都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)有害生物綠色防控

田志慧 沈國(guó)輝

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是指人類在以農(nóng)作物為中心的農(nóng)田中，利用生物與非生物環(huán)境之間以及不同生物之間的相互關(guān)系進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)，并按人類社會(huì)需要進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的綜合體。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的生物除農(nóng)作物外，還包括雜草、微生物、昆蟲、鳥類和其他野生生物；非生物環(huán)境包括地理位置、溫度、降雨量、土壤養(yǎng)分、地下水位等[1]。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)在自然基礎(chǔ)上經(jīng)人工控制而形成，受人類和自然的雙重調(diào)控，是以農(nóng)作物為中心的半自然生態(tài)系統(tǒng)。與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具有五個(gè)明顯的特點(diǎn)：一是人的作用非常關(guān)鍵，一旦人的作用消失，它將發(fā)生改變；二是優(yōu)勢(shì)群落一般只有一種或數(shù)種農(nóng)作物，群落結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單；三是很多物質(zhì)會(huì)隨農(nóng)產(chǎn)品的收獲而移出系統(tǒng)；四是養(yǎng)分循環(huán)主要依靠系統(tǒng)外不斷投入而保持相對(duì)平衡；五是系統(tǒng)的穩(wěn)定依賴于人類的不斷維護(hù)[2]。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，建筑用地和交通用地不斷擴(kuò)張，城市規(guī)模越來越大，但在人口眾多、交通發(fā)達(dá)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)占有重要地位的大城市（包括超大城市和特大城市）——都市中，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)也必不可少。處于都市市區(qū)及其近郊、遠(yuǎn)郊等區(qū)域的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)均屬于都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的范疇。

都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)集生產(chǎn)、生態(tài)、生活“三生”功能于一體。首先，它具有為人類的生存與發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)和食物保障的生產(chǎn)功能，即通過自然過程和人類活動(dòng)的共同作用，在較短時(shí)間內(nèi)直接、高效地為人類提供物質(zhì)產(chǎn)品——農(nóng)產(chǎn)品。尤其在當(dāng)前的“后疫情”時(shí)代，不僅國(guó)際形勢(shì)復(fù)雜多變，世界各糧食出口國(guó)可能隨時(shí)關(guān)閉或擰緊出口閥門，而且在疫情、戰(zhàn)爭(zhēng)等應(yīng)急情況下，一個(gè)都市也隨時(shí)有可能進(jìn)入封閉狀態(tài)，因此都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)在保障人民生活和維持都市穩(wěn)定方面具有不可替代的作用。其次，它與自然生態(tài)系統(tǒng)一樣，在不斷地承擔(dān)著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和生態(tài)安全功能，如保持土壤、涵養(yǎng)水源、維持營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、保護(hù)生物多樣性。再次，它具有生活功能，可為人們提供旅游觀光、休閑娛樂、文化教育等方面的服務(wù)，滿足人們回歸大自然、愉悅心情的需求[3]。

構(gòu)建健康的都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，需要提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，在增強(qiáng)保障鮮活農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)急供應(yīng)的“胃”功能基礎(chǔ)上，最大程度發(fā)揮其作為城市生態(tài)屏障的“腎”功能和旅游休閑的“肺”功能上。然而，人類活動(dòng)作為都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能形成的驅(qū)動(dòng)力，不科學(xué)的管理活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)對(duì)都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)造成巨大的損害，甚至直接威脅到其可持續(xù)發(fā)展。在相關(guān)人類活動(dòng)中，對(duì)有害生物的綠色防控是提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障之一。

民以食為天，人類需要從農(nóng)作物中獲取食物。同樣，都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的其他生物也需要依賴農(nóng)田和農(nóng)作物生存，因而農(nóng)作物的生產(chǎn)史也是一部人類與有害生物的斗爭(zhēng)史。

