「可食森林設計書」:修訂間差異
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大多數果樹作物都起源於林地。因此,所有設計模板都以林地生態系作為設計基礎,讓最廣泛的作物都能生活在熟悉的生物群落中,並滿足其對陽光、土壤、養分與水分的需求。這種生態系具有高度的生態生產力,能為植物提供一個原本就適合其生長的環境,使其在無需持續監督的情況下,也能自然茁壯並最大化食物產量。 | 大多數果樹作物都起源於林地。因此,所有設計模板都以林地生態系作為設計基礎,讓最廣泛的作物都能生活在熟悉的生物群落中,並滿足其對陽光、土壤、養分與水分的需求。這種生態系具有高度的生態生產力,能為植物提供一個原本就適合其生長的環境,使其在無需持續監督的情況下,也能自然茁壯並最大化食物產量。 | ||
=== 原生種與生態類比種(NATIVES AND ECOLOGICAL ANALOGS) === | === 原生種與生態類比物種(NATIVES AND ECOLOGICAL ANALOGS) === | ||
在可能的情況下,應優先選擇當地原生物種,以善用它們對區域壓力的天然適應能力,並為當地野生動物與昆蟲提供所需棲地。若原生種無法適當發揮所需功能,或不適合現有空間,則可尋找「生態類比種」:也就是與原生種具有高度相似性的物種或品種。舉例來說,美洲原生的服務莓(saskatoon,Amelanchier arborea)可能長得太高,不適合與中矮化果樹共同種植在美中西部的混作系統中,因此可改選較矮的 Regent 品種,屬於 Amelanchier alnifolia 物種。 | 在可能的情況下,應優先選擇當地原生物種,以善用它們對區域壓力的天然適應能力,並為當地野生動物與昆蟲提供所需棲地。若原生種無法適當發揮所需功能,或不適合現有空間,則可尋找「生態類比物種<ref>另外一個翻譯是「生態替代物種(Ecological analogs)」,也是挺貼切。</ref>」:也就是與原生種具有高度相似性的物種或品種。舉例來說,美洲原生的服務莓(saskatoon,Amelanchier arborea)可能長得太高,不適合與中矮化果樹共同種植在美中西部的混作系統中,因此可改選較矮的 Regent 品種,屬於 Amelanchier alnifolia 物種。 | ||
在選擇任何物種,特別是外來種時,應仔細研究其繁殖方式,因為不同地區與場地條件下,其擴散方式可能不同。應避免選擇擴散力過強、蔓延性過大的物種。 | 在選擇任何物種,特別是外來種時,應仔細研究其繁殖方式,因為不同地區與場地條件下,其擴散方式可能不同。應避免選擇擴散力過強、蔓延性過大的物種。 | ||
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==== 高產量下層(High-Yielding Understory) ==== | ==== 高產量下層(High-Yielding Understory) ==== | ||
若要最大化下層產量,應先確保林下植物所需的日照,再加入上層喬木。例如 | 若要最大化下層產量,應先確保林下植物所需的日照,再加入上層喬木。例如:先讓林下灌木在成熟後彼此不重疊,然後再以喬木圍繞或作為兩端界定,並確保成熟樹冠不會遮蔽這些灌木。 | ||
==== 新果園的產量提升(Increase Yields in New Orchards) ==== | ==== 新果園的產量提升(Increase Yields in New Orchards) ==== | ||
新種植果園的下層會有更多陽光可利用,因此可在樹木尚未成熟前,先建立快速見效的作物,以提供早期產出。例如 | 新種植果園的下層會有更多陽光可利用,因此可在樹木尚未成熟前,先建立快速見效的作物,以提供早期產出。例如:一年生蔬菜、法國酸模(''Rumex acetosa'')、大黃(''Rheum × cultorum'')、黑果花楸(''Aronia melanocarpa'')與日本灌木櫻桃(''Prunus japonica'')等,通常在種植後兩年內即可開始提供食物。請將養分累積植物(nutrient accumulators)種在食用性植物成熟外樹冠的滴水線附近,也就是常見吸收根分布的位置。 | ||
=== 植被多樣性(VEGETATION DIVERSITY) === | === 植被多樣性(VEGETATION DIVERSITY) === | ||
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==== 資源分層利用(Resource Partitioning) ==== | ==== 資源分層利用(Resource Partitioning) ==== | ||
