前言:我們精心挑選了數篇優質農業生態多樣性文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發,助您在寫作的道路上更上一層樓。
1農業生物多樣性評價的研究現狀
從研究層次看,農業生物多樣性可劃分為遺傳多樣性(品種多樣性)、物種多樣性、生態系統多樣性和農地景觀多樣性。在遺傳多樣性方面,多數的研究集中在農作物品種多樣性的研究和保護。作物品種多樣性的研究多集中在栽培作物上,特別是對農戶生計具有重要作用的物種,如稻、玉米、菜豆、辣椒等,因此導致研究的作物種類相對狹小。作物遺傳多樣性的方法可以采用農戶問卷調查,也可以采用基因組學的方法和田野作物性狀調查的方法,后兩種調查的方法具有較高的可信度,但成本較高。作物遺傳多樣性具有很高的生態價值,它是國家種質資源調查的重要對象,農業生產中保留的種質資源不必然具有很高的經濟價值,由此可以認為農業文化遺產的生物多樣性評價不用過多追求傳統種質資源種植的面積和均勻度。國內對農業生物多樣性的評估多集中在農業物種多樣性。但是,不同于自然生態系統,農業物種多樣性的調查具有較高的難度。在類型上,遺產地的農業物種多樣性可能包含了森林、草地、農田、濕地等不同生態系統類型,也包含了草本、灌木、喬木等不同植被類型,農田生態系統按照作物的種類也可以分為瓜菜種植系統、果園生態系統、稻田生態系統、茶園生態系統、林下作物種植系統等等,因此增加了農業物種多樣性調查的難度。另外,農業景觀的斑塊性特征使得對自然生態系統的調查方法不再適用。這些復雜性造成了迄今還沒有農業生物多樣性評價的標準。對農業物種進行調查,常見的有按照生物類群進行研究;按照用途進行研究;按照社會組織單元進行研究等。典型的做法是把農業生物多樣性按用途劃分為糧食作物、蔬菜、果品類、畜牧業養殖類、水產養殖類、藥用類、觀賞類和用材類,在該農業文化遺產系統中還有森林子系統、村落子系統、梯田子系統和溪流子系統的生物多樣性,在每一子系統中又區分了動物多樣性、植物多樣性和微生物多樣性。此種方法的優點是比較簡便地了解到系統存在的物種類型,但是由于農業物種多樣性是由農業物種種類的數量以及均勻度決定的,物種數不能反映農業物種多樣性的大小。另外,這種調查方法不能評價特有種、瀕危種等農業生物類型。長期以來農業生物的栽培和管理都在農民自己的土地上進行,相關的農業生物資源也掌握在農戶手中。農戶之間的經濟狀況、生產管理方式和農業生產技術差別導致了農戶管理的物種多樣性的差異較大。農戶管理的農業生物多樣性是一個社區、一個地區和國家的農業生物多樣性保護和可持續發展的基礎。因此可以認為,農戶水平的物種多樣性是農業生物多樣性評價和就地保護的基本單元。農田生態系統的管理強度較大,人為影響很大,采用戶級水平的生物多樣性評價的方法效果更好[1]。農業文化遺產申報和保護中,進行的多是戶級水平農業生物多樣性評價,調查技術包括農戶選擇,樣地選擇,實地調查。對于物種多樣性核心資料的搜集有直接關系的用詞包括:土地利用階段、土地田野類型、樣區、樣方、鑲嵌樣地、單一物種的數量、物種豐富度己取樣頻率。資料分析上最有關聯的用詞包括均勻度,物種多樣性,以及相似度指數。資料分析的方法包括土地利用類型物種下相似度分析和管理多樣性分析[1]。從定性到定量化的研究過程中,農業生物多樣性的計算基本都是按照自然群落植被生物多樣性的計算方法,考慮自然植被群落的豐富度、均勻度和生物多樣性,出現了10多種評估群落物種多樣性的指標:Margalef指數、Gleason指數、Pielou指數、PIE指數、Audair和Goff指數、Simpson指數、Shannon-Wiener指數等。也有一些以指標賦權的方式把這些指數綜合起來形成了物種多樣性綜合指數[2]。