發布時間:2023-09-26 08:27:25
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇農業生態多樣性,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號 X176 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)14-0202-02近年來,全球物種滅絕速度呈加快的趨勢,物種多樣性降低或物種喪失會帶來一系列負面的影響。當前,在環境與發展研究領域,生物多樣性與生態系統功能的關系是學者研究的熱點問題。作為地球上最大的人工生態系統,農業生態系統的生物多樣性問題越來越受到學術界乃至全人類的關注。
1 人類農業發展史中生物多樣性的變化
農業的發展史是人類改造自然、建立人工生態系統的歷史。在這個漫長的歷史過程中,由于人類改造自然能力的不斷增強以及對其生存環境價值取向的變化,農業生態系統生物多樣性也在不斷發生著變化,主要經歷了5個階段,具體如下:
一是森林農業。最早的農業是以原始的狩獵和野果的采集為主。在這一階段,由于人類對自然的作用力有限,以利用和適應為主,對生態系統及其生物多樣性的影響效果不大。研究表明,墨西哥東北部瑪雅的農業森林植物種類超過300種,其中超過200種植物在醫藥領域發揮重要的作用,33種植物用于建材制造領域,81種植物用于采集或其他用途[1]。二是火農業。當人類掌握作物的栽培技術后,為提高作物的產量及栽植面積,人類常采用燒山或砍除后燒掉的方法來擴大種植面積,進行單一作物的栽培。燒山會把范圍內的所有動物、植物全部燒死。火農業無疑是以犧牲生物多樣性為代價的,但是由于古代森林資源豐富,同一塊地常使用一段時間后即廢棄,由于周圍生物的再度入侵,其生物多樣性的減少可以得到緩減。三是水農業。即采用單一種植方式,在農業生產中通過灌溉解決水分供應和施肥、除草、病蟲害防治等一系列主要栽培措施,生產力得到提高。同時,其高度的人為干擾也嚴重破壞生態系統的復合結構,生物多樣性較低。但是由于水農業系統有著良好的水生環境,其生物多樣性還是有一定的保障。Heckman[2]研究發現,泰國東北部一塊傳統水稻田富含590個物種,包括146種節肢動物、166種藻類、10種兩棲爬行動物、83種纖毛蟲、18種魚類。四是石油農業。進入工業社會后,由于人口的不斷增加以及對資本最大化的追求,一些發達國家采取以高能量投入為特點的石油農業生產模式,其以石油、機械、化肥及農藥等的投入大大提高農業生產率,為人類社會在近代的高速發展做出巨大貢獻。但由于大量使用化肥和農藥,農業生態環境中的土壤結構被破壞,物質消亡導致其生物多樣性大大降低,石油農業并不能處理好生產與生態環境,資源開發利用與保護之間的關系,農業生態環境不斷惡化。五是生態農業。進入20世紀后期,由于石油農業導致的生態環境惡化不斷加重,人類開始反思自己的行為,并著力創建一種良好的人與自然以及生態—技術—經濟和諧發展的農業發展模式——生態農業。由于生態農業強調生態系統的自然屬性及其穩定性,生物多樣性的保持無疑成為其中的重點。
2 生物多樣性與農業生態系統的穩定性
生物多樣性與自然生態系統穩定性的關系問題一直是學術界沒有圓滿解決的問題。到目前為止,多數學者和研究人員都相信生物多樣性能增加系統的穩定性,但關于二者關系的研究非常少[3]。一個穩定的生態系統至少要保持一定數量的生物多樣性,這已是共識。對于現代的農業生態系統,由于人為干擾十分嚴重,因而會使其生物多樣性往往達不到一個自然穩定生態系統的要求。中科院馮耀宗通過40余年對人工群落的研究表明,隨著種類增加,層次復雜加大,系統在生物量及生產力上均有明顯增加;小氣候中隨著結構的復雜化加大,相對濕度也隨著增加,最高溫度降低,最低溫度升高,風速減少,土壤流失明顯減少,對低溫風害的抵抗力加強,表明人工生態系統結構明顯影響系統的穩定性[4]。
3 生物多樣性與農業生態系統的生產力
根據進化論理論推測,生物多樣性可提供更加豐富的可利用資源,從而提高了群落生產力,并被應用于生產實踐。當前,由于經濟發展中過于開發自然資源,生物多樣性明顯下降,也產生維持多樣性和追求高生產力的矛盾。農業生產的目標是實現作物高產、優質,而導致品種單一化,使物種減少,加速捕食生物、菌根、固氮細菌、傳粉及種子傳播生物消失的速度。
研究表明,在一定范圍內人工生態系統的生物多樣性與其生產力呈正相關關系,生物多樣性越豐富,生產力越高,從長遠來看,單一的人工生態系統生產力要遠遠差于復合型。Trenbath[5]研究表明,344個草本植物混作可促進作物增產。馮耀宗[6]研究表明,在熱帶經濟作物組成的多層多種人工生態系統,由于其能充分利用太陽輻射能量,因而提高系統生產力。作為一個典型的人工生態系統,農業生態系統在目前整個世界范圍內以單一作物作為主要種植方式的條件下,提高其生物多樣性,配置適當的混作作物,能有效地提高其系統生產力[7-8]。
4 保護生物多樣性,促進農業可持續發展
4.1 農業對生物多樣性的破壞
