Диверсификация тропического агролесоводства: высокоценные культуры нижнего яруса в системах гевеи и кокосовой пальмы
Diversifying tropical agroforestry: High-value understory crops in rubber and coconut systems
Muhammad Zeeshan Ul Haq, Yaqi Zhao, Muhammad Adnan Ul Haq, Hafiza Amina Iqbal, Waqar Ahmed, Jianfeng Yang, Zhigang Li, Chao Zu, Jie Kang, Zheng Weiquan, Gangqiang Dong, Can Wang
Аннотация (перевод)
КОНТЕКСТ Тропическое сельское хозяйство сталкивается со все более серьезными вызовами в области поддержания объемов производства и жизнеобеспечения сельского населения на фоне изменения климата, утраты биоразнообразия, деградации почв и ресурсных ограничений. Многоярусные агролесоводческие системы, объединяющие многолетние культуры верхнего яруса с высокоценными видами нижнего яруса, предлагают перспективный путь для климатически оптимизированной интенсификации и устойчивого тропического сельского хозяйства. ЦЕЛЬ В данном обзоре обобщены данные по многоярусным агролесоводческим системам, объединяющим основные культуры верхнего яруса, включая Hevea brasiliensis , Cocos nucifera и Areca catechu , с высокоценными культурами нижнего яруса, такими как пряные, лекарственные растения и сырье для напитков. Мы разрабатываем основанную на признаках концептуальную модель, связывающую характеристики верхнего яруса, экологические взаимодействия, стратегии управления и многофункциональность экосистем. МЕТОДЫ Комплексный синтез литературы был проведен с использованием Web of Science Core Collection, Scopus и Google Scholar с упором на продуктивность, экосистемные услуги, эффективность использования ресурсов, агротехнические методы и социально-экономические результаты. Собранные данные были структурированы вокруг взаимодействий между верхним и нижним ярусами, климатической устойчивости, экосистемных услуг, продуктивности и барьеров на пути внедрения. РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ Многоярусные агролесоводческие системы увеличивают запасы углерода (C), повышают биоразнообразие, улучшают функции почвы и эффективность землепользования по сравнению с монокультурами, при этом коэффициент земельной эквивалентности (LER) часто превышает 1.0. Представленные данные свидетельствуют о том, что агролесоводческие системы могут увеличить накопление C на 20–50%, повысить запасы почвенного органического углерода (SOC) на 10–20% по сравнению с монокультурами, а также снизить полуденную температуру воздуха и почвы примерно на 3–5 °C и 2–4 °C соответственно. Высокоценные культуры нижнего яруса дополнительно повышают продуктивность и диверсификацию доходов, при этом значения LER обычно варьируют от 1.2 до 1.8 и превышают 2.0 для некоторых теневыносливых культур. Однако результаты зависят от конкретных условий из-за конкуренции за свет, воду и питательные вещества, а также потенциальных рисков распространения вредителей и болезней. Оптимизация результатов зависит от комплементарного подбора видов, регулирования полога крон и адаптивного управления плодородием почвы. Ключевые пробелы в знаниях сохраняются в отношении долгосрочной продуктивности, динамики секвестрации C, пороговых уровней конкуренции за ресурсы и социально-экономических барьеров. ЗНАЧИМОСТЬ Диверсифицированные ярусные агролесоводческие системы представляют собой природоориентированное решение для формирования устойчивых тропических ландшафтов за счет интеграции сельскохозяйственной продуктивности, сохранения биоразнообразия, экосистемных услуг и смягчения последствий изменения климата.
Оригинальная аннотация
CONTEXT Tropical agriculture faces increasing challenges in sustaining production and rural livelihoods while addressing climate change, biodiversity loss, soil degradation, and resource limitations. Multi-strata agroforestry systems integrating perennial overstory crops with high-value understory species offer a promising pathway for climate-smart intensification and sustainable tropical agriculture. OBJECTIVE This review synthesizes evidence from multi-strata agroforestry systems combining major overstory crops, including Hevea brasiliensis , Cocos nucifera , and Areca catechu , with high-value understory crops such as spices, beverage, and medicinal plants. We develop a trait-based framework linking overstory characteristics, ecological interactions, management strategies, and ecosystem multifunctionality. METHODS A comprehensive literature synthesis was conducted using Web of Science Core Collection, Scopus, and Google Scholar, focusing on productivity, ecosystem services, resource-use efficiency, management practices, and socioeconomic outcomes. The evidence was organized around overstory–understory interactions, climate resilience, ecosystem services, productivity, and adoption challenges. RESULTS AND CONCLUSIONS Multi-strata agroforestry systems enhance carbon (C) storage, biodiversity, soil functions, and land-use efficiency compared with monocultures, with land equivalent ratios (LER) frequently exceeding 1.0. Reported evidence indicates that agroforestry systems can increase C storage by 20–50%, improve soil organic carbon (SOC) stocks by 10–20% compared with monocultures, and reduce midday air and soil temperatures by approximately 3–5 °C and 2–4 °C, respectively. High-value understory crops further enhance productivity and income diversification, with LER values commonly ranging from 1.2 to 1.8 and exceeding 2.0 in some shade-adapted crops. However, outcomes remain context-dependent due to competition for light, water, and nutrients, as well as potential pest and disease risks. Optimized performance depends on complementary species selection, canopy regulation, and adaptive soil fertility management. Key knowledge gaps remain in long-term productivity, C sequestration dynamics, resource competition thresholds, and socioeconomic barriers. SIGNIFICANCE Diversified overstory–understory agroforestry systems represent a nature-based solution for developing resilient tropical landscapes by integrating agricultural productivity, biodiversity conservation, ecosystem services, and climate change mitigation.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/dfc3a1c8-a78b-4f12-8e49-4b55d1ef173e
DOI: 10.1016/j.agsy.2026.104924
OpenAlex: W7202364980