蘇改芹

（嘉祥縣臥龍山街道農(nóng)業(yè)綜合服務中心，山東嘉祥 272408）

0 引言

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量和降低勞動強度，化學除草劑被廣泛應用，以控制雜草的生長。雖然除草劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用，但也會對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性產(chǎn)生潛在的影響。因此，進行除草劑對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的影響研究，對于生物多樣性的保護具有一定的實際意義。

1 除草劑概述

1.1 常見的除草劑類型

除草劑是一類廣泛應用于農(nóng)業(yè)和園藝領域的化學物質(zhì)，旨在抑制雜草生長，從而提高作物產(chǎn)量和減少人工除草的工作量，常見的除草劑類型：一是草甘膦（Glyphosate）。草甘膦是最常見和廣泛使用的非選擇性除草劑，它通過阻斷植物生長所需的氨基酸產(chǎn)生，從而導致植物枯萎而死亡。草甘膦常用于大豆、玉米、小麥等主要作物的除草，以及草坪和道路邊的維護。二是第二代和第三代氨基甲酸酯（ALS抑制劑）。這些除草劑類別包括苯噻草酮、吡唑草胺等，作用于植物生長的不同階段，通常被用于特定的作物和草坪，以提供更廣泛的選擇性。第三，卡巴查津（Paraquat）。卡巴查津是一種非選擇性接觸性除草劑，能夠引發(fā)氧化應激，損害植物細胞并導致植物快速枯萎，通常用于雜草管理和清除非耕地。第四，2，4-D和Dicamba。這兩種草本雜草除草劑常用于玉米、小麥和草坪的控制，具有選擇性，可以殺死廣葉雜草而不傷害谷草科作物。

1.2 農(nóng)田除草劑的使用方式

農(nóng)田除草劑的使用方式多種多樣，取決于作物類型、雜草種類、地理位置和農(nóng)業(yè)管理習慣等因素，具體有：第一，前除草。前除草是在作物種植前或作物出苗前使用除草劑，以控制雜草在作物生長初期的競爭，通常用于直播作物（如玉米、大豆）和植被稀疏的果園、葡萄園等地，有助于確保作物在初期生長階段充分獲得水分、養(yǎng)分和陽光。第二，草中除草。草中除草是在作物已經(jīng)出苗并開始生長時使用的除草劑，適用于作物行間的雜草控制，通常用于稀植作物（如棉花、甜菜）和蔬菜田。草中除草可以減少雜草對作物的競爭，從而提高作物產(chǎn)量。第三，后除草。后除草是在作物生長階段的后期使用的除草劑，用于控制雜草的生長和繁殖，通常在作物的早期生長期結(jié)束后進行，常見于高密度植被的果園、蔬菜田和茶園，有助于維持良好的作物生長環(huán)境，減少雜草的種子散布。第四，土壤處理。一些除草劑可以作為土壤處理劑使用，以防止雜草的發(fā)芽和生長，通常在農(nóng)田休耕期間或在作物種植前進行[1]。

2 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的重要性

2.1 生物多樣性的概念和重要性

生物多樣性，即生物學上的多樣性，是指在一個特定地區(qū)或生態(tài)系統(tǒng)中，包括物種多樣性、基因多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性在內(nèi)的各種生物要素的多樣性和豐富性，涵蓋了地球上所有生命形式的多樣性，從微生物、植物和動物到各種生態(tài)系統(tǒng)。生物多樣性對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具有非常重要的現(xiàn)實意義。

首先是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎。農(nóng)業(yè)依賴于多樣的植物和動物物種來提供食物、纖維和其他農(nóng)產(chǎn)品。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的不同植物和動物種類在食物鏈中扮演著不同的角色，相互依賴，構(gòu)建了復雜的生態(tài)網(wǎng)絡，維持著生態(tài)平衡，有助于農(nóng)作物的授粉、害蟲控制和土壤肥力的維持，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。其次，生物多樣性有助于抵御疾病和害蟲。一個生態(tài)系統(tǒng)中的多樣性通常會抑制病害和害蟲的傳播，被稱為“生物多樣性保險效應”，有助于減少農(nóng)田的化學農(nóng)藥使用，降低環(huán)境污染風險。最后，生物多樣性還對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應性至關重要。面對氣候變化和其他環(huán)境變化，多樣性的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)更容易適應，并能夠保持其功能和生產(chǎn)力。單一作物種植或動植物種群的農(nóng)田容易受到環(huán)境沖擊的影響，而多樣性能夠提供更大的彈性和適應性[2]。

2.2 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的組成

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性指的是在農(nóng)田環(huán)境中存在多種不同的生物種類和群落，包括各種植物、動物、微生物和其他生物組成的豐富生態(tài)社區(qū)。這些多樣性的元素相互作用，共同構(gòu)建了復雜的生態(tài)網(wǎng)絡，對維護農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能發(fā)揮著至關重要的作用。

