我国主要类型农业地区农田生态系统多样性的研究

该调查点共调查 51 个地块单元 ,平均 每个单元面积为 43. 90 hm2 . 如果将 66. 67
2 hm 以 上 单 元 定 为 大 型 单 元 , 13. 33～
1 期 许健民等 : 我国主要类型农业地区农田生态系统多样性的研究
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66. 67 hm 的 单元 定为 中型 单元 , 13. 33 hm 以下的定为小型单元 , 则大型单元均 为小麦 、玉米 、大豆等主要粮豆作物彼此轮 作或与亚麻轮作形成的类型 ; 中型单元包 括各种作物类型及模式 ; 小型单元主要为 水稻、 谷子、 高粱、 烟草、 西瓜、 向日葵和蔬 菜等非主要作物所形成的类型 . 本地区类 型单元以大型单元为主 , 大型单元和面积 较大的中型单元则多分布在离村落较远的 地方 , 而小型单元和面积较小的中型单元 多集中在居民点周围 . 3. 2 下辽河平原沈阳地区农田生态系统 选择辽宁省中部地区的沈阳市苏家屯 区十里河镇的十里河村 、三洪村和新庄村 作为本区典型调查点 . 调查结果见表 2.
* 国家自然科学基金资助项目 ( 39370133) . * * 现工作单位 : 中国农业科学院 , 北京 100039. * * * 该文的联系者 . 1996年 7月 15收稿 , 10月 15日接受 .
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. 然而长期以来 , 在农业生物多样
性的研究过程中 , 人们往往只重视农业遗 传多样性和物种多样性的研究 , 而对于农 业生态系统 多样性问题的研 究则涉及甚
我国主要类型农业地区农田生态系统 多样性的研究*
许健民* * 闻大中* * * 罗良国 罗启仕
( 中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110015) 【 摘要 】 通过对我国 5个典 型农业类型 区农田生 态系统多样 性现状的 调查 ,建 立了农田 生态系统多样性数据库 ,在分析了各典型调查地区的土地 利用 、作物 接续 、作物搭 配 、系统 类型单元等多样性 特征的基础上 , 计算出各农田 生态系统多样性指标 . 结果表明 ,我国主 要类型农业地区的最大丰富 度相差不大且普遍偏低 ; 各地区间平均丰富度 ( Ta )差异明显 , 且 总体 上丘陵 地区高 于平 原 , 平原地 区自 南向北 递减 ; 各 地区间 的均 匀度 ( E) 和优 势度 ( D) 无明显差异 , 丘陵地区的 E 相对高于平原 地区 ,而 D与 E 相反 . 据此提出了 建设多样 化的农田生态系统结构 、 改进当前农田生态系统多样性的建议 . 关键词 农业生物多样性 农业生态系统 农田生态系统多样性 Farmecosystem diversity in typical agr icultural regions of China. X u Jia nming , W en Da zho ng , Luo Liangg uo a nd Luo Qishi( Institute of Applied Ecology , Academia Sinica , Sheny ang 110015) . Chin . J . Appl . Ecol . , 1997, 8( 1): 37～ 42. Th rough detailed inv estiga tio n of far meco system div er sity in fiv e ty pica l ag ricultural regions o f China , the database of far meco system div er sity is established. Afte r ana ly sing the char acteristics of land use, cro p seque nce, c rop a rra ng ement and distribution o f sys′ tem′ s units in these r egions , the index o f each regio n s fa rmecosystem div er sity is calcula ted. The r esults sho w that the maximum richness o f th ese fa rmecosy stems is quite lo w and their difference is no t significa nt; the diffe rence a mong the av erag e rich ness ( T a) of each reg io n is obv ious, and in g enera l, th e T a is higher in hilly ar eas tha n in plain a reas, but tha t in plain ar eas has a trend to decline fro m so uth to no r th . Lit tle difference o f e nenness ( E ) and domina nce ( D) can be fo und amo ng these far meco systems , but E is hig her in hilly areas tha n in plain area s, and D is adv erse to E. In acco rdance with the cur rent situa tion, some sug gestio ns fo r co nstructing div e rsified fa rmecosy stem str uctur e and fo r im pr oving fa rmecosy stem div er sity a re giv en . Key words Ag ricultura l bio div er sity , Fa rmecosy stems , Fa rmeco sy stem div er sity.
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H= -
∑
T
Pi
log2 T P i ; H max = log2 Pi ( 2)
i= 1
式 中 T 为调查 区内 丰富度 (即 农田 生态系 统类 型总 数 ) , Pi 为 第 i 类农 田生 态系 统类 型占 调查 区总面积之比 . E 最 大值为 1,表示该 区域所有类 型农田生态系统面积都一样大小 ,呈最均匀分布 . 优势度 ( D ) H = log2 T +
DOI : 10. 13287 /j . 1001 -9332. 1997. 0008 应 用 生 态 学 报 1997年 2月 第 8卷 第 1期
C HIN ESE JO U RN AL O F AP PL IED ECO L O GY , Feb. 1997, 8 ( 1)∶ 37 ～ 42
T
∑
Pi
log2 Pi
( 3)
i= 1
或相对优势度 RD= 100% - E .