透過不同的植株高度來減少對陽光的競爭。也要納入根系深度不同的植物,以便在土壤中分配養分與水分;例如 | 透過不同的植株高度來減少對陽光的競爭。也要納入根系深度不同的植物,以便在土壤中分配養分與水分;例如:具有主根的聚合草/康復力(comfrey,''Symphytum × uplandicum'')、蒲公英(''Taraxacum officinale'')與法國酸模(''Rumex acetosa''),通常不太會奪走附近淺根果樹的資源。 | ||
==== 多物種混作(Polycultures) ==== | ==== 多物種混作(Polycultures) ==== | ||
於 2026年8月23日 (日) 14:57 的最新修訂
相關文件|非農地雜草計畫 主頁
可食森林系統設計策略
可食森林系統(Edible Forest Garden / Agroforestry)是將作物(植物、動物、真菌)與樹木結合,在類似森林的農業系統中共同種植的方式。這些系統能透過加深人與土地的連結、改善資源管理,以及提升經濟機會,為人類社群帶來益處。
目前關於可食森林系統系統的研究已相當豐富,但具體的種植配置範例仍然稀少,且多半僅聚焦於少數物種與技術。缺乏最佳實務的設計案例,使得種植者難以克服相關挑戰,例如:投入大量時間與資金進行研究、評估實施成本與回收期,以及嘗試不同種植方式所帶來的風險。
本文件提供可食森林系統系統的設計模板,協助種植者規劃、實施與管理兼顧環境效益、個人收益與社區需求的生態系統。內容多整理自既有資料;若想深入了解,請參考文中引用的資料與附註。
關於這些設計
這些設計模板旨在應用於常見地形。雖然範例採用的是適合北半球溫帶氣候(耐寒區 4–7)的物種,但文件也說明了其背後的設計原則,讓使用者可依不同氣候條件與產量需求進行替換。
- 巷道式農林(Alley Cropping):在成排的可食用樹木與灌木之間種植農作物。
- 可食森林邊緣(Edible Forest Edge):在既有森林邊緣最大化食物生產潛力。
- 耐陰可食森林(Shady Edible Forest):在森林樹冠下種植可食與藥用植物。
- 可食河岸緩衝帶(Edible Riparian Buffer):透過低地可食性棲地保護水道免於污染與侵蝕。
- 可食防風林(Edible Windbreak):利用線性種植的可食用樹木與灌木,保護作物、牲畜與建築。
- 家園果園(Homestead Orchard):透過密集管理的可食景觀,提升住宅周邊土地的價值與產量。
- 林牧複合系統(Silvopasture):將林業與動物放牧結合的做法。多數研究將其獨立於其他農林系統,但由於動物在多種環境中具備維護功能,本文件在各設計中均納入相關技術說明。
目標(GOALS)
每個設計範本都致力於達成多項重要目標,以確保為種植者與景觀環境創造最大價值。
低維護(LOW MAINTENANCE)
即使農林複合系統在設計上模仿多樣化林地的自我更新、自我施肥與自我維持特性,一個成熟的系統仍然需要一定程度的管理。將高耗能的維護工作(如播種、種植、除草、施肥、灌溉)交由植物、昆蟲與動物等自然夥伴來完成,可以釋放更多時間用於採收、加工與休息。種植者的角色不再是「維護」,而是「管理」整個生態系,透過定期的干預,例如割草、疏伐、修剪與採收,引導系統朝期望的方向發展。透過這些方法,種植者成為自然中的一部分,促進健康的生態系統隨時間持續改善,而無需持續密集監督。
高產出(HIGH YIELDS)
在設計與管理農業景觀時,食物與收益通常是最被重視的目標。然而,要最大化長期成果,需將設計重點放在整體系統所產生的多重產出,而非單一元素。
可食森林系統模仿自然的過程與模式,以降低勞力與資金投入。除了單一植物的產量外,其產出還應以整體系統來衡量,例如:節省的勞力、提升的土壤肥力、抑制雜草、創造棲地、固碳能力,以及景觀美感。
例如,在梨樹(Pyrus spp.)的輕蔭下種植細香蔥(Allium spp.)與醋栗(Ribes uva-crispa),可形成累積性產出系統:細香蔥可在土壤中累積鈣與鉀供醋栗與梨樹使用,同時吸引授粉昆蟲並以強烈氣味干擾害蟲;梨樹為醋栗遮蔭,避免烈日灼傷;帶刺的醋栗則能幫助阻擋部分動物啃食梨樹。若這些元素分開種植,則無法達成這種整合效益。
一般認為生產食物與提升環境健康是兩件不同的事,但透過整體系統觀點,可食森林系統證明兩者可以在同一塊土地上同時實現。透過整合植物、野生動物、昆蟲與人類,可實現並大幅提升以下產出:
食物(Food)
在多物種混作中,單一作物的產量可能因與其他植物競爭養分、水分與陽光而降低。然而,透過良好的配置可減少競爭並促進協作,使整體產量超過單一作物。家畜飼料也是可納入的重要產出。
