Введение
Система управления землепользованием
Агролесоводство (также известное как агросильвокультура или лесное земледелие) – это система управления землепользованием, которая объединяет деревья с сельскохозяйственными культурами или пастбищами. Оно сочетает в себе сельскохозяйственные и лесоводческие технологии. Как поликультурная система, агролесоводство может производить древесину и изделия из дерева, фрукты, орехи, другие съедобные растительные продукты, съедобные грибы, лекарственные растения, декоративные растения, животных и продукты животноводства, а также другие продукты как от домашних, так и от диких видов. Агролесоводство может применяться для получения экономических, экологических и социальных выгод и является частью устойчивого сельского хозяйства. Помимо производства продукции, преимущества агролесоводства включают повышение продуктивности фермерских хозяйств, оздоровление окружающей среды, снижение рисков для фермеров, эстетическую привлекательность, увеличение прибыли ферм, снижение эрозии почвы, создание мест обитания диких животных, уменьшение загрязнения, управление животноводческими отходами, повышение биоразнообразия, улучшение структуры почвы и секвестрацию углерода. Агролесоводческие практики особенно распространены в тропиках, особенно в районах мелкого подсобного хозяйства, и имеют особое значение в странах Африки к югу от Сахары. Благодаря множеству преимуществ, например, в улучшении круговорота питательных веществ и потенциале смягчения последствий засух, оно получило распространение в США и Европе.
Определение
В своей основе агролесоводство – это любая из различных систем поликультуры, которая намеренно объединяет деревья с сельскохозяйственными культурами или пастбищами на одной и той же территории. Агролесоводство имеет общие принципы с поликультурными практиками, такими как смешанные посадки, но может включать в себя гораздо более сложные многоярусные агролесовые системы, содержащие сотни видов. В агролесоводстве также могут использоваться азотфиксирующие растения, такие как бобовые, для восстановления азотного плодородия почвы. Эти растения могут высаживаться последовательно или одновременно.
История и научные исследования
Термин «агролесоводство» был введен в 1973 году канадским лесником Джоном Бене, однако сама концепция включает сельскохозяйственные практики, существующие на протяжении тысячелетий. Научное агролесоводство зародилось в XX веке с этноботанических исследований, проведенных антропологами. Тем не менее, коренные общины, живущие в тесной связи с лесными экосистемами, практиковали агролесоводство неформально на протяжении веков. Так же, коренные американцы в восточной части Соединенных Штатов значительно изменяли окружающую среду и управляли землей как «мозаикой» из лесных участков, садов и лесных огородов. Агролесоводство в тропиках – древняя и широко распространенная практика в различных тропических регионах мира, особенно в форме «тропических домашних садов». Некоторые участки «тропических домашних садов» непрерывно обрабатываются на протяжении столетий. В «домашнем саду» в Центральной Америке может содержаться 25 различных видов деревьев и продовольственных культур всего на одной десятой акра. «Тропические домашние сады» – это традиционные системы, разработанные со временем фермерами без формализованных исследований или институциональной поддержки, характеризующиеся высокой сложностью и разнообразием полезных растений, с пологом из деревьев и пальм, производящих пищу, топливо и тень, ярусом кустарников для фруктов или специй и подлеском из корнеплодов, лекарственных трав, бобовых, декоративных растений и других недревесных культур. Относительно мало формальных исследований было посвящено этим системам, несмотря на их важность для жизни многих людей в тропиках. В 1929 году Дж. Рассел Смит опубликовал книгу «Древесные культуры: постоянное сельское хозяйство», в которой утверждал, что американское сельское хозяйство должно быть изменено двумя способами: использованием непригодных для обработки земель для древесного сельского хозяйства и заменой зерновых культур в рационе скота культурами, производимыми деревьями. Смит писал, что дерево саранчи, бобовое растение, дающее стручки, которые можно использовать в качестве питательного корма для скота, обладает большим потенциалом в качестве культуры. Подзаголовок книги впоследствии привел к появлению термина «пермакультура». Наиболее изученные практики агролесоводства предполагают простое взаимодействие между двумя компонентами, например, простые конфигурации живых изгородей или деревьев, интегрированных с одной культурой. Существует значительная вариативность в системах агролесоводства и получаемых от них выгодах. Агролесоводство, в понимании современной науки, берет свое начало из традиционных местных практик, развитых благодаря многопоколенному проживанию в тесной связи с экосистемами.