(1)棲境的改變。人類對土地的過度開發和集約化利用,不斷地縮小和改變著各種生物的棲息環境。在我國東南部的集中農區,由于城市化和園田化的發展,土地資源沒有得到合理的開發和利用,森林、草地和濕地生態系統不斷被蠶蝕,少量田地和濕地成為受人類影響很大的殘留野生生境“島嶼”,永久綠地面積比例過小[9]。20世紀50—90年代,全國累計開墾荒山荒地約0.34億hm2,約等于國土面積的3.5%[10],單一農業生態系統的不斷擴大,大大縮減適生物種的數量。
(2)化學污染?,F代農業的發展離不開化學產品,隨著人類對土地生產力提高的不斷需求,單一的農業生態系統導致病蟲害大面積發生,人類對各種化學農藥、化肥的依賴性進一步增強?;瘜W產品的大范圍使用,不僅對人體健康產生危害,還加快了自然物種的滅絕速度[11]。
(3)過度獵取。人類的發展進程中,一直源源不斷地從自然界中獲取資源,導致資源結構被改變,一些珍貴的野生資源數量不斷減少甚至呈區域滅絕狀態,資源價值降低。隨著沿海經濟及工農業生產的快速發展,海洋開發活動不斷增加,中國海洋生物多樣性已經受到不同程度的損害,并且這種損害正呈現持續上升的趨勢[12]。
(4)外來生物的引進和侵入。外來物種入侵對生境的影響表現為占領生態位—排擠當地物種—減少當地物種多樣性—導致生態系統單一或退化—改變或破壞當地自然景觀,污染當地的遺傳多樣性(入侵種與當地種的基因交流可能導致當地種的遺傳侵蝕)。20世紀80年代,我國從美國引進互花大米草(S.alterniflora)、從英國引進海灘大米草(Spartion angelica),并在沿海灘涂區域種植,也獲得一定的生態效益[13-14]。但隨著種植時間的持續,區域原有的灘涂生物群落結構被改變。新疆從額爾齊斯河引入的河鱸魚(Perca fulviatilis),已導致新疆博斯騰湖中的新疆大頭魚(Aspiorh-ynchus laticeps)瀕于滅絕。
4.2 保護對策
(1)開展生態農業建設。20世紀80年代初,我國提出發展生態農業,強調在保護生態系統的前提下發展農業生產。在新型的農業生產方式中,強調薪炭林建設的作用,提倡使用小水電、風能、沼氣等可再生能源;注意保護和建設植被,控制水土流失;推廣種植綠肥,提高肥料的綜合利用率,培肥地力;實行病蟲害綜合防治,控制化學污染;根據區域資源優勢和生產特點,積極調整產業結構,實行種養加相結合、農林牧副漁相結合的生態模式[15]。
(2)優化作物種植模式和土地耕作管理。單一種植和粗放耕作管理是導致農業生物多樣性減少的原因之一。因此,在進行農業生產時要因地制宜,根據生態學原理,對農田作物進行合理資源配置和種群構建,改單一種植模式為復合立體種植模式。采用復合農林業和生態農業技術,實現不同作物的輪作與間作套種,以充分利用空間與環境資源,還要加強農田的水分與土壤耕作管理,促進提高農業生態系統的生產力,同時增加農田的生物多樣性[16]。
(3)建立農業生物多樣性保護技術體系。深入研究農業生物多樣性保護的關鍵技術,建立相應的技術體系是實現農業生物多樣性保護的強有力保證。一是健全環境污染防治技術,包括優化施肥技術、高效低毒低殘留農藥的生產與噴施技術、清潔生產技術、廢棄物的資源化技術、病蟲害綜合防治技術等;二是提倡實施種質單一化防治技術,包括復合農林業技術、生態農業技術、立體農業技術等;三是采取水土流失防治與控制技術,如等高耕作技術、防護林技術、生物籬笆技術、坡面工程技術等;四是實行物種保護技術,包括基因工程技術、人工繁育技術、遺傳育種技術、就地保護與遷地保護技術等[7]。
(4)加強農業生物多樣性的監測管理。為完善和豐富農業生物多樣性系統的基礎數據,應該加強野外定位監測網絡站點的建設,綜合詳查不同地區的農業生物多樣性,進行農業生物種類的分類與編目,建立農業生物多樣性數據庫和管理信息系統。同時,適當地建立一批各具特色的農業生物多樣性保護區,加強農業生物種質資源庫與基因庫的建設,以保護農業生物的遺傳多樣性、稀有或瀕危的農業生物物種(包括野生親緣物種),進一步提高生態系統的生產力[17-19]。
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2002年召開的《生物多樣性公約》第六次締約方大會上通過的VI/7A號決定,要求各締約方制定關于把與生物多樣性相關問題納入環境影響評估及戰略環境評估立法或進程的準則[1]。2006年召開的《生物多樣性公約》第八次締約方大會上通過了“關于涵蓋生物多樣性各個方面的影響評估的自愿性準則”的第VIII/28號決定[2]。我國是最早簽署《生物多樣性公約》的國家之一,政府積極采取措施履行公約規定的義務。2003年9月1日起施行《中華人民共和國環境影響評價法》(以下簡稱《環評法》),首次提出對規劃進行環境影響評價。要求“國務院有關部門、設區的市級以上地方人民政府及其有關部門,對其組織編制的土地利用的有關規劃,區域、流域、海域的建設、開發利用規劃,應當在規劃編制過程中組織進行環境影響評價,編寫該規劃有關環境影響的篇章或者說明”;“對工業、農業、畜牧業、林業、能源、水利、交通、城市建設、旅游、自然資源開發的有關專項規劃,應當在該專項規劃草案上報審批前,組織進行環境影響評價,并向審批該專項規劃的機關提出環境影響報告書”。