農業景觀中,農田及周邊的溝渠林路、灌叢、荒草地、果園、庭院等半自然生境構成的復合景觀維系了全球約50%的野生瀕危物種[3]。但是,國內對農田邊界景觀生態功能的研究還比較少。在農業文化遺產篩選標準中,農業景觀的價值已經得到充分的闡釋。但在農業文化遺產申報中,農業景觀的價值沒有得到充分的認識,農業景觀被認為是農業美學景觀的現象依然存在。實際上,農業景觀多樣性具有多種功能,景觀中的自然和半自然生境的多樣性有利于保護害蟲天敵、促進病蟲害的綜合防治;傳統農業景觀,由森林、草地、水域等組成自然和半自然生境所占面積高,并與農田構成復合的農業景觀,為生物提供更多的棲息地類型,使生境專一種和生境泛化種都能占有合適的生態位;農業景觀生物多樣性的增加能夠提升農田生態系統服務和提高作物產量。不同的生境類型維系了不同生物群落類型,并且生境多樣性的測量方法并沒有統一的標準。參照對非自然生境生物多樣性的研究,可將農業景觀分為點要素、線要素與面狀要素。按照這種分類標準,農業生態系統中點狀要素包括池塘與其他公共基礎設施等;現狀要素包括道路、樹籬、墻壁等;面狀要素包括草地、水域、灌木林、自然林等。郭輝軍等[1]把農田復雜景觀的調查建立在不同土地利用階段內進行,樣地面積的確定可以綜合采用最小面積法、權屬邊界法和標準樣地面積法等。郭輝軍[1]認為戶級水平的農業生物多樣性評價通過歸納和總結,可以形成景觀水平和社區水平的農業生物多樣評價結果。實際上,農業物種多樣性和景觀多樣性是不同的概念,景觀多樣性不是不同土地利用類型生物多樣性的簡單集合,尤其是在調查和評價方法的選擇上,戶級水平的生物多樣性調查和景觀多樣性調查具有明顯的區別。
2影響農業生物多樣性的因素
在多樣的生態條件下,經過自然或人工選擇,農業文化遺產地形成了豐富而穩定的適應性農業生物種質資源。這些農業資源與人類生產活動的關系密切,易受人類文化、民族習俗、耕作方式和經濟方式等變化的沖擊。在一些地區,育成品種或雜交品種不能完全適應當地的多種生態條件,原有的傳統農業生物資源因此被保留下來。但在糧食需求的壓力下,現代育成品種被廣泛種植,傳統遺傳生物多樣性受到嚴重沖擊。農業生物多樣性的快速減少與農村文化多樣性的丟失有關,傳統作物也會因文化的傳承而被保留下來,如在云南當地的節慶和婚喪嫁娶慣用老品種祭祀和慶祝。在農業多樣性形成的過程中,農戶是管理的基本單位,也是農業生物多樣性的改造者,他們的文化特色直接或間接地影響著農地景觀和農業生態系統。大量研究已經表明,農田生態系統或農業景觀中的生物多樣性降低都和農業集約化的種植方式以及傳統農業管理技術的消失有關。一方面,農田農地的過度開發、田塊的規模化經營、鄉村溝渠路面的過度硬化導致了農業半自然生境的減少或消失,世界范圍內45%的稀樹草原都轉化為農業用地,70%的草地以及森林被開墾成農田。另一方面,農業集約化管理過程中對高產和穩產的過度追求,大面積種植單一作物導致農業景觀均質化、農業景觀生物多樣性減低;集約化的農事管理中大量使用的農藥、化肥造成農業環境質量急劇降低,直接導致農業生物多樣性減少[4]。農業的集約化經營通常導致自然生境破碎化,使得農田和般自然生境、自然生境變成相對離散化分布狀態,減少了農業景觀的復雜性。破碎化的自然生境不僅減少了某些物種的豐度,還會影響物種之間的關系及生物群落的多樣性和穩定性。農用土地向低級、簡單的生態系統退化,空間異質性減少。另外,農用地閑置或撂荒均會導致某些生境類型的消失,進而會威脅生物多樣性。
3農業生物多樣性保護的現狀
