生态理论为农业农药使用提供了见识

2021-10-11 08:30:36
来源:文章来源于网络

  随着美国农业的发展,集约化程度越来越低。这意味着更大的田地,更多的耕地,更少的作物多样性,更少的轮作物。生态学理论通常认为多样性促进了生物系统的稳定性。加利福尼亚大学圣塔芭比分校布伦环境科学和管理学院的助理教授阿什利·拉森很好奇这些原则是如何变成农业景观的,特别是农作物害虫的。

  不列颠哥伦比亚大学的拉森和同事弗雷德里克诺亚克分析了加利福尼亚克恩县13年的数据,该数据一直位于美国最有价值的农业县之首,耕地种类少,农药使用变异性大,农药峰值使用量高。他们的发现发表在《自然可持续发展》杂志上。
  更大的多样性使生态系统的想法稳定在20世纪40年代左右,与生态领域发展的早期相比。这些年来,该理论受到了一些怀疑,最近对这种关系的研究兴趣也重新兴起。
  克恩县为两位研究人员提供了良好的研究机会。在这种情况下,作物和景观多元化的变化如何影响作物害虫的种群。
  拉森说:美国看到了大型农业企业的变化。因此,我们现在不再有小家庭农场,而是有更大的农业集团。这伴随着田间面积的增加和作物多样性的减少。她怀疑这些都与利用规模经济的农民有关。
  尽管科恩保留了广泛的农业记录,但没有人跟踪害虫的数量。这意味着研究人员必须使用杀虫剂。直到后来,他们才意识到这个决定在多大程度上扩展了他们的发现的含义。
  拉森说:“一旦将杀虫剂引入研究中,那么在这个生态学理论中就不仅仅是多样性和稳定性。” “现在它对环境影响和粮食安全具有影响。”
  拉森(Larsen)和诺阿克(Noack)在2005年至2017年间搜集了该县的记录,重点是田地大小,耕地数量和多样性等因素。他们看到的似乎与预测一致。这组作者写道:景观中耕地的增加和广阔的土地通常增加农药的水平和变异性,作物的多样性发挥相反的作用。
  随着字段大小的增加,该区域比周长更快。这意味着小场所有成比例的大周长。更大的周长可能意味着鸟类、蜘蛛、葫芦等更多的肉食动物,从附近的掠夺者中溢出。
  小田也为掠夺者和竞争者创造了更多的周边栖息地,可以控制害虫群。另外,由于小田的中心更接近边缘,周边土地减少害虫的好处也按比例扩展到小田。
  作物和土地覆盖多样的景观还与减少农药的变异性和总体使用量有关。相邻的农作物会滋生各种害虫。这听起来可能很糟糕,但实际上没有任何物种可以不受阻碍地繁殖。
  拉森说:农业非常简化,就不能阻止有害生物的大爆炸。” “如果您是单一栽培中的有害生物,而这正是您的寄主作物,那么您将拥有几乎无限的食物资源。”
  Larsen和Noack的发现立即提出了提高粮食产量同时最大程度减少农药对人类健康和环境影响的策略。该研究不仅可以帮助农民做出有关田间面积和作物多样性的更明智的决定,而且可以指导旨在减少杀虫剂使用的政策。
  农业部农业服务局负责监督与保护相关的几个计划,这些计划涉及许多不同的问题,包括栖息地保护。拉森(Larsen)建议,将这些努力适应不同作物类型的细微差别可以带来更大的好处。
  更重要的是,这些自愿性计划目前着重于个人农民的努力。拉森说:根据我们的结果,我们需要在理想的情况下从更大的角度思考。
  土地利用和杀虫剂利用之间的混合因素很难弄清楚。拉森解释说,例如,农民对如何种植作物有很多想法,可能在更大的田地或分布较少的地区种植更有价值的作物。同时,农民对这些高价值作物增加了对虫害的投资,包括化学农药,很难从这些难以观察的决策中区分景观特征的影响。
  作者使用经济学文献借用的技术组合来解决这些问题,试图建立对景观特征和杀虫剂使用关系的更多因果关系的理解。
  加利福尼亚州生产从葡萄和浆果到杏仁和柑橘的各种高价值农作物。这与中西部及其琥珀谷物谷类地区形成鲜明对比。在虚拟的单一文化中,谷物田,如玉米和小麦,可以跨越美国心脏地带的广阔地带。而且按每亩计算,这些农作物的价值并不高。
\
  所有这些因素都会影响与害虫相关的风险以及农药施用的经济性。拉森说:因此,很难说这些结果能否很好地转变为耕地价值极低的地区。因为真正侦察害虫的诱因可能很低。
  她继续在区域和国家范围内调查土地使用对农业生产的影响。在最近《景观生态学》杂志发表的论文中,她评价了土地使用和气候变化如何影响美国杀虫剂的使用。虽然预计两者都会增加未来的杀虫剂使用,但农作物的组成和农场特性具有很大的影响力。
  不幸的是,拉森解释说,国家数据不能提供与克恩县相同的高分辨率信息。她计划继续她的工作,以弥合细节和规模差距,以更好地了解土地使用如何影响农业害虫和农药的使用。