多樣性喪失導致生態(tài)系統(tǒng)功能衰減 集約化生態(tài)農業(yè)或為治“病”良方
農業(yè)生物多樣性保護是生物多樣性保護的重要組成部分,是國家糧食安全、農產品質量安全和生態(tài)安全的保障。全球75%農作物遺傳多樣性已經(jīng)喪失,亟須在保護農田生物多樣性、提高農田生態(tài)系統(tǒng)多功能性等相關重大科學問題上開展聯(lián)合攻關。
“要想從源頭上避免此類病毒的大暴發(fā),我們需要吸取教訓反思人類行為。保護自然生物多樣性和生態(tài)平衡,實現(xiàn)人類和自然和諧共處,這是疫情給我們帶來的重要啟示?!鞭r業(yè)農村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所(以下簡稱環(huán)保所)所長劉榮樂對科技日報說,今年聯(lián)合國生物多樣性大會(COP15)將在中國舉辦,大會將審議通過新的“2020后全球生物多樣性框架”,新冠肺炎大流行更讓人類重新思考“生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)平衡”的關系。
充足的物資尤其是農產品的供給,是維持正常生活、穩(wěn)定社會秩序的保障和支撐,保障農業(yè)安全就是保障我們的飯碗。來自農業(yè)農村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所的一份報告指出,農業(yè)生物多樣性保護是生物多樣性保護的重要組成部分,是國家糧食安全、農產品質量安全和生態(tài)安全的保障。農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)約占全球陸地總面積40%,20世紀以來,全球75%農作物遺傳多樣性已經(jīng)喪失,亟須在保護農田生物多樣性、提高農田生態(tài)系統(tǒng)多功能性等相關重大科學問題上開展聯(lián)合攻關,這對落實黨和國家生態(tài)文明建設,推進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大。
生態(tài)系統(tǒng)失衡,引發(fā)自然災害
“自然界的各種生物共同形成復雜的食物網(wǎng),互相依存彼此制衡。人類本不是新冠肺炎病毒的宿主,為何突然遭受感染的厄運,可能與自然界生物多樣性的平衡被打破有很大關系?!杯h(huán)保所生物多樣性與生態(tài)農業(yè)創(chuàng)新團隊王慧博士介紹,倫敦大學學院Kate Jones研發(fā)一種預測傳染病蔓延與暴發(fā)的模型,模型以氣候變化、人口增長和土地利用變化等環(huán)境因子為因變量,來預測傳染病蔓延與暴發(fā)的可能高風險區(qū),說明了病毒流行風險與“環(huán)境因子”的密切關系。
環(huán)保所生物多樣性與生態(tài)農業(yè)創(chuàng)新團隊張艷軍博士舉例說,美國有97%的原有蔬菜栽培品種已經(jīng)消失;印尼有1500個地方水稻品種已經(jīng)消亡,75%水稻品種來自單一的母體后代。生物多樣性的喪失,導致了生態(tài)系統(tǒng)功能的衰減。在中國,農作物栽培品種正以每年15%的速度遞減;相當數(shù)量的農作物種質資源只能存活于實驗室或種子庫;以鳥類、蛇類、昆蟲、蚯蚓、線蟲和蟻類等為代表的生物種群數(shù)量正快速縮減。
無數(shù)的歷史事實已經(jīng)證明,不論動植物生物有機體,還是自然生態(tài)系統(tǒng),病蟲害的發(fā)生,在很大程度上都是生態(tài)系統(tǒng)失衡的問題,而平衡的生態(tài)系統(tǒng)生物間是相生相克的。亞馬遜地區(qū)森林砍伐僅增加4%,瘧疾的發(fā)病率就增加了近50%。
王慧認為,應用農田生態(tài)系統(tǒng)方法,推動糧食安全、保障營養(yǎng)和可持續(xù)集約化農業(yè)的發(fā)展,保護動植物免受病蟲侵害產生的成本效益,遠高于應對全面暴發(fā)的動植物健康緊急情況。動植物病蟲害一旦發(fā)生就往往很難根除,管理病蟲害既耗時又昂貴。
兼顧高效與綠色,向生態(tài)農業(yè)轉型
農業(yè)生物多樣性,是指能夠提供糧食、飼料、燃料和纖維的野生與馴養(yǎng)動植物,還包括提供生態(tài)系統(tǒng)服務、支持農業(yè)生產的大量相關生物,它們維持著土壤質量、為植物授粉、凈化水和空氣,對作物與牲畜病蟲害有預防和控制作用。但是在全球15億公頃農業(yè)種植中,大規(guī)模農作物單一種植就約占80%。集約化農田長期、大面積、單一種植,造成農藥、化肥等高強度投入,嚴重破壞了生物多樣性和生態(tài)平衡,土壤質量下降、病蟲草害頻發(fā)且逐年加重。
