都市農田生態系統有害生物綠色防控

田志慧 沈國輝

農田生態系統是指人類在以農作物為中心的農田中，利用生物與非生物環境之間以及不同生物之間的相互關系進行能量轉化和物質循環，并按人類社會需要進行物質生產的綜合體。農田生態系統中的生物除農作物外，還包括雜草、微生物、昆蟲、鳥類和其他野生生物；非生物環境包括地理位置、溫度、降雨量、土壤養分、地下水位等[1]。農田生態系統在自然基礎上經人工控制而形成，受人類和自然的雙重調控，是以農作物為中心的半自然生態系統。與自然生態系統相比，農田生態系統具有五個明顯的特點：一是人的作用非常關鍵，一旦人的作用消失，它將發生改變；二是優勢群落一般只有一種或數種農作物，群落結構相對簡單；三是很多物質會隨農產品的收獲而移出系統；四是養分循環主要依靠系統外不斷投入而保持相對平衡；五是系統的穩定依賴于人類的不斷維護[2]。

隨著經濟的發展和城市化進程的加快，建筑用地和交通用地不斷擴張，城市規模越來越大，但在人口眾多、交通發達、經濟活動占有重要地位的大城市（包括超大城市和特大城市）——都市中，農田生態系統也必不可少。處于都市市區及其近郊、遠郊等區域的農田生態系統均屬于都市農田生態系統的范疇。

都市農田生態系統集生產、生態、生活“三生”功能于一體。首先，它具有為人類的生存與發展提供堅實的物質基礎和食物保障的生產功能，即通過自然過程和人類活動的共同作用，在較短時間內直接、高效地為人類提供物質產品——農產品。尤其在當前的“后疫情”時代，不僅國際形勢復雜多變，世界各糧食出口國可能隨時關閉或擰緊出口閥門，而且在疫情、戰爭等應急情況下，一個都市也隨時有可能進入封閉狀態，因此都市農田生態系統在保障人民生活和維持都市穩定方面具有不可替代的作用。其次，它與自然生態系統一樣，在不斷地承擔著生態系統服務功能和生態安全功能，如保持土壤、涵養水源、維持營養物質循環、保護生物多樣性。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，滿足人們回歸大自然、愉悅心情的需求[3]。

構建健康的都市農田生態系統，需要提升農田生態系統服務功能，在增強保障鮮活農產品應急供應的“胃”功能基礎上，最大程度發揮其作為城市生態屏障的“腎”功能和旅游休閑的“肺”功能上。然而，人類活動作為都市農田生態系統服務功能形成的驅動力，不科學的管理活動和生產活動會對都市農田生態系統造成巨大的損害，甚至直接威脅到其可持續發展。在相關人類活動中，對有害生物的綠色防控是提升農田生態系統服務功能、推動農業可持續發展的重要保障之一。

民以食為天，人類需要從農作物中獲取食物。同樣，都市農田生態系統中的其他生物也需要依賴農田和農作物生存，因而農作物的生產史也是一部人類與有害生物的斗爭史。

都市農田生態系統中的有害生物

都市農田生態系統中的有害生物主要包括危害農作物的害蟲、病原性真菌、細菌、病毒、線蟲，以及農田雜草和害鼠等。由這些生物類群所導致的蟲害、病害、草害和鼠害等生物災害，通常會對農作物的產量和質量造成很大影響[4]。在2015年時，我國農田生態系統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，呈現種類多、分布廣、危害重、發生規律復雜、防控難度大等特點[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被引入到原有自然分布區外后，在新分布區的自然、半自然生態系統或生境中建立種群，并能對當地的生物多樣性造成威脅、影響或破壞的物種。對都市農田生態系統而言，由于人員交往和商品貿易非常頻繁活躍，外來有害生物入侵和擴散的風險更大。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，后來逃逸擴散，目前在棄耕農田、公路和河道兩旁、樹林下仍隨處可見；作為水質凈化和飼料植物引進的水葫蘆（Eichhornia crassipes）和水花生（Alternanthera philoxeroides ）更令人頭痛，成了農田灌溉河道和溝渠難以控制的外來有害生物。外來物種入侵已對我國生態安全和社會經濟發展造成重大威脅，2021年4月15日起施行的《中華人民共和國生物安全法》明確規定，任何單位和個人未經批準不得擅自引進、釋放或者丟棄外來物種，該法的頒布標志著我國生物安全已進入了依法治理的階段。

