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农业生态多样性范文

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农业生态多样性

第1篇

1农业生物多样性评价的研究现状

从研究层次看,农业生物多样性可划分为遗传多样性(品种多样性)、物种多样性、生态系统多样性和农地景观多样性。在遗传多样性方面,多数的研究集中在农作物品种多样性的研究和保护。作物品种多样性的研究多集中在栽培作物上,特别是对农户生计具有重要作用的物种,如稻、玉米、菜豆、辣椒等,因此导致研究的作物种类相对狭小。作物遗传多样性的方法可以采用农户问卷调查,也可以采用基因组学的方法和田野作物性状调查的方法,后两种调查的方法具有较高的可信度,但成本较高。作物遗传多样性具有很高的生态价值,它是国家种质资源调查的重要对象,农业生产中保留的种质资源不必然具有很高的经济价值,由此可以认为农业文化遗产的生物多样性评价不用过多追求传统种质资源种植的面积和均匀度。国内对农业生物多样性的评估多集中在农业物种多样性。但是,不同于自然生态系统,农业物种多样性的调查具有较高的难度。在类型上,遗产地的农业物种多样性可能包含了森林、草地、农田、湿地等不同生态系统类型,也包含了草本、灌木、乔木等不同植被类型,农田生态系统按照作物的种类也可以分为瓜菜种植系统、果园生态系统、稻田生态系统、茶园生态系统、林下作物种植系统等等,因此增加了农业物种多样性调查的难度。另外,农业景观的斑块性特征使得对自然生态系统的调查方法不再适用。这些复杂性造成了迄今还没有农业生物多样性评价的标准。对农业物种进行调查,常见的有按照生物类群进行研究;按照用途进行研究;按照社会组织单元进行研究等。典型的做法是把农业生物多样性按用途划分为粮食作物、蔬菜、果品类、畜牧业养殖类、水产养殖类、药用类、观赏类和用材类,在该农业文化遗产系统中还有森林子系统、村落子系统、梯田子系统和溪流子系统的生物多样性,在每一子系统中又区分了动物多样性、植物多样性和微生物多样性。此种方法的优点是比较简便地了解到系统存在的物种类型,但是由于农业物种多样性是由农业物种种类的数量以及均匀度决定的,物种数不能反映农业物种多样性的大小。另外,这种调查方法不能评价特有种、濒危种等农业生物类型。长期以来农业生物的栽培和管理都在农民自己的土地上进行,相关的农业生物资源也掌握在农户手中。农户之间的经济状况、生产管理方式和农业生产技术差别导致了农户管理的物种多样性的差异较大。农户管理的农业生物多样性是一个社区、一个地区和国家的农业生物多样性保护和可持续发展的基础。因此可以认为,农户水平的物种多样性是农业生物多样性评价和就地保护的基本单元。农田生态系统的管理强度较大,人为影响很大,采用户级水平的生物多样性评价的方法效果更好[1]。农业文化遗产申报和保护中,进行的多是户级水平农业生物多样性评价,调查技术包括农户选择,样地选择,实地调查。对于物种多样性核心资料的搜集有直接关系的用词包括:土地利用阶段、土地田野类型、样区、样方、镶嵌样地、单一物种的数量、物种丰富度己取样频率。资料分析上最有关联的用词包括均匀度,物种多样性,以及相似度指数。资料分析的方法包括土地利用类型物种下相似度分析和管理多样性分析[1]。从定性到定量化的研究过程中,农业生物多样性的计算基本都是按照自然群落植被生物多样性的计算方法,考虑自然植被群落的丰富度、均匀度和生物多样性,出现了10多种评估群落物种多样性的指标:Margalef指数、Gleason指数、Pielou指数、PIE指数、Audair和Goff指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数等。也有一些以指标赋权的方式把这些指数综合起来形成了物种多样性综合指数[2]。农业景观中,农田及周边的沟渠林路、灌丛、荒草地、果园、庭院等半自然生境构成的复合景观维系了全球约50%的野生濒危物种[3]。但是,国内对农田边界景观生态功能的研究还比较少。在农业文化遗产筛选标准中,农业景观的价值已经得到充分的阐释。但在农业文化遗产申报中,农业景观的价值没有得到充分的认识,农业景观被认为是农业美学景观的现象依然存在。实际上,农业景观多样性具有多种功能,景观中的自然和半自然生境的多样性有利于保护害虫天敌、促进病虫害的综合防治;传统农业景观,由森林、草地、水域等组成自然和半自然生境所占面积高,并与农田构成复合的农业景观,为生物提供更多的栖息地类型,使生境专一种和生境泛化种都能占有合适的生态位;农业景观生物多样性的增加能够提升农田生态系统服务和提高作物产量。不同的生境类型维系了不同生物群落类型,并且生境多样性的测量方法并没有统一的标准。参照对非自然生境生物多样性的研究,可将农业景观分为点要素、线要素与面状要素。按照这种分类标准,农业生态系统中点状要素包括池塘与其他公共基础设施等;现状要素包括道路、树篱、墙壁等;面状要素包括草地、水域、灌木林、自然林等。郭辉军等[1]把农田复杂景观的调查建立在不同土地利用阶段内进行,样地面积的确定可以综合采用最小面积法、权属边界法和标准样地面积法等。郭辉军[1]认为户级水平的农业生物多样性评价通过归纳和总结,可以形成景观水平和社区水平的农业生物多样评价结果。实际上,农业物种多样性和景观多样性是不同的概念,景观多样性不是不同土地利用类型生物多样性的简单集合,尤其是在调查和评价方法的选择上,户级水平的生物多样性调查和景观多样性调查具有明显的区别。

2影响农业生物多样性的因素

在多样的生态条件下,经过自然或人工选择,农业文化遗产地形成了丰富而稳定的适应性农业生物种质资源。这些农业资源与人类生产活动的关系密切,易受人类文化、民族习俗、耕作方式和经济方式等变化的冲击。在一些地区,育成品种或杂交品种不能完全适应当地的多种生态条件,原有的传统农业生物资源因此被保留下来。但在粮食需求的压力下,现代育成品种被广泛种植,传统遗传生物多样性受到严重冲击。农业生物多样性的快速减少与农村文化多样性的丢失有关,传统作物也会因文化的传承而被保留下来,如在云南当地的节庆和婚丧嫁娶惯用老品种祭祀和庆祝。在农业多样性形成的过程中,农户是管理的基本单位,也是农业生物多样性的改造者,他们的文化特色直接或间接地影响着农地景观和农业生态系统。大量研究已经表明,农田生态系统或农业景观中的生物多样性降低都和农业集约化的种植方式以及传统农业管理技术的消失有关。一方面,农田农地的过度开发、田块的规模化经营、乡村沟渠路面的过度硬化导致了农业半自然生境的减少或消失,世界范围内45%的稀树草原都转化为农业用地,70%的草地以及森林被开垦成农田。另一方面,农业集约化管理过程中对高产和稳产的过度追求,大面积种植单一作物导致农业景观均质化、农业景观生物多样性减低;集约化的农事管理中大量使用的农药、化肥造成农业环境质量急剧降低,直接导致农业生物多样性减少[4]。农业的集约化经营通常导致自然生境破碎化,使得农田和般自然生境、自然生境变成相对离散化分布状态,减少了农业景观的复杂性。破碎化的自然生境不仅减少了某些物种的丰度,还会影响物种之间的关系及生物群落的多样性和稳定性。农用土地向低级、简单的生态系统退化,空间异质性减少。另外,农用地闲置或撂荒均会导致某些生境类型的消失,进而会威胁生物多样性。

3农业生物多样性保护的现状

农业生物多样性保护的目的是保证我们现在以及将来能够获得和应用这些农业生物多样性资源和相关的技术。农业生物多样性保护受到的影响因素较多,对其进行保护就比自然生物多样性保护要艰难得多。对于农业遗传生物资源,我国很多科研单位进行了作物遗传资源的收集、保存和迁地保护等工作,但是这些工作多为种质资源的搜集和保存,而且局限于少数农作物的种类和品种,对半栽培、采集利用的野生物种开展的保护工作相对较少。动态保护的理念下,农业生物多样性的保护措施还是强调就地保护。就地保护是由农户以储存的种子或繁殖材料为基础进行农业生产和管理的一个过程。目前在大部分地区,就地保护对多数传统品种、野生近缘种来说仍然是最重要也是最有效的手段。我国建立了野生植物原生境保护点,通过这种自然保护的形式对野生植物进行保护。但也存在缺点:第一,保护的目标物种较为单一,保护的投入相对较大;第二,除了对少数野生近缘种有效外,对栽培品种、半驯化品种等农业生态系统的多数物种是无效的。就地保护的另一种措施就是扩大农业景观生物多样性保护。景观多样性被认为是一种很好的提高农业生物多样性的手段,例如庭园系统可以为人类提供丰富的蔬菜、观赏、药用、材用植物,被认为是野生植物的避难所,农业生物多样性的基因库,也是野生植物向栽培植物进化的重要试验地。庭院管理者会从周边野生环境中引入半栽培植物,以较小的管理强度保护了很多的生物多样性。非作物生境或半自然生境类型,如林地、田块边缘区、草地、灌木篱墙等,是一种比较稳定的异质化空间,这些非作物生境可以作为捕食性昆虫、传粉昆虫等动物的避难所,有利于它们迁入邻近的作物生境中对害虫起到调节和控制作用[5]。因此,对农业景观重构和提质,不仅可以提升农业天敌害虫调控、水土涵养、授粉等生态系统服务功能,还可以实现农业生态环境保护和增加粮食产量的目标。国外已经采取了很多积极的措施来保护农田边界,欧美国家就采取了很多农业景观保护的具体措施,如将少部分农田建设为保留地,用于小片林地、坑塘湿地;鼓励种植作物的多样化和种植模式的多样化,鼓励间作套种、发展农林复合经营;建立农田边界缓冲带种植;保护传粉动物、害虫天敌的栖息地和生境。2005年欧盟就开始对农业景观生物多样性保护不断增加生态补贴,以生物多样性为保护目标的高价值农田占到农用地的20%。虽然我国在退耕还林还草、自然保护地体系建设、野生动植物资源保护开发等方面进行了一系列的进展,但农业景观生物多样性的保护方面进展缓慢。在我国有一些支持农业景观生物多样性保护的政策,如鼓励立体种植、间套作、野生动物廊道建设、防护林建设等,但对农业景观生物多样性保护的其他方面,如缓冲带建设、带状耕作、保护性耕作、植物篱种植、植被屏障建设、农田边界建设、农田植被提升、河流缓冲带、农地灌丛管理等,还没有产生综合的农业景观保护政策。

4农业生物多样性保护的建议

就农业遗传多样性和农业物种多样而言,对其就地保护最基本的动力来自自我消费价值和市场价值。就经济价值而言,如果传统作物的产量及价格得到提高,市场价值通过农业文化遗产的价值增值作用而提高,那么受到直接利益驱动下农民会主动种植传统作物。因此,允许对传统品种、半栽培种、采集和管理物种进行提高品质和产量,可能对农业生物多样性保护一定的作用[6]。结合农业生物多样性保护的目标,对调查出来的物种及相关的传统技术,可进行有规划地开发利用,通过建立规划区和博物馆等,发展生态旅游业,提高相关传统资源的利用,以便扩大传统农业生物资源的市场效益。就农业景观生物多样性而言,农业文化遗产地可以借助遗产的申报和保护工作开展以下保护措施:(1)开展农业景观生物多样性的监测和评价。需要建立综合评估农业文化遗产生物多样性特征的方法,识别农业文化遗产系统所面临的主要威胁;完善现有的农业文化遗产监测体系,定期获取农业生物多样性的现状和保护发展措施的影响;探索结合生物多样性的空间和属性数据变化形成预警机制。(2)开展农业景观生物多样性保护和建设技术示范区。在农业文化遗产的申报过程中,强调农业景观生物多样性的价值,并作为农业文化遗产系统的重要标准。鼓励对遗产地居民维持、保存和利用生物多样性的原因进行深入研究,特别是对景观生物多样性保护,要鼓励多学科的综合性研究,包括与生物多样性紧密相关的社会学、生态学和经济学研究。对于景观生物多样性较高的地区,可以在研究其维持的机制的基础上形成示范。(3)对农业景观生物多样性开展生态补贴,提高管理者、农户对农业景观生物多样性保护价值和功能的认识。探索不同管理情景下农业生物多样性的生态系统服务功能,推动基于农业生物多样性长期价值的深入研究,建立生态补偿机制。重点研究保护农业生物多样性和发展经济之间的协同,使利益相关者都能够从农业景观生物多样性保护中受益。另外,积极探索建立吸引社会资本投入到农业生物多样性保护的市场化机制。

第2篇

2002年召开的《生物多样性公约》第六次缔约方大会上通过的VI/7A号决定,要求各缔约方制定关于把与生物多样性相关问题纳入环境影响评估及战略环境评估立法或进程的准则[1]。2006年召开的《生物多样性公约》第八次缔约方大会上通过了“关于涵盖生物多样性各个方面的影响评估的自愿性准则”的第VIII/28号决定[2]。我国是最早签署《生物多样性公约》的国家之一,政府积极采取措施履行公约规定的义务。2003年9月1日起施行《中华人民共和国环境影响评价法》(以下简称《环评法》),首次提出对规划进行环境影响评价。要求“国务院有关部门、设区的市级以上地方人民政府及其有关部门,对其组织编制的土地利用的有关规划,区域、流域、海域的建设、开发利用规划,应当在规划编制过程中组织进行环境影响评价,编写该规划有关环境影响的篇章或者说明”;“对工业、农业、畜牧业、林业、能源、水利、交通、城市建设、旅游、自然资源开发的有关专项规划,应当在该专项规划草案上报审批前,组织进行环境影响评价,并向审批该专项规划的机关提出环境影响报告书”。这就意味着国家正式把针对规划的战略环境评价放在了重要位置[3]。2009年10月1日起施行的《规划环境影响评价条例》(以下简称《条例》),是在《环评法》的法律框架下,从规范管理的角度出发,对法律不明确之处予以明确,对法律的原则规定予以细化,通过进一步完善规划环评程序,明确实施主体,落实相关方的法律责任、权力和义务。《条例》的出台,表明国家对规划环境影响评价的执法力度将进一步加强[4]。其中直接归属农业部门的有农业、畜牧业专项规划,涉农的有土地、区域、流域、海域等有关规划。2010年9月环保部发文“中国生物多样性保护战略与行动计划(2011—2030年)”,在条目五“生物多样性保护优先领域与行动”中设立优先领域二“将生物多样性保护纳入部门和区域规划,促进持续利用”,要求“开展生物多样性影响评价试点”[5]。我国是生物多样性大国,生物多样性居世界第八位。我国又是世界上人口最多、约85%左右的人口在农村的农业大国,对生物多样性具有很强的依赖性。农业部门制定的农业规划以及其他部门制定的涉农规划,绝大部分是在农区实施的。农区是由原本丰富多样的生物地理就界开发而来,农区边际土地仍然是生物多样性相对富集的区域,农区生物多样性也是国家生物多样性的重要组成部分。开展农业规划环评生物多样性影响评价是农区生物多样性保护与管理的基础,也是环评不可缺少的内容。

2生物多样性影响评价基本内涵与主要内容

2.1基本内涵

生物多样性保护是生态和环境保护的核心内容之一,而环境影响评价是从源头保护生物多样性的重要途径。农业规划环评中生物多样性影响评价的基本内涵就是:农业规划实施对规划区域的遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性可能带来的影响进行分析、预测与评估,提出避免、预防或减轻不良影响的对策和措施,建立监测机制并跟踪评价,持续改进达到保护目的。

2.2主要内容

农业规划生物多样性影响评价的主要内容有4方面:

(1)分析预测规划实施可能会影响到实施区域生物多样性的哪些方面。关于生物多样性影响评价的分析尺度,目前比较公认的是遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。随着景观生态学的发展,将景观生物多样性纳入生物多样性保护的层次;

(2)对影响可能造成的后果加以评价包括短期影响、长期影响、直接影响、间接影响、累积影响等,影响是否有利,是否可恢复等。

(3)针对生物多样性各层次的影响,需要采取哪些预防和保护措施;

(4)建立长期监测生物多样性的机制,跟踪和预测生物多样性的变化趋势。

3农业规划环境影响评价中生物多样性影响评价基本程序

根据农业规划环评中生物多样性影响评价的基本内涵,其基本程序包括规划分析、现状调查与分析、影响要素识别、影响预测与评价、预防和保护措施、监测与跟踪评价等。

3.1规划分析

规划分析首先是规划的协调性分析,规划协调性分析可以帮助了解规划政策背景[6],分析规划与相关政策法规的一致性、与产业政策的符合性、与国家及地方有关规划的符合性,同时避免不同部门、不同层次间规划缺少衔接以及冲突[7]。包括外部协调性分析和内部协调性分析。外部协调性主要是分析规划目标的合理性与限制性,内部协调性是分析规划界定的主要内容之间是否存在冲突等。其次是分析规划的有关内容,包括规划的编制背景、规划的目标、规划的对象、规划的具体内容、实施方案、实施范围、实施期限等。第三是分析规划的不确定性[8]。各级政府和部门编制的规划其协调与衔接状况对规划的实施具有不确定性、规划本身的远期不确定性、规划的具体项目的不确定性、污染物排放量的不确定性等。

3.2现状调查与分析

根据生物多样性的层次及保护需要,调查农业规划实施区域生物多样性历史演替过程和现状。重点调查分析以下区域的生物多样性:(1)具有生态学意义的保护目标;(2)具有美学意义的保护目标;(3)具有科学文化意义的保护目标;(4)具有经济价值的保护目标;(5)重要生态功能区和具有社会安全意义的保护目标;(6)生态脆弱区;(7)人类建立的各种具有生态环境保护意义的对象等[9]。

