农业用地生物多样性：如何保护和增强

保护和提升农田生物多样性并非一朝一夕之功，而是需要一系列田间和农场层面的实践，这些实践旨在保护生物的食物、栖息地和繁殖地，并减少农药、化肥和耕作的使用。 这一方法得到了多项重要评估的支持，这些评估强调了授粉昆虫、土壤生物群落和害虫天敌对粮食生产的贡献，以及随着农业集约化发展而导致这些生物数量下降的风险。

条款和框架

农业用地生物多样性是指与粮食、饲料、纤维和原材料生产直接或间接相关的生物及其群落的多样性。具体而言，这包括作物和品种的遗传多样性、田地内外物种的多样性，以及农业用地内残存的各种生境。国际评估通常使用“粮食和农业生物多样性”这一术语来指代这一主题，并强调授粉、生物防治、土壤维护和养分循环等生态系统服务。

农田几乎不可能完全是“自然”，但它们也并非必然生物多样性匮乏。如果存在生态廊道、永久植被区和较低的毒素负荷，许多生物类群都能在农业环境中繁衍生息。区分两个层面至关重要：一是有利于作物生长的生物多样性（例如，害虫的天敌），二是作为保护目标的生物多样性（例如，对集约化耕作敏感的珍稀物种）。这两个层面之间可能存在冲突，因此解决方案通常是在特定地点制定的一系列折衷方案，而不是单一的“一刀切”方案。

为什么农业用地正在失去物种？

导致农田和牧场生物多样性丧失的主要因素在综述和全球评估中已有详尽描述。其中最显著的影响是环境简化：大面积、同质化的农田，以及小树林、草甸、灌木丛和水道的减少。第二个因素是化学胁迫：杀虫剂、除草剂和杀菌剂不仅影响目标生物，还会影响多种无脊椎动物和微生物群落，并通过食物链影响鸟类和小哺乳动物。第三个因素是机械扰动：频繁耕作、机械压实土壤、破坏土壤筑巢昆虫以及扰乱真菌网络。

还有其他一些地域层面的驱动因素：自然区域的破碎化、种群的隔离、湿地的干涸、河床的变直以及排水，这些都会降低湿地生境及其相关动物群的多样性。在热带地区，农业用地的扩张以及多层农业系统被低遮荫的单一作物种植所取代，加剧了这一问题，从而降低了鸟类和昆虫的多样性，尤其是某些特化类群的多样性。在树木和高树冠覆盖率得以保留的地区，某些动物类群的生存状况会更好，尽管群落组成会发生变化。

此外，还存在社会经济层面的问题：产量和产品标准的压力导致品种标准化、处理频率增加以及“非生产性”因素减少。与此同时，评估报告强调，农业系统的生物多样性与抵御冲击（如干旱、病虫害爆发和土壤质量）的能力密切相关。因此，这个问题并非被视为“环境保护的附加项”，而是长期生产力的先决条件。

生物类群及其功能

传粉者

授粉是一项重要的生态系统服务，没有授粉，一些农作物和野生植物就无法稳定产出并结出种子。生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES）的评估强调，世界上相当一部分粮食作物至少在一定程度上依赖动物授粉，即使在人工饲养的蜜蜂数量众多的地区，野生授粉媒介的多样性仍然至关重要。该评估还指出了导致野生授粉媒介数量下降的主要驱动因素：栖息地丧失、集约化耕作、杀虫剂、病原体和气候变化。

对农场而言，实际问题很简单：授粉昆虫在整个生长季都能在哪里觅食和繁殖？开花资源通常只在作物开花期短暂存在，之后便会进入“饥饿期”。如果没有附近其他时间开花的草本植物、灌木和乔木，授粉昆虫的数量就会下降。筑巢也是一个问题：许多野生蜜蜂在土壤中筑巢，因此频繁的耕作和机械压实会直接破坏它们的繁殖场所。