農田有害生物與都市安全

大量歷史事件證明，當有害生物形成嚴重危害時，如果不加以積極主動防控，不僅會威脅都市食品安全，甚至還會威脅人的生命和社會穩定。據聯合國糧農組織統計，全球范圍內農作物因有害生物造成的產量損失可達37%左右。我國一般年份農作物遭受有害生物危害的面積達4.0億～4.7億公頃，每年損失糧食15%左右、果品蔬菜25%以上。據農業農村部調查統計，危害我國農田的雜草有130余種，雜草危害的面積可達種植面積的85%，導致糧食減產3700萬噸/年，令人觸目驚心。

都市是外來物種的重要登陸點，也是外來物種入侵的重災區之一，且遭受外來物種入侵的規模與經濟發展水平、人口密度、交通流量等呈正相關。如早在2003年就被認定為首批入侵我國的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年代作為特種養殖對象引入我國，后因食味不佳被棄于水生環境。由于福壽螺繁殖量大、食性廣，目前已廣泛分布于長江以南地區，廣東、上海等地成為其危害的重災區，嚴重影響濕地和農田生態系統，還因其體內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）對蔬菜生產帶來滅頂之災，以及在灘涂瘋狂生長的互花米草（Spartina alterniflora）。據統計，我國每年由外來有害生物造成的直接和間接損失總計高達2000億元，因而不得不花費大量的人力、物力和財力對其進行防控。

在都市農田生態系統中，某些昆蟲、螨類、蜘蛛、脊椎動物、細菌、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，農作物、有害生物及其天敵通過取食和被取食建立鏈鎖式關系，構成食物鏈和食物網，在各種因素的綜合作用下形成動態平衡。因此，開展有害生物防控需要從都市農田生態系統的整體觀念出發，使其向著有利于農作物生長發育和保護與利用天敵，而不利于有害生物蔓延擴展的方向發展，從而實現保護農作物高產和保護生態環境相統一。

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，其要義是以生態學為基礎，充分利用自然控害因素，綜合協調和應用各種防治措施將有害生物數量降到經濟閾值之下，實現有害生物治理的生態、經濟和社會效益[6]。然而，迄今為止國內外幾乎所有的IPM實踐主要還是以化學防治為主。尤其是第二次世界大戰以來，化學農藥的廣泛應用使有害生物防控效果得到空前提升，但也帶來了農藥殘留（residue）、有害生物抗藥性（resistance）和有害生物再猖獗（resurgence）的“農藥3S”問題。面對IPM的困境，學者們又提出了有害生物生態治理（ecological pest management， EPM）的概念，并進一步強調構建健康的農田生態系統，使整個農業生態環境有利于天敵種群的發展、不利于有害生物種群的發生，從而可以大幅度減少農藥的使用和環境污染[7]。

我國于1975年提出了“預防為主、綜合防治”的植物保護（植保）工作方針，并于1996年確立了IPM是落實植保方針的正確途徑，而這同樣適用于農田生態系統。2006年，在全國植物保護高層論壇上，與會專家回顧了國內IPM實踐中出現的諸多問題，明確農田生態系統的退化和生態系統服務功能的喪失造成了農作物有害生物的連年猖獗，而走生態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，“科學植保”的理念也被提出。這三大理念的提出，標志著我國有害生物防治已從傳統的以消滅有害生物為目的的“頭疼醫頭，腳疼醫腳”的“治已病”的短期行為，發展到了向提高農田生態系統“免疫力”的“治未病”的可持續生態治理之路。在這些理念的指引下，我國于2020年5月1日開始施行的《農作物病蟲害防治條例》明確，農作物有害生物防治堅持政府主導（即公共植保）、屬地負責、分類管理、科技支撐、綠色防控。

從單一措施到綜合治理，多措并舉是關鍵

中華農耕文明歷史悠久，在與農作物有害生物斗爭中積累了豐富的防控經驗，發現和發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物質，等等，而且這些方法在當代都市農田生態系統的綠色防控中仍具積極的借鑒意義。但長期的有害生物控制的實踐顯示，各種方法可能對某種（或某些）有害生物在某地域、某時段是有效的，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，隨著生態學的迅速發展和人類環保意識的增強，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、片面追求防控效果的有害生物防控理念被IPM所取代；現在正從IPM向EPM和綠色防控方向發展，旨在盡可能協調和運用一切適當的技術和方法，將有害生物控制在經濟損害允許水平之下。綠色防控是指以確保農業生產、農產品質量和生態環境安全為目標，以減少化學農藥使用為目的，優先采取生態調控、生物防治、物理防治和科學用藥等對農田生態系統友好的技術措施，設法控制農作物有害生物的行為。簡言之，綠色防控就是采取環境友好型植保方法、措施或手段保護農田生態環境，保障農業生產和農產品質量安全，進而確保食品安全。