3.3影响识别、预测与评估

生物多样性影响识别是在分析农业规划目标及总体方案的基础上,通过一定方法找出农业规划所确定的某个项目或活动对生物多样性影响的各种变化指标,说明生物多样性影响的性质、程度及可能的影响范围。影响识别主要包括以下3方面:(1)影响主体识别。识别农业规划的目标、指标和总体方案及其执行主体,主要是可能给生物多样性带来影响的农业规划活动等具体的规划实施内容以及这些规划实施内容具体的执行主体。(2)影响受体识别。识别规划区域内主要的生物多样性资源:包括遗传多样性与重要农业种质资源、物种与生境多样性、生态系统多样性,如自然保护区、风景名胜区、湿地、农田、水土流失重点治理区等的组成结构、面积和分布等;景观多样性,包括景观类型多样性、斑块多样性、景观异质性和稳定性等。特别应了解该区域农业生产活动的历史与现状、是否产生过或者现在仍然存在一些严重的生态问题,因为这些生态问题往往与生物多样性直接相关。(3)影响效应识别。识别主体(农业规划)与受体(生物多样性)的相互关系,确定农业规划对生物多样性的显著影响及关键影响因子。对生物多样性影响的强度,关注影响发生的背景。影响强度包括影响范围、影响过程和影响性质(包括有利/不利、可逆/不可逆);影响发生的背景包括产生地点、影响时间以及受影响者的具体情况。在上述影响识别的基础上,结合规划的总体目标及在不同的阶段或期限予以实施的情况,预测规划实施的不同阶段或期限可能造成的生物多样性影响并进行评估。

3.4预防措施与保护方案

由于农业规划实施范围较大,具有宏观性,规划环境影响评价的生物多样性保护也需从大的范围和宏观上进行把握。制定具体的预防措施和保护方案,应依次按照预防措施、最小化措施、减量化措施、修复补救措施、重建措施序列原则进行[9]。物种及其生境(栖息地)是各层次生物多样性表现形式和基础,对于重要物种的保护要以就地保护为主,迁地保护为辅。物种与其生境具有不可分割的联系,保护原生境及其里面的生物资源是保护生物多样性及其资源永存的最符合自然规律的手段,也是“生态系统方法”的基本原理之一。迁地保护措施也很重要,但它是在原生境遭到严重破坏和就地保护已经不可靠的情况下的辅助手段。

3.5监测与跟踪评价

由于生物多样性影响的表现具有滞后性特点,应建立长期监测机制,对生物多样性保护目标动态变化进行跟踪监测,分析生物多样性变化的趋势,预防可能产生不良影响的因素,及时调整保护措施,确保生物多样性保护的有效性。

4农区生物多样性影响评价层次及特点

农业是一种直接利用生物多样性的产业,包括直接利用生物多样性的资源材料以及模拟生态系统的初级生产(植物种植业)和次级生产(动物养殖业)等全部生产过程;而且还包括进一步利用生态系统中的有机物腐解过程使之转化为农业经济作物(食用菌养殖、微生物造肥、生产沼气等)。考虑到农业规划主要是在农区实施,这里的农区不是仅局限于种植业区域的“小农区”,是包括农牧渔业生产活动范围的“大农区”,因此,就农区和农业而言,生物多样性可分为农区遗传多样性、农区物种及生境多样性、农区生态系统多样性、农区景观多样性、农业产业结构多样性几个尺度水平[10-11]。

4.1农区遗传多样性影响评价特点

遗传多样性是生物多样性的基本组成部分,是物种多样性和生态系统多样性的基础。它通常被认为是种内不同群体之间和一个群体内不同个体之间的遗传变异总和。遗传多样性是以物种为载体表现的,可以从形态特征、生理特征、细胞学特征、基因位点及DNA序列等不同方面来体现。农区遗传多样性影响评价应主要关注:

(1)农业活动使得生境破碎、消失引起物种种群缩小、消失导致遗传多样性丧失;

(2)外来物种入侵排挤当地种,使得遗传多样性丧失;

(3)农业新品种发展项目,对遗传多样性产生的影响;

(4)转基因作物可能引起的遗传多样性的变化及丧失[12]。由于受科学研究的限制,在现实中只对少量的物种进行过比较全面的遗传多样性研究,在遗传多样性层次评估生物多样性影响目前还不具有普遍意义。在环评工作中,建议把遗传多样性影响评价的内容与物种多样性、生态多样性影响评价融合在一起描述,更易于操作。

4.2农区物种及生境多样性影响评价特点

在我国几千年的农业栽培和养殖实践过程中,培育了大量食用与经济性能优良的作物、果树、家禽、家畜。我国栽培作物种和亚种有600多个,其中已知约237种为我国自古以来的土生栽培种,位居世界前列,被认为是世界三大农业起源中心之一。其中粮食作物30多种,蔬菜200多种,牧草与饲料作物约400多种。果树约300种,茶品种600多个,桑有15个种,共1000多个品种。家养动物品种和类群包括特种经济动物和家养昆虫在内,品种和类群有2000多个。除了农业经济物种外,在农田、湖泊与河流等湿地生态系统及荒山草坡生态系统中还有大量野生动植物物种和类群。稻田中野生动物主要以两栖类、爬行类动物和某些鸟类为主;重要杂草约有200多种。旱地生态系统中也生长着丰富的农作物伴生物种,如有记录的农田杂草有73科、560多种,对农作物有害的动物与昆虫约1300多种,天敌生物近2000种,其中仅棉田的重要天敌蜘蛛就有21科、89属、205种[11]。这些构成了我国农区物种及生境多样性。在环评实际工作中,对农业规划实施区域内的物种及生境的全部评价是不现实的,也不符合农业规划环评宏观性的特点。在满足农区生物多样性保护要求下,物种及生境多样性影响评价应针对区域关键物种及生境进行重点评价。

(1)保护物种。被国际、国家、地方、部门或保护组织明确列入保护名录的物种。主要评价保护物种分布状态、种群结构及现存数量、保护级别、濒危程度、生境特点、对环境的敏感程度、农业规划实施对保护物种的影响程度、就地保护和迁地保。护实施的可行性等;

(2)地方特有种。其分布范围狭窄、生境条件苛刻,当分布的区域环境改变,有可能造成这些物种灭绝。主要评价特有种的特有性(国际特有、国家特有、地方特有、区域特有)、濒危程度、生境特殊性、受影响程度、就地保护和迁地保护实施的难易程度等;

(3)重要的农业种质资源。是我国农业生产活动的基础,关注其受保护的状态,受影响程度,入库保存情况;

(4)栽培和家养生物的野生近缘种和野生类型。起源于我国的栽培作物不仅种类多,而且具有野生近缘种的也多,它们是农业生物多样性的宝贵遗传资源;家养生物的野生型是潜在进行品种改良的重要遗传资源。这些遗传资源的价值难以估量,在评价中应重点确认这些物种的存在、数量、生境条件、濒危程度、受影响和潜在影响程度、保护措施等;

(5)其他物种,规划实施区域受到较多关注的物种,具有文化及文物特点的物种等。

4.3农区生态系统多样性影响评价特点

我国农区生态系统按其基本类型可以分为6类:农田(水田与旱地)生态系统、种植园(水果、干果、蔬菜、茶叶、桑、药材、花卉和其他特殊经济作物)生态系统、草原与草地生态系统、水产水域生态系统(陆地水域和海洋水域,与湿地生态系统基本类同)、集约化养殖场系统和农区边际土地生态系统[11]。农业规划实施不确定性的特征,在对农区生态系统多样性影响的质(影响性质、影响类型、影响因素)和量(影响程度、时空规律、发生概率)上有更多不确定性。农区生态系统多样性影响评价主要是:

(1)生态系统类型结构和功能完整性;

(2)生态系统的脆弱性和整体变化趋势;

(3)生态系统的服务功能及生态承载力;

(4)农业规划实施可能的影响方式、范围、强度和持续时间;

(5)受影响强度、范围和持续时间,影响的结果是否有利、是否可逆;

(6)生态系统抗干扰的能力、恢复能力和生态系统的功能维系;

(7)预防与保护措施实施的可行性。

4.4农区景观多样性影响评价特点

景观多样性是继遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性被提出的生物多样性研究的第四个主要层次。这4个层次之间的关系依次为遗传多样性产生了物种的多样性,物种多样性与生境多样性构成了生态系统的多样性,多样性的生态系统聚合并相互作用又构成了景观的多样性。农区景观范围多指大农业或是整个农业区域,因此对具有战略定位的农业规划进行景观多样性影响评价是非常重要的。农业规划实施对农区景观多样性影响,主要关注(1)对景观类型多样性影响,景观类型的分布面积和空间结构等发生明显变化、影响强度、指标物种濒危程度、变化是否可恢复;(2)对景观斑块多样性影响,镶嵌地块间生境的异质性、连通性是影响生物多样性的重要因素。农区残存的非农作性生境,包括农田边际土地、岛状野生生境、灌木带、林地、水塘、沟渠、荒地和休耕地等受影响的程度,这些生境破碎化程度,影响强度是否可逆;(3)对景观格局多样性影响,地块内物种的异质性和共生性影响物种多样性丰富程度。农业活动方式变化、人为干扰强度、外源性物质流入(农用化学品等)、外源性遗传物质入侵(转基因种植、外来物种入侵等)的影响。

4.5农业产业结构多样性评价特点

农业产业结构多样性用以描述包括农、林、牧、副、渔各业的组成比例与结构变化,它反映着某一区域农业生产的总体状况,这也是农业规划中重要的篇章。应重点分析农业规划实施区域规划实施前后,农、林、牧、副、渔各业的组成比例与结构可能产生的变化,这一变化对当地生物多样性可能产生的影响,分析影响的范围、强度持续时间、是否有利、是否可逆等,重点评估当地生物多样性变化可能带来的经济价值变化。

第3篇

关键词:生物多样性;遗传多样性;物种多样性;生态系统多样性;景观多样性

生物多样性系指一个生态系统、一个区域乃至整个地球物种的丰富和均匀程度[1],不同学者有不同的理解。《生物多样性公约》将“生物多样性”定义为:所有生物的多样化程度,包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成生态复全体,包括种内、种间和生态系统多样性。马克平认为生物多样性是多样化的生命实体群的特征,基因、细胞、种群、物种、群落及生态系统都存在着多样性[2]。因此,生物多样性是一个内涵十分广泛的重要概念,包括多个层次或水平。其中,研究较多、意义重大的主要有4个层次:遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性[3]。本文从上述4个层次上综述了我国生物多样性的研究进展,并阐明了生物多样性在园林、农业及道路上的应用。

1 我国生物多样性的研究进展

1.1 遗传多样性的研究

遗传多样性是指种内基因的变化,包括同一种群内和种内显著不同的种群间的遗传变异,也称为基因多样性。目前,遗传多样性的研究主要集中在蛋白质、染色体和DNA多态性的测定上[4-7]。如,李丽等采用RAPD标记,对26份贵州省芥菜型油菜地方品种的遗传多样性进行分析[8];谢喜平等为了从DNA分子水平揭示福建黄兔群体遗传多态性,选项择16个微卫星标记检测了40只福建黄兔的遗传变异及多态性[9];邓洪平等研究了九叶青花椒遗传多样性的形态与分子鉴定[10];曹喆等利用垂直聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(SDS-PAGE),研究了扁蓿豆遗传多样性的等位酶[11]。另外,胡志昂对中国动植物遗传多样性进行了专门论述[12]。

1.2 物种多样性的研究

物种多样性[13,14]的研究内容有物种多样性的现状、形成、演化及维持机制,种群生存力分析,物种的濒危状况、灭绝原因、有效保护与持续利用等。物种多样性编目是一项艰巨而又亟待加强的课题,是了解物种多样性现状及物种特有程度的根本途径。从20世纪50年代开始,国内的许多学者通过对各地区、大规模生物资源的综合考察,陆续出版了全国性和地区性的生物资源专著,如动物志、植物志、孢子植物志和各种经济生物志,为中国的物种多样性编目奠定了基础。如牛丽丽,杨晓晖对鄂尔多斯地区四合木群丛分布区的植物物种多样性研究[15];林琴琴,李宝银对福建省不同植物群落物种组成与多样性的分析[16];王斌等对梅花山自然保护区的5个不同生境对昆虫多样性进行调查,结果表明:昆虫多样性与其生境的植物种类、丰富程度密切相关[17]。

1.3 生态系统多样性的研究

生态系统多样性[18,19]包括生物圈内生态过程和栖息地生物群落的多样化,它既存在于各生态系统之间,也存在于某一个生态系统之内,其主要研究生态系统的维持与变化机制,生态系统的调查、编目和动态监测等。生态系统主要由生物群落的组成(种类、数量、生物量、生活史及空间分布)、非生物物质的质量及分布、生存环境等组成。王韧在简述太姥山风景名胜区森林生态系统可持续发展对策时,提出保护与抚育改造等措施,并从生物多样性、生态系统生产力、土壤与水资源保护、森林生态系统健康与活力、森林生态系统发挥社会经济效用的能力等方面论述了太姥山森林生态可持续发展[20]。据初步统计,中国陆地生态系统类型有森林212类、竹林36类、灌丛113类、草甸77类、草原55类、荒漠52类、沼泽37类、高山冻原、高山垫状植被和高山流石滩植被17类,共计599类[21]。

1.4 景观多样性的研究

景观多样性[22]是近些年由生态学和地理学相结合而形成的研究内容。景观多样性是指景观结构、功能和时间等方面的变化,在景观水平上生物多样化的表征。目前,在生物多样性研究的4个主要层次中,物种多样性和生态系统多样性的研究较为深入,而景观多样性近年来刚受到重视,研究基础相对比较薄弱。孙永萍等在对南宁市青秀山风景名胜区景观多样性探析中发现,常绿阔叶林和马尾松林的破碎化程度较轻,而经济林和农田的人为干扰十分强烈[23];吴丽娟等在调查北京城市绿地系统景观多样性时得到景观类型空间分布格局沿城市梯度——人为干扰强度呈一定的规律性变化[24];王伯荪等依据景观生态学原理,把海南岛划分为东部潮湿森林景观、西部半干旱森林景观、中南部山地森林景观、热带常绿针叶林景观、热带竹林景观和热带人工林景观6个森林景观区[25];白云芳等在调查洪河保护区周边土地利用变化对湿地景观多样性的影响时,发现恢复保护区周边一定面积的湿地,维持保护区与周边区域适当的景观连续性,恢复保护区基本水文条件是维护保护区自然保护效益的有效途径[26]。另外,莫申国在分析秦岭植被景观多样性的结果:为秦岭各植被型的多样性指数Simpson指数D、Shannon-wiener指数H′和均匀度指数基本上呈相同的变化趋势,随着海拔的增加,呈波浪式的变化趋势。随着海拔高度的增加,太白山依次出现温带草丛温带落叶灌丛温带落叶阔叶林亚热带针叶林亚热带和热带山地针叶林草甸高寒草甸等植被类型[27]。

2 我国生物多样性的应用

2.1 生物多样性在园林绿化中的应用

为了提高城市人居生态环境质量,城市绿化已经逐渐从传统的观赏和游憩功能发展到维持城市生态平衡和再现自然的阶段。城市园林的外部形式不仅要符合美学原则,内部结构和整体功能也要符合生态学原理,优化群落生态结构,提高群落的生物多样性,使人工群落和自然生物群落完美结合,提高绿地质量和效应[28]。如园林植物上,不同的植物往往在干、枝、叶、花、果等方面均存在不同差异,在园林植物配置中,通过不同植物的搭配,表现出植物的千差万别、千姿百态、五颜六色,营造出一种“梅红李白,桃粉菊黄”的色彩多样性,为人们提供多样化的视觉景观[29]。程莉等认为生物多样性维持了园林生态系统的健康和高效,可以为人类提供各项的功能(经济功能、社会功能、生态功能、美学功能等),是人类生存的重要资源[30]。李辉解认为通过构建生物多样性,可以完善园林植物自然保护,同时可以建立协调有序的城市园林生态环境[31]。

2.2 在农业中的应用

在农业病虫害防治中,生物多样性减少,造成病虫害危害越来越来频繁,越来越严重。从生态学角度看,生物多样性的减少,使自然植物群落丧失了自我调控能力和抑制病害虫的能力,因此,只有提高或增加生物多样性,才能提高群落的防虫抗病能力[32]。时新瑞通过牡丹江丘陵半山区利用生物多样性防治大豆蚜虫的试验中发现,以马铃薯与大豆间作防治大豆蚜虫的效果最好,说明利用生物多样性可以很好的防治大豆蚜虫[33]。许承华等通过国营泰州林场内生物多样性不同的3种林分中桑天牛危害程度的对比,发现生物多样性可以从根本上解决桑天牛的危害问题[34]。高东认为农业生物多样性可持续控制有害生物,而且这也将越来越受人们的重视[35]。

此外,通过生物多样性在农业生产中的广泛应用,可使丰富的农业物种资源,尤其是许多地方性的优良品种遗传资源得到充分的利用和保存,为农业的可持续发展提供物种资源的保障。这种在生产中保护物种资源的方式比在低温冷库中保存物种资源的方式所需花费少得多,而且保存的数量大、更具现实意义。

2.3 生物多样性在路域植被养护中的应用

公路路域植被进入养护期以后,管护的经费开始减少,而植物演化刚刚开始,如果还是按照原来的管护方式,势必造成植物群落的逆向演替,使其有可能再次回到状态,因此,需要从生态学的原理出发,利用生物多样性对现有的群落进行改造,使其形成一个结构合理、稳定、防护效果突出的植物群落[36]。

3 结论

生物多样性是人类生存的基础。为了进一步提高人们意识到保护生物多样性的重要性,全面阐述了目前国内研究生物多样性的程度,并说明了生物多样性在园林,农业及道路方面的应用,并根据我国实比分加以合理的运用,对我国的生物多样性保护工作具有重要的现实意义

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32 时新瑞.牡丹江丘陵半山区利用生物多样性防治大豆蚜虫效果的研究[J].黑龙江农业科学,2010(3)

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34 李正跃.生物多样性在害虫综合防治中的机制及地位[J].西南农业学报,1997(4)

第4篇

关键词 转基因作物;作物多样性;农业生态系统多样性;育种

中图分类号 Q344+.11 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)02-0015-04

Abstract The potential impact of transgenic crops on biodiversity has been a topic of interest both in China and abroad. This paper reviewed the advances of the researches that based on the impact of transgenic crops on crop biodiversity and agro-biodiversity. The agro-biodiversity included following aspects:the major influence on soil communities of micro- and other organisms from transgenic crops;the effect of herbicide-resistant transgenic crops on the composition of weed communities;the effect of insect-resistant transgenic crops on target pest and non-target organisms;and the herbicides and pesticides application effect on transgenic crops. Based on the review,the conclusion may be drown that transgenic crops could continue to decrease the pressure on biodiversity. The negative factors should be reduced to the lowest level of the new variety breeding of transgenic plants.