金錢(Money)
利潤固然重要,但因多種因素難以預估,例如季節氣候變化、多年生作物成熟時間、土壤肥力變化、區域市場需求波動,以及加工增值等。在多年生作物尚未成熟前,在其周圍種植一年生作物可幫助分散風險。
土壤肥力(Soil Fertility)
工業化農業通常假設土壤會隨時間退化,因此目標僅是減少損失;而農林複合系統則透過模仿自然過程來建立新土壤,持續提升土壤結構與養分保持能力。
水分管理(Water Management)
多年生植物比一年生植物更能保水。樹木與灌木形成的持續樹冠能為野生動物與昆蟲保留水分,並減緩雨水對土壤的衝擊;其根系全年減緩水流,使土壤如海綿般保濕,進而形成抗旱且減少侵蝕的環境。
材料(Materials)
可食植物及其輔助物種也能提供有價值的副產品。例如,刺槐(Gleditsia triacanthos)的樹幹可提供耐腐木材,也可作為活體圍籬柱;美洲榛(Corylus americana)的木材可用於編織或燒製木炭。
棲地與病蟲害管理(Habitat and Pest Management)
多數昆蟲與野生動物對多年生作物是有益的。若缺乏鳥類與昆蟲,授粉與防護作物的責任將完全落在農民身上,既耗時又昂貴。透過適當的植物選擇與配置,可以為有益生物提供棲地,同時降低嚴重的植食性危害。
氣候變遷緩解(Climate Change Mitigation)
將大氣中的碳固定於土壤與植物中,有助於減緩氣候變遷。由於生長期長且土壤擾動少,多年生作物的固碳能力遠高於一年生作物。
高效採收(EFFICIENT HARVEST)
場地中的各區塊應依預定採收時程設計,包含可進出的路徑與植被中的「作業窗口」。依成熟期將植物分組,可減少移動時間與燃料消耗;植物間距則依設備需求設計,使進入與採收更有效率。
韌性與穩定性(RESILIENCY AND STABILITY)
模仿森林的分層結構、密度與多樣性,是建立韌性與穩定性的關鍵。即使在極端乾旱、動物啃食、強風等壓力下,良好設計的農林系統即使少管理,其產出與功能仍能隨時間維持或提升。
長期而言,你的生計可能取決於作物系統在壓力下持續運作與產出的能力。系統的穩定性,往往直接轉化為經濟上的穩定性。
設計步驟(DESIGN STEPS)
設計一個以生態原則為基礎的景觀,需要深思熟慮、耐心,以及遵循良好的設計流程。在規劃你的土地時,我們建議依照以下步驟進行,並可利用本指南中的資料作為靈感與輔助:
- 目標釐清(Articulation of goals)
- 基礎地圖繪製(Base mapping)
- 現況盤點與評估(Inventory and assessment)
- 概念設計(Concept designs)
- 植物清單(Plant list)
- 總體規劃圖(Master plan)
所有設計模板皆依照此流程建立。
目標釐清(ARTICULATION OF GOALS)
你希望從這塊土地得到什麼?土地本身需要什麼?請寫下你的優先事項、短期與長期目標、場地與資源限制、可投入的時間與技能。同時考量經濟、倫理,以及與家人朋友相處的個人生活目標。在整個設計過程中持續回顧這些目標,有助於保持方向與聚焦。
基礎地圖(BASE MAPPING)
建立一張按比例繪製的基地地圖,標示哪些元素可以移除、哪些不可移除。可在底圖上覆蓋描圖紙(描圖透明紙)以進行後續設計步驟。
現況盤點與評估(INVENTORY AND ASSESSMENT)
辨識並記錄場地中現有的各種元素,以全面理解限制條件,包括地形、水流與侵蝕模式、動線、植被、野生動物與昆蟲、生態微氣候、霜害低窪區、風速與風向、農藥飄移、建築物、土壤肥力、土壤質地與排水性、美感、日照與陰影,以及周邊生態系。劃分使用分區,以了解各區域的使用頻率。
針對這些盤點結果進一步思考:「這個元素為什麼重要?」並嚴謹記錄分析。這些評估將在後續設計中幫助你「把對的植物放在對的位置」,大幅提高成功機率並降低維護成本。
物種盤點(Species Inventory)
了解並記錄現有植被的功能非常重要,包括雜草、原生種與外來種。對每一種植物,記錄其日照條件、土壤類型、常見伴生植物群,以及遮蔽程度。利用這些資訊來尋找具有類似生長條件與特性的目標植物,能顯著提升定植成功率、產量、抗病性、抗蟲性與耐旱性。
你也可能發現場地中已存在可食用或具市場價值的植物,例如人參(Panax quinquefolius)或黑升麻(Actaea racemosa)可能已生長於既有林地中。促進這些植物擴展,或引入高產品種,能大幅提高成功機會。
水流模式(Water Flow Patterns)
越精確掌握地形等高線,就越能理解如何減少乾旱風險。政府或地方單位通常提供等高線地圖,可用於初步規劃;更精細的地圖則可透過各種低科技或高科技方法製作。