這就意味著國家正式把針對規劃的戰略環境評價放在了重要位置[3]。2009年10月1日起施行的《規劃環境影響評價條例》(以下簡稱《條例》),是在《環評法》的法律框架下,從規范管理的角度出發,對法律不明確之處予以明確,對法律的原則規定予以細化,通過進一步完善規劃環評程序,明確實施主體,落實相關方的法律責任、權力和義務?!稐l例》的出臺,表明國家對規劃環境影響評價的執法力度將進一步加強[4]。其中直接歸屬農業部門的有農業、畜牧業專項規劃,涉農的有土地、區域、流域、海域等有關規劃。2010年9月環保部發文“中國生物多樣性保護戰略與行動計劃(2011—2030年)”,在條目五“生物多樣性保護優先領域與行動”中設立優先領域二“將生物多樣性保護納入部門和區域規劃,促進持續利用”,要求“開展生物多樣性影響評價試點”[5]。我國是生物多樣性大國,生物多樣性居世界第八位。我國又是世界上人口最多、約85%左右的人口在農村的農業大國,對生物多樣性具有很強的依賴性。農業部門制定的農業規劃以及其他部門制定的涉農規劃,絕大部分是在農區實施的。農區是由原本豐富多樣的生物地理就界開發而來,農區邊際土地仍然是生物多樣性相對富集的區域,農區生物多樣性也是國家生物多樣性的重要組成部分。開展農業規劃環評生物多樣性影響評價是農區生物多樣性保護與管理的基礎,也是環評不可缺少的內容。
2生物多樣性影響評價基本內涵與主要內容
2.1基本內涵
生物多樣性保護是生態和環境保護的核心內容之一,而環境影響評價是從源頭保護生物多樣性的重要途徑。農業規劃環評中生物多樣性影響評價的基本內涵就是:農業規劃實施對規劃區域的遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性可能帶來的影響進行分析、預測與評估,提出避免、預防或減輕不良影響的對策和措施,建立監測機制并跟蹤評價,持續改進達到保護目的。
2.2主要內容
農業規劃生物多樣性影響評價的主要內容有4方面:
(1)分析預測規劃實施可能會影響到實施區域生物多樣性的哪些方面。關于生物多樣性影響評價的分析尺度,目前比較公認的是遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性。隨著景觀生態學的發展,將景觀生物多樣性納入生物多樣性保護的層次;
(2)對影響可能造成的后果加以評價包括短期影響、長期影響、直接影響、間接影響、累積影響等,影響是否有利,是否可恢復等。
(3)針對生物多樣性各層次的影響,需要采取哪些預防和保護措施;
(4)建立長期監測生物多樣性的機制,跟蹤和預測生物多樣性的變化趨勢。
3農業規劃環境影響評價中生物多樣性影響評價基本程序
根據農業規劃環評中生物多樣性影響評價的基本內涵,其基本程序包括規劃分析、現狀調查與分析、影響要素識別、影響預測與評價、預防和保護措施、監測與跟蹤評價等。
3.1規劃分析
規劃分析首先是規劃的協調性分析,規劃協調性分析可以幫助了解規劃政策背景[6],分析規劃與相關政策法規的一致性、與產業政策的符合性、與國家及地方有關規劃的符合性,同時避免不同部門、不同層次間規劃缺少銜接以及沖突[7]。包括外部協調性分析和內部協調性分析。外部協調性主要是分析規劃目標的合理性與限制性,內部協調性是分析規劃界定的主要內容之間是否存在沖突等。其次是分析規劃的有關內容,包括規劃的編制背景、規劃的目標、規劃的對象、規劃的具體內容、實施方案、實施范圍、實施期限等。第三是分析規劃的不確定性[8]。各級政府和部門編制的規劃其協調與銜接狀況對規劃的實施具有不確定性、規劃本身的遠期不確定性、規劃的具體項目的不確定性、污染物排放量的不確定性等。
3.2現狀調查與分析
根據生物多樣性的層次及保護需要,調查農業規劃實施區域生物多樣性歷史演替過程和現狀。重點調查分析以下區域的生物多樣性:(1)具有生態學意義的保護目標;(2)具有美學意義的保護目標;(3)具有科學文化意義的保護目標;(4)具有經濟價值的保護目標;(5)重要生態功能區和具有社會安全意義的保護目標;(6)生態脆弱區;(7)人類建立的各種具有生態環境保護意義的對象等[9]。
3.3影響識別、預測與評估
生物多樣性影響識別是在分析農業規劃目標及總體方案的基礎上,通過一定方法找出農業規劃所確定的某個項目或活動對生物多樣性影響的各種變化指標,說明生物多樣性影響的性質、程度及可能的影響范圍。影響識別主要包括以下3方面:(1)影響主體識別。識別農業規劃的目標、指標和總體方案及其執行主體,主要是可能給生物多樣性帶來影響的農業規劃活動等具體的規劃實施內容以及這些規劃實施內容具體的執行主體。(2)影響受體識別。識別規劃區域內主要的生物多樣性資源:包括遺傳多樣性與重要農業種質資源、物種與生境多樣性、生態系統多樣性,如自然保護區、風景名勝區、濕地、農田、水土流失重點治理區等的組成結構、面積和分布等;景觀多樣性,包括景觀類型多樣性、斑塊多樣性、景觀異質性和穩定性等。特別應了解該區域農業生產活動的歷史與現狀、是否產生過或者現在仍然存在一些嚴重的生態問題,因為這些生態問題往往與生物多樣性直接相關。(3)影響效應識別。識別主體(農業規劃)與受體(生物多樣性)的相互關系,確定農業規劃對生物多樣性的顯著影響及關鍵影響因子。對生物多樣性影響的強度,關注影響發生的背景。影響強度包括影響范圍、影響過程和影響性質(包括有利/不利、可逆/不可逆);影響發生的背景包括產生地點、影響時間以及受影響者的具體情況。在上述影響識別的基礎上,結合規劃的總體目標及在不同的階段或期限予以實施的情況,預測規劃實施的不同階段或期限可能造成的生物多樣性影響并進行評估。
