全 文 ：第 14卷第 3期
2 0 0 6年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．14 NO．3
July， 2006
农业生物多样性与生态系统健康及其管理措施*
董玉红 欧阳竹 刘世梁
(中国科学院地理科学与资源研究所 北京 100101)(北京师范大学环境学院 北京 100875)
摘 要 阐明了农业生物多样性内涵及其影响因素、生物多样性在维持农业生态系统健康的作用，指出农业生物
多样性的保持不仅在于保持生物的完整性与多样性，更应注重农业生态系统健康及其管理。并提出农业生物多样
性 的管理对策。
关键词 农业生物多样性 生态系统健康 生态系统管理 生态服务功能 对策
Role of Agrodiversity in agro-eeosystem health and its management measures．DONG Yu—Hong，OUYANG Zhu(Institute
of Geographical Sciences and Natural Resources，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100101，China)，LIU Shi—Liang
(College of Environment，Beijing Normal University，Beijing 100875，China)，CJEA，2006，14(3)：16-20
Abstract The nature of agrodiversity，its influencing factors and the role of agrodiversity in agro—ecosystem health are
stated，indicating that agrobiodiversity protection needs not only the preservation of biological integrity and diversity，but
also agroecosystem health and managements．Finally，the agroecosystem management countermeasures that enhance agro—
diversity are described．
Key words Agrodiversity，Ecosystem health，Ecosystem management，Ecological services function，Countermeasures
(Received July 6，2004；revised Oct．8，2004)
农业生态系统是人们利用农业生物与非生物环境之间以及生物种群之间相互作用建立的并按人类社
会需求进行物质生产的有机整体 J。现代农业系统更多依靠外来的输入，科学家、公众和管理者已经开始
担忧这种高投入依赖性与生态系统简单性的食物系统可否能长期维持 。农业生态系统对资源的依赖性
也导致了生物多样性的丧失，土地质量的下降；过份依赖化肥杀虫剂等问题，直接影响到农业生态系统健康
状况水平 J。农业的扩展是造成全世界生物多样性损失的重要原因之一_1 2l，随着农业生产的持续提高，必
须寻求最大程度地减少农业与生物多样性之间的冲突及增加它们之间互补性的方法。生态系统健康的研
究是生态系统管理的一个新方法，也是生态系统管理的目标，农业生态系统健康更多的和人类健康相联系，
了解生物多样性对农业生态系统的作用及其健康的影响对于保证农业可持续发展具有重要的作用_2 J。
1 农业生物多样性的内涵
1．1 农业生物多样性概念的扩展
生物多样性是指包括植物、动物和微生物在内相互作用的所有物种_1 。广义上的生物多样性包含遗传
多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性 4个层次_3J。对于农业生态系统来说，生物多样性在这
4个层次中都发挥着重要的作用。世界上所有的农作物全是经过野生种的驯化、选择、繁殖、杂交等被培育
出来的。农区内分布的野生珍稀濒危物种、生境和遗传基因资源，是生物多样性保护的重点。农业生态系
统多样性的研究尺度也从物种多样性尺度到景观多样性尺度，而且多尺度研究已成为目前研究的趋势。近
些年来，农业生态系统中生物多样性范式研究逐渐引起重视，闻大中(1995)对农业生态系统进行了定义和
分类，并提出了描述农业生态系统多样性的一些指标，通过不同级别定义生态系统的类型，同时利用丰富度
