永續食糧 -- 兼顧人類與地球的總體經濟政策

11. 昆蟲保育

Michael J. Samways, Pedro Cardoso, Charl Deacon

危機之美妙在於其表像之下保持著內在的變化。

──(吠陀經)朝聖者 (Yatri)      



超過一百萬種昆蟲具有科學性描述,估計仍有這個數字的五倍之多的昆蟲待發現。由於物種的多樣性,各種昆蟲群體在人類糧食生產中發揮著重要作用也就不足為奇了。在地上,許多通過授粉、分解和多種其他生態系統服務(ecosystem services)幫助作物生產。相反,少數但重要的是害蟲,它們在收穫前後都會使作物產量減少。在地下,多種昆蟲,以及蟎蟲、馬陸和某些甲殼類等無脊椎動物,有助於保持土壤健康。還有一些是針對植物根部的害蟲。在地上和地下,一些昆蟲通過傳播植物病害來造成傷害,其他昆蟲對牲畜也是如此。未來糧食生產安全和可持續的關鍵是鼓勵昆蟲物種維持自然生態系統過程,同時透過確保作物系統的平衡和不損害環境或人類健康的方式來控制害蟲。

生態中的小小工人們

昆蟲生活在大量活的和死的植物、動物和真菌組織中、之上或之中。大約四分之一的昆蟲以寄生蟲或捕食者的關係存在。昆蟲通常也與其他生物一起生活。生活在昆蟲體內的互利細菌和其他單細胞生物幫助它們消化纖維素,使它們成為全球重要的食草動物。至關重要的是,它們與開花植物(包括許多作物)的合作,使傳粉媒介和植物在很大程度上塑造了我們所知道的綠色世界。

儘管植物構成了世界結構多樣性的大部分,但支撐這種多樣性的是昆蟲和其他無脊椎動物。這些微小的動物分解活的和死的有機物,使較小的碎片可供其他生物使用,例如細菌和真菌。這種活動形成健康的土壤,更重要的是,釋放可協助新植物生長營養物質。

昆蟲的豐富性和多樣性對於維持世界陸域生態系(包括自然生態系和農業生態系)如此重要。數量眾多,再加上機動性(通常通過飛行),使昆蟲能夠在景觀甚至區域之間分配營養。在我們上方,有數以萬億計的昆蟲利用大氣氣流在移動。通過四處走動並扮演捕食者、獵物、競爭者和營養、能量和病原體媒介的角色,這些昆蟲極大地影響了我們的全球生態系統(Hu et al. 2016)。

提供服務的昆蟲

昆蟲在人類賴以生存的生態系統商品(ecosystem goods)和服務中發揮著重要作用。為了實現未來永續,我們需要維持保護完整生態系統以保護昆蟲的循環策略,進而保持生態系統的健康和彈性。簡而言之,當昆蟲受益於有效的保護行動時,我們就會受益。

生態系統商品和服務包括商品生產(例如:食品、新化學品)、調節服務(例如:水過濾、害蟲生物防治)、支援服務(例如:土壤形成、養分循環、授粉)和文化服務(例如:精神、審美、娛樂)(Millennium Ecosystem Assessment 2005)。儘管大多數昆蟲直接或間接地在這些部分發揮作用,但一些昆蟲,如害蟲和寄生蟲,會損害人類福祉。然而,好消息是這些害蟲有自然控制機制,包括寄生蜂和掠食性昆蟲,如瓢蟲和草蛉。

昆蟲的生存逆境

迄今為止,國際自然保護聯盟 (IUCN) 物種生存委員會的紅色名錄(www.iucnredlist.org) 只能評估大量昆蟲物種中的一小部分。儘管如此,那些被列入紅色名單的物種所面臨的威脅也普遍影響到其他昆蟲。這些威脅包括伐木造成的棲息地喪失、農業造成的棲息地喪失、城市化等基礎設施發展、交通和服務通道造成的棲息地喪失和碎片化、外來入侵物種、火災防範制度的改變、污染、氣候變化和惡劣天氣以及採礦業(Gerlach 等人,2012)。對於淡水昆蟲來說,最嚴重的威脅包括污染、大壩建設和水資源管理不善,它們共同構成的威脅比所有其他類別的還要更大(Darwall 等人,2012)。這些壓力和隨後各種對人類的脅迫,在現在引起了全球的高度關注。(Cardoso 等人,2020)。

