1   立体农业

1.1   简介

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。

1.2   发展简史

立体农业最早产生于农作物的间作套种。在中国已有2000多年的历史。长期生产实践中形成的珠江三角洲的基塘农业，利用江河低洼地挖塘培基，水塘养鱼，基面栽桑、植蔗、种植瓜果蔬菜或饲草，形成“桑基鱼塘”、“蔗基鱼塘”或“果基鱼塘”等种植和养殖结合的生态农业系统，是一种比较理想的立体农业。但对中国立体农业的研究仅10多年历史，其理论还处于探索阶段，在其他国家，如坦桑尼亚、斯里兰卡等也常见立体种植，美国、印度、印度尼西亚等正在兴起与中国立体农业相类似的混合种植、多层利用和农林牧渔结合的种植、养殖业。

2   内涵

2.1   狭义的立体农业

狭义立体农业指地势起伏的高海拔山地、高原地区，农、林、牧业等随自然条件的垂直地带分异，按一定规律由低到高相应呈现多层性、多级利用的垂直变化和立体生产布局特点的一种农业。如中国云南、四川西部和青藏高原等地的立体农业均甚突出。这里种植业一般多分布于谷地和谷坡，山地为天然林，间有草地，林线之上为天然草场，具有规律性显著、层次分明的特点。
仅指立体种植而言，是农作物复合群体在时空上的充分利用。根据不同作物的不同特性，如高秆与矮秆、富光与耐荫、早熟与晚熟、深根与浅根、豆科与禾本科，利用它们在生长过程中的时空差，合理地实行科学的间种、套种、混种、复种、轮种等配套种植，形成多种作物、多层次、多时序的立体交叉种植结构。

2.2   中义的立体农业

是指在单位面积土地上(水域中)或在一定区域范围内，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养，并巧妙地借助模式内人工的投入，提高能量的循环效率、物质转化率及第二性物质的生产量，建立多物种共栖、多层次配置、多时序交错、多级质、能转化的立体农业模式。

2.3   广义的立体农业

广义的立体农业指根据各种动物、植物、微生物的特性及其对外界生长环境要求各异的特点，在同一单位面积的土地或水域等空间，最大限度地实行种植、栽培、养殖等多层次、多级利用的一种综合农业生产方式。如水田、旱地、水体、基塘、菜园、花园、庭院的立体种养等；林地的株间、行间混交和带状、块状混交等；水体的混养、层养、套养、兼养等均属之。以中国珠江三角洲的桑基、果基、蔗基鱼塘等为典型，具有多层次、多级利用的特点。
着眼于整个大农业系统，它包括农业的广度，即生物功能维；农业的深度，即资源开发功能维；农业的高度，即经济增值维。它不是通常直观的立体农业，而是一个经济学的概念，与当前“循环经济”的概念相似。
上述3种观点从不同的角度对立体农业进行理论尝试，都是对传统平面农业单作的扬弃。第一种概念的边界只限于立体多层种植，是农作物轮作、间作、套作在现代农业技术下的延伸和发展，由于概念边界过窄，局限于种植业内部的山、水、田、滩、路的多维利用，忽略了兴起中的林牧(渔)、农牧(渔)复合种、养，以及庭院种、养加工，容易使立体农业同间作、套作混淆起来；第二种概念能够反映出当代中国立体农业的本质特征，它既有区域内垂直梯度的立体种养循环布局，又有单位面积(水体)立面空间的种养(加工)合理配置；第三种概念边界过宽，包容农、工、商综合发展，边界的无限延长无疑否定了立体农业本身的特点，造成与生态农业、农业综合开发、农业现代化之间的概念重叠和模糊，失去了立体农业存在价值。
经过以上分析，可把立体农业的概念总结如下：立体农业是传统农业和现代农业科技相结合的新发展，是传统农业精华的优化组合。具体地说，立体农业是多种相互协调、相互联系的农业生物(植物、动物、微生物)种群，在空间、时间和功能上的多层次综合利用的优化高效农业结构。