3.4預防措施與保護方案
由于農業規劃實施范圍較大,具有宏觀性,規劃環境影響評價的生物多樣性保護也需從大的范圍和宏觀上進行把握。制定具體的預防措施和保護方案,應依次按照預防措施、最小化措施、減量化措施、修復補救措施、重建措施序列原則進行[9]。物種及其生境(棲息地)是各層次生物多樣性表現形式和基礎,對于重要物種的保護要以就地保護為主,遷地保護為輔。物種與其生境具有不可分割的聯系,保護原生境及其里面的生物資源是保護生物多樣性及其資源永存的最符合自然規律的手段,也是“生態系統方法”的基本原理之一。遷地保護措施也很重要,但它是在原生境遭到嚴重破壞和就地保護已經不可靠的情況下的輔助手段。
3.5監測與跟蹤評價
由于生物多樣性影響的表現具有滯后性特點,應建立長期監測機制,對生物多樣性保護目標動態變化進行跟蹤監測,分析生物多樣性變化的趨勢,預防可能產生不良影響的因素,及時調整保護措施,確保生物多樣性保護的有效性。
4農區生物多樣性影響評價層次及特點
農業是一種直接利用生物多樣性的產業,包括直接利用生物多樣性的資源材料以及模擬生態系統的初級生產(植物種植業)和次級生產(動物養殖業)等全部生產過程;而且還包括進一步利用生態系統中的有機物腐解過程使之轉化為農業經濟作物(食用菌養殖、微生物造肥、生產沼氣等)。考慮到農業規劃主要是在農區實施,這里的農區不是僅局限于種植業區域的“小農區”,是包括農牧漁業生產活動范圍的“大農區”,因此,就農區和農業而言,生物多樣性可分為農區遺傳多樣性、農區物種及生境多樣性、農區生態系統多樣性、農區景觀多樣性、農業產業結構多樣性幾個尺度水平[10-11]。
4.1農區遺傳多樣性影響評價特點
遺傳多樣性是生物多樣性的基本組成部分,是物種多樣性和生態系統多樣性的基礎。它通常被認為是種內不同群體之間和一個群體內不同個體之間的遺傳變異總和。遺傳多樣性是以物種為載體表現的,可以從形態特征、生理特征、細胞學特征、基因位點及DNA序列等不同方面來體現。農區遺傳多樣性影響評價應主要關注:
(1)農業活動使得生境破碎、消失引起物種種群縮小、消失導致遺傳多樣性喪失;
(2)外來物種入侵排擠當地種,使得遺傳多樣性喪失;
(3)農業新品種發展項目,對遺傳多樣性產生的影響;
(4)轉基因作物可能引起的遺傳多樣性的變化及喪失[12]。由于受科學研究的限制,在現實中只對少量的物種進行過比較全面的遺傳多樣性研究,在遺傳多樣性層次評估生物多樣性影響目前還不具有普遍意義。在環評工作中,建議把遺傳多樣性影響評價的內容與物種多樣性、生態多樣性影響評價融合在一起描述,更易于操作。
4.2農區物種及生境多樣性影響評價特點
在我國幾千年的農業栽培和養殖實踐過程中,培育了大量食用與經濟性能優良的作物、果樹、家禽、家畜。我國栽培作物種和亞種有600多個,其中已知約237種為我國自古以來的土生栽培種,位居世界前列,被認為是世界三大農業起源中心之一。其中糧食作物30多種,蔬菜200多種,牧草與飼料作物約400多種。果樹約300種,茶品種600多個,桑有15個種,共1000多個品種。家養動物品種和類群包括特種經濟動物和家養昆蟲在內,品種和類群有2000多個。除了農業經濟物種外,在農田、湖泊與河流等濕地生態系統及荒山草坡生態系統中還有大量野生動植物物種和類群。稻田中野生動物主要以兩棲類、爬行類動物和某些鳥類為主;重要雜草約有200多種。旱地生態系統中也生長著豐富的農作物伴生物種,如有記錄的農田雜草有73科、560多種,對農作物有害的動物與昆蟲約1300多種,天敵生物近2000種,其中僅棉田的重要天敵蜘蛛就有21科、89屬、205種[11]。這些構成了我國農區物種及生境多樣性。在環評實際工作中,對農業規劃實施區域內的物種及生境的全部評價是不現實的,也不符合農業規劃環評宏觀性的特點。在滿足農區生物多樣性保護要求下,物種及生境多樣性影響評價應針對區域關鍵物種及生境進行重點評價。
(1)保護物種。被國際、國家、地方、部門或保護組織明確列入保護名錄的物種。主要評價保護物種分布狀態、種群結構及現存數量、保護級別、瀕危程度、生境特點、對環境的敏感程度、農業規劃實施對保護物種的影響程度、就地保護和遷地保。護實施的可行性等;
(2)地方特有種。其分布范圍狹窄、生境條件苛刻,當分布的區域環境改變,有可能造成這些物種滅絕。主要評價特有種的特有性(國際特有、國家特有、地方特有、區域特有)、瀕危程度、生境特殊性、受影響程度、就地保護和遷地保護實施的難易程度等;
(3)重要的農業種質資源。是我國農業生產活動的基礎,關注其受保護的狀態,受影響程度,入庫保存情況;