都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的有害生物

都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的有害生物主要包括危害農(nóng)作物的害蟲、病原性真菌、細(xì)菌、病毒、線蟲，以及農(nóng)田雜草和害鼠等。由這些生物類群所導(dǎo)致的蟲害、病害、草害和鼠害等生物災(zāi)害，通常會(huì)對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量造成很大影響[4]。在2015年時(shí)，我國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中常見的有害生物有1665種，其中害蟲739 種、雜草109種、害鼠42 種和其他有害生物775種，呈現(xiàn)種類多、分布廣、危害重、發(fā)生規(guī)律復(fù)雜、防控難度大等特點(diǎn)[5]。

說到有害生物，必須提及外來有害生物（俗稱外來入侵種），它是指通過有意或無意的人類活動(dòng)被引入到原有自然分布區(qū)外后，在新分布區(qū)的自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)或生境中建立種群，并能對(duì)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有栽斐赏{、影響或破壞的物種。對(duì)都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)而言，由于人員交往和商品貿(mào)易非常頻繁活躍，外來有害生物入侵和擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)更大。例如，曾一度引起上海市民“談花色變”的加拿大一枝黃花（Solidago canadensis），最初作為花卉引進(jìn)，后來逃逸擴(kuò)散，目前在棄耕農(nóng)田、公路和河道兩旁、樹林下仍隨處可見；作為水質(zhì)凈化和飼料植物引進(jìn)的水葫蘆（Eichhornia crassipes）和水花生（Alternanthera philoxeroides ）更令人頭痛，成了農(nóng)田灌溉河道和溝渠難以控制的外來有害生物。外來物種入侵已對(duì)我國(guó)生態(tài)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成重大威脅，2021年4月15日起施行的《中華人民共和國(guó)生物安全法》明確規(guī)定，任何單位和個(gè)人未經(jīng)批準(zhǔn)不得擅自引進(jìn)、釋放或者丟棄外來物種，該法的頒布標(biāo)志著我國(guó)生物安全已進(jìn)入了依法治理的階段。

農(nóng)田有害生物與都市安全

大量歷史事件證明，當(dāng)有害生物形成嚴(yán)重危害時(shí)，如果不加以積極主動(dòng)防控，不僅會(huì)威脅都市食品安全，甚至還會(huì)威脅人的生命和社會(huì)穩(wěn)定。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，全球范圍內(nèi)農(nóng)作物因有害生物造成的產(chǎn)量損失可達(dá)37%左右。我國(guó)一般年份農(nóng)作物遭受有害生物危害的面積達(dá)4.0億～4.7億公頃，每年損失糧食15%左右、果品蔬菜25%以上。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部調(diào)查統(tǒng)計(jì)，危害我國(guó)農(nóng)田的雜草有130余種，雜草危害的面積可達(dá)種植面積的85%，導(dǎo)致糧食減產(chǎn)3700萬噸/年，令人觸目驚心。

都市是外來物種的重要登陸點(diǎn)，也是外來物種入侵的重災(zāi)區(qū)之一，且遭受外來物種入侵的規(guī)模與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人口密度、交通流量等呈正相關(guān)。如早在2003年就被認(rèn)定為首批入侵我國(guó)的16種危害最大的外來物種之一的福壽螺（Pomacea canaliculata），原分布于南美洲，1980年代作為特種養(yǎng)殖對(duì)象引入我國(guó)，后因食味不佳被棄于水生環(huán)境。由于福壽螺繁殖量大、食性廣，目前已廣泛分布于長(zhǎng)江以南地區(qū)，廣東、上海等地成為其危害的重災(zāi)區(qū)，嚴(yán)重影響濕地和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，還因其體內(nèi)含有寄生蟲而威脅人類健康。類似的事件舉不勝舉，例如豚草（Ambrosia artemisiifolia）花粉引起“枯草熱”病癥，三葉斑潛蠅（Liriomyza trifolii）對(duì)蔬菜生產(chǎn)帶來滅頂之災(zāi)，以及在灘涂瘋狂生長(zhǎng)的互花米草（Spartina alterniflora）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年由外來有害生物造成的直接和間接損失總計(jì)高達(dá)2000億元，因而不得不花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力對(duì)其進(jìn)行防控。

