农田、草原、森林，1+1=多

 
全球2900余组植物种植系统数据分析发现：  
农田、草原、森林，1+1=多  
 

上海郊区桃园林下生草（图片来源：万年峰）

天敌、植食性昆虫和植物互作效应的路径分析（图片来源：万年峰）

农林业集约化代表的是从自然栖息地向单一种植农耕区的转化。随着农药的过度使用，我们赖以生存的环境受到了破坏。

为了减轻这些负面影响，生态学家提出了“生态集约化”的想法，即在农林业生产中使用自然生态过程来更有效地利用资源。

增加植物物种多样性被证明是其中一条有效途径。

5月4日，《自然—植物》发表中外科学家合作研究成果。他们通过分析全球2900余组植物种植系统的数据发现，在农业、草原和森林系统，增加植物物种多样性能够减少害虫、保育害虫的天敌、提升作物产量与品质。

这为降低农药用量、防止农药污染、保护生态环境，提供了食物网层面的理论依据。

植物、害虫、天敌，谁说了算？

生物多样性能促进生态系统的服务功能，这已为人所熟知。

论文第一作者、上海市农业科学院研究员万年峰告诉《中国科学报》，此前的研究往往是局限于某个点、某个区域的小范围试验，尚未在全球范围内综合考虑植物多样性增加，对食物网中不同营养级及其在不同生态系统和生物群落中相互作用的影响。

营养级是指，生物在生态系统食物链中所处的层次。作为生产者的绿色植物和所有自养生物都处于食物链的起点，共同构成第一营养级；以绿色植物为食物的植食性动物处于第二营养级；第三营养级包括所有以植食性动物为食物的食肉动物，如捕食性天敌和寄生性天敌。

“我们研究的是植物物种多样性，农业系统的主栽作物、草原和森林系统的植物属于第一营养级；植食性昆虫是第二营养级，其中包括害虫；而植食性昆虫的天敌属于第三营养级。”万年峰解释说。

目前，不同作物的间套作、果园生草等措施，都能增加农业系统物种多样性。“种植者和管理者都比较青睐这些技术，因为能够提高土地利用率、增加额外的经济收入和提高天敌对害虫的控制效果。”万年峰说。

虽然分析植物物种多样性对作物、植食性昆虫及其天敌影响的个案很多，但是从全球视野分析这三个营养级功能群之间的互作关系，鲜见报道。

“作为生态学家，我们对上述问题很感兴趣。”万年峰说，“从全球尺度分析上述问题，其研究结果将更具说服力和普遍性，为生产者和管理部门完善植物物种多样性种植体系提供尺度更大的理论依据。”

多样性增加，营养级联动

为了得到可靠的答案，上海市农业科学院、复旦大学联合浙江农林大学，以及丹麦哥本哈根大学、德国康斯坦茨大学、美国斯坦福大学、意大利阿尔卑斯环境研究所、美国匹兹堡大学、美国明尼苏达大学科研人员共同收集并分析全球范围内的数据。

论文共同通讯作者、上海市农业科学院研究员蔡友铭介绍，在他们搜集分析的2900余组包含多种或单种植物种植系统的数据中，有95%以上的数据来自人工管理的环境，如农业和草原系统。

他们的研究结果显示，在农业、草原和森林系统，添加其他植物物种能提高捕食性天敌的丰度和捕食率、寄生性天敌的丰度和寄生率。

为什么第一营养级的结构变化会直接影响第三营养级？