環(huán)保所生物多樣性與生態(tài)農業(yè)創(chuàng)新團隊楊殿林研究員談到,集約化農田生物多樣性減少和生態(tài)平衡失調已成為農業(yè)綠色發(fā)展的主要限制因素。當農作物、家畜遭受越來越嚴重的病蟲害危害,農藥、獸藥也就越施越多,病蟲抗藥性增加了,農藥在滅殺有害生物的同時也消滅了天敵,不僅如此,農藥的過量施用還給農民、消費者和環(huán)境造成危害。構建健康的農田生態(tài)系統(tǒng)是保障農業(yè)綠色、安全、高質量和可持續(xù)發(fā)展最根本有效的策略。
楊殿林表示,目前,全世界農業(yè)都在努力向生態(tài)農業(yè)轉型,如何兼顧高效與綠色是關鍵問題。亟待開展我國農田生物多樣性編目和監(jiān)測,在東北、西北、黃淮海和長江中下游等代表性農業(yè)主產區(qū)開展集約化農田生物多樣性普查,監(jiān)測和摸清我國主要農田生物多樣性現(xiàn)狀及動態(tài)變化,為下一步集約化農田系統(tǒng)的改造升級提供基線數(shù)據(jù)。
構建“山水林田湖草”生命共同體
“農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的使命不僅僅要養(yǎng)活快速增加的世界人口,還需保護環(huán)境和生物多樣性,減緩和適應氣候變化,提升生態(tài)系統(tǒng)質量、穩(wěn)定性。健康的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)原則上應該包括4個層級的多樣性,即生物遺傳多樣性、生物物種多樣性、作物/非農生境多樣性和農業(yè)景觀多樣性。”環(huán)保所生物多樣性與生態(tài)農業(yè)創(chuàng)新團隊趙建寧認為,健康的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)首先要能夠供給人類足夠的糧食、蔬菜、水果、纖維等農產品;其次要有效保護生物多樣性,實現(xiàn)系統(tǒng)生態(tài)平衡;再次要能夠發(fā)揮水土涵養(yǎng)、固碳減排、調節(jié)氣候的作用;最后能夠提供農業(yè)觀光、農業(yè)科教等文化服務。
“農產品供給仍是核心,但不再是唯一目標,必須發(fā)揮農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務的綜合功能,體現(xiàn)出生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益的均衡發(fā)展,實現(xiàn)集約化農田的可持續(xù)利用?!壁w建寧說,提升農田生態(tài)系統(tǒng)服務功能,已被聯(lián)合國糧農組織(FAO)確認為集約化農田實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展最有前途的解決方案。“針對農田、農場、景觀、區(qū)域不同尺度,研發(fā)條帶化輪間作、生態(tài)斑塊、生態(tài)廊道、喬灌草立體生態(tài)網(wǎng)構建技術和自然半自然斑塊生態(tài)修復技術,為構建集約化生態(tài)農田系統(tǒng)儲備技術與模式?!?/p>
楊殿林說:“集約化生態(tài)農田系統(tǒng)主要元素應該包括,在景觀尺度甚至區(qū)域尺度上,自然半自然生境,如林地、草地、水域等非作物生境應該保有一定的比例,并且要聯(lián)通成網(wǎng),并鑲嵌于農田景觀中;在農場尺度上,要采用輪間套作種植多種作物,建立成網(wǎng)的喬灌草立體植被和生態(tài)溝渠,在坡地、近水域建設植被緩沖帶;在田塊尺度上,田邊保有足夠寬度的花草帶,田內設有供甲蟲、鳥類等小動物棲息的非作物斑塊,為鳥類、傳粉者、害蟲天敵等野生生物提供適宜的棲息地和覓食場所?!?/p>
“生態(tài)農業(yè)既是科學、也是實踐、更是管理,需要一邊研究一邊實踐,在實踐中完善理論,提出集約化生態(tài)農田構建方法和生態(tài)系統(tǒng)管理的政策建議以及相關技術標準和規(guī)范,推動中國生物多樣性保護與生態(tài)農業(yè)科技創(chuàng)新,指導我國集約化生態(tài)農田系統(tǒng)的建設實踐與管理?!眲s樂表示,人們對“山水林田湖草”生命共同體系統(tǒng)的認識還很不足,其中的科學原理和過程機制、關鍵的治理技術都有待深入研究。此外,我國生態(tài)脆弱區(qū)覆蓋了75%的貧困區(qū),多分布在江河源頭地區(qū)和內陸地區(qū),長期面臨貧困和生態(tài)環(huán)境保護的雙重壓力,如何將“山水林田湖草”和生態(tài)文明建設與民生問題的解決相協(xié)調也存在很大挑戰(zhàn)。
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