等生态学指标来定义其多样性_4 J。章家恩(1999)提出农业生态系统包括产业结构多样性、景观多样性、物
种和遗传性质的多样性，同时分析了农业生物多样性的现状和发展态势【5 J。陈欣等(1999)分析了农业活动
对生物多样性的影响，论述了生物多样性保护对提高农业生产力的作用 J。20世纪90年代以来，Agrodiversity
* 国家重大基础研究(973)前期研究专项项 目(2003CCB001)和国家重点基础研究(973)发展规划项 目(G20000046807)资助
**通讯作者
收稿日期：2004—07—06 改回日期：2004。10—08
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第 3期 董玉红等：农业生物多样性与生态系统健康及其管理措施 17
一 词被创造出来以描述农
业生物多样性这一重要 内
容，从其英文词汇的演变
可以看出，农业生物多样
性 的范 围 逐 渐 扩 展，从
Agricultural biodiversity或
Agmbiodiversity到后来 内
涵 广 泛 的 Agrodiversity。
Agmbiodiversity指农 业 土
地利用 方式下 的 生物物
种 的多 样性 ，而 Agrodi—
versity指种植制度、作物
种类、管理措施 的多样
化，其研究内容还包括不
同的农业管理措施、农业
资源投入、生物物理的影
响因素及其物种之间的
相互作用等 。从图 1
，
／ 。
空间变异为主
农业生物多样性
‘ — 、 ＼
、
时间变异为主
图 1 农业生物多样性的组成及其相关要素 。。
Fig．1 Main components and principal development issues of agrodiversity
可看出，农业生物多样性不仅局限在物种尺度，其水平也关系到人类食品安全，同时和社会经济等因素有紧
密的联 系。
1．2 农业生物多样性的影响因素
农业生物多样性的影响因素可以概括为土地过度开发、集约化利用导致的农业景观格局的改变；农业
扩展、发展及农业活动导致的生态系统结构功能、物种的变化；环境污染。随着城市化、工业化的日益进展，
农业景观正在改变，这不仅体现在农田正逐步作为他用，而且非农业用地的草原、湿地和森林亦逐步消失，
导致了自然生境的缩减和农区生态系统的趋同化。我国农业总产值仍占工农业总产值的 1／5强，长期的农
业活动已使近半数的陆地国土和全部水域发生了根本性的转变，农业生态系统已受到人类活动的深刻影
响。近30多年来全国新开荒地 0．34亿 hm2，等于历代开辟耕地总面积的1／3，引起农业生态系统对生物多
样性胁迫的问题_6 J。同时农业的发展与生物多样性保护的矛盾也日益突出。由于农业发展的需要，农业生
态系统中尚存的珍稀或濒危物种受到更大的威肋；存于边际土地的生物因土地开发、狩猎、采集利用等受到
更深层次的破坏。许多改变是不可避免的，惟一的出路是在发展经济的同时加强环境保护和生物多样性的
持续利用，使发展与环境尽可能协调 。农业的生物多样性单一化生产方式导致了一个需要经常人工干预
的生态系统，使得其内部调节机制逐渐丧失，造成了生物多样性的丧失。而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农业生物品种减少和分布面积缩小或消失 J。土地的
集约利用促进野生生物加速从农区消失，同时也会造成地力下降、病虫害增加等后果。农业生产活动如土
地的农业利用、耕作、作物间套种植方式、放牧、农药化肥的使用以及农业动植物遗传改良(包括外来种引
入)也是影响生物多样性的重要因素 J。而环境污染造成局部地方生态环境质量下降，生态系统中益虫(如
蜜蜂类、寄生蜂类等)和益鸟减少；此外，一些常有的、为人类所机会性利用的引进物种取代了当地的或特有
的植物和动物，这些都造成生物多样性降低。
1．3 农业生物多样性服务功能
在农业生态系统中，生物多样性可以提供粮食、纤维、燃料与收入，而且具有调节养分循环，控制当地小
气候，调节水力过程，抑除不需要的外来物种与去除重金属等污染物作用。其他的功能还包括参与作物传
授花粉、微生物提供土壤肥力服务及昆虫和野生动植物提供害虫控制服务等。利用生物多样性提高农业产
量也存在着巨大的潜力。这些更新过程与生态服务功能大都是生物性质的，因此它们的持久力取决于生物
多样性的维持[ ]。根据生物多样性在作物系统中的功能，可以划分为不同的组分。如服务于农业生产力的
生物多样性组分可以划分为3类：第一，生产性作物，其中作物种类 、农民选择、树木动物等因子起关键作
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生