侵蝕區通常代表重要機會,可用來截留與蓄積大量水分,造福周邊植物。
限制因子(Limiting Factors)
了解場地的限制與資源,是設計高產且具韌性的多樣化系統的關鍵。緯度、年降雨量、地形與生物群系等因素難以改變。與其改造場地以適應植物,不如選擇適合該場地的植物,成本與時間都更低。
利用限制條件來引導植物選擇,並減少植物之間對水分、養分與陽光的競爭。例如,在沙質土壤中,應優先選擇耐旱或具有深根系(主根)的物種,以避免爭奪有限水分。
你的採收時間也可能是一項限制。請先確認全年可採收的時間窗口,再選擇符合你時間安排的物種與品種。
概念設計(CONCEPT DESIGNS)
用一到兩段現在式文字描述你理想中的景觀,包括你如何與其互動,以及它的感受、外觀與聲音。
接著用自由流動的氣泡狀區塊與鬆散線條繪製草圖。根據前述盤點與評估,將整個場地劃分為具功能的區域。每個區域都應有明確目的,以支持你的目標。為每個區域定義其生態類型,例如森林、疏林、灌叢、草原或濕地,進而界定植物群落。
設計區域之間的動線,使整體流動自然順暢。同時建立元素間的互利關係以提高整體效益,例如利用沿等高線的道路排水溝來滯留並滲透雨水。多嘗試不同概念設計,直到找到最合適的一個。
植物清單(PLANT LISTS)
建立目標植物清單,並標示每種植物的成熟尺寸、最佳生長條件與功能。特別尋找具有以下功能的植物:抑制雜草(如地被植物)、固氮、養分累積,以及吸引有益昆蟲與鳥類。這些功能性植物可降低維護需求,因為生態系會自行運作。
針對概念設計中的每個區域,依其生態類型、功能需求與限制條件,分別整理對應的植物清單。
總體規劃圖(MASTER PLAN)
在每個區域中,先配置基礎設施、喬木與灌木,再安排草本植物與地被植物。依據植物清單與採收時程進行配置。明確標示建築物、種植區、道路等的實際尺寸。喬木與灌木應依其成熟尺寸繪製,以避免未來產生光照競爭。
利用描圖紙反覆調整植物與元素的位置,直到整體配置順暢合理。這個過程需要時間與耐心,通常會反覆修改多次。
可能需要為不同時期繪製多個總體規劃圖,以呈現系統隨時間的演變。例如,在巷道式農林系統初期會包含大量一年生作物;3–5年後,隨著樹冠擴展,一年生作物會逐漸被林下多年生植物取代。
如需更多關於工作計畫、場地評估與市場規劃的資訊,可參考農林複合中心(Center for Agroforestry)的《應用農林複合實務培訓手冊》[1]。
組織模式(ORGANIZING PATTERNS)
每一種可食森林系統設計模板,都建立在一套共同的底層模式之上。這些模式有助於維持系統、確保產量穩定、提升整體穩定性與韌性。理解這些模式之後,便能在不同的生長條件與預期產量下,靈活進行植物替換與設計調整。
水分管理與地形等高線(WATER MANAGEMENT AND LANDSCAPE CONTOUR)
植物要生長良好,水分是關鍵,因此首要步驟是仔細制定水分管理計畫。應考量地形、現有土壤含水量、年降雨量,以及每種植物的需水特性,然後規劃如何在特定位置分配並滲透雨水。設置集水溝與蓄水池、進行關鍵線犁耕,以及將步道與植物配置在地形等高線上,都是能為作物打下良好基礎的水分管理技術。關於利用關鍵線設計與犁耕來打造抗旱景觀,可參考《The Keyline Plan》一書。
步道(PATHWAYS)
為了降低管理所需的時間,場地設計必須能容納拖拉機與犁具、卡車、手推車及其他設備。步道寬度與田埂回轉區(田地盡頭供機具迴轉的空間)應依現有與未來可能使用的設備來規劃。
林地生態系(WOODLAND ECOSYSTEM)
要實現可食森林系統的多重目標,需要投入大量能量。這些能量可以來自我們的勞力與逐漸減少的化石燃料供應,也可以將大部分負擔交給大自然強大的肩膀。理解植物的生態棲位,是善用自然免費效益的關鍵。
大多數果樹作物都起源於林地。因此,所有設計模板都以林地生態系作為設計基礎,讓最廣泛的作物都能生活在熟悉的生物群落中,並滿足其對陽光、土壤、養分與水分的需求。這種生態系具有高度的生態生產力,能為植物提供一個原本就適合其生長的環境,使其在無需持續監督的情況下,也能自然茁壯並最大化食物產量。
原生種與生態類比物種(NATIVES AND ECOLOGICAL ANALOGS)
在可能的情況下,應優先選擇當地原生物種,以善用它們對區域壓力的天然適應能力,並為當地野生動物與昆蟲提供所需棲地。若原生種無法適當發揮所需功能,或不適合現有空間,則可尋找「生態類比物種[2]」:也就是與原生種具有高度相似性的物種或品種。舉例來說,美洲原生的服務莓(saskatoon,Amelanchier arborea)可能長得太高,不適合與中矮化果樹共同種植在美中西部的混作系統中,因此可改選較矮的 Regent 品種,屬於 Amelanchier alnifolia 物種。
