农业生物多样性的保护和利用概述

引　言
生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础,它不仅提供了人类生存不可缺少的食物来源,也构成了人类生存与发展的生物圈环境。农业以作为直接为人类提供食物的基础性产业,其生物多样性状况在较大程度上影响着农业的生产力、农产品的质量及人类的食物安全,也影响着人类社会的稳定与可持续发展。从上世纪中后期以来,最主要的农作物大约有75%的遗传多样性已经消失,因此,大大增加了农业发展的脆弱性,减少了农业食物的多样化。为此,对栽培地区的传统农业耕作制度的保持和发展,以及达到保护作物和畜禽等遗传多样性及其野生亲缘种类的目的,故对农业的可持续发展尤为重要。
1　农业生物多样性保护的意义
农业生境类型的多样性,是生物生存所必须的空间和环境条件,是生物活动的载体。从土地生境类型来看,耕地、园地、牧草地、淡水水域、村落等,是农业生物栖息与生长的主要场所。
1. 1　农业生物多样性的概念
生物多样性,包括基因多样性、物种多样性、群落与生态系统多样性、生境多样性几个层次。农业生物多样性,是指与食物及农业生产相关的所有生物的总称。农业生物多样性也可分为农业产业结构多样性、农业利用景观多样性、农田生物多样性、农业种质资源与基因的多样性几个尺度水平。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;农业利用景观多样性,主要刻划农业景观的异质性,包括农业土地利用景观类型及其分布格局的变异性,以及农业生态系统类型的多样性;农田物种多样性,主要指农田生态系统中的农作物、杂草、害虫、天敌等生物多样性;农业种质资源与基因多样性,主要包括栽培作物及其野生亲缘动植物的遗传基因与种质资源的多样性等。
1. 2　传统农业生物多样性保护的意义
在不同的生境下,农业耕作制度是多样的,它们是经过人类长期栽培、选择和适应过程而形成发展起来的。水稻、旱作物、蔬菜、牧草、绿肥、果树、经济林木、水产、畜禽和野生生物,及其遗传多样性彼此之间的巧妙组合,构成了多种多样的农业生态系统与栽培景观。它们与区域环境相适应,自我维持能力强,所提供的产品数量虽不一定达到最高水平,但质量是上乘的,如果管理水平得到改善,产品的数量和质量都有提高的潜力。这里的作物常常由于与野生亲缘种和杂草亲缘种进行基因交换,具有丰富的物种资源,成为作物就地保护的最佳场所,有利于生物多样性的保护和保持农民与土地之间的密切关系。它们的存在并不是孤立的,它们的持续性和所处流域从表面看来毫无关系的天然植被或冰川,有着密切的关系。
2　农业生物多样性变化态势及其丧失原因
2. 1　农业生物多样性的变化态势
土地生境的变化,对农业生物多样性产生着直接或间接影响。目前,农用土地面积不断减少,大量耕地被非农业建设占用; 农用土地质量不断下降,许多耕地已失去农业利用价值;土地利用结构与景观类型正在发生变化,粮食种植面积下降,经济作物、经济果林种植面积和渔业养殖面积增加。农业生物多样性的变化态势,由于人类的长期干扰,使农业生物多样性日趋减少,主要表现为:农业土地生境丧失与退化;农田物种稀少,结构和功能简化;农作物、家养动物和淡水生物种类减少,有相当数量的物种被灭绝;某些物种虽存在,但数量极少,处于濒危状态;生境遭到人为破坏与过度开发,许多与栽培作物、驯养动物有亲缘关系的野生动植物物种逐渐减少,造成遗传种质资源的大量消失。
2. 2　农业生物多样性丧失的原因分析
(1)生境丧失、退化与破碎化。生境丧失、退化与破碎化,是导致农业生物物种多样性丧失的一个重要原因。由于长期的过垦、过牧、过采与不合时宜的耕作管理,导致了农用土地的退化。土壤被损毁而导致生境直接丧失,以及单家独户的农业分散经营,加上土地退化和非农业占用,导致了农业生态景观破碎,农田条块分割,不利于农业生产的统一管理,破坏了农业生态系统的完整性和连续性。农田景观的斑块化和过于破碎化、狭小化,致使某些物种需要的生存空间和食物资源减少,而且不利于物种的交流与繁殖,结果势必导致生物多样性的降低。
(2)单一化的栽培和驯养。长期的人工栽培和驯化,人为地选择具有较高生产力但物种数量极其有限的农作物和家禽家畜品种,许多与之有亲缘关系的野生动植物则被人类淘汰或破坏,造成遗传基因与种质资源的消失,使农业物种单一化程度增高。农作物物种单一化栽培与驯养,将会导致某些农业物种的专化性增强,对病虫害的防御能力和对环境变化的适应能力减弱。
(3)外来物种的引进或入侵。相比而言,农业生态系统是一类较为脆弱的生态系统,许多外来物种通常具有较强的生存与繁殖能力,而农作物和家养动物则由于长期的栽培与驯化,许多原有的天然野生特性消失,抗病和竞争力等抗逆能力下降,不适应在恶劣的环境下生存。因此,当它们与外来物种共生时,大多数农业物种往往因竞争力差,导致其所需的资源和空间减少而逐渐萎缩而被淘汰,一些外来物种(如农田杂草)则可能会疯长而过度繁殖,形成占据整个农田生态系统。