态
系
统
健
康
农业生物多样性
图2 农业生物多样性和农业生态系统健康的相互关系
Fig 2 Relationship between agrodiversity and agroecosystem health
用 ；第二，资源性生物，通过传粉、生物控制与生物
分解等对生产力起控制作用；第三，破坏性生物，
杂草、昆虫害虫、微生物病原体等可以通过耕作管
理减少其危害。农业生物多样性的损失可以导致
病虫害的大面积发生。基于当前生态学和农学理
论，低虫害潜力的农业生态系统应该有高的作物
多样性，通过时间与空间的合理安排实现，如轮
作、多种种植、作物镶嵌种植、多年生作物种植等；
高的作物密度和作物基因的多样性l_l 。
2 农业生物多样性和生态系统健康
2．1 农业生态系统健康的研究进展
生态系统健康是指生态系统随着时间的进程
能够保持活力并能维持组织结构及自主性，在外界
胁迫下容易恢复。农业生态系统健康是指农业生
态系统免受发生“失调综合症”、处理胁迫的状态和
满足持续农产品生产的能力。生态系统健康研究人类活动、社会组织、自然系统及人类健康的整体性，可以
用活力、恢复力、组织来表述，同时生态系统服务功能的维持、管理选择、外部输入、对邻近系统及人类健康
影响也可以作为指示农业生态系统健康的因子。王小艺等(2001)把影响农业生态系统健康的因子归结为
环境污染物、生物技术、生态入侵、不当的农业生产活动和自然灾害等，而这些因子也大都直接或者间接的
影响生物多样性的水平[ 。生态系统健康评价需要分析人类对生态系统(景观)的压力、生态系统结构与功
能、生态系统服务与社会经济指标之间的联系。有效的诊断需要探索和辨识这些联系中的最关键部分。生
态系统健康的内涵和农业生物多样性的范式具有相同的研究 目标和内容，必须同时考虑社会、经济在生态
系统中的作用，同时需要时空尺度的扩展。农业生态系统健康的研究方向主要有：农业生态系统健康因子
的选择与评价；农业生态系统健康和土壤健康、人类健康、食品安全等的关系；害虫、杂草生态管理对农业生
态系统健康的作用；农业投入政策对农业生态系统健康的影响；景观生态学的应用等【 。
2．2 土壤生态系统健康和生物多样性
农业生态系统健康狭义上主要是指农田生态系统健康，包括了土壤生态系统健康和作物生态系统健
康。土壤生态系统健康和生物多样性有着非常紧密的联系，因为土壤不仅是地上生物的载体和介质，又是
地下生物的生活场所；同时土壤通过对全球变化的贡献对生物多样性产生影响。表征土壤生态系统健康的
生物指标体系主要包括微生物量、土壤微生物区系、根病原菌、小型土壤动物区系、中型土壤动物区系、大型
土壤动物区系、土壤酶和植物以及生物多样性；而土壤健康的理化指标更多的和土壤质量相联系【12j。土壤
生态系统健康的指标如土壤肥力状况、分布和类型的多样性在一定程度上决定着生物的多样性。农业管理
措施也影响着土壤微生物的活力，管理措施主要包括养分循环、C、N输入、土壤理化性质，同时合成的有机
质也会影响微生物与动物的活性。研究表明，使用绿肥可以提高蚯蚓的数量 ¨；因作物残体不仅对有机质
有十分重要的作用，也影响土壤的微气候特点，带有残茬的土壤蚯蚓数量更多，未保护的土壤层常因为温度
的剧烈变化导致蚯蚓死亡率升高等。另外，土壤管理措施可以提高微生物的抗病性，一些研究表明，高肥力
与高有机质含量可以增加自然致病菌的生物控制；免耕系统中有着更高的真菌细菌比率，而且轮作制度可
以增加生物多样性等。土壤生物多样性提供众多的生态系统服务功能，对农业生态系统可持续发展起着关
键的作用，明确与加强不同的农田耕作措施对提高土壤生物多样性十分重要。因此，保护土壤资源是农业
生物多样性保护的一个不可缺少的战略要素。
3 农业生物多样性的管理对策
3．1 农田生态系统管理
生态系统管理是指在某一限定的生态系统内协调、控制发展方向或人类活动，平衡长期和短期目标，并
获取最大利益的行为。农业生态系统是受人类管理的生态系统，从空间尺度上可以划分为农田、农场、流
域、生态区、生态大区、生物圈等不同的等级结构，从目标上涉及生物、物理、社会和经济方面。因此，农业生
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第 3期 董玉红等：农业生物多样性与生态系统健康及其管理措施 19
物多样性 的管理也应从不同
的等级和维度加以分析。在
不 同的农业生 态系统 中，生
物依赖于生态系统内部及周
边的生物多样性、系统中不
同作物的持久力、不同的管
理强度和农业系统与 自然系
统的隔离程度_7 J等。图3显
示了农田生物多样性的功能
及其提高措施。已有的文献
