有机农业管理对特定昆虫类群多样性的促进作用——基于宏条形码的证据

推荐 为应对中欧地区因农业集约化导致的昆虫多样性下降问题，德国研究人员通过2021 - 2023年在南德六块草地的调查，利用宏条形码技术分析发现，有机管理的草地飞行昆虫BIN多样性比传统草地高11%，生物量高75%。该研究强调了合理农业管理对维持昆虫多样性的重要性，为农业景观中的生物多样性保护提供了科学依据。

　　

论文解读
在过去的几十年里，中欧地区的昆虫多样性、丰度和生物量急剧下降，这主要是由于农业集约化所引起的。农业的工业化进程使得原本物种丰富的自然生态系统逐渐转变为单一的农田环境，农药和化肥的大量使用更是对昆虫栖息地造成了严重的破坏。为了探究农业管理方式对昆虫多样性的影响，来自德国等多个国家的研究机构人员开展了相关研究。

研究人员于2021 - 2023年在德国南部巴伐利亚州的六个草地上，放置了标准的Malaise陷阱进行昆虫采样。这六个草地中有三个是有机管理的，另外三个是传统管理的，它们在地理位置上相近。有机管理的草地每年割草两次，仅使用有机肥料；而传统管理的草地每年割草多达七次，还会使用液体粪肥和人工化肥，并且可能会受到邻近田地除草剂的漂移影响。研究人员使用宏条形码技术对收集到的昆虫样本进行分析，确定了BIN数量，并对所有分类单元进行了分类，同时干燥并称量了批量样本以确定生物量。

研究结果表明，有机管理的草地飞行昆虫的BIN多样性比传统草地高11%，生物量高75%。尽管所有功能类群在有机草地上都更为多样，但管理类型之间的物种重叠率适中，介于60% - 76%之间，这表明传统和有机草地都拥有特定且物种丰富的昆虫群落。性状分析显示，栖息地结构和资源可用性对物种的出现和多样性有很大影响，传统草地较高的割草频率是导致多样性差异的主要原因。

这项研究强调了有机和传统农业在满足一些基本生存条件的前提下，都有潜力在农业景观中维持较高的昆虫多样性和生物量。它为农业景观中的生物多样性保护提供了重要的科学依据，有助于人们更好地理解不同农业管理方式对昆虫群落的影响，从而制定出更有利于昆虫保护和生态平衡的农业政策。

作者为开展研究主要采用了两种关键技术方法。一是宏条形码技术，用于分析收集到的昆虫样本，确定BIN数量，以此代表物种数量；二是对昆虫材料进行处理，包括干燥、称重以及标准的条形码提取和测序步骤，以获取相关数据用于后续分析。样本来源于德国南部巴伐利亚州六个草地上的Malaise陷阱收集的昆虫。

研究结果方面，首先在生物量和BIN数量上，有机管理的草地飞行昆虫的BIN多样性比传统草地高11%，生物量高75%。从物种重叠情况来看，所有功能类群在有机草地上都更为多样，但管理类型之间的物种重叠率适中，介于60% - 76%之间。在功能类群方面，所有功能类群在有机草地上的BIN丰富度都显著高于传统草地，除食粪类外，各营养类群的BIN丰富度在有机草地都更高，重叠率较高。从资源利用角度，寄生性昆虫最为多样，其次是捕食性昆虫等，不同资源利用类型的物种重叠情况也有所不同。

研究结论和讨论部分具有重要意义。研究表明有机管理的草地拥有更多的节肢动物物种，这与之前的多项研究结果相符，验证了有机农业的生态价值。虽然有机草地仅比传统草地多11%的物种，但传统草地也有其独特的物种，且有相当一部分物种为专属物种。物种积累的差异可能解释了不同农业景观研究中报告的多样性差异，而且有机和传统草地的总丰富度可能在增加样本量后趋于相似，但这也会受到景观结构和周围栖息地类型的影响。此外，有机和传统草地之间存在强烈的组成差异，这种差异因物种的功能类群而异，如植食性昆虫、真菌食性昆虫等在有机草地上更为多样，这与植物多样性、割草频率等因素密切相关。总体而言，该研究全面回答了关于农业管理方式对昆虫多样性影响的一般生态问题，强调了有机农业在昆虫多样性保护方面的优势，为未来的农业发展和生物多样性保护提供了重要的参考。