令人擔憂的是,當兩種或多種威脅同時發生時,任何一種威脅通常都會變得更糟,例如棲息地喪失與殺蟲劑漂流物相結合,會導致機能性活動的缺乏。陸地上的這些不利的結合也都進一步地受到氣候變化的影響,當昆蟲族群密度降低的時候,氣候的變化也變得越來越重要。然後,它會朝著貧乏的生態系統和長期糧食生產的風險增加而呈螺旋式下降。

氣候變化不僅僅是溫度的升高。它還包括更強烈、更廣泛和更持久的天氣誘發的事件,包括乾旱、火災、風暴和洪水的嚴重性和頻率增加。而間接地,地殼活動的增加也導致了火山活動的增加,不僅增加大面積火山碎屑噴發的風險,也造成了大範圍的沙塵事件(Thornton 1996)。而所有這些因素都會影響昆蟲數量和牠們的活動。

其他種類的威脅,實際上是地方性的,僅僅因為它們已經變得普遍而對世界產生影響。這些威脅包括廣泛使用多種會侵入土壤和淡水系統的殺蟲劑。外來入侵物種的傳播也是一個主要問題。這些外來物種的範圍包含陸地、岸邊和水生植物,到植物上的新品種昆蟲和蟎蟲害蟲,再到會捕食當地昆蟲群的老鼠,以及改變淡水群落特徵的小龍蝦和蚌類。

除了全球性的威脅外,昆蟲在不同地點受到各種類型和規模的威脅,而這是人類活動所引起的。而在熱帶森林面臨的威脅包括對樹木的巨大破壞。

以及大量具有重要生態價值的當地物種的喪失。這不僅改變了自然生態系統的過程,還減少了可持續糧食生產的機會。特別是在歐洲,在草原和河流中,硝化作用的增加,對於生態系統的穩定性和功能產生了重大影響。同時,某些城鎮正面臨更嚴重的洪水,這通常是由於河流上游的樹木被砍伐,或是沼澤等天然防洪屏障的排水所造成的。所有這些物理和化學變化都對當地昆蟲種類產生了重大影響(圖 11-1)。


圖 11-1。 陸生與水生昆蟲的主要威脅。

另外也會對昆蟲造成傷害的人為威脅包括光、噪音和電磁污染的增加。此外,一種有害的轉變可能會導致另一種轉變。貫穿完好生態系統的道路,使之破碎化,並導致了其他人類基礎設施的建立,與隨後建立帶有食物園的村莊和使用有害殺蟲劑。荒野的喪失都與上述的有關。村莊接著變成了城鎮,並也帶來了其他變化,例如通過搬遷交通運輸地帶直接導致昆蟲的滅亡,這也大大增加了使夜間飛行昆蟲迷失方向的光污染,以及殺死水生昆蟲的水污染。

許多影響並不是立即顯而易見的,其被稱為神秘的生態性影響(Raiter 等人,2014)。這些包括累積效應(個體的影響在空間或時間上累積,然後僅在整體上變得顯著,例如,長效殺蟲劑的殘留,外來入侵物種的豐度和數量逐漸增加),外部影響(並不會只在一個地點產生影響,而在其他地方也會產生,例如養分的過度輸入,或是在較遠地方的光或水污染,沼澤地的搬遷也導致河流動態的巨大變化),神秘的影響(可能不會立刻很明顯,包括對昆蟲運動、交流或繁殖的影響,甚至與其他昆蟲物種的相互作用。就像尚不致死劑量的殺蟲劑,不一定會殺死昆蟲,但會對行為和繁殖產生微妙的影響,進而導致種群下降)和次要影響(不是主要關注點,但會產生有害害影響,例如為了進入感興趣的地點或新的水壩或森林區域,而將道路切斷或砍伐掉樹木)。神秘的生態影響並不相互排斥,而且往往協同作用,對生態穩定地產生深遠影響。