在選擇任何物種,特別是外來種時,應仔細研究其繁殖方式,因為不同地區與場地條件下,其擴散方式可能不同。應避免選擇擴散力過強、蔓延性過大的物種。
植被層次(VEGETATION LAYERS)
林地的垂直結構由多個植被層次所構成,而這些層次都可能產出食物。各層之間彼此互動,共同維持整個系統的運作。由於功能具有冗餘性,且可利用的物種生態棲位也更多,林地中植被層次越多,整體韌性就越高。
健康林地的土壤中富含菌根真菌,這是因為木本喬木與灌木長期持續存在。因此,若要幫助果園作物茁壯,就必須促進以真菌為主的土壤環境,例如建立大量樹木與灌木,並將健康的修剪殘枝直接覆蓋於地表。也建議間植一些可專門作為覆蓋物使用的物種,例如生長快速、能固氮的黑赤楊(black alder,Alnus glutinosa)。
高大喬木層(Tall Tree)
有些林地可能沒有高大喬木層,或只有少數幾棵高大樹木。上層樹冠決定了下層可獲得的日照量,並且消耗林地中最多的養分與水分。因此,必須審慎考量下層所希望獲得的食物產量;上層樹冠較稀疏,通常會提高下層的食物產量(見第 13 頁〈高產量上層樹冠〉)。
例子:糖楓(Acer saccharinum)、板栗(Castanea mollissima)、心葉胡桃(Juglans ailantifolia)。
低矮喬木層(Low Tree)
林下喬木通常耐陰,但果實產量會隨日照增加而提高。這一層的樹種也可被設計為在意外或刻意干擾後,取代高大喬木的位置。
例子:美洲番木瓜(pawpaw,Asimina triloba)、梨(Pyrus spp.)、蘋果(Malus spp.)、薩斯卡通莓(Amelanchier alnifolia)、山核桃(Carya ovata)。
灌木層(Shrub)
與林下喬木相似,灌木通常也具有耐陰性,並能增加系統的多樣性與產出。
例子:黑果花楸(aronia berry,Aronia melanocarpa)、醋栗(Ribes uva-crispa)、日本灌木櫻桃(Prunus japonica)、美洲榛(Corylus americana)。
草本層(Herb)
多年生草本除了提供食物與藥用價值外,其花朵與植株也常能支持多種昆蟲,進而協助整個系統的授粉與防護。
例子:人參(Panax quinquefolius)、茴香牛膝草(Agastache foeniculum)、紫錐花(Echinacea purpurea)、聚合草/康復力(comfrey,Symphytum × uplandicum)、大黃(Rheum × cultorum)。
地被層(Ground)
低矮、蔓延性的多年生植物有助於抑制雜草並保留水分。草本層與地被層也會儲存並循環大量養分。
例子:荷蘭白三葉草(Trifolium repens)、草莓(Fragaria ananassa)、西洋蓍草(Achillea millefolium)、菇類。
根層(Root)
植物根系有時可在很深的土層中改善貧瘠土壤。
例子:菊芋(Helianthus tuberosus)、苜蓿(Medicago sativa)。
藤本層(Vine)
藤本植物可利用其他層作為結構支撐,並能生長於任何層位。但可能需要修剪,以免壓迫其他植被。
例子:葡萄(Vitis spp.)、耐寒奇異果(Actinidia arguta)、西番蓮(Passiflora incarnata)。
可食用農林複合栽植中最多可存在七個植被層次。
植被密度(VEGETATION DENSITY)
林地的樹冠覆蓋率通常介於 40% 到 99% 之間(森林則為 100% 覆蓋)。果園作物通常在日照增加時會有更高產量。因此,林地上層樹冠的密度,決定了下層可預期的產量。
高產量上層樹冠(High-Yielding Upper Canopy)
若要最大化上層樹冠的食物產量,樹木應間隔配置,使成熟後的樹冠彼此接觸,但不要互相交錯。這種設計能讓最多的陽光留在上層樹冠,卻可能降低下層產量。
高產量下層(High-Yielding Understory)
若要最大化下層產量,應先確保林下植物所需的日照,再加入上層喬木。例如:先讓林下灌木在成熟後彼此不重疊,然後再以喬木圍繞或作為兩端界定,並確保成熟樹冠不會遮蔽這些灌木。
新果園的產量提升(Increase Yields in New Orchards)
新種植果園的下層會有更多陽光可利用,因此可在樹木尚未成熟前,先建立快速見效的作物,以提供早期產出。例如:一年生蔬菜、法國酸模(Rumex acetosa)、大黃(Rheum × cultorum)、黑果花楸(Aronia melanocarpa)與日本灌木櫻桃(Prunus japonica)等,通常在種植後兩年內即可開始提供食物。請將養分累積植物(nutrient accumulators)種在食用性植物成熟外樹冠的滴水線附近,也就是常見吸收根分布的位置。
