元陽(yáng)哈尼梯田農(nóng)民種子系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)文化景觀格局

王紅崧 ，王云月，楊燕楠，李小龍，陳 娟，韓光煜，單祖鵬

1. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)/農(nóng)業(yè)生物多樣性應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程中心，云南 昆明 650201；2. 西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224

《農(nóng)業(yè)部關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的意見(jiàn)》決策部署中強(qiáng)調(diào)“堅(jiān)持質(zhì)量興農(nóng)、綠色興農(nóng)、品牌強(qiáng)農(nóng)，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)由增產(chǎn)導(dǎo)向轉(zhuǎn)向提質(zhì)導(dǎo)向”，并將2018年確定為“農(nóng)業(yè)質(zhì)量年”。種子和農(nóng)民在實(shí)施鄉(xiāng)村振興、農(nóng)業(yè)向綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展階段發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。農(nóng)民的種子作為品種改良的重要物質(zhì)基礎(chǔ)、特殊基因的載體、科技創(chuàng)新的必須材料、鄉(xiāng)土文化傳承的載體、生態(tài)農(nóng)業(yè)和食物體系的保障，已成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)保證，是人類(lèi)生存與發(fā)展和應(yīng)對(duì)未來(lái)不可預(yù)測(cè)變化的戰(zhàn)略性寶貴資源。種子系統(tǒng)是指為農(nóng)作物生產(chǎn)提供種子的個(gè)體、組織、網(wǎng)絡(luò)、實(shí)踐和知識(shí)的集合（Almekinders et al.，2002；Sperling et al.，2013），由種子來(lái)源、種子流通、種子生產(chǎn)和種子儲(chǔ)藏組成，包括正式和非正式（農(nóng)民）種子系統(tǒng)。正式種子系統(tǒng)指進(jìn)行新品種開(kāi)發(fā)、科研、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和傳播的正式研究機(jī)構(gòu)和種子生產(chǎn)組織（Paudel et al.，2013）；農(nóng)民種子系統(tǒng)是指小農(nóng)進(jìn)行種子的選擇、生產(chǎn)、交換、保存、傳播等農(nóng)耕活動(dòng)，及相關(guān)傳統(tǒng)知識(shí)、智慧的集合（Louwaars et al.，2012）。農(nóng)民種子系統(tǒng)主要涉及作物的地方品種，由于種子成本低，且具有較好的適應(yīng)性，農(nóng)戶可以廣泛開(kāi)展種子篩選和種植工作（章政，2013；徐福榮等，2011）。全球85%的種子需求來(lái)自非正式的農(nóng)民種子系統(tǒng)，可見(jiàn)它在世界農(nóng)業(yè)中的重要性（Paudel et al.，2013）。

元陽(yáng)哈尼梯田位于哀牢山南段云南省紅河哈尼族彝族自治州元陽(yáng)縣，分布于東經(jīng) 102°27′－103°13′，北緯 22°49′－23°19′之間，元陽(yáng)哈尼梯田分布于海拔144－2000 m、坡度在15－75°的山坡，具有顯著的垂直分布特征，氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候類(lèi)型，多雨濕潤(rùn)，年均降雨量1403 mm，年平均溫度 16.4 ℃，干濕兩季分明，年溫差小，日溫差大（胡文英等，2011）。在千余年的發(fā)展中，以哈尼族為代表的各民族發(fā)揮聰明才智和創(chuàng)造精神在此建設(shè)村寨、開(kāi)墾梯田、種植水稻，創(chuàng)造了上萬(wàn)畝以水稻梯田為主體的具有特殊生態(tài)功能的亞熱帶山地農(nóng)業(yè)景觀（趙云等，2013）。梯田的農(nóng)業(yè)景觀格局，保留了大量農(nóng)田邊界及多樣化種植體系，使得1300多年歷史的哈尼族梯田幾乎沒(méi)有發(fā)生過(guò)大面積的水稻病蟲(chóng)害（袁愛(ài)莉等，2010），其中稻種多樣性是實(shí)現(xiàn)景觀穩(wěn)定和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，沒(méi)有稻作就沒(méi)有梯田景觀和梯田文化，而稻作的靈魂就是種子系統(tǒng)。哈尼梯田農(nóng)民種子系統(tǒng)占種子系統(tǒng)的70%以上，它是梯田稻作農(nóng)業(yè)景觀和文化得以維持、生存和可持續(xù)發(fā)展的必然，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展和糧食安全的根本，是梯田保護(hù)中最重要的文化遺產(chǎn)。然而，近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)作物的推廣應(yīng)用，加上氣候干旱、勞動(dòng)力外流、文化傳承斷代等問(wèn)題的影響，農(nóng)民的農(nóng)耕決策和行為發(fā)生變化，種子系統(tǒng)的功能、性能，各利益相關(guān)者的角色和作用、種子權(quán)屬等都在不斷變化，哈尼梯田農(nóng)民種子系統(tǒng)退化（袁愛(ài)莉等，2010；徐福榮等，2010；高東等，2009；王清華，2011），稻作傳統(tǒng)開(kāi)始衰落，梯田面積萎縮（王紅崧，2017；姜波等，2013），梯田農(nóng)業(yè)景觀的結(jié)構(gòu)、格局相應(yīng)發(fā)生改變，哈尼梯田的農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)景觀和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