農業生物多樣性保護的目的是保證我們現在以及將來能夠獲得和應用這些農業生物多樣性資源和相關的技術。農業生物多樣性保護受到的影響因素較多,對其進行保護就比自然生物多樣性保護要艱難得多。對于農業遺傳生物資源,我國很多科研單位進行了作物遺傳資源的收集、保存和遷地保護等工作,但是這些工作多為種質資源的搜集和保存,而且局限于少數農作物的種類和品種,對半栽培、采集利用的野生物種開展的保護工作相對較少。動態保護的理念下,農業生物多樣性的保護措施還是強調就地保護。就地保護是由農戶以儲存的種子或繁殖材料為基礎進行農業生產和管理的一個過程。目前在大部分地區,就地保護對多數傳統品種、野生近緣種來說仍然是最重要也是最有效的手段。我國建立了野生植物原生境保護點,通過這種自然保護的形式對野生植物進行保護。但也存在缺點:第一,保護的目標物種較為單一,保護的投入相對較大;第二,除了對少數野生近緣種有效外,對栽培品種、半馴化品種等農業生態系統的多數物種是無效的。就地保護的另一種措施就是擴大農業景觀生物多樣性保護。景觀多樣性被認為是一種很好的提高農業生物多樣性的手段,例如庭園系統可以為人類提供豐富的蔬菜、觀賞、藥用、材用植物,被認為是野生植物的避難所,農業生物多樣性的基因庫,也是野生植物向栽培植物進化的重要試驗地。庭院管理者會從周邊野生環境中引入半栽培植物,以較小的管理強度保護了很多的生物多樣性。非作物生境或半自然生境類型,如林地、田塊邊緣區、草地、灌木籬墻等,是一種比較穩定的異質化空間,這些非作物生境可以作為捕食性昆蟲、傳粉昆蟲等動物的避難所,有利于它們遷入鄰近的作物生境中對害蟲起到調節和控制作用[5]。因此,對農業景觀重構和提質,不僅可以提升農業天敵害蟲調控、水土涵養、授粉等生態系統服務功能,還可以實現農業生態環境保護和增加糧食產量的目標。國外已經采取了很多積極的措施來保護農田邊界,歐美國家就采取了很多農業景觀保護的具體措施,如將少部分農田建設為保留地,用于小片林地、坑塘濕地;鼓勵種植作物的多樣化和種植模式的多樣化,鼓勵間作套種、發展農林復合經營;建立農田邊界緩沖帶種植;保護傳粉動物、害蟲天敵的棲息地和生境。2005年歐盟就開始對農業景觀生物多樣性保護不斷增加生態補貼,以生物多樣性為保護目標的高價值農田占到農用地的20%。雖然我國在退耕還林還草、自然保護地體系建設、野生動植物資源保護開發等方面進行了一系列的進展,但農業景觀生物多樣性的保護方面進展緩慢。在我國有一些支持農業景觀生物多樣性保護的政策,如鼓勵立體種植、間套作、野生動物廊道建設、防護林建設等,但對農業景觀生物多樣性保護的其他方面,如緩沖帶建設、帶狀耕作、保護性耕作、植物籬種植、植被屏障建設、農田邊界建設、農田植被提升、河流緩沖帶、農地灌叢管理等,還沒有產生綜合的農業景觀保護政策。
4農業生物多樣性保護的建議
就農業遺傳多樣性和農業物種多樣而言,對其就地保護最基本的動力來自自我消費價值和市場價值。就經濟價值而言,如果傳統作物的產量及價格得到提高,市場價值通過農業文化遺產的價值增值作用而提高,那么受到直接利益驅動下農民會主動種植傳統作物。因此,允許對傳統品種、半栽培種、采集和管理物種進行提高品質和產量,可能對農業生物多樣性保護一定的作用[6]。結合農業生物多樣性保護的目標,對調查出來的物種及相關的傳統技術,可進行有規劃地開發利用,通過建立規劃區和博物館等,發展生態旅游業,提高相關傳統資源的利用,以便擴大傳統農業生物資源的市場效益。就農業景觀生物多樣性而言,農業文化遺產地可以借助遺產的申報和保護工作開展以下保護措施:(1)開展農業景觀生物多樣性的監測和評價。需要建立綜合評估農業文化遺產生物多樣性特征的方法,識別農業文化遺產系統所面臨的主要威脅;完善現有的農業文化遺產監測體系,定期獲取農業生物多樣性的現狀和保護發展措施的影響;探索結合生物多樣性的空間和屬性數據變化形成預警機制。(2)開展農業景觀生物多樣性保護和建設技術示范區。在農業文化遺產的申報過程中,強調農業景觀生物多樣性的價值,并作為農業文化遺產系統的重要標準。