3   模式

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。
构成立体农业模式的基本单元是物种结构(多物种组合)、空间结构(多层次配置)、时间结构(时序排列)、食物链结构(物质循环)和技术结构(配套技术)。现在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。
我国的三种立体农业模式：1、黄淮海平原：鱼塘-台田模式；2、珠江三角洲：基塘农业；3、江西省泰和县千烟洲：丘上林草丘间塘，缓坡沟谷果鱼粮。

3.1   黄淮海平原：鱼塘-台田模式

“上农下渔”的台田模式是一种由台田、排水沟道与鱼塘等其他农业生长机制共同构成的盐碱地土地利用模式，主要分布于黄淮海平原。台田模式建设基本思路是挖土为塘注水养鱼，堆土成台在上耕作，台地特征与排水网络结构为其核心要素。建成后，黄河水漫灌，盐碱逐渐下渗，变为良田，是人类改造大自然的一次成功尝试。

简介
“上农下渔”的台田模式是一种由台田、排水沟道与鱼塘等其他农业生长机制共同构成的盐碱地土地利用模式，上部台地进行农业种植，下部坑塘进行水产养殖，主要分布于黄淮海平原。台田模式在黄河下游地区分布较多，覆盖山东、河北、河南等省，特别集中在黄河三角洲及周边区域。另外，东北、宁夏、珠江三角洲等地也有所应用。山东东营的“上农下渔”是台田的典型代表。由于综合效益突出，1997年被山东省政府定义为“东营模式”加以推广。[1]  本词条将以东营台田为例介绍台田的相关信息。台田模式建设基本思路是挖土为塘注水养鱼，堆土成台在上耕作，台地特征与排水网络结构为其核心要素。建成后，黄河水漫灌，盐碱逐渐下渗，变为良田，是人类改造大自然的一次成功尝试。

建设背景
由于东营位于黄河入海口，沿海一带地势平缓，排水不畅，再加上黄河水侧渗和海水浸润顶托，导致土地盐碱化。其次，地下水埋深浅，矿化度高，直接导致土壤含盐量高。再次，与气候有关。东营市属于季风气候，蒸发量是降雨量的三倍，干旱季节土壤毛细作用显著，盐分极易随水分上升。另外，不适当的人类活动也是土壤次生盐渍化的主要原因。黄河三角洲土地利用方式的改变、农业灌溉方式的不当引起区域地下水位升高，是土地次生盐碱化的直接原因。  据当地文字文献记载，二十世纪九十年代东营土地大多为滨海盐碱化土壤，渗透系数低，土壤表层含盐量5‰左右，0-20cm有机质含量为3‰左右，多为过去开发的稻田，土地利用率仅8%左右，植被多为芦苇、马绊、柽柳、黄蓿菜等。
台田模式建设历史
中国古代劳动人民对盐碱地的利用可追溯到夏商周时期，经过千百年的发展，至元朝时期，台田模式初具雏形。1998年，在各级政府的大力支持和领导下，东营市开始进行盐碱地改造，发展台田模式农业，2003年前后，台田兴修规模达到顶峰。

原理
台田通过调控地下水位来改良盐碱地，系统中均采用抬高地面开挖鱼塘和排碱沟的基本立面结构来有效控制地下水位。一方面，抬地挖塘可以增加地下水位与台田耕种表层的相对距离，使地下水位相对深度大于土壤返盐临界深度。另一方面，通过控制水位高度可以一定程度上降低地下水位。两方面共同作用使台田表层土壤在旱季时不致引起积盐。灌溉淋洗（以水控盐）：依靠自然降水或定期人工灌水可以起到淡水淋碱的作用。排水携盐（带走盐分）：台田表层的盐分随淡水排到渗碱沟，进而降低土壤含盐量。台田模式完整的排水系统可以有效地接纳淋洗的盐水，顺畅地排出系统。

