农业生物多样性

2.农业生物多样性及其再构

虽然，不能够与当今九大类全球主要环境问题相比（全球变暖、臭氧层破环、酸雨、热带雨林的消失、野生物种的减少、海洋污染、危险废物越境转移、土地沙漠化、发展中国家的环境污染），但是，农业生态系统中生物多样性的损失同样也是一个非常重要的问题，不幸的是没有受到很多的关注。

⑴什么是农业生态系统的生物多样性

农业生态系统是人们利用农业生物与非生物环境之间以及生物种群之间相互作用建立的并按人类社会需求进行物质生产的有机整体。现代农业系统更多依靠外来的输入，科学家、公众和管理者已经开始担忧这种高投入依赖性与生态系统简单性的食物系统可否能长期维持。农业生态系统对资源的依赖性也导致了生物多样性的丧失，土地质量的下降；过份依赖化肥杀虫剂等问题，直接影响到农业生态系统健康状况水平。农业的扩展是造成全世界生物多样性损失的重要原因之一，随着农业生产的持续提高，必须寻求最大程度地减少农业与生物多样性之间的冲突及增加它们之间互补性的方法。生态系统健康的研究是生态系统管理的一个新方法，也是生态系统管理的目标，农业生态系统健康更多的和人类健康相联系，了解生物多样性对农业生态系统的作用及其健康的影响对于保证农业可持续发展具有重要的作用。

农业生态系统的生物多样性包含遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性4个层次，它们都发挥着重要的作用。世界上所有的农作物全是经过野生种的驯化、选择、繁殖、杂交等被培育出来的。农区内分布的野生珍稀濒危物种、生境和遗传基因资源，是生物多样性保护的重点。农业生态系统多样性的研究尺度也从物种多样性尺度到景观多样性尺度，而且多尺度研究已成为目前研究的趋势（图1）。

图 1 农业生物多样性的组成及其相关要素

⑵农业生物多样性的影响因素

农业生物多样性的影响因素可以概括为土地过度开发、集约化利用导致的农业景观格局的改变；农业扩展、发展及农业活动导致的生态系统结构功能、物种的变化；环境污染。随着城市化、工业化的日益进展，农业景观正在改变，这不仅体现在农田正逐步作为他用，而且非农业用地的草原、湿地和森林亦逐步消失，导致了自然生境的缩减和农区生态系统的趋同化。我国农业总产值仍占工农业总产值的1／5强，长期的农业活动已使近半数的陆地国土和全部水域发生了根本性的转变，农业生态系统已受到人类活动的深刻影响。近30多年来全国新开荒地0．34亿hm2，等于历代开辟耕地总面积的1／3，引起农业生态系统对生物多样性胁迫的问题。同时农业的发展与生物多样性保护的矛盾也日益突出。由于农业发展的需要，农业生态系统中尚存的珍稀或濒危物种受到更大的威肋；存于边际土地的生物因土地开发、狩猎、采集利用等受到更深层次的破坏。许多改变是不可避免的，惟一的出路是在发展经济的同时加强环境保护和生物多样性的持续利用，使发展与环境尽可能协调。农业的生物多样性单一化生产方式导致了一个需要经常人工干预的

生态系统，使得其内部调节机制逐渐丧失，造成了生物多样性的丧失。而农业土地的过度开发和不合理利用，以及农业生态环境污染、过量采集等因素造成农业生物品种减少和分布面积缩小或消失J。土地的集约利用促进野生生物加速从农区消失，同时也会造成地力下降、病虫害增加等后果。农业生产活动如土地的农业利用、耕作、作物间套种植方式、放牧、农药化肥的使用以及农业动植物遗传改良(包括外来种引入)也是影响生物多样性的重要因素。而环境污染造成局部地方生态环境质量下降，生态系统中益虫(如蜜蜂类、寄生蜂类等)和益鸟减少；此外，一些常有的、为人类所机会性利用的引进物种取代了当地的或特有的植物和动物，这些都造成生物多样性降低。

⑶农业生物多样性服务功能（价值）

在农业生态系统中，生物多样性可以提供粮食、纤维、燃料与收入，而且具有调节养分循环，控制当地小气候，调节水力过程，抑除不需要的外来物种与去除重金属等污染物作用。其他的功能还包括参与作物传授花粉、微生物提供土壤肥力服务及昆虫和野生动植物提供害虫控制服务等。利用生物多样性提高农业产量也存在着巨大的潜力。这些更新过程与生态服务功能大都是生物性质的，因此它们的持久力取决于生物多样性的维持。根据生物多样性在作物系统中的功能，可以划分为不同的组分。如服务于农业生产力的生物多样性组分可以划分为3类：第一，生产性作物，其中作物种类、农民选择、树木动物等因子起关键作用；第二，资源性生物，通过传粉、生物控制与生物分解等对生产力起控制作用；第三，破坏性生物，杂草、昆虫害虫、微生物病原体等可以通过耕作管理减少其危害。农业生物多样性的损失可以导致病虫害的大面积发生。基于当前生态学和农学理论，低虫害潜力的农业生态系统应该有高的作物多样性，通过时间与空间的合理安排实现，如轮作、多种种植、作物镶嵌种植、多年生作物种植等；高的作物密度和作物基因的多样性。

⑷农业生物多样性的管理对策

①农田生态系统管理

农田生态系统管理是指在某一限定的生态系统内协调、控制发展方向或人类活动，平衡长期和短期目标，并获取最大利益的行为。农业生态系统是受人类管理的生态系统，从空间尺度上可以划分为农田、农场、流域、生态区、生态大区、生物圈等不同的等级结构，从目标上涉及生物、物理、社会和经济方面。因此，农业生物多样性的管理也应从不同的等级和维度加以分析。在不同的农业生态系统中，生物依赖于生态系统内部及周边的生物多样性、系统中不同作物的持久力、不同的管理强度和农业系统与自然系统的隔离程度等。图2显示了农田生物多样性的功能及其提高措施。已有的文献表明，农业种植业管理的战略应包含作物在时间与空间的安排、非作物植物及其田间的组分与丰富度、土壤类型、周边环境和管理的强度与类型。国内外大量的研究表明，在农田生态系统中，采取少耕和免耕的方法能够提高农田生物多样性，从而

显著地减少农药施用量，提高农产品的安全性。间作、农林复合系统、转移农业与其他的一些传统的农业模式，因模仿了自然生态过程、遵循相似的生态模式而持久力强。对农业作物管理来说，生物防治是一种防治植物病虫害的重要对策。农田空地是天敌重要的库。许多研究表明，受野生群落包围的作物生态系统中天敌的数量会急剧增加，这些生境提供了自然的天敌庇护场所；而且田间的这些廊道可以提高天敌的分散性，从而控制杂草等的数量；另外廊道还可以防止病害的传播、阻止害虫的运动。农业景观中，土地景观格局是控制物种时空分布和生态学过程最重要的因素。土地景观格局变化受自然环境、农作系统、农业耕作活动、社会经济等因素的综合影响。稳定农业生态系统的各种景观单元是景观生态及农作系统持续性管理最重要的组成部分。集约化可能导致动植物生境破碎化、田块扩大、植被类型减少和农业景观中动植物多样性急剧变化，降低农业可持续性。所以集约化过程中必须对生物保护和农业生产采取“二者兼顾”的政策。农业景观问题的宏观空间性、关联性及综合性使得农业景观生态规划与设计成为土地规划的重要方向。