关注紫鹊界梯田农业文化遗产

正位于湖南省娄底市新化县的紫鹊界梯田是由森林、民居、梯田和水系交错构成的立体景观,是典型的稻作梯田农业生态系统。经过长期自然选择,当地以黑香贡米和红香米为代表的传统水稻品质优良。但是,随着城镇化和工业化的快速推进,受年轻劳动力外流、农业生产劳动强度大、产出效益低等原因的影响,传统农作技术和传统水稻品种面临遗失;加上梯田基础设施建设滞后,缺乏维护导致梯田面临旱化的威胁。本世纪以来,当地政府和社会各界启动了一系列工作,     

基于生态恢复和文化回归的梯田景观格局重建--以菲律宾科迪勒拉高山水稻梯田景观复兴为例

基于菲律宾科迪勒拉梯田景观遭到严重破坏、世界文化遗产受到威胁的现状,通过分析先人建立的"水源涵养林-木涌-聚落-梯田-水系"结构体系以及传统文化对梯田景观格局稳定性的保护和控制,剖析隐含在高山水稻梯田景观背后的生态技术和文化格局,了解和借鉴先人智慧,结合现状生态、社会问题和地区特征,分析梯田景观恢复的需求和挑战,运用景观生态学技术手段和对传统文化的唤醒,进行采伐迹地恢复、梯田景观恢复、灌溉体系修复、对抗外来物种入侵,借鉴传统管理模式建立适应新形势的社区管理和合理的旅游规划体系,重建"森林-木涌-聚落-梯田-水系"的景观生态格局,促进传统文化回归,实现高山梯田景观复兴与世界文化遗产保护。     

基于氢氧稳定同位素的哈尼水稻梯田湿地水源补给分析

湿地生态系统的发育和维持受水文过程尤其是补给水源稳定性的影响和控制。为探明哈尼水稻梯田湿地水源的时空稳定性及其补给关系,在2015年5—10月的水稻生长期(雨季),对不同海拔田水、降水和地下水进行采样并测定其氢氧稳定同位素。结果表明:在水稻生长期内,降水同位素δ~(18)O雨量效应明显,相关系数为-0.94;地下水同位素δ~(18)O海拔效应梯度为-0.1‰/100 m;田水同位素δ~(18)O值的同位素效应不显著;梯田田水的主要补给水源是降水和地下水,其中水稻生长初期(5—6月)田水的补给为雨季到来之前的田水和降水,水稻生长中期(7—8月)为降水补给,水稻生长末期(9—10月)为地下水补给;在整个水稻生长期内,绝大部分区内梯田以降水补给为主,少部分梯田则一直以地下水补给为主,这两种不同补给水源的梯田在空间上呈镶嵌分布格局并形成水源相互补给关系。正是由于田水补给水源在时间上形成的3个补给时期和在空间上呈现的2个补给类型的镶嵌格局,才使得梯田区形成了稳定的水源补给时空格局,这是哈尼水稻梯田湿地持续千年的关键原因。     

全球水稻梯田生态系统服务研究进展

水稻梯田生态系统具有多重服务价值,全球尺度上相关研究的系统梳理和总结可促进该领域的理解和认识。本文依据千年生态系统服务分类系统,采用系统文献分析法对全球水稻梯田生态系统服务研究进行整理并综述其进展。已发表的全球水稻梯田生态系统服务研究文献主要分布在中国、越南、菲律宾。从评价方法看,中国偏重于价值量评价,而国外偏重于物质量评价;国内4个梯田的价值量评价显示,梯田的调节和支持服务高于其他服务,但由于计算单元和方法不同难以相互相比;物质量评价方面,调节服务研究开展了较为深入的水土流失、灾害和虫害调节研究,支持服务对水稻生长有益的硅元素的循环转化进行了研究,供给服务以影响水稻生长的因素及其情景预测为主;景观尺度上,增加其他作物种植斑块可提高各类服务;基于生态系统服务矩阵与制图的分析框架具有良好应用前景。未来还应加强水稻梯田生态系统服务多尺度评估体系,从服务形成机理出发研究权衡协同关系,并加强景观尺度上的格局-过程-服务-人类福祉间的系统研究。     

