立体种植业的现状及未来,是如何被满意的

2019-10-02 16:02栏目:金沙总站6155
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近日,在美版知乎Quora上有一个问题,中国是怎么生产这么多粮食,足够养活十多亿人的?是靠进口还是自给自足?

立体农业,又称层状农业,就是利用光、热、水、肥、气等资源,同时利用各种农作物在生育过程中的时间差和空间差,在地面地下、水面水下、空中以及前方后方同时或较互进行生产,通过合理组装,粗细配套,组成各种类型的多功能、多层次、多途径的高产优质生产系统,来获得最大经济效益。如在葡萄地里种草莓、草莓收后种菜等。鸭河口库区,水库水面发展网箱养鱼、银鱼养殖及库汊养鱼开发,环库发展猪鸡水禽立体养殖,这也是立体农业的典型。提出关于立体农业这一学术名词,早在20世纪初美国哥伦比亚大学的J.R.smith教授曾概括为:立体农业是“种植业、畜牧业与加工业有机联系的综合经营方式。”目前我国有关立体农业的定义大体有3种表述。

对此,剑桥大学博士Janus Dongye的回答让人拍案叫绝,以下是他的回答。

立体农业模式

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立体农业的模式是以立体农业定义为出发点,合理利用自然资源、生物资源和人类生产技能,实现由物种、层次、能量循环、物质转化和技术等要素组成的立体模式的优化。

标题:中国是怎么生产这么多粮食,足够养活十多亿人的?是靠进口还是自给自足?

构成立体农业模式的基本单元是物种结构、时间结构和技术结构立体农业的主要模式有:丘陵山地立体综合利用模式;农田立体综合利用模式;水体立体农业综合利用模式;庭院立体农业综合利用模式。

眼见方为实。打开谷歌地球,从天上看看中国大地上到底在发生什么。西方媒体一般不会报道这些东西。

立体农业的特点

哪些地方值得留意,我会一一指给你看。

立体农业的特点集中反映在四个方面。

包括以下这些坐标点:

即集约经营土地,体现出技术、劳力、物质、资金整体综合效益;

我们的第一站是福建省的沿海地区。

即充分挖掘土地、光能、水源、热量等自然资源的潜力,同时提高人工辅助能的利用率和利用效率;

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即减少有害物质的残留,提高农业环境和生态环境的质量,增强农业后劲,不断提高土地生产力;

把地图放大一点,可以看到海面上漂着上百万个房子和网箱。

即产品和环境安全,体现在利用多物种组合来同时完成污染土壤的修复和农业发展,建立经济与环境融合观。

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总之,开发立体农业、发挥其独特作用,可以充分挖掘土地、光能、水源、热量等自然资源的潜力,提高人工辅助能的利用率和利用效率,缓解人地矛盾,缓解粮食与经济作物、蔬菜、果树、饲料等相互争地的矛盾,提高资源利用率,可以充分利用空间和时间,通过间作、套作、混作等立体种养、混养等立体模式,较大幅度提高单位面积的物质产量,从而缓解食物供需矛盾;同时,提高化肥、农药等人工辅助能的利用率,缓解残留化肥、农药等对土壤环境、水环境的压力,坚持环境与发展“双赢”,建立经济与环境融合观。

从浙江到广东,这段1000多英里的海岸线上,你几乎到处都可以看到类似的网箱。

立体农业的作用

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根据不同生物物种的特性进行垂直空间的多层配置;自然资源的深度利用,主产品的多级、深度加工和副产品的循环利用;技术形态的多元复合等。立体农业分异基面和同基面两种类型。异基面立体农业指不同海拔、地形、地貌条件下呈现出的农业布局差异。如云贵高原在河谷地带和低山区水田以冬作物—水稻一年两熟为主,旱地以小麦一玉米、甘薯一年三熟或两熟为主,还可种植热带、亚热带瓜果。