人類(lèi)干擾導(dǎo)致的生境減少和景觀結(jié)構(gòu)變化已成為物種喪失的重要原因（Wilcove et al.，1998；Higgins，2007），這也促進(jìn)了生物多樣性保護(hù)途徑從傳統(tǒng)的、以物種為中心的自然保護(hù)途徑向強(qiáng)調(diào)對(duì)景觀甚至是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的景觀規(guī)劃和優(yōu)化管理途徑轉(zhuǎn)換（喻孔堅(jiān)等，1998），景觀要素的形狀、組成、空間配置、變化和穩(wěn)定性對(duì)景觀中的物種、種子的生產(chǎn)、農(nóng)民的選擇等田間管理和利用方式都有重要影響和作用，優(yōu)化景觀組成和配置是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種子資源保護(hù)、創(chuàng)新管理和有效利用的重要措施。

本文通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、田間入戶調(diào)查、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)等方法，了解哈尼梯田農(nóng)民種子系統(tǒng)現(xiàn)狀、性能；以4期衛(wèi)星遙感影像為基礎(chǔ)，對(duì)哈尼梯田農(nóng)業(yè)文化景觀結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行解譯分類(lèi)，分析哈尼梯田農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)景觀的總體格局和變化特征；分析梯田農(nóng)民種子系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)景觀格局特征的關(guān)系，探討哈尼梯田傳統(tǒng)稻種多樣性保護(hù)的景觀優(yōu)化管理途徑，對(duì)促進(jìn)梯田遺產(chǎn)景觀復(fù)興及傳統(tǒng)文化的現(xiàn)代回歸，以及梯田景觀生態(tài)和綠色農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都有著一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

1.1 農(nóng)業(yè)文化景觀分類(lèi)

元陽(yáng)哈尼梯田是一個(gè)復(fù)雜的人居環(huán)境整體，是典型的稻作農(nóng)業(yè)文化景觀，包含有農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、自然生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)文化系統(tǒng)（趙維真，2012）。本文根據(jù)哈尼梯田的土地利用現(xiàn)狀，結(jié)合研究區(qū)遙感影像的特點(diǎn)，并參考《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 21010－2007）以及農(nóng)業(yè)文化景觀的分類(lèi)相關(guān)研究（李振鵬，2004；謝花林，2004；胡文英等，2011；角媛梅，2009），將哈尼梯田農(nóng)業(yè)景觀劃分林地、水田、旱田、水域和居民點(diǎn)5類(lèi)，采用元陽(yáng)縣2007年、2010年、2013年和 2017年的 4期 Landsat TM/OLI遙感影像和元陽(yáng)縣ASTER-DEM數(shù)據(jù)，利用ENVI、ArcGIS等軟件，通過(guò)人機(jī)交互解譯和監(jiān)督分類(lèi)進(jìn)行景觀分類(lèi)，結(jié)合谷歌地球進(jìn)行精度校驗(yàn)，解譯5種不同景觀類(lèi)型的4期景觀變化分布圖譜（圖1），以此分析景觀格局特征。

1.2 景觀指數(shù)的選取

景觀指數(shù)在生態(tài)學(xué)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛和深入，一般將景觀格局指數(shù)分為斑塊水平、類(lèi)型水平、景觀水平 3種類(lèi)型（林世滔等，2017）。本文從地類(lèi)和景觀兩個(gè)級(jí)別選擇 5種不同景觀類(lèi)型的格局指數(shù)，可以較全面探討如何維持多樣性保護(hù)、改善景觀布局等方面的研究（Cristofoli et al.，2010）。

選取的指數(shù)包括類(lèi)型水平斑塊面積（CA）、斑塊數(shù)量（NP）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、斑塊密度（PD）、聚合度指數(shù)（AI）、形狀指數(shù)（LSI）、分維度指數(shù)（FRAC）等，各指數(shù)含義和生態(tài)學(xué)意義見(jiàn)文獻(xiàn)（馬駿等，2014；李祖政，2017）。在景觀指數(shù)選取時(shí)，針對(duì)部分變量所代表的含義可能存在重疊現(xiàn)象，通過(guò)SPSS進(jìn)行相關(guān)分析，剔除相關(guān)系數(shù)較高的影響因子，選取更具有代表性的景觀指數(shù)，更加準(zhǔn)確地分析景觀格局特征對(duì)區(qū)域生物多樣性的影響因素（嚴(yán)珅等，2018）。

1.3 農(nóng)民種子系統(tǒng)

在2014－2017年間，選擇海拔跨度828－1880 m，涉及哈尼、彝、瑤、壯、傣和漢共6個(gè)民族的元陽(yáng)縣新街鎮(zhèn)、黃茅嶺鄉(xiāng)、大坪鄉(xiāng)、上新城鄉(xiāng)、小新街鄉(xiāng)5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，20個(gè)村委會(huì)，共32個(gè)自然村，通過(guò)定性訪談、定量和半結(jié)構(gòu)訪談，結(jié)合田間參與式觀察和入戶測(cè)量，調(diào)查農(nóng)戶種植的傳統(tǒng)品種、稻種來(lái)源、換種間隔、換種原因、換種范圍、選種依據(jù)、選種方式、種子保存和流通等情況；調(diào)查作物品種的生長(zhǎng)、發(fā)病情況、株高、結(jié)實(shí)率、產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀和耕作過(guò)程和方式，調(diào)查樣點(diǎn)生境、景觀分類(lèi)等基本信息。采用豐富度、均勻度和差異度對(duì)傳統(tǒng)稻種多樣性進(jìn)行度量（Jarvis et al.，2008；Frankel et al.，1995）。戶級(jí)豐富度為農(nóng)戶擁有地方稻種的數(shù)量；村級(jí)豐富度為村寨擁有地方稻種的數(shù)量；戶級(jí)均勻度（Eh）為農(nóng)戶平均均勻度，計(jì)算公式：

式中，n為所調(diào)查的農(nóng)戶數(shù)；pi為某個(gè)地方稻種i種植面積占該農(nóng)戶傳統(tǒng)稻種種植總面積的百分比；s為種植的傳統(tǒng)稻種數(shù)。

