层面 。 2 a ,承包面积共 45 . 3 hm, 其中耕地租金 1 950 元/ 从消费市场看 , 农产品可部分直接面向消费市 2 2 hm场 ,水田租金 5 250 元/ hm。按国家退耕政策 ,每 1 ,以初级产品形式供给消费者 ; 但真正实现农产品 2 增值在于对农产品的精加工 、深加工 ,这要求建立农 hm土地每年补贴 300 元管理费和 1 950 kg 粮食 。 产品 —公司企业加工产业链提高农产品附加值 。该 初期基建包括 :土地改土培肥 、蓄水池修建和灌溉设 链条拓展了农业模式经营对象 ,且可在产业结合部提 施购置 、购买种子 、苗木以及苗木定植与修剪整形 ,工 供一定就业机会 ,吸纳更多劳动力 。以往经营中 ,农 棚建设及支付工人工资等 ,建设中得到中科院万县生 户与公司签订供销常出现违约 : 农产品涨价时 , ( ) 态环境试验站的技术指导 。1果树定植 。2001 年 农户倾向违约 ;农产品降价时 ,则公司倾向违约 ,其两 7 2 者关系不稳定 , 约束力不够。而本模式加入政府 12 月 ,选择 2 . 33 hm坡地定植梨树 ,品种包括翠冠 、 2 参与 ,通过政府行政干预有效抑制违约 。农产品 —公 爱宕和丰水梨 , 1 hm地用于栽种桃树 , 包括油桃和 司这一产业链的建立 ,从生产 、加工到销售实现了“农 2 中华寿桃 ; 2002 年定植薄皮柿子树 0 . 33 hm; 2004 工贸一条龙”,通过公司中介有机联系初级生产市场 2 年底定植 0 . 67 hm枇杷 。均采用 2 m ×3 m 密度栽 与消费市场 ,延伸了产业链条 ,增加了物质流动环节 , ( ) 种 ,梨树与桃树产量从 2004 年开始稳定 。2牧草 () 提高了能量利用率 ,可有效提高农产品效益 图 3。 2 选择 。2003 年冬 , 在 3 hm坡地上混播白三叶草和 3 . 2 效益分析 黑麦草 ,同时按垂直于坡向方向等距栽种黄花植物 3 . 2 . 1 经济效益 坡地果草牧与种养复合生态农业 ( ) 篱 ,株间距 5 cm ,行距间隔两行果树 。3灰天鹅放 模式从 2003 年起产量开始稳定 。选取生产成本 、单 养 。放养 1 000 只 , 以白三叶草和黑麦草为主要饲 位面积产出经济效益 、净经济效益与投入产出比为主 料 ,于 2004 下半年果树收获后购入幼体 ,同年底即可 要经济指标 。 以 2004 年不变价格计 ,比较该年各项经济指标 , 售出成体 。由于稳定果树产量需要 2 ,3 a 时间 , 单 ( ) 观测和统计结果 表 2显示 , F P H —PB 地块所产生 种果树在最初几年中无法获得收入 ,资金周转不灵 , 经济效益与投入 —产出比明显优于传统种植小麦 — 难以进行果园维护 。为减小承包商经济压力 ,同时布 ( ) 玉米 —红薯顺坡平作模式 C K和单纯果园 ,充分体 2 置种养模式 。2002 年和 2003 年 ,林下 2 hm地套作 现了“高投入 、高产出”的效益性经营结果 。单纯果园 2 花生 、青椒和草莓 ,可当年售出 ; 另在 0 . 67 hm林下 单位面积投入较大是因为每年维护果园需要投入一 套作红薯 ,圈养 12 头猪 ,将红薯作为主要饲料来源 , 定人力物力 ,且所选香酥梨品种市场竞争优势不足又 未能进行产业化开发 ,导致经济效益不突出 。 猪粪作为果树稳定肥料 ,以提高资源利用效率 。 3 . 1 . 2 模式运行机制设计 由于模式前期投入较 大 ,仅依赖单个农户或个人难以正常运行 ,且现阶段 农户掌握农业科技要素与市场要素程度较低 ,对政策 法规掌握不够 ,这就需要多渠道融资 ,得到政府和科 技单位支持 。