那是什么?那是中国的“海鲜农场”。

半山区以一年一熟水稻或一年二熟旱作物为主;高山区只种玉米、马铃薯、荞麦等一年一熟旱粮;桑基鱼塘、果基鱼塘等属微观异基面立体农业。同基面立体农业指同一块田地上的间混套作及兼养动物、微生物的立体种养系统。如林粮或粮菜间作、稻田养鱼、农田插种食用菌等。合理的立体农业能多项目、多层次、有效地利用各种自然资源,提高土地的综合生产力,并且有利于生态平衡。

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立体农业的现状

与其出海捕野生海鲜,不如在同一个地方养海鲜。这样一来,花较少的精力就能养出鱼、虾、蟹、龙虾、贝类等,挣的钱还多。

由于气候变化所导致的洪旱灾害正在严重破坏着传统耕地。最近地三次洪灾使得美国在农作物上损失了上亿元,而且表层土也遭到了严重的侵蚀。而降雨模式以及气温的变化可能会使印度在这个世纪末的农业产量减少30%。

中国农民不只海水养殖,任何开阔的水域,水库、河流、湖泊都能养水产品。

而且,人口的迅速增长给农业带来更大的压力,使得农民不得不耗尽土地资源来满足人们的需求。人均可耕地面积从1970年的一英亩到2000时已经减少成半英亩,而且据美国有关部门预计,到2050时,立体农业人均可耕地面积将会减少到三分之一英亩。在我们知道这种以土地为基础的传统的农业形式时,就已经有上百万的人在采用这一形式了。但继续这样下去,经历了12000年之久的传统农耕形式将不再是一种可持续发展的选择。

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传统耕作方法中的灌溉现在已经用去淡水的百分七十。这些水用在农作物上后,又经过过多的农作物沉积入地球水层中去,使得泥沙、农药、除草剂还有化肥这些物质把淡水都给污染了,不能被再次使用。发达国家必须在世界性饥荒发生之前找到新的解决方法,不能让为一杯纯净的水,一盘优良的大米和大豆战斗这样的事情发生。

想象一下,每个网箱养几十条鱼或螃蟹,加在一起是多大的规模。

立体农业的未来应用

那中国的海鲜消费量是多少呢?

立体农业就像是一种生态功能的系统,废弃物可以被重新利用,那些用于营养液和aeroponic技术中的水也经过除湿后被使用,这样的重复形成一种良性的生态环境。建立立体农业的技术现在已被用于环控农业设施,但还没有与在城市的高层建筑里生产食物有密切的关系。

据估计每年全球海鲜消费总量1.44亿吨,中国是最大的海鲜消费国,以6500万吨占全球总量的45%,接下去是欧盟、日本、美国和印度。

不仅仅只有这样的高层建筑才可以容纳立体农业。学校,饭店还有医院这种综合性的建筑的上层都可以成为各种各样大小不同的农田来种植庄稼。这些农田可以通过持续不断地为城市的人们提供新鲜的蔬菜和水果,防止健康问题。立体农业可以整年持续不断地生产无农业化学品的食物。鱼和家禽也可以在室内养殖。由于这种农业不需要大型的农业机械以及把粮食从农村运送到城市的卡车,从而减少了大量矿物燃料的使用,降低温室气体的排出量。

在中国每年消费的6500万吨海鲜里,只有1500万吨是捕捞的,其余5000万吨都来自水产养殖农场。而日本90%的海鲜都来自捕捞。多亏了海鲜养殖,普通中国百姓可以买到便宜的海鲜,日常三餐可以吃得起海鲜。下面是典型中国家庭的团圆饭,你可以看到很多食材都是海鲜。

第一个真正的室内农场是在康奈尔大学建立起来的。第一年的水培生菜,每平方英尺长就长出68棵来。在纽约每棵生菜的零售价是2.5美元,由此,相信人们可以很容易地算出其它农作物的赢利来。美国研究人员积极倡议在未来建立一种立体农业模式,在高大的建筑物中用营养液培植农作物,而将地面上的耕田还原成森林。

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这样一桌供全家人享用的海鲜大餐,价格在120美元左右。

地点二:浙江湖州南浔(东经120°09'02.9",北纬30°46'14.5")

下一站是长江、太湖和钱塘江一带的洪泛平原。丰富的淡水资源带来了河流上游大量的养分,使这个地区成为养育1亿人口的鱼米之乡。这也是中国人口密度最高的地区之一。它比较类似孟加拉国、印度西孟加拉邦和越南西贡的洪泛平原。

与另外那些人口稠密的洪泛平原相比,中国人做了什么不寻常的事呢?