村級(jí)均勻度（Ev）即為村寨均勻度，計(jì)算公式：

差異度（D）為村級(jí)均勻度與農(nóng)戶均勻度的差異性，表示兩農(nóng)戶間選擇不同品種的差異程度，計(jì)算公式：

采用平行跳躍式取樣調(diào)查法調(diào)查傳統(tǒng)稻種田間病害發(fā)生情況、發(fā)病級(jí)別，稻瘟病病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)按照稻瘟病測(cè)報(bào)調(diào)查規(guī)范（GB/T 15790－1995）記錄，并根據(jù)水稻發(fā)病情況計(jì)算病情指數(shù)。對(duì)農(nóng)戶種植頻率最高的品種，用人工接種的方法選取9個(gè)稻瘟病菌株（ZA1、ZC15、ZB25、ZC7、H2-3-2、H2-10-1、HN-09-1c-7a、09-BSH、306）進(jìn)行室內(nèi)單菌株接種，依據(jù)《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水稻抗稻瘟病鑒定技術(shù)規(guī)范（NY/T）》，采用9級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（高抗、抗、中抗、中感1、中感2、感1、感2、高感 1、高感 2）進(jìn)行抗瘟性評(píng)價(jià)，并計(jì)算抗性頻率，進(jìn)行抗性鑒定。

景觀指數(shù)計(jì)算運(yùn)用 Fragstats軟件進(jìn)行，運(yùn)用SPSS的樣本描述性統(tǒng)計(jì)、二元定距變量相關(guān)分析、線性回歸分析等統(tǒng)計(jì)方法，研究景觀格局特征對(duì)于農(nóng)民稻種的影響，分析景觀格局對(duì)農(nóng)民農(nóng)耕活動(dòng)的影響。

圖1 2007－2017年元陽(yáng)縣哈尼梯田農(nóng)業(yè)文化景觀分類(lèi)Fig.1 Landscape classification of Hani terraced fields in Yuanyang County in 2007-2017

2 結(jié)果與分析

2.1 哈尼梯田農(nóng)業(yè)文化景觀特征

2.1.1 農(nóng)業(yè)文化景觀總體變化特征

由圖2可知，在2007－2010年間，旱田增加，林地和水域面積有少量增長(zhǎng)，水田面積嚴(yán)重減少；而 2010－2013年間除水田外，其他景觀面積都呈減少趨勢(shì)；2013－2017年，旱田和居民點(diǎn)面積增加，水田趨于穩(wěn)定，林地和水域面積有減少趨勢(shì)。

2.1.2 不同景觀斑塊格局變化特征

由圖3可知，林地斑塊變化較為平穩(wěn)，且在5類(lèi)景觀總面積和斑塊面積（CA）中占比最大，是研究區(qū)的主優(yōu)勢(shì)景觀，最大斑塊指數(shù)（LPI）的變化表征林地斑塊在 2013年前有擴(kuò)大的趨勢(shì)，而之后逐漸趨于縮減態(tài)勢(shì)。作為次優(yōu)勢(shì)景觀的旱田和水田，旱田CA一直呈平穩(wěn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，但在2010年后最大斑塊指數(shù)呈下降趨勢(shì)；水田CA呈現(xiàn)先增后減態(tài)勢(shì)，LPI在2013年后也開(kāi)始增長(zhǎng)，水田斑塊總體特征趨于穩(wěn)定。由此說(shuō)明，在 2013年后，林地和旱田受干擾強(qiáng)度整體高于水田。

2013年前，水田、旱田的斑塊個(gè)數(shù)（NP）最高，但斑塊面積低于林地，這一方面由梯田特殊的水稻景觀決定，一方面也說(shuō)明這兩種景觀的破碎化程度較高，景觀比較分散，對(duì)抗外界干擾能力弱，容易受到人類(lèi)活動(dòng)和自然條件變化的干擾。2013年后，水田、旱田的NP呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，表明這兩種景觀類(lèi)型逐漸趨于穩(wěn)定。元陽(yáng)地區(qū)連續(xù)3年旱情緩解之后，水域景觀于 2013年呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)，居民點(diǎn)NP也集聚上升，超過(guò)了水田、旱田和林地，成為研究區(qū)內(nèi)斑塊個(gè)數(shù)最大、破碎化程度最高的景觀類(lèi)型。

不同時(shí)期、不同斑塊類(lèi)型的平均形狀指數(shù)（LSI_MN）和平均分維指數(shù)（FRAC_MN）表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)，在研究期間，林地和水域復(fù)雜度波動(dòng)較大，到 2013年后，林地復(fù)雜度才逐漸穩(wěn)定，而水域的復(fù)雜度逐漸提高，水田、旱田和居民點(diǎn)的斑塊復(fù)雜度波動(dòng)變化不明顯，較為穩(wěn)定。

從 2000年開(kāi)始，在低海拔部分村寨，農(nóng)戶選擇種植熱帶經(jīng)濟(jì)作物，如香蕉、荔枝等，2004年元陽(yáng)水果種植面積達(dá)6700 hm2，其中香蕉種植2680 hm2，到2009年，香蕉種植已達(dá)4000 hm2，所增加的面積都由梯田水改旱形成；加上受西南大旱影響，部分高海拔梯田也改種玉米、黃豆等旱地作物，部分農(nóng)戶甚至放棄水稻，改種反季節(jié)蔬菜，過(guò)度追求經(jīng)濟(jì)利益造成了水田面積不斷減少。在 2013年前，水田面積的減少和較高的分散趨勢(shì)，以及旱田面積和最大斑塊等指標(biāo)的平穩(wěn)增長(zhǎng)都印證了這種改變，農(nóng)戶為提高收入和產(chǎn)量使梯田景觀構(gòu)造發(fā)生改變，一方面導(dǎo)致了梯田景觀價(jià)值退化，另一方面生物多樣性也有喪失趨勢(shì)。2013年哈尼梯田成功入列世界遺產(chǎn)名錄后，水田斑塊面積和最大斑塊才逐漸呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，水田逐漸趨于穩(wěn)定，水域在連續(xù)3年旱情緩解之后，也呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，梯田景觀破碎度、擴(kuò)散蔓延度逐漸減小，復(fù)雜度也隨著降低，景觀形狀趨于規(guī)則。