Key words transgenic crop;crop biodiversity;agro-biodiversity;breeding

生物多样性的物质实体就是资源,是人类赖以生存的物质基础。人类基本的食物和各种工业原料源自生物多样性,一些非常有价值的育种性状(如抗病抗虫性状、优质性状和高产性状)的基因也来自生物多样性[1]。生物多样性在生态系统的维持中起着重要的作用,同时,生态系统的稳定性是作物生物多样性存在的基础,两者相辅相成。随着现代生物技术的应用,转基因作物对农业生物多样性和农业生态的影响受到了广泛的关注[1-3]。转基因作物到底该不该种植这一话题也一直是媒体和群众的热议话题之一,转基因作物对农业生物多样性的影响主要包括抗除草剂转基因作物、转Bt抗虫作物的种植对生物多样性的影响和转基因作物的杂草和害虫的田间管理两部分内容。该文综述了转基因作物对作物多样性和农业生态多样性影响的国内外研究进展,旨在为转基因作物育种的发展提供参考。

1 转基因作物的种植对作物多样性的影响

作物多样性大致有2层含义,第一是指栽培作物种类的多样性;第二是指同一作物种类品种和生态类型的多样性。合理安排作物布局,保持农田作物种类的多样性,对增加粮食生产的稳定性具有重要的意义。近年来,转基因作物也有一定面积的种植,在农业生产上得到较多的应用。转基因作物的种植也在影响生物多样性。

转基因作物对生物多样性的潜在影响已经是一个大家普遍感兴趣的话题,在生物多样性公约签署的背景下,这一话题更受到关注。在最近的综述文章中,著名生态学家Carpenter[4]从遗传多样性的角度分析了大量文献中报道的转基因作物对环境的影响,范围涉及到具体作物、农场范围及更大的区域规模。目前在转基因经济作物种植地区,通过增加保护性耕种措施、减少杀虫剂使用和使用更加环保的除草剂等方法降低了农业对生物多样性的影响。

一般来说,在耕地上进行的农业生产效率越高,产量越高,可持续性则越强,生物多样性受到的危害则越小。转基因作物产量的增加也缓解了将更多土地转换为农业用地的压力,间接有利于生物多样性。农业对生物多样性最直接的消极影响是造成自然栖息地的大量丧失,这是由维持自然生态系统平衡必须的土地过多地转化为农业用地所造成的。Carpenter[4]发现大量且不断增长的论文显示,转基因作物的种植已经提高了产量,尤其是在发展中国家更为明显。一份由Carpenter对全球农民所做的调查发现[5],发展中国家作物平均产量的增加率:抗虫玉米为16%,抗虫棉为30%,而在一份对抗除草剂玉米的单独研究中,产量增加率是85%。发达国家农民的产量报告显示,抗除草剂棉花没有变化,抗除草剂大豆增加了7%。Brookes等[6]估计,产量提高带来的好处是减少了土地转化为农业用地。他们还估计,如果不使用生物技术,可能会有264万hm2土地被用于粮食和油料作物的生产。

保护作物的多样性是被广泛认可的,更多的品种和物种多样性能够让农业系统在不同环境条件下保持生产力的平衡。随着转基因作物的推广,对作物基因多样性减少的担心随之增加,因为育种项目将目光投向很少一部分有价值的品种。3项研究(美国关于棉花和大豆的研究、印度关于棉花的研究)已经分析了转基因作物的引入对作物基因多样性的影响。在美国对棉花和大豆基因多样性的研究得出的结论是转基因作物的推广对生物多样性的影响非常小,几乎为零。相反,印度Bt抗虫棉,因为刚开始只在少数品种中利用转基因技术导致了农场品种生物多样性的下降,但是随着时间的推移,更多的抗虫棉品种得以使用,这种现象得到缓解[5]。Carpenter[4]认为,长远看来,转基因作物通过增加未充分利用的替代作物的数量使他们更适于大范围的驯养种植,从而增加了作物生物多样性。

2 转基因作物种植对农业生态系统部分物种的影响

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而建立起来的并按人类社会需求进行物质生产的有机整体。农业生态系统的目标是最大程度地获取高产、优质产品,以满足人口不断增长的需要,其生物多样性的组分和功能与自然生态系统的有所不同。农业生态系统的物种可分为生产性生物种(productivity biota),如农作物、林木、饲养动物等,其多样性对系统的生产力、稳定性起重要作用;资源性生物种(resource biota),如传粉昆虫、害虫天敌、微生物等,其多样性对系统内的传粉作用、害虫生物控制、资源分解、促进养分循环有着重要的作用,从而间接影响系统的稳定性和生产力;破坏性生物种(destructive biota),如杂草、害虫等,这些影响系统生产力的生物种是被控制的对象。

2.1 转基因作物对微生物和土壤生物群落的影响

农业生物多样性对微生物和土壤生物群体有主要作用,同时这些微生物和生物群体对土壤系统的功能有根本影响,如氮循环、废物的分解、营养的调动。许多研究对转Bt作物对土壤生物群落的潜在影响进行了深入分析。Icoz and Stotzky[7]基于70篇科学论文对Bt作物对土壤生态系统的影响研究进行了充分的论述。发现转Bt植物对土壤中微生物组群的影响程度大小表现为从无影响到轻微影响再到显著影响,他们是不同地理环境、温度、植物品种和土壤类型作用的结果,一般来说,土壤类型的作用是暂时的,与Cry蛋白的存在无关。总体来说,Cry蛋白很少或者没有对潮虫、跳虫、螨虫、蚯蚓、线虫、原生动物有毒性作用,关 潇等[8]利用普通水稻和转基因水稻作为材料,研究对土壤生物群落的影响,结果表明,非转基因组土壤微生物群落结构特征具有一定的相似性,转基因组也具有类似的土壤微生物群落结构;转基因水稻与非转基因组相比,土壤微生物生物总量差异不显著,转Bt基因水稻根际土壤中的细菌、真菌、放线菌随季节变化趋势明显,转基因组与非转基因组之间无显著差异(P>0.05),影响较小。

在美国东北部进行的一项研究中,Hoheisel和Fleischer[9]调查了瓢虫和它的食物(蚜虫和花粉)的季节动态,他们的研究对象是一个蔬菜农场系统,包括Bt甜玉米、Bt马铃薯和转基因抗虫南瓜。结果表明:转基因蔬菜作物对瓢虫提供了保护,减少了25%的农药使用。在一份包含同样作物的相似研究中,Leslie等[10]比较了在种植转基因作物及近等基因系的环境中鞘翅目和蚁科在土表的聚居状态,并未发现物种丰富度和物种组成有什么不同,但发现转基因蔬菜需要的杀虫剂更少。结果表明:遗传修饰技术育种可以被应用于蔬菜病虫害的综合管理系统中,为转基因蔬菜提供了新的有效的方法来控制害虫和病原菌的传播[11-12]。

2.2 抗除草剂转基因作物对杂草群落的影响

转基因植物田间释放带来的主要问题之一,就是抗性基因通过基因流转移到野生植株,从而给农田生态环境造成潜在的危害,所以在释放前对其潜在的基因漂移做出确切的评估是很必要的。转基因作物的一个主要关注点在于转基因性状向杂草的任意传播。已经有一些转基因逃离和杂草获得抗除草剂选择优势的证据[13-14]。抗除草剂基因从转基因作物品种向近亲杂草的转移的风险已经在大田作物如芥菜/油菜、甜菜中得到证实[15-16]。Rose等[17]证实,“转基因缓和策略”可能会对野生芥菜和油菜之间的杂交产生不良的遗传负担。转基因缓和措施是一种对作物有利的矮化基因,但对杂草防控来说是有害的(杂草由于基因组成变化比同类的非转基因杂草长得更快)。这一发现提出一个观点,即转基因植物总是赋予野生亲缘植物所谓的健壮基因,使其更加强壮,具有转变成超越同类的潜力并成为超级杂草,此外,Palaudelmàs等[18]发现,部分转基因玉米活力低,很少结实和形成花粉,造成异花授粉率低。这样,对转基因植物的种植提出了一系列新的生态和经济问题,让科学家和政策制定者去考虑转基因的限制问题。

作物生产实践对杂草群落的组成有着显著的影响。当地主要杂草种类的变化现象称为杂草演变。在耐除草剂作物系统中,这样的转变和杂草管理是密切相关的,其中的耕作方式和除草剂的使用对杂草群落的演变有显著影响。有文献报道,在抗草甘膦作物中,有40种杂草(密切相关的物种的不同组群)的丰富度增加[4]。同一时间,在对美国6个州玉米、大豆和棉花的调查中,36%~70%的种植者反映:种植抗草甘膦作物,再实行轮作之后,杂草压力已经降低。化学除草剂的使用也导致耐农药杂草种群的发展,从而使杂草群落发生变化。在全球的15个国家中已经发现21种抗草甘膦杂草[4]。抗草甘膦杂草的出现需要调整杂草控制项目内容,采取一些实际措施控制抗性种群。

抗除草剂转基因作物的引进已经和更多的保护性耕种措施联系在一起,这些措施包括减少径流、增加水分下渗和减少侵蚀等。在抗除草剂转基因作物较大的种植国――美国和阿根廷,保护性耕作的应用趋势已经得到广泛关注,并开展了相关研究。然而,在这2个国家引进转基因抗草甘膦作物之前,保护性耕种早已被一些种植者采用。一些研究已经显示,保护性耕种与转基因抗草甘膦作物之间有着积极的双向因果关系。

2.3 转基因Bt抗虫作物对非靶标生物的影响

转基因抗虫作物自1996年被批准商业化种植以来,它的抗虫性和经济效益已得到了普遍肯定。Storer等[19]指出,预计种植转Bt作物对农业生产最主要、最直接的影响是这些作物成为防治目标害虫的理想物种,通常情况下,害虫以这些作物作为主要食物来源,并且能够在较大范围内移动。种植转Bt作物可自然形成较大范围的区域害虫的抑制,不仅减少了技术开发者的损失,还通过减少粮食损失或者减少使用害虫控制措施(例如农药)使非技术开发者和其他作物种植者获益[4]。

转基因抗虫作物对非靶标生物的影响是多方面的,例如转基因抗虫作物的长期种植以后,次要害虫是否上升为主要害虫,是否会影响有益昆虫,包括重要经济昆虫、捕食性和寄生性天敌以及重要蝶类的种类及种群数量等,构成转基因抗虫作物生态风险评估的重要内容。有研究调查了转Bt玉米和棉花的引进对害虫种群区域性暴发的影响,美国多地种植Bt玉米和棉花的地方以及中国种植Bt棉花地方的区域性害虫抑制的效果[4]。转基因作物对陆地上非靶标无脊椎动物的影响已经是大量室内试验和区域研究的课题。截至2008年底,已经有超过360篇关于Bt作物对非靶标生物影响的原创论文被发表[20]。Naranjo对9种来自17个国家的转Bt作物的135项基于实验室的研究及来自13个国家的5种Bt作物的63项基于实验田的研究,并采用meta分析技术进行分析。一般来说,实验室研究比实验田研究有更多重大发现的机会,这至少在生物研究的差异中得到解释,同时实验室研究相比实验田研究有更多的蛋白质暴露机会。实验田研究表现出更少的对非靶标生物的有害影响,同时杀虫剂对非靶标生物影响比Bt作物大得多[20-21]。最近越来越多的关于Bt作物对非靶标生物影响的研究与Naranjo的结论一致[4]。杨 艳等[22]在总结国内外相关研究数据的基础上,系统分析了转基因抗虫作物对非靶标蝶类和蚕类昆虫的潜在影响,指出虽然蚕类和蝶类昆虫对Cry1或Cry2类杀虫蛋白敏感,但在自然条件下,这类非靶标昆虫暴露于Cry杀虫蛋白的水平很低,抗鳞翅目害虫转基因作物的种植对田间蝶类昆虫的种群密度影响不显著,不会给我国的蚕丝产业带来负面影响。李丽莉等[23]认为转基因抗虫作物的花粉或花蜜是一些重要经济昆虫,如蜜蜂、熊蜂和一些寄生蜂,甚至捕食性天敌的食物来源,另外,花粉飘落到一些鳞翅目昆虫如家蚕或重要蝶类昆虫的寄主植物上,直接或间接对这些昆虫造成一定影响。目前大多数研究表明转基因抗虫作物对非靶标昆虫,特别是对有益昆虫没有明显的不利影响。

3 除草剂和杀虫剂在转基因作物上的应用

转基因作物的害虫和杂草的田间管理已经导致了除草剂和杀虫剂的使用。如果种植遗传修饰抗虫作物的农民减少了针对主要害虫的广谱杀虫剂的使用,那么植物保护部门自然会抑制次要害虫的种群,以便保护鸟类、啮齿类动物和两栖动物捕食的多样性和丰富度。除了研究转基因作物对非靶标生物影响及与传统做法相比较外,一些研究还确定了自遗传修饰作物引进后农药的变化量。与阿根廷、澳大利亚、中国、印度和美国的传统作物相比,农药总活性物成分减少14%~75%[4]。Brookes和Barfoot[24]指出,农民种植转基因作物可以减少喷洒9.1%的农药,通常除草剂和杀虫剂使用量的17.9%就可以达到防治效果,减少了对环境的影响。研究强调,转基因作物明显降低了作物种植区温室气体的排放,这些温室气体的排放量相当于2010年大街上860万辆汽车尾气的排放量。另外,很少研究得到耐除草剂转基因作物对除草剂使用量变化的数据,或许是因为耐除草剂转基因作物的用药情况影响不同种类、数量除草剂的使用,因此,除草剂使用量的变化并不能作为环境影响的一个指标。一些研究已经采用环境指标来观察杀虫剂使用的变化,包括耐除草剂和耐杀虫剂作物,在转基因作物上的农药使用情况与常规作物相比都表现降低了对环境的影响[4]。

Bennet等[25]对生物周期调查表明,耐除草剂的转基因甜菜比传统甜菜对环境有更小的损害。因为转基因甜菜减少了除草剂制造、运输和田地使用过程中的用量。美国科学院认为,随着时间的推移,转基因作物的一些效益预计会下降,随着该技术被运用到更多的作物上,潜在的效益和风险也可能变得越来越大[26]。例如,自从1991年,Bt棉花植株在中国棉花生产中有效控制了棉铃虫的危害,减少了农药的使用,增加了中国农民的收入。然而,2004年得到的数据显示:这些效益正在被用量剧增的其他农药削弱,这些农药被用于控制次要害虫[27]。这种现象已经被Wang等[27]证实,他曾经发现由于种植Bt棉花,防控次要害虫的问题和杀虫剂用量减少相比并没那么重要。在美国,据环保局报道,另一种大田害虫(根虫)已经演变成对Bt毒素具有抵抗力[28]。

4 转基因作物对生物多样性的压力和转基因植物新品种选育

转基因作物在过去15年间已经被商业化种植,从中可以看出生物多样性对生态平衡有积极影响。通过增加产量、减少杀虫剂使用、使用更多更环保的除草剂和采取保护性耕种措施,转基因作物已经促进了农业的可持续发展。许多研究认为,转基因作物对环境的影响很小,几乎为零[4,20]。最近,美国国家研究委员会作出了一份对转基因作物种植对农业可持续发展的综合评价:一般来说,相比较于传统种植的非转基因作物,转基因作物对环境有较小的负面影响[26]。因此,随着全球农业系统的扩展,现代农业育种技术可以在现有农业用地的基础上提高产量,在未来30~40年农业可预计养活继续增加的世界人口,转基因作物能够继续减少对生物多样性的压力,育种人员对保护生物多样性作出了巨大贡献[29]。

自然界中基因的横向转移现象广泛存在,转基因技术即是模仿自然界中的基因横向转移。自1996年转基因作物产业化以来,已累计推广15亿hm2,2013年种植面积达到1.752亿hm2,是1996年的100倍以上。目前,全世界27个国家种植转基因作物,其中,19个发展中国家种植面积占54%,巴西达4 030万hm2;美国是最大的转基因作物种植国(7 010万hm2),种植面积约90%为转基因品种[30]。2008年我国启动“转基因生物新品种培育重大科技专项”重点支持水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、猪、牛、羊生物的转基因技术研发。万建民[31]基于系统比较分析,建议我国进一步加强转基因植物研发能力建设,夯实转基因育种研究基础,突破转基因核心技术,培育转基因植物新品种,加强产、学、研紧密结合,培育具有自主创新能力和市场竞争力的大型企业,同时加强科普宣传,营造良好的社会氛围,推进我国生物型新兴产业的快速发展。

5 展望

从目前看来,转基因抗除草剂和害虫作物的种植,对农业生物多样性的影响轻微。从长远的角度考虑,转基因作物的推广可以通过增加产量、减少杀虫剂的应用、使用更环保的除草剂及采用保护性耕作措施促进农业的可持续发展;这也从农业生物多样性视角表明我国应发展转基因植物育种。当然,任何事物的发展具有两面性,加之转基因作物研究的时间相对传统作物较短,应该把转基因作物对生物多样性的潜在负面影响降到最低,以便更好地为农业生产服务。