當我們想起在 2050 年估計有 10 億公頃的自然生態系統將轉變為農業用時,解決當前影響的緊迫性就顯現出來了,氮和磷驅動的陸地、淡水、近海生態系統優養化將增加 2.4 到 2.7 倍(Tilman et al. 2001)。擺脫這種凡種無聊的重複性的方式正在被挖掘,但仍迫切需要採取更多的保護行動。在昆蟲方面,出現了一些令人擔憂的跡象,這動搖了人們普遍的認知:當政治動盪等「更大的問題」處於危急關頭時,我們更不必為昆蟲的危機而煩惱。最近的衝擊之一是在世界許多地方,傳粉媒介的大量流失。這是十分現實的,其通過減少我們的食物供應直接影響了我們(Vanbergen et al. 2013)。美國一些大黃蜂的數量減少了多達 96% , 而大黃蜂的地理範圍在短短 20 年內,從 23% 減少到 87% (Cameron et al. 2011)。類似的損失可能發生在土壤生物中。這些隱性事件(只有在認真紮根後才能夠發現)意味著昆蟲保護是至關重要和緊迫的挑戰,也有著大量可用的解決方案(Samways 2020; Samways et al. 2020)。

重視昆蟲

為了保護昆蟲,我們需要從社會、政治和科學的角度更好地傳達它們的價值。估值是我們在行動中所做工作的基礎,因為它設定了基準和方向。然而,單純從經濟角度評估昆蟲並不總是有利於整個生物多樣性的保護。與保育的許多其他方面一樣,健全的經濟倫理應該與能廣泛理解生態系統是如何影響我們福祉的相結合(Chan et al 2016)。這需要關注在功能多樣性上,總的來說就是昆蟲如何、何時、何地相互作用以及與其他生物體產生相互的作用。簡而言之,昆蟲不僅僅是具有個體價值的物品;相反地,它們維持著陸地和水生生物的完整性。

生態系統功能可以在不同的空間尺度上進行評估,從最小的空間尺度,如微生境或局部的斑塊,到農場大小的土地,再到農場與周圍自然區域之間的互動關係,最後到整個區域和地球。我們不能,當然也不會理解昆蟲所涉及的所有相互作用,尤其是當我們考慮到一個只有一千個物種的非常小的生態系統轉化為五十萬次相互作用的潛力時。但一個明智的捷徑是保護具有自然和高水平物種豐富度所組成的一個健康運轉的生態系統(Dainese et al. 2019)。這是我們比較農業系統在收穫後保持完整的能力的基準。健康的農業系統必須具有彈性,尤其是在面對氣候變化之時(Papanikolaou et al. 2017)。

挑戰在於生態系統的功能和恢復力,如同昆蟲保護,通常被認為是無形的、抽象且模糊的問題。因為大多數的昆蟲不是那麼具代表性,甚至不是特別容易被注意到,對它們的保育可能很難被合理的證明。然而,當我們關注景觀層面時,理由變得更加正當且顯著。即使沒有對生態學的詳細了解,人們也可以理解明顯健全景觀的重要性。有策略性的景觀保護意味著我們可以同時保護許多物種及其的相互作用。此外,通過採用這種方法,昆蟲保護主義者可以幫助指導可持續的糧食生產(Gennari 和 Navarro 2019)。景觀保育的方法實際上是更大的畫作,而昆蟲個體則是那幅畫中的一筆。

在世界許多地方展開的昆蟲危機,現在正在引發人類集體心靈的覺醒(Simaika 和 Samways,2018)。世界各地的人們開始意識到,除了氣候變遷之外,絕對不能忽視昆蟲也是史無前例的巨大損失。

昆蟲數量的動態本質

隨著時間的推移,昆蟲種群是具有高度動態的。當人們對環境條件(例如溫度和降雨等季節性變化)做出反應時,昆蟲便會在大自然中四處移動。昆蟲不斷地尋找最佳的攝食、繁殖和休息條件,從而導致生物群落的不斷地被重塑。反之,依賴植物的昆蟲也驅動著寄生和捕食類昆蟲的種族動態,這些昆蟲也對會獵物及其周圍不斷變化的情況作出反應(圖 11-2)。


圖 11-2。 昆蟲數量在本質上是動態的。

許多傳統農民認識到這些昆蟲的動態,因為它們與土地密切相關,幾乎時時刻刻都與土地共存。他們意識到,尤其是在氣候惡劣的時期,永續性比起最大化單位面積的糧食產量,是更重要的,這是機械化傳統農業的基本原則。

傳統的糧食生產涉及通過建立活的、通常可用的覆土作物,或通過將植物殘骸作為覆蓋物來覆蓋土壤以鼓勵生機而不是造成土壤的貧瘠。掩護樹是用於保護年輕的作物平面,並且作物的類型通常會混合在一起(也就是混合農業),共同鼓勵一系列天敵並減少害蟲爆發和疾病傳播。自然死亡的害蟲毛毛蟲被搗碎到水中,並將有機溶液施加在作物上,以用來控制毛毛蟲更進一步地爆發,使得害蟲受到特定病毒病原體的侵害,而不會危及人類的健康。