(4)栽培和家養生物的野生近緣種和野生類型。起源于我國的栽培作物不僅種類多,而且具有野生近緣種的也多,它們是農業生物多樣性的寶貴遺傳資源;家養生物的野生型是潛在進行品種改良的重要遺傳資源。這些遺傳資源的價值難以估量,在評價中應重點確認這些物種的存在、數量、生境條件、瀕危程度、受影響和潛在影響程度、保護措施等;
(5)其他物種,規劃實施區域受到較多關注的物種,具有文化及文物特點的物種等。
4.3農區生態系統多樣性影響評價特點
我國農區生態系統按其基本類型可以分為6類:農田(水田與旱地)生態系統、種植園(水果、干果、蔬菜、茶葉、桑、藥材、花卉和其他特殊經濟作物)生態系統、草原與草地生態系統、水產水域生態系統(陸地水域和海洋水域,與濕地生態系統基本類同)、集約化養殖場系統和農區邊際土地生態系統[11]。農業規劃實施不確定性的特征,在對農區生態系統多樣性影響的質(影響性質、影響類型、影響因素)和量(影響程度、時空規律、發生概率)上有更多不確定性。農區生態系統多樣性影響評價主要是:
(1)生態系統類型結構和功能完整性;
(2)生態系統的脆弱性和整體變化趨勢;
(3)生態系統的服務功能及生態承載力;
(4)農業規劃實施可能的影響方式、范圍、強度和持續時間;
(5)受影響強度、范圍和持續時間,影響的結果是否有利、是否可逆;
(6)生態系統抗干擾的能力、恢復能力和生態系統的功能維系;
(7)預防與保護措施實施的可行性。
4.4農區景觀多樣性影響評價特點
景觀多樣性是繼遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性被提出的生物多樣性研究的第四個主要層次。這4個層次之間的關系依次為遺傳多樣性產生了物種的多樣性,物種多樣性與生境多樣性構成了生態系統的多樣性,多樣性的生態系統聚合并相互作用又構成了景觀的多樣性。農區景觀范圍多指大農業或是整個農業區域,因此對具有戰略定位的農業規劃進行景觀多樣性影響評價是非常重要的。農業規劃實施對農區景觀多樣性影響,主要關注(1)對景觀類型多樣性影響,景觀類型的分布面積和空間結構等發生明顯變化、影響強度、指標物種瀕危程度、變化是否可恢復;(2)對景觀斑塊多樣性影響,鑲嵌地塊間生境的異質性、連通性是影響生物多樣性的重要因素。農區殘存的非農作性生境,包括農田邊際土地、島狀野生生境、灌木帶、林地、水塘、溝渠、荒地和休耕地等受影響的程度,這些生境破碎化程度,影響強度是否可逆;(3)對景觀格局多樣性影響,地塊內物種的異質性和共生性影響物種多樣性豐富程度。農業活動方式變化、人為干擾強度、外源性物質流入(農用化學品等)、外源性遺傳物質入侵(轉基因種植、外來物種入侵等)的影響。
4.5農業產業結構多樣性評價特點
農業產業結構多樣性用以描述包括農、林、牧、副、漁各業的組成比例與結構變化,它反映著某一區域農業生產的總體狀況,這也是農業規劃中重要的篇章。應重點分析農業規劃實施區域規劃實施前后,農、林、牧、副、漁各業的組成比例與結構可能產生的變化,這一變化對當地生物多樣性可能產生的影響,分析影響的范圍、強度持續時間、是否有利、是否可逆等,重點評估當地生物多樣性變化可能帶來的經濟價值變化。
我們知道生物多樣性是大自然的安排,自然因素的破壞是進化的結果,人為的破壞會改變自然的安排,給我們的生存帶來危機。作物品種多樣性是一種資源,有著重要的價值,人類的衣食住行均離不開它,一旦失去生物多樣性,人類生存的基礎可能就會造成破壞。農作物的多樣性為我們提供了生存的機會,我們人類所需的食物、藥物及多種工業原材料均來自于這種多樣性,多樣性的維持有助于我們獲取食物,會豐富我們的營養,提高我們生活的質量。一旦這種多樣性減少甚至喪失,我們遭受的首要危機就是糧食危機。聯合國糧農組織不斷發出警告,現在人類生存所依賴的食物越來越集中于少數幾種,一旦遇到氣候變化或地質變化就可能會減產,而其他的作物我們已很少種植,甚至已經沒有種植了,若干年后人類的食物必然匱乏。聯合國生物多樣性項目組專家也斷言,作物多樣性的減少除了引發糧食危機外,可能還會引發其他危機,如導致藥物原材料、工業材料的減少,嚴重的則會引發疾病無藥醫治的局面;人類的食物過于集中幾種食物,導致人類飲食出現均質化的傾向,可能助長非傳染性疾病如糖尿病和心臟疾病等的患病率。農作物的多樣性在保持土壤、水資源品質及氣候調節上也發揮著重要作用。黃河流域是中華民族的發祥地,曾經物種豐富、土地肥沃,但是由于長期戰亂與過度開發,現在這里的生物多樣性已基本喪失,土地貧瘠,土地荒漠化嚴重。作物多樣性對于大氣成分調節、地球溫度等方面也有重要的作用?,F在我們所知的地球大氣層中的氧氣含量為21%,是千萬年來植物光合作用的結果,如果作物多樣性還像今天一樣在減少,有科學家預測,大氣層中的氧氣總有一天會由于氧化反應而消耗殆盡。今天地球上的生態環境日益惡化,作物多樣性的減少,還可能會影響生物鏈,最終會導致某一區域生態系統的崩潰。因此,我們需要認真對待作物多樣性的存在,一個物種一旦滅絕,便永遠難以再生。尤其是現在的一些瀕危作物種類,如果消失了,我們將失去寶貴的生物資源,對于子孫后代、對于社會發展都是巨大的損失。
2農作物多樣性減少的原因