鼓勵對遺產地居民維持、保存和利用生物多樣性的原因進行深入研究,特別是對景觀生物多樣性保護,要鼓勵多學科的綜合性研究,包括與生物多樣性緊密相關的社會學、生態學和經濟學研究。對于景觀生物多樣性較高的地區,可以在研究其維持的機制的基礎上形成示范。(3)對農業景觀生物多樣性開展生態補貼,提高管理者、農戶對農業景觀生物多樣性保護價值和功能的認識。探索不同管理情景下農業生物多樣性的生態系統服務功能,推動基于農業生物多樣性長期價值的深入研究,建立生態補償機制。重點研究保護農業生物多樣性和發展經濟之間的協同,使利益相關者都能夠從農業景觀生物多樣性保護中受益。另外,積極探索建立吸引社會資本投入到農業生物多樣性保護的市場化機制。
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。《條例》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。
關鍵詞:生物多樣性;遺傳多樣性;物種多樣性;生態系統多樣性;景觀多樣性
生物多樣性系指一個生態系統、一個區域乃至整個地球物種的豐富和均勻程度[1],不同學者有不同的理解。《生物多樣性公約》將“生物多樣性”定義為:所有生物的多樣化程度,包括陸地、海洋和其他水生生態系統及其所構成生態復全體,包括種內、種間和生態系統多樣性。馬克平認為生物多樣性是多樣化的生命實體群的特征,基因、細胞、種群、物種、群落及生態系統都存在著多樣性[2]。因此,生物多樣性是一個內涵十分廣泛的重要概念,包括多個層次或水平。其中,研究較多、意義重大的主要有4個層次:遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性[3]。本文從上述4個層次上綜述了我國生物多樣性的研究進展,并闡明了生物多樣性在園林、農業及道路上的應用。
1 我國生物多樣性的研究進展
1.1 遺傳多樣性的研究
遺傳多樣性是指種內基因的變化,包括同一種群內和種內顯著不同的種群間的遺傳變異,也稱為基因多樣性。目前,遺傳多樣性的研究主要集中在蛋白質、染色體和DNA多態性的測定上[4-7]。如,李麗等采用RAPD標記,對26份貴州省芥菜型油菜地方品種的遺傳多樣性進行分析[8];謝喜平等為了從DNA分子水平揭示福建黃兔群體遺傳多態性,選項擇16個微衛星標記檢測了40只福建黃兔的遺傳變異及多態性[9];鄧洪平等研究了九葉青花椒遺傳多樣性的形態與分子鑒定[10];曹喆等利用垂直聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(SDS-PAGE),研究了扁蓿豆遺傳多樣性的等位酶[11]。另外,胡志昂對中國動植物遺傳多樣性進行了專門論述[12]。
1.2 物種多樣性的研究
物種多樣性[13,14]的研究內容有物種多樣性的現狀、形成、演化及維持機制,種群生存力分析,物種的瀕危狀況、滅絕原因、有效保護與持續利用等。物種多樣性編目是一項艱巨而又亟待加強的課題,是了解物種多樣性現狀及物種特有程度的根本途徑。從20世紀50年代開始,國內的許多學者通過對各地區、大規模生物資源的綜合考察,陸續出版了全國性和地區性的生物資源專著,如動物志、植物志、孢子植物志和各種經濟生物志,為中國的物種多樣性編目奠定了基礎。如牛麗麗,楊曉暉對鄂爾多斯地區四合木群叢分布區的植物物種多樣性研究[15];林琴琴,李寶銀對福建省不同植物群落物種組成與多樣性的分析[16];王斌等對梅花山自然保護區的5個不同生境對昆蟲多樣性進行調查,結果表明:昆蟲多樣性與其生境的植物種類、豐富程度密切相關[17]。
1.3 生態系統多樣性的研究