圖2 2007－2017年不同景觀類(lèi)型面積變化情況Fig.2 Area change of different landscape types in 2007-2017

2.2 哈尼梯田農(nóng)民種子系統(tǒng)

2.2.1 農(nóng)民種子多樣性

曾先后對(duì)元陽(yáng)縣進(jìn)行4次種子普查，其縣域內(nèi)有196個(gè)傳統(tǒng)品種，其中秈稻有171種，粳稻25種，另有陸稻47種（云南省元陽(yáng)縣志編篡委員會(huì)，1990）。近年來(lái)，課題組在元陽(yáng)縣共收集農(nóng)民傳統(tǒng)品種104個(gè)，常年種植的有50個(gè)傳統(tǒng)品種。調(diào)查村寨中有35%村寨全部種植傳統(tǒng)稻種，有9.5%村寨全部種植現(xiàn)代品種。調(diào)查村寨種植傳統(tǒng)品種豐富度變幅為0－8，平均為4.18，均勻度變幅為0.197－0.825，平均為0.634。海拔1300 m以下多數(shù)村寨種植現(xiàn)代或改良品種，70%的傳統(tǒng)品種來(lái)自海拔1800 m以上村寨，這些海拔村寨的豐富度和均勻度也最高。調(diào)查農(nóng)戶戶級(jí)豐富度變幅為0－3，平均為1.589，農(nóng)戶均勻度變幅為0－0.503，平均為0.17，差異度變幅為 0.123－1，平均為 0.729。調(diào)查農(nóng)戶種植傳統(tǒng)稻種的面積占全部稻作面積的71.4%，農(nóng)戶種植傳統(tǒng)稻種面積平均為0.125 hm2。

圖3 2007－2017年不同景觀斑塊格局變化Fig.3 Patch pattern changes of different landscapes in 2007-2017

梯田農(nóng)戶通過(guò)稻種多樣性來(lái)維持生計(jì)和日常用途，并應(yīng)對(duì)一切不可預(yù)測(cè)的變化，包括自然環(huán)境的變化和市場(chǎng)的變化，調(diào)查結(jié)果表明，約 46%的農(nóng)戶還堅(jiān)持種植傳統(tǒng)品種，多樣性品種種植的必然性和必要性促使哈尼梯田保持著稻種多樣性。然而，哈尼梯田稻種多樣性存在著潛在隱患，調(diào)查結(jié)果，30年來(lái)傳統(tǒng)品種流失了近一半，雖然許多品種目前有收集保存，但由于長(zhǎng)期沒(méi)有種植，也面臨流失風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2 選種依據(jù)

農(nóng)戶選擇種植傳統(tǒng)品種的依據(jù)主要包括稻種性狀、價(jià)值、產(chǎn)量、蟲(chóng)害等社會(huì)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)生態(tài)方面的因素。從調(diào)查的農(nóng)戶選種依據(jù)來(lái)看，農(nóng)戶們首先選擇種植產(chǎn)量高、出穗飽滿的品種，其次是口感好的品種，然后是有特殊用途（如祭祀等用途）的品種，最后是病少、蟲(chóng)少等特性和性狀好的品種。

村寨種植最多的傳統(tǒng)水稻品種按種植頻率由高及低排列為：月亮谷、紅皮糯、黃皮糯、冷水谷、建水谷、白皮糯、紅腳老粳、早谷、花谷、白腳老粳、車(chē)妞，這些傳統(tǒng)品種平均產(chǎn)量為5145 kg·hm-2，平均結(jié)實(shí)率為0.87，平均病情指數(shù)為1.91（表1），處于較低水平。室內(nèi)抗瘟性鑒定結(jié)果表明，農(nóng)戶種植較多的8個(gè)品種都對(duì)稻瘟病菌株具有良好的抗性（表 2），說(shuō)明傳統(tǒng)品種對(duì)稻瘟病菌抗譜較廣，抗病性強(qiáng)，農(nóng)戶在種植時(shí)選擇這些病少的傳統(tǒng)品種以保證產(chǎn)量的穩(wěn)定性。

哈尼梯田傳統(tǒng)稻種種內(nèi)遺傳異質(zhì)的豐富性、高度的抗病性，造就了產(chǎn)量的穩(wěn)定性，這種優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)代和改良品種不可替代的，再加上特殊的生態(tài)和文化價(jià)值，造就了傳統(tǒng)稻米的獨(dú)占性、不可復(fù)制性和唯一性，哈尼梯田傳統(tǒng)稻種的這些特性，不僅讓農(nóng)戶依賴(lài)其抵御各種自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也幫助抵御各種市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)品種農(nóng)藝性狀和種植戶數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明稻種產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率越高，種植村寨、種植農(nóng)戶數(shù)越高；口感越好，品種種植率越高；而株高越高，種植率反而呈下降趨勢(shì)，這也說(shuō)明矮桿高產(chǎn)是農(nóng)戶種植時(shí)的首要考慮因素。

