小田并大田，昆虫怎么办？ | 全国生态日
食通社说
8月15日是全国生态日。提到生态和生物多样性，我们总是第一时间想到野生动物或亚马逊雨林，很少有人提及农业与生态系统的相互影响。
事实上，在过去70年间，农业的扩张和集约化进程对自然生态系统的负面影响正在升级：IUCN红色名录显示，农业活动威胁着全球24000个受威胁物种；2000-2018年，全球90%的毁林开荒都归因于耕地扩张。
具体到中国，农业活动又如何影响生态和生物多样性？今年5月，西交利物浦大学生态学者邹怡和团队发表在《应用生态学期刊》上的研究指出，小田并大田等土地整治工程导致稻田生物多样性下降。
这其中的机制是什么？农业生物多样性对生态保护有何重要意义？对政策制定者、小农和普通公众又有何启示？值第二个全国生态日之际，食通社对邹怡博士做了专访，以下便是这次的访谈整理。
食通社：您和团队是怎么关注到土地整治与农业生物多样性的关系的？
邹怡：2014-2016年，我在瓦赫宁根大学研究农业景观，关注国内农业景观与生物多样性的关系。当时我们团队在江西省选了二三十个监测点，发现一部分土地正在进行土地整治。
土地整治有两种情况：一种是小田并大田，另一种是使田块规则化，目的都是提高机械化水平，提升生产效率。因此，我们很自然地开始关注土地整治对生物多样性的影响。
食通社：您为什么选择研究土地整治对农业生态系统中昆虫多样性的影响，而不是微生物、鸟类或者哺乳动物等类群？
邹怡：首先，昆虫是我的专业研究领域。其次，生物多样性的指示需要一定的范围。
微生物受到的影响范围很小，可能只有1平方米的土壤，不能指示农田标准化带来的影响；鸟类活动范围大，更容易受到气候变化等大环境的影响。而节肢动物，特别是昆虫，它们的活动范围适中，半径大多在1.5千米以内，对当地环境变化的反应最具有指示性。
但这并不意味着微生物、鸟类、两栖类等生物不重要，它们在生态系统中各司其职，相互影响。微生物对土壤结构也有重要作用。此外，我们在2018年研究稻飞虱被捕食中发现，鸟类也有捕食稻飞虱的现象；两栖类的青蛙，有非常强的生物控害作用，而它们的作用往往被忽略。
食通社：您研究的核心发现是“整治后的稻田害虫天敌的丰富度低于普通稻田”，可能的解释是线状栖息地（linear habitat）的减少。您能否解释一下线状栖息地的概念，以及它对农业生物多样性的影响机制？
邹怡：我从半自然栖息地（semi-natural habitat）开始谈起吧。半自然栖息地可以分成两种：一种是较大的斑块，即成片的草地或森林，还有一种是面积更小的线状栖息地。
线状栖息地没有严格定义，通常指非作物栖息地，如田边杂草、田埂、水渠、树林等，可以为天敌提供躲避土地翻耕和农药喷施的生境。在国内小规模农田中，这种线状栖息地较多，但土地整治也破坏了一些线状栖息地，也破坏了田地边缘的草本植被。
欧洲很多农田周围则会营造野花带等线状栖息地，他们的规模化和单一化种植程度远高于国内，田块动辄几千上万亩。根据欧盟农业环境管理计划（Agri-environmental measures，AEM），农户在田块周围保留一定比例的线状栖息地保护农业生物多样性，政府会给予适当补贴。
有意思的是，我们的预期是土地整治可能同时影响天敌和害虫，但发现害虫种群几乎没有受到影响。可能的解释是当地的水稻害虫为迁飞害虫，受局域性土地整治的影响比较小，比如稻飞虱。
我记得2010年前后安徽发生过大规模的稻飞虱爆发，这可能与气候变化和东南亚的虫害控制有关，因为稻飞虱——尤其是褐飞虱主要是从那边迁飞而来。
尽管我们希望保护天敌（如蜘蛛、布甲等）能控制害虫，但在本次实验中并没有发现明显的相关性，可能需要更长时间的观测。
食通社：许多欧美研究发现，较大的半自然栖息地斑块能减轻土地整治对生物多样性的负面影响。这也是您研究的假设之一，但并未得到证实，您认为原因是什么？是否可以理解为农田景观越复杂，生物多样性越丰富，会提供更健全的生态系统服务？
邹怡：我认为这和中国的小农农业特点有关。
欧洲的田块规模大，中国南方农业依然以小农为主，田块小、分散且不规则，田块间的线状栖息地比较丰富。另外，我国农田的半自然栖息地占整个生产区域的比例从20%～80%不等，而国外这个比例可能最多只到20%。
我们的猜测是，半自然栖息地与生物多样性的关系不一定是线性的，可能是正相关后趋于平缓。因此在江西的研究中，我们没有发现它对生物多样性的显著影响。
相较而言，我国半自然栖息地保存较好，但过量使用杀虫剂的现象不可忽视。
现在很多农民大量用药主要是为了保产量，抗风险。然而我们2020年在江西的研究发现，不使用杀虫剂的稻田只比使用杀虫剂的稻田产量低12%，即杀虫剂只让稻田增产了13.6%，如果考虑到农药和劳动力成本，农民实际上是亏本的，只不过他们没有把自己的劳动投入计算在内。