Преимущества
Преимущества включают повышение производительности и прибыльности фермерских хозяйств, снижение эрозии почв, создание мест обитания диких животных, управление животноводческими отходами, увеличение биоразнообразия, улучшение структуры почвы и секвестрацию углерода. Системы агролесоводства могут предоставлять преимущества по сравнению с традиционными методами ведения сельского и лесного хозяйства. Они могут обеспечивать повышение продуктивности, социальные, экономические и экологические выгоды, а также большее разнообразие экологических благ и услуг. Важно отметить, что реализация этих преимуществ зависит от грамотного управления фермерским хозяйством, включая выбор подходящих пород деревьев и их регулярную обрезку и т.п.
Другие экологические цели
Углеродное секвестирование — важная экосистемная услуга. Агролесомелиоративные практики могут увеличить запасы углерода в почве и древесной биомассе. Деревья в агролесомелиоративных системах, как и в новых лесах, могут поглотить часть углерода, потерянного при вырубке существующих лесов. Они также обеспечивают дополнительное продовольствие и продукцию. Длительность севооборота и использование полученной продукции — важные факторы, определяющие объем секвестированного углерода. Агролеса могут снизить нагрузку на первичные леса, предоставляя лесную продукцию.
Адаптация к изменению климата
Агролесоводство может внести значительный вклад в смягчение последствий изменения климата, одновременно обеспечивая преимущества адаптации. Кейс-стади в Кении показал, что внедрение агролесоводства привело к увеличению запасов углерода и повышению уровня жизни мелких фермеров. В данном случае важными факторами являются поддержание разнообразия видов деревьев, а также землепользование и размер фермерских хозяйств. Бедные мелкие фермеры рассматривают агролесоводство как способ адаптации к изменению климата. Исследование, проведенное в рамках исследовательской программы CGIAR по вопросам изменения климата, сельского хозяйства и продовольственной безопасности, показало, что по результатам опроса более 700 домохозяйств в Восточной Африке, по крайней мере 50% из них начали сажать деревья, отказавшись от прежних практик. Деревья высаживались вместе с фруктовыми культурами, чаем, кофе, масличными, кормовыми и лекарственными растениями, в дополнение к их обычному урожаю. Агролесоводство было одной из наиболее распространенных стратегий адаптации, наряду с использованием улучшенных сортов сельскохозяйственных культур и севооборотом.
Тропический
Деревья в агролесохозяйственных системах могут давать древесину, фрукты, орехи и другие полезные продукты. Агролесоводческие практики наиболее распространены в тропиках, особенно в районах мелкого подсобного хозяйства, таких как страны Африки к югу от Сахары. По сравнению со средним урожаем кукурузы в Зимбабве, составляющим 1,1 тонны с гектара.
Системы на склонах холмов
Хорошо изученным примером агролесомелиоративной системы на склонах является система Quesungual Slash and Mulch Agroforestry в департаменте Лемпира, Гондурас. Ранее этот регион использовался для подсечно-огневого земледелия. Из-за сильных сезонных наводнений смывало верхний слой почвы, оставляя бесплодную землю, подверженную засухе. Земледельческие участки на склонах приходилось бросать через несколько лет, и вырубались новые леса. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) помогла внедрить систему, основанную на местных знаниях, включающую следующие этапы:
Прореживание и обрезка вторичного леса на склоне, сохраняя отдельные полезные деревья, особенно азотфиксирующие. Они помогают снизить эрозию почвы, поддерживать влажность, создавать тень и вносить азотсодержащую органику в виде лесной подстилки. Кукурузу высаживают рядами – это традиционная местная культура. После сбора урожая с высушенных растений высаживают бобы. Стебли кукурузы служат идеальной опорой для вьющихся растений фасоли. Бобы – азотфиксирующие растения, поэтому они способствуют обогащению почвы азотом. В это же время можно посадить тыкву. Крупные листья и горизонтальный рост тыквы обеспечивают дополнительное затенение и удержание влаги. Она не конкурирует с бобами за солнечный свет, так как последние растут вертикально по стеблям кукурузы. Каждые несколько сезонов проводят севооборот, выпуская на пастбище скот, позволяя расти траве и добавляя в почву органические вещества и питательные вещества (навоз). Скот препятствует полному зарастанию леса, выедая траву вокруг деревьев. Повторять.
Куояткилоян
Куояткилоян в Мексике – это многокультурный ландшафт, расположенный в джунглях, где выращивают авокадо, сладкий картофель, корицу, черную черешню, цитрусовые, тыквы, макадамию, манго, бананы и сапоты.