生態系統多樣性[18,19]包括生物圈內生態過程和棲息地生物群落的多樣化,它既存在于各生態系統之間,也存在于某一個生態系統之內,其主要研究生態系統的維持與變化機制,生態系統的調查、編目和動態監測等。生態系統主要由生物群落的組成(種類、數量、生物量、生活史及空間分布)、非生物物質的質量及分布、生存環境等組成。王韌在簡述太姥山風景名勝區森林生態系統可持續發展對策時,提出保護與撫育改造等措施,并從生物多樣性、生態系統生產力、土壤與水資源保護、森林生態系統健康與活力、森林生態系統發揮社會經濟效用的能力等方面論述了太姥山森林生態可持續發展[20]。據初步統計,中國陸地生態系統類型有森林212類、竹林36類、灌叢113類、草甸77類、草原55類、荒漠52類、沼澤37類、高山凍原、高山墊狀植被和高山流石灘植被17類,共計599類[21]。
1.4 景觀多樣性的研究
景觀多樣性[22]是近些年由生態學和地理學相結合而形成的研究內容。景觀多樣性是指景觀結構、功能和時間等方面的變化,在景觀水平上生物多樣化的表征。目前,在生物多樣性研究的4個主要層次中,物種多樣性和生態系統多樣性的研究較為深入,而景觀多樣性近年來剛受到重視,研究基礎相對比較薄弱。孫永萍等在對南寧市青秀山風景名勝區景觀多樣性探析中發現,常綠闊葉林和馬尾松林的破碎化程度較輕,而經濟林和農田的人為干擾十分強烈[23];吳麗娟等在調查北京城市綠地系統景觀多樣性時得到景觀類型空間分布格局沿城市梯度——人為干擾強度呈一定的規律性變化[24];王伯蓀等依據景觀生態學原理,把海南島劃分為東部潮濕森林景觀、西部半干旱森林景觀、中南部山地森林景觀、熱帶常綠針葉林景觀、熱帶竹林景觀和熱帶人工林景觀6個森林景觀區[25];白云芳等在調查洪河保護區周邊土地利用變化對濕地景觀多樣性的影響時,發現恢復保護區周邊一定面積的濕地,維持保護區與周邊區域適當的景觀連續性,恢復保護區基本水文條件是維護保護區自然保護效益的有效途徑[26]。另外,莫申國在分析秦嶺植被景觀多樣性的結果:為秦嶺各植被型的多樣性指數Simpson指數D、Shannon-wiener指數H′和均勻度指數基本上呈相同的變化趨勢,隨著海拔的增加,呈波浪式的變化趨勢。隨著海拔高度的增加,太白山依次出現溫帶草叢溫帶落葉灌叢溫帶落葉闊葉林亞熱帶針葉林亞熱帶和熱帶山地針葉林草甸高寒草甸等植被類型[27]。
2 我國生物多樣性的應用
2.1 生物多樣性在園林綠化中的應用
為了提高城市人居生態環境質量,城市綠化已經逐漸從傳統的觀賞和游憩功能發展到維持城市生態平衡和再現自然的階段。城市園林的外部形式不僅要符合美學原則,內部結構和整體功能也要符合生態學原理,優化群落生態結構,提高群落的生物多樣性,使人工群落和自然生物群落完美結合,提高綠地質量和效應[28]。如園林植物上,不同的植物往往在干、枝、葉、花、果等方面均存在不同差異,在園林植物配置中,通過不同植物的搭配,表現出植物的千差萬別、千姿百態、五顏六色,營造出一種“梅紅李白,桃粉菊黃”的色彩多樣性,為人們提供多樣化的視覺景觀[29]。程莉等認為生物多樣性維持了園林生態系統的健康和高效,可以為人類提供各項的功能(經濟功能、社會功能、生態功能、美學功能等),是人類生存的重要資源[30]。李輝解認為通過構建生物多樣性,可以完善園林植物自然保護,同時可以建立協調有序的城市園林生態環境[31]。
2.2 在農業中的應用
在農業病蟲害防治中,生物多樣性減少,造成病蟲害危害越來越來頻繁,越來越嚴重。從生態學角度看,生物多樣性的減少,使自然植物群落喪失了自我調控能力和抑制病害蟲的能力,因此,只有提高或增加生物多樣性,才能提高群落的防蟲抗病能力[32]。時新瑞通過牡丹江丘陵半山區利用生物多樣性防治大豆蚜蟲的試驗中發現,以馬鈴薯與大豆間作防治大豆蚜蟲的效果最好,說明利用生物多樣性可以很好的防治大豆蚜蟲[33]。許承華等通過國營泰州林場內生物多樣性不同的3種林分中桑天牛危害程度的對比,發現生物多樣性可以從根本上解決桑天牛的危害問題[34]。高東認為農業生物多樣性可持續控制有害生物,而且這也將越來越受人們的重視[35]。