害虫的天敌

这一类生物包括捕食性和寄生性昆虫、蜘蛛、部分脊椎动物以及微生物。它们的作用是将植食性害虫的数量控制在经济阈值以下。全球农业生物多样性评估报告指出，害虫的天敌是粮食生产生态系统服务的重要组成部分，但许多国家报告称，随着集约化程度的提高，天敌的数量有所下降。此外，这种影响通常取决于环境结构：田间以外的庇护所和替代猎物越多，害虫控制就越稳定。

土壤生物群落

土壤并非“基质”，而是一个充满生机的生物群落：细菌、真菌、原生动物、线虫、螨虫、蚯蚓以及其他生物类群。多项研究强调了土壤生物多样性与生态系统多功能性以及养分循环和土壤结构形成等过程之间的联系。对于农业而言，这体现在诸多实际方面：土壤团聚性、水分渗透性、抗侵蚀性和养分保持能力。

土壤生物多样性的丧失很少会立即显现，而是通过土壤板结、有机质含量下降以及对外部资源的依赖性增强等方式表现出来。过度耕作、冬季植被覆盖不足、作物轮作不均衡以及某些肥料的过量施用都会改变土壤群落的结构。因此，农业用地生物多样性改善措施几乎总是包含有利于土壤的成分：例如种植覆盖作物、减少耕作以及补充有机质。

现场级措施

在田间地块层面，为生物提供“空间和时间”的措施通常是有效的：例如，提供栖息地、食物来源以及如何度过不利时期。重要的是，单一措施很少能产生可持续的效果；最好结合三到五个要素，并考虑当地条件和生产文化。

作物轮作和作物多样性

多样化的作物轮作能够使资源多样化，并打破病虫害的循环。它还能错开耕作期，减少田地完全裸露的时间。农业生物多样性评估强调，作物和生产系统的多样性与韧性和风险降低密切相关。在实践中，这意味着：增加豆科作物的种植，尽可能种植多年生作物，并避免长期连续种植单一作物。

覆盖作物和永久性植被

覆盖作物在主作物种植季节之外覆盖土壤，为土壤生物提供有机质、根系分泌物和微环境。如果混合种植的作物中包含开花植物，且刈割不会完全抑制开花，则对授粉昆虫有益。土壤生物会通过提高生物活性和改善土壤结构来响应这些措施，这在关于土壤生物多样性在生态系统功能中作用的综述中有所描述。在干旱地区，水分管理至关重要：覆盖作物可能会加剧对水分的竞争，这一点必须加以考虑。

减少耕作

减少耕作可以减少对土壤生境的机械破坏，并降低有机质流失。有关土壤生物的资料强调，减少耕作和最大限度的植被覆盖等措施有助于土壤生物活性。然而，如果同时增加除草剂的使用量，免耕就不是一个万全之策；因此，应将其与杂草控制系统结合使用。

综合作物保护

综合虫害管理的目标是在将作物风险控制在可接受范围内的同时，降低化学胁迫。IPBES授粉媒介评估报告探讨了杀虫剂的影响，并指出，对于某些类型的物质，已有数据表明其在实际田间暴露条件下对野生授粉媒介的影响。在实践中，这意味着要进行监测、设定杀虫剂阈值、开展针对性处理、选择对非目标生物风险较低的产品，以及将处理时间调整到授粉媒介活动较少的时段。

缓冲带、边界和花带

田野和水道沿岸的多年生植被带为生物提供食物和栖息地。持续不断的开花 — — 不同花期的物种混合 — — 对传粉昆虫至关重要。食虫动物和蜘蛛也重视这些越冬和早春的“休眠”场所。在农业生物多样性评估中，这些要素被视为支持生态系统服务（包括授粉和生物防治）的环境组成部分。

树篱和木本植物

灌木和乔木提供垂直结构、微气候、鸟类筑巢场所，并为昆虫提供一些资源。在热带和亚热带地区，木本植物与农林复合系统密切相关：以树木为主的系统比简单的系统能支持更多物种，尽管其效果取决于管理方式和强度。在温带地区，树篱还能减少风蚀，并可作为生物在不同地点间迁徙的通道。

