关注紫鹊界梯田农业文化遗产

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...     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

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.
     

加强梯田景观综合研究,促进山地系统可持续发展——第十届全国景观生态学学术研讨会梯田景观专场述评

第十届全国景观生态学学术研讨会于2020年12月18日至2020年12月20日在古都西安隆重举行,分会场之一的"梯田景观生态与可持续管理"首届学术研讨成功举办。专场分国际和国内两个半场,来自国际梯田景观联盟组织（ITLA）、世界银行、意大利、德国、奥地利、斯罗维尼亚、英国、布隆迪等知名机构的9名学者线上分享了精彩报告,国内专场有中国科学院、中国农科院、清华大学、北京师范大学、云南大学、云南师范大学等相关机构的学者和研究生及地方梯田管理部门的专家与会。国内外同行围绕全球典型区梯田景观及其边界的遥感识别与高精度制图方法、梯田生态系统服务与生态补偿、梯田水文过程的同位素示踪、梯田遗产保护与维持机制、梯田撂荒与因灾损毁等面临的突出挑战及其可持续发展等议题开展深入讨论。通过本次研讨,凸显了加强梯田景观生态研究和可持续管理的重要意义和迫切性,鉴于梯田在山区人地关系和社会生态系统中的特殊地位,以及在"山水林田湖草"综合治理和乡村振兴中的作用,在创新科学研究和解决实践问题时需要综合考量自然过程和人文驱动的综合作用;同时认为未来梯田多功能景观及其可持续管理需要强化自然科学与社会学、生态经济学、区域政策学等多学科的交叉结合,为美丽中国生态文明建设提供重要科技支持与智力服务。     

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。     

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     

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。     

崇义客家梯田生态系统可持续发展综合评价

崇义客家梯田是中国最大的客家梯田,为当地客家人提供了多项生态服务功能。综合评价崇义客家梯田生态系统的可持续性,有助于人们合理开发和利用其资源。运用综合加权函数、协调度模型和发展障碍度模型对崇义客家梯田生态系统可持续发展现状、可持续发展潜能以及影响其可持续发展的障碍因素作了分析诊断。结果表明:1990—2014年间,崇义客家梯田生态系统可持续发展综合指数增长了2.22倍。各指标间的协调度均大于0.65,指标间协调发展的程度良好,崇义客家梯田生态系统可持续发展存在较大潜能。影响崇义客家梯田生态系统可持续发展的主要单项障碍性因素有服务业产值、农民受教育程度、农民恩格尔系数和农田受灾率4项,他们的障碍度值分别为0.17、0.17、0.15和0.13。直观的数据反映了崇义客家梯田生态系统的可持续发展情况,也为当地政府制定崇义客家梯田生态系统可持续发展对策提供了可靠的支撑。     

水稻与稻瘟病菌相互作用研究进展

作为一种主要粮食作物,水稻的生产影响全球经济的稳步增长。各种生物、非生物胁迫威胁水稻的生长发育过程。稻瘟病菌Magnaporthe oryzae(syn.Pyricularia oryzae)为重要的农业病原微生物,其引起的稻瘟病是世界性水稻重要病害,给水稻生产造成严重产量损失。相对于传统的化学农药防治,培育抗稻瘟病水稻品种是比较环保、有效的病害防治策略,然而田间稻瘟病菌群体复杂多样,小种遗传变异速度很快,抗病水稻品种的种植年限和范围受限。因此,掌握水稻抗病机理和稻瘟病菌致病机制有助于制定更好的防治措施。水稻与稻瘟病菌的相互作用过程涉及了不同层次的植物免疫反应,根据近年来水稻和稻瘟病菌功能基因组学研究上的最新进展,侧重对水稻抗稻瘟病的分子机理和信号传导方面进行了综述,并展望了二者研究所面临的机遇和挑战,以期进一步推进水稻与稻瘟病菌互作的分子机理研究,并为水稻的抗病育种提供借鉴。     

红河哈尼梯田遗产区生态系统服务价值外溢研究

传统农业生态系统服务的价值外溢效应评估有助于提高对该农业生态系统服务价值的正确认知,为合理规划区域社会经济产业结构以及生态安全布局提供科学依据。以云南省红河哈尼梯田遗产区为例,采用基于单位面积当量因子方法估算哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值,并采用市场价值法和旅行费用区间法估算梯田景观的生产服务价值和休闲旅游服务价值,厘清哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值特征,探究传统农业生产景观的服务价值外溢情况。结果表明：(1)1995—2018年,研究区土地利用总体变化不显著,而建设用地面积相对增加较多,变化率为59.3%;(2)哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值总量减少了811万元,变化率为0.6%;农业生态系统服务结构保持稳定,一级服务类型中,调节服务价值量最大,二级服务类型中,气候调节服务价值量最大,食物和原材料生产价值贡献率仅为6%,水资源供给服务价值为负值;(3)2018年元阳哈尼梯田景观的粮食生产服务价值为0.8×10⁸元,休闲旅游服务功能价值为1.3×10⁸元。元阳哈尼梯田生态旅游促进区域可持续发展,梯田农业生产景观具有明显的价值外溢效...     

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.