再生农业对农田步甲科昆虫的正向田间效应

《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Positive in-field impacts of regenerative agriculture on ground beetles in arable crop fields

　　

再生农业对农田步甲科昆虫的正向田间效应。再生农业农场拥有更高数量和更多种类的步甲科昆虫。这些统计效应在农田内部可见，但在作物边缘不明显。不同农场的步甲科昆虫群落组成相似，无论是否为再生农业。

再生农业对农田步甲科昆虫的正向田间效应：一项基于多尺度评分系统的实证研究

一、研究背景与科学问题

土壤是农业系统的多功能资源，支撑着全球粮食生产、养分与水分的储存以及生物多样性维持。然而，集约化农业实践如深翻耕、单一种植和过量施用农用化学品，严重损害了土壤功能，并导致景观均质化和生物多样性丧失。在英国，69%的土地用于农业，这已被认为是土壤退化、水质下降和生物多样性损失的主要原因。

在此背景下，再生农业作为一种旨在保护和恢复土壤长期健康的管理体系应运而生。尽管再生农业缺乏严格定义，但其核心遵循五项原则：减少干扰、覆盖土壤、增加多样性、保持活根和提升有机质。研究者希望通过实施这些原则，不仅能恢复土壤功能，还能促进农田生物多样性的恢复，尤其是作为重要天敌的步甲科昆虫。然而，关于再生农业能否真正惠及生物多样性，目前仍存在不确定性。

本研究旨在解决以下关键问题：系统层面的再生农业是否能通过持续实施符合再生原则的耕作实践，增强步甲科昆虫的种群数量与多样性？此外，考虑到步甲科昆虫的食性差异可能影响其在不同作物和距离田边不同位置的服务供给，研究者进一步分析了不同食性类群对再生农业响应的差异。

二、研究方法概述

研究于2023至2024年在英国东盎格利亚沼泽地区进行，共调查了21个农场、76块农田。研究者采用了一种创新的多点位评分系统来量化每块农田的再生程度。首先，通过问卷调查收集了三年间（2021年收获后至2024年收获）的九项耕作管理数据，并根据其对五项再生原则的符合程度赋予分值，最终计算出一个综合的“再生评分”。同时，研究者设置了标准化的陷阱采样方案：在每个农田内沿垂直于田边的样线，在0米（田边）、40米和80米处各放置一个陷阱，以捕捉步甲科昆虫。此外，还测量了每个陷阱周围1平方米内的植被体积，并利用英国生态与水文中心2023年的土地覆盖图计算了样点1公里半径内半自然栖息地的覆盖率，以控制景观因素的影响。

三、研究结果

3.1 再生评分与步甲科昆虫丰度和多样性的关系

研究发现，随着再生评分的增加，步甲科昆虫的活动密度、物种丰富度和香农多样性指数均显著提高。这一正向效应在农田内部（距田边40米和80米处）尤为明显，而在田边（0米处）则不显著。这表明再生农业能够有效缓解从田边到田内的“距离衰减”效应，使有益天敌更深入地向农田中心扩散。

3.2 不同食性类群的响应差异

将步甲科昆虫按食性分为肉食性和杂食性两大类后，研究发现肉食性步甲科昆虫的活动密度随再生评分增加而显著上升，尤其在农田内部更为突出；而杂食性步甲科昆虫则未表现出类似的显著响应。这可能是因为在常规农田中，杂草种子等植物性食物资源在田内较为匮乏，限制了杂食性步甲科昆虫的分布；而肉食性步甲科昆虫依靠捕食节肢动物猎物，能在田内获得相对稳定的食物来源，因此对再生农业改善的生境条件反应更敏感。

3.3 群落组成分析

尽管再生农业显著提升了步甲科昆虫的数量和多样性，但群落组成在不同再生评分、作物类型和距田边距离之间并未发生根本性改变。这表明再生农业主要通过支持现有物种的种群增长而非引入新物种来提升多样性。

四、讨论与结论

本研究首次在系统层面证实，再生农业能够显著提升农田步甲科昆虫的丰度和多样性，且这种效益主要体现在农田内部区域。这一发现具有重要意义：一方面，它表明再生农业有助于将天敌服务从田边扩展到田内，从而可能提高整个田块的生物防治潜力；另一方面，肉食性步甲科昆虫对再生农业更强的正向响应，暗示其在害虫调控方面的服务价值可能优于杂食性类群。

研究结论指出，再生农业通过减少机械干扰、增加地表覆盖和提供更多样的微生境，有效改善了步甲科昆虫的生存条件。尽管群落组成变化不大，但丰度和多样性的提升已足以证明再生农业在促进农田生物多样性方面的积极作用。未来研究可进一步探讨不同再生实践组合的最优配置，以及这些变化如何具体转化为对作物害虫的防控效果。