农林复合系统的作物产量是否与单一栽培一样高?
在大多数情况下,农林复合系统的作物产量低于单一栽培,尤其是随着树木成熟。一项涵盖地中海国家36项田间试验的荟萃分析发现,由于树木与作物竞争光照、水分和养分,通常会降低作物产量[1]。同样,一项欧洲荟萃分析显示,在行间套作系统中,谷物产量在树木种植初期平均为单一栽培产量的96%,但随后随着树木生长,在前21年内每年下降约2.6%[6]。印度尼西亚一项关于广藿香的研究报告指出,农林复合系统的年产量约为10,697公斤/公顷,而单一栽培的年产量为13,279公斤/公顷——减少了约20%[2]。
然而,并非所有作物都受到同等影响。同一项欧洲综述显示,西班牙和葡萄牙的传统德埃萨与蒙塔多系统中,树木对作物产量并无负面影响,这很可能是因为树木间距较大且经过管理以减少竞争[6]。而在印度基于石梓的农林复合系统中,间作的木豆和芥菜在第一年的谷物产量实际上高于单作,但随后随着树龄增长,产量有所下降[3]。因此,产量差异取决于树种、间距、作物类型及管理方式。
农林复合经营相比单一作物种植有哪些独特优势?
农林复合系统在长期可持续性方面可优于单一作物种植模式,即便作物产量可能较低。一项全球咖啡种植系统对比研究发现,使用原生树木的多样化农林复合系统造成的生物多样性损失显著低于单一作物种植模式,而集约化农林复合系统(简单遮荫)则未达到此效果[5]。在中国喀斯特黄壤地区,将长期单一作物种植园转为皂荚-作物农林复合系统后,显著提升了表层20厘米土壤的有机碳储量,这主要归因于分解碳的微生物活性降低[7]。这意味着农林复合系统通过将碳固定在土壤中,有助于应对气候变化。
农林复合经营还能提供单一作物种植无法带来的额外产品。例如,在印度尼西亚的前煤矿土地上,将桉树与柠檬草间作,桉树精油产率高达2.84%,其中桉叶素含量达50.7%,优于单一栽培的桉树[4]。而在印度尼西亚的广藿香农林复合系统中,尽管广藿香精油产量低于单一栽培,但同时也产出了木材及其他作物,增加了经济多样性[2]。这些协同效益——生物多样性、碳储存以及多元收入来源——即便单作物产量较低,也能从整体上提升农林复合系统的生产力。
是否存在农林复合系统明显更优的情况?
在退化或边际土地上,以及以长期生态健康而非短期最大作物产量为目标时,农林复合系统通常优于单一作物种植。在印度尼西亚的前煤矿用地上,桉树与柠檬草间作的农林复合模式产出的精油产量和桉叶油素含量均高于单一桉树种植,表明农林复合系统既能修复受损土壤,又能持续产生经济效益[4]。在喀斯特黄壤地区,农林复合系统增加了土壤碳储量并降低了碳分解速率,使该系统更具韧性和气候友好性[7]。
在生物多样性方面,只有包含本土树种的多样化农林复合系统明显优于单一栽培,而简单的遮荫系统则未能达到这一效果[5]。因此,设计至关重要。证据表明,农林复合并非放之四海而皆准的解决方案——只有当树木与作物根据当地条件精心搭配,并通过管理减少竞争时,其效果才最为显著。在地中海和欧洲地区,研究人员强调,农林复合的整体效益取决于优化树木覆盖度、树种选择及管理方式,以最大化协同效应[1][6]。
本文引用的文献
地中海国家的农林复合系统是否比单一作物种植更具生产力?一项荟萃分析
一项涵盖36项地中海田间试验的荟萃分析发现,树木通常会因争夺光照而降低作物产量,但施肥及特定的树木-作物组合可改善这一结果。
马穆朱县托莫区社区森林中采用农林复合模式的广藿香(Pogostemon cablin Benth)生产力与产量研究——以印度尼西亚西苏拉威西省为例
印度尼西亚的广藿香农林复合系统每年每公顷产生约10,697公斤的生物量,低于单一栽培的13,279公斤,但提供了额外的林业和农业产品。
基于石梓(Gmelina arborea)农林复合系统的间作作物生长特性与生产力研究
在一种云南石梓农林复合系统中,间作的木豆和芥菜在第一年的籽粒产量有时优于单作,但随着树龄增长,其表现逐渐下降。
在废弃煤矿用地上,采用单作与农林复合模式种植的卡藜油树(Melaleuca cajuputi (L.) Powell)其出油率及桉叶素含量分析
在煤炭开采废弃地上,柠檬草与卡藜蒲混农林业模式产出的精油得率(2.84%)和桉叶油素含量(50.7%)均高于卡藜蒲单作模式。
全球咖啡农业系统生物多样性影响的比较——从单一栽培到多样化农林复合系统
一项全球咖啡系统的荟萃分析发现,只有包含本地树种的多样化农林复合系统,其生物多样性损失显著低于单一栽培模式;而集约化农林复合系统与单一栽培模式相比并无显著差异。
欧洲农林复合系统作物产量:一项荟萃分析
欧洲林间套作系统在种植时,谷物产量达到单作产量的96%,随后随树木老化每年下降2.6%;而传统的德埃萨/蒙塔多系统则未表现出树木的负面效应。
将长期单一人工林转变为农林复合经营,有利于提高喀斯特黄壤地区的土壤碳储量。
在喀斯特黄壤地区,将单一作物种植转变为皂荚-作物复合农林业模式,通过降低碳分解速率,显著提升了表层20厘米土壤的有机碳储量。
