蜜蜂正在傳粉授粉

　　不要小看某些昆蟲(chóng)、雜草，它們多樣性越豐富，農(nóng)民收獲的玉米、油菜和咖啡可能就越多。

　　近日，由德國(guó)維爾茨堡大學(xué)和意大利優(yōu)若克研究中心牽頭、國(guó)際食物政策研究所等單位參與的百余名專(zhuān)家組成的的國(guó)際研究小組證實(shí)了生物多樣性對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的益處，即生物多樣性豐富的農(nóng)田能更好地抵御害蟲(chóng)、促進(jìn)授粉、提高產(chǎn)量。相關(guān)成果日前發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

　　“在未來(lái)的環(huán)境條件下，維持諸如野生授粉者和天敵等有益生物的生物多樣性，對(duì)于確保提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和保持高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)至關(guān)重要。因?yàn)楸Ｗo(hù)生物多樣性將賦予農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)更大的恢復(fù)力和耐沖擊力。”優(yōu)若克研究中心生物學(xué)家、該論文*作者馬特奧·丹尼斯告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

　　豐富物種促生產(chǎn)。

　　大自然是一位杰出且“免費(fèi)”的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供者。

　　例如，野生蜜蜂為果樹(shù)和其他作物授粉，食肉瓢蟲(chóng)吃掉損害甚至摧毀作物的害蟲(chóng)。某些生物為農(nóng)業(yè)提供重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，而在很大程度上，作物*終的產(chǎn)量也取決于這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。

　　事實(shí)上，過(guò)去諸多研究均已證實(shí)，生物多樣性在生態(tài)系統(tǒng)功能中發(fā)揮著重要作用。不過(guò)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能對(duì)生物多樣性的依賴(lài)性仍在爭(zhēng)論之中。

　　早期相關(guān)的綜合研究顯示出了不一致的結(jié)論，有研究認(rèn)為群落中少數(shù)優(yōu)勢(shì)物種可能提供了大部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；還有研究認(rèn)為，豐富度高的群落存在互補(bǔ)物種，它們共同維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

　　是少數(shù)的優(yōu)勢(shì)物種還是許多互補(bǔ)物種提供了主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，目前尚不清楚。比如在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中，目前尚不清楚的是，少數(shù)優(yōu)勢(shì)物種是否足以維持作物授粉和害蟲(chóng)防治服務(wù)。

　　“根據(jù)物種互補(bǔ)性、群落豐度和優(yōu)勢(shì)種作用的相對(duì)重要性，生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能之間可能存在不同的關(guān)系。” 論文作者之一、國(guó)際食物政策研究所環(huán)境與生產(chǎn)技術(shù)部*研究員張巍解釋?zhuān)锓N豐富度、群落豐度和優(yōu)勢(shì)種的重要性受兩個(gè)因素影響，一是群落豐度隨物種多樣性的變化程度，二是群落的有效性和專(zhuān)業(yè)化程度之間的差異。

　　“過(guò)去對(duì)這三方面的研究通常是在孤立、小規(guī)模實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行，缺乏它們?cè)谡鎸?shí)生態(tài)系統(tǒng)中的相對(duì)重要性的綜合研究，也缺乏真實(shí)環(huán)境中由于人類(lèi)活動(dòng)而導(dǎo)致生物多樣性變化的證據(jù)，尤其是對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的證據(jù)。”張巍說(shuō)。

　　從現(xiàn)實(shí)來(lái)看，世界糧農(nóng)組織指出，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，主要作物的產(chǎn)量增長(zhǎng)趨于平緩。全球玉米、稻米和小麥產(chǎn)量的平均增長(zhǎng)率總體上僅略高于1％。這意味著，高投入、集約化的生產(chǎn)模式即將達(dá)到其增加作物產(chǎn)量的極限。因此，有必要考慮采取其他生態(tài)環(huán)境友好型的途徑來(lái)維持未來(lái)作物生產(chǎn)的穩(wěn)定和可持續(xù)性。

　　“我們迫切需要更好地了解農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中由生物多樣性驅(qū)動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其對(duì)作物生產(chǎn)的連鎖影響，以預(yù)測(cè)未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供應(yīng)，并尋求可持續(xù)管理戰(zhàn)略。”張巍說(shuō)。

　　“簡(jiǎn)單”農(nóng)田要“復(fù)雜”。

　　研究人員編制了一個(gè)廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包括89項(xiàng)研究，這些研究在全世界1475個(gè)采樣點(diǎn)測(cè)量了傳粉者、害蟲(chóng)天敵和相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的豐富度和豐度。

　　這些采樣點(diǎn)涵蓋了北美大平原的玉米田、瑞典南部的油菜田、印度的咖啡種植園、南非的芒果種植園和阿爾卑斯山的谷類(lèi)農(nóng)場(chǎng)。

　　研究人員借助一個(gè)綜合模型，分析了兩種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)：一種是由野生昆蟲(chóng)提供的授粉服務(wù)；另一種是生物害蟲(chóng)防治服務(wù)，即環(huán)境以蟲(chóng)治蟲(chóng)的能力。這兩種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)作物生產(chǎn)至關(guān)重要，也是近幾十年來(lái)的研究重點(diǎn)。