农场和地区层面的措施

实地实践能起到一定作用，但社区的恢复力往往取决于周围环境：是否存在扩散来源、自然区域的位置以及栖息地之间的连通性。

栖息地镶嵌和连通性

如果附近有天然或半天然植被，许多生物类群就能得到更好的支持，因为它们可以“熬过”不利时期，然后重新回到农田。对于授粉昆虫和害虫天敌来说尤其如此，因为它们需要在短暂的作物生长季之外获取资源。IPBES 的评估明确指出，栖息地丧失和破碎化以及土地利用集约化是导致授粉昆虫数量下降的驱动因素。因此，在区域层面，廊道、河岸带、森林边缘以及能够减少隔离的小片植被带链都至关重要。

农林业

农林复合系统是指树木与农作物或牧场共存并共同管理的多种系统。研究表明，此类系统通常能增强功能性和整体生物多样性，这得益于其更高的结构复杂性和微生境多样性。然而，其效果取决于多种因素，包括树木密度、物种组成、林分层次以及化学处理和放牧的强度。

保护作物和品种的遗传多样性

遗传多样性是农业生物多样性的一个独立层面：它包括品种、地方性状、动物品种及其野生近缘种。国际生物多样性目标强调需要维护栽培植物和家畜的遗传多样性，并减少遗传侵蚀。在实践中，这涉及种子生产、种质资源收集管理、支持地方品种以及在不完全标准化的前提下合理运用选择育种。

“结合或分离”的平衡

讨论中经常对比两种方法：一种是将自然保护与同一块土地上的生产“结合”，另一种是“分离” — — 即在部分区域实现高产，同时单独保护自然区域。研究表明，结果取决于生物种类、地区和农业用地结构。一项在波兰针对大量物种进行的欧洲测试表明，在对产量和地域结构做出特定假设的情况下，分离自然区域的方案可以使某些物种的区域种群数量更大。在实践中，这通常被视为一种组合方案：在田间采取一些措施，并结合附近实际存在的保护区或未充分利用的区域。

不自欺欺人的监控和指标

如果不进行测量，生物多样性管理将难以开展：这可能会浪费资源，并产生一些没有实际效果的装饰性成果。然而，如果选择合理的指标和稳定的方案，监测并不一定昂贵。

现场指示器

对于传粉昆虫，常规样带调查、杯状诱捕器和季节性花卉资源评估是合适的方法。对于生物监测，建议统计捕食者和寄生性天敌的数量，以及在特定农业实践水平下作物受损情况的数据。对于土壤，应考虑有机碳含量、团聚体、入渗和生物指标（如有实验室条件）。关于土壤生物多样性和多功能性的综述材料中讨论了“土壤生物群落-功能”关系的重要组成部分。

阈值决策和风险

如果整体环境仍然有毒且单一，那么某一区域内物种数量的增加不应被视为生物多样性的“胜利”。区分短期效应（例如，种群数量在一年内的增长）和持续5-10年的稳定趋势至关重要。此外，还必须考虑效应的延续性：某些措施只有在区域内存在传播源的情况下才有效，这与栖息地破碎化和丧失对传粉媒介的影响直接相关。因此，脱离背景信息来解读指标往往会产生误导。

经济与管理实践

农民通常会从成本、风险和劳动力三个方面来做决策。因此，当生物多样性保护措施与明确的生产效益挂钩时，例如产量稳定、病虫害减少和土壤水分保持，这些措施就更容易实施。生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES）强调，增加授粉媒介的密度和多样性与某些作物的增产以及对粮食安全的支持密切相关。这种逻辑有助于用“风险与回报”而非仅仅是“自然保护”的语言与农民沟通。

典型的运营管理模式如下：首先实施一系列强制性措施（例如设置水缓冲区、保护关键区域），然后采取两到三项快速见效的措施（例如种植花带、调整耕作方式），最后采取一些对土壤影响较慢的措施（例如种植覆盖作物、减少耕作），这些措施的效果需要几个生长季才能显现。对于大面积区域而言，邻近农场的集体行动至关重要，因为栖息地连通性并非集中在单个田地内。这与生物多样性丧失的驱动因素既存在于田地层面也存在于区域层面这一事实直接相关。