下面以害蟲的生態治理為例進行說明。在健康的農田生態系統中，害蟲取食農作物，同時害蟲也有天敵，農作物—害蟲—天敵之間形成較穩定的食物鏈；每種生物都發揮著各自的作用和功能，相互之間形成協同進化關系，因而蟲害的發生通常相對很輕。如果我們仍然一味地使用化學農藥防治，則對該生態系統中害蟲的天敵昆蟲等有益生物也會產生很強的殺傷作用，進而導致天敵數量下降，因而對害蟲的控制作用減弱，最終造成農作物減產。因此，如果能在農田田埂上或農作物之間種植可喂養天敵昆蟲的植物，人為創造形成食物鏈的條件，不僅能營造“稻在花中、花在稻中”等都市農田景觀，而且能增加天敵昆蟲的種類和數量，達到控制害蟲的目的。因此，綠色防控有利于都市農田生態系統功能的發揮，以及土壤和水環境的保護，對加速構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，科學用藥是保證

1962年問世的《寂靜的春天》使農藥格外受到關注，再加上近年來農藥因某些社會事件被過度“妖魔化”，使有些人誤解為“農藥就是毒藥”，甚至有人覺得為了保護生態環境和推進農業綠色發展，應該徹底放棄農藥。殊不知，在全球糧食危機加劇的當下，農藥是加快建設農業強國、促進國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農藥，而是要科學用藥，也就是在盡可能多地利用其他防治技術的基礎上，再輔之化學農藥，實現農藥的減量使用，避免和減輕農藥帶來的負面影響。綠色防控也不是農作物絕對不能有農藥殘留，而是要求農藥的殘留量不超過國家相關安全標準，處在安全農產品的范圍內。總之，對農藥的正確態度應該是通過積極尋找農藥與環境保護之間的動態平衡點，在確保周邊環境安全和食品安全的同時，保護好都市農田生態系統，更好地滿足都市人餐桌上的食品供應。

一方面，要大力發展超高效、低毒、安全的綠色農藥品種。在此過程中，我國是“綠色農藥”概念的最早提出者。2003年，綠色農藥創制被正式列入國家重點基礎研究發展計劃，標志著綠色農藥創制得到國家認可。我國必須把握當今國際新農藥創制研究的趨勢和特點，圍繞農作物有害生物防控的重大需求開展綠色農藥的創制研究，建立符合國情和農業生產實際的綠色農藥創新體系，實現“藏糧于技”的突破，為全國都市農業生產和糧食安全提供源源不斷的科技支撐[8]。

另一方面，要大力推廣農藥減量使用技術。應該用高效、低風險的新農藥品種替代高毒、高殘留的農藥品種，并用新型高效植保機械、統防統治和綠色防控技術替代傳統、分散且低效的方法，從而實現農藥使用合理減量和結構優化升級。實踐表明，農業農村部實施的農藥“零增長”行動成效顯著，所有高毒農藥有望在2025年前全部退出；同時對眾多目前在用的農藥不斷進行再評價，因此安全性高、效果好、成本低、專利權穩定和市場潛力大的綠色農藥逐漸成為市場的主流。

綜上所述，我國是農田有害生物較為猖獗的國家之一，但由于長期使用化學農藥防控，都市農田生態系統較為脆弱。因此，在自然災害頻發和全球性糧食危機沒有得到徹底扭轉的當今世界，轉變植保理念，大力研發綠色農藥，推廣綠色防控技術，必將為包括都市在內的人類社會的高質量可持續發展發揮更大的作用。

[1]謝高地， 肖玉. 農田生態系統服務及其價值的研究進展. 中國生態農業學報， 2013， 21 （6）： 645-651.

[2]周湛. 不同農田生態系統生態經濟效益對比研究—以長沙縣金井鎮為例（碩士學位論文）. 長沙： 湖南農業大學， 2014.

[3]尹飛， 毛任釗， 傅博杰， 等. 農田生態系統服務功能及其形成機制. 應用生態學報， 2006， 17 （5）： 929-934.

[4]謝為民， 劉煜才， 孫運嶺. 提高農田有害生物綜合治理水平，促進農業的可持續發展. 吉林農業科學， 1999， 24（5）： 27-30.

[5]中國農業科學院植物保護研究所， 中國植物保護學會. 中國農作物病蟲害（第3版）. 北京： 中國農業出版社， 2015.

[6]翟保平. 從IPM到EPM： 水稻有害生物治理的中國路徑. 植物保護學報， 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. 話說農藥： 魔鬼還是天使？北京： 化學工業出版社， 2023.

關鍵詞：都市農業 農田生態系統 環境友好 有害生物 綠色防控 ■