在都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，某些昆蟲、螨類、蜘蛛、脊椎動(dòng)物、細(xì)菌、真菌等生物可抑制有害生物的危害，是有害生物的天敵，被劃分為有益生物。通常情況下，農(nóng)作物、有害生物及其天敵通過取食和被取食建立鏈鎖式關(guān)系，構(gòu)成食物鏈和食物網(wǎng)，在各種因素的綜合作用下形成動(dòng)態(tài)平衡。因此，開展有害生物防控需要從都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的整體觀念出發(fā)，使其向著有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和保護(hù)與利用天敵，而不利于有害生物蔓延擴(kuò)展的方向發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)農(nóng)作物高產(chǎn)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境相統(tǒng)一。

從綜合防控到綠色防控，理念改變是核心

有害生物綜合治理（integrated pest management， IPM）概念提出較早，其要義是以生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，充分利用自然控害因素，綜合協(xié)調(diào)和應(yīng)用各種防治措施將有害生物數(shù)量降到經(jīng)濟(jì)閾值之下，實(shí)現(xiàn)有害生物治理的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[6]。然而，迄今為止國(guó)內(nèi)外幾乎所有的IPM實(shí)踐主要還是以化學(xué)防治為主。尤其是第二次世界大戰(zhàn)以來，化學(xué)農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用使有害生物防控效果得到空前提升，但也帶來了農(nóng)藥殘留（residue）、有害生物抗藥性（resistance）和有害生物再猖獗（resurgence）的“農(nóng)藥3S”問題。面對(duì)IPM的困境，學(xué)者們又提出了有害生物生態(tài)治理（ecological pest management， EPM）的概念，并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)構(gòu)建健康的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，使整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境有利于天敵種群的發(fā)展、不利于有害生物種群的發(fā)生，從而可以大幅度減少農(nóng)藥的使用和環(huán)境污染[7]。

我國(guó)于1975年提出了“預(yù)防為主、綜合防治”的植物保護(hù)（植保）工作方針，并于1996年確立了IPM是落實(shí)植保方針的正確途徑，而這同樣適用于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。2006年，在全國(guó)植物保護(hù)高層論壇上，與會(huì)專家回顧了國(guó)內(nèi)IPM實(shí)踐中出現(xiàn)的諸多問題，明確農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的退化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的喪失造成了農(nóng)作物有害生物的連年猖獗，而走生態(tài)治理之路才是解決有害生物危害的唯一途徑，并確立“公共植保、綠色植保”的兩大植保理念。到2012年，“科學(xué)植?！钡睦砟钜脖惶岢?。這三大理念的提出，標(biāo)志著我國(guó)有害生物防治已從傳統(tǒng)的以消滅有害生物為目的的“頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”的“治已病”的短期行為，發(fā)展到了向提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)“免疫力”的“治未病”的可持續(xù)生態(tài)治理之路。在這些理念的指引下，我國(guó)于2020年5月1日開始施行的《農(nóng)作物病蟲害防治條例》明確，農(nóng)作物有害生物防治堅(jiān)持政府主導(dǎo)（即公共植保）、屬地負(fù)責(zé)、分類管理、科技支撐、綠色防控。