(4)农业环境的污染。农业污染分布广,且多为复合污染,这种全方位的污染可导致农作物的生理与生长过程受阻,发育迟缓,生产力下降乃至死亡。由于工业“三废”和生活污水的肆意排放,以及农用化学制剂的大量施用,一些地区的土壤受到不同程度的污染,土壤、水体与大气污染问题十分突出。由于人们对传统农业的意义和作用认识不足,过量的施用化肥,而忽视有机肥的作用,逐渐导致土壤肥力降低。一些化学农药的施用,对许多有益的昆虫和天敌生物也产生了致命的影响。
(5)过度开发。表现在对林地的过伐、对草地的过伐、对农田的野生鸟类过猎、对一些农业昆虫的过采、对经济鱼类的过捕等,这些活动不仅可直接造成物种的减少和消灭,而且对整个农业生态系统的平衡和稳定也带来了较大威胁。农业的机械化,不是根据最佳的耕作制度来设计,而是采用简化耕作制度来适应已有的机械。
(6)农业科学研究不全面,资金投入不足。在农业科研和资金分配方面,大多集中于新技术应用增多的少数重要的作物上,却对适应于本地环境、有可持续发展能力的传统农作物重视不够。由于现代化农业所必须的品种培育、水肥和防治病虫害的设施与管理费用的要求都较高,还需要建立必要的环境措施,才能建成完整的体系。如果投入不足,某些环节就可能得不到满足,就达不到预期的目的,相反却破坏了原来依靠低收入就能维护的耕作制度。
3　农业生物多样性的保护与可持续利用对策
(1)应用现代科学技术,促进传统农业的发展。现代农业与传统农业并不是矛盾的,农业发展与生物多样性保护是可以协调的,要采用现代科学技术来提高产量,利用本地生物多样性的资源优势来发展农业,以满足人们的多方面要求。在传统农业的基础上,要大力发展生态农业。一个区域的环境是多种多样的,任何品种都不可能到处都能适应环境,本地品种仍有其自己的地位优势。优质高产品种虽要培育,但不能随意乱用并摒弃本地品种,相反,却是要利用其特点来完善引入种或新培育的品种特性。本地的物种和耕作制度更是由于长期的适应和发展而形成,不能轻易废弃,要在原有基础上予以改善和提高,特别是一些具有农林牧副渔各业综合经营,能做到以地养地的耕作方式,更应进行重点研究保护。应用化肥和农药,不应废弃绿肥和行之有效的生物防治方法,不应把注意力只放在农田的少数作物上,要使农田、果园、宅旁的生态经济园、材用林、薪炭林、经济林、防护林、牧场、水库和渔塘等,得到合理配置,协调发展。规划农田本身,要从整个流域或区域规划来考虑与它们密切相关的生存条件。
(2)加强基本农田保护。没有丰富多样的生境,就不可能有高的生物多样性。加强基本农田保护区的管理,恢复已退化的农业生态环境,是保护农业生物多样性的关键措施和重要保障。要通过必要的行政、法律和经济手段,强化对耕地的保护与管理,防止耕地的非农业利用和流失。必须运用一定的生物、生态与工程措施和农业技术,对退化的环境进行恢复与重建,同时要运用景观生态原理,对农田面积分布格局、道路与防护林结构、水利设施等,进行合理的布局与设计,做到山、水、田、林、路的全面规划与综合治理。合理的农田景观格局,将会对生物多样性和生态学过程起到积极的影响。
(3)优化作物种植模式和土地耕作管理。单一种植和粗放耕作管理,是导致农业生物多样性减少的原因之一。在进行农业生产时,要因地制宜,根据生态学原理,对农田作物进行合理的资源配置和种群构建,改单一种植模式为复合立体种植模式,采用复合农林业和生态农业技术,实现不同作物的轮作与间作套种,以充分利用空间与环境资源,并要加强农田的水分与对土壤的耕作管理,这样不仅能提高农业生态系统的生产力,而且可增加农田的生物多样性。在农闲期,要加强绿肥和豆科作物的种植,增大覆盖面积,以增强土壤肥力,减少水土流失。要尽量减少农田的农药与化肥污染,采用生物防治技术对农作物病虫害进行综合控制。
(4)建设农业生物多样性保护技术体系。加强对农业多样性保护的关键技术研究,建立相应的技术体系,是实现农业生物多样性保护的强有力保证。应大力开展环境污染防治技术、水土流失防治与控制技术、种质单一化防治技术、物种保护技术等方面的研究。
(5)加强农业生物多样性的检测管理。开展农业生物多样性的综合调查,加强野外定位监测网络站点的建设,进行对农业生物种类分类与编目,建立农业生物多样性数据库和管理信息系统,为农业生物多样性的研究提供基础数据。同时,在一些关键区域,适当建立一批各具特色的农业生物多样性保护区,以保护稀有或濒危的农业生物物种(包括野生亲缘物种)及生态系统,并加强对农业生物种质资源库与基因库的建设,以保护农业生物遗传的多样性。
(6)加强立法与宣传教育。加强对有关农业生物多样性的保护与持续利用的立法工作,健全有关的法律与法规体系,加强宣传教育力度,提高人们的生物多样性保护意识;及时向农民传授耕作技能及有关生物多样性保护的农业生产关键技术,推广各种优化种植模式;同时实施适当的政策倾斜,让农民自觉、自发、自愿地进行对农业生物多样性的保护。