農業農村部環境保護科研監測所生物多樣性與生態農業創新團隊在山東齊河現代生態農業試驗示範基地，進行玉米大豆寬幅輪間作試驗。趙建寧攝
農業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安全的保障。全球75%農作物遺傳多樣性已經喪失，亟須在保護農田生物多樣性、提高農田生態系統多功能性等相關重大科學問題上開展聯合攻關。
“要想從源頭上避免此類病毒的大暴發，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平衡，實現人類和自然和諧共處，這是疫情給我們帶來的重要啟示。”農業農村部環境保護科研監測所（以下簡稱環保所）所長劉榮樂對科技日報說，今年聯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後全球生物多樣性框架”，新冠肺炎大流行更讓人類重新思考“生物多樣性與生態系統平衡”的關係。
充足的物資尤其是農產品的供給，是維持正常生活、穩定社會秩序的保障和支撐，保障農業安全就是保障我們的飯碗。來自農業農村部環境保護科研監測所的一份報告指出，農業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安全的保障。農業生態系統約佔全球陸地總面積40%，20世紀以來，全球75%農作物遺傳多樣性已經喪失，亟須在保護農田生物多樣性、提高農田生態系統多功能性等相關重大科學問題上開展聯合攻關，這對落實黨和國家生態文明建設，推進農業可持續發展意義重大。
生態系統失衡，引發自然災害
“自然界的各種生物共同形成複雜的食物網，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係。”環保所生物多樣性與生態農業創新團隊王慧博士介紹，倫敦大學學院Kate Jones研發一種預測傳染病蔓延與暴發的模型，模型以氣候變化、人口增長和土地利用變化等環境因子為因變量，來預測傳染病蔓延與暴發的可能高風險區，說明了病毒流行風險與“環境因子”的密切關係。
環保所生物多樣性與生態農業創新團隊張豔軍博士舉例說，美國有97%的原有蔬菜栽培品種已經消失；印尼有1500個地方水稻品種已經消亡，75%水稻品種來自單一的母體後代。生物多樣性的喪失，導致了生態系統功能的衰減。在中國，農作物栽培品種正以每年15%的速度遞減；相當數量的農作物種質資源只能存活於實驗室或種子庫；以鳥類、蛇類、昆蟲、蚯蚓、線蟲和蟻類等為代表的生物種群數量正快速縮減。
無數的歷史事實已經證明，不論動植物生物有機體，還是自然生態系統，病蟲害的發生，在很大程度上都是生態系統失衡的問題，而平衡的生態系統生物間是相生相剋的。亞馬遜地區森林砍伐僅增加4％，瘧疾的發病率就增加了近50％。
王慧認為，應用農田生態系統方法，推動糧食安全、保障營養和可持續集約化農業的發展，保護動植物免受病蟲侵害產生的成本效益，遠高於應對全面暴發的動植物健康緊急情況。動植物病蟲害一旦發生就往往很難根除，管理病蟲害既耗時又昂貴。
兼顧高效與綠色，向生態農業轉型
農業生物多樣性，是指能夠提供糧食、飼料、燃料和纖維的野生與馴養動植物，還包括提供生態系統服務、支持農業生產的大量相關生物，它們維持著土壤質量、為植物授粉、淨化水和空氣，對作物與牲畜病蟲害有預防和控制作用。但是在全球15億公頃農業種植中，大規模農作物單一種植就約佔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平衡，土壤質量下降、病蟲草害頻發且逐年加重。
環保所生物多樣性與生態農業創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平衡失調已成為農業綠色發展的主要限制因素。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、消費者和環境造成危害。構建健康的農田生態系統是保障農業綠色、安全、高質量和可持續發展最根本有效的策略。
楊殿林表示，目前，全世界農業都在努力向生態農業轉型，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測，在東北、西北、黃淮海和長江中下游等代表性農業主產區開展集約化農田生物多樣性普查，監測和摸清我國主要農田生物多樣性現狀及動態變化，為下一步集約化農田系統的改造升級提供基線數據。
構建“山水林田湖草”生命共同體
“農業生態系統的使命不僅僅要養活快速增加的世界人口，還需保護環境和生物多樣性，減緩和適應氣候變化，提升生態系統質量、穩定性。健康的農業生態系統原則上應該包括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景觀多樣性。”環保所生物多樣性與生態農業創新團隊趙建寧認為，健康的農業生態系統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，實現系統生態平衡；再次要能夠發揮水土涵養、固碳減排、調節氣候的作用；最後能夠提供農業觀光、農業科教等文化服務。
“農產品供給仍是核心，但不再是唯一目標，必須發揮農業生態系統服務的綜合功能，體現出生態、經濟和社會效益的均衡發展，實現集約化農田的可持續利用。”趙建寧說，提升農田生態系統服務功能，已被聯合國糧農組織（FAO）確認為集約化農田實現可持續發展最有前途的解決方案。“針對農田、農場、景觀、區域不同尺度，研發條帶化輪間作、生態斑塊、生態廊道、喬灌草立體生態網構建技術和自然半自然斑塊生態修復技術，為構建集約化生態農田系統儲備技術與模式。”
楊殿林說：“集約化生態農田系統主要元素應該包括，在景觀尺度甚至區域尺度上，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，並且要聯通成網，並鑲嵌於農田景觀中；在農場尺度上，要採用輪間套作種植多種作物，建立成網的喬灌草立體植被和生態溝渠，在坡地、近水域建設植被緩衝帶；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。”
“生態農業既是科學、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，提出集約化生態農田構建方法和生態系統管理的政策建議以及相關技術標準和規範，推動中國生物多樣性保護與生態農業科技創新，指導我國集約化生態農田系統的建設實踐與管理。”劉榮樂表示，人們對“山水林田湖草”生命共同體系統的認識還很不足，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，我國生態脆弱區覆蓋了75%的貧困區，多分佈在江河源頭地區和內陸地區，長期面臨貧困和生態環境保護的雙重壓力，如何將“山水林田湖草”和生態文明建設與民生問題的解決相協調也存在很大挑戰。
來源： 科技日報
