Наука по борьбе с вредителями часто игнорирует сложности системы земледелия.

Связь Земля и окружающая среда, том 4, Номер статьи: 223 (2023) Цитировать эту статью

1129 Доступов

11 Альтметрика

Подробности о метриках

С 1940-х годов защита сельскохозяйственных культур с использованием пестицидов поддерживала продовольственную безопасность, но также оказывала широкомасштабное воздействие на биоразнообразие, целостность окружающей среды и здоровье человека. Здесь мы используем систематический обзор литературы для структурного анализа науки о борьбе с вредителями в 65 развивающихся странах. В корпусе из 3407 публикаций мы обнаружили, что таксономический охват смещен в сторону подгруппы из 48 травоядных. Упрощенные контексты являются обычным явлением: 48% исследований проводятся в лабораторных условиях. 80% рассматривают тактику управления изолированно, а не комплексно. 83% учитывают не более двух из 15 переменных системы земледелия. Ограниченное внимание уделяется взаимодействию вредителей-патогенов или вредителей-опылителей, трофическим взаимодействиям в различных частях экосистемы или естественному регулированию вредителей. Из-за игнорирования социальных слоев значительный научный прогресс в области агроэкологического управления приводит к медленному его освоению на уровне ферм. Мы утверждаем, что научное предприятие должно интегрировать комплексную систему, чтобы наметить устойчивые траектории глобального сельского хозяйства и добиться преобразующих изменений на местах.

Во всем мире травоядные животные снижают урожайность сельскохозяйственных культур на 18% и вызывают значительные послеуборочные потери1. На отдельные виды травоядных приходится 5–10% потерь основных продовольственных культур в мире2, оказывая наиболее выраженное воздействие в регионах с отсутствием продовольственной безопасности и быстрорастущим населением, например, в странах Африки к югу от Сахары3. Экономические последствия нападения вредителей значительны и ежегодно составляют десятки миллиардов долларов США в виде упущенной производительности и затрат, связанных с управлением4, в то время как их более широкие социальные последствия обычно остаются скрытыми5. Переплетающиеся факторы глобальных изменений, такие как потепление климата, утрата биоразнообразия и устойчивость к биоцидам, усугубляют потери, вызванные вредителями, и ставят под угрозу глобальные запасы продовольствия6,7,8.

Непреодолимая вера в способность человека осуществлять контроль сверху вниз9,10 и «призыв сирены» к простым решениям11 породили неэффективные способы реагирования на эти системные проблемы с вредителями и усугубили их социально-экологические последствия. С 1940-х годов синтетические пестициды стали стандартным инструментом для защиты урожаев сельскохозяйственных культур от нападения травоядных. Это привело к увеличению интенсивности использования пестицидов12 и токсичности13; динамика, которая дополнительно усиливается за счет упрощения агроэкосистем14. Имитируя экологические процессы, такие как естественный биологический контроль, пестициды переводят агроэкосистемы в состояние «принудительной» устойчивости, т.е. естественной способности системы выдерживать и адаптироваться к постоянным изменениям или возмущениям15. Такая чрезмерная зависимость от терапевтического химического контроля привела к значительному загрязнению окружающей среды16,17, снижению общей производительности факторов производства18, отрицательно влияет на здоровье производителей и потребителей19,20 и подрывает функционирование экосистем21. Вышеупомянутые воздействия относятся к числу основных внешних эффектов глобальной продовольственной системы22, а нынешний режим защиты сельскохозяйственных культур в значительной степени способствует его «скрытым» издержкам, которые в настоящее время составляют 12 триллионов долларов США23. В различных частях Глобального Юга, например, в Азии и Латинской Америке, затраты, связанные с вредителями и пестицидами, очевидны, хотя и нерегулярно подсчитываются12,17.

Чтобы смягчить вышеуказанные последствия, необходимо изменить парадигму защиты растений и агропродовольственного производства во всем мире. Агроэкология и тактика, основанная на биоразнообразии, занимают видное место в новой, более желательной парадигме24,25. Для восстановления устойчивости и компенсации системных уязвимостей в разных масштабах и отраслевых границах необходимы трансформационные подходы и далеко идущая перестройка системы сельского хозяйства26,27,28,29. Системный подход имеет решающее значение для вышеуказанных усилий23,30, в рамках которого экосистемы сельскохозяйственных угодий четко рассматриваются как динамические, сложные и саморегулирующиеся системы9,10,15. Реорганизация системы может в конечном итоге привести к появлению более адаптируемых, наукоемких и ресурсосберегающих способов производства продуктов питания, которые поддерживают здоровье планеты18. Необходимы новые экономики сельскохозяйственных знаний31, где (совместная) наука и мониторинг процессов продовольственной системы в режиме реального времени способствуют коллективному обучению общества и стимулируют трансформацию32,33. Для полного учета разнообразных социально-экологических аспектов сельского хозяйства жизненно важное значение имеет меж- или трансдисциплинарная наука34,35. Междисциплинарное понимание экологии, принятия агрономических решений и социально-поведенческих наук в равной степени помогает генерировать практические знания и максимизировать вклад научного предприятия36,37. Аналогичным образом, необходимо заложить прочную научную основу для эффективного и действенного использования экологических процессов, таких как хищничество, паразитизм или (снизу вверх) растительная защита в полевых, фермерских и ландшафтных масштабах21,38,39. Однако агроэкологическая наука не может развиваться случайно, а должна постепенно развиваться по многоступенчатому пути, вытекающему из основополагающего принципа биоразнообразия40. Следовательно, чтобы проследить путь к устойчивой борьбе с вредителями в конкретных фермерских или географических контекстах, важно методично составить карту соответствующего научного ландшафта и основных областей знаний41.