植被多樣性(VEGETATION DIVERSITY)
林地中的物理與功能多樣性,能提升整個生態系的穩定性、韌性與自我維持能力。若植物之間對資源需求相似,彼此競爭就會降低產量。因此,透過使用多樣化的植物組合,可以促進整體的和諧與協作,進而最大化韌性與產量。
資源分層利用(Resource Partitioning)
透過不同的植株高度來減少對陽光的競爭。也要納入根系深度不同的植物,以便在土壤中分配養分與水分;例如:具有主根的聚合草/康復力(comfrey,Symphytum × uplandicum)、蒲公英(Taraxacum officinale)與法國酸模(Rumex acetosa),通常不太會奪走附近淺根果樹的資源。
多物種混作(Polycultures)
設計良好的間作植物混合系統,可帶來多項好處:
- 由於對相似的陽光、水分與養分競爭減少,食物產量會提高。
- 因為寄生者較不容易在不同物種之間跳躍,病害問題會減少。
- 因為害蟲較難找到目標植物,植食壓力也會降低。
整合性病蟲害管理策略通常建議避免單一作物的長列種植與大面積單一物種。若要設計成塊或短行種植,應盡量把成熟期相近的物種安排在同一區塊,以提高採收效率。
不均勻結構(Uneven Structure)
應避免把林地設計成高度齊平、整齊劃一的樹冠。相反地,應在所有層次中創造不同尺寸的植栽,以促進空氣流通、增加日照可達性,並為有益昆蟲、鳥類與土壤生物創造更多棲位。將同一物種的不同品種交錯種植,也能形成不同的高度與寬度,同時提高抗病與抗蟲能力。在同一排中,植物可略為錯位種植,而不是完全排成直線。
重複功能(Redundancy)
為了提高系統韌性,應讓相似功能以多種方式重複實現。舉例:來說,如果鹿把芳香假靛(fragrant false indigo,Amorpha nana)啃食殆盡,那麼仍可由多年生荷蘭白三葉草(Trifolium repens)作為備援地被,接替其固氮功能。
功能相互連結的多物種混作(FUNCTIONALLY INTERCONNECTED POLYCULTURE)
最大化食物產量固然是主要目標,但若要讓林地生態系保持穩定、具韌性並能自我維持,其中的生物不能只負責生產食物,還必須同時履行許多其他功能。在每一個區塊中,都應透過植物本身的內在功能,以及被吸引來的動物,來幫助改良土壤、抑制雜草、循環養分、支持授粉者並抵抗病蟲害。生態系中的各個元素彼此構成一個相互依存的網絡,互相滿足需求、彼此照應。理想情況下,一種植物、昆蟲或動物可以同時為系統提供多重功能,進而提高功能備援與其他附加產出的可能性。
建構土壤的養分累積植物(Soil Building Nutrient Accumulators)
透過加入能產生大量生物質、且生物質中富含從深層土壤累積而來的養分,或從表層枯落物中吸收來的養分之植物,就能不必仰賴購買與施撒肥料。聚合草/康復力(comfrey,Symphytum × uplandicum)、蒲公英(Taraxacum officinale)、法國酸模(Rumex acetosa)與羅馬洋甘菊(Chamaemelum nobile)都是很好的例子。這些植物能透過根系與葉片分解來回補養分,幫助土壤建立,並減少養分淋洗流失。
固氮植物(Nitrogen Fixers)
氮通常是土壤中最不容易取得的養分,卻是所有植物都需要的。固氮植物能將大氣中的氮吸收並轉化、釋放到土壤中,供周圍植物利用。良好的例子包括:藍花木(leadplant,Amorpha canescens)、魯冰花(Lupinus spp.)、苜蓿(Medicago sativa)以及三葉草(Trifolium spp.)。
與養分累積植物相同,固氮植物也應種在食用性植物成熟外樹冠的滴水線附近,也就是常見吸收根分布的位置。
地被抑草植物(Ground Cover Weed Suppressors)
地被植物可以在作物下方與步道中形成厚實覆蓋層,使雜草難以生根。理想的地被植物應具備以下特性:低矮、能為有益昆蟲與土壤生物提供棲地、不易滋生害蟲、可防止侵蝕、不與作物爭奪水分與養分,並能減少或完全取代覆蓋材料與割草維護。不過,要同時達成這些目標並不容易,因此通常需要在不同效益之間做取捨。
作物下方的植被可以帶來土壤改良、授粉昆蟲棲地與較低的維護需求,但也可能因與作物競爭水分與養分而降低部分食物產量。應先決定整體系統中最重要的產出,再設法取得平衡。例如,可以在作物下方不種植永久植被,而是改用從割草步道吹送過來的草屑作為覆蓋物,藉此最大化食物產量。這種策略需要更多割草工作;相對地,永久性植被可降低割草需求,但也可能減少食物產量。