与种植水稻相比,养殖水产品可以卖出更高的价格,致富更快。拉近一点,你会看到这里有上百万个鱼塘。除了鱼塘,你还可以看到周围种了很多树。

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这些树是桑树,是用来养蚕的。两千年来,这片地区的中国人发展出许多高度复杂且可持续的农业生态系统。其中最著名的当属桑基鱼塘,见下图:

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在还不知道“可持续发展”这个概念的情况下,中国农民利用这个鱼-桑-蚕组成的生态系统已经有几千年历史。如今,这个系统发展成对同一片土地的多次循环利用:

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但要在鱼塘里养更多鱼,你得有增氧泵才行。它能向水里注入空气,使鱼有足够的氧气维持呼吸。下图中,每个鱼塘中间的白点就是一个增氧泵。

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要在每个鱼塘里安装增氧泵,就必须处处通电。怎么向增氧泵供电呢?当然是太阳能电池板。

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你可以看到,太阳能供电的鱼塘已经开始替代桑基鱼塘。湖州的部分地区已经装上了太阳能电池板。

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上图左为传统桑基鱼塘,右为光伏鱼塘

在地方政府的推动和专家的帮助下,农民和渔民开始学习最先进的太阳能技术和可持续发展技术。

另一种生态循环是莲藕和养鱼。

在某些鱼塘里,你可以同时种菜,其中最常见的是种莲藕。中国每年莲藕产量达1100万吨,占全球总产量90%,出口量占全球60%。不光中国人爱吃藕,韩国、日本、越南也是进口莲藕的大户。

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藕是我最喜欢的素菜之一,希望中国能加大推广力度,让全世界人民都吃上这种美味。

第三种生态循环是芥菜-蜜蜂-鱼虾。

同样的方法也可以用来种油菜。农民们冬天从河床上把养分含量高的淤泥挖出来堆在岸边,然后在这种泥里种不同的作物,比如油菜或芋头,不用施化肥。经过上千年的耕种,这里的农田是这样的:

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这里没有路,你得坐船才能在里面穿行。也正是因为这种生态系统,中国才成为全世界头号菜籽油生产国,产量占全球总量的22%。

有了油菜花,就能大规模养蜂。中国蜂蜜产量占全球30%。

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实际上,美国消费的蜂蜜有1/3直接或间接来自中国。

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除了蜂蜜,这里还是中国著名的大闸蟹产区。大闸蟹的价格可以卖到每公斤60美元左右,只有中等收入人群才吃得起。

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接下来要去的是山东平原。

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放大一点,我们就能在平原上找到上百万个“闪光”的小屋。看看周围,它们无处不在。

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这是什么?原来是控制温度湿度的蔬菜水果大棚。

大棚里,不管什么季节都能做到蔬菜水果一年多熟。这意味着蔬菜水果产量比传统农田高出几倍。

比方说,大棚里种莴笋,从播种到收割需要52天,这样一年可以种将近七轮,效率高了七倍。

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所以,大棚种植在有限空间内极大提高了农作物产量,这对中国人而言简直太棒了。为了推广这种方法,华北地区地方政府为农民提供农村合作银行贷款来搭建大棚。

此外,还在大棚内安装物联网监控系统。通过再教育培训,农民们学会了用手机监控温室内部环境参数,比如二氧化碳浓度、光线强度、土壤温度等等。

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联合国粮农组织的数据显示,中国蔬果产量和消费量在7亿吨左右,是世界总量的40%。印度大部分国民是素食者,可耕地面积大于中国,但全国蔬果产量是1.8亿吨,中国是它的3.8倍。秘诀就是大棚种植。