在農(nóng)田中，植物生物多樣性是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。不同種類的作物、雜草和野生植物相互交織，形成了復雜的植物群落，不僅能夠為農(nóng)民提供糧食、纖維和藥材等農(nóng)產(chǎn)品，還在農(nóng)田中提供生態(tài)系統(tǒng)服務，如土壤保持、水源保護和授粉。植物多樣性還有助于降低農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對單一病蟲害的敏感度，減少對農(nóng)藥的依賴，從而降低了農(nóng)業(yè)的環(huán)境風險。除了植物多樣性，農(nóng)田中還存在各種各樣的動物，包括昆蟲、鳥類、脊椎動物等。這些生物在農(nóng)田中扮演著重要的角色，如害蟲控制、授粉、土壤通風和食物鏈中的環(huán)節(jié)。它們的存在和多樣性有助于維持農(nóng)田生態(tài)平衡，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。例如，吸引和保護益蟲，可以減少農(nóng)田中害蟲的繁殖，降低農(nóng)藥使用，有利于生態(tài)系統(tǒng)的健康。微生物多樣性也是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。土壤中的微生物，如細菌、真菌和古菌，對土壤肥力的維持和養(yǎng)分循環(huán)起著關鍵作用。它們分解有機物質(zhì)，轉(zhuǎn)化養(yǎng)分供植物吸收，促進土壤健康和生產(chǎn)力[3]。

3 除草劑對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的影響分析

3.1 直接影響

3.1.1 植物多樣性的減少

首先，大多數(shù)除草劑是設計用來殺死或控制特定的雜草物種。這些除草劑通常具有選擇性，即它們更容易影響到特定的雜草而對作物較少產(chǎn)生傷害。然而，在使用過程中，一些除草劑可能會對周圍的植物產(chǎn)生不可預測的影響，特別是在不當使用或濫用的情況下。這可能導致農(nóng)田中其他非靶標植物的死亡或生長受到限制，從而減少了植物物種的多樣性。其次，常規(guī)的除草劑使用通常伴隨著單一或大面積的植物品種種植，這種種植方式被稱為單一作物種植或單一品種種植。這種做法旨在簡化管理，提高作物產(chǎn)量，但它削弱了植物多樣性，因為只有一種或極少數(shù)幾種植物種植在農(nóng)田中。這意味著其他野生植物物種可能失去了生存的機會和棲息地，從而減少了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的植物多樣性。

3.1.2 土壤微生物多樣性的變化

首先，除草劑通常被設計成有選擇性地控制特定的雜草，但它們也可能對土壤中的微生物產(chǎn)生影響，因為一些微生物與植物根系或土壤顆粒結(jié)合密切。除草劑的使用可能導致一些微生物種群的死亡或減少，從而降低了土壤中的微生物多樣性。這可能對土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康和功能產(chǎn)生不利影響，因為微生物在土壤中扮演著關鍵的角色，如有機物分解、養(yǎng)分循環(huán)和土壤健康的維護。其次，除草劑的化學特性可能對土壤微生物產(chǎn)生直接的毒性作用。一些除草劑可能殘留在土壤中，抑制微生物的生長和代謝活動。這種毒性可能導致一些微生物群體受到影響，減少了土壤中的微生物多樣性。這種影響可能會擴散到更廣泛的土壤生態(tài)系統(tǒng)，影響土壤的生產(chǎn)力和可持續(xù)性。最后，土壤微生物多樣性的減少可能導致土壤功能的受損。微生物在土壤中參與了有機物質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)、氮固定和生物防控等重要過程，這些過程直接關系到農(nóng)田的生態(tài)系統(tǒng)服務和農(nóng)作物的健康。因此，微生物多樣性的降低可能會降低土壤的生態(tài)系統(tǒng)功能，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境可持續(xù)性構(gòu)成挑戰(zhàn)[4]。

3.2 間接影響

3.2.1 食物鏈和生態(tài)位的改變

食物鏈是生態(tài)系統(tǒng)中不同生物之間食物傳遞的關系，而生態(tài)位則指的是一個生物在生態(tài)系統(tǒng)中的功能位置和角色。首先，除草劑的使用可能改變農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈。一些除草劑具有廣譜殺草的作用，不僅會對目標雜草產(chǎn)生毒性影響，還可能對非目標植物和土壤生物產(chǎn)生影響。當非目標植物受到影響時，食草動物可能失去了它們的食物來源，這會導致它們的數(shù)量減少。例如，某些昆蟲可能以農(nóng)田植物為食，而這些植物受到了除草劑的影響，這將對昆蟲的食物供應產(chǎn)生連鎖反應。可能會影響到更高級別的肉食動物，因為它們的食物供應也會減少，從而影響整個食物鏈的平衡。其次，除草劑的使用可能導致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)位的改變。生態(tài)位是指一個物種在其所在環(huán)境中的角色和位置，包括其食物來源和生存條件。當除草劑對植物和昆蟲產(chǎn)生影響時，一些生物可能需要尋找新的食物來源或適應新的生存條件。例如，某些鳥類和昆蟲可能會被迫遷移到其他地區(qū)以尋找更適合的生存環(huán)境。這可能導致一些物種的擴散和消失，同時也可能導致物種之間的競爭和生存方式發(fā)生變化。

