《SCIENCE》：Increasing applied pesticide toxicity trends counteract the global reduction target to safeguard biodiversity
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为评估联合国《全球生物多样性框架》提出的"2030年农药风险减半"目标实现路径，研究人员通过总施用毒性（TAT）指标分析2013-2019年全球625种农药对八大物种群的生态毒性趋势。研究发现全球TAT在多数物种群中呈上升态势，其中20种高毒农药贡献了90%以上的毒性负荷，中国、巴西、美国、印度四大农业国承担了53-68%的全球毒性负荷。研究表明需通过转向低毒农药、发展有机农业等综合措施才能实现减排目标。
在全球生物多样性持续衰退的背景下，化学农药的广泛使用被认为是威胁生态系统健康的重要因素。2022年联合国生物多样性大会（COP15）通过了《全球生物多样性框架》，设定到2030年将农药风险减少50%的宏伟目标。然而，这一目标的实现面临巨大挑战——当前缺乏有效的指标来评估基线水平和追踪进展。更令人担忧的是，全球农药使用模式正在发生深刻变化，农药用量与生态风险之间存在着复杂的非线性关系，单纯依靠用量减少并不能准确反映对生物多样性的实际威胁。
在这项发表于《科学》杂志的重要研究中，Wolfram等学者开发了一套创新的评估框架，通过总施用毒性（Total Applied Toxicity，TAT）这一指标，对全球农药使用的生态风险进行了系统量化。研究团队收集了2013-2019年间全球201个国家和地区、11类主要作物使用的625种农药的详细数据，创新性地将农药使用量与生态毒性数据相结合，为全球农药风险管理提供了科学依据。
研究采用的核心技术方法包括：基于七大监管机构（澳大利亚、加拿大、中国、欧盟、新西兰、美国和日本）的15，041个监管阈值水平（Regulatory Threshold Level，RTL）建立全球毒性数据库；利用空间显性农业模型（SPAM2010）将国家层面的农药使用数据分配到5弧分（约85平方公里）网格单元；通过标准化TAT（nTAT）指标实现不同物种群和区域间的可比性分析；采用最大nTAT值评估法确保对所有物种群的保护性评估。
全球、大陆和物种群特异性TAT趋势
研究发现，2013-2019年间全球农药TAT在八大物种群中的六个呈现上升趋势，其中陆生节肢动物年增幅达6.4%，土壤生物和鱼类分别增长4.6%和4.4%。只有水生植物和陆生脊椎动物的TAT出现下降。地理分布上，北美、南美、西欧以及南亚和东亚地区表现出最高的毒性负荷，而撒哈拉以南非洲、中亚等地区的毒性增长速率最为显著。这种趋势与农业集约化程度密切相关，但毒性负荷与耕地面积之间存在明显的脱钩现象。
国家和作物特异性TAT特征
巴西、中国、阿根廷、美国和乌克兰的农药毒性强度最高，而印度虽然耕地面积最大，但由于毒性负荷相对分散，单位面积的毒性强度较低。作物方面，马铃薯、甘蔗、棉花、大豆和玉米的毒性强度位居前列，其中马铃薯主要受代森锰锌和百草枯驱动，棉花则主要受乙草胺和吡虫啉影响。值得注意的是，20种左右的高毒农药贡献了各国90%以上的毒性负荷，这为靶向干预提供了明确方向。
实现联合国农药目标的路径
目标达成度分析显示，在拥有完整数据的65个国家（占全球耕地面积的79.4%）中，仅有智利有望实现2030年减排目标。中国、日本和委内瑞拉虽呈现下降趋势，但需要加速减排进程。泰国、丹麦、厄瓜多尔和危地马拉等国甚至出现了毒性负荷翻倍的增长趋势，需要立即采取干预措施。研究指出，通过转向低毒农药、扩大有机农业种植比例、优化作物布局结构等综合措施，有望实现农药风险的实质性降低。
研究的讨论部分强调，当前全球农药毒性上升趋势与多种因素相关，包括耕地扩张、农业集约化以及害虫抗药性发展等。转基因作物的推广并未带来毒性负荷的降低，在某些情况下甚至增加了特定农药的使用。要实现联合国目标，需要农业-政策-消费者系统的协同转型，这需要类似气候变化应对那样的政治决心和持续投入。
该研究的重要意义在于首次建立了全球尺度的农药毒性动态评估框架，为联合国生物多样性目标的监测和评估提供了科学工具。研究揭示的"少数高毒农药主导毒性负荷"规律为靶向治理提供了高效路径，而国家层面的目标达成度分类则为差异化的政策制定提供了依据。随着2025年联合国生物多样性大会（COP16.2）将聚合总施用毒性（Aggregated Total Applied Toxicity，ATAT）采纳为官方指标，这项研究成果将对全球农药治理和生物多样性保护产生深远影响。