我們可以從這些傳統農業中學到很多東西。幾千年來,他們通過生存在農業社區中磨練出來。引進一些產品,無論是新的植物品種、殺蟲劑或是肥料,都可以透過馬車來完成運送。糧食生產在過去(現在世界上某些地區仍是)以自力更生為基礎,這與現代傳統農業的巨大負熵、國際化系統大有不同,在該系統中,農藥、化肥和其他的投入通常來自國際採購。這些投入需要大量用於製造和運輸的經濟支出,這不可避免地意味著必須最大限度地提高生產量以支付基本的成本,並同時賺取利潤。

現代社會專注於高收益是有明顯缺點的。在全球,平均 35% 的作物產量因收穫前的害蟲侵擾而損失慘重,在一些發展中國家,這些損失可能達到 70%(Popp 和 Hantos,2011)。問題還不止如此,害蟲所造成的收穫後的損失,有時是影響總產量的(Boxall 2001)。與此同時,每年有近 360 億噸的可耕地受到水土流失的影響(Borrelli 等人,2013)。這是一個非常令人擔憂的問題,因為一旦土壤層失去生命力,即是地球在生死之間的 30 厘米消失了,而土壤的結構可能需要數十年才能恢復。恢復森林可能需要幾十年,甚至幾個世紀。要補足昆蟲的數量也可能需要花費這麼長時間(有時甚至更長)才能恢復。

但是我們也不要過於天真,傳統主義的農耕並不如天堂般美好。病蟲害、乾旱、霜凍、火山活動所造成的遍佈陰雲,以及政治的壓力和動盪,都曾造成糧食生產的災難,也導致了飢荒。人類的對策是搬遷到新的地區或是以任何一種方式渡過難關,依賴覓食、撿破爛才得以生存。

充分利用傳統主義(與自然合作而不是反對它)是實現更有彈性、更可靠的糧食生產的途徑,同時完善地使用現代知識和技術來避免風險。我們還有很長的路要走,因為在全球的可耕地近 25 億小農中普遍存在著生態文盲。近 7% 的人不了解生物防治等生態系統服務的價值概念,這加深了他們對化學合成農藥的依賴。如果要讓土地擁有可持續的未來,就必須對這些農民進行農業生態的教育(Wyckhuys 等人,2019)。每年約有 200,000 人死於農藥急性中毒,其中 99% 發生在發展中國家(聯合國,2017),這一事實突顯了上述這一點。

昆蟲保育的經濟和環境效益

所有的生態系統服務都可以轉化為貨幣價值。科斯坦薩等人。(1997) 估計生態系統服務的全球價值為每年 33 萬億美元。反之,僅在美國,昆蟲所提供的生態系統服務估計為每年 570 億美元,糞甲蟲為養牛業提供的服務達到 3.8 億美元(Losey 和 Vaughan 2006),在英國 ,生態系統服務的年價值為 3.67 億英鎊(Beynon 等人,2015)。昆蟲授粉在該地區具有每年 235-5770 億美元的全球經濟價值(IPBES 2016)。這意味著昆蟲保育所提供的生態系統服務,不僅有利於物種,且經濟方面是合理的,也是唯一的出路。以愛爾蘭油菜為例,從傳統授粉轉向有機授粉的經濟效益為 438 萬美元,隨著授粉媒介的減少 ,生產的種子數量也減少 27%,每個豆莢的種子重量更減少 30%(Stanley 等人,2013)。

在思量貨幣價值和昆蟲保護價值時要小心謹慎。促進野生蜜蜂作為作物授粉媒介的成本效益策略使用,與具有保育價值的蜜蜂為不同的物種(Kleijn er al. 2015)。另一個需要注意的是,目前對服務價值的許多估計都集中在容易被看見的物種上,例如負責分解的糞甲蟲、蜜蜂的授粉作用,以及水生昆蟲所帶動的能量流動。實際上,大量的成蟲和幼蟲在保持土壤質量或阻止害蟲方面也發揮著相當重要的作用。將我們的視野擴展到鮮為人知和更神秘的群體和活動,並去猜想這些群體和活動在支撐糧食生產方面正發揮著重要作用,這一點至關重要。

