多年生花带增加传粉者和天敌丰度但对邻近作物害虫控制效果有限
《Agriculture, Ecosystems & Environment》:Perennial flower strips increase pollinator and natural enemy abundance but have limited effects on pest control in adjacent crops
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时间:2025年10月15日
来源:Agriculture, Ecosystems & Environment 6
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本研究针对农业生态系统中生物多样性丧失问题,探讨了多年生花带对生态系统服务的影响。研究人员通过系统调查发现,花带能显著提升传粉者和天敌丰度,并产生溢出效应,但同时也增加了蓟马等害虫风险,且对蚜虫捕食率无显著影响。该研究为优化农业环境管理策略提供了重要依据,强调了权衡生态系统服务与潜在负面影响的重要性。
在现代农业集约化生产的背景下,农田生物多样性正面临严重威胁,这不仅影响了自然生态平衡,更直接削弱了农业生产所依赖的关键生态系统服务,如作物传粉和害虫天然控制。随着欧盟等地区推行农业环境计划,花带作为一种重要的生境恢复措施被广泛采用,旨在为有益节肢动物提供花卉资源和栖息地。然而,这些措施的实际效果究竟如何?它们是否能同时促进多种生态系统服务?会不会在帮助益虫的同时也"资助"了害虫?这些问题成为农业生态学研究的热点,也是影响农民采纳意愿的关键。
为了回答这些问题,由瑞典农业科学大学Neus Rodríguez-Gasol领衔的研究团队在《Agriculture, Ecosystems and Environment》上发表了他们的最新研究成果。研究人员在瑞典斯科讷地区选择了10对多年生花带和自然植被对照区,通过综合运用多种生态学调查方法,系统评估了花带对传粉者、天敌、害虫以及土壤分解功能的多方面影响。
研究人员采用了一套完整的生态学调查方法体系,包括植被特征调查(使用0.6×0.6米样方评估植被覆盖度和花卉面积)、传粉者观察(沿100米样带进行10分钟观察)、节肢动物采样(使用黄色粘板陷阱和陷阱陷阱)、害虫控制评估(使用哨兵蚜虫卡)以及土壤分解速率测定(采用饵料层析测试法)。所有调查均在2021年春季至夏季的花卉主要开花期进行两次重复,确保数据的可靠性和代表性。
植被和花卉面积:研究结果显示,多年生花带的花卉面积达到863 cm2 m-2,是对照组的8倍,但植被覆盖度略低于对照组。花带中的主要花卉资源来自芫荽菊和三元菊,而对照组则以林芹和西洋蓍草为主。
传粉者:花带显著提升了所有传粉类群的丰度,其中蜜蜂数量在花带中为366只,而对照组为零;熊蜂在花带中的数量是对照组的10倍;食蚜蝇数量增加2.8倍。只有独居蜜蜂没有表现出显著差异。
天敌和害虫:天敌对花带的响应具有明显的类群特异性。花带中的捕食性甲虫、捕食性蝽类和寄生蜂数量显著增加,且这些天敌类群都表现出向邻近作物田的溢出效应。然而,花带也支持了更多的害虫种群,蚜虫和叶蝉在花带和邻近作物区都更加丰富,蓟马在花带中的数量是对照组的2.47倍。
害虫控制:尽管天敌数量增加,但实际害虫控制效果并不理想。作物分蘖上的天敌和蚜虫数量没有显著差异,而蓟马在花带邻近作物区的数量增加37%。哨兵蚜虫卡的捕食率在花带区和对照组之间没有显著差异。
分解速率:田间边际的分解速率显著高于作物区,但花带与自然植被边际的分解速率相似,表明确立仅一年的花带就能恢复土壤分解功能。
研究表明,多年生花带确实能够支持多种生态系统服务提供者,但同时也可能带来意想不到的权衡。花带对传粉者和天敌的积极效应是明确的,这些益处能够扩展到邻近作物田中。然而,这种生物多样性促进效应是一把双刃剑——在支持有益生物的同时,也可能为害虫种群提供资源。
特别值得关注的是,花带对害虫控制的实际效果有限,甚至可能增加某些害虫的风险。蓟马在花带邻近作物区的数量增加,虽然尚未达到经济阈值,但这一现象提醒我们需要更加精细地设计和管理花带。不同作物类型对花带效应的响应也存在差异,说明环境背景因素在调节花带功能中起着重要作用。
土壤分解功能的快速恢复是另一个重要发现。尽管花带经历了一年前的土壤翻动,但其分解速率与长期存在的自然植被边际相当,这表明多年生花带能够快速重建土壤生物群落和功能。
这项研究的意义在于它提供了一个更加全面和平衡的视角来评估农业生态干预措施。它告诉我们,简单的"一种措施解决所有问题"的思维是不现实的,真正的挑战在于如何通过精心的设计和管理,最大化生态效益的同时最小化潜在风险。研究结果对优化农业环境计划具有重要指导价值,为制定更加精准和有效的生态农业政策提供了科学依据。
未来研究需要进一步探索植物物种组成、景观复杂性和生境管理如何影响花带提供的传粉、害虫调控和土壤功能服务之间的平衡,从而为可持续农业发展提供更加完善的解决方案。
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