农业景观生物多样性功能和保护对策

研究表明,农业集约化生产和农业景观均质化导致农业景观生物多样性降低,致使生物多样性相关野生资源保护、自然授粉、害虫调节、水土涵养等生态系统服务功能受损,进而影响了农业可持续发展。本文对国内外农业景观生物多样性及其生态系统服务功能研究和实践进行了综述。分别探讨了农业景观在生物多样性保护、授粉服务、调节服务、水土涵养等多方面生态服务功能中发挥的作用及其生物多样性保护的意义,总结了欧美在农业景观生物多样性保护所采取的实践措施,指出中国虽然在生物多样性保护方面做出很多努力,但却忽略了对农业景观的保护,近些年的城市化和集约化发展都进一步加剧了农业景观生物多样性的丧失,亟需借鉴欧美国家经验提出我国的农业景观生物多样性保护策略。我们认为保护和提高农业景观生物多样性的生态集约化对维护农作物产量,改善品种具有重要的作用。农业景观生物多样性保护需要从农田生态系统和农业景观两个尺度上开展农业景观综合管理,提高农田作物和景观植物多样性和异质性,恢复和提高生物多样性及其生态服务功能。最后,针对我国农业可持续发展面临的问题和需求,建议从政策和法规、监测和评估、工程技术研发、技术集成示范、生态补贴制度、培训和推广等方面,开展农业景观生物多样性保护。     

喀斯特地区土地整理中的生物多样性保护

以中国-欧盟生物多样性保护项目在贵州喀斯特地区的荔波示范区为研究区,提出土地整理项目中进行生物多样性保护的思路与方法。首先基于生态敏感度评价划分土地整理重点区、自然植被保育区、林缘植被保护区、河流生态重建区和生态廊道建设区等土地整理分区,其次依照耗费距离模型选择最小耗费路径构建生境廊道,依照景观生态学原理确定景观中需保护的关键生态节点,并通过地力恢复、灌排、道路与植被恢复等土地整理工程的生态化处理达成不同分区中的土地整理与生物多样性保护目标。以生物多样性保护为目标的土地整理项目规划协调了社会、经济与生态效益,为建立可持续的土地综合整治提供理念与方法的参考。     

生物多样性与农业可持续发展

农业是为人类生存、衍续提供物质生活资料的基础产业 ,农业可持续发展是人类可持续发展的前提。本文在阐述了生物多样性是农业可持续发展物质基础的同时 ,论述了农业可持续发展正面临生物多样性的危机 ,探讨了保护生物多样性、实现农业可持续发展应采取的对策措施。     

试论生物多样性与海南农业

生物多样性在保护农业生态环境和促进农业经济健康发展中扮演着无可替代的重要角色;丰富的生物多样性为农业生产和农村经济发展提供优越条件;在保护生物多样性的同时,也应关注生物入侵问题。     

浅论我国农业生物多样性保护

介绍了我国农业生物多样性的特点及其保护现状,在分析存在问题的基础上,提出了保护我国农业生物多样性的对策及建议。     

农业景观异质性对生物多样性及其 生态系统服务的影响

农业景观中生物多样性具有特殊重要的意义,本文首先综述了农业景观异质性的组成和特征。农业景观的异质性不仅包括空间组成和构型异质性以及时间异质性,更应包括基于物种或功能类群认识的农业景观功能异质性,这对于讨论景观异质性与生物多样性的关系十分关键。纵览景观空间异质性和时间异质性对生物多样性的多尺度影响发现,很多研究证实非农生境对于维持农业景观中生物多样性十分必要,由非农生境斑块和农田基质组成异质性较高的农业景观往往促进生物多样性,不同生物类群对景观异质性的响应尺度不同。景观结构和种间作用的复合影响是异质性农业景观维持生物多样性的机制。景观异质性通过生物多样性的组成和分布进而影响其提供的生物控制、授粉和物质循环等生态系统服务。结合黄河中下游平原农业景观异质性特征及其对生物多样性影响系列研究结果,在联产承包责任制下小田块管理的农业景观中,未来相关研究应基于功能景观的时空异质性深入讨论农业景观对生物多样性及其生态系统服务的影响机制,为可持续农业景观的构建提供科学依据。     