模式运行机制可采用多农户 —科研 — 2 验表明 , 单纯果园中农药施用密度达 75 kg/ hm, 分 别是 F P H —PB 和 C K 农药施用密度的 1 . 67 倍和 1 . 34倍 。 3 . 2 . 3 水土流失减少效应 F P H —PB 模式中 ,变顺 坡翻耕变为等高耕作 ,以立体连续植被替代种收相间 断续植被 。在林下套作牧草 , 布设等间距黄花植物 篱 ,将坡面汇流变为林 —林下 —植物篱多重截流 ,因 地制宜建立起一个综合的坡地防蚀体系 。图 4 ,5 分 别是 2004 年 5 —9 月观测到不同模式所产生地表径 流量和土壤侵蚀量 。 图 3 模式运行机制图解 表 2 不同种植模式的主要经济效益指标差异 图 4 不同种植模式地表径流状况 单位面积产出/ 单位面积投入/ 生产方式投产比- 2 - 2 ()()元?hm 元?hm F P H —PB 60 000 31 000 1?1 . 936 C K 16 900 14 000 1?1 . 207 单纯果园 28 000 18 500 1 :1 . 514 表 3 不同种植模式的主要生态效益指标差异 主要生态效益指标 F P H —PB 单纯果园 C K - 2 )( 农药施用密度/ kg?hm 45 56 75 - 2 ) 2 000 5 000 4 000 ( 化肥施用密度/ kg?hm - 2 ) 1 667 1 950 3 000 (农药单位投入/ 元?hm - 2 ) 3 000 5 000 5 000 (化肥单位投入/ 元?hm 图 5 不同种植模式土壤侵蚀量状况 - 2 ( 50 150 430 )杂草控制密度/ 株?m 从图中可以明显看出 ,在相同降雨量下 , F P H — PB 所产生地表径流量和土壤侵蚀量最小 ,即便在雨 3 . 2 . 2 生态效益 三峡库区气候湿润 ,杂草生长迅 3 2 强最大的 7 月 , C K 地表径流量达 69 . 05 m/ hm时 , 速 , 布 置 农 业 模 式 需 考 虑 杂 草 抑 制 效 应 的 高 低 。 3 2 F P H —PB 仅产流 9 . 35 m/ hm。在雨强和降雨量相 F P H —PB 选取白三叶草和黑麦草混播 ,一方面白三 对较小的 6 月和 8 月 ,未观测到 F P H —PB 产生土壤 叶草和黑麦草不与果树争肥 ,且白三叶草有一定固氮 侵蚀 , 无产流 。这是由于 F P H —PB 中 , 果树的繁茂 作用 ,可有效补充果树氮素 ,同时 ,白三叶草和黑麦草 枝叶减小了裸露的地表面积 ,截流了降雨 ,降低了雨 两种牧草可喂食牲畜 ,产生的粪便又可还园作为固定 滴击溅侵蚀 。且牧草加大了地表覆盖度 ,茎叶截流降 肥料来源 ,减少化肥使用 ,增加了能量流动环节 ,提高 雨 ,增加了坡地渗透量 。同时黄花植物篱将整个坡地 了资源利用效率 ; 另一方面 ,白三叶草和黑麦草混播 按篱带间距大小划分为数个次级缓坡地 ,减小了坡地 可形成一定侵占作用 ,能有效抑制杂草滋生 。由表 3 坡长 ,使得土壤颗粒淤积篱前 ,层层直接阻滞拦蓄 ,分 知 , F P H —PB 中杂草抑制效应显著 ,杂草密度可控制 2 散地表径流 ,减缓水流流速 ,最终降低泥沙携带搬运 在 50 株/ m,仅为 C K 模式田间杂草密度的 1/ 3 ,而 能力 。 单纯果园中不仅作物品种单一 ,致使杂草密度达 430 2 ()下转第 145 页 株/ m,且杂草与果树争肥 , 需要施用大量农药 。试 陈育宁.《绿色之路 ———宁夏南部山区生态重建研究》 2 栽培技术 ,提高品质是山区农业产业化的出发点与落 M . 