农业生态系统生物多样性的性质和功能

生物多样性是指在生态系统中存在并相互作用的所有植物、动物和微生物物种。在农业生态系统、传粉者、天敌、蚯蚓,土壤微生物都是关键生物多样性的组成部分它们扮演着重要的生态角色，从而调节遗传渐渗、自然控制、养分循环、分解等过程(图2)。农业生物多样性的类型和丰度因农业生态系统的年龄、多样性、结构和管理不同而不同。事实上，在各种主要的农业生态系统之间，基本的生态和农艺模式有很大的变异性。总的来说，农业生态系统的生物多样性程度取决于农业生态系统的四个主要特征(Southwood and Way, 1970):

1.农业生态系统内部和周围植被的多样性;

2.农业生态系统中各种作物的持久性;

3.管理强度;

4.农业生态系统与自然植被隔离的程度。

一般而言，更多样化、更持久、更孤立并采用低投入技术管理的农业生态系统(即农林系统、传统多元栽培)更充分地利用与之相关的生态过程所做的工作

图2农业生态系统生物多样性的组成、功能及增强策略(摘自Altieri, m.a.，《农业生态系统中的生物多样性和害虫管理》，Haworth出版社，纽约，1994年。许可)。

与高度简化的、投入驱动的和受干扰的系统(即现代行作物和蔬菜单一栽培和果园)相比，具有更高的生物多样性(Altieri, 1995)。

所有的农业生态系统都是动态的，并受到不同水平的管理，因此面对生物、文化、社会经济和环境因素，作物安排在时间和空间上不断变化。这种景观变化决定了农业区域的空间和时间异质性特征的程度，这反过来又决定了现有生物多样性的类型，从而可能有利于或不有利于特定农业生态系统的病虫害保护。因此，当今农业生态学家面临的主要挑战之一是确定能够产生理想农业结果(即病虫害治理)的生物多样性组合类型(无论是在田间还是在景观层面)。这一挑战只能通过进一步分析植被多样化与草食动物和天敌物种种群动态之间的关系，结合各自独特的环境和昆虫动物，以及当地农业系统的多样性和复杂性。

根据Vandermeer和Perfecto(1995)，两个不同的生物多样性组成部分可以在农业生态系统中识别。第一个组成部分，即计划生物多样性，是指与农民有意纳入农业生态系统的作物和牲畜有关的生物多样性，它将根据管理投入和作物空间/时间安排而有所不同。第二个组成部分是相关生物多样性，包括所有土壤动植物、食草动物、食肉动物、分解者等，它们从周围环境移居到农业生态系统中，并将根据其管理和结构在农业生态系统中茁壮成长。这两个生物多样性组成部分之间的关系如图3所示。规划的生物多样性具有直接功能，如连接规划生物多样性方框与生态系统功能方框的粗体箭头所示。相关生物多样性也有功能，但它是通过计划生物多样性来调节的。因此，规划的生物多样性也具有间接功能，如图中虚线箭头所示，这是通过其对相关生物多样性的影响来实现的。例如，农林复合系统中的树木创造了荫凉，这使得只种植耐阳光的作物成为可能。因此，第二种物种(树木)的直接功能是创造荫凉。然而，随树而来的可能是小黄蜂，它们在树上的花朵中寻找花蜜。 These wasps may in turn be the natural parasitoids of pests that normally attack the crops. The wasps are part of the associated biodiversity. The trees, then, create shade (direct function) and attract wasps (indirect function) (Vandermeer and Perfecto, 1995).

关键在于确定为了开展生态服务而需要维持和/或加强的生物多样性类型，然后确定鼓励所需生物多样性组成部分的最佳做法。如图4所示，许多农业实践具有增强功能性生物多样性的潜力，而其他农业实践则对其产生负面影响。其理念是应用最佳管理实践，以增强和/或再生生物多样性，通过提供生物等生态服务来补贴农业生态系统的可持续性虫害控制、养分循环、水土保持等。

图3计划生物多样性(农民根据农业生态系统管理决定的生物多样性)与相关生物多样性之间的关系，以及两者如何促进生态系统功能。(修改自Vandermeer和Perfecto, 1995年。)

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