在設計地被混種時,應以 2–4 種植物填滿所有雜草可利用的生態位,並同時包含叢生型與匍匐型植物。幾年之後,叢生型植物會看起來像是漂浮在匍匐型植物形成的海洋中的小島。
匍匐型物種(Running species)
會持續擴展,沿著其他植物之間蔓延,把土壤與陽光的空隙填滿。
例子:矮蓍草(Achillea tomentosa)、野草莓(Fragaria virginiana)、甜木香(Galium odoratum)、胡椒薄荷(Mentha spicata)、蘋果薄荷(Mentha suaveolens)。
叢生型物種(Clumping species)
只會長到固定寬度,且通常擴展較慢。叢生型植物的高度應足夠,才不會被匍匐型植物淹沒。
例子:匍匐百里香(Thymus serpyllum)、俄力岡/牛至(Vulgare hirtum)、細香蔥(Allium spp.)、羅馬洋甘菊(Chamaemelum nobile)、夏枯草(Prunella vulgaris)。
如需更多雜草管理策略的研究,可參考華盛頓州立大學關於果園地面管理的出版資料。
慢生草混植(Slow-Growing Grass Mix)
傳統草坪草淺而密的根系會奪走年輕果樹的養分與水分。適合步道與樹下割草區、競爭較低的慢生草混植可包含:
- 匍匐紅羊茅(Festuca rubra ssp. rubra)
- 奇靈羊茅(Festuca rubra ssp. commutata)和/或硬羊茅(Festuca longifolia)
- 荷蘭白三葉草(Trifolium repens)
驅避田鼠(Deter Voles)
消除田鼠棲地非常重要,因為這些齧齒動物會啃食樹皮,造成環狀剝皮,進而殺死樹木。田鼠常會棲居於大多數高大地被植物與深層木屑覆蓋中。牠們偏好白三葉草,因此若果樹下田鼠活動頻繁,且沒有其他驅避措施,應避免種植白三葉草。
可透過以下方式驅避田鼠:在樹基部土壤中混入碎石、以混有砂的白色乳膠漆塗刷樹幹、在樹幹周圍安裝金屬網、鼓勵掠食者活動,以及種植具有驅鼠效果的植物,例如甜木香。提供掠食性蛇類與鳥類的棲地,也有助於控制鼠類族群。
花蜜源植物(Nectaries)
在整個生長季持續開花的植物,可支持有益昆蟲與鳥類,而這些生物又能提供授粉與病蟲害管理服務。應傾向選擇原生花卉,尤其是春季早開或秋季晚開,或花期長達 2–4 個月的種類。也應納入具有長花筒與短花筒的植物,以促進昆蟲多樣性。
多數花卉是「廣泛型」昆蟲的食物來源,但也應選擇能吸引「專一型」捕食性昆蟲的植物,這些昆蟲有助於控制害蟲。本文件中的所有植物清單,都將花蜜源植物標示為廣泛型(G)、專一型(S)或兩者皆是(GS)。
花期長的例子包括:茴香牛膝草(Agastache foeniculum)、紫錐花(Echinacea purpurea)、毯子花(Gaillardia aristata)、茴香(Foeniculum vulgare)、紫菀(Aster spp.)、薄荷(Mentha spp.)與西洋蓍草(Achillea millefolium)。
干擾害蟲的芳香植物(Pest Confusers)
氣味強烈的植物可以干擾害蟲,降低牠們找到作物的能力。適合的芳香植物包括:茴香牛膝草(Agastache foeniculum)、西洋蓍草(Achillea spp.)、蜜蜂香膏(bee balm,Monarda fistulosa)、闊葉鼠尾草(Salvia officinalis)以及薄荷(Mentha spp.)。
作物產量與採收時間(CROP YIELDS AND HARVEST TIMES)
作物產量與採收時間會受到耐寒區、日照與水分可用性、土壤條件、其他植物的競爭、修剪制度、砧木、品種以及植物年齡等因素的影響。
建立與管理(ESTABLISHMENT AND MANAGEMENT)
要建立一個可食用的農林複合系統,所需時間可能從數週到數十年不等,視氣候、土壤條件、場地大小,以及雜草與動物所帶來的壓力而定。在完成設計後,應制定一個符合你可投入時間、資源與預算的務實建立策略。
雜草管理 (Weed Management)
在開始種植之前,制定好雜草管理策略至關重要。所選用的策略會深度影響建置現場的佈局、植物選擇、割草頻率、動物的利用以及所需的設備。大多數的設計範本都會展示一種「三明治系統」(Sandwich System):即在寬條狀的果樹作物區之間,鋪設草皮通道,並搭配多年生地被植物。
如果土地上已經存在生長強勢且根深蒂固的雜草,那麼在種植前耐心地花上一到幾年的時間來徹底清除雜草是明智的選擇;因為要在現有的作物周圍清除雜草,難度會呈指數級增加。使用可在一年內生物降解的景觀防草布(Landscape fabrics),是清除雜草的不錯選擇。
有關如何透過設計「多樣化混種」(Polycultures)來抑制雜草的資訊,請參閱第 15 頁的「地被植物雜草抑制器」。