北京 :中国社会科学出版社 ,2004 . 251 . 脚点 。加强农业内部资源的重新配置与有效利用 ,减 3 米文宝. 西海固地区可持续发展理论与应用J . 干旱区 少某些过剩农产品的生产 ,增加短缺农产品的生产 ; () 地理 ,1999 ,22 3:25 . 将退耕还林草工程与产业结构调整相结合 ,要求把退 4 冯玉广. 山区县域可持续发展水平和能力定量评价方法 耕地作为新的经济增长点 ,至少将其中一部分调整为 () 研究J . 经济地理 ,2000 , 4:16 —19 . 以获取经济效益为主的利用方式 ; 发挥特色产业 ,以 5 曹利军 ,王华东. 可持续发展指标体系建立原理与方法 小城镇为依托 ,发展第三产业 ,为地域结构调整及所 () 研究J . 环境科学学报 ,1998 5:526 —532 . 有制结构调整奠定基础 ,逐步实现传统农业向现代农 6 毕军 , 章申 , 等. 可持续发展的判别模式极其应用 J . 业的历史性跨越 。 () 1998 ,18 1:30 —36 . 7 吴传钧. 中国人文地理丛书 ———中国经济地理 M . 北 京 :科学出版社 ,1998 . [ 参 考 文 献 ] 8 伊藤胜久. 宁夏南部山区农村社会经济的变化和发展方 1 程序 ,曾晓光 ,王尔夫. 可持续农业导论M . 北京 : 中国 () () 向J . 宁夏大学学报 人文社会科学版,2005 1:51 . 农业出版社 ,1997 . () 上接第 138 页 在全年降雨量最集中的 5 —9 月内 , F P H —PB 地 技和市场信号注入农产品产供销过程 ,实现了库区农 3 2 表产流量和土壤侵蚀量仅 13 . 99 m/ hm与 0 . 1225 业产业化 。 2 [ 参 考 文 献 ] C K 和 单 纯 果 园 中 地 表 径 流 量 则 达 到t / hm, 而 3 2 3 2 1 邓玉林 ,陈治谏. 果牧结合生态农业模式的综合效益试 221 . 72 m/ hm和 287 . 91 m/ hm,土壤侵蚀量则分 () 验研究J . 水土保持学报 ,2003 ,17 2:24 —27 . 别是 F P H —PB 的 11 . 78 倍和 12 . 85 倍 。 2 方创琳 ,冯仁国. 三峡库区不同类型地区高效生态农业 4 结 论 ( ) 发展模式与效益分析 J . 自然资源学报 , 2003 , 18 2 : 228 —234 .坡地与低山平坝地果 —草 —牧与农林复合的生 3 杨林章 ,李运东. 三峡库区复合农业生态系统及其构建 态农业模式是针对库区小流域特有地理环境特征和 () 途径J . 长江流域资源与环境 ,1999 ,8 2:205 —209 . 社会经济情况特点而构建 ,充分考虑了长江流域大量 4 徐琪. 三峡库区生态环境与农业持续发展J . 长江流域 山地坡地资源和充沛降雨 ,经多年观测试验表明 ,该 () 资源与环境 ,1996 ,5 1:1 —5 . 模式具有较好经济效益和生态效益 ,在控制水土流失 5 段小梅. 三峡库区高效生态农业建设与可持续发展研究方面效果显著 ,可有效减少入江泥沙量 。 () J . 中国人口?资源与环境 ,2003 ,13 4:88 —93 .在模式运行机制上 ,依托高校 、科研院所及政府 6 席承藩 , 徐棋. 长江流域土壤与生态环境建设 M . 北 进行技术开发和指导 ,面向以公司企业为媒介的加工 京 :科学出版社 ,1994 . 145 —147 . 增值环节与直接消费市场两大消费层面 ,以实时的科 7 成思危. 中国经济改革与发展研究M . 北京 :中国人民 大学出版社 ,2001 . 370 —373 .