昆蟲保護政策

生態農法的原則

為了優化生態過程的價值,更好地管理農業生態系統是迫切需要的。將農業方式轉型為對生態無害,是雙贏的,農業可以保護昆蟲,同時也整體上更具可持續性。其目的是保護整個農業景觀中的自然區域,以便為不同生命階段的各種昆蟲物種提供棲息地。

這是通過在田地(間作)和田地周圍種植或准許自然植被的建立來實現的(Winter et al. 2018)。儘管有全球公認的原則來實現這一目標,但每個農業區都會根據當地的環境和社會經濟條件來調整更精確的方法。這種方法將昆蟲的豐度和多樣性列入考量。

與功能相關的空間尺度的考量也很重要。例如,用於控制害蟲的黃蜂的能力各不相同,像是分散和定位害蟲。簡而言之,農業景觀應該像當地的自然生態系統一樣發揮作用,有足夠的物種來維持主要的服務,例如授粉、有機物分解和害蟲的生物防治。

積極策略

若有奠基於良好的生態、管理和社會實踐,農業環境計畫是有效的。然而,生物多樣性友好型農業並不能自動確保提供所有生態系統服務。相反,每個農場的管理都必須考慮到所需的服務(例如授粉與生物控制)。

未開墾的區域,例如田間或路旁的灌木樹籬,可以大大增加昆蟲的多樣性,例如授粉者和害蟲的天敵。這意味著增加自然土地相對於種植面積的比例。更進一步的,建立無農藥田地邊界和引入保護型岬角(減少農藥投入的農田外緣)。這些改進都能幫助昆蟲在面對氣候變化的情況下生存,同時維持作物生產。這些方法往往對保留一些自然區域的農場最有效,而一些高度退化的系統必須隨著時間的推移才能恢復。

昆蟲保育最有效的策略之一是從傳統生產過渡到有機生產。農民可以在個別領域開始這一過程,並隨著時間的推移擴展到附近的其他領域。首要前提是在植物結構和植物資源範圍(尤其是花卉)方面培育豐富的植被品種(Holzschuh et al. 2007)。例如,具有高質量棲息地的有機且多樣化領域的蜜蜂物種豐富度高於單一栽培領域。即使是廢墟的草原濕地也為許多本土傳粉媒介提供了高質量的棲息地,同時也有利於生產(Vickruck 等人,2019)。

與傳統農業相比,有機農業平均增加了 30% 的物種豐富度,也造福了集約化的農場(Tuck 等人,2014)。這些好處是假設了當地昆蟲物種就在附近,當粗放和集約化農場從單一種植向有機和多樣化領域過渡時,情況可能並不總是如此。同樣的,空間尺度很重要,物種多樣性在田間層面改善的最多(10.5%),其次是農場層面(4.6%),然後是區域層面(3.1%)(Schneider et al. 2014)。然而,由於作物和昆蟲群體之間的收益不同,因此對自然界的昆蟲需要一些謹慎和了解。儘管一些高產的穀物田在昆蟲多樣性方面取得了進展,但它們的產量卻有所下降。儘管昆蟲保育在低生產力的系統或非農業土地上更為有效,但對於穀物而言,將有機農場歸為一個區域是最佳做法,這樣既不會損害產量也不會損害昆蟲多樣性(Gabriel et al. 2013)。預留保護區和有機田可以作為傳統管理田地的棲所,這意味著有機農業對整個農村的昆蟲多樣性都有好處(Rundlof 等人,2008)(圖 11-3)。


圖 11-3。 在耕作中善用並保育昆蟲的積極策略。

國家案例:食用昆蟲

人類食用昆蟲已有數千年的歷史,尤其是生活在溫暖的氣候中的人類。如今有 200 萬人將昆蟲作為日常飲食的一部分。昆蟲營養豐富,富含蛋白質、膳食礦物質(包括鈣、銅、鐵、硒和鋅)和健康脂肪酸,這些都對兒童的健康特別重要(圖 11-4)。食用的昆蟲包括甲蟲(佔全球食用昆蟲種類的 31%)、蛾幼蟲(18%)、蜜蜂、黃蜂和螞蟻(14%)、吸食昆蟲如蟬和半翅目昆蟲(13%)、白蟻(3%))、蜻蜓 (3%)、蒼蠅 (2%) 和其他昆蟲 (5%)。這說明了,根據當地生態系統和人類文化,各種昆蟲種類和可供人類食用的種類(van Huis 2013)。