2.2.3 換種方式

換種方式有種內(nèi)換種（同名）和種間換種（異名）。換種范圍包括本村、外村和外地，換種間隔有長(zhǎng)有短。在存在交換品種的調(diào)查農(nóng)戶中，91.6%的農(nóng)戶都在本村交換，3.5%既在本村也在外村交換，3.5%在外村交換，只有1.4%的農(nóng)戶在外地交換；在換種的農(nóng)戶中50.4%是同名交換，47.9%是異名交換；只有1.7%既有同名交換也有異名交換。換種間隔基本是2－3 a、3－5 a和10 a。從換種范圍看，外地和外村交換的農(nóng)戶以及換種間隔短的農(nóng)戶擁有更多的品種，高海拔農(nóng)戶換種間隔時(shí)間短于低海拔農(nóng)戶，但也有部分高海拔地區(qū)，由于生境的特殊性導(dǎo)致適應(yīng)品種不多，農(nóng)戶由于缺少可交換品種，就長(zhǎng)期不換種，或換種周期很長(zhǎng)，部分農(nóng)戶采用換地不換種的方式，這種農(nóng)耕智慧既解決了因交換品種少帶來(lái)的無(wú)法換種問(wèn)題，又能降低田間病害發(fā)生的程度，保證了產(chǎn)量的穩(wěn)定。農(nóng)戶的同名、異名換種行為，換種頻率保證了哈尼梯田傳統(tǒng)稻種的種內(nèi)遺傳多樣性和種間遺傳多樣性。

多樣性種植和輪換種植使農(nóng)民種子具有良好的控病效果和廣泛適應(yīng)性，隨著農(nóng)戶豐富度和均勻度的增加（圖4、圖5），稻瘟病病情指數(shù)都呈逐漸降低趨勢(shì)，結(jié)果表明哈尼梯田農(nóng)民稻種多樣性種植具有良好的控病效果。

表1 種植較多的傳統(tǒng)品種的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)藝性狀特性Table1 Socio economic and agronomic characteristics of traditional varieties

表2 8個(gè)傳統(tǒng)稻種對(duì)9個(gè)稻瘟病菌株單接種抗性頻率Table2 Estimating result of 8 traditional rice's resistance-susceptibility to 9 rice blast strains

2.3 農(nóng)民種子系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)文化景觀

不斷變化著的景觀結(jié)構(gòu)及生境的配置是導(dǎo)致群落物種多樣性的形成、分布格局及喪失的主要原因（Lindborg et al.，2004；Chowdhury et al.，2006；Cristofoli et al.，2010）。哈尼梯田農(nóng)民種植方式、選種等行為以及支撐他們對(duì)選育種決策的文化、知識(shí)、信仰對(duì)農(nóng)業(yè)文化景觀的形狀、組成、變化起了至關(guān)重要的作用。

圖4 農(nóng)戶戶級(jí)豐富度與稻瘟病發(fā)生Fig.4 Rice blast occurrence and richness at household level

圖5 農(nóng)戶戶級(jí)均勻度與稻瘟病發(fā)生Fig.5 Rice blast occurrence and evenness at household level

圖6 不同調(diào)查村寨傳統(tǒng)稻種多樣性Fig.6 Diversity of traditional rice varieties in different villages

2.3.1 不同村寨景觀格局和農(nóng)民稻種

2.3.1.1 不同村寨景觀格局和農(nóng)民種子多樣性

選取 17個(gè)村寨，分析村寨種植傳統(tǒng)稻種和村寨景觀格局之間的關(guān)系（圖6）。所調(diào)查村級(jí)豐富度變幅為1－8，箐口村、上馬村、倮馬點(diǎn)村最多，種植傳統(tǒng)稻種8種，其次是小水井村（7種），最少的是養(yǎng)牛寨（1種）。村寨農(nóng)戶傳統(tǒng)品種平均豐富度變幅為 1－2.5，劉會(huì)村最高（2.5），最低是養(yǎng)牛寨和陳安小寨（1）。

村寨不同景觀面積分布如表3所示，對(duì)各村寨景觀格局與農(nóng)民種子多樣性進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表4）表明，林地、旱田與村寨傳統(tǒng)稻種豐富度（r=0.319，r=0.153）和均勻度（r=0.117，r=0.143）均呈現(xiàn)不顯著正相關(guān)關(guān)系，而水田、居民點(diǎn)面積均與村寨稻種豐富度（r=-0.367，r=-0.150）和均勻度（r=-0.289，r=-0.211）呈現(xiàn)不顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系?；貧w分析結(jié)果表明，景觀類(lèi)型中林地（X3）和水田面積（X2）與多樣性指標(biāo)的回歸關(guān)系為 Y=5.047-0.022X2+0.019X3（r2=0.497），說(shuō)明在村寨不同類(lèi)型景觀中，林地、水田景觀面積對(duì)農(nóng)民種植傳統(tǒng)稻種影響最大，水田面積越多，傳統(tǒng)稻種的種植越少，而林地面積越多，村寨種植的傳統(tǒng)稻種越多。

2.3.1.2 不同村寨景觀格局和農(nóng)民稻種病情指數(shù)

對(duì)各村寨景觀格局與稻瘟病情指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表 4）表明，林地、旱田與村寨稻瘟病情指數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，而水田、居民點(diǎn)面積均與村寨稻瘟病情指數(shù)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)?；貧w分析結(jié)果表明，景觀類(lèi)型中旱田面積（X1）和居民點(diǎn)（X4）與稻瘟病情指數(shù)（Y）的回歸關(guān)系為 Y=2.847+0.016X1-0.066X4（r2=0.426），說(shuō)明在村寨不同類(lèi)型景觀中，旱田、居民點(diǎn)面積對(duì)稻種稻瘟病影響最大，旱田面積越多，稻瘟病指數(shù)有升高趨勢(shì)，而居民點(diǎn)面積越多，稻瘟病指數(shù)有下降趨勢(shì)。