中国的农业生物多样性保护及持续利用

中国农区内分布有丰富的野生珍稀濒危物种、生境和遗传基因资源,是农业生物多样性保护的重点。中国农业栽培、繁殖及野生生物物种种类繁多,其物种和生境类型都具特有性,由于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,造成我国农业生物多样性品种和分布面积缩小或消失。我国从５０ 年代开始保护生态系统的工作,特别是在改革开放以来,我国政府在就地保护、迁地保护、保护规划、法制建设、机构建设、宣传培训等方面,采取了一系列的保护措施,农业生物多样性保护和持续利用取得了显著成效。     

农业系统中生物多样性利用的研究现状与未来思考

"现代农业"生产力高,但生物多样性简单化、生物之间的相互作用及其生态学效应常常被忽略,其生产力的稳定性主要依赖于化学肥料、农药、灌溉和高产品种等的投入。传统农业则是利用当地生物多样性(物种多样性和遗传多样性)和生物之间的相互作用来产出食物和维持系统的稳定。因而现代农业能否借鉴传统农业对生物多样性利用的经验,将工业化模式的现代农业转换为生物多样性利用与现代技术相结合的农业受到关注。本文分析了农业系统中生物多样性的特点及农业方式对农业生物多样性的影响;综述了农业系统中生物多样性利用模式与效应方面的研究进展;讨论了在现代农业系统中,利用生物多样性需要开展的研究,即区域上如何布局农业景观多样性,农田内如何根据生物之间的互惠关系配置物种多样性的种养体系,如何建设与生物多样性利用相应的田间设施和发展新型的农业机械、并建立以信息化为基础的管理体系。     

农业规划环评中生物多样性影响评价研究

介绍了农业规划环评中生物多样性影响评价的背景、基本内涵和主要内容,概述了生物多样性评价的基本程序和工作内容。针对农业规划环评中生物多样性影响评价几乎是空白的现状,从农区和农业角度,提出农区遗传多样性、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5个评价尺度,逐一分析了各尺度生物多样性影响评价的主要内容和特点。特别指出在环评实际工作中,应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;对农业产业结构多样性,强调评估当地生物多样性变化可能带来的经济价值变化。最后,提出加强农区生物多样性影响评价的有关建议。     

生态农业景观与生物多样性保护及生态服务维持*

现代集约化的农业生产极大地改变农业景观生物多样性状况及生态系统服务功能,进而影响到农业可持续发展。大量研究显示,农业生态系统中物种多样性维持、害虫控制、传花授粉等生态系统服务功能受到景观结构的影响,仅仅改变集约化的生产方式,并不足以促进生物多样性的恢复及生态系统服务的维持,尚需考虑景观结构的调整和管理。从不同尺度上优化景观要素的空间配置和景观管理方式、建设生态农业景观成为促进农业景观生态系统服务功能维持、保护生物多样性和农业可持续发展的重要措施,具体包括:1)在区域和景观尺度上合理规划和配置种植区域和非种植区域以确保生态安全与稳定性;2)在地块间尺度保护、建设和管理甲虫带、野花带等生态设施,为农业生产提供必要生态系统服务;3)在地块内尺度通过多样化的种植和优化管理措施以获取农业生产和自然保护之间的平衡;4)整合景观规划设计与生态循环工程以促进农业景观资源的高效利用。     

Web环境下土地资源数据共享研究

研究提出以逻辑思维和形象思维为一体的Web环境下空间数据共享的实现技术方法,并结合我国宏观土地资源探索了空间数据分布模式及其相互关系,实现了由空间数据获取、标准化和规范化处理再到空间数据检索查询、分析显示和下载的共享目标。     

Influence of land use change on soil nutrients in an intensive agricultural region of North China