從單一措施到綜合治理，多措并舉是關(guān)鍵

中華農(nóng)耕文明歷史悠久，在與農(nóng)作物有害生物斗爭(zhēng)中積累了豐富的防控經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)和發(fā)明了大量控制有害生物的方法，從最早期的人工捕捉、火燒和阻隔，到利用天敵生物和化學(xué)物質(zhì)，等等，而且這些方法在當(dāng)代都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的綠色防控中仍具積極的借鑒意義。但長(zhǎng)期的有害生物控制的實(shí)踐顯示，各種方法可能對(duì)某種（或某些）有害生物在某地域、某時(shí)段是有效的，但沒有一種方法是萬能的，均有一定的局限性和不足。到1960年代，隨著生態(tài)學(xué)的迅速發(fā)展和人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，有害生物防控的理念得到了革命性的改變，先前依靠單一技術(shù)、片面追求防控效果的有害生物防控理念被IPM所取代；現(xiàn)在正從IPM向EPM和綠色防控方向發(fā)展，旨在盡可能協(xié)調(diào)和運(yùn)用一切適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和方法，將有害生物控制在經(jīng)濟(jì)損害允許水平之下。綠色防控是指以確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境安全為目標(biāo)，以減少化學(xué)農(nóng)藥使用為目的，優(yōu)先采取生態(tài)調(diào)控、生物防治、物理防治和科學(xué)用藥等對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)友好的技術(shù)措施，設(shè)法控制農(nóng)作物有害生物的行為。簡(jiǎn)言之，綠色防控就是采取環(huán)境友好型植保方法、措施或手段保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，進(jìn)而確保食品安全。

下面以害蟲的生態(tài)治理為例進(jìn)行說明。在健康的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，害蟲取食農(nóng)作物，同時(shí)害蟲也有天敵，農(nóng)作物—害蟲—天敵之間形成較穩(wěn)定的食物鏈；每種生物都發(fā)揮著各自的作用和功能，相互之間形成協(xié)同進(jìn)化關(guān)系，因而蟲害的發(fā)生通常相對(duì)很輕。如果我們?nèi)匀灰晃兜厥褂没瘜W(xué)農(nóng)藥防治，則對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)中害蟲的天敵昆蟲等有益生物也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的殺傷作用，進(jìn)而導(dǎo)致天敵數(shù)量下降，因而對(duì)害蟲的控制作用減弱，最終造成農(nóng)作物減產(chǎn)。因此，如果能在農(nóng)田田埂上或農(nóng)作物之間種植可喂養(yǎng)天敵昆蟲的植物，人為創(chuàng)造形成食物鏈的條件，不僅能營(yíng)造“稻在花中、花在稻中”等都市農(nóng)田景觀，而且能增加天敵昆蟲的種類和數(shù)量，達(dá)到控制害蟲的目的。因此，綠色防控有利于都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)揮，以及土壤和水環(huán)境的保護(hù)，對(duì)加速構(gòu)建人與自然生命共同體起到重要作用。

從排斥用藥到減量使用，科學(xué)用藥是保證

1962年問世的《寂靜的春天》使農(nóng)藥格外受到關(guān)注，再加上近年來農(nóng)藥因某些社會(huì)事件被過度“妖魔化”，使有些人誤解為“農(nóng)藥就是毒藥”，甚至有人覺得為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境和推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，應(yīng)該徹底放棄農(nóng)藥。殊不知，在全球糧食危機(jī)加劇的當(dāng)下，農(nóng)藥是加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)、促進(jìn)國(guó)家糧食安全的有力保障，缺它不可。提倡綠色防控并不是不使用化學(xué)農(nóng)藥，而是要科學(xué)用藥，也就是在盡可能多地利用其他防治技術(shù)的基礎(chǔ)上，再輔之化學(xué)農(nóng)藥，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的減量使用，避免和減輕農(nóng)藥帶來的負(fù)面影響。綠色防控也不是農(nóng)作物絕對(duì)不能有農(nóng)藥殘留，而是要求農(nóng)藥的殘留量不超過國(guó)家相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，處在安全農(nóng)產(chǎn)品的范圍內(nèi)?？傊?，對(duì)農(nóng)藥的正確態(tài)度應(yīng)該是通過積極尋找農(nóng)藥與環(huán)境保護(hù)之間的動(dòng)態(tài)平衡點(diǎn)，在確保周邊環(huán)境安全和食品安全的同時(shí)，保護(hù)好都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，更好地滿足都市人餐桌上的食品供應(yīng)。