此外,通過生物多樣性在農業生產中的廣泛應用,可使豐富的農業物種資源,尤其是許多地方性的優良品種遺傳資源得到充分的利用和保存,為農業的可持續發展提供物種資源的保障。這種在生產中保護物種資源的方式比在低溫冷庫中保存物種資源的方式所需花費少得多,而且保存的數量大、更具現實意義。
2.3 生物多樣性在路域植被養護中的應用
公路路域植被進入養護期以后,管護的經費開始減少,而植物演化剛剛開始,如果還是按照原來的管護方式,勢必造成植物群落的逆向演替,使其有可能再次回到狀態,因此,需要從生態學的原理出發,利用生物多樣性對現有的群落進行改造,使其形成一個結構合理、穩定、防護效果突出的植物群落[36]。
3 結論
生物多樣性是人類生存的基礎。為了進一步提高人們意識到保護生物多樣性的重要性,全面闡述了目前國內研究生物多樣性的程度,并說明了生物多樣性在園林,農業及道路方面的應用,并根據我國實比分加以合理的運用,對我國的生物多樣性保護工作具有重要的現實意義
參考文獻
1 王獻溥.生物多樣性的基本概念及其應用[J].生物學雜志,1988(5)
2 馬克平.試論生物多樣性的概念[J].生物多樣性,1993(1)
3 常呈,廉振民.生物多樣性研究進展[J].陜西師范大學學報(自然科學版),2004(32)
4 Stambuk A, Surt M, Satovic Z, et al. Gene flow vs. pollution pressure: Genetic diversity of Mytilus galloprovincialis in eastern Adriatic. Aquatic Toxicology, 2013, 136
5 Buhnik-Rosenblau K, Matsko-Efimov V, Danin-Poleg Y, et al. Biodiversity of Enterococcus faecalis based on genomic typing. International Journal of Food Microbiology, 2013, 165
6 Singh R K, Jena S N, Khan S, et al. Development, cross-species/genera transferability of novel EST-SSR markers and their utility in revealing population structure and genetic diversity in sugarcane. Gene, 2013, 524
7 Aguiar D M, Zhang X, Melo A L T, et al. Genetic diversity of Ehrlichia canis in Brazil. Veterinary Microbiology, 2013, 164
8 李麗,黃先群,陳靜等.26份貴州省芥菜型油菜地方品種遺傳多樣性的RAPD分析[J].貴州農業科學,2008(5)
9 謝喜平,陳巖鋒,孫世坤等.福建黃兔微衛星標記的遺傳多樣性分析[J].福建農業學報,2008(3)
10 鄧洪平,徐潔,陳鋒等.九葉青花椒遺傳多樣性的形態與分子鑒定[J].西北植物學報,2008(10)
11 曹喆,谷安琳,趙來喜等.扁蓿豆遺傳多樣性的等位酶研究[J].西北植物學報,2008(10)