云南元阳哈尼梯田两个不同时期种植的水稻地方品种表型比较

为揭示中国云南元阳哈尼梯田中所种植的水稻(Oryza sativa)地方品种的表型性状在30年间的变化,我们通过田间实验方法,对元阳哈尼梯田农户在20世纪70年代种植的66个(简称"过去的品种")和近10年间种植的69个(简称"当前的品种")代表性水稻地方品种的农艺性状进行了比较.结果表明,23个农艺性状的多样性指数(H')平均值,过去的品种(1.784)大于当前的品种(1.766);过去品种的变异系数平均值和相似性系数平均值(分别为19.5%和0.2107)均小于当前的品种(分别为21.7%和0.2149).因子特征值大于l的主成分,过去的品种有8个(PCI-8),当前的品种有6个(PCI-6),分别能够解释总变异的83.2%和81.4%.23个表型性状的聚类树形图和前3个主成分分布散点图均能将供试品种分为与籼、粳两个亚种相对应的两类.与过去种植的品种相比,当前种植的品种表现为籼型品种、糯性品种、红米品种,以及落粒性极强和强的品种比例降低;当前种植品种的株高、穗颈长、穗下节长、千粒重和剑叶角度等参数显著下降,相反,单株有效穗、剑叶宽、每穗实粒数和结实率等参数显著增加,其株型更紧凑.总体而言,元阳哈尼梯田农户当前种植的水稻地方品种有单一化和遗传多样性降低的趋势,这可能是由于杂交水稻的推广.以及当地农民对产量性状的选择和传统文化习俗的淡化所致.建议对云南元阳哈尼梯田及时采取水稻地方品种与稻作传统文化并重的保护举措.     

黄土丘陵区软埂梯田复式配置技术

坡地改建为梯田地是山区水土保持的主要技术之一,传统梯田技术田埂陡峭,难以利用,其引发的重力侵蚀是田埂崩塌、梯田毁坏的主要原因.1997～2001年间,在陕西黄土丘陵沟壑区延安市下砭沟小流域设计软埂梯田工程技术和地埂坡面种草植树复式配置技术,对坡改梯进行了技术改进.在工程方面,按照”接近自然”的理论思想,设计采用接近黄土自然休止角(35°)的45°为梯田埂坡设计坡度,试图从根本上消除地埂重力侵蚀危害.在生物方面,按照“生物多样性”理论和“景观生态学”原理,把树木和牧草种植在梯田的埂坡外侧面,达到梯田林网化和稳定地埂的目的.结果表明,软埂梯田可完全消除重力侵蚀引发的田埂崩塌危害,筑埂费用和维护费用仅为传统技术的24.9%和55.5%;地埂坡面土壤营养成分富集,为植物提供了良好的生存环境,可栽种多种耐旱植物.软埂坡面植树种草,改变了传统梯田地埂坡面的裸露状况,地埂树木镶嵌在坡地梯田中,丰富了坡地梯田景观生态结构.     

哈尼梯田湿地生态系统的垂直特征

云南南部亚热带山区的哈尼梯田湿地分布于海拔144～2000m、坡度在15～75°的山坡上,具有独特的垂直特征,高程变化是其垂直特征的主要驱动力.从景观、类型、植被、水文和土壤几个方面论述了哈尼梯田的垂直特性.哈尼梯田湿地景观呈现"森林-村庄-梯田-河流"垂直特性.由低海拔到高海拔将哈尼梯田湿地划分为5个类型,不同类型上湿地植物--水稻的品种、栽培、耕作方式等均呈现垂直方向上的变化特征.哈尼梯田涵养水源的能力为5050m3/hm2,水质随海拔降低呈现"好-差-好"的垂直特征,这个变化过程反映了梯田湿地对污染物的强有效的降解作用,进入梯田的污染物的浓度随海拔降低呈指数级下降.通过多元统计法分析,得出土壤综合质量指数排序为神林或林地＞梯地＞梯田＞水源地,除水源地外,土壤有机质、全氮和全磷的含量以及综合质量基本呈现与海拔成正相关关系;全福庄土壤综合质量好于勐品土壤总和质量;哈尼梯田湿地的垂直特性是其区别于其它类型湿地的显著特征,分析和比较哈尼梯田湿地与平原稻田湿地和天然湿地在结构、功能和价值上的异同性,进一步突出了哈尼梯田的垂直特性.     