The pressures of development and major shifts in land use have increased the need to assess the impact of land use change on soil nutrients. This study was conducted in an area with intensive agricultural land use in north China to assess effects of land use change on soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), available phosphorus (AP) and available potassium (AK). Soil samples were collected from rainfed land, irrigated land, virgin grassland and vegetable land in 1980 and 1999. SOC, TN and AP were higher in 1999 than in 1980, and the increases followed the following order: vegetable land > irrigated land > rainfed land, except for AK. Soil nutrient contents were increased when land uses underwent the following changes (except for AK): virgin grassland → rainfed land → irrigated farmland → vegetable land. The SOC, TN and AP fluxes (rate of change in C, N, P and K as kg(ha y)⁻¹) in the transition systems from rainfed land to vegetable land were 518.46, 69 and 3.9 kg(ha y)⁻¹, respectively, which were considerably higher than the transition systems from rainfed land to irrigated land. The SOC, TN and AP fluxes in the transition systems from virgin grassland to irrigated land were 297.83, 56.3, 2.1 kg(ha y)⁻¹, respectively, which were higher than the transition systems from virgin grassland to rainfed land. The study shows that land use intensification can increase soil nutrient contents if accompanied by increased fertilizer application.     

Regrowth forests on abandoned agricultural land: A review of their habitat values for recovering forest fauna

Human land use has modified the structure and function of terrestrial landscapes throughout much of the world, with cropping and livestock grazing the major drivers of landscape change. In many tropical, sub-tropical, temperate and Mediterranean regions, regrowth forests regenerate naturally on abandoned agricultural land if human disturbance declines. With the exception of some tropical forest literature, the broader ecological and conservation literature has largely ignored the potential of regrowth forests to facilitate passive landscape restoration and the recovery of fauna communities in fragmented agricultural landscapes. This paper addresses this deficiency by reviewing the available global evidence of fauna recovery in regrowth forest from 68 papers, identifying the main gaps in current knowledge, and providing directions for further research. The majority of reviewed studies focus on regrowth in tropical regions, which often contain large areas of mature forest. Species’ utilisation of regrowth forest is highly variable and is particularly influenced by land-use history, an important determinant of the structural and compositional characteristics of regrowth forests. While site-scale (<1 ha) forest structure and floristic diversity were frequently studied, only 11 studies considered the spatial configuration and context of habitat patches and just two studies explicitly considered landscape structure. Based on this review, six key research questions are posed to direct future research on this important issue. We conclude that a broader perspective of the role of regrowth forest in the landscape is required if we are to realise the potential benefits of regrowth forest for passive landscape restoration and fauna conservation and recovery.     

基于生物多样性和生态系统服务的生态农场景观设计

近年来随着民众对良好生态环境和优质食品需求的增加,生态农场在我国蓬勃兴起。如何设计和建造生态农场成为新的研究领域。其中将生物多样性和生态系统服务整合到生态农场设计被认为是保障生态农场可持续生产的关键。本研究在回顾生态农场发展历程,分析生态农场中生物多样性的内涵,总结生态农场的景观结构、生物多样性和生态系统服务的关系及其应用的基础上,提出了以提升和利用生物多样性和生态系统服务为目标的生态农场景观结构优化的设计原则。研究建议生态农场的景观设计应主要包括农场与周围景观的关系、种植系统设计和有益生物栖息地的保护和重建3方面的内容,并具体提出了每个方面需遵循的一般设计原则。同时,研究以我国南方水稻主产区新建水稻生态农场设计为例,印证了上述原则和方法在实践中的可行性。研究表明,为了更好地将生物多样性整合到生态农场建设中,未来需要深入认识生物多样性及其生态功能,认识生物多样性与农业产量和收益的关系,开发利用能够促进有益生物多样性和生态系统服务的功能植物,并推动生态农场实施生物多样性保护的生态补偿政策的制定。本研究对推动将生物多样性保护和生态服务管理整合到生态农场设计提供了方法指导和实证,对生态农场的发展建设具有参考借鉴意义。     

北京市平原区农田景观及其要素的质量评价研究

农田景观中的防护林、道路和沟渠是土地整治等农田工程项目的重要对象,对于这些要素的评价有利于提高对农田景观要素功能、质量及相互关系的理解。本研究以农田景观要素为评价对象,借鉴层次分析法建立了北京市平原区农田景观评价体系,通过半定量模糊评价法结合实地调研,以北京市平原区的通州、顺义、大兴3区作为案例进行评价研究。结果表明:1)北京市平原区农业景观整体与各要素都处于一般、中等水平,3个调研区之间没有显著差异;2)对4个农田景观要素的评价结果则存在显著差异,道路和沟渠的评分高于中等水平,而防护林和大田低于中等水平;3)4个要素之间的相关系数分析显示,与沟渠相比,防护林和道路对大田整体质量的提升具有更为重要的作用。实地调研显示由于在已有的土地整治工程建设中缺乏对景观生态功能的考虑,北京市平原区农田景观要素存在农田防护林和绿化植被多样性低、大田开阔性不高、道路硬化过度、沟渠污染严重的问题,需在今后的农田工程项目中予以更多重视。     