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第5篇

面对我们的疑问,射洪县农业局局长蔡成银将问题简化为两点:一是通过这一项目的实施,提高了人们对生物多样性的保护意识,形成了射洪县生物多样性保护机制,建立了农业生物多样性的管理、协调、监测机制,促进了射洪农业的可持续发展;二是立足射洪县农业产业实际,实现把农业生物多样性项目结合到现有农业项目和新农村建设项目中去,实现项目效益的最大化。

以虫治虫

走进金华镇中坪村,漫山遍野的清见果树挂满了累累果实,尽管离成熟上市还有1个多月,但是清淡的柑橘果香已经令人垂涎欲滴。

2003年成立的金华清见桔橙有限公司,自创立之初走的就是循环农业的路子,一方面与高金公司联办万头生猪养殖场,另一方面承包中坪村等周边4个村的3000亩地种植清见果树,实行“猪―沼―果”模式。去年,公司实现产值4000多万元,有效带动了当地农民增收。

但公司生产部经理吴治德坦言,果树防虫治虫始终是个难题。红蜘蛛是清见果树最大威胁,过去,果园每年要喷施2―3次剧毒农药,由于喷施范围不能覆盖全部害虫,效果并不理想。同时,化学农药也大量杀伤天敌,使得害虫危害加重,严重影响果品的产量和品质。虫害对于这个以生态循环农业为主的果园来说,是最急需解决的问题。

射洪县植保植检站站长李万聪对于清见果园十分熟悉。作为农业生物多样性项目的具体实施者,她为果园送去了“捕食螨”。“捕食螨”是红蜘蛛的天敌。每年4月和10月,将“捕食螨”幼虫挂袋,成虫破袋而出,捕食红蜘蛛,效果非常理想。在推广这一项目时,李万聪给吴治德详细算了一笔账,以每亩挂60袋“捕食螨”计算,一年挂两次,每袋1元多,每亩的成本150元左右,比过去喷施农药费用低,同时保证了果品质量,保护了果园生态环境。

经过去年一年的试验,吴治德统计的数据更为直观:以虫治虫的模式为果园减少农药施用量750公斤,节约劳动力1500个,防治成本降低9万元,节约人工费7.5万元;果园亩产2200公斤,增产200公斤,增收600万元。今年年初,吴治德主动找到李万聪,准备大规模引进“捕食螨”。

回归传统

提到药材白芷,有一种说法是“四川白芷在射洪,射洪白芷在柳树”。柳树镇白芷种植面积达4000亩,年产白芷2000吨。作为白芷种植核心区的魏家营村,白芷种植面积达1500亩。

魏家营村村主任马志良说起白芷总喜欢从上世纪八十年代初谈起,尽管魏家营村种植白芷已经有20多年的历史,并形成了规模效益,但村民从白芷上实现增收却是一波三折,市场价格波动、品种老化、农药残留超标是白芷种植户无法逾越的“鸿沟”。李万聪和她的团队在实施农业生物多样性项目的探索中,把解决这三个问题作为项目与本地农业产业相结合的切入口,一方面,为种植户引进了白芷新品种;另一方面,实施白芷套种大蒜的种植模式,既提高了农民的种植收入,又减少了白芷的病虫害。

走进魏家营村,你会看到村民在白芷地里以人工拔除的方式除草,现代农业的规模化发展与传统耕种方式形成了巨大的反差。魏家营村在农药残留超标上吃过大亏,白芷地里常见的杂草是水马齿苋,与白芷争光争肥,种植户惯常的做法是喷施除草剂,将水马齿苋与其他杂草一并剔除,而这一做法的后果是造成白芷农药残留严重超标,根本无法出口。推行白芷套种大蒜模式后,大大减少了杂草的数量,少量的杂草用人工的方式即可拔除,降低了种植成本,并保证了白芷质量。村民皮素芬家有5亩白芷,还养了6头猪,她在技术人员的指导下,用沼液做肥料,白芷套种大蒜,形成了初步的循环农业和生态农业模式,皮素芬一年的收入有两万多元,比在外打工的丈夫的收入还高。

产业与项目互动

柳树镇农业服务中心的技术员梁尚华在参加了县里的统一培训后,成为魏家营村和竹林村农业生物多样性项目的辅导员。她既要为农民灌输生物多样性保护意识,又要为农民解答农业技术疑问,同时,也不断接受着新的挑战。在组织村民采集生物样本的过程中,一些过去她从未留意过的生物及植物病害,都让她不得不请教更专业的学者。

2008年6月,欧盟―中国农业生物多样性项目正式启动。射洪县项目办以5个乡镇为单位,对40个社区的1000名农民开展了一系列理论知识和实用技术培训。在40个社区里优选了5个理念先行、设施完善、特色鲜明、效益显著、带动力强的社区作为重点打造的示范社区,魏家营村就是其中之一。通过对农民的培训,共采集物种4800个,制作了各类标本4500个,制作生境资料收集汇总表40张等。

魏家营村村民黄茂是最先加入到项目中来的农民。在他看来,项目的推行增加农民收入只是一个方面,更为重要的是农民环保意识的增强和农村环境的改善。过去,村民对杂草是“除之而后快”,而现在,通过对植物样本的采集与辨认后,能识别出有害草和无害草。村民在人工除草时就会进行筛选,既除掉了有害杂草,又通过对无害草的保留而实现了保土保肥的目标。

李万聪在项目推进过程中,感觉最为困难的是没有现成的模式可以借鉴。尽管在国外农业生物多样性项目的覆盖面非常广,但在中国还是一个全新的课题。李万聪和她的团队只能在尝试中不断创新总结,一个阶段一个阶段地探索。她现在思考得更多的是项目结束后,如何将农业生物多样性的理念延伸与推广下去。但不管怎么说,射洪县并不是孤立地推动项目,而是在以农业产业带动项目实施上取得了宝贵的经验,通过项目的实施,使农民种出的粮食和蔬菜更加安全,施用的农药更少,促进人与自然协调发展。

延伸阅读

“国际生物多样性年”活动启动

1月11日,联合国“国际生物多样性年”活动在德国柏林正式启动,全球生物多样性面临威胁的严峻形势开始进入公众的视野。

据专家估计,由于人类的活动和日益加剧的气候变化,目前地球上的生物种类正在以相当于正常水平1000倍的速度消失,全世界目前约有3.4万种植物和5200多种动物濒临灭绝。

世界自然保护联盟2009年更新的濒危物种“红名单”显示,全球有1147种淡水鱼面临灭绝危险,约占该组织当年所监测的淡水鱼种类的三分之一。此外,世界上6000多种两栖类动物中有三分之一面临灭绝危险。

保持物种多样性和生态环境健康具有重要的经济意义。联合国的一项研究显示,全球每年因毁林和森林退化导致的损失达两万亿至4.5万亿美元。反之,如果每年向自然保护区投入450亿美元用于改善生态系统,由此带来的收益可高达5万亿美元。

第6篇

1. 农业文化遗产的概念

关于农业文化遗产(或更为宽泛的“农业遗产”的概念),我国著名农业历史学家石声汉先生从广义和狭义两个方面进行了阐述。广义的农业文化遗产包括来自于现代农业的农药、化肥、机械等以外的有关农业的所有要素;狭义的农业文化遗产指已经逐渐淡出农业生产过程的农业要素。

我们的理解是:广义的农业文化遗产指人类在历史时期农业生产活动中所创造的以物质或非物质形态存在的各种技术与知识集成,主要包括农业遗址、农业工具、农业文献、农业民俗、农业技术、农业物种、农业工程、农业景观、农业品牌、农业村落等10种类型。狭义的农业文化遗产指历史时期创造并延续至今、人与自然协调、包括技术与知识体系在内的农业生产系统,特指联合国粮农组织(FAO)推进的全球重要农业文化遗产(GIAHS)与农业部推进的中国重要农业文化遗产(China-NIAHS)。

全球重要农业文化遗产是联合国粮农组织在全球环境基金的支持下,于2002年发起的一个大型项目,旨在建立全球重要农业文化遗产及其有关的景观、生物多样性、知识和文化保护体系,并在世界范围内得到认可与保护,使之成为可持续管理的基础。该项目将努力促进地区和全球范围内对当地农民和少数民族关于自然和环境的传统知识和管理经验更好地认识,并运用这些知识和经验来应对当展所面临的挑战,特别是促进可持续农业的振兴和农村发展目标的实现。

按照FAO的定义,全球重要农业文化遗产是农村与其所处环境长期协同进化和动态适应下所形成的独特的土地利用系统和农业景观,这些系统与景观具有丰富的生物多样性,而且可以满足当地社会经济与文化发展的需要,有利于促进区域可持续发展。进一步表述,这些农业生产系统是农、林、牧、渔复合系统,是植物、动物、人类与景观在特殊环境下共同适应与共同进化的系统,是通过高度适应的社会与文化实践和机制进行管理的系统,是能够为当地提供食物与生计安全和社会、文化、生态系统服务功能的系统,是在地区、国家和国际水平具有重要意义的系统,同时也是面临着威胁的系统。

我国是最早响应和积极参与全球重要农业文化遗产保护的国家之一。2004年以来,我国农业部、中国科学院积极支持,有关地方政府积极配合,不同学科的专家和遗产地人民积极参与,在示范点选择与推荐、保护利用探索与经验推广、科学研究与科学普及等方面开展了卓有成效的工作,获得了良好的社会效益、生态效益与经济效益,成为其他国家学习的榜样。

2012年3月,农业部正式启动中国重要农业文化遗产挖掘与保护工作。中国重要农业文化遗产是指人类与其所处环境长期协同发展中,创造并传承至今的独特的农业生产系统,这些系统具有丰富的农业生物多样性、传统知识与技术体系、独特的生态与文化景观等,对我国农业文化传承、农业可持续发展和农业功能拓展具有重要的科学价值和实践意义。根据这一定义,主要包括小规模庭院经济型、特殊遗传资源保护型、多个物种互利共生型、景观生态结构优化型、水土资源持续利用型等不同类型。

2. 农业文化遗产的特点

(1)活态性:这类农业文化遗产是有人参与、至今仍在使用、具有较强的生产与生态功能的农业生产系统,系统地直接生产产品和间接生态与文化服务依然是农民生计保障和乡村和谐发展的重要基础。

(2)动态性:指随着社会经济发展与技术进步,以及满足人类不断增长的生存与发展需要,所表现出的系统稳定基础上的结构与功能的调整。

(3)适应性:指随着自然条件的变化所表现出的系统稳定基础上的协同进化,充分体现出人与自然和谐的生存智慧。

(4)复合性:这类遗产不仅包括一般意义上的传统农业知识和技术,还包括那些历史悠久、结构合理的传统农业景观,以及独特的农业生物资源与丰富的生物多样性,体现了自然遗产、文化遗产、文化景观遗产、非物质文化遗产的复合特点。

(5)战略性:这类农业文化遗产对于应对全球化和全球变化带来的影响,保护生物多样性,保障生态安全与粮食安全,有效缓解贫困,促进农业可持续发展和农村生态文明建设具有重要的战略意义。

(6)多功能性:这类遗产具有多样化的农产品和巨大的生态与文化价值,充分体现出食品保障、原料供给、就业增收、生态保护、观光休闲、文化传承、科学研究等多种功能。

(7)可持续性:主要体现在这些农业文化遗产对于极端自然条件的适应、居民生计安全的维持和社区和谐发展的促进作用。

(8)濒危性:指由于政策与技术原因和社会经济发展阶段性特征所造成的系统不可逆变化,表现为农业生物多样性的减少和丧失、传统农业技术和知识体系的消失、农业生态系统的破坏。

二、农业文化遗产的价值

农业文化遗产具有突出的生态价值、社会价值、文化价值、科研价值和示范价值等, 这些价值从不同方面体现了农业文化遗产价值的多样性。充分挖掘农业文化遗产的多种价值, 可为农业文化遗产保护和合理开发利用提供依据。

第7篇

关键词:生态型渠道 渠道规划 渠道构建 环境因素 生态因素

1.引言

近年来,由于渠道化建设引起农田渠道中生境条件恶化、生物多样性下降、农业面源污染严重、水体自净能力下降等问题日益突出,混凝土衬砌的方法的弊端也日益凸显出来。在总结国内外在生态型渠道构建方面的研究成果基础上,从降低渠道对农业生态环境的影响及发挥渠道的生态功能的角度出发,探讨生态型渠道建设的方案。

2.生态型渠道构建方案探讨

2.1 利于保护动植物生境及生物多样性的渠道构建

沟渠形态的多样性是渠道内生物多样性的基础,在渠道的建设过程中,通过在渠道内构建多样化的动植物生境来提高生物群落的多样性。渠道在平面上的蜿蜒性,横向断面上的多样变化,纵向上的深、浅渠底的交替出现,造成水流的急缓变化,均为生物创造了多样的栖息环境,适宜不同的生物生存,增加了生物群落的多样性。为实现渠道的保持生物多样性的生态功能,在建设渠道的过程中,应把握以下几点:

(1)因地制宜,增加渠道蜿蜒性。渠道的蜿蜒性为渠道生态的生物多样性提供了条件,与直线渠道相比,弯曲渠道拥有更复杂的动植物群落。同时也应该注意到,渠道的蜿蜒性会增加渠道输水的时间和降低输水时间,因此在增加渠道的蜿蜒性建设时,不能一概而论,应该具体问题具体分析,因地制宜,不可不切实际,随意增加蜿蜒性。

(2)形式多样,渠道断面多样化。渠道断面形状主要有:U形断面、梯形断面、矩形断面、复式断面等。U形断面主要为自然渠道断面,它是多由水流常年冲刷而自然形成的,为非规则断面,具有一定的多样性特点。梯形和矩形是灌区人工开挖常见的规则断面形式,结构比较单一,是渠道采用最多的断面形式,该断面形式难以满足景观生态效应。复式断面综合考虑高低水位的过流要求,在主干渠,以及支、斗、农、毛沟渠段,运用不同的断面形式,同时满足了高水位和低水位的景观生态效应,是灌区较为理想的断面形式。沟渠断面形式多样化,利于形成多样化的生境,供水生植物、两栖动物的生长和栖息。

(3)适当设置多级落差。对于地势比降较大的沟渠可沿渠道人工设置若干级落差,一方面可以通过跌水增强水体的复氧能力,另一方面也利于水流的多样化,多变的水流利于保持生物的多样性。

2.2 利于截留净化农业面源污染物的渠道构建

农业面源污染物在渠道迁移过程中,可以利用渠道的自然净化功能降低农业面源污染进入地表水体的负荷,截留净化过程包括:底泥吸附、植物吸收、微生物降解等一系列的物理、化学和生物的转化作用。通过对渠道自净机理的研究,可以人为地创造适宜的条件,来强化渠道的自然净化过程,增强渠道的自净能力,从而改善水体水质,起到保护生态环境的作用。

(1)构建水生植被型渠道

渠道内良好的水生植被有利于形成“水生植物-微生物”系统,此系统可以对污染物进行吸收和降解,净化机理主要包括:①水生植物对氮、磷营养物质的吸收作用;②微生物对有机物的降解作用和硝化反硝化作用;③根茎叶系统的吸附过滤作用;④促进沉降和抑制溶出作用。水生植被型渠道的构建主要通过改善植物生长条件及人工移植栽培净化效果较好植物,来建立渠底部沉水植物、沿岸挺水植物的植被体系,起到较好的净化污染物效果。同时,水生植物死亡后沉积水底会腐烂,释放有机物质和氮、磷元素,会造成水体的二次污染,因此应注意对沟渠的水生植物定期收割。

(2)渠道内生物填料技术的应用。天然材料(如卵石、砾石及天然渠底等)或人工合成接触材料(如塑料、纤维等)具有较大比表面,生物容易聚集生长而形成粘液状的生物膜,可以吸附降解水体污染物质。因此可以在不影响渠道正常功能的前提下,将这些材料作为填料或者面料合理布置于沟渠中,创造适宜生物膜生长的介质来强化水体的自净能力,如砾间接触氧化技术、薄层流净化技术和仿生植物填料技术。

2.3 植生型防渗渠道构建

在水资源稀少的干旱地区渠道防渗是十分重要的任务,这也是导致长期以来渠道“三面光”衬砌的形成。渠道防渗节水可以提高水资源的利用率,缓解农业用水供需矛盾,节约的水可扩大灌溉面积,对水资源紧缺地区具有现实意义。随着生态建设的需要,对干旱性和半干旱性地区渠道,一方面要考虑防止下渗引起的水资源损失,必须要对渠道进行不透水性全衬砌;另一方面也要创造适宜的水生生物生长环境,维持渠道内的生态系统完整性,保持一定的自净能力。王超,王沛芳等研制的植生型防渗砌块技术可以较好地解决这一矛盾。它由不透水的混凝土块体和供水生植物生长的“井”形无砂混凝土框格组成(。在对河道进行防渗衬砌时,砌块之问通过凸块和凹槽的联结紧密地排列于河床底部,可以有效地防止渗漏;“井”形无砂混凝土框格中填土,种植适宜的水生植物,水生植物的生长又为其他微型生物提供了生长环境,构成的水生生物系统还可以吸收降解水体中污染物质,提供水体的自净能力。

3.结语

目前对农业灌溉排水渠道引起的生态环境问题的研究还处于起步阶段,对自然土渠的生态功能的作用尚未形成完整的理论体系,水泥衬砌渠道对农业生态环境的影响的机理还没有完全认识清楚。渠道的生态构建技术在借鉴河流的治理经验的基础上逐步形成,推进生态渠道的建设还需要克服理念上的阻碍。只有根据当地的实际情况,具体问题具体分析,积极丌展试点,并不断完善,才能使生态型渠道的建设理论和实践有较快发展。

参考文献:

第8篇

关键词:生态转型;生态系统;社会系统;生物多样性;有机农业

[中图分类号]F323.22 [文献标识码]A [文章编号]1671-7287(2011)03-0087-06

一、引言

生态恶化是当前全球面临的重大问题。就我国而言,生态恶化已经严重制约了经济、社会的可持续发展。为此,笔者以安徽当涂大公圩的河蟹产业生态转型为素材,对生态产业发展类型进行研究。大公圩是皖南首圩,是在围湖(古丹阳湖)造田基础上形成的,筑圩始于三国时期。圩内水系发达,沟渠纵横,池塘星罗棋布;圩区西濒长江,东临三大通江湖泊之一的石臼湖;圩外有水阳江(黄池河)、青山河、姑溪河等河流环绕,呈现出相对封闭的体系(见图1)。目前,整个圩区共有6个乡镇,22万人口。

20世纪70年代以来,大公圩开始利用丰富的水资源发展河蟹养殖等特色水产经济。80年代以前,大公圩内河网四通八达,水质清澈见底。到了90年代中后期,“大养蟹”导致水域生态环境被严重破坏,水质由Ⅱ类、Ⅲ类恶化为Ⅳ类、Ⅴ类,水草和螺蛳等水生资源被破坏殆尽。在此背景下,绝大多数养殖户亏本,河蟹产业遭受重创。自2002年起,通过“河蟹振兴工程”、“河蟹产业提升工程”等生态项目的实施,河蟹产业再次崛起,并成为渔业经济的支柱。具有特别意义的是,生态养殖水域环境得到显著改善,恶化为Ⅳ类、Ⅴ类的水质重新修复到国家地表水Ⅱ类、Ⅲ类标准。与此同时,水域生物多样性得到修复和保护。农业部已在全国推广这种生态养殖模式。2009年,大公圩河蟹首批通过国家有机论证,标志着河蟹产业发展迈入一个新阶段。目前,大公圩地区已形成河蟹人工繁殖、规模化生态养殖、市场流通和加工出口等完整的产业链,河蟹也已销售到韩国、香港等国家和地区。由此可见,生态养殖产业促进了经济效益与环境效益的双赢,并能为其他区域的生态转型和产业发展提供类型学上的借鉴。

但是,生态产业的发展是一个复杂的系统,对其审视也需要全面而系统的视角。一般系统论认为,自然界和人类社会都存在着由两个或两个以上相互依存的部分、成分或分系统所组成的单位,并能与其环境大系统划分出明确的界线,这些单位就是系统。在系统论中,系统内部的各个要素以及此系统和彼系统之间都存在相互依赖、相互制约的关系。

宏观上看,生态产业发展中存在着内部系统和外部系统:①内部系统。河蟹产业存在于一定的空间。在特定的水域空间范畴,通过生态养殖,其间的物质能量整体上得到了循环利用。②外部系统。它包括生态产业发展所属的生态系统和社会系统。首先,河蟹产业与外部生态系统存在着相互影响、相互制约的关系。其次,河蟹生态产业的发展受制于一定的外部社会系统,工业化浪潮就是对河蟹产业发展的无形压力。目前,这些问题尚未显性化,也未引起政府部门的重视,但长期来看可能会很严重。就学术研究而言,需要具有前瞻性,在问题充分暴露之前予以研究,以便为政府部门规避风险提供政策思路。

二、生态产业发展的自然生态系统:潜在的生物多样性难题

1、生态产业与自然生态系统的相互影响

生态产业发展与外部生态系统具有相互依存、相互制约的关系。一方面,生态产业的发展需要良好的生态系统;另一方面,经济利益导向的生态产业发展也对外部生态系统产生了负面影响。其中,水系破坏已经是显性化的问题,而生物多样性破坏是一项尚未显性化的问题。

首先,生态产业的发展依赖于良好的外部生态系统。大公圩所处的独特位置是河蟹生态产业发展壮大的重要外部环境。大公圩由4条水系环绕,呈现出一个相对封闭的独立体系,如果没有洪水,在闸门不开放的情况下,圩外的水(如上游的工业污水)一般进入不了圩内。此外,大公圩没有太湖流域那样严重的工业污染困扰,这是生态产业得以发展的重要外部条件。但如今,大公圩地区尚没有污水处理设施,生活污水直排河流。农业生产中化肥、农药以及杀虫剂的大量使用,也造成了突出的面源污染问题,这些都直接威胁了生态产业的发展,甚至饮用水源也遭到了污染,并对河蟹生态产业构成了威胁。2009年夏季高温时期,由于强降雨问题,大量污染物随着地表径流流到生态养殖水域,造成水体富营养化,最终暴发蓝藻问题。其中,黄池镇和乌溪镇暴发的蓝藻面积较大。好在大公圩内没有严重的工业污染,否则,一旦有毒有害物质进入养殖水域,造成的危害和损失将不可估计。可见,从系统论的角度来看,如果大系统的环境问题得不到解决,小系统内的生态修复还是有限的。同时,如果生态系统这样的“大环境”得不到保障,“小环境”内的生态产业也将难以为继。

其次,生态产业发展对外部生态系统产生了负面影响。在河蟹生态产业发展中,经济因素始终是核心因素,经济因素以及经济利益的驱使导致内部成本外部化,产生外部不经济性,水系破坏问题就是其中的典型问题。20年前,大公圩内部的河流、河沟等水系之间是相通的,圩区交通方式主要是水运,圩内水网之间也都是相通的。但是,这些流动的水系近年来纷纷被人为地截断了。这里面的原因是综合的,比如道路基础设施建设导致水系被破坏。另外,河蟹养殖这种经济活动也是非常重要的影响因素。为了更好地发包养殖水面,很多天然的大水面被分割成小水面。天然的大水面、流动的水体有利于污染物稀释,水系被人为截断后,活水变成了死水,这不但影响了正常的水体流动与交换,也限制了污染物的稀释,对生态系统造成了很大的影响。

2、潜在的生物多样性难题

“生物多样性”是所有形式、层次和组合的生命种类,包括生态系统的多样性、物种的多样性和基因的多样性,也指在一个特定生态系统内所有存在的植物、动物和微生物物种。其中,物种多样性是生物资源丰富程度的反映,也是生物多样性的关键。20世纪70年代以来,生物多样性的消失成为一项重要的政治和科学议题,人类学家自此开始对其进行研究。生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础,环境社会学家Harper系统地梳理了生物多样性的功能:首先,作为食物、药物以及别的对人类有重要商业价值的物质,生物多样性有很多实际的和潜在的价值;其次,维持包括人类在内的所有生物的生态系统,必须要有处于不同生态位中的生物多样性;最后,作为地球的进化遗产和生物遗产,物种的多样性是不可替代的。

就生物多样性所处的地域范围而言,热带雨林中的生物多样性最为丰富,而其中的生物多样性遭受到了非常严重的破坏。随着人类经济活动的扩大和影响的加深,生物多样性的破坏已经远远超出热带雨林的空间范畴。在河蟹产业发展中,不同的养殖模式会导致不同的生物多样性指数,早期粗放型的养殖模式将水草和螺蛳等丰富的水生动植物资源破坏殆尽,随后实施的生态养殖模式修复了水域生物多样性。近年来,经济利益导向的产业发展思路致使生物多样性面临着新一轮的破坏。目前,这一问题虽然尚未显性化,但也不容忽视。

首先,芦苇荡的过度开发问题。历史上,大公圩是低洼湿地,有很多的芦苇荡。芦苇荡内的生物多样性非常丰富,是多种动植物繁衍栖息之处,广泛分布着各种野生鸟类、鱼类、鳖、昆虫以及多种水生植物。因此,芦苇荡具有十分重要的生态价值,具有保持生态平衡和涵养水源等多重功能。近年来,由于既有的河沟、湖泊、池塘、滩涂等均被开发用于养殖,水面资源十分紧张,供不应求。为了扩大养殖空间,当地居民纷纷开发芦苇荡。2009年8月调查期间,当地养殖户告诉笔者,曾经大面积的芦苇荡现在已经不存在了,都被开发或正被开发用于发展养殖业。芦苇荡的消失,预示着多种野生动植物将失去栖息的家园,芦苇荡保持生态平衡的功能也将不复存在。

其次,经济利益驱动导致的湖泊围网养殖过密化问题亟须引起高度重视。围网养殖有利于水体生态环境,但过密化养殖则会造成严重的生态环境问题,并会破坏水域的生物多样性。目前,圩内虽然没有湖泊围网养殖过密化问题,但公共河道被过度围网养殖的现象很明显,所形成的所谓“霸王养殖”问题亟待解决。此外,紧邻大公圩的石臼湖围网养殖过密化十分突出,使得一望无际的石臼湖由“浪打浪”变成“杆打杆”。而且,湖泊围网养殖整体上属于粗放型养殖模式。2009年夏,博望镇饮用水危机事件就是过密化养殖诱使蓝藻暴发所致。如何解决过密化围网养殖问题,也是破解经济发展与环境保护的二元对立问题。

再次,长期单一的水产养殖具有潜在的生态风险。斯科特的研究发现,作物的单一种植和基因一致性会带来流行病。现在,大公圩地区很多稻田被开挖成水面养殖河蟹,而不是稻田中套养河蟹。这种长年的单一养殖方式,可能会造成养殖水域流行病的产生。当地农业工作者发现,那些长年在稻田中养蟹的效益已有下降趋势。而与此相对应的是:多样性是流行病的天敌。任何在时间或空间上增加生物多样性的实践,比如在农场或区域内的轮作、间作,都会阻止传染病的蔓延。所以,理想的模式是改变单一的长年养蟹模式,实施水稻和河蟹轮年交替经营或者水稻种植中混养河蟹。

最后,冬季清塘活动直接影响了生物多样性。为了保证蟹苗能安全生长,养殖户在投放蟹苗之前会清除“有害”生物。一般先“晒塘”,如果是小水面,则将水抽干,然后用生石灰消毒,并将所有可能吃蟹种的生物尽可能地清除。很明显,这种行为直接危害了其他水生物的生存,甚至可能消灭稀有物种。

三、生态产业发展的社会生态系统:工业化压力及其破解

1、现实压力:工业化浪潮的诱惑

大公圩虽然属于传统的农业区,工业经济基础薄弱,但是仍然受到明显的工业化诱惑与压力。调查发现,圩内各乡镇几乎都在想方设法争取工业项目,都有加速工业化的强烈冲动。这种冲动的直接原因是,虽然河蟹生态产业已经在全国产生很大影响,也创造了相应的经济产出,但在GDP份额贡献方面还不能和工业经济相匹敌。而更大的社会背景则是,中国正处于工业化中期,工业经济在各地的经济结构中均占有很大比重。同时,当涂县地处“皖江城市带承接产业转移示范区”,正在承接沿海地区特别是长三角地区的梯度转移产业。

关于工业化压力,从当地政府官员和老百姓的“辩证法”分析中可见一斑:“我们大公圩确实具有很好的生态优势,但是因为没有强大工业经济的支撑,经济与发达地区的差距还很大”。因此,在各乡镇发展理念中,紧随“生态立镇”的就是“工业强镇”。在追赶GDP的背景下,地方政府还是在为如何发展工业而焦虑,已经被规划为发展现代农业主产区的大公圩仍然面临着发展工业的强大压力。近年来,县乡两级政府都在规划大公圩的工业发展问题,各乡镇土地置换的主要目的之一就是为发展工业和建设工业集中区预留空间。

发展工业本身无可厚非。如果是新能源、新材料等环保型产业,自然是值得肯定的。大公圩地区的服装生产等劳动密集型产业和相应的加工工业也适合当地的实际情况。此外,其他类型的工业,如果能实施清洁生产,自然也没有问题。但是,能不能保证清洁生产则是一个问号。当地政府也提出要实现由“大办工业”向“办大工业”转型,实现“大招商”向“招大商”转型。这种理念很好,关键是如何落实和如何实现。就调查中所了解到的情况而言,这种转型尚未实现,实践中是“大办工业”与“办大工业”相结合,“大招商”与“招大商”相结合。在工业化的压力中,一旦粗放型、污染型工业大量进驻,大公圩地区的生态养殖产业以及整体的生态系统势必会遭到破坏性的影响。

2、应对策略:发展有机农业

虽然发展工业经济的压力很大,但不争的事实是,大公圩地区并没有发展工业的明显优势,甚至还可能在工业化浪潮中将现有的生态优势毁于一旦。任何一个区域都有其优势和劣势,认清优势、规避劣势是发展的基本准则。大公圩地区虽然工业基础薄弱,但是农业基础好,生态资源丰富,山水自然风光和鱼虾蟹等物产资源丰富,这些是工业化地区以及毗邻的长三角地区的稀缺性资源。就发展目标而言,实施经济与环境互利共生的生态现代化战略是必然选择。而整合资源,以有机河蟹为突破口,发展有机农业,则是具有前瞻性和可持续性的发展策略。

有机农业是一项朝阳产业。中国有机产业规模很小,远远低于世界平均水平。国家已出台发展有机农业措施,发展有机农业正大逢其时。而且,大公圩具备发展有机产业的基础条件。①具有地理优势。大公圩由4条水系环绕,圩内没有明显的工业污染,在圩堤不决口和闸门不开放的情况下,外源的工业污染一般不会进入圩内。②资源丰富。大公圩是农副产品集散地,拥有蟹、鳖、虾和各种鱼类等多种水产品,茭白、菱藕、芡实等多种水生蔬菜以及稻米、小麦和棉花等传统农作物。此外,圩内有充足的有机肥料。③具备规模化条件。有机产业只有通过规模化才能发展起来。大公圩有6个乡镇,耕地面积2万公顷,水面积1.6万公顷,相应的加工工业也具有规模基础。简言之,养殖业、种植业和加工业已经形成比较合理的结构,具备发展有机农业的规模经营基础。④生态等级论证方面已经取得初步成效。目前,通过无公害等级论证的农产品面积有1133.3公顷,年产量达1710吨;通过绿色等级论证的农产品面积有5880公顷,年产量达13122.5吨;通过有机论证(转化论证阶段)的农产品面积560.3

公顷(见表1)。⑤具备生产有机农业的经验和基础。有机河蟹生产已经具有较好的本土经验。但是,现有的有机河蟹所占比例比较低,产业化水平不高,缺乏资源整合。因此,以现有的有机大闸蟹为突破口,加强相关水产品和农产品生产的有机论证,可以做大做强第一产业。这比在现有条件下发展工业经济更具优势和可持续性。

3、发展有机农业的政策建议

大公圩地区发展有机农业虽然具备一定的基础条件,但离规模化的有机生产还有很大的距离。根据田野调查实际,笔者提出以下政策建议:

第一,延长有机生产的产业链,克服生产的季节性。单纯农产品生产的季节性较强,经济产出也有限,而延长上下游产业链则会产生新的商机。以河蟹产业为例,不仅要生产有机河蟹,还要加强新鲜河蟹、蟹黄、蟹饺、蟹酱以及蟹罐头等一系列蟹产品的开发,将大公圩发展成为有机河蟹食品的中心集散地。此外,鱼、虾、鳖以及各种水生蔬菜产业,也可以延长上下游产业链,创造附加值。

第二,发展出口行业协会或联盟。大公圩地区现有的出口产品有限,主要是新鲜河蟹。而且,河蟹出口加工企业也很有限,限制了国际市场的开拓。因此,要进一步整合资源,创新机制和组织体系,发展河蟹等水产品的出口加工企业联盟和相关行业协会,加强出口市场的开拓,特别是要加强对欧美市场的出口。

第三,加强商标的统一与整合。大公圩地区农产品品牌多,但并没有形成优势,反而影响了竞争力。市场上销售的河蟹虽然是以“石臼湖”牌为统一商标,但是,几乎各乡镇都有自己的销售商标,有的村甚至就有两个商标。而且,几乎所有的河蟹生态养殖公司或企业都有自己的商标,有的公司甚至注册多个商标。这么多的商标不但没有增强市场竞争力,反而对市场产生了一定的困扰。比如阳澄湖大闸蟹是河蟹市场上的老牌商标,一旦品牌树立起来,就是无形资产。大公圩现有这么多商标本身就弱化了该地区乃至全县河蟹品牌的竞争力,也不利于以整体力量参与市场竞争。所以,商标并不是越多越好,这需要政府部门加强对有关利益集团进行重组,对现有商标进行整合。

第四,强化生态旅游资源的整合与深度开发。大公圩现有的旅游资源开发不足,吸引力也有限。因此,既要对有关旅游资源加强深度开发,更需要将圩内的旅游资源(生态休闲旅游、农家乐、水乡文化游,等等)与周边旅游资源(比如采石矶)进行整合。在旅游资源开发过程中,也需要加强对宾馆、餐饮产业的规划与发展,这也是发展生态休闲旅游的基础条件。同时,现有的游客定位应该拓展,除了周边城市居民外,还应该将大学生群体纳入。通过生态资源的深度开发与整合,可将大公圩打造成江南圩区特色明显,融农业观光、美食、休闲、度假、会议为一体的乡村旅游示范基地。

第五,完善区域交通等基础设施建设。目前,大公圩与外界的交通条件建设还很滞后。大公圩地区还没有到上海、南京等大中城市以及芜湖、高淳等周边县市的班车,到市区和县城的班车、班次还比较有限,圩内乡镇之间也没有班车。如果这些最基本的交通条件都解决不了,生态旅游就难以大规模地发展起来。这不仅涉及如何吸引外地游客的问题,也涉及如何将大公圩内的旅游资源和周边县市旅游资源进行整合,进而将三产真正发展起来的问题。根据大公圩的发展条件,可以在圩中心的石桥镇设立大公圩中心车站,加强与大城市和周边城市的交通对接。

四、结语

第9篇

1 农田生态系统服务功能及评价

1.1 农田生态系统服务功能 农田生态系统是一种半自然的人工生态系统,是由农田、环境及人为控制组成的复合生态系统,服务功能具有特殊性。它不仅包括为人类的生存与发展提供坚实物质基础和食物保障的产品服务功能,还具有巨大的环境服务功能。