大田增强UV-B辐射对元阳梯田地方水稻茎秆性状和倒伏指数的影响

大田原位种植元阳梯田2个地方水稻品种——白脚老粳和月亮谷,研究2年不同强度(0、2.5、5.0和7.5 kJ·m^-2)UV-B辐射对水稻穗下第1至第4节的茎秆性状(节间长、茎秆粗和茎壁厚)和倒伏指数的影响.结果表明: 增强UV-B辐射对水稻茎秆的节间长和茎秆粗没有显著影响,但导致茎壁厚度显著减小,其中,7.5 kJ·m^-2 UV-B辐射对水稻穗下第4节茎秆茎壁厚度的影响较大,降幅为11.6%～19.6%;增强UV-B辐射导致水稻茎秆的倒伏指数增加,增大水稻倒伏的风险,水稻穗下第4节茎秆倒伏指数最大,并大于倒伏临界值(200);水稻穗下第4节、第3节和第2节茎秆的倒伏指数与茎壁厚度呈显著负相关.表明增强UV-B辐射显著减小元阳梯田水稻茎秆的茎壁厚是增加其倒伏风险的主要原因.
     

崇义客家梯田生态系统发展现状、存在的问题及对策

为了更好的开发和利用崇义客家梯田生态系统, 通过实地走访、调研和收集文献资料, 综合分析研究了崇义客家梯田生态系统的发展现状、存在的问题, 为制定合理的对策措施来保护梯田生态系统提供依据。结果表明: 崇义客家梯田生态系统通过长期的发展形成了自身独特的景观, 具有较好的景观和文化传承功能。崇义客家梯田生态系统目前面临的主要问题有梯田撂荒、生物多样性和传统农业非物质文化遗产减少。综合来看, 对崇义客家梯田生态系统实施耕种补贴并加强开发, 完善生态与文化保护补偿机制, 建立传统农业文化保护区, 将对保护崇义客家梯田生态系统和促进其发展具有重要的现实意义。     

封面说明

<正>照片由云南师范大学自然文化景观与遗产研究中心成员章侃丰在2016年8月拍摄于红河哈尼梯田世界文化遗产核心区(云南省红河州元阳县).哈尼梯田文化景观具有森林在上、村寨居中、梯田在下、河渠贯穿其中的垂直格局特点.森林和梯田是景观中的优势生态系统,森林为梯田涵养水源,两者间的生态过程是以水及其携带的物质(种)和能量流为主的水生态过程.哈尼梯田区具有     

哈尼梯田湿地土壤不同形态磷的时空分布特征

磷是湿地和农业生态系统中的重要元素之一,其中土壤磷形态的迁移转化广受关注。以哈尼梯田湿地为例,分别在哈尼梯田湿地的水稻生长期、收获期和休闲期,采集湿地不同海拔（梯田区上部、中部和下部）和不同深度的土壤（0-20 cm,20-40 cm,40-60 cm,60-80 cm）进行磷形态分析,研究了哈尼梯田湿地土壤中不同形态磷的时空分布规律和影响因素。结果表明：（1）哈尼梯田湿地土壤中总磷（TP）含量均值为318.74 mg/kg,在水稻收获期含量最高,无机磷（IP）含量均值在水稻休闲期最高（85.95 mg/kg）,湿地土壤磷总体呈缺乏状态。（2）受外源磷输入影响,铁铝结合态磷（NaOH-P）占无机磷比重最大,且季节差异性显著（P<0.05）;而钙结合态磷（HCl-P）在各季节无显著差异（P>0.05）,这与湿地生态环境和地质背景有关。（3）哈尼梯田湿地对磷的迁移有截留作用,表现为各形态磷含量总体呈现在上部梯田湿地较高,并随海拔的降低而降低;不同形态磷含量在20-40 cm土层富集。（4）除HCl-P外,其余形态磷与土壤粒径在不同土层表现为负相关;不同土层TP和有机磷（OP）与pH值呈正相关;土壤总有机碳（TOC）与不同形态磷在收获期呈显著负相关（P<0.05）。研究表明了哈尼梯田湿地立体空间结构和人为活动能影响湿地生态系统中磷的分布与迁移循环,该结论可为梯田湿地的可持续发展提供参考。     