基于遥感的现代与传统农业区域土地利用格局差异分析

该文以黑龙江省富锦市为研究区,以第二次土地调查数据库成果为数据源,基于GIS平台和景观指数法分析国营农场辖区即现代农业区和地方政府辖区即传统农业区的土地利用景观格局的差异,旨在为土地整治项目布局提供依据。结果表明:研究区内林带、道路、渠沟构成了区域土地利用空间格局的框架,直接影响着各种地类的规模和形状。国营农场辖区即现代农业区内林带、道路、渠沟等农业基础设施纵横交错、体系健全、井然有序,林网密度为传统业农区的1.72倍,路网密度为传统农业区的1/2,渠网密度为传统农业区2.3倍。园地、林地、牧草地、其他土地、城镇村及工矿用地散布于研究区内。耕地作为区域景观的基质,遍布整个研究区,但现代农业区与传统农业区内耕地类型存在明显差别,前者水田比例明显高于后者。土地经营管理制度不同,是导致国营农场辖区与地方政府辖区土地利用格局差异的重要原因。该项研究为科学安排土地整治项目提供参考。     

Tillage and land use effects on methane oxidation rates and their vertical profiles in soil

 The effect of land use and different soil tillage systems on CH₄ oxidation was tested in a laboratory incubation study. Intact soil cores were collected from the topsoil (0–12 cm) of a field site with ploughed, direct-drilled and set-aside treatments, and from an adjacent undisturbed forest site. CH₄ oxidation rates were 4.5 to 11 times higher in the direct-drilled than in the continuously ploughed treatment, in the set-aside soil they were intermediate. The oxidation rates in the forest soil were 11 times the highest rate measured at the field site, pointing to a distinct land use effect. Vertical profiles of CH₄ oxidation activity revealed a very clear zonation in all treatments. CH₄ oxidation increased significantly below the plough layer (0–25 cm), and showed a subsurface maximum under direct-drilling (5–15 cm) and under forest (5–10 cm). The vertical zonation under set-aside was comparable to that under ploughing. Generally, the maximum CH₄ oxidizing activity was in the zone nearest to the soil surface, unless various constraints prevented this. Received: 1 December 1997     

管理措施及土壤因子对5种农田生境地表蜘蛛群落多样性的影响

以往的研究表明有机管理有利于生物多样性保护,但在不同农业生境类型中是否都存在这个结论呢?基于此问题,本研究在一个多生境的有机管理农场与一个相邻的多生境常规集约化管理农区,采用陷阱法进行蜘蛛取样,对比有机和常规管理措施下大棚菜地、果园、稻田田埂、露天田块及农田边界等5种生境类型的农田蜘蛛多样性的差异,并分析土壤因子对蜘蛛多样性的影响。研究发现:1)有机管理与常规管理的蜘蛛物种数没有显著差异,但有机管理的果园中蜘蛛个体数比常规管理的果园中多139%,且差异显著。同一管理措施下,仅常规管理农田区的农田边界蜘蛛个体数和物种数分别显著高于其他生境均值104%和59%。2)有机管理农场比常规管理农田的蜘蛛物种组成差异略大,且在有机管理下不同生境间的蜘蛛群落组成差异更明显。3)土壤因子中有机质、全氮、全磷含量等对蜘蛛群落结构有显著影响,但对蜘蛛个体数和物种数没有显著影响,仅土壤Cu含量和蜘蛛个体数呈显著负相关。在本研究中虽然有机管理和土壤因子对蜘蛛多样性有一定影响,但不同生境间管理强度、植被结构等差异对蜘蛛多样性的影响更大。因此,发展多种农业生境类型的有机农业可提升物种β多样性。同时,在常规集约化管理农区,保留农田边界等半自然生境、适当减少化肥和农药等投入、降低农田内部的管理强度、防止土壤重金属污染等措施均有助于保护蜘蛛多样性。