1.2 农田生态系统服务功能形成机理 农田生态系统是人类依靠土地资源,利用农田生物与非生物环境之间以及农田生物种群之间的关系来进行人类所需食物和其它农产品生产的半自然人工生态系统。农田生物包括植物、动物和微生物等;非生物环境包括地理位置、温度、降雨、土壤养分、pH值等。农田生态系统在经过一系列的生态过程的基础上,通过物质循环、能量流动和信息传递产生生态系统服务功能。生态系统服务功能是生态系统功能的具体体现,生态系统非生物环境特征、生物特征和生态过程及其相互作用是农田生态系统服务功能形成的内在机制。作为一种半自然的人工生态系统,人类活动对生态系统服务功能有着重要的影响。从根本上说,人类活动是农田生态系统服务功能形成的驱动力。但是,不科学的人类管理活动会对农田生态系统服务功能造成巨大的损害。

1.3 农田生态系统服务功能价值评价 近年来,生态系统服务功能的价值评价引起了生态学界的广泛关注,成为当前生态经济学、环境经济学研究的前沿领域和热点问题。没有定量经济量度的生态系统服务易被忽视,对农田生态系统服务功能进行评价,是量化农田生态系统服务功能的重要环节。通过价值量化评估技术,探讨生态系统的价值,不仅可为构建绿色GDP、制定生态环境保护政策、区域发展决策提供理论依据,而且对认识中国“三农问题”、优化农业种植结构、保护农田及农村生态环境、促进农业可持续发展等具有重要意义。

2 农田生态系统服务功可持续发展策略

2.1 建立综合的经济与资源环境核算体系,制定合理的补偿价格 农田生态系统不仅具有生产生态系统产品的功能,而且具有支撑与维持人们赖以生存的自然环境的功能,如涵养水源、改良土壤、调节气候等。现行国民经济核算体系只重视经济产值及其增长速度的核算,而忽视国民经济赖以发展的资源基础和环境条件的核算,通过建立综合的经济与资源环境核算体系,对损害(或保护)农田资源环境的行为进行收费(或补偿),激励人们减少(或增加)因其行为带来外部不经济性,并完善相关的政策制度,制定合理的补偿价格。为了维护生态平衡和持续发展,必须给农民适当的价格补偿,补偿的额度应不少于消耗耕地资源所带来的经济损失。对农田生态系统服务功能及其价值研究可为耕地资源合理定价、有效补偿、科学管理和持续发展提供科学的理论依据。

第10篇

1.传统农业产生环境污染问题诸多的环境问题与现行有关农业生产方式密切相关:合成化学杀虫剂和肥料污染土壤、水和空气,危害环境和人类健康。据国务院2010年第一次全国污染源普查结果显示,农业污染源是造成环境污染的主要原因,农业源也是总氮、总磷排放的主要来源,其排放量分别为270.46万吨和28.47万吨,分别占排放总量的57.2%和67.4%。[1]我国的农药、化肥、农膜等使用量据世界首位。然而,由于农业对环境、人类健康和社会有重大的影响,这会直接引起生态危机。人类已经从事农业上万年,但是只有在过去的50年左右,农民严重依赖合成化肥、农药、化石燃料和农业机械。在这半个世纪的崛起中,农业大幅通过提高作物产量、植物品种、机械化和合成化学物质输入,增加收益。例如过度耕作,过度放牧,过度使用的水和创建新农田或新牧场,直接导致沙漠化,使得生态系统失衡,更容易引起干旱。世界上的人均耕地面积一直在下降,我国也是如此。

2.传统农业威胁生物多样性单一栽培正在侵蚀生物多样性,土壤中过剩的氮威胁着植物物种的多样性,以及减少生物的生长繁衍。农业是依赖生物多样性而存在的,但与此同时,也会威胁生物多样性。传统农业侵蚀生物多样性,不仅因为它有利于单一栽培,也因为这些单一栽培取代不同的栖息地。例如大米的生产方式的单一栽培,排挤当地野生品种。在菲律宾、印度尼西亚和其他一些发展中国家,超过80%的农民栽种现代水稻品种。在印度尼西亚,这导致了1500种当地水稻品种的灭绝。传统农业对合成化学物质的依赖减少了昆虫的多样性。杀虫剂杀死了野生蜜蜂和其他有益的物种。此外,传统农业还会导致全球变暖和气候变化。

3.威胁人类的健康土壤侵蚀改变了土地的肥力和营养,食物供应变得更加密集。饲养场和工厂化农场(鸡、猪、牛、羊)是密集型的单一栽培,为了增加产量,他们过量使用化学物质如抗生素。最常见食源性病原体绝大多数是与动物有关的产品,其中大部分来自农场和工厂的加工设施。由于生活水平的日益提高,动物性饮食在我国逐年上升,成为危害环境和公众健康的主要原因。慢性疾病的诱因大多是这种饮食的转变,在1950年之前,麻疹、肺结核和衰老是三个最常见的死亡原因,但在1985年以后,恶性肿瘤、脑血管疾病、缺血性心脏病是最常见的死亡原因。农药残留进入我们的身体、空气、水和食物,提高患某些癌症的风险以及生殖内分泌系统紊乱。高速肉类生产导致更大的病原体风险,在养殖的牲畜中过度使用抗生素可能产生耐药菌株微生物,人吃了这些肉会转移到人体内。我国肉类饮食逐年上升,而这些高饱和脂肪的饮食导致慢性退化性疾病,是在富裕人群中最常见的死亡原因。

二、传统农业问题的成因分析

1.过于追求市场利润如果我们现在的农业系统是有害的,不可持续的,但为什么还被延续?最主要的原因在于强大的经济利益,那些受益集团得利于当前的农业现状。因为,农民为了从他们的作物中获得更大的收益率,严重依赖外部输入(如合成化学肥料、化石燃料、农药、机械等),但更大的收益率一直喜忧参半,据农业经济学家分析,在过去的半个世纪里,农业利润主要是以降低成本,扩大生产等。然而,每一新的一轮削减成本技术已经导致了增加产量和更低的价格,消除最初的盈利能力。因此,追求更大的收益,农民越来越依赖非农形成的资源和遥远的农贸市场获得盈利。

2.违背自然生态规律生态是万物生长的自然生存状态,具有自身变化发展的客观规律,人类不能盲目地任意地从事各种活动,生态是不以人的意志为转移的,人类只有在不违背自然规律的前提下能动地为活动创设条件。否则,人们违背生态规律就会带来各种危机。生态危机是人类活动的负性后果,生态本应是合目的性与合规律性的矛盾运动。马克思指出:“动物只是按照它所属的那个尺度和需要来建造,而人却懂得按照任何一个种的尺度来进行生产,并且懂得怎样处处都把内在的尺度运用到对象上去。”[2]在人类的农业活动中,人既要掌握与利用生态农业规律,使生态农业符合与适应人的需要,又要服从农业发展的自身规定性,受制约于生态规律。否则,一旦生态危机的出现了,会给人造成物质上和精神上的损害和困扰,甚至会中断人类社会发展,动摇人类生存的根基。如果人类能深刻认识到生态危机已严重威胁到人类的生存与发展,并深刻反省自己的所作所为,消除盲目的活动,及时作出卓有成效的应战,那么生态危机就会嬗变为人类的美好的契机,整个人类社会也会获得更好的发展。

三、现代生态农业体系构建的途径

生态农业体系是指在社会生产力发展到一定的阶段和水平的基础上,在市场经济调控和政策支持下,通过农业各种资源的优化配置和全方位的整合,使生态体系协调发展。在经过沉痛的工业化负面效应的反思以后,建设生态农业体系应运而生,并提到了国家的议事日程。生态农业体系是基于相对较少盈利的农业,使用更少的非农输入,使得动植物生产保持一个较高的生物多样性,采用适当的生态技术生产规模,并过渡到可再生能源。这对建构生态农业体系是前提和基础。生态农业体系应更少的依赖化学物质的输入和减少经济效率,同时把生产成本分流给社会。

1.运用生态系统方法简而言之,生态系统方法是一种建立或维持自然生态系统及其功能和价值的方法的总和。生态系统方法强调自然生态系统与社会经济系统之间的协调和共生,如应考虑到长期或短期的生态利益,即所有可以预见的和确认的生态及经济后果;加强政府内部机构间及社会各个组织的协调统一;在各级政府与当地民众、土地所有者及相关方之间形成紧密合作的一体关系;积极加强与普通大众之间的合作交流;采用生态科学技术;建立生态信息网络和数据管理系统;如良好的土壤管理,通过科技检测对其化学、生物和物理性质进行维护和有效管理。传统农业倾向于只强调土壤的化学性质。一英亩良好土地的土壤可以包含4吨的生物,构成土壤的生态系统,包括有机质、有益的细菌、真菌、线虫和原生动物。如果管理得当,这些土壤生物能执行至关重要的功能,不容易受到害虫侵蚀。种植不同的作物能缓解生态问题。单一栽培更容易受到害虫及其市场价格的波动。通过作物品种还可以创建更多的更加细化的市场管理。此外,通过不断移动动物的不同放牧地区,循环放牧可以防止水土流失,保持足够的植被。它也可以节省饲料成本,增强土壤肥力。

2.维持整个生态系统的平衡如果要建构一个可持续发展的生态农业体系,必须维持整个生态系统的平衡。“生态农业实质上就是把生态环境效益列入目标,采用节约资源、构建循环、保护环境等措施,使农业生产步入生态文明的一种实践方式。”这不仅是一个可持续的食物系统,还有诸多其它社会系统的协调。农业生态体系的子系统如食物系统,需要生产者和消费者之间更紧密的联系,即农业生态农场,农民合作社等通过农贸市场,向当地消费者直接营销食物,把生产风险与社会共同承担。据估计,世界人口将继续增加,在未来的50年将增加约18亿人,所有的增长将发生在城市地区(人口增长加上继续迁移到城市)。这使得农业生态体系发展成为越来越重要的组成部分。因为它会产生更接近消费者,降低能源成本,农业运输、存储和减少包装费。此外,它还为城市提供了一个可行的废物循环系统(如废水灌溉),既能创造经济发展,又能改善粮食安全。例如CSA模式,农民可以通过增值产品或直接从农贸市场或营销策略获取更多的利润支持农业。消费者购买“共享”一个农场和接收部分收成。在生长季节和保证市场的开始时就支付给农民足够的工作收益。消费者建立直接联系他们的食物供应和输入。因此,我们应扶持更多的生态农场业务。

第11篇

在国际化与信息化加速发展的浪潮中,传统的乡村特色和悠久的民俗民风不断受到现代文化的冲击,农业公园的发展恰恰是弘扬优秀传统乡村园林的营造理念,将园林艺术与乡村艺术完美结合起来,并创造出具有典型地域特色的景观类型,它兼顾游憩、生活和生态功能。小城镇农业公园的迅速发展,并成为大多数城市居民追捧的主要原因在于农业公园对于当地自然景观与地域文化的有力展现。地域特色表达是农业公园建设的首要原则。在农业公园的建设过程中,应突出当地的自然景观或人文景观。如福建省龙岩市新罗区洋畲村以保护完好的原始森林和芦柑果林为基础,建设创意性生态农业文化示范村,开展生态旅游。福建省永春县五里街镇是咏春拳(白鹤拳)的发源地,借助咏春拳的历史文化,辅以农耕地开发永春拳创意生态农业文化特色村。也可选择当地传统产业打造独具特色的娱乐活动项目,或在农业公园的建筑设计、景观设计中延续传统工艺,展现地方特色。这些传统文化的再现,不仅可以增加收益,还可宣传历史文化,让文明得以延续。在贵州省的乡村地带有一处融文化与自然为一体的乡村景观,即在田间种植油菜和小麦,利用2种植物不同的色彩组成奥运五环图案,每环直径约136米,宽约9米。它将传统的农业文化与现代的奥运文化相结合,创造出具有冲击力的景观,不仅具有恢弘的气势,更是弘扬民族文化,渲染地域精神的有力表达,这一景观每天吸引着众多游客前来参观。

生态优先原则

生态性是农业公园的基本特征之一,在农业公园的规划过程中,应优先考虑园区农业生态资源的合理开发利用,尽可能利用现有的树林、河流、田野等,并在建成区内适当保留自然植被,将人工构建的环境与自然环境相结合。生态优先原则也要求公园内的游人活动和游人容量在有效的控制之中,以减小对环境的冲击与破坏。在保护与开发的过程中实现自然资源与生态体系的均衡发展,创造既适宜休闲活动,又自然质朴的园区环境。同时,因地制宜也是农业公园规划建设过程中的生态环境保护的具体要求。不同的地域有不同的资源特点,建设过程中赋予的规划内容和模式也就各不相同。生态优先原则要求保护农业公园的生物多样性及景观要素的多样性。多样性的景观不仅能增强生态的稳定性,减弱旅游活动对环境的干扰,也能够增加公园的魅力,提高景观的观赏性。

合理利用土地原则

虽然小城镇的土地资源使用相对于大城市较灵活,土地量也更多,但小城镇的土地差别性很大。首先,恰当的选择土地是建设农业公园的基本要求。土质较好的土地适宜于植物与庄稼的生长,以及各类园艺活动的开展;土层较薄的石质土地,适宜于放牧或建设活动场地。同时,生物多样性较好的土地区域,可考虑建设保护区域或保护与游憩相结合进行开发建设。除了土地的本身特性外,小城镇不同区域与城市的位置关系也至关重要。与城市较近的区域,即使土地拥有很高的生产能力,也要结合实际情况,适当保护和建设乡村游憩空间。总之,土地的综合、合理应用是小城镇农业公园建设的重要基础。积极发展观光农业原则目前的观光农业大致可以分为两大类:第一类是以农为主的观光农业,第二类是以旅游为主的观光农业。以农为主的观光农业是一种提高农业生产和农业经济,并有效保护乡村自然文化景观的高效推广示范农业开发形式。城郊观光农业是利用城郊的田园风光、自然生态及环境资源,结合农林牧副渔生产经营活动、乡村文化、农家生活,为人们提供观光体验、休闲度假、品尝购物等活动空间的一种新型的“农业+旅游业”性质的农业生产经营形态。无论哪类观光农业,都可以销售大量的农产品并促进经济的发展,还可以推广成熟的技术和经营方式,促进现代农业的整体发展。农业生产和农业景观吸引旅游者前来观光,这为城镇及乡村带来很大的利润,是应该探索和推广的新形式。

整体性美学原则

在追求农业公园景观多样性的同时,还应注重农业公园景观的整体性。一方面公园要与所在区域的环境背景相融合,不破坏原有环境的整体风貌;另一方面公园内的各种景观要素要相互联系与协调,无论是形式、材料,还是外观等要有所呼应,形成公园的整体风格,突出特色。人们从农业公园中获得的审美情趣是实现游人与公园的协调发展的关键。农田斑块、防护林网、水系廊道等不仅是农业景观的生物生产过程,也是人们活动美感的重要元素。

第12篇

关键词:玉米;地方种质;遗传多样性;湖北省

中图分类号:S513;S326 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)14-3253-04

玉米在湖北省是仅次于水稻、小麦的第三大作物,播种面积和产量呈逐年增加趋势,2012年玉米种植面积达到59.33万hm2,总产为28.255亿kg,发展势头强劲。湖北省是中国地势第二级阶梯和第三级阶梯的过渡地带,地势为西、北、东三面高起,中部低下向南敞开,具有马蹄形层状分布的特点。地貌类型复杂多样,区域差异明显[1]。玉米地方品种经长期的自然和人工选择,演变出了适应于不同土壤、气候和耕作制度的多样性的品种类型,积累了大量的适应当地生态条件的优良基因,形成了极其丰富多彩的玉米资源类型以及部分具有独特优良性状的资源材料,对拓宽现有玉米种质基础具有广泛的利用价值。遗传多样性(以下简称多样性),狭义地是指种内的遗传变异,它是作物遗传改良的基础,是选育优良农作物品种的必要条件[2]。随着农业生产的发展和杂种优势的利用,地方品种多数被淘汰,多样性严重“耗失”。加之现代育种工作又往往只注重产量或其他个别性状,选种集中于少数材料上,因而种质遗传基础狭窄和资源利用率低的问题便日益凸显出来[3-8]。因此,加强对资源材料的鉴定和遗传多样性的研究评价,有利于育种工作者深入了解种质资源的全貌,开阔育种取材的思路,从而正确地选择利用资源材料。对湖北省保存的1 318份玉米地方种质资源进行遗传多样性分析,可为湖北省玉米地方种质的深入研究和开拓利用以及玉米新品种的选育提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以湖北省农作物种质资源库保存的1 318份玉米地方种质资源为分析材料。

1.2 数据来源

农艺性状数据来自2009年的观察值,由武昌、恩施、监利等地提供;品质性状数据由中国农业科学院品种资源研究所统一测定。

1.3 分析方法

参加统计的所有数据为各材料种植小区的各性状平均值。计算所有材料株高、穗位高、生育期、穗长、穗粗、千粒重6个农艺性状和粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪3个品质性状的平均值、标准差和变异系数等[9,10]。9个性状的多样性指数的计算方法:先计算参试材料总体平均数(x)和标准差(δ),再对数量性状进行10级分类:1级xi

多样性指数在生态学和遗传学研究中广泛应用,具有加权性,可以用来合并不同性状、位点或者不同地区材料的变异,能较好地比较某一作物、某一物种或某一地区的遗传多样性。

2 结果与分析

2.1 湖北省玉米地方种质资源的多样性分析

2.1.1 玉米地方种质资源的地区多样性 从不同地区收集到的1 318份湖北省玉米地方种质资源在数量上的分布为宜昌>恩施>十堰>襄阳>咸宁>武昌>黄冈>随州>黄石>荆州>孝感>鄂州,即以宜昌、恩施、十堰、襄阳地区居多(表1),这4个地区的地方品种数量之和占全部总数的91.58%。湖北省玉米地方种质资源的地区多样性差异较大,多样性较为丰富的地区是宜昌和恩施,多样性指数分别为2.082 9和1.988 0;其次是十堰、咸宁、黄冈,多样性指数范围为1.313 9~1.562 4;再其次是襄阳、随州及荆州,多样性指数范围为0.955 7~1.149 9;黄石和武昌的多样性相对较低,多样性指数分别为0.562 3和0.173 2;孝感和鄂州多样性最低,多样性指数均为0。襄阳地区地方品种数量排在第4位,而多样性指数却排在第6位,可见,多样性指数不仅与品种数有关,而且与品种在各县(市)的分布有关。由上述可知,宜昌、恩施、十堰3个地区是湖北省地方品种多样性丰富的地区。