UV-B辐射增强对元阳哈尼梯田稻田CH4排放规律的影响

在大田条件下,原位种植传统水稻品种白脚老粳,采用静态箱-气相色谱法研究了UV-B(ultraviolet-B)辐射增强(7.5 kJ m-2d-1)对元阳哈尼梯田海拔1600 m处稻田CH4排放量的影响,同时观测UV-B辐射增强对水稻生长的影响。结果表明:(1)UV-B辐射增强显著降低了水稻植株分蘖末期、拔节孕穗期、抽穗扬花期、成熟期地上部和地下部生物量(P0.05)。(2)UV-B辐射改变了稻田CH4的季节和日排放(成熟期)规律:对照组在拔节孕穗期出现1个排放峰,处理组在拔节孕穗期和成熟期出现2个排放峰;与对照相比,UV-B辐射增强改变了水稻成熟期CH4日排放第2个峰值出现的时间。(3)处理组CH4的季节排放通量与箱内温度的季节变化有显著的正相关性(R=0.789,P0.05)。(4)UV-B辐射增强在分蘖末期、拔节孕穗期、成熟期都极显著提高了CH4的累计排放量(P0.01),分别提高了47.2%,293.8%和74.4%。总之,UV-B辐射增强促进了元阳哈尼梯田传统水稻田CH4的排放。     

元阳梯田地方水稻品种根部内生菌及根际微生物的分离与鉴定

采用组织分离法和土壤稀释涂板法,对元阳哈尼梯田2个地方品种‘月亮谷’和‘红脚老粳’的根部内生细菌及根际土壤细菌进行了分离,研究元阳梯田传统水稻品种特殊的内生菌组成.结果表明: 试验共得到399个菌株.经形态特征及生理生化鉴定,月亮谷根部和其根际土壤分别分离到8和5个属,其中5个属是共有的;红脚老粳的根部和其根际土壤中分别分离到10和7个属,其中6个属是共有的.经分子生物学鉴定,月亮谷根部分离到11个种和5个属,根际土壤分离到8个种和4个属,其中5个种和4个属是共有的;红脚老粳根部分离到9个种和5个属,根际土壤分离到10个种和3个属,其中4个种和2个属是共有的.通过分子生物学鉴定,大部分菌株都可以鉴定到种,而通过形态及生理生化特性只能初步鉴定到属,但两种方法在属层次上的鉴定结果基本一致.元阳地方水稻根部内生细菌及根际土壤细菌具有一定的种属同源性与特异性.     

梯田景观的历史分布及典型国际案例分析

梯田是在大面积多山地形和较高人口密度条件下产生的山区土地高效利用方式,广泛分布于世界各地,并且在不同的地理气候条件下产生了不同的类型,具有重要的生态价值和文化价值.梯田作为陡坡耕作区古老的土壤保持措施,有利于农业集约化,一般而言,梯田建设的目的是为了保持水土,减少产流产沙,改善立地环境,便于农业生产.在当前社会经济发展的背景下,大面积的梯田遭到荒废,不仅浪费了土地资源,还易导致严重的土壤侵蚀、坡面坍塌和土地退化.本文综述全球不同地理区域和自然环境条件下梯田的起源、发展以及分布特征,主要选择亚洲、欧洲、美洲和非洲四大重点区域进行系统介绍,并针对每一大洲内的典型国家做了案例剖析.在此基础上,深入探讨梯田建设、利用和荒废过程与气候变化、国家政策、人口变迁等因素的关系,最后针对目前梯田区存在的水资源紧张和梯田荒废退化两个严重问题,提出了尚需开展的研究工作,以期为梯田的可持续利用与管理提供参考依据.     