圖 11-4。 昆蟲在人類食品中的多重用途。照片提供:Gourmet Grubb, Cape Town。註解:EntoMilk(上排左)是一種混合黑水虻幼蟲所製成的乳製替代品。Gourmet gelatos 的冰淇淋(上排中)是由 EntoMilk、蜂蜜、天然增味劑所製成。內餡為 EntoMilk 的餃子,2019 年於 Cape Town 的昆蟲實驗作為供餐食品(上排右)。下排的小點心,內餡為 EntoMilk 製成的坡尼爾起司和野菇,在表面放上烤過的黑水虻幼蟲和微菜苗。

雖然有些文化一直以來都有食用昆蟲的習慣,但即使在一些傳統上不常見的社會中,這樣的想法也在正在傳播。為了人類和牲畜生產更多蛋白質的迫切需求推動了這樣做法。國內的紅肉生產需要大量資源,其中每單位重量的能量是昆蟲的三倍。

然而,收集或飼養昆蟲以供人們食用這個方法存在許多挑戰。其中一個問題是,在現代西方化的社會中,昆蟲通常被認為骯髒甚至是噁心的。這種認知挑戰藉由開發更具視覺吸引力的食品這個決策正在被克服中。例如由昆蟲製成的創意立方體。把昆蟲製作成濃湯也是一個可行的方法;歐洲金龜子幼蟲是中歐濃湯中的傳統成分。

傳統上,昆蟲是被人類從野外採集的,主要是以個人食用或在當地市場出售為目的,一磅一磅,昆蟲可以賣到比牛肉更好的價格。雖然在野生熱帶雨林捕蟲可能有過度開發目標物種的風險,捕蟲仍可以間接保護森林和不被食用的昆蟲物種。例如,使用樹對於野生昆蟲的收穫意味著它們受到保護,並且與它們一起,受威脅原始森林中的特殊昆蟲物種。相比之下,食用昆蟲也會造成作物損害,因此捕捉、收穫越多食用昆蟲越好。

最近,焦點已經轉向發展昆蟲養殖場。他們專注在特定物種上,且被認為是一種對環境友善的永續食物系統。昆蟲被歸類為微型牲畜,需要的空間遠遠少於其他牲畜,同時昆蟲也提供良好、快速的財務收益。但是大規模飼養昆蟲現在處於嶄新、不容易且還在大多還在實驗中的階段。除了技術挑戰外,在食用性昆蟲的原生範圍外運輸、飼養牠們也存在風險。這可能會成為外來性侵入物種傳播的門戶,有機會嚴重破壞生態系統。因此,為了減少意外入侵的風險,蓬勃發展的昆蟲產業可能會受益於更多可以在其原生範圍內飼養昆蟲的研究。

藉由操控棲息地,一些可食用昆蟲可以進行半養殖,包括某些白蟻、非洲各式各樣的飛蛾幼蟲、墨西哥昆蟲的卵,以及熱帶亞洲和南美洲的棕櫚象鼻蟲。兩千多年來,高度掠食性的亞洲織布蟻 (Oecophylla smaragdina) 已被用於保護作物,例如柑橘,遠離害蟲。亞洲織布蟻的幼蟲和蛹也是熱門的食品,其中工蟻味道濃郁,常作為魚湯的調味。

為了更安全的食物而管理害蟲

減少害蟲數量以減輕產量損失是昆蟲養殖場的主要挑戰之一。害蟲造成的產量損失相當高,尤其是在發展中的地區,在這些地區,三分之一的作物都被害蟲吃掉。雖然合成農藥對於減輕作物損失功不可沒,合成農藥仍對人類健康及生物多樣性有一定的風險。由於害蟲的短暫壽命和快速繁殖,許多害蟲已經對各種殺蟲劑產生了基因抗性,從而降低了它們的效力。這導致農民使用更多的殺蟲劑並踏上永無止境的殺蟲劑—抗藥基因循環。

病蟲害整合管理 (IPM)是一種更安全、更有效的方法。IPM 採用天然方法,例如使用天敵和寄生蟲作為針對昆蟲和其他害蟲的生物控制。這些控制結合了對生態無害的種植方法,例如間作。在沒有殺蟲劑或除草劑應用的情況下,保護岬角也已實施,如馬鈴薯和小麥種植。這鼓勵了闊葉植物這類不僅增加了昆蟲種類的豐富度也吸引害蟲的天敵的植物的生長。