從全球范圍來看,農作物的多樣性在減少,已是不爭的事實。我們需要探尋其原因,才能夠尋找到保護良策。從整體上來看,導致農作物多樣性減少大致有兩個方面的原因,一是自然因素,二是人為因素。自然因素是一種自然選擇的結果,生物個體在自然選擇中既能保持親本的遺傳性,也可能會出現變異,在變異中如果能夠勝出,有利變異才可以將遺傳信息延續下去,有利變異在日積月累的過程中,慢慢適應了新的生存環境,就會產生新的生物類型,也會形成多樣化的生物樣態。生物如果出現了不利變異的基因將會被淘汰,直到生存環境改變而消失。當然自然選擇過程緩慢,只有在長時間內才能看出影響。另外,氣候的變化、地質條件的改變、降雨量的減少或增多都可能會導致生物多樣性的減少。人為因素是導致農作物多樣性減少的直接原因。生物科技與農業機械化的發展使得農作物產量不斷提高,雖然滿足了人類的需求,但在一定程度上也限制了作物多樣化的發展。比如,美國已經放棄了傳統農業及耕作技術,大規模發展基因作物及產業化經營,其作物品種正在不斷減少,多樣性在喪失,有95%的蔬菜品種已經沒有在美國出現過。人類活動對作物多樣性的減少負有直接責任,具體表現在:第一,作物品種改良、外來品種的引進或遺傳物質的雜交,在一定程度上豐富了作物的多樣性,但是也使得作物類型簡單化,可能會導致一些傳統品種的喪失。比如,在印尼,過去20年來,已經有1000多個水稻品種喪失,現在75%的水稻來自單一母體,導致了水稻遺傳基因的喪失。第二,大規模的產業化生產,導致了農戶對經濟效益的追求,這必然會出現單一品種獨大的局面,而忽視來對其他品種到培育與種植。第三,生態環境的惡化,長期以來人類的開發,過度的開墾、放牧,不合理的開采,土壤污染及水質污染等,導致了作物品種的減少或沒絕。第四,城市化的發展,大型工程的建立,侵占了大量土地,需要在一些特定地域和氣候條件下生長的農作物可能會消失。
3農作物多樣性的保護對策
農作物多樣性的減少已經危及到人類社會的生存和發展,農作物多樣性的保護與恢復已經成為世界各國共同面對的任務。首先,應用現代科技,促進傳統農業發展?,F代農業與傳統農業并不對立,農業的發展與生物多樣性的保護也不矛盾,現代科技可以用來提高農業的產量,也可以用來保護生物多樣性資源,以滿足人類生存的多種需求。任何地域均有自己的環境特點,沒有一個農作物品種能夠適應所有區域,在一個地域一般有一個或幾個優勢農作物本地品種,這是傳統農業發展的根本希望所在,本地物種是在長期耕作中形成的,不能輕易放棄。當然,優質高產的農作物品種也需要培育種植,需要用現代科技來改造或是培育新的作物品種?,F代科技雖然改變了人類的耕作方式,比如化肥農藥的大量使用,但是不能廢棄傳統的施肥與病蟲害防治方法,需要從農田整體生態系統上保持高產品種與本地品種的平衡,需要保持農作物與其他作物的協調。唯有這樣,才能保持農作物多樣性的持續與傳統農業的發展。其次,加強基本農田和農家保護。農作物多樣性的存在依賴于豐富的、多樣化的生態環境。加強基本農田保護,就是要恢復退化的農田生態,恢復農作物多樣性生存的環境??梢赃\用必要的法律、行政或經濟手段,強化對基本農業耕地的恢復與管理,防止耕地流失,防止耕地土壤肥力的下降。綜合運用生態學原理,強化農田區域內生態系統建設,可以將農田基本布局、水利設施、水資源和其他的林木、草地資源相結合,形成合理的獨立的生態系統。在該系統內農作物與其他作物、生物形成合理配置,構建一個生物多樣性的農田格局。如果說農田保護是一種宏觀格局的農業保護,那么農家保護就是農民在農業生產過程中的微觀保護,是農民在種植生產與管理中進行的就地保護。
農民在農業生產過程中的決策與管理在很多時候直接決定了某一作物品種的去留,被保護的種質資源在生態系統繼續進化發展,使得該資源的多樣性不斷豐富。同時,在生態系統內,被保護的種質資源可以與其他生物發生基因交流,能夠提供該資源栽培品種的變異機率,從而最大豐富該品種遺傳基因的多樣性。因此,農家保護值得重視,不僅能夠為育種、選種及留種提供方法,還可以在生態環境改變的情況下使用,是一種可持續的保護辦法。再次,優化耕作種植模式。當前農作物多樣性減少的一個重要原因就是當前單一式的種植及粗放式的耕作方式所導致的。在耕作種植過程中,需要因地制宜,合理構建農田作物的資源及種類,將現在的單一作物種植改為復合立體式種植,強化農林牧漁的優化搭配,實現不同作物之間的輪換耕作。盡量采用綠色耕作模式,少用化肥農藥,采用生物防蟲手段,增強土壤肥力保持水土,提供農田生態系統的生產能力,從而最大限度地保持農作物多樣性的保持。復次,加強農作物多樣性的保護技術及監測手段?,F代科技為農作物多樣性保持提供了條件,需要大力發展物種保護技術、污染防治技術、種質資源監測技術及水土保持技術等。需要積極開展農業生物多樣性調查,建立生物多樣性數據庫與基因庫。有條件的地方,還可以建立農作物多樣性保護區。
關鍵詞:農業工程生態環境動態評估
農業工程是人類實施的歷史最悠久、范圍最廣泛、對自身生存和發展貢獻最卓著的工程。農業工程研究和實施的對象是生物及其賴以生存繁衍的土壤、水和空氣。過去研究和實施農業工程,總是將注意力放在妨礙或危害生物生長的直接因素上,如蟲子蠶食莊稼,就研究如何消滅蟲子,而對吃蟲子的生物會帶來什么影響則研究不夠,對由此而阻斷的生物鏈及其對生