崇义客家梯田生态系统服务功能

开展崇义客家梯田系统生态服务功能价值评估,有助于人们更好地了解梯田系统对崇义客家社会的重要贡献,为当地政府保护客家梯田系统提供重要依据.本研究基于崇义客家梯田系统及其所处区域的社会经济特征,构建了相应的生态服务功能价值评估指标体系;运用定性分析法对客家梯田系统的生态服务功能机理及其重要性作了识别;以2014年统计数据为基础,采用物质量和价值量相结合的定量评价方法,对客家梯田系统的9项生态服务指标进行评估.结果表明: 在评估的9项指标中,土壤保持的物质量和价值量同居各指标之首,分别为76457 kg·hm^-2和105033 元·hm^-2,相应地占梯田系统总物质量和总价质量的72.2%和30.0%.文化传承和景观体现了客家梯田系统独特的生态服务功能,价值量分别为100000和46333元·hm^-2,位居9项指标的2、3位.产品供给是客家梯田系统提供给崇义客家人的重要福祉,但其物质量和价值量只占梯田系统生态服务总物质量和总价值量的6.1%与10.4%,因此仅考虑产品供给将严重低估梯田系统的生态服务功能.直观的经济数字反映了客家梯田系统对社会的巨大贡献,不仅有利于提高管理者和公众保护农业文化遗产的意识,也为政府制定客家梯田系统生态补偿标准提供了数据支撑.     

中国云南元阳哈尼梯田种植的稻作品种多样性

稻作是我国第一大粮食作物,近年来,选育品种的大面积单一化种植,导致种植的稻作品种遗传基础狭窄,多样性下降,已经受到关注。然而在一些少数民族地区,如元阳哈尼梯田,当地民族的传统文化习俗已经保护了当地的水稻资源,高度的多样性依然存在。采用半问卷式和农村参与式评价方法(PRA),在村寨和农户两个水平,调查分析中国云南省元阳哈尼梯田种植的稻作品种多样性,尤其是当前仍在种植的传统品种的多样性,为稻作传统品种多样性农家就地保护提供典型范例。结果表明,在调查的30个村寨750户中,共种植135个具不同名称的水稻品种(组合),包括100个传统品种,12个杂交稻组合和23个现代育成品种;种植传统品种的面积占总稻作面积的56.2%;平均每个村寨种植9.7个品种,最多的达19个,最少仅4个;每个村寨至少种植2个传统品种和1个现代品种;种植最多的是传统品种"老粳糯",有12个不同村寨种植;大多数传统品种仅有12个不同村寨种植。有11个村寨(占的30个村寨36.7%)的所有农户均种植传统品种。在农户级水平上,有611户(占81.5%)种植传统品种;有391户(占52.1%)同时种植传统品种和现代品种,其种植传统品种与现代品种的面积比例平均为1/2;仅种植传统品种的有220户(占29.3%)。平均每户种植2.2个品种(组合),最多的农户种植5个品种,包括3个传统品种,1个现代常规品种,1个杂交稻组合。传统品种的丰富度,村寨平均为5.9,最高达12,而农户平均为1.541;传统品种的均匀度,村寨平均为0.670,农户平均为0.192;不同村寨种植传统品种的差异度平均值为0.702。其中太阳老寨、新寨村、欧乐、多沙和上马点等5个村寨传统品种的丰富度与均匀度均较高,在稻作传统品种农家保护中扮演着重要角色。在村寨和农户水平,传统品种丰富度与均匀度的相关性均呈极显著正相关(r=0.627,0.925);村寨传统品种丰富度与农户数呈极显著正相关(r=0.473);村寨农户年人均纯收入分别与村寨传统品种丰富度和农户数呈极显著和显著负相关(r=-0.570,-0.370*)。在如此小的耕地面积(142.29hm2)上,当前生产上仍种植着如此丰富的稻作传统品种,实属少见。高度异质的生态环境和民族文化习俗是哈尼梯田传统稻作品种多样性种植的重要因素,建议将元阳哈尼梯田作为稻作传统品种多样性农家就地保护区。     

哈尼梯田景观地表水营养物质的时空变化

云南哈尼梯田是一种山地农业景观,不仅具有良好的水土保持功能,而且有极高的美学价值.本文对元阳县全福庄小流域地表水的氮、磷营养物质进行了采样和分析.结果表明:梯田田水中总氮(TN)和总磷(TP)的含量及其变幅的空间分异都是春季高;梯田区河沟水中TN和TP含量都是夏季高,而含量变幅的空间分异则随采样时间的不同而有差异;森林区河沟水TN和TP含量均是夏季高,但其变幅的空间分异两者有较大差别;从小流域整体看,景观中营养物质较为贫乏,并存在营养物质含量随季节(时间)的变化而不同.营养物质含量变幅在空间上则表现出梯田田水>梯田区河沟水>森林区河沟水的特点,显示梯田景观中地表水营养物质具有复杂的时空变化特征.     