甚至限制殺蟲劑的種類和數量也對許多昆蟲有好處。在法國,在對集約農場的生產力及盈利能力沒有負面影響的情況下,殺蟲劑的使用可以減少 42% (Lechenet et al. 2017)。管理害蟲也可以通過僅在害蟲特別猖獗的地方(即害蟲熱點)使用殺蟲劑來進行精確控制。其他空間上明確的方法包括在柑橘樹的頂部使用良性殺蟲劑,以在樹木的那部分減少極高規模的害蟲熱點。同時,在樹木較低的區域投入害蟲天敵,包括瓢蟲(Chilocorus nigritus),瓢蟲對付完全成蟲階段的害蟲,寄生蜂(Aphytis spp.)則對付較年輕階段的害蟲幼蟲。

IPM 的生物控制成分在木本作物中運用得特別成功。在印尼的可可農場,螞蟻會吃草食性害蟲,並且在 30-40% 的樹陰覆蓋下維持天然控制的效力。自然控制。歐洲的樹籬增進了整個農業區域的連通性,這改善了生物控制和授粉活動。成熟的樹籬對於緩慢分散的掠食性步行蟲科甲蟲特別有價值,並且周圍野生植物生長時產生的高度空間性及偶發的變化性也促進步行蟲科甲蟲的活動。

當農場從傳統養殖方法轉為有機方法時,天然生物控制的使用更加進化、精進了。而當農場互相以 IPM 進行大規模合作時,這種合作便稱為全面害蟲管理 (area-wide pest management, AWPM),特別是當保護區(預留區域土地)也參與其中時,AWPM 不僅提高了策略的有效性,還促進了一般昆蟲的保護。

IPM 涉及對個別害蟲及牠們的掠食者生物學的透徹了解。在地區域中每種作物中,完整的害蟲綜合、複雜性也需要被瞭解才能減少農藥使用。殺蟲劑也僅在特定時間使用並且要策略性的使用。當然,對於殺蟲劑使用的觀測絕不能減少,因為隨著全球暖化、氣溫變暖,越是使用殺蟲劑,越會增加害蟲的耐化學性,

大眾意義上的天然掠食者具有許多獵物,例如害蟲,再加上引入的生物控製方法,對複雜區域的迴響比簡單的傳統系統效果來得更好。這與特殊種自然天敵的活動形成鮮明對比,在小空間尺度上的養殖場或小農場反響更正向積極。天敵和傳粉者對於景觀複雜性有相似的迴響,表示兩者都會受益於精心設計、管理良好的農業生態系統。總體而言,害蟲控制在簡單、同質的農業系統中不如在有著多樣種植的複雜系統中有效,甚至減弱了 46% 的效力 (Rusch et al. 2016)。

這意味著保護和恢復自然或半自然棲息地是確保通過自然方法控制害蟲的重要的第一步。同時還可以進行高針對性的改進,例如提供食蚜蠅提供更多花蜜,它們的幼蟲是蚜蟲的重要捕食者。總體而言,在面對氣候變遷的當前,更好和更敏感的 IPM 對於農業生態系統的彈性和恢復是必須的。(圖 11-5)。


圖 11-5。 為抑制害蟲的各種層面的病蟲害綜合防治。

南非的昆蟲保護和糧食生產

南非不僅乾旱,而且受制於聖嬰—南方震盪現象。因此,水的供應是一個關鍵問題,使糧食生產變得具挑戰性和不可預測性。毫不奇怪地,不論是大或小的水庫都遍佈南非整個地區和農場,是相當常見的景象。維護、儲備這些來自徑流和滲流的水至關重要。有效地使用這些水資源不僅對糧食生產至關重要,而且確保生態系統過程可以持續到未來。

不可避免地,為了爭奪水資源,糧食生產和生物多樣性之間存在緊張的關係。這種表面上的競爭在乾燥的南非被放大了,南非的大多數土壤都不是很肥沃,但南非仍是有著高度集中地方特有種的三個全球生物多樣性熱點。保持糧食生產和生物多樣性之間的平衡保護是具有挑戰性的,但實際上,互相都可以接受的用水方法已被廣泛採用。造成這種情況的原因之一是兩者都面臨的共同威脅:外來侵入性植物 (invasive alien plants, IAPs)(主要是桉樹、牧豆樹和松樹)。