　　研究表明，“有益”昆蟲(chóng)種類(lèi)越多的農(nóng)田，就越能免受害蟲(chóng)的侵害，促進(jìn)授粉，提高產(chǎn)量。

　　除此之外，研究還發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)景觀的簡(jiǎn)化導(dǎo)致物種多樣性減少，從而間接影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。比如，在農(nóng)業(yè)景觀簡(jiǎn)化對(duì)農(nóng)田授粉造成的負(fù)面影響中，有三分之一是由單一栽培制引起的。在種植大型單一栽培物種的農(nóng)田里，“有益”昆蟲(chóng)的多樣性和豐富度大大降低，對(duì)作物產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。

　　在害蟲(chóng)控制方面，農(nóng)業(yè)景觀簡(jiǎn)化的影響更大。“農(nóng)業(yè)景觀簡(jiǎn)化造成的全部后果中，有一半與天敵多樣性的喪失有關(guān)。”馬特奧·丹尼斯說(shuō)，“遺憾的是，目前我們還無(wú)法解釋為什么這種影響更大，還需要進(jìn)一步的研究。”

　　張巍認(rèn)為，生物多樣性突出強(qiáng)調(diào)了廣泛地支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，比如害蟲(chóng)調(diào)控、授粉和土壤肥力等，這很重要。“沒(méi)有豐富的物種來(lái)促進(jìn)這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，農(nóng)民將不得不依賴(lài)更多的化學(xué)農(nóng)藥和化肥的投入，而這些化學(xué)品污染環(huán)境，增加生產(chǎn)成本，損害人類(lèi)健康，增加溫室氣體排放等，同時(shí)破壞生態(tài)功能，從而形成一個(gè)惡性循環(huán)。”

　　建立多樣化的農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)。

　　世界糧農(nóng)組織發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，蜜蜂、鳥(niǎo)類(lèi)和蝙蝠等傳粉媒介影響著35%的世界作物產(chǎn)量，可以增加全球87種糧食作物的產(chǎn)量。

　　研究人員建議保護(hù)那些通過(guò)生物多樣性來(lái)維持健康運(yùn)轉(zhuǎn)的自然環(huán)境，并盡可能使農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)景觀多樣。

　　馬特奧·丹尼斯指出，農(nóng)業(yè)景觀多樣化可能是保護(hù)生物多樣性和提高生物防治效果的關(guān)鍵，多樣化可以簡(jiǎn)單到在田野邊緣增加野花帶、樹(shù)木或樹(shù)籬，為這些有益物種建立一個(gè)類(lèi)似原始生境的地方，這將是朝著更可持續(xù)的農(nóng)業(yè)邁出的重要一步，目的是協(xié)調(diào)生物多樣性保護(hù)和糧食生產(chǎn)。

　　他同時(shí)也提到，當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)是如何讓農(nóng)民更加信服生物多樣性的重要性，如何實(shí)施一套有利于人與自然和諧的景觀管理系統(tǒng)。

　　馬特奧·丹尼斯表示，未來(lái)需要解決在農(nóng)田周?chē)黾由锒鄻有缘某杀締?wèn)題，這些管理方案的潛在成本包括建立和維護(hù)野花帶的直接費(fèi)用，以及因保持生物多樣性而占用土地，導(dǎo)致作物產(chǎn)量損失的機(jī)會(huì)成本。“理想條件下，這應(yīng)該在一個(gè)整體方案中體現(xiàn)，以考慮成本和收益的環(huán)境依賴(lài)性。”

　　“在未來(lái)持續(xù)的全球變化，以及極端氣候事件更加頻繁的背景下，農(nóng)田生物多樣性在確保抵御環(huán)境失調(diào)方面具有更重要的價(jià)值。”來(lái)自維爾茨堡大學(xué)動(dòng)物生態(tài)學(xué)和熱帶生物學(xué)學(xué)院的動(dòng)物生態(tài)學(xué)家、該研究項(xiàng)目的發(fā)起人英格芙·斯蒂芬—德溫特強(qiáng)調(diào)，該研究為可持續(xù)農(nóng)業(yè)新途徑的潛在好處提供了強(qiáng)有力的實(shí)證支持，這些新途徑旨在協(xié)調(diào)生物多樣性保護(hù)和食物生產(chǎn)，以滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的人口需求。

　　國(guó)際環(huán)境與發(fā)展研究所迪利斯·羅博士在《柳葉刀—星球健康》上發(fā)表評(píng)論文章指出，生物多樣性喪失不僅僅是一個(gè)環(huán)境危機(jī)問(wèn)題，更是關(guān)乎國(guó)際發(fā)展和扶貧的問(wèn)題。

　　在張巍看來(lái)，為實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)可持續(xù)、食物安全及發(fā)展，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家們必須關(guān)注生物多樣性問(wèn)題，并積極參與跨學(xué)科研究。“隨著了解的深入，越來(lái)越多的證據(jù)證明，需要更多的投資來(lái)保護(hù)生物多樣性，我們必須實(shí)施可持續(xù)管理戰(zhàn)略和土地利用政策。”

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