哈尼梯田区优势景观类型对泉水氢氧同位素效应的影响

氢氧稳定同位素是示踪流域水循环过程的有效手段,流域景观类型及其格局对泉水同位素效应的影响是景观生态学与同位素水文学的全新交叉领域.本文以哈尼梯田文化景观遗产核心区的全福庄河小流域为研究对象,在2015年3月—2016年3月间,逐月在海拔1500 m的梯田、1700 m的梯田和1900 m的森林景观类型下分别采集78个泉水样和39个大气降水样进行氢氧稳定同位素分析.结果表明:小流域的优势景观类型是森林和梯田,两者面积分别占总面积的66.6％和22.1％,并具有森林在上、梯田在下的垂直格局.相关分析表明,泉水除受降水补给外,还受到景观内其他同位素值偏正的水源补给,景观位置较高的森林区泉水主要由降水补给,位于森林之下的梯田泉水受大气降水、河水、梯田水、地下水等多种水源补给,其同位素混合作用强烈;泉水δ¹⁸O和δD值整体海拔效应明显,其海拔梯度分别为-0.125‰·(100 m)^-1和-0.688‰·(100 m)^-1;研究区氘盈余值随海拔升高而增大与景观格局和同位素循环过程有关.总之,优势景观类型对泉水氢氧同位素效应具有显著影响,泉水氢氧同位素可作为景观水文过程对景观格局的响应指标.     

大田条件下增强UV-B辐射对元阳梯田2个地方水稻品种叶片形态解剖结构的影响

研究了大田原位种植条件下,人工模拟UV-B辐射增强(0、2.5、5.0、7.5kJ·m-2)对元阳梯田2个地方水稻品种——月亮谷、白脚老粳分蘖期、拔节期和孕穗期的叶片形态解剖结构的影响。结果表明:(1)UV-B辐射增强导致2个供试水稻叶片的叶长、叶宽和单叶面积逐渐减小;叶片厚度显著或极显著增加;叶片上表皮厚度不同程度的增加和下表皮厚度显著或极显著减小;叶片上、下表皮角质层厚度显著或极显著增加;(2)对叶片解剖结构观察进一步发现,UV-B辐射增强导致水稻叶肉细胞排列疏松,细胞间隙增大;(3)2个供试水稻相比,只有5.0与7.5kJ·m-2UV-B辐射处理的白脚老粳叶片下表皮角质层厚度显著大于月亮谷,其他处理均没有显著性差异;(4)各辐射处理间的抑制率相比,2个供试水稻5.0和7.5kJ·m-2UV-B辐射处理的叶长、叶片上表皮厚度和下表皮角质层厚度以及白脚老粳7.5kJ·m-2UV-B辐射处理的单叶面积和叶片上表皮角质层厚度显著或极显著大于2.5kJ·m-2UV-B辐射处理,其他处理均无显著性差异。表明UV-B辐射增强对元阳梯田地方水稻品种叶片的形态、解剖结构有显著影响。     

元阳3个长期连续栽培水稻地方品种内部遗传异质性分析

水稻地方品种是稻种资源的重要组成部分,遗传多样性十分丰富,具有推广改良品种所缺少或没有的优质种质,是水稻育种和稻种起源、进化研究不可缺少的过渡材料。目前,对水稻地方品种间遗传多样性研究较多,而对其内部异质性研究甚微。本研究用24对微卫星(SSR)引物对云南元阳梯田3个栽种历史悠久的水稻地方品种的内部遗传异质性进行了分析。共检测出117个等位基因,香农指数为红脚老粳居群(0.5911)>白脚老粳A居群(0.4875)>月亮谷居群(0.3070)。结果显示:3个地方品种的内部遗传异质性丰富,且遗传异质性主要得益于个体间,而非居群间。