表4 村寨景觀格局與農(nóng)民種子多樣性相關(guān)分析Table4 Correlation analysis between village landscape pattern and farmers' seed diversity

2.3.2 不同海拔、不同民族的景觀格局和農(nóng)民選種

由圖7可知，在海拔800－1300 m分布最多的景觀類(lèi)型是旱田（38778 hm2），在1300－1600 m分布最多的是水田（17062 hm2），而海拔 1600－1800 m和1800 m以上分布最多的是林地景觀。農(nóng)民選種調(diào)查結(jié)果表明，海拔1300 m以下村寨多種植現(xiàn)代或改良品種，平均村級(jí)豐富度為 1，平均戶級(jí)豐富度低于1，海拔1300－1600 m平均村級(jí)豐富度為5，平均戶級(jí)豐富度也低于1，而海拔1600－1800 m和海拔1800 m以上村寨的農(nóng)戶傳統(tǒng)稻種種植數(shù)量最多，分別為5.3和7.4，平均戶級(jí)豐富度也最高，分別為1.45和1.64。不同村寨海拔和村寨各類(lèi)型景觀的相關(guān)性分析結(jié)果表明，村寨海拔與水田面積呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-0.456*），與村級(jí)豐富度呈顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.435*），說(shuō)明海拔對(duì)農(nóng)民傳統(tǒng)品種種植和水田分布有很大影響，隨著海拔升高，農(nóng)民選擇種植傳統(tǒng)稻種呈上升趨勢(shì)，而水田面積呈下降趨勢(shì)。海拔1300 m以下多數(shù)村寨種植現(xiàn)代或改良品種，海拔1600 m以上傳統(tǒng)品種種植數(shù)量最多，傳統(tǒng)稻種的豐富度和均勻度最高，高海拔地區(qū)溫度低、濕度高，氣候變化無(wú)常，農(nóng)戶只能通過(guò)種植具有豐富遺傳多樣性的傳統(tǒng)稻種才能適應(yīng)環(huán)境和氣候的變化，由此留存了越來(lái)越多具有高度異質(zhì)性的傳統(tǒng)稻種。

圖7 不同海拔和不同民族的景觀分布情況Fig.7 Landscape distribution at different altitudes and different nation

由圖 7可知，哈尼族、彝族和傣族的旱田分布面積最大，而水田分布面積最大的是哈尼族和彝族，哈尼族的林地分布面積明顯大于其他民族，傣族的林地面積是最小的，傣族、壯族、瑤族和苗族的水田分布面積均較小。這些景觀面積分布主要由各民族的人口和生活、生產(chǎn)地域海拔決定的，元陽(yáng)縣哈尼族人口占全縣人口的53.23%，其中彝族人口比重為 23.35%；傣族人口比重為4.9%，瑤族為2.23%，壯族和苗族為0.92%（云南省元陽(yáng)縣志編篡委員會(huì)，1990）。哈尼族和彝族的人口比重約占了該地區(qū)的四分之三，所以景觀面積比重也大；傣族住在河谷平壩，居住區(qū)以旱田為主，鮮有林地，主要從事河谷平壩農(nóng)耕活動(dòng)，栽種水稻不多；而哈尼族、彝族都居住在半山區(qū)，水、旱田分布都多；瑤族分布在山頭，主要種植傳統(tǒng)水稻品種。在調(diào)查村寨中，全部種植傳統(tǒng)品種的村寨只包含哈尼族、彝族和瑤族村寨，豐富度較高的農(nóng)戶基本分布在哈尼村寨和彝族村寨，混合民族村寨的農(nóng)戶豐富度較低，傣族村寨豐富度最低，這與村寨不同的生境以及哈尼族彝族擅長(zhǎng)稻作的選留種密切相關(guān)，哈尼族和彝族的宗教文化、制度文化、飲食文化、民居文化和耕作方式在一定程度上有利于傳統(tǒng)稻作品種的留存和栽培，同時(shí)也有利于農(nóng)業(yè)景觀和生態(tài)的保護(hù)。

2.3.3 景觀斑塊格局和農(nóng)民選種

從 2007－2017年哈尼梯田景觀格局指數(shù)隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)來(lái)看，斑塊數(shù)量（NP）和斑塊密度（PD）先增后減再增趨勢(shì)（圖8），而最大斑塊數(shù)（LPI）和平均面積指數(shù)（AREA_MN）則呈現(xiàn)先降后升再降趨勢(shì)（圖8），在面積保持不變的情況下，景觀斑塊數(shù)量、斑塊密度增大，最大斑塊減小，體現(xiàn)了景觀擴(kuò)散蔓延度增大和人類(lèi)活動(dòng)干擾增強(qiáng)，說(shuō)明哈尼梯田景觀破碎度逐漸呈增大趨勢(shì)。結(jié)合2013－2017年村寨種植傳統(tǒng)稻種的變化來(lái)看，2013年村寨平均豐富度為4.36，2016年為3.29；對(duì)比前后兩次重復(fù)調(diào)查7個(gè)村寨的傳統(tǒng)品種豐富度（圖9），2013年平均豐富度為4.57，2016年為4.14，5個(gè)村寨2016年種植的傳統(tǒng)品種相較 2013年有所減少或相同，多樣性從2013年開(kāi)始整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