3.2.2 對農(nóng)田鳥類和昆蟲的影響

首先，除草劑可能對農(nóng)田鳥類造成直接和間接的影響。直接影響包括一些除草劑可能導致非目標植物的減少，進而影響到鳥類的巢穴和覓食地。這可能會導致鳥類的繁殖和生存受到威脅，尤其是那些依賴特定植物種類的鳥類。間接影響涉及鳥類的食物鏈，因為一些鳥類以昆蟲為主食，而昆蟲可能會受到除草劑的影響。除草劑可能導致昆蟲數(shù)量減少，從而使食草鳥類的食物短缺，影響到它們的繁殖和生存。其次，昆蟲在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中扮演著關鍵的角色，對于維持生態(tài)平衡和農(nóng)田生態(tài)功能具有至關重要的作用。然而，除草劑的使用可能導致昆蟲數(shù)量減少，影響了這些生態(tài)功能的正常運行。一些昆蟲可能直接受到除草劑的毒性影響，因為它們可能在接觸到化學物質(zhì)后死亡或受損。另一些昆蟲可能間接受到影響，因為它們失去了食物來源，導致它們的數(shù)量減少。這對于控制害蟲、傳播花粉以及分解有機物等生態(tài)功能產(chǎn)生了負面影響，可能會對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生態(tài)平衡產(chǎn)生深遠的影響。

3.3 長期和累積效應

3.3.1 抗藥性和適應性的發(fā)展

首先，抗藥性是指某些雜草對于常規(guī)使用的除草劑逐漸變得不敏感或耐藥。這是因為在一段時間內(nèi)，除草劑只殺死對其有敏感性的雜草，而對于那些具有抗藥性的雜草而言，其在遺傳上或生理上逐漸適應了除草劑。這種抗藥性的發(fā)展可能會導致除草劑在農(nóng)田中的效果減弱，這就需要使用更多或更強的化學藥品來控制雜草，從而增加了化學物質(zhì)的使用量，對環(huán)境產(chǎn)生更多負面影響。其次，抗藥性的發(fā)展也可能導致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的雜草種群結(jié)構(gòu)的改變?？顾幮噪s草的數(shù)量可能逐漸增加，而傳統(tǒng)的敏感雜草數(shù)量減少。這種變化可能會對農(nóng)田生態(tài)平衡產(chǎn)生深遠影響，因為不同雜草種類在生態(tài)系統(tǒng)中的角色和功能是不同的?？顾幮缘碾s草可能更難以控制，從而影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。最后，抗藥性還可能對農(nóng)民的經(jīng)濟造成損失。由于抗藥性雜草的發(fā)展，農(nóng)民可能需要投入更多的資金購買更昂貴的除草劑，同時可能需要增加勞動力來處理抗藥性雜草，這可能導致農(nóng)田管理成本的增加，降低了農(nóng)民的收益。

3.3.2 持續(xù)的生存環(huán)境破壞

首先，除草劑的使用通常伴隨著單一或大面積的作物種植，這會導致生物多樣性的減少。因為這些草地、野草和野花是許多野生動物和昆蟲的主要棲息地和食物來源，它們的減少會直接影響到農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)平衡。隨著生境破壞，一些野生動物可能失去了棲息地，迫使它們遷徙或減少了種群數(shù)量。其次，除草劑的使用可能對土壤和水源質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。一些除草劑可能殘留在土壤中，對土壤微生物產(chǎn)生不利影響，同時可能滲透到地下水和水體中，對水質(zhì)產(chǎn)生污染。這對于生活在農(nóng)田周圍的野生動物和植物以及沿河流生活的生態(tài)系統(tǒng)都構(gòu)成了威脅。最后，除草劑的使用可能導致土壤侵蝕和水源枯竭。由于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中植物的減少和土壤的裸露，土壤容易受到風化和侵蝕的影響，從而導致土壤的流失和貧瘠化[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，盡管除草劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有非常重要的作用，但過度使用可能會對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性造成不利影響。為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，需要嚴格控制除草劑的使用，采取措施來減少其對非目標植物和生態(tài)系統(tǒng)的不利影響。同時，還需要進一步研究和監(jiān)測，以更好地分析除草劑對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的長期影響，進而為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性提供可靠保障。