有了大棚蔬菜,中国人享用的蔬菜品种比世界任何地方的人都要多,价格还更便宜。查询网络百科就会发现,除了热带特产以外,中国每一种蔬菜产量几乎都是世界第一,而且跟第二名拉开的差距还不小。许多东亚特有的蔬菜甚至都没有上榜,比如韭菜。

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与蔬菜类似,中国除热带水果外的各种水果产量几乎都是世界第一,远超第二名。

在日本,一只西瓜大约卖2000日元,在中国,买一只更大的瓜只要10块人民币。中国新疆的西瓜特别甜,如果你喜欢吃西瓜或任何一种瓜果,都应该去一趟哈密。

下面还是大棚,但是是西藏的大棚。把谷歌地球移到西藏任何城镇,都能看到大棚。

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过去十年,西藏蔬菜价格下降90%,不用再从邻省运了。

历史上多数藏人只吃牦牛肉、奶、乳制品和面食,现在大家都吃得上新鲜平价的蔬菜水果了。

可克达拉是北疆的一个县级市,西边是哈萨克斯坦的阿拉木图地区。

这里的土地很贫瘠,土壤酸性太高,水资源太少,种不了什么农作物。只能指望雪山上冰川融化时流下来的水。对哈萨克斯坦人来说,这样的种植业成本太高,而且本身市场也不大。

中国这一侧呢,所有荒地都被新疆生产建设兵团给耕种了。

过去30年来,新疆生产建设兵团每年都派农业学生去国外学习沙漠气候条件下最先进的农业技术。这些学生回到中国后把滴灌法等先进技术付诸实践。当技术条件成熟可以市场应用时,他们把新开垦的土地卖给当地各族农民,或直接请他们加入合作社。

当地的维吾尔族和哈萨克族人为了节约水资源和降低农业成本,接受培训学习最新的农业技术。每个村都有党员指导他们如何科学耕作。

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滴灌法可以大大减少用水量,从而节约成本。在以色列和中国本土技术的帮助下,新疆的荒地成了高产的沃土。

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那他们在这些新开辟的土地上种什么呢?

番茄、辣椒、瓜果、葡萄和棉花。这些作物都比麦子利润高。

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新疆有充沛的日照和凉爽的夜晚,这使作物更加甘甜可口,卖到内地和国外市场上的价格也就更高。中国消费者喜欢买新疆水果,因为它就是更好吃。

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沙漠里这些红色的地块是什么呢?

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放大一点,你会看到这些是番茄田,种着无数番茄。这么大的规模,想象一下产量有多高。

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你吃意大利面、土耳其烤肉或薯条的时候,可能就在吃新疆番茄。

中国每年番茄产量达5630万吨,出口量占全球1/3。其中1400万吨来自新疆。从全球最大的番茄酱生产商就能看出来:中粮集团、新疆中基实业、内蒙古富源农产品、亨氏、新疆天业。

除了番茄和辣椒,中国还是世界最大的葡萄产国,产量占全球19.1%,最好的葡萄来自新疆吐鲁番。

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最后,聊聊水稻、小麦和玉米等主要作物吧。这是最重要的粮食,因为不只人要吃,还是猪、鸡、牛等产肉产奶的禽类畜类的饲料。

我们来做个比较吧:

全球最大的粮食产区对比可耕地:中国1086、印度1579、欧盟1091、美国1631

大米:中国208.1、印度169.5、欧盟3.1、美国9.2

小麦:中国134.3、印度98.5、欧盟150.2、美国47.3

玉米:中国257.3、印度26.0、欧盟60.9、美国366.2

可以看出,中国总体上是最大的粮食生产国。但对近14亿人口而言,这个量足够让人“吃得饱”,但离“吃得好”还有一定的距离。

中国宝贵的土地资源是怎么使用的呢?下一站我们访问华北平原。这是中国大部分农作物的产地。(下图从上到下距离1500公里)