表3 不同村寨不同景觀分布Table3 Landscape pattern of different villages

圖8 景觀斑塊格局變化情況Fig.8 Change of landscape patch pattern index

從 1992年元陽(yáng)開(kāi)始推廣雜交稻以來(lái)，海拔1500 m以下有種植條件的村莊，為提高糧食產(chǎn)量，開(kāi)始大量種植雜交稻，到2000年，80%以上農(nóng)戶都能滿足糧食自給自足。但隨之帶來(lái)的問(wèn)題是，傳統(tǒng)品種種植面積比例和種植戶數(shù)比例嚴(yán)重下降，中青年農(nóng)戶外出打工比例不斷增加，這也暴露出土地利用有限、雜交稻產(chǎn)量增長(zhǎng)不前等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。1990年代初，部分本地傳統(tǒng)稻種因?yàn)楫a(chǎn)量低且易發(fā)病等原因，從而消失（如麻線谷等），與此同時(shí)，一些新的農(nóng)家品種被引入（如建水谷），從引進(jìn)到現(xiàn)在一直在種植，稻種時(shí)間的輪換，達(dá)到空間的多樣性，從時(shí)間和空間上維持了當(dāng)?shù)氐痉N多樣性和內(nèi)部遺傳異質(zhì)性，農(nóng)戶通過(guò)稻種多樣性來(lái)維持生計(jì)和日常用途，抵御了新的自然風(fēng)險(xiǎn)和市場(chǎng)變化，并促使水田景觀得以穩(wěn)定留存，接近一半的農(nóng)戶還堅(jiān)持種植傳統(tǒng)品種，主要是滿足自己需求，包括祭祀、口感等原因。從農(nóng)戶自身角度來(lái)說(shuō)，他們不愿意放棄傳統(tǒng)品種的種植，如果提升傳統(tǒng)稻米的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，讓農(nóng)戶通過(guò)種植傳統(tǒng)稻種達(dá)到和種植雜交稻等同的收入，農(nóng)戶有可能選擇他們祖輩留下的、他們更熟悉的傳統(tǒng)耕種方式。

圖9 村寨種植的傳統(tǒng)稻種變化情況Fig.9 Changes of traditional rice varieties in villages

3 討論

3.1 梯田農(nóng)業(yè)景觀格局和農(nóng)民種子系統(tǒng)相互作用

隨著生產(chǎn)、市場(chǎng)和氣候的變化，農(nóng)民生產(chǎn)、選擇、保存和獲取種子的方式在不斷發(fā)生改變，而種子系統(tǒng)的特征及其隨時(shí)間的變化對(duì)景觀生態(tài)系統(tǒng)有很大影響（白可喻等，2011）。元陽(yáng)梯田農(nóng)業(yè)景觀由于用途、管理和多樣性的差異演變成不同類(lèi)型斑塊并不斷發(fā)生改變，本研究也印證了該現(xiàn)象，林地和水域斑塊數(shù)量對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響程度較高（楊燕楠，2017）。農(nóng)戶因環(huán)境不同而選擇特定的基因型品種，以應(yīng)對(duì)梯田農(nóng)業(yè)景觀中的各種脅迫，農(nóng)戶通過(guò)在不同時(shí)間、不同地塊位置進(jìn)行不同的選育種，通過(guò)單作、輪作、混作等不同種植方式，在時(shí)間和空間上對(duì)梯田農(nóng)業(yè)系統(tǒng)施加不同選擇壓力（主要表現(xiàn)在不同民族、不同海拔環(huán)境的農(nóng)戶在管理親本種子和種植中具有的不同期望、措施和知識(shí)），由此產(chǎn)生了不同景觀分布。反之，景觀要素組成及其空間配置狀況的不同，使景觀中生境的連通性、可達(dá)性、有效性存在差異，從而直接影響農(nóng)作物種植的可持續(xù)性；不斷變化著的景觀格局是影響物種多樣性的形成、分布格局及喪失的主要原因（Tscharntke et al.，2004），認(rèn)清景觀變化對(duì)作物品種的影響能直接指導(dǎo)針對(duì)生物多樣性保護(hù)的景觀管理措施（Burel et al.，2013）。農(nóng)戶在選留種和農(nóng)耕過(guò)程中融入了梯田各民族文化內(nèi)涵，他們的農(nóng)耕文化、制度文化、民居和飲食文化有利于傳統(tǒng)種子的留存和梯田景觀生態(tài)的維持。無(wú)論是環(huán)境、經(jīng)濟(jì)還是政策的變化，梯田小農(nóng)戶都有能力對(duì)新問(wèn)題和機(jī)遇作出快速的反應(yīng)，包括資源利用方式、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)區(qū)域、農(nóng)耕組織方式、居住模式等方面的適應(yīng)和改變（白可喻等，2011）。維持和提升傳統(tǒng)稻作農(nóng)耕文化、對(duì)農(nóng)民種子系統(tǒng)進(jìn)行就地保護(hù)是確保梯田農(nóng)業(yè)景觀和生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵，推進(jìn)種子資源的創(chuàng)新管理、優(yōu)化景觀管理途徑對(duì)維持梯田景觀生態(tài)和綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展都有一定現(xiàn)實(shí)意義。

3.2 景觀優(yōu)化管理途徑和種質(zhì)資源的創(chuàng)新管理途徑

（1）鼓勵(lì)和重視社區(qū)農(nóng)民種子系統(tǒng)，幫助社區(qū)建立種質(zhì)庫(kù)，構(gòu)建多方合作協(xié)同發(fā)展的種子政策，健全種子管理機(jī)制。