物多樣性的影響則研究更不夠,對形成生物多樣性的母體———地球會造成什么樣的破壞,甚至連關注都很少。以至于地球上的生物正在以驚人的速度滅絕,土地肥力大量流失,人類生存環境迅速惡化。
1 農業工程研究實施不當對生態環境的破壞
農業工程是典型的系統工程,但工程不系統,則會造成生態環境破壞,使人類失去賴以生存的自然資源。農業工程造成生態環境破壞,威脅人類健康和生存的事例很多。
1.1 大面積噴灑廣譜農藥破壞生態平衡
為消滅危害森林且蔓延很快的松毛蟲,人類采用飛機噴灑農藥,有效地消滅了松毛蟲和其他害蟲,可謂手段先進,效率極高。但是,喜食松毛蟲的灰喜鵲卻因吞下被藥死的松毛蟲,而二次中毒死亡,吞吃其他蟲子的鳥兒命運亦如此。如此惡性循環,加害自身、貽害后世。
1.2 “黑風暴”使開墾者自嘗苦果
19 世紀中葉,美國采取優惠的移民開荒政策,引導人們去開墾半干旱的中西部大草原。在強大的農業機械化手段支持下,中西部很快成為美國的糧倉,這在當時,無疑是開發與就業
雙豐收的大系統工程。孰料因過度地掠奪性開墾和放牧,造成新墾地大面積沙化,逐漸成為沙塵暴的源頭。
1.3 旋耕是精耕細作和破壞土壤結構及其生態的“雙刃劍”
旋耕從表面上看是精耕細作,但事實上,旋耕不僅耕細了土壤,同時也嚴重破壞了土壤的團粒結構,不利于作物根系的發育和生長;旋耕把土壤中對作物生長非常有益的蚯蚓等大型土壤動物幾乎斬盡殺絕,使人類失去了增加土壤孔隙度的天然助手;旋耕造成有利于土壤微生物生長的腐殖質大量流失,導致細菌減少、土壤分解有機物的能力大幅度下降。與此同時,由于旋耕破壞了植物生長的土壤生態環境,人們不得不采用化學方法來促進作物的生長。但無論土壤活性劑也好、化肥也好,長期使用,都會導致土壤板結、土地肥力下降。這就是旋耕間接帶來的惡果。
2 農業工程研究實施與生態保護問題
2.1 農業工程研究與實施應當保護植物多樣性
隨著農業耕作方式的改變和植物生長環境的惡化,植物的遺傳多樣性正在逐步減少。植物多樣性減少的損失不僅限于農業生產,而且還影響到人類的健康。目前美國 1/4 的藥物是利
用從植物中提取的化學物質制造的,發展中國家大約有 35 億人的醫療保健主要依靠草藥。如果農業工程研究與實施,不充分注意到對植物多樣性的保護,在采取一項措施時,導致其他植物的滅絕或生長環境的長久破壞,實質上就是斷絕了相關的育種途徑,透支了未來的食糧,破壞了人類的生存環境和健康,最終可能導致人類自身的滅絕。
2.2 農業工程研究與實施應當保護動物多樣性
由于土壤動物是一生,或生命過程中有一段時間在土壤中度過的,一般不能直觀地被覺察到,因此很容易受到各種農業工程措施的傷害,應當引起特別關注。在進行作用于土壤的農業工程研究和實施時,要深入研究對土壤生物的傷害和生存環境的破壞,尤其是對極易受到傷害的大型土壤動物的傷害。農業工程的研究實施,要讓土壤動物成為增產的助手,而不能使
這些“助手”明顯減少,更不能造成它們的滅絕。
2.3 農業工程研究與實施應當保護土壤微生物
由于土壤微生物是肉眼看不見的,因此,在農業工程研究與實施中很容易被忽視。
2.4 農業工程研究與實施應當保護人類生存環境
以往,農業工程研究與實施不同程度地破壞了人類的生存環境,過度開墾造成土地肥力流失,圍湖造田造成濕
地銳減,等等。改造自然反而帶來對自然的更大破壞,根源在于人們對農業工程的研究和實施與環境的關系認識不足,缺乏相應的與人類生存息息相關的生態環境的保護意識。
3 保證農業工程研究實施而不破壞生態環境的對策
既然農業工程研究與實施會帶來生態與環境問題,就應當采取措施來避免或最大程度地減輕負面影響??梢圆扇〉拇胧?,主要包括建立法規、立項審查、工程評估、提高研究人員和
決策者的生態與環境意識。
3.1 強化農業工程研究與實施的立項審查
在農業工程的科研立項中,目前,已經注意到對環保的審查,但很少涉及對生態影響的審查。在工程實施立項中,我國對大型工程的生態與環境影響審查非常重視,如三峽工程對生態與環境影響的評估,成為立項評估的最重要因素之一。但在一般農業工程項目實施中,幾乎沒有生態與環境影響評估。建議在立項時,組織專家充分論證,實行生態環境評價過關制度,并建立某種形式的責任追究制度,保證評價的客觀性和公正性。
面對我們的疑問,射洪縣農業局局長蔡成銀將問題簡化為兩點:一是通過這一項目的實施,提高了人們對生物多樣性的保護意識,形成了射洪縣生物多樣性保護機制,建立了農業生物多樣性的管理、協調、監測機制,促進了射洪農業的可持續發展;二是立足射洪縣農業產業實際,實現把農業生物多樣性項目結合到現有農業項目和新農村建設項目中去,實現項目效益的最大化。
以蟲治蟲
走進金華鎮中坪村,漫山遍野的清見果樹掛滿了累累果實,盡管離成熟上市還有1個多月,但是清淡的柑橘果香已經令人垂涎欲滴。
2003年成立的金華清見桔橙有限公司,自創立之初走的就是循環農業的路子,一方面與高金公司聯辦萬頭生豬養殖場,另一方面承包中坪村等周邊4個村的3000畝地種植清見果樹,實行“豬―沼―果”模式。去年,公司實現產值4000多萬元,有效帶動了當地農民增收。