2.1.2 玉米地方种质资源生态区多样性 湖北省按照地形和生态特点可划分为鄂西、鄂西南、鄂西北、鄂北、鄂东南、鄂东北和江汉平原7个生态区。由于地理条件的差异,湖北省玉米地方种质资源各生态区的多样性差异也十分明显,多样性指数范围为0.884 1~2.371 2(表1)。品种数最多的是鄂西生态区为673个,占到总数的51.06%,其多样性指数也最高,为2.371 2;品种数排在第2、3位的分别是鄂西南、鄂西北生态区,品种数分别为326和201,多样性指数分别为1.930 6、1.606 3;鄂东南生态区品种数虽然只有47个,但多样性指数却较高,为2.156 6,排在第2位。鄂北、鄂东北、江汉平原3个生态区品种数只占总数的5.39%,多样性指数也相对较低。由此可见,鄂西、鄂西北、鄂西南以及鄂东南生态区是地方品种多样性丰富的生态区。这些生态区共同的地理特点是多山多丘陵,平均海拔高,地形地势复杂多变,交通不便。正是由于各生态区生态条件的迥异,加上地形地势的天然阻隔作用,使得玉米各地方种质间难以实现基因交流,从而成为湖北省玉米地方种质演变和多样性丰富的地区。

2.2 湖北省玉米地方种质资源主要农艺性状和品质性状的多样性分析

2.2.1 农艺性状 对株高、穗位高、生育期、穗长、穗粗以及千粒重6个主要农艺性状的平均值、极值、变幅、标准差、变异系数、多样性指数进行整理。结果表明,主要农艺性状的各指标均存在较大的变异(表2)。千粒重的变幅最大为410 g,变异范围 65.00~475.00 g,平均千粒重(252.88±54.76) g,变异系数为21.65%;株高的变幅较大为249 cm,变异范围91.00~340.00 cm,平均株高为(239.40±41.53) cm,变异系数为17.35%;穗粗的变幅最小,为3.70 cm。变异系数中最大的是穗位高(27.13%),其次是千粒重(21.65%)、株高(17.35%),穗长(16.47%),变异系数最小的是穗粗(10.73%),所考查的6个农艺性状的变异系数为27.13%~10.73%,平均为18.02%。各农艺性状多样性指数均较大(图1),除生育期性状略低于2.00外,其他农艺性状的多样性指数均高于2.00,其中穗长的多样性指数最高,接近于2.10,多样性指数平均为2.05。

2.2.2 品质性状 比较833份湖北省地方种质资源3个主要品质性状间的平均值、极值、标准差、变异系数和多样性指数,各指标间差异明显(表2)。粗淀粉含量极差最大,为10.03个百分点,变异范围为64.91%~74.94%,平均粗淀粉含量(70.03±1.73)%,变异系数为2.47%;粗脂肪含量极差最小,为2.87个百分点,变异范围为3.53%~6.40%,平均粗脂肪含量为(4.71±0.43)%,变异系数为9.09%;3个品质性状的多样性指数均在2.06以上(图1)。

对上述9个性状的多样性指数和变异系数变化趋势进行分析发现,农艺性状中的株高、穗位高和穗长以及千粒重的变异系数和多样性指数变化趋势较为一致,即变异系数大的多样性指数也较高,而3个品质性状在上述两个指标的变化趋势上则表现出明显的不一致。由上述分析可见,湖北省玉米地方品种资源拥有丰富的遗传多样性,是育种利用的宝贵材料。

2.3 9个性状遗传多样性地理分布特点

将资源份数多于40的鄂西、鄂西南、鄂西北、鄂东南4个生态区中的地方品种上述9个数量性状的遗传多样性指数进行整理,结果见图2。由图2可知,四个生态区中地方品种9个性状的遗传多样性指数有大致相同的变化趋势,其中鄂西生态区9个性状的多样性指数变化趋势最具代表性。在4个生态区中,株高、穗长以及千粒重等3个性状的多样性指数差异不大,且均高于2.00。穗粗性状的多样性指数各生态区间差异最大,最高的是鄂西南生态区,为2.07,最低的是鄂东南生态区,为1.80;多样性指数在各生态区间差异最小的穗长性状,均接近于2.08;对穗位高性状而言,鄂西、鄂西南、鄂西北3个生态区的多样性指数均高于2.05,且非常接近,而鄂东南生态区的多样性指数却低至1.87,同时,鄂东南生态区的穗粗、千粒重、粗脂肪含量、粗蛋白含量以及粗总淀粉含量等性状的多样性指数均是4个生态区中最低的,且9个性状的多样性指数差异较大,这可能与鄂东南生态区的生态亚区分布特点有关。据上所述,所考查的湖北省地方品种资源9个性状的多样性指数在鄂西、鄂西南、鄂西北3个生态区均具有较高的多样性指数,这与3个生态区复杂的地理条件、生态亚区分布以及多变的地貌特征有关。

3 讨论

3.1 地方玉米种质资源研究的重要性

有效分析和综合评价玉米种质资源的应用价值是玉米育种的重要环节,而玉米种质资源的充分有效利用,有赖于对资源的真实、准确的鉴定和评价[3,6,7]。我国玉米种质资源遗传基础相对狭窄,能有效利用的种质资源相当贫乏,这已是不争的事实。事实上,我国具有丰富的玉米品种资源,国家种质库现已保存玉米品种资源1.6万余份,其中地方种质约占90%,而国内生产上大面积应用的主要自交系的遗传基础来自农家种的仅占2%~3%[12],说明我国目前对地方种质的研究还远远不够。新的杂种优势群和杂优模式主要来自于玉米多样性中心,但还有一部分可能蕴藏在被我们忽视了的地方种质中,因此,在目前利用大量的外引群体和基因库进行全国性的种质扩增、改良和创新研究的同时,对地方种质的研究也不可忽视。我国玉米育种每前进一步,均与地方品种的挖掘利用密不可分[13]。因此,地方种质的改良和利用对推动我国玉米育种的发展具有重要意义。

3.2 湖北省玉米地方种质资源的多样性在地区、生态区间存在明显差异

通过对湖北省玉米地方种质资源地区、生态区多样性的分析,各地州玉米种质资源的多样性以宜昌和恩施较为丰富,十堰、咸宁、黄冈、襄阳、随州及荆州居其次,黄石、武昌、孝感和鄂州多样性相对较低。 各生态区以鄂西为多样性最集中地区,而江汉平原多样性最低。所统计种质的9个性状在各地区间的多样性也十分明显,多样性指数范围在1.98~2.10,且在各生态区的分布具有大致相同的特点。湖北省种质库所保存的材料包括从湖北省的12个地区收集到的地方资源,基本上覆盖了湖北省地方种质资源,具有很好的代表性,因而表明湖北省玉米地方种质资源的变异较大,遗传多样性丰富。

3.3 农艺性状和品质性状的多样性均较为丰富

从湖北省玉米地方资源的多样性分析可知,农艺性状和品质性状在所统计材料间差异显著,变异范围广泛,多样性极其丰富,这与魏凯等[2]的结果一致。除生育期外,所考查的其他8个性状的多样性指数均超过2.00,其中株高、穗位高、穗长以及3个品质性状的多样性尤为突出,因此,对这些资源的高效利用可能会创造出突破性的材料。

3.4 展望

利用现代分子生物技术对湖北省地方种质资源的多样性进行更深入的分析研究[14,15],这不仅可以较为全面地了解湖北省玉米地方种质资源的分布情况和遗传多样性的丰富程度,同时可以更加深入地探讨湖北省玉米地方种质资源与其他玉米主产省份,或国外的玉米地方种质资源之间的遗传关系,也可进一步明确湖北省玉米种质资源的地理来源问题。多样性是生命进化和适应的基础,种类多样性越丰富,物种对环境变化的适应能力也越强,种质资源多样性是育种的基础,通过多样性的研究可以从整体上把握该物种的资源。

参考文献:

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[5] 吴高岭,宋德凤,徐尚忠.数值分类法在玉米品种资源上的应用[J].玉米科学,2000,8(1):23-27

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[7] 李竞雄.玉米育种研究进展[M].北京:科学出版社,1992.

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[9] 刘来福,毛盛贤,黄远樟.作物数量遗传[M].北京:农业出版社,1984.

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[12] 刘世建,荣廷昭,杨俊品,等.四川地方玉米种质的SSR聚类分析[J].作物学报,2004,30(3):221-226.

[13] 徐孝曦,黄德刚.玉米种质资源概况及其改良利用研究[J].种子,2008,27(7):70-72.

第13篇

关键词:农作物多样性;粮食作物多样性;经济作物多样性;多样性指数

中图分类号:Q16;S51文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)12-2377-03

Diversity of Crops in China

ZENG Feng,AN Hong-mei,TANG Yong-jin

(Department of Agronomy, College of Life Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan,China)

Abstract:In order to probe the characteristics and variation of crop diversity in China, the diversity indexes of planted crops in 31 provinces and the whole country in 1981, 1995 and 2008 were compared and analyzed. The results were as follows. ① The national crop diversity in 1990s was higher than that in the 1980s, but it just changed a little during nearly 20 years. Grain crop's diversity was relatively stable during nearly 30 years; while economic crop's diversity reduced gradually. ②Yunnan, Guizhou, Shanxi,Inner Mongolia, Chongqing, Sichuan, Gansu and Ningxia had relatively big diversity of crop and grain crop; while Jiangxi, Guangdong, Hainan, Hunan, Fujian,Jilin, Qinghai and Tibet were characterized by relatively small diversity of crop and grain crop. ③ Shanxi, Inner Mongolia, Shaanxi,Jilin, Heilongjiang and Henan were characterized by relatively large diversity of economic crop; while Qinghai, Tibet, Beijing, Tianjin, Shanghai, Fujian, Shandong and Guangdong had relatively small diversity of economic crop. ④ During nearly 30 years, various changes of crop diversity existed in different provinces. The investigations showed that the increasing of crop diversity existed in southwest and partial northwest provinces; while it was reduced in Shandong, Jilin provinces. Each province should ascertain the appropriate size of crop diversity according to local topography and landforms, soil, climate and agricultural production condition to use local resources fully, keep farmland ecosystem balance and stability and keep sustainable development of agriculture.

Key words: crop diversity; grain crop diversity; economic crop diversity; diversity index

农作物多样性是农作物及其与环境形成的生态复合体,以及与此相关的各种生态过程的总和,包括生境类型的多样性、物种多样性(包括半农家栽培种、栽培种和受到管理的野生种)和遗传资源与种质的多样性[1]。物种多样性是农作物多样性的核心,指的是某一地区内农作物种类与数量的丰富程度。不同种类作物之间存在着相互促进、相互利用的密切关系,作物的某些抗逆性、抗病虫害和品质特性只有在种植多种作物时才能表现出来[2]。因此,农作物种类越多,生态系统越稳定。由于农业结构的不断调整,我国农作物多样性在不同时期和不同地区差异很大,但人们对此研究很少。本文利用多样性指数的方法,定量研究我国近30年来不同年代各地的农作物多样性情况,以从宏观上探索我国农作物多样性的特点及其变化规律。

1研究方法

根据1982年和1996年的中国农业年鉴与2008年中国农业统计资料,计算全国和各省市自治区1981年、1995年和2008年的农作物多样性指数、粮食作物多样性指数和经济作物多样性指数。采用Shannon信息指数作为农作物多样性指数,计算公式为H=-∑PilnPi。式中,H为多样性指数,Pi是第i种作物的面积比例;当Pi=0时,对数值无意义,为保证形式上的一致,规定ln0=0[3]。

根据多样性指数计算公式的统计学和生态学特性,作为农作物多样性指数,其多样性指数越大,表明该省农作物种植的种类越多,各种作物面积分布越均匀;多样性指数越小,表明该省农作物种植的种类就少,各种作物面积分布不均匀,或者是少数种类面积过大[4]。粮食作物多样性指数和经济作物多样性指数的计算方法类似于农作物多样性指数的计算方法。本研究的粮食作物包括稻谷、小麦、玉米、谷子、高粱、大麦、其他谷物、大豆、绿豆、红小豆、其他豆类、马铃薯、其他薯类,粮食作物总面积用这些作物面积相加得到。经济作物包括花生、油菜、芝麻、胡麻、向日葵、其他油料作物、棉花、麻类、甘蔗、甜菜、烟叶、蔬菜、瓜果、药材,经济作物总面积用这些作物面积相加得到。

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2结果与分析

2.1全国和各省市自治区农作物多样性变化情况

全国和各省市自治区农作物多样性指数计算结果见表1,从表1可见,各省市自治区同一年份的农作物多样性指数差异较大。1981年和1995年多样性指数最大的是山西,最小的是;2008年,多样性指数最大的是云南,最小的是江西。表1还表明,同一省市自治区在不同年份的农作物多样性指数变化是不同的。有的农作物多样性指数在下降,如北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江、山东、河南;有的农作物多样性指数在上升,如浙江、福建、湖北、广东、四川、贵州、云南、、陕西、甘肃、青海、宁夏;有的变化较小,如内蒙古、上海、江苏、安徽、河南、新疆等;还有的变化不稳定,如山西、江西、广西等。全国农作物多样性指数1995年比1981年略有增加,而2008年与1995年相对稳定。

如果以多样性指数大于2.2、2.2~1.8、小于1.8来划分,则可把各省市自治区的农作物多样性分成大、中、小三类,表2列出了各省市自治区不同年份的分类情况。从表2可见,在1981年,全国只有3个省自治区的农作物多样性指数大于2.2,主要分布在北部;1995年有11个省自治区的农作物多样性指数大于2.2,主要分布在北部、西南和西北;2008年有9个省市自治区的农作物多样性指数大于2.2,主要分布在西南和西北。广东、江西、的农作物多样性指数一直较小。

2.2全国和各省市自治区粮食作物多样性指数的变化情况

全国和各省市自治区粮食作物多样性指数计算结果见表3,从表3可见,1981年,粮食作物多样性指数最大的是山西,最小的是江西;1995和2008年粮食作物多样性指数最大的是内蒙古,最小的还是江西。从表3还可以看出,同一省市自治区在不同年份的粮食作物多样性指数变化有很大差异。粮食作物多样性指数下降的有北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、安徽、山东、河南、海南;粮食作物多样性指数上升的有上海、浙江、广东、四川、贵州、云南、甘肃、青海、新疆;变化较小的有江苏、安徽、湖北、湖南、广东等;还有的变化不稳定,如北京、河北、山西、内蒙古、福建、江西、湖南、广西、、陕西、宁夏等,但全国粮食作物多样性指数变化较小。

2.3全国和各省市自治区经济作物多样性指数的变化情况

全国和各省市自治区经济作物多样性指数计算结果见表4,从表4可见,1981年,经济作物多样性指数最大的是内蒙古,最小的是;1995年经济作物多样性指数最大的是陕西,最小的是青海;2008年,经济作物多样性指数最大的是黑龙江,最小的仍是青海。天津、河北、内蒙古、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、河南、湖北、湖南、广东、广西、海南、贵州、新疆等省市自治区的经济作物多样性指数在下降,吉林、安徽、湖北、贵州、、宁夏等省自治区的经济作物多样性指数的变化较小,而北京、山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、四川、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏等省市自治区的多样性指数有升有降。全国经济作物多样性指数逐年降低,特别是近10年,经济作物多样性指数降低迅速。

3小结与讨论

根据多样性指数情况,可以认为,全国农作物多样性在20世纪90年代高于20世纪80年代,但近20年来变化较小;粮食作物多样性30年来相对稳定,经济作物多样性逐渐降低。

不过近20年来,各省市自治区间农作物的多样性差异很大,西南地区、西北地区和北部一些省市自治区的农作物多样性较大,主要原因是这些省市自治区的作物种类多,面积分布比较均匀。如内蒙古2008年的各种作物种植面积占当年总种植面积的百分率分别为稻谷1.51%、小麦6.96%、玉米36.03%、谷子2.21%、高粱1.73%、大麦2.07%、其他谷物5.72%、大豆10.29%、绿豆3.51%、红小豆0.46%、其他豆类1.72%、马铃薯10.46%、其他薯类0.30%、花生0.29%、油菜3.40%、芝麻0.07%、胡麻0.75%、向日葵6.28%、其他油料作物0.07%、棉花0.03%、麻类0.05%、甜菜0.75%、烟叶0.08%、蔬菜4.01%、瓜果0.81%、药材0.44%。而华南地区、江西等省的多样性一直较低,主要是单一作物面积的比重过大,如江西在2008年的稻谷面积占了农作物面积的61.07%。

各省市自治区农作物多样性的变化不同。山东、辽宁、吉林等省的多样性显著降低。说明这些省在作物结构调整中,重视增加优势作物面积的比率来提高作物产量。例如山东省在1981年的玉米面积占作物播种面积的21.12%,大豆面积占6.90%,而2008年的玉米面积提高到了26.69%,大豆面积下降到1.56%。

一个地区农作物多样性大,作物种类较多,就可以充分利用多样化的生态资源。因此,在地形、地貌、土壤和气候条件复杂多样的地方,可适当提高作物的多样性。农作物多样性小,作物种类较少,少数优势作物的面积比率大,适宜于地形、地貌、土壤和气候条件比较单一的省市自治区,可以充分发挥优势作物的增产潜力和规模效益,提高作物总产量,但应避免过度单一化带来的农田生态系统稳定性差的问题。

参考文献:

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第14篇

    【关键词】人口;农业;生物多样性保护

    【英文关键词】agriculture; biodiversity conservation; population

    【正文】

    一、人类发展和生物多样性保护

    联合国《千年生态系统评价报告》(2005年)中将持续的生物多样性丧失认定为人类和其它物种所赖以生存的生态系统衰退和变异的一个关键因素,而人类环境因素又是造成这一问题的一个主要原因。在漫长的地球历史进程中,人类可能已经将地球物种灭绝的速率在自然速率的基础上加快了一千倍,而在这个已经十分脆弱的地球生态系统的现存物种中,百分之十二的鸟类,百分之二十五的哺乳动物和至少百分之三十二的两栖类动物将面临在下个世纪完全灭绝的危险。[1]人类活动已经将这个星球推向了大量物种灭绝的边缘,而这一切现象的结果将最终指向人类自身,威胁人类安全。

    由于人为因素造成的栖息地丧失和栖息带断裂被视为生物多样性保护的主要威胁。到二十世纪末,人类所利用的土地面积已经超过了地球土地总面积的百分之四十,并将其中三分之一的土地转化为城市和农业用地。[2]将森林移为农田,用河流来发电,采集和捕猎野生生物以获取食物和进行贸易这些行为本身可能并不会立即结束自然演进的过程,但是其中的每一种具体行为都会影响和改变生态景观,并打乱自然演进的步骤。

    在世界日均家庭生活费用低于一美元的人口当中,有三分之一为农业人口。在全世界一万七千余个主要野生动植物保护地中,超过百分之四十五的土地被主要用于农业及其相关产业用途。[3]生活在地球上二十五个生物多样性重点区域的十亿人口当中,贫困农业人口和低收入农业人口对于生物资源的依赖表现得尤其突出。在今天,全世界有超过三亿五千万的贫困农业人口依靠森林以获得食物和生活来源。六百万贫困人口依靠在野生生物栖息地内进行牲畜养殖和放牧以得到最基本的食品和微薄的收入。超过三千万贫困人口以捕鱼为生。丛林猎物仍然是西非大多数居民最重要的蛋白质来源,而野生植物更被采集以广泛地用于饲料,肥料,燃料和建筑材料。人们通过烧荒,拓殖的“游耕”方式开垦土地以用于耕种,而这种生活方式的直接后果则是较低的农业产出、低牲畜养殖率、生物多样性的丧失和自然灾害风险的增加。

    当今全球和区域性生物多样性保护工作呈现出逐步上升的国际化趋势,越来越多的国家开始相互合作,在越境区域、边界地带构建国际保护区域或者网络,以实现与其本国境内的生物多样性保护区域形成较好的衔接,扩大生物多样性保护的范围和成果。在2005年,大湄公河次区域国家中国、老挝、缅甸、柬埔寨、泰国和越南共同合作构画了“大湄公河次区域生物多样性保护走廊计划”。依照该计划,全部六个次区域国家将在科学考察和评估、构建区域性野生生物栖息地和资源保护网络、保护珍稀物种以保持生物多样性和实现可持续发展方面展开广泛的合作。

    根据计划,大湄公河次区域生物多样性保护走廊项目开展的前十年将选取中国西双版纳、中越交界黄连山 – 老挝丰沙里地区, 老挝南部山地国家自然保护区, 缅甸德林达伊西部森林-泰国岗卡章国家公园地区, 以及柬埔寨豆蔻山脉五个六国境内和越境区域作为重建野生生物栖息地的试点区域。[4]其目的是保护和合理利用生物资源,在保护生物多样性和地貌的同时,减少贫困,提高当地人口福利。

    二、次区域生物多样性保护的人类环境因素考查

    全长4909公里的澜沧江-湄公河现为世界第十长,海拔第八高的河流。它发源于海拔约5200米的中国青藏高原唐古拉山脉,自北向南蜿蜒2190公里流经中国青海、西藏和云南省。在流出中国后继续流经缅甸、老挝、泰国、柬埔寨和越南共2719公里。 [5]在这段旅程中,澜沧江-湄公河首先形成缅甸和老挝的边界线,随后又成为老挝和泰国的分界线。在流入老挝南部腹地之后,澜沧江-湄公河转向流出老挝,并再一次成为泰国和老挝的边界线。此后,它流入柬埔寨,并通过洞里萨河与柬埔寨的大湖洞里萨湖相接。最后,澜沧江-湄公河流入越南并最终注入南中国海。

    (一)人口统计学的视角

    在由澜沧江-湄公河串起的大湄公河次区域中,农业人口数量超过区域内全部常住人口数量的百分之七十以上,而在例如老挝、柬埔寨这样的农业国家,农业人口的比例更达到甚至超过其全国人口总量的百分之九十。大湄公河次区域的人口统计结果,直接体现着在这片土地上有多少人口将对生物多样性保护工作以及新的生物多样性保护走廊计划带来潜在的威胁。截至2000年,在次区域二百三十三万平方公里的土地上,居住着超过二亿四千六百万人口。在过去三十年中,下湄公河流域的人口数量增加了一倍。统计数据显示,直到2025年,大湄公河次区域的人口将在现有基础上增加百分之三十到五十。[6]虽然在文章的开头提到,人类活动正在并将继续通过各种方式对地球环境造成直接或间接的影响,这一点也是造成生物多样性丧失的一个根本因素;而同时对于人类活动的分析和考察也更加直观和精确地体现着人类对于环境造成的消极影响和损害,但是,研究人员和专家将野生生物栖息地和保护核心区区域内和周边的人口数量和人口聚居规模归为生物多样性保护的最大的潜在威胁性因素。[7]人类聚居可能导致对森林的破坏,牲畜养殖的增加,农业及其相关商业规模的扩大和增长,乃至加速大规模和系统性的城市化进程。

    地处次区域的中国云南省,澜沧江-湄公河的流域面积约为八万八千七百平方公里。流域范围人的人口密度为69.6人/平方公里。[8]在其它次区域国家,截至2004年,老挝人口密度人24人/平方公里;缅甸为74人/平方公里;泰国人口密度人124人/平方公里;柬埔寨为72人/平方公里;而在越南这一数据则达到246人/平方公里,而该数据亦是世界国家人口密度的最高值。[9]

    虽然在以上统计中,次区域各个国家和地区的人口密度数呈现出较大的差异,但研究表明,当某一地域人口密度达到或超过10人/平方公里时,人类活动对于环境和生物多样性的消极影响便开始产生。[10]而卫星图片显示在大湄公河次区域,即使是新建的生物多样性保护走廊地区人口密度依然已经达到或者超过了这个数字。以次区域国家人口密度最低的老挝为例,在新建的老挝南部山地生物走廊区“Xe Pian – Dong Hua Sao – Dong Amphan”的统计人口数为5万。在Xe Pian地区聚居的八十个自然村落中,有十四个直接处于保护区内,此外该地区范围内还散落着七个少数民族聚居区。Dong Hua Sao地区人口总量为2.88万,在地区涉及的八十二个自然村中,有两个直接坐落于保护核心区内。[11]而在次区域的一些沿海和低地地区,人口密度更是达到了750人/平方公里。[12]

    在老越交界的安南雨林,在柬埔寨北部平原林区,在中国的西双版纳,以及在次区域的广大保护区范围内,人口聚居和人口密度都被视为生物多样性保护的最大威胁。

    (二)农业适应性和农业经济

    农业,作为造成栖息地衰退和减少的一个全球性主要因素,仍然是生物多样性保护的一个重要威胁。随着世界人口数量增加以及由此带来的食物需求量增长,农业发展对于土地不断增长的需求在未来的几十年中仍将不断地扩大和加深农业及其相关产业活动对于全球的生物多样性和生态系统平衡造成的消极影响。在大湄公河次区域巨大的农业人口群体中,小规模自耕农和贫农仍占绝大多数,过着半自足或者基本自足的生活。农业适应性和农业经济的发展也由此成为衡量次区域生物多样性保护可行性的一个不容忽视的因素。

    大湄公河次区域主要有两种农业生产形式:温饱型自给粮农业生产和商业性农业生产。在区域内大部分国家和地区中,水稻和其它基础粮食作物仍然是国民经济的支柱产业和主要消费品。在次区域的广大适耕低地地区,例如柬埔寨的洞里萨湖区,越南的南部平原区和泰国北部的低地区,一望无垠的稻田和其它庄稼地占据着绝大部分的土地,将原本和山地连绵成片的土地与森林完全分离开来。

    而在中国的西双版纳,柬埔寨豆蔻山脉等次区域广大山区,森林则被间或种植的混合农林间作景观和耕地人为割裂。在这些地区,人们既采用定点耕作方式,又利用通过毁林开荒、刀耕火种的游耕或者轮作方式来耕种庄稼作物。虽然研究成果显示由于农业适应性较差,在绝大多数山地类型的保护区和保护区断裂带种植水稻、木薯和玉米等粮食作物极难实现高产,甚至根本不能满足当地人自身的食物需求,[13]但是,祖祖辈辈居住在这些地区的贫困的人们仍然不断扩大耕地面积,以期增加作物产量。这种生活方式最终带来的只是贫困的加剧和当地生物物种的进一步流失。

第15篇

关键词:农业景观;园林规划设计;作用

中图分类号:TU986文献标识码: A

一、在风景园林规划设计中的运用

1、对风景园林规划设计的影响

农业景观富有浓郁地域色彩的特点以及较为完整的自然环境生态体现为风景园林规划设计产生了较为深远的影响。

1.1对风景园林设计元素的影响

一些风景园林设计师将农业元素运用到城市风景园林设计中,运用艺术的手法对农业元素进行抽象、转变和再加工,最为直接的表现就是在城市公园设计中加入田园山水元素,设计出田园山水风景。

1.2对风景园林规划设计形式的影响

这主要表现在风景园林设计师对局部农业景观特征的运用,尤其是对最具农业景观代表性的农业耕作景观表现出极大的兴趣,如很多风景园林设计师就将梯田作为风景表现的一个重要形式运用到园林景观布局中。

1.3对风景园林设计氛围的影响

最后,农业景观对风景园林规划设计的影响还体现在园林氛围营造方面,设计师善于捕捉农业景观所代表的自然规律发展动态,将园林景观氛围设计为一个随着大自然系统的改变而不断循环变化的景观系统,让人们真正感受到园林景观带来的活力。另外,设计师还将农业景观中体现地域文化特色的元素进行提取、加工,将文化历史沉淀与鲜明的地域特色融合到风景园林设计中,营造出浓厚的地域归属感和认同感。

2、在风景园林规划设计中的再现

城市化进程的加快让人们对农业景观的需求显得越来越为迫切,农业景观成为风景园林设计师的重要设计元素。

2.1延续历史文脉

农业景观是人们对大自然进行改造的产物,凝聚体现着人们的生活、生产、民俗风情、历文化、经济社会等要素,记载着地域发展历史、发展历程以及文化沉淀过程。这些元素被园林设计师运用到规划设计中,不仅能够提升风景园林规划的品味和品质,而且能够起到延续历史文脉的作用。

2.2体现农业体验

农业体验是风景园林规划设计中常常用到的一个部分,很多的城市公园、绿地设计中常常会留出一部分土地用来种植农作物,风景园林设计师的这一作为为人们特别是城市儿童提供了认识农业生产的机会。设计师用较为自然、委婉的设计手法将农业体验巧妙的与现代园林风景进行融合,通过农业体验为人们传递了农业景观的地域历史塑造过程。

2.3运用田园风光

通过搭建观景平台、设计围栏矮墙来搭配花园,让人们体现田园农业景观是现代很多风景园林设计师重要的设计手法。另外,风景园林中的林荫道往往伴随着具有农业气息的风光景色,也是很多风景园林设计师的常用设计形式。

二、园林规划设计中农业景观处理的对策建议

1、造景元素的运用

农业景观中有很多可以利用的造景元素,比如农田、树林、蜿蜒的小路、鱼塘、山谷、山坡、野草野花、芦苇丛等,这些景观基本上可以分为生产景观、生活景观和自然景观3种类型。在园林规划设计过程中,可以从中提炼出适合的造景元素,进行统一和谐的组织,在延续农业文化特征的基础上,构建起当地气候条件、满足城镇居民需求的园林景观。

在运用这些造景元素进行规划设计的过程中,需要注意以下几点:(1)统一性:所谓的统一性就是景观设计的部分与整体的统一、内容与风格的统一。在设计中各种造景元素要形成一个整体,彼此之间要相互协调,不能带给人一种突兀感,也不能单调的重复,给人一种协调和节奏感。在设计中,不是简单的造景元素的堆砌,而是要达到一种合理性,给人一种自然景观元素的感受,减少单个造景元素给人的零碎感。(2)谨慎的进行新景观的嵌入:农业景观本身就是固定的具有统一性的自然景观,在形成的过程中人为因素比较少,在规划设计的过程中要最大程度的减少人造景观,即便是需要嵌入,也需要与已有的景观协调统一起来,尤其是在与城市景观过渡地带的处理上,要体现出过渡性和平衡性。(3)多样性:多样性是农业景观的一个重要特征,是人类活动多种表达方式以及自然环境的多样性发展导致的。在园林规划农业景观的处理中,要把握景观造景元素的多样性,包括视觉多样性和生态多样性。视觉的多样性是最明显的多样性,因为任何一组景观首先是通过视觉被人们认识的,如著名的苏堤春晓,在近处桃红柳绿、生机盎然、湖波如镜,而远处的南屏山麓,此起彼伏,放佛是一个优雅的美人,给西湖增添了一种妩媚的感觉。由此可见,生态的多样性就孕育在视觉的多样性当中,虽然不会被人们直接观察到,但是却客观存在着。在园林规划设计中,必须保持视觉多样性与生态多样性的统一,注意不同性质、不同生态特性的造景元素的应用,只有这样才能达到多样性的视觉效果,同时保持好生态多样性。

2、形式的设计

在农业景观中,农业、村落、气候、经济和文化等因素都会影响到景观的形式和肌理,在农业景观的处理过程中,既要考虑农业景观与城市中的经济、社会、文化和环境功能的融合,还要考虑其中所包含的农业、村落、气候、经济和文化等因素与城市之间类似元素之间是否匹配,以及能否体现出明显的地域性特征,切忌胡乱模仿。园林审美观念中,更多的倾向于人工化的自然,形式来源于现实形态的高度归纳和抽象,这就决定了农业景观中所包含的形态类型与园林设计之间有着相类似审美特征的现实形态,进而决定了在园林规划设计中,必须将农业景观作为园林规划设计的原型。原型体现出的一方面是集体无意识的对人的想象、直觉和思维的先性约束作用,简单的来说就是要把握原有幸存景观当中的客观现象。

另外,在规划设计中,必须提炼出农业景观中所凝聚的人的感受、人事、情感,利用这些因素设计的情况,能够超越个人的深层次的心理能力,更能够牵动人的情感。这就要求在形式设计上,必须局部表现出反应农业的地貌和延续肌理。具体来说需要注意以下几点:(1)反应农业的地形地貌:农业的地形地貌不如城市的那样平坦,而是给人一种此起彼伏和若隐若现的感觉,尤其是在一些山地比较多的城市当中,有一些非常低矮的丘陵,形成了丰富的地貌特征,在园林规划设计中,要利用这些地形特征进行设计,比如利用已有的一些小山包,在公园中设计一些小山丘,保留原有的植被,并对植被进行适当的修饰,保持原有景观与城市景观的过渡,这样就能够将城市与农业联系起来。(2)农业景观中有很多耕作形成的地表纹理,在规划设计中也可以利用这些纹理,设计成带状的景观带。利用原有的田垄,将其设计成为1个月季花丛,这样的设计往往能够保持原有的地表纹理,所设计的月季花带,能够给人一种耳目一新的壮观的感觉,此起彼伏、有一眼望不到边的感觉,在视觉上非常震撼。当然,还有一些地表纹理可以融入到设计中,如原来的水田,可以将其改造成1个莲塘,莲塘中养一些生态鱼类,突出“连年有余”的传统文化观念,也能打造一个精品的景点。当然,在设计的过程中,可以对已有的地表纹理进行再设计,并不是保持原生态就是最好的,一切设计都要围绕园林项目的主题进行,只有这样才能保证视觉上的统一性。

空间的设计农业景观在空间上具有开阔视野的特点,在园林规划设计中也要顺应这一点。合理的屏蔽、弱化不理想的特征,形成设计与自然形态的最佳组合。在具体的空间设计上,要注意空间要素处理,合理地运用渐进与呼应、均衡、稳定、过渡、渐变、层次、隐喻等空间表现手法。具体来说需要注意两点:(1)利用农业构筑物来点缀空间:农业空间具有多宽敞、自由行的特征,给人的感觉是一览无余,在规划设计中如果只进行简单的模仿,难以达到理想的效果,如果能够用原有的构筑物进行点缀,就能够丰富空间层次。由于农业景观中原有的构筑物经过长期的自然作用以后,本身已经与自然环境融为一体,点缀空间不仅能够与设计后的园林环境融为一体,还利于人亲近自然,为人们营造出情趣、舒适的空间。(2)将树木作为营造空间的骨架:在农业景观中,树的品种是随着土壤、海拔高度、方向和湿度而变化的,形成不同疏密程度的群落空间,本身就是构成农业景观空间的骨架因素。在规划设计的过程中,可以利用树干、冠幅等,作为构建空间的骨架,利用这些将园林区域分为不同的空间,在保持空间布局一致性的基础上,利用不同树木组成的景观机构的围合效果,增强空间的层次感。

结束语

总之,在园林规划设计的农业景观的处理中,规划设计人员应该将农业景观的保护与延续作为设计的出发点,将农业景观融入到自然和城市中。在设计中,维持农业景观的多样性,保持原有的风光,这对于城市居民了解农业,理解农业的发展,地域文化和农业文化的互融具有重要意义。

参考文献

[1]郭尤睿.风景园林规划设计安全性研究[D].福建农林大学,2014.

[2]刘东岳.中国传统园林艺术原理在农业观光园设计中的应用[D].中国林业科学研究院,2014.