所以当时我们给农民提供了不使用农药的补贴，他们非常愿意合作，觉得12%的减产是可以接受的。后来回访时发现，确实有些农户不用药了，靠近山区的农户也减少了农药使用，因为他们发现，那里的半自然栖息地能起到一定害虫防治的效果。
回答你们的第二个问题：农田景观越复杂，是不是生物多样性就更丰富？
首先，农田景观复杂性分为两个维度：一是比例（composition complexity），即不同类型斑块在一定面积内的比例；二是构成（configuration complexity），包括斑块的嵌套、邻近程度、大小和形状等。
一般来说，复杂景观比简单景观能承载更多生物多样性，提供更多生态系统服务。但它们之间不一定是简单的线性关系。有研究发现，景观复杂性有利于生物防治，但不一定能明显改善传粉环境，研究结果可能因测量方法而异，因此需要更多实地研究，才能得出更完整的结论。
食通社：半自然栖息地的价值对小农保护生物多样性，以及对我国现行的土地整治政策有哪些启示？
邹怡：我们做研究时发现，农民之间的个体差异很大。有些农户熟悉害虫和天敌，农药打得相对少一点，大部分农户的认知还是比较有限，他们认识常见的害虫，但很少有生物防治的概念。如果能提升农民的生物多样性意识，对他们自我保护、以及保护生物多样性都会有很大帮助。
但保护农业生物多样性不能只靠农户，因为生物多样性的受益者是所有人，不应该只由他们来买单。首先，生态工程会占用土地，影响产量。其次，现在很多农户的生计不主要依赖农业产出，他们关心农业生物多样性的动力就更小了。但劝服一个人去关注这个问题，总比劝服1000个人更容易。
这也提示我们，政府在进行土地整合时，应该尽可能减少对原有半自然生境的破坏，并考虑把这些线状生境重新建立起来。我们需要建立起一定的国家标准或行业标准，当然还需要持续的生物多样性监测。只有通过监测，我们才能评估保护措施的效果，并进行改进，形成有效的正向反馈机制。
食通社：除了保护半自然栖息地、减少农药使用，直接转换有机或生态种植也会显著提升农业生物多样性，已有大量研究证实了这一点。您和团队也在江苏做过常规水稻种植和有机水稻种植的生物多样性对比研究，可以和我们分享一下研究成果吗？
邹怡：我们的研究发现有机农业显著增加了地上部分的生物多样性。相比常规农业，有机农场中地上节肢动物多样性增加了40%，既包括害虫也包括天敌。我们认为在有机农业中，地上节肢动物的生物多样性增加和产量损失相等，有潜力实现生物多样性增益和经济效益的双赢。
我们的研究也发现，种植方式改变对地下微生物没有显著的差异。主要原因可能是地下微生物受灌溉、土地翻耕等因素的影响较大，与土壤质地也有很大关系。我们的研究并没有发现土壤中如氮等元素显著差异，因此微生物群落也没有明显变化。
这似乎和有机农业对土壤改善的直观印象有所出入，我们也建议进行更长时间的观察，去看是否有变化的趋势。
食通社：您认为应当如何推动农业政策向农业生物多样性友好方向转变？
邹怡：在科研领域，国内对农田及农业生物多样性的研究呈指数增长。从1990年代初的一两篇，到2020年的47篇，相关研究文章的数量在不断增加，说明越来越多的人开始关注这一领域。另外，大家也很关心生态农业这个话题。
国家在制定相关标准时，我们的研究可以为其提供科学依据。科学家如果能够直接参与相关标准的制定，当然最好。如果不能，我们可以通过多年的研究积累，提供事实证据，支持政策制定者做出更合理的决策。
在欧洲，公众的生物多样性保护意识更强，这离不开宣传的作用，比如小小的蜜蜂都能得到广大公民的关心。
我相信国内的公众意识也在慢慢发展，公益组织作为连接科研人员和公众的桥梁，力量非常大。尤其关乎公共利益的科研，更需要宣传去链接。
食通社：普通人能为保护农业生物多样性做些什么？
邹怡：内心深处保持对大自然的热爱吧。我觉得培养热爱大自然的心理，尤其是培养孩子们热爱大自然的心理，非常重要。生物多样性不仅仅是“有用”，也很“美”，它对我们的身心健康都是有益的。
参考资料
https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1365-2664.14671
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949790623000149
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1439179123000804
采访 整理：qiqi 泽恩
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