伊朗小麦农业生态系统健康评估

农业集约化发展对生态系统造成永久损害， agroecosystems 健康问题亟待研究。本研究评估伊朗 Bandar-e-Turkmen 县小麦 agroecosystems 健康，基于多指标分类，发现仅 8.47% 健康，71.19% 为中等，20.34% 不健康，为可持续管理提供依据。

　　

在全球工业化与城市化浪潮中，人类活动以前所未有的速度和规模改变着地球生态系统，农业生态系统首当其冲。过度追求农业产量与经济效益，导致土壤退化、生物多样性锐减、农药污染等问题频发，严重威胁着农业的可持续发展。正如世界卫生组织提出的 “同一健康”（One Health）理念所揭示的，农业生态系统的健康不仅关乎作物生长，更与人类健康、环境可持续性紧密相连。然而，如何科学评估农业生态系统的健康状态，识别关键影响因素，并制定针对性的管理策略，成为全球农业领域的重要课题。

在此背景下，来自伊朗戈尔甘农业科学与自然资源大学（Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources）的研究团队，聚焦于伊朗戈勒斯坦省 Bandar-e-Turkmen 县的小麦农业生态系统，开展了一项具有重要现实意义的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为全球同类地区的农业生态系统健康管理提供了宝贵的参考。

研究方法

研究团队采用多维度评估体系，综合运用地理信息系统（ArcGIS）、遥感技术、实验室分析和模型模拟等方法。具体包括：通过野外调查获取杂草和天敌生物多样性数据；采集土壤样本测定有机碳、微生物呼吸、蚯蚓数量、盐分（EC）和酸碱度（pH）等指标；利用 SSM-Wheat 模型模拟硝酸盐淋溶，基于环境影响商（EIQ）评估农药环境风险；借助 Sentinel-2 卫星影像计算植被指数（如 RVI、NDVI），并结合作物产量数据，构建农业生态系统健康评估模型。研究以 59 个小麦田块为样本，通过 ArcGIS 叠加分析，将健康状态划分为三个等级：健康、中等健康和不健康。

研究结果

生物多样性特征

研究共识别出 9 科 18 种杂草，其中禾本科、豆科和菊科占比超 60%。香农 - 维纳指数（Shannon-Weiner index）显示，北部、中部和东部田块杂草多样性较高，而七星瓢虫（Coccinella septempunctata）、甲虫（Cantharis sp.）等天敌昆虫的分布则与杂草多样性呈正相关，表明适度的杂草多样性可能促进天敌种群的建立，有利于生物防治。

土壤健康状况

土壤有机碳含量在 0.62%-1.71% 之间，南部和西部田块较高，而中部和东部因过度耕作导致碳含量偏低。微生物呼吸强度与土壤有机质呈显著正相关，北部高盐区域（EC>6 ds/m）微生物活性显著降低，且几乎无蚯蚓分布，揭示了土壤盐渍化对土壤生物群落的严重威胁。

环境风险评估

硝酸盐淋溶结果显示，15.25% 的田块存在中等程度淋溶（5-8 kg/ha），主要与基肥过量施用和降雨集中有关；42.37% 的田块淋溶风险极低，表明合理施肥可有效减少氮流失。农药环境影响商（EIQ）分析表明，仅 8.47% 的田块使用低风险农药，而 20.34% 的田块因高毒农药滥用导致 EIQ 值超标，成为健康恶化的关键因素。

植被与产量表现

遥感反演的 RVI 指数与生物量呈强正相关（R2=0.885），南部低盐区域因土壤条件优越，RVI 值和产量（5.16 吨 / 公顷）显著高于北部。然而，71.19% 的田块因杂草竞争、土壤退化等因素，产量低于品种潜力，表明生产管理仍有较大提升空间。

健康等级划分

综合多指标分析，仅有 5 个田块（8.47%）被划分为健康等级，其特征为高产量、低杂草多样性、低农药投入和良好土壤条件；42 个田块（71.19%）属于中等健康，主要受杂草密度增加、土壤有机质下降影响；12 个田块（20.34%）因高盐胁迫（EC>6 ds/m）、高毒农药滥用和产量骤降，被归为不健康等级，集中分布于中部和西部。

结论与讨论

该研究首次系统评估了伊朗北部小麦农业生态系统的健康状况，证实了土壤盐渍化、农药滥用和杂草管理不当是主要威胁因素。研究发现，尽管单一指标（如产量或杂草多样性）可反映局部问题，但多维度综合评估才能全面揭示系统健康的驱动机制。例如，过度依赖化学除草虽短期内控制杂草，但会导致天敌减少和抗药性产生，形成 “越除越乱” 的恶性循环。

研究强调，保护性农业措施（如作物残茬覆盖、轮作）和精准施肥管理，可通过提升土壤碳汇、增强微生物活性和减少面源污染，显著改善农业生态系统健康。此外，推广低风险农药和生物防治技术，结合遥感监测的精准 weed management，是实现可持续农业的关键路径。

该研究不仅为伊朗乃至中亚干旱半干旱地区的小麦生产提供了健康诊断范式，也为全球农业生态系统的 “同一健康” 管理提供了跨尺度的科学依据。未来研究若能结合长期气候数据和农户经济行为分析，将进一步深化对农业生态系统韧性的理解，助力实现粮食安全与生态保护的双赢目标。