Теневые культуры
При использовании затенения, сельскохозяйственные культуры намеренно выращиваются под пологом деревьев в затененной среде. Подлесные культуры теневыносливы или кроны деревьев достаточно разрежены. Наглядный пример – кофе, выращенный в тени. Эта практика снижает затраты на прополку и улучшает качество и вкус кофе.
Системы "посев над деревьями"
В системах совмещенных посадок сельскохозяйственных культур с деревьями используются древесные многолетние растения в качестве покровных культур. Для этого применяют небольшие кустарники или деревья, обрезные почти до уровня земли. Это делается для повышения содержания питательных веществ в почве и/или снижения эрозии почвы.
Смешанные и аллейно-посевные культуры
При аллейном земледелии полосы сельскохозяйственных культур чередуются с рядами тесно посаженных деревьев или живых изгородей. Обычно деревья обрезают перед посадкой культуры. Срезанный листовой материал, например, из Alchornea cordifolia и Acioa barteri, распределяют по площади посевов для обеспечения питательными веществами. Помимо питательных веществ, живые изгороди служат ветрозащитой и снижают эрозию почвы. Межрядные посадки выгодны в Африке, особенно в плане повышения урожайности кукурузы в странах Африки к югу от Сахары. В основе использования лежат азотфиксирующие деревья Sesbania sesban, Tephrosia vogelii, Gliricidia sepium и Faidherbia albida. В одном из примеров, десятилетний эксперимент в Малави показал, что использование дерева Gliricidia (G. sepium) на земле, где не применялись минеральные удобрения, позволило получить среднюю урожайность кукурузы, сопоставимую с урожайностью на участках без деревьев-удобрений или минеральных удобрений. Борьба с сорняками является неотъемлемой частью аллейного земледелия благодаря мульчированию и созданию тени.
В Бирме
Таунгья – это система, возникшая в Бирме. На начальных этапах создания сада или лесопосадки деревья небольшие и посажены на большом расстоянии друг от друга. Свободное пространство между молодыми деревьями используется для выращивания сезонных культур. Вместо дорогостоящей прополки, неиспользуемая площадь обеспечивает дополнительный выход продукции и доход. В более сложных системах таунгья пространство между деревьями используется для выращивания нескольких культур. По мере роста крон деревьев и уменьшения количества солнечного света, достигающего земли, выращиваемые культуры становятся более теневыносливыми. Прореживание позволяет поддерживать необходимый уровень освещенности.
В Индии
Системы агролесоводства Иттери используются в Тамилнаде с древнейших времен. Они предполагают целенаправленное управление многоцелевыми деревьями и кустарниками, выращиваемыми в тесной взаимосвязи с травянистыми растениями. Их часто можно встретить вдоль деревенских и сельскохозяйственных дорог, в небольших оврагах и на границах полей. Агролесоводческие системы на основе бамбука (Dendrocalamus strictus + кунжут–нут) изучались для повышения продуктивности в полузасушливых тропиках центральной Индии.
В Африке
Проект по смягчению последствий изменения климата с использованием сельского хозяйства был запущен в 2019 году "Глобальным альянсом EverGreening". Цель проекта – поглощение углерода из атмосферы. К 2050 году восстановленные земли должны ежегодно поглощать 20 миллиардов тонн углерода.
На Гавайях
Коренные гавайцы в прошлом практиковали агролесоводство, приспособленное к тропическому ландшафту островов. Эта способность оказывала влияние на вместимость региона, социальные конфликты, сотрудничество и политическую сложность. В последнее время, после научного изучения систем ло’и, предпринимаются попытки возродить суходольное агролесоводство на острове Гавайи и Мауи, что способствует междисциплинарному сотрудничеству между политическими лидерами, землевладельцами и учеными.
Ветряные трубы
Ветрозащитные полосы снижают скорость ветра над и вокруг сельскохозяйственных культур. Это повышает урожайность за счет уменьшения высыхания культур и/или предотвращения их полегания при сильных порывах ветра. Однако общая урожайность с единицы площади оказывается до 30 процентов выше, чем в монокультурных системах. Другой набор тестов включает выращивание Populus tremula для производства биотоплива при плотности 52 дерева на гектар, с чередованием пастбищ каждые два-три года с кукурузой или сорго, пшеницей, клубникой, а также с оставлением полей под пар между рядами современных, коротко обрезных и привитых сортов яблонь ('Boskoop' и 'Spartan') и выращиванием современных сортов кислых вишен ('Morina', 'Coraline' и 'Achat') и яблок, с кустарниками в рядах с деревьями (шиповник, Cornus mas, облепиха) и промежуточным выращиванием различных овощей.