农业文化遗产系统农业生物多样性评价与保护

2019-12-15丁陆彬何思源闵庆文

自然与文化遗产研究 2019年11期

丁陆彬，何思源，闵庆文

（1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；2.中国科学院大学，北京 100049）

农业生物多样性包括了所有的农作物和它们的野生近缘种以及与之相互作用的授粉者、共生成分和害虫，也包括家畜和竞争者等。农业生物多样性是实现农业可持续发展的必要基础，为农业可持续发展提供必要的种质资源、食物、调控害虫和天敌、授粉、涵养水土和保持土壤肥力等生态系统服务功能[1]。

农业生物多样性是农业文化遗产系统最为重要的一部分，为当地社区的生计和食物安全提供重要保障。农业生物多样性评价是有效保护农业生物多样性的基础，也是合理利用其资源，促进区域可持续发展的关键。但是，在农业文化遗产的申报中，存在未对系统内重要物种进行科学调查，未能在申报文本中指出物种存在的数量、面积、重要性等，仅罗列物种名录的现象。究其原因，是对农业生物多样性评价认识的不足。农业生物多样性的评价和保护是农业文化遗产保护的基础和需要解决的现实问题。本研究讨论了农业生物多样性评价的方法，以不同层次生物多样性的保护为切入点，尝试拓宽农业生物多样性保护的思路。

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。