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这片平原上随便选个地方,比如邢台,这是个有700万人的“小”城市。(下图从上到下距离60公里)

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这听起来有点吓人,但实际上绿色的是农田,白色的点是村庄,每个村大约500人。比较大的白色区域是镇,人口从1万到10万不等。

可以看出,随着越来越多的人挣了钱,他们开始在原来的农田上盖房子,绿色的田野会越来越少,长期这样下去将造成灾难,但中国政府正在引导土地合理使用。

从新中国成立之初开始,可耕地资源匮乏的问题一直受到中国政府的高度重视。政府组织群众开垦山地,改造农田,就以黄土高原为例吧。

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64万平方公里的黄土高原其实不适合种植农作物。但如果你放大看看,就会发现所有山谷、山坡都被开辟成了可耕地。从天上往下看,类似植物根须的地方便是农田。

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再靠近一点,你可以看到所有的山丘都被改造成了梯田。

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可人们发现,梯田太多会导致土地退化,雨季会发生泥石流等灾难。从1999年开始,他们意识到开辟太多农田不会显著提高产量,却会引发洪水和泥石流等自然灾害,所以发起了“退耕还林”工程。

农民们放弃那些产量低的农田,改在上面植树。放弃土地的农民会得到政府补贴,维持他们原来的收入。

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上图可以看出造林的效果。这说明中国政府吸取了过去的经验教训,逐渐理解了可持续发展的的关键。

中国领导人曾经指出,“中国高度重视生态环境保护,秉持绿水青山就是金山银山的理念,倡导人与自然和谐共生,坚持走绿色发展和可持续发展之路。”

这可不是空话,可以说每个字都落到了实处。

此外,尽管退耕还林工程减少了中国的可耕地面积,尽管存在土地退化现象,但在大规模投资农业技术的帮助下,农业生产效率仍然得到了提升,国内粮食产量仍然在增长。

其中一项技术是耐盐碱水稻,使农民可以在盐碱地里种出水稻来。

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尽管国内农作物产量提升,但中国仍然没有实现大米、小麦和玉米的自给自足,大约10%的粮食还是得靠从世界其他地区进口。但其实这部分进口粮食多数不是直接供人食用的。

例一:酿制啤酒和白酒

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从2006年起,中国便成为了全球第一大啤酒生产国,每年产量达4654万千升,是美国产量的两倍有余。这个数字还在以每年4.9%的速度增长。除了进口小麦,中国的啤酒花也大部分靠从德国和美国进口。

中国同时也是全球最大的烈酒生产国。多数中国人喝不惯威士忌和伏特加,而比较青睐味道更芬芳浓郁的白酒。中国每年的白酒产量大约在1360万千升左右,比西方人喝的烈酒多得多。这还没有把私人酿的米酒算进去。

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所以,中国有些地方的饮酒文化是外界根本不知道的,反正比英国和俄国人能喝。

例二:生猪和猪肉

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全球猪肉产量

上图反映出中国人有多喜欢吃猪肉。中国从美国和巴西进口的玉米有一部分被拿来做猪饲料,当然也有的用于鸡、牛等禽类畜类的养殖。

中国可以喂饱中国人,而且不是让人吃米面等主食填饱肚子。中国与大多数发达国家相比,美食品种更多、价格更低。这是我去过欧洲、美国、日本等许多地方之后的感受。

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在山东,这样一桌菜大概要50美元左右。同样一桌菜在北京、上海、台北大概要150美元左右,在加州、日本要300美元左右。这还没有算各种饮料和酒类。实际上,日本和美国加州大多数人基本不会有一次享受20道菜这种奢侈体验,但这在中国再正常不过了。

写了这么长的帖子,希望有助于大家涨知识,中国生产的粮食可远远不止“养活”十几亿口人而已。

谢谢阅读。

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