Многофункциональное управление теневыми деревьями в тропических агролесоводческих ландшафтах — обзор
Multifunctional shade-tree management in tropical agroforestry landscapes - a review
Teja Tscharntke, Yann Clough, Shonil Bhagwat, Damayanti Buchori, Heiko Faust, Dietrich Hertel, Dirk Hölscher, Jana Juhrbandt, Michael Kessler, Ivette Perfecto, Christoph Scherber, Götz Schroth, Edzo Veldkamp, Thomas Cherico Wanger
Аннотация (перевод)
1. Интенсификация сельского хозяйства снижает экологическую устойчивость систем землепользования, тогда как, парадоксальным образом, изменения окружающей среды и климатические экстремумы требуют более высокой адаптационной способности, чем когда-либо. Стратегии адаптации к изменениям окружающей среды включают сохранение теневых деревьев в тропическом агролесоводстве, однако преобразование затененных систем в незатененные является распространенной практикой для увеличения краткосрочной урожайности.2. В этой статье мы рассматриваем краткосрочные и долгосрочные экологические преимущества теневых деревьев в агролесоводстве кофе Coffea arabica, C. canephora и какао Theobroma cacao и подчеркиваем малоизученную многофункциональную роль теневых деревьев как для фермеров, так и для охраны природы.3. И кофе, и какао являются тропическими растениями нижнего яруса. Теневые деревья в агролесоводстве способствуют повышению функционального биоразнообразия, секвестрации углерода, плодородия почв, устойчивости к засухе, а также борьбе с сорняками и биологическому контролю вредителей. Однако тень необходима только для молодых деревьев какао и менее важна на более старых плантациях какао. Эта меняющаяся с возрастом плантации какао реакция на режим затенения часто приводит к преходящей роли тени и связанного с ней биоразнообразия в агролесоводстве.4. Заброс старых незатененных посадок какао в пользу посадки молодого какао на новых, прореженных лесных участках можно назвать «краткосрочным циклом бума и спада какао», что препятствует сохранению тропических лесов. В «долгосрочном цикле бума и спада какао» за бумом какао может следовать спад из-за неконтролируемого уровня вредителей и патогенов (например, в Бразилии и Малайзии). Более высокая плотность вредителей может быть результатом физиологического стресса у незатененного какао и увеличения засаженных какао площадей. Фермеры, избегающие риска, предотвращают долгосрочную уязвимость своих агролесоводческих систем, сохраняя тень в качестве страховки от вспышек насекомых-вредителей, тогда как фермеры, стремящиеся к максимизации урожайности, уменьшают тень и нацеливаются на краткосрочную денежную выгоду.5. Синтез и практическое применение. Устойчивое управление агролесоводством требует сохранения или создания разнообразного яруса многоцелевых теневых деревьев, которые можно обрезать, а не удалять по мере созревания культур. Стимулы от платежей за экосистемные услуги и схем сертификации побуждают фермеров поддерживать от высокого до умеренного уровень покрова теневых деревьев. Сокращение распыления пестицидов защищает функциональное агробиоразнообразие, такое как антагонисты вредителей и болезней, мокрецы-опылители, определяющие урожайность какао, и пчелы-опылители, повышающие урожайность кофе. В ландшафтной перспективе естественный лес наряду с агролесоводством обеспечивает перераспределение разнообразных функционально важных организмов между несельскохозяйственными и сельскохозяйственными угодьями. Передача знаний между фермерами, агрономами и экологами в рамках подхода совместного участия помогает стимулировать режим управления тенью, который уравновешивает экономические и экологические потребности и обеспечивает стратегию жизнеобеспечения на основе «диверсифицированных продовольственных и товарных культур».
Оригинальная аннотация
1. Agricultural intensification reduces ecological resilience of land-use systems, whereas paradoxically, environmental change and climate extremes require a higher response capacity than ever. Adaptation strategies to environmental change include maintenance of shade trees in tropical agroforestry, but conversion of shaded to unshaded systems is common practice to increase short-term yield.2. In this paper, we review the short-term and long-term ecological benefits of shade trees in coffee Coffea arabica, C. canephora and cacao Theobroma cacao agroforestry and emphasize the poorly understood, multifunctional role of shade trees for farmers and conservation alike.3. Both coffee and cacao are tropical understorey plants. Shade trees in agroforestry enhance functional biodiversity, carbon sequestration, soil fertility, drought resistance as well as weed and biological pest control. However, shade is needed for young cacao trees only and is less important in older cacao plantations. This changing response to shade regime with cacao plantation age often results in a transient role for shade and associated biodiversity in agroforestry.4. Abandonment of old, unshaded cacao in favour of planting young cacao in new, thinned forest sites can be named ‘short-term cacao boom-and-bust cycle’, which counteracts tropical forest conservation. In a ‘long-term cacao boom-and-bust cycle’, cacao boom can be followed by cacao bust due to unmanageable pest and pathogen levels (e.g. in Brazil and Malaysia). Higher pest densities can result from physiological stress in unshaded cacao and from the larger cacao area planted. Risk-averse farmers avoid long-term vulnerability of their agroforestry systems by keeping shade as an insurance against insect pest outbreaks, whereas yield-maximizing farmers reduce shade and aim at short-term monetary benefits.5. Synthesis and applications. Sustainable agroforestry management needs to conserve or create a diverse layer of multi-purpose shade trees that can be pruned rather than removed when crops mature. Incentives from payment-for-ecosystem services and certification schemes encourage farmers to keep high to medium shade tree cover. Reducing pesticide spraying protects functional agrobiodiversity such as antagonists of pests and diseases, pollinating midges determining cacao yields and pollinating bees enhancing coffee yield. In a landscape perspective, natural forest alongside agroforestry allows noncrop-crop spillover of a diversity of functionally important organisms. Knowledge transfer between farmers, agronomists and ecologists in a participatory approach helps to encourage a shade management regime that balances economic and ecological needs and provides a ‘diversified food-and-cash crop’ livelihood strategy.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/af86fbc3-2fb6-4ec3-bf55-84f43b0bae8e
DOI: 10.1111/j.1365-2664.2010.01939.x
OpenAlex: W2163210582