12 胡志昂,張亞平.中國動植物遺傳多樣性[M].杭州:浙江科學技術出版社,1997
13 Tipping E, Henrys P A, Maskell L C, et al. Nitrogen deposition effects on plant species diversity: threshold loads from field data. Environmental Pollution, 2013, 179
14 Witte F, Seehausen O, Wanink J H, et al. Cichlid species diversity in naturally and anthropogenically turbid habitats of Lake Victoria, East Africa. Aquatic Sciences, 2013,75
15 牛麗麗,楊曉暉.四合木群叢分布區的植物物種多樣性研究[J].水土保持研究,2007(5)
16 林琴琴,李寶銀.福建省不同植物群落物種組成及多樣性分析[J].林業資源管理,2007(6)
17 王斌,李愷,張天澍等.梅花山自然保護區昆蟲多樣性的初步研究[J].復旦學報(自然科學版),2007(6)
18 Wu L, Deng Y, Watanabe S, et al. Early response of stand structure and species diversity to strip-clearcut in a subtropical evergreen broad-leaved forest in Okinawa Island, Japan. New Forests ,2013, 44
19 Heijden M G A, Wagg C. Soil microbial diversity and agro-ecosystem functioning. Plant soil, 2013, 363
20 王韌.太姥山風景名勝區森林生態系統可持續發展對策[J].福建林業科技,2007(4)
21 國家環保總局.中國生物多樣性國情研究報告[M].北京:中國環境科學出版社,1998
22 孫永萍,李春干,溫遠光等.南寧市青秀山風景名勝區景觀多樣性探析[J].林業資源管理,2005(2)
23 吳麗娟,周亮,王新杰.北京城市綠地系統景觀多樣性分析[J].北京林業大學學報,2007(2)
24 王伯蓀,彭少麟,郭濼等.海南島熱帶森林景觀類型多樣性[J].生態學報,2007(5)
25 白云芳,李,劉紅玉.洪河保護區周邊土地利用變化對濕地景觀多樣性的影響[J].南京師大學報(自然科學版),2007(3)
26 莫申國.秦嶺植被景觀多樣性與物種梯度分析[J].福建林來科技,2007(4)
27 王獻溥.城市化對生物多樣性的影響[J].農村生態環境,1996(4)
28 李楠,唐永金.生物多樣性原理在園林建設中的應用[J].安徽農業科學,2007(32)
29 程莉,阿蘇榮.淺談城市園林綠化中的生物多樣性[J].現代園藝,2007(4)
30 李輝解.生態園林城市生物多樣性保護體系研究[J].安徽農業科學,2011(35)
31 馬建列,白海燕,仁.生物多樣性在農業害蟲防治中的應用[J].世界農業,2005(5)
32 時新瑞.牡丹江丘陵半山區利用生物多樣性防治大豆蚜蟲效果的研究[J].黑龍江農業科學,2010(3)
33 許承華,田學書.生物多樣性與桑天牛危害調查與分析[J].江蘇林業科技,2010(1)
34 李正躍.生物多樣性在害蟲綜合防治中的機制及地位[J].西南農業學報,1997(4)