3 结果与讨论 3. 1 松嫩平原海伦地区的农田生态系统 选择位于黑龙江省中部地区的海伦市 前进乡的前进村 、 民主村和胜利村作为该 地区的典型调查点 . 调查结果见表 1.
表 1 海伦地区农田生态系统类型 Table 1 Farmecosystem types in H ailun region Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ⅱ Ⅲ 大豆 甜菜 小麦 大豆 玉米 小麦 大豆 大豆 甜菜 各种时令蔬菜轮作 瓜果 大豆 玉米 马铃薯 马铃薯 西瓜 西瓜 西瓜 西瓜 向日葵 向日葵 小麦 马铃薯 小麦 马铃薯 、向日葵 小麦 西瓜 亚麻 高粱 亚麻 谷子 烟草 烟草 玉米 亚麻 大豆 玉米 苜蓿 苜蓿 苜蓿 B 水稻 水稻 Ⅳ 间作 单作 单作 单作 彼此间作 单作 单作 单作 间作蔬菜 单作 单作 间作 间作蔬菜 单作 单作 单作 单作 单作 单作 单作 Ⅴ 31. 67 397. 67 537. 00 41. 00 34. 60 10. 00 28. 33 5. 00 1. 33 3. 00 14. 00 40. 00 1. 67 45. 00 26. 00 65. 33 878. 33 36. 67 34. 00 8. 00 A 大豆 马铃薯 、向日葵
Ⅰ . 系统 类型编号 Sys t em t ype N o. ,Ⅱ .土地 类型 Land type,Ⅲ . 作物 接续 Crop fol lowi ng, Ⅳ . 作 物搭 配 Crop all ocation, Ⅴ . 面积 Area( hm 2 ) . 下同 Th e same below . A. 旱地 D ry land, B.水田 Paddy fi eld.
, 确定调
式中 T 为 调查区内最大 丰富度 , S 为调查区内 所 有各类型农田生态系统面积总和 . 2)均匀度 E: 通 常 以相 对均 匀度 E (% ) 表示 : E= ( H / H ma x ) × 100 % . 式中 H为多样性指数 , H max为最大多样性 指数 . 可按 Sha nno nW eav er 公式求得 H和 H max:
1 引 言 对于农业而言 , 能否有效地利用多种 多样的物种和基因资源以及多样性的农业 生 态 系统 是 农业 能 否 持续 发 展的 关 键
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少 . 本研究工作拟通过对我国几个具有 典型代表性的主要类型农业地区的农田生 态系统多样性现状的调查 , 了解目前我国 农田生态系统多样性的基本情况和特征 , 分析形成这种现状的原因和影响我国农田 生态系统多样性的限制性因子 , 提出进一
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应 用 生 态 学 报 8卷
步改进农田生态系统多样性的建议 , 促进 农业的持续发展 . 2 研究地区的选定与研究方法
2. 1 研究地区的选定 选 择研 究地 区时 , 考 虑了 3 个 基本 因 素 , 即 代表 性 : 所选 择的农业 类型区的自 然 、社 会 、经 济 基本 情况在全国 有较好的 代表性 , 能反映出全 国 农 田生态 系统 多样 性现 状 ; 典型 性 : 选定 地区 是 各 农业类 型区 中的 典型 地区 ; 可 操作 性 : 所选 择 的 调查点 应便 于调研 工作 的进 行和 信息 资料 的 收集 . 据此 , 选定了 松嫩平原海 伦地区 , 下辽河 平 原 沈阳地 区 , 黄土 丘陵 安塞 地区 , 华 北平 原衡 水 地 区和南 方红 壤丘陵 常德 地区 作为 典型 调查 地 区 . 由于 人力 所限 , 每 区仅 选择 3 个 典型 调查 村 落作为本研究的实际调查对象 . 2. 2 研究方法 2. 2. 1 现场调查 对选定的典型调查村所包 含的 所有 农田生态系 统进行全 面的现场调 查 ,关键 是 要对地 块单元 ( 特定农 户独立经营 或某种形式 联 户 较稳定 地合 作经营 的连 片的 某类 型的 农田 地 块 ) 逐一进 行详细调 查 ,包括 记载其面积 、生境 特 征 、 轮作 特征 及作 物搭 配形 式等 项目 , 并 以此 为 依据 , 按农田生态系统类型的划分方法 查点的农业生态系统类型 . 2. 2. 2 数据整 理 采用 Fox base软件对现场 调查 材料 建立数据库 ,即各 农业地区农 田生态系统 多 样 性 基本 情 况数 据 库 , 然 后编 程 并 对其 进 行 处 理 , 计算 各农 业区 农田 生态 系统 多样 性特 征值 . 1)丰 富度 T: 最 大丰富度 T max 指某一 特定农 业 类 型区域 内最 多可能 包含 的农 业生 态系 统类 型 数 , 可将各抽 样调查点 所包含的农 田生态系统 类 型 总数近 似地 作为该 地区 农业 类型 区内 的最 大 丰富度 . 平均 丰富度 Ta 指调查区 内单位面积 农 田包含的农田生态系统类型数 . Ta = T S ( 1)