但公司生產部經理吳治德坦言,果樹防蟲治蟲始終是個難題。紅蜘蛛是清見果樹最大威脅,過去,果園每年要噴施2―3次劇毒農藥,由于噴施范圍不能覆蓋全部害蟲,效果并不理想。同時,化學農藥也大量殺傷天敵,使得害蟲危害加重,嚴重影響果品的產量和品質。蟲害對于這個以生態循環農業為主的果園來說,是最急需解決的問題。
射洪縣植保植檢站站長李萬聰對于清見果園十分熟悉。作為農業生物多樣性項目的具體實施者,她為果園送去了“捕食螨”。“捕食螨”是紅蜘蛛的天敵。每年4月和10月,將“捕食螨”幼蟲掛袋,成蟲破袋而出,捕食紅蜘蛛,效果非常理想。在推廣這一項目時,李萬聰給吳治德詳細算了一筆賬,以每畝掛60袋“捕食螨”計算,一年掛兩次,每袋1元多,每畝的成本150元左右,比過去噴施農藥費用低,同時保證了果品質量,保護了果園生態環境。
經過去年一年的試驗,吳治德統計的數據更為直觀:以蟲治蟲的模式為果園減少農藥施用量750公斤,節約勞動力1500個,防治成本降低9萬元,節約人工費7.5萬元;果園畝產2200公斤,增產200公斤,增收600萬元。今年年初,吳治德主動找到李萬聰,準備大規模引進“捕食螨”。
回歸傳統
提到藥材白芷,有一種說法是“四川白芷在射洪,射洪白芷在柳樹”。柳樹鎮白芷種植面積達4000畝,年產白芷2000噸。作為白芷種植核心區的魏家營村,白芷種植面積達1500畝。
魏家營村村主任馬志良說起白芷總喜歡從上世紀八十年代初談起,盡管魏家營村種植白芷已經有20多年的歷史,并形成了規模效益,但村民從白芷上實現增收卻是一波三折,市場價格波動、品種老化、農藥殘留超標是白芷種植戶無法逾越的“鴻溝”。李萬聰和她的團隊在實施農業生物多樣性項目的探索中,把解決這三個問題作為項目與本地農業產業相結合的切入口,一方面,為種植戶引進了白芷新品種;另一方面,實施白芷套種大蒜的種植模式,既提高了農民的種植收入,又減少了白芷的病蟲害。
走進魏家營村,你會看到村民在白芷地里以人工拔除的方式除草,現代農業的規?;l展與傳統耕種方式形成了巨大的反差。魏家營村在農藥殘留超標上吃過大虧,白芷地里常見的雜草是水馬齒莧,與白芷爭光爭肥,種植戶慣常的做法是噴施除草劑,將水馬齒莧與其他雜草一并剔除,而這一做法的后果是造成白芷農藥殘留嚴重超標,根本無法出口。推行白芷套種大蒜模式后,大大減少了雜草的數量,少量的雜草用人工的方式即可拔除,降低了種植成本,并保證了白芷質量。村民皮素芬家有5畝白芷,還養了6頭豬,她在技術人員的指導下,用沼液做肥料,白芷套種大蒜,形成了初步的循環農業和生態農業模式,皮素芬一年的收入有兩萬多元,比在外打工的丈夫的收入還高。
產業與項目互動
柳樹鎮農業服務中心的技術員梁尚華在參加了縣里的統一培訓后,成為魏家營村和竹林村農業生物多樣性項目的輔導員。她既要為農民灌輸生物多樣性保護意識,又要為農民解答農業技術疑問,同時,也不斷接受著新的挑戰。在組織村民采集生物樣本的過程中,一些過去她從未留意過的生物及植物病害,都讓她不得不請教更專業的學者。
2008年6月,歐盟―中國農業生物多樣性項目正式啟動。射洪縣項目辦以5個鄉鎮為單位,對40個社區的1000名農民開展了一系列理論知識和實用技術培訓。在40個社區里優選了5個理念先行、設施完善、特色鮮明、效益顯著、帶動力強的社區作為重點打造的示范社區,魏家營村就是其中之一。通過對農民的培訓,共采集物種4800個,制作了各類標本4500個,制作生境資料收集匯總表40張等。
魏家營村村民黃茂是最先加入到項目中來的農民。在他看來,項目的推行增加農民收入只是一個方面,更為重要的是農民環保意識的增強和農村環境的改善。過去,村民對雜草是“除之而后快”,而現在,通過對植物樣本的采集與辨認后,能識別出有害草和無害草。村民在人工除草時就會進行篩選,既除掉了有害雜草,又通過對無害草的保留而實現了保土保肥的目標。
李萬聰在項目推進過程中,感覺最為困難的是沒有現成的模式可以借鑒。盡管在國外農業生物多樣性項目的覆蓋面非常廣,但在中國還是一個全新的課題。李萬聰和她的團隊只能在嘗試中不斷創新總結,一個階段一個階段地探索。她現在思考得更多的是項目結束后,如何將農業生物多樣性的理念延伸與推廣下去。但不管怎么說,射洪縣并不是孤立地推動項目,而是在以農業產業帶動項目實施上取得了寶貴的經驗,通過項目的實施,使農民種出的糧食和蔬菜更加安全,施用的農藥更少,促進人與自然協調發展。
延伸閱讀
“國際生物多樣性年”活動啟動
1月11日,聯合國“國際生物多樣性年”活動在德國柏林正式啟動,全球生物多樣性面臨威脅的嚴峻形勢開始進入公眾的視野。
據專家估計,由于人類的活動和日益加劇的氣候變化,目前地球上的生物種類正在以相當于正常水平1000倍的速度消失,全世界目前約有3.4萬種植物和5200多種動物瀕臨滅絕。
世界自然保護聯盟2009年更新的瀕危物種“紅名單”顯示,全球有1147種淡水魚面臨滅絕危險,約占該組織當年所監測的淡水魚種類的三分之一。此外,世界上6000多種兩棲類動物中有三分之一面臨滅絕危險。
保持物種多樣性和生態環境健康具有重要的經濟意義。聯合國的一項研究顯示,全球每年因毀林和森林退化導致的損失達兩萬億至4.5萬億美元。反之,如果每年向自然保護區投入450億美元用于改善生態系統,由此帶來的收益可高達5萬億美元。