在外來侵入性植物中,外來樹種對糧食生產及生物多樣性這兩個部份尤其具有威脅性。在前幾年,外來侵入性植物嚴重侵入水道並造成大量地下水資源壓力。因此,在外來侵入性植物十分渴望水的情況下,為自然水資源及農業系統的供水帶來了巨大的負擔。作為回應,為了給集水區補水和緩解地下水資源的壓力,同時也為一個國家提供就業機會,創辦了一個水資源保護國際計畫。對超過四分之一的人口失業的南非來說,這個計畫不止補充集水區、減輕地下水資源的壓力,也增加了工作機會。生物多樣性保護最初不在議程上。但人們很快發現,在外來侵入樹種被清除後,水生和陸地的生物多樣性都迅速地恢復。這是一個驚喜,但它也敲響了警鐘:不可替代的生物多樣性逐漸消失的程度比人們意識到的速度快多了。經過一個對蜻蜓的廣泛調查,三種被認為近乎滅絕的物種只有在外來樹種被移除的地方才被發現。其他較小範圍內特有的蜻蜓得數量相當稀少,並且在只生存在沒被入侵過的殘存區域。其他水域昆蟲也是處於相同情況。總之,全國範圍內的水資源計劃不僅緩解了貧困,也相當受農業部門和保育部門的歡迎。它是持續防止外來物種恢復的必要過程。

陸地生態系統也受到外來侵入物種的影響。確實,外來侵入物種有害的足跡對土壤動物群的影響比任何形式的集約農業都要大得多。但好消息是當外來侵入物種被移除時,自然植被和土壤動物群都恢復得非常好。雖然物種某些層面的組成可能會暫時遺失,當原生棲息地恢復時,這些組成物仍可以回歸。重要的生態系統配置,例如健康的土壤、授粉和天敵的存在,最終也會大量歸來。

保護包括昆蟲的原生生物多樣性的兩種主要方法,是土地分離和土地共享。土地分離是通過建立相互連接的大規模保護走廊來實施。這些生態網絡是林業行業的先驅,現在正逐漸擴大到農業部門(圖 11-6 上)。土地共享側重於間作,在種植的穀物之間建立植被行(圖 11-6 下)。土地分離和土地共享是相輔相成的兩種方拉,並且越來越受到農業社群的歡迎。農民建立保護、保育區,從傳統農業的機制轉向有機農業,並培養與自然合作的普遍意願。歸納下來,因為兩者都需要可靠的水源,這些方法的合作導向糧食生產和生物多樣性雙贏的局面。


圖 11-6。 利用土地管理技術促進生物多樣性。注:土地分離利用在種植作物間的天然廊道來使本土、原生物種生物多樣性之修復,同時也對低階放牧有一定的益處(上)。土地分享則利用藤蔓植行之間的植被間作來使多種不同昆蟲得以在土地間繁衍與生活(下)。攝影:M. J. Samways。

此外,全國范圍的保護區和生物圈保護區網絡正在推動國家朝著更安全的人類食品和原生生物多樣性保護發展。日益有效的合作推動農業和保育部門的進步,這兩者已經團結一致面對水資源的短缺及不確定性的雙重威脅,同時也一致對抗外來入侵植物。

結論

人類和昆蟲的未來是交織在一起的。都依賴健康的土壤、水、空氣和生物相互作用。地球脆弱但適應力強,在它的一生中,它見過許多變化和巨大的動盪。今日的地球擁有更甚從前豐富的生物多樣性。保持豐富的生物多樣性結構攸關地球和人類的生存選擇。然而地球無論如何都會生存儘管是在不同的生物、植被覆蓋下。我們人類可能無法做到和地球一樣適應力頑強。我們的未來取決於現在我們的行動是否為了星球的適應性而重視維護所有生物多樣性,維持昆蟲的生命是當中重要的適應力挑戰。我們迫切地需要改變與大自然的關係來確保自然可以持續提供人類未來的藥物,我們有很多基礎科學和技術致力於此。為了應對蹂躪人類社會的 COVID-19 大流行,現在尤其是改變我們的前景和與自然合作而不是反對它的方式的時機。是時候反思所有生命,包括隱藏在日常中的昆蟲,對我們的生存的意義,以求抓住機遇、迅速行動,為人類的健康及承載所有生命的星球著想。

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Created: May 28, 2022
Last Revised: 05/05,07,08, 06/05,15
翻譯:陳虹瑄、郭家瑀、徐筠容
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