土壤開發 (Soil Development)
針對所有植物,需先確認其所需的土壤 pH 值範圍、排水性、質地(砂土、坋土、黏土)以及有機質含量。如果土壤條件與植物需求不匹配,則必須在種植前先進行土壤改良(Remediated)。
立即演替 (Instant Succession)
「演替」是指生態群落的物種結構隨著時間推進而發生變化的自然過程。一座森林的建立通常需要極漫長的時間,它會呈線性發展,從光禿的土地開始,經歷一年生草本、多年生雜草與禾本科植物、先鋒灌木與樹木,最終發展為硬木林。
透過精心規劃,同時種植功能性強的草本、灌木和樹木,可以讓森林的所有結構層同時開始生長。這種策略繞過了自然演替的漫長階段,在大幅抑制雜草的同時,極大地加速了演替過程並提高了產量。
限制因素可能會極大地影響資源需求和演替速度。例如:一個低養分的沙質土地,在初期可能需要投入大量的堆肥,或是著重種植「臨時性的土壤開發植物」。隨著養分水平的提高,這些土壤開發植物便可以被永久性植物所取代。
由於該策略可能需要投入大量的資源、勞動力、植物和能源,因此最適合應用於小型區域。
漸進融合的小島法 (Islands that Merge)
當資源和勞動力較少,且雜草競爭激烈時,可以考慮先建立小範圍的「植物島」,讓它們緩慢擴展並最終融合。這些植物島利用寬闊且臨時的景觀防草布和/或厚重的覆蓋物(Mulch)來阻擋雜草。當島嶼周圍的雜草被防草布徹底抑制,且島內的地被植物已經穩定生長時,就可以擴大防草布的範圍,並將植物繁殖移植到這些無雜草的新區域中。
密集種植與疏伐 (Over Planting)
過量種植樹木和灌木,並在它們達到成熟期時進行疏伐(Thinning),這樣可以對多個品種或物種進行評估,進而找出在該特定景觀區域中適應力最強、產量最高的植物。幾年後,可以移除產量低的植物,而脆弱的植物也可能會自然死亡。如果原本有植物的地方出現了較大的空隙,則可能需要補植新植物。
為了保持下層植物的光照,如果當初將偏好的強韌物種種得太近,可能不得不移除一些原本生長良好的植物。可以考慮採用交錯種植(Staggered planting pattern)的模式,以盡可能減少這種情況的發生。
動物的利用 (Animals)
家畜可以用來為永久性種植進行前期整地,這取決於土地的現狀及其植被情況。對於植被較稀疏且容易發生水土流失的土地,可以使用移動式雞草箱(Poultry tractor,可移動的雞籠)來快速清除雜草頂端並施加一層薄薄的糞肥。當土地雜草叢生且地勢過於崎嶇而不適合家禽時,豬、山羊或牛可以作為初期整地的幫手。
在種植前為了清除雜樹和灌木叢,可以在周圍設置電子網欄以圈養動物。例如:可以先讓山羊採食高大茂密的雜草,隨後讓家禽進入以散播糞肥並中斷寄生蟲的生命週期。移動式豬圈(Pig tractor)則可用於清除根深蒂固的木本雜草。豬也可以進行季節性輪作,用來清理作物殘渣或落果。
動物拖車系統(Animal tractor systems,即利用動物整地的系統)在管理地被植物方面非常有效,並且能與果樹或林木作物完美配合。在「果園動物整地系統」中,動物會以移動式圍欄或一系列固定放牧區的形式在果園中輪作。當達到適當的放牧密度時,動物會清除樹木之間和樹底下的雜草、禾本科植物和雜草種子,同時尋覓殘渣和落果,並吃掉昆蟲及其幼蟲。與此同時,動物排出的糞肥能協助滋養作物。當該區域被動物清理並施肥完畢後,牠們就會被移到果園的下一個區域。若作物樹木與動物搭配得當,該系統對雞、珍珠雞、火雞、雉雞、鵪鶉、綿羊和豬都非常有效。
在果園多元健康的飲食下,動物生病的機率往往較低。較輕型的動物(如:雞或其他家禽)可以永久性地在果園系統中進行輪作。鵝則可以用來控制果園中的禾本科雜草。
在果園建立初期,幼樹容易受到動物的破壞。一旦多年生種植(包括地被植物)穩定下來,就可以將小型品種的雞引入果園。雞會吃掉昆蟲和掉落到地上的果實,防止害蟲聚集,並能肥沃土壤。引入的比例大約為一公頃地大約養 240 隻雞。當果園達到 3 至 7 年時可以引入豬;7 年後可引入綿羊;當果園達到 15 年時,則可以允許牛隻定期在果園內放牧。
注意: 當允許動物進入農作物種植區時,請務必考量食品安全問題。
當無法進行動物放牧時,割草機(Brush-hogs)、牽引機、絞盤、鏈鋸和其他工具也是清除不需要的植物的有效工具。
病蟲害管理 (Pest Management)
定期巡查作物,以便及時發現並管理病蟲害。使用圍欄或其他手段來保護樹苗,免受動物啃食。昆蟲和疾病是降低作物健康和活力的重要因素。採取的防治措施應盡可能減少對益蟲的負面影響。
食物森林系統設計
- 巷道式作物果園
- 可食用森林邊緣
- 林蔭型可食用森林
- 可食用河岸緩衝帶
- 可食性防風林
- 家庭果園