表 明，农业 种植业管理 的战
略应包含作物在时间与空间 图3 农业生物多样性的组分、功能与提高措施
的安排、非作物植物及其 田 ng·j co ponent ， nc“0n’and enhanc en¨ Ⅱ 嘲g eS oi 0d er Y m groe osy
间的组分与丰富度、土壤类型、周边环境和管理的强度与类型。
国内外大量的研究表明_5 J，在农田生态系统中，采取少耕和免耕的方法能够提高农田生物多样性，从而
显著地减少农药施用量，提高农产品的安全性。间作、农林复合系统、转移农业与其他的一些传统的农业模
式，因模仿了自然生态过程、遵循相似的生态模式而持久力强。对农业作物管理来说，生物防治是一种防治
植物病虫害的重要对策。农田空地是天敌重要的库。许多研究表明，受野生群落包围的作物生态系统中天
敌的数量会急剧增加，这些生境提供了自然的天敌庇护场所；而且田间的这些廊道可以提高天敌的分散性，
从而控制杂草等的数量；另外廊道还可以防止病害的传播、阻止害虫的运动。农业景观中，土地景观格局是
控制物种时空分布和生态学过程最重要的因素。土地景观格局变化受自然环境、农作系统、农业耕作活动、
社会经济等因素的综合影响。宇振荣等(2000)研究了江汉平原农业景观格局对生物多样性的影响，指出庭
院中树篱、林地以及农田边界可能是保持生物多样性最重要的景观单元，稳定这些景观单元是景观生态及
农作系统持续性管理最重要的组成部分_8 J。集约化可能导致动植物生境破碎化、田块扩大、植被类型减少
和农业景观中动植物多样性急剧变化，降低农业可持续性。所以集约化过程中必须对生物保护和农业生产
采取“二者兼顾”的政策。农业景观问题的宏观空间性、关联性及综合性使得农业景观生态规划与设计成为
土地规划的重要方向 J。
3．2 社会经济管理措施
近年来，为制定增加农民从生物多样性中获取收益的机制，各有关国家进行了相当大的努力。包括：开
发依赖于生物多样性的新的收入机会，如生态旅游；特定地区开采原始材料的特许权返归当地社区；补偿当
地社区在保护关键生物多样性上的支出等【l 。我国政府各部委以及大部分省、自治区已颁布了一系列生物
多样性保护的法律、法规或条例，如草原法、野生动物保护法、野生植物保护条例、自然保护区条例、水产资
源繁殖保护条例、中国农业部门生物多样性保护行动计划等，但是执法监督检查工作还需要不断加强_l 。
农业生物多样性的生态系统层面的保护应采取如下措施：第一，保护当地特殊物种或有典型意义的生态系
统，建立某些作物保护区；第二，开展生态农业和有机农业建设，强调在保护生态系统的前提下发展农业生
产；注意保护和建设植被，控制水土流失；实行病虫害综合防治，控制化学污染；推广省柴灶，利用沼气、风
能、畜力、小水电等可再生能源，进行薪炭林建设；充分利用农家肥和种植绿肥作物，培肥地力；进行产业结
构调整，根据资源条件推广实行农林牧副渔结合、种养加结合的物质循环利用模式等等；第三，治理、改善农
业生态环境，加强种树种草、绿化环境 ，并有计划地将原先不适当开垦的草地、山坡地逐步退耕还林、还牧。
在遗传和物种多样性方面，加强种质资源库、圃的建立；野生植物的引种栽培和野生动物驯养、人工繁殖；同
时加强人工生态库建设及其种子库的建设_l 。从景观多样性上考虑，应加强自然保护区建设，进行农业景
观规划等。
农业生物多样性的保护具有广泛的社会经济基础，生态系统健康的整体性评价是生态系统管理的基
础。目前研究更多的是从经济、社会和环境角度定位农业生态系统健康，对于关键指示生物种类的鉴定、生
物指示器的系统开发和化学循环的影响及地形和生态区域的影响等方面的进一步评价与研究，也为辨识生
态系统健康提供了更多的科学依据和更严格的准则。提高对保护生物多样性与农业发展关系的认识，并将
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这种认识融入农业生产及其农业决策中，对农业生物多样性保护具有实际的意义；农民的科学素质对农业
生态系统的管理十分重要，通过立法来规范人类的生产和科研活动，减少人类对自然界的干扰，是解决生态
风险的有效方法。虽然大多数研究表明农业生态系统应增加生物多样性，但如果生物引入或生物多样性的
变化造成一些负面影响，就会在很大程度上引起人们对生物多样性应用的怀疑，从而影响到对此领域的深
入研究。
参 考 文 献
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3 马克平 试论生物多样性的概念．生物多样性，1993，1(1)：20～22
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