正確梳理農(nóng)戶、科研單位、企業(yè)等各利益群體在哈尼梯田種子系統(tǒng)中的作用以及各利益群體之間的合作與互惠關(guān)系，開(kāi)展小農(nóng)技能培養(yǎng)，推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)，農(nóng)民種子網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)社區(qū)正式或非正式方式進(jìn)行知識(shí)、技巧的傳播和分享。對(duì)于一些由于產(chǎn)量等原因而種植稀少的關(guān)鍵品種，進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究是否可以作為改良的物質(zhì)基礎(chǔ)。鼓勵(lì)和保護(hù)社區(qū)的種子交流、交換和留種，建立科學(xué)的地方種子資源庫(kù)，健全以社區(qū)為基礎(chǔ)的種子管理機(jī)制。

（2）依托特殊生態(tài)和文化價(jià)值，通過(guò)消費(fèi)者意識(shí)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)刺激優(yōu)質(zhì)稻種的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

通過(guò)提升生態(tài)、健康、綠色、營(yíng)養(yǎng)的稻米品種意識(shí)來(lái)增強(qiáng)大眾的認(rèn)同感，打造高端小眾的稻米品牌產(chǎn)品，提高傳統(tǒng)稻米的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)地位；建立農(nóng)民專(zhuān)業(yè)合作組織，進(jìn)行傳統(tǒng)稻米有機(jī)生產(chǎn)和集中銷(xiāo)售；實(shí)施和鼓勵(lì)村民自治，增強(qiáng)女性勞動(dòng)力的地位。只有農(nóng)戶從中真正受益，才能增強(qiáng)他們對(duì)本民族、社區(qū)、勞動(dòng)、智慧等的認(rèn)同感和自豪感，才會(huì)真正有意愿留下并參與到農(nóng)耕實(shí)踐和景觀維護(hù)中。

（3）重視不同民族農(nóng)耕智慧和傳統(tǒng)文化對(duì)梯田遺產(chǎn)和景觀可持續(xù)保護(hù)的重要作用。

根據(jù)農(nóng)作物品種在當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)文化中的地位評(píng)價(jià)其價(jià)值，或有意識(shí)地提升、宣傳這種價(jià)值，建立傳統(tǒng)農(nóng)耕文化體驗(yàn)項(xiàng)目，打造集農(nóng)耕體驗(yàn)、農(nóng)場(chǎng)直供、民俗體驗(yàn)、科普教育、休閑娛樂(lè)為一體的傳統(tǒng)綠色農(nóng)耕體驗(yàn)活動(dòng)。將梯田生物多樣性保護(hù)和民族生態(tài)建設(shè)融匯于社區(qū)生態(tài)文明建設(shè)，鼓勵(lì)農(nóng)戶尊重自然，借用傳統(tǒng)知識(shí)及技術(shù)創(chuàng)新來(lái)適應(yīng)各種變化。

（4）重視梯田干旱治理科學(xué)的、可持續(xù)的方法研究，探究能夠保持較高生物多樣性的土地景觀格局。

優(yōu)化用地面積，保護(hù)水域和水源林，重視環(huán)境脅迫和隨機(jī)事件對(duì)多樣性和景觀格局的影響，重視人為因素導(dǎo)致的水源減少現(xiàn)象；采用科學(xué)的、可持續(xù)的思路和方法規(guī)劃和實(shí)施梯田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；科學(xué)正確地指導(dǎo)農(nóng)戶選擇合適的林種和作物品種，避免水源林水分涵養(yǎng)功能、梯田濕地生態(tài)功能惡化，使各類(lèi)景觀，尤其是林地景觀和水田景觀都得到有效保護(hù)。

4 結(jié)論

哈尼梯田農(nóng)戶通過(guò)稻種多樣性來(lái)維持生計(jì)和日常用途，并應(yīng)對(duì)一切不可預(yù)測(cè)的自然環(huán)境變化和市場(chǎng)變化，多樣性品種種植的必然性和必要性使得哈尼梯田稻種多樣性依然存在，元陽(yáng)梯田近年來(lái)輪換種植的傳統(tǒng)品種有 50個(gè)，多樣性品種和傳統(tǒng)品種的種植促使了梯田景觀得以穩(wěn)定留存。10年來(lái)梯田水田景觀旱化嚴(yán)重，水改旱平均面積占比約為27%；林地面積呈遞減趨勢(shì)，林地斑塊受干擾強(qiáng)度最大，破碎度最高。農(nóng)戶種植的傳統(tǒng)品種受環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素影響，導(dǎo)致種植的面積和種植戶數(shù)比例嚴(yán)重下降，傳統(tǒng)稻種產(chǎn)量低、經(jīng)濟(jì)價(jià)值低、民族認(rèn)同感下降使農(nóng)戶對(duì)農(nóng)耕關(guān)注程度不高，傳統(tǒng)稻種30年來(lái)流失約一半以上，未來(lái)哈尼梯田農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)景觀都存在著潛在隱患。

梯田林地、旱田與稻種豐富度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，水田、居民點(diǎn)與稻種豐富度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；梯田水田和林地景觀對(duì)農(nóng)民傳統(tǒng)稻種的種植影響最顯著，水田面積越多，傳統(tǒng)稻種的種植越少，林地面積越多，村寨種植的傳統(tǒng)稻種越多。小斑塊已經(jīng)成為了梯田生態(tài)系統(tǒng)的普遍特征，梯田水稻生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)小斑塊控制病蟲(chóng)害的發(fā)生，維持稻種多樣性；旱田面積顯著影響稻種病蟲(chóng)害的發(fā)生，旱田面積越多，病情指數(shù)有升高趨勢(shì)。哈尼族旱田數(shù)量和水田數(shù)量最多，傳統(tǒng)稻種多樣性也最高；瑤族和苗族的水旱田最少且分布較散，林地景觀面積大于其他景觀類(lèi)型。