一方面，要大力發(fā)展超高效、低毒、安全的綠色農(nóng)藥品種。在此過程中，我國(guó)是“綠色農(nóng)藥”概念的最早提出者。2003年，綠色農(nóng)藥創(chuàng)制被正式列入國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃，標(biāo)志著綠色農(nóng)藥創(chuàng)制得到國(guó)家認(rèn)可。我國(guó)必須把握當(dāng)今國(guó)際新農(nóng)藥創(chuàng)制研究的趨勢(shì)和特點(diǎn)，圍繞農(nóng)作物有害生物防控的重大需求開展綠色農(nóng)藥的創(chuàng)制研究，建立符合國(guó)情和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的綠色農(nóng)藥創(chuàng)新體系，實(shí)現(xiàn)“藏糧于技”的突破，為全國(guó)都市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全提供源源不斷的科技支撐[8]。

另一方面，要大力推廣農(nóng)藥減量使用技術(shù)。應(yīng)該用高效、低風(fēng)險(xiǎn)的新農(nóng)藥品種替代高毒、高殘留的農(nóng)藥品種，并用新型高效植保機(jī)械、統(tǒng)防統(tǒng)治和綠色防控技術(shù)替代傳統(tǒng)、分散且低效的方法，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥使用合理減量和結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。實(shí)踐表明，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部實(shí)施的農(nóng)藥“零增長(zhǎng)”行動(dòng)成效顯著，所有高毒農(nóng)藥有望在2025年前全部退出；同時(shí)對(duì)眾多目前在用的農(nóng)藥不斷進(jìn)行再評(píng)價(jià)，因此安全性高、效果好、成本低、專利權(quán)穩(wěn)定和市場(chǎng)潛力大的綠色農(nóng)藥逐漸成為市場(chǎng)的主流。

綜上所述，我國(guó)是農(nóng)田有害生物較為猖獗的國(guó)家之一，但由于長(zhǎng)期使用化學(xué)農(nóng)藥防控，都市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱。因此，在自然災(zāi)害頻發(fā)和全球性糧食危機(jī)沒有得到徹底扭轉(zhuǎn)的當(dāng)今世界，轉(zhuǎn)變植保理念，大力研發(fā)綠色農(nóng)藥，推廣綠色防控技術(shù)，必將為包括都市在內(nèi)的人類社會(huì)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮更大的作用。

[1]謝高地， 肖玉. 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價(jià)值的研究進(jìn)展. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2013， 21 （6）： 645-651.

[2]周湛. 不同農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比研究—以長(zhǎng)沙縣金井鎮(zhèn)為例（碩士學(xué)位論文）. 長(zhǎng)沙： 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2014.

[3]尹飛， 毛任釗， 傅博杰， 等. 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其形成機(jī)制. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2006， 17 （5）： 929-934.

[4]謝為民， 劉煜才， 孫運(yùn)嶺. 提高農(nóng)田有害生物綜合治理水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展. 吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)， 1999， 24（5）： 27-30.

[5]中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所， 中國(guó)植物保護(hù)學(xué)會(huì). 中國(guó)農(nóng)作物病蟲害（第3版）. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2015.

[6]翟保平. 從IPM到EPM： 水稻有害生物治理的中國(guó)路徑. 植物保護(hù)學(xué)報(bào)， 2017， 44 （6）： 881-884.

[7]Gurr G M， Wratten S D， Landis D A， et al. 2017. Habitat management to suppress pest populations： progress and prospects. Annual Review of Entomology， 62： 91-109.

[8]楊光富， 宋寶安. 話說農(nóng)藥： 魔鬼還是天使？北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2023.

關(guān)鍵詞：都市農(nóng)業(yè) 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng) 環(huán)境友好 有害生物 綠色防控 ■