效益：

1.经济效益
形成“上粮下渔中间稻”的良性循环农业生态模式，成为集菜、鱼、稻、禽、猪等多品种生态养殖高科技农业模式。
2.社会效益
充分利用盐碱地，为盐碱地的开发利用探索出新路子；传播了科学知识，提高了群众的科学种养水平。通过项目的实施，初步探索出渔农结合种养配套技术，增强了广大干部群众科技意识，为新技术、新成果的推广打下了坚实基础。
3.生态效益
有效地改善生产、生活环境，改善田间小气候，初步形成了高效生态农业模式。

限制因素
台田由堆土而成，台地特征为其核心要素，海拔相对较高，水分易流失，较平地更易出现干旱症状，农作物缺水，极大地影响收成。土壤中盐碱下渗至水塘中，若无充足水源进行水交换，则会导致水质变差，对养殖物种极为不利。而东营市位于黄河下游入海口附近，农业供水受黄河水量影响较大，干旱年份，供水不足，台田干旱，鱼塘养殖受限。

建议
在“上农下渔”模式中，由于技术限制、资金问题和风险较大，台田下部的坑塘多数没有得到有效利用，造成空间和资源的浪费，建议在今后的生产生活中，提高农民科学技术水平，提供充足的资金支持，使台田得到全面利用以增加收益。
目前台田建成后通过大水漫灌的方式使盐碱逐渐下渗成为良田，但这种方式会在一定程度上造成水资源的浪费和土壤板结，因此建议采用滴灌和喷灌的方式进行灌溉淋洗、排水携盐，达到改良盐碱地的目的。

3.2   珠江三角洲：基塘农业

基塘农业是珠江三角洲人民根据当地的自然条件特点，创造的一种独特的农业生产方式。鱼塘的塘基上种桑、种蔗、种果树等，与鱼塘结合分别称为桑基鱼塘、蔗基鱼塘、果基鱼塘。基塘互相促进，以桑基鱼塘最典型。基塘农业是珠江三角洲农业的特色，集中分布在顺德、南海等市。

简介
新的基塘农业模式和科学的方法，使农副产品更多样化，质量更提高，更具有进入港澳市场和国际市场的竞争能力。
珠江三角洲平原上的居民将低洼易有洪患之处挖成池塘饲养鱼类，挖出的塘泥堆于周围，称为“基堤”，基堤上种植果树、甘蔗、桑树、花卉等，如此既能防洪，又能增加收入，而农作物在加工过程中产生的物料，尚可投入池中作为饲料，是一种具有生态特色的农业经营方式。

原理
随着农业生产部门的多样化和商品农业的发展，基塘农业的“基”和“塘”都发生了新的变化，表现为：
“基”上作物多样化 “塘”鱼养殖科学化
杂基← 桑基 →菜基 饲料养殖
（花卉、玉米、花生等） （蔬菜、瓜果）
草基 网箱养殖←蚕沙喂养→使用机械养鱼
（橡草） （配合饲料）
割草、蚕沙喂养

优点
◎改善多水患的自然环境
◎形成土地利用精细、水陆互养、能量循环、地力历久不竭的农耕系统

主导因素
主导因素为地形，因为地势低洼使它只能发展基塘农业。

适宜地区
适农业发展，但常常发生水患的地方

发展情况
以「桑/鱼/蔗基鱼塘」为例
◎在低洼处挖筑池塘，饲养鱼虾，并种植菱、藕塘
◎挖出来的淤泥，在塘边填筑成宽平高亢的田地，种植稻米或甘蔗
◎田边则是填筑稍高的基堤，栽种桑树或蔗树基
◎一方面巩固池岸，一方面用桑叶养蚕，发展丝织业；或生产更多的蔗糖
◎以农作物的残渣，以及蚕粪、蚕蛹养鱼
◎鱼虾捞捕后，挖取塘中的淤泥或利用糖厂的滤泥补充田地的养分

4   特点

立体农业的特点集中反映在四个方面。
1.集约
即集约经营土地，体现出技术、劳力、物质、资金整体综合效益；
2.高效
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；
3.持续
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(水体)生产力；
4.安全
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。
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。

5   作用

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。
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。

6   现状

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（1993年，2007年，2008年）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%。

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，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。

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。

7   未来应用

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，那些用于营养液和气栽法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。

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。

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。