《Journal of Environmental Management》：Pesticide use and climate-driven pest pressure in smallholder agriculture in equatorial Africa
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为探究气候变化如何影响乌干达基巴莱国家公园周边小农景观的农药使用，研究人员评估了未来气候趋势、作物适宜性及虫害压力，并访谈了当地利益相关者。研究发现，持续的暖湿化气候将加剧虫害压力，驱动农药使用增加，对农民健康和环境构成更高风险，并提出以综合虫害管理（IPM）为核心的可持续解决方案以减轻化学暴露。
在地球赤道附近的非洲大陆，数百万小农（通常指管理土地少于2公顷，主要依靠家庭劳动力和雨水灌溉的农民）正面临着越来越严峻的挑战。他们不仅需要应对人口增长带来的土地压力，还要在日益多变的天气中挣扎求生。其中，农作物病虫害是他们丰收路上的主要“拦路虎”之一。为了保障收成，越来越多的农民选择使用农药。数据显示，从1990年到2023年，赤道非洲地区的农药使用量增长了七倍。然而，这种“头痛医头，脚痛医脚”的方式带来了新的问题：农药误用、防护设备匮乏、对水源和生态系统的污染，以及对农民健康的直接危害。与此同时，科学界发出警告：气候变化，特别是气温升高和降水模式改变，正在改变病虫害的分布和活跃度，可能让未来的虫害问题更加棘手。那么，气候变化究竟会如何影响非洲小农的农药使用？我们又该如何在保护收成的同时，守护农民的健康和脆弱的生态环境？为了回答这些问题，一支由多国学者组成的研究团队将目光投向了乌干达西部的基巴莱国家公园（Kibale National Park, KNP）周边区域，展开了一项综合性的研究，其成果发表在《Journal of Environmental Management》上。
为了解答上述问题，研究人员采用了多学科交叉的研究方法。首先，他们利用1983年至2024年的卫星遥感数据（如CHIRPS、TAMSAT降水数据，CHIRTS温度数据）和全球气候模型（CMIP6）分析了历史气候趋势并预测了未来（至2050年）的暖湿化变化。其次，通过土壤-水分预算模型评估了区域水分平衡。再者，利用Landsat 9卫星影像进行了土地覆盖分类，并结合实地徒步勘测和机会性地面验证，确定了公园周边的土地利用和作物类型。此外，研究团队于2025年7月对当地四个地区的农业、环境和卫生官员进行了半结构化访谈，深入了解农药使用的驱动因素、实践、健康和环境影响。最后，通过文献综述，系统梳理了当地主要作物的病虫害种类，并评估了气候变化（温度、水分）对这些病虫害的潜在影响。
研究结果
4.1. 基巴莱地区水文气候的空间变异性
研究发现，该区域存在显著的水文气候梯度。西北部最湿润凉爽，年降水量可超过1360毫米，土壤水分盈余大；而西南部最干燥温暖，年降水量低于1000毫米，土壤水分亏缺严重。根据水文气候特征，整个研究区域被划分为四个区，其中1区（西北）水分条件最优，4区（西南）水分胁迫最严重。
4.2. 该地区的气候变化
1983-2024年间，该区域呈现出显著的“暖湿化”趋势。年降水量显著增加，特别是第一雨季（3-5月）的持续时间因开始日期提前而延长了3-4周，降水量和降水强度也有所增加。同时，基于伯克利地球和遥感系统的数据均显示，该区域的低层大气和近地表温度均显著上升，升温趋势分别为0.20 °C/十年和0.27 °C/十年。
4.3. 该地区未来的气候变化
预计到本世纪中叶，当前的暖湿化趋势将持续。在中等排放情景（SSP2-4.5）下，未来温度预计以0.30-0.34 °C/十年的速率上升，降水以1.1-1.4%/十年的速率微弱增加。综合效应可能导致大部分区域土壤水分略有下降，尤其在干旱的4区下降更为明显。
4.4. 该地区的土地利用与土地覆盖
土地利用分类显示，耕地是主导类型，占区域面积50%以上，遍布全区。草地（休耕地和牧场）约占25%。茶树种植园集中于较湿润的北部，而桉树人工林在北部也更常见。湿地主要分布于北部。
4.5. 紧邻基巴莱国家公园的土地利用与农产品
公园边界沿线约四分之一为粮食作物农场，其次为桉树人工林。玉米是主导的粮食作物，在粮食作物农场中占比约60%。茶叶和咖啡是主要经济作物，其中茶树种植园在北部与公园接壤范围广，而咖啡则在非茶园的现金作物农场中占主导地位（约90%）。
4.6. 该地区的农药使用
访谈结果表明，农药在该地区被广泛且日益频繁地使用。驱动因素包括劳动力短缺、病虫害爆发、土壤肥力下降和市场压力。不安全的施药行为很常见，如无指导混合药剂、临近采收期施药、以及用农药驱赶野生动物（如狒狒、大象）。个人防护装备的使用率极低。监管薄弱导致假冒、过期农药通过非正规渠道泛滥。环境和健康影响已显现，包括水源污染、水生生物多样性下降，以及农民出现皮肤刺激、呼吸道问题等急性症状。农业技术推广服务严重不足，与农民比例悬殊。
4.7. 该地区的病虫害
文献综述识别出至少75种对该地区主要作物构成威胁的重要病虫害，包括昆虫、真菌、细菌、病毒、线虫和寄生杂草等。昆虫和真菌最为常见。例如，主导作物玉米受到至少三种真菌、四种昆虫、两种病毒和寄生杂草独脚金（Striga）的影响。大多数（85%）病虫害可用农药防治。
4.8. 作物适宜性的预测变化
预计的气候变化对大多数作物在温度适宜性方面影响较小，但土壤水分条件的变化影响更明显。干旱的4区在未来对许多作物将更加不适。在3区，玉米在3月、7月和8月可能从无水胁迫转为水分胁迫；在2区，茶和咖啡在7月和8月也可能面临类似转变。
研究结论与讨论
该研究揭示了基巴莱地区过去几十年持续且预计未来仍将持续的暖湿化气候趋势。尽管区域整体上当前的作物组合在温度和水条件方面仍将基本适宜，但气候变化的综合效应很可能会加剧病虫害对作物的压力。升温和湿度增加有利于大多数病虫害（尤其是真菌、细菌、病毒及其媒介昆虫）的发育、繁殖和传播。
与此同时，农药使用已因非气候因素（如劳动力约束、市场压力、监管不力）而广泛增加。未来的气候变化将通过加剧病虫害压力，进一步推动农药使用的增长，从而形成“气候变化加剧虫害→增加农药使用→危害健康与环境”的恶性循环。这将给农民健康、湿地生态系统以及基巴莱国家公园内的野生动物带来越来越大的风险。
为了打破这一循环，研究强调综合虫害管理（Integrated Pest Management, IPM） 是关键出路。IPM结合了生物防治、作物轮作、间作、抗性品种使用等多种非化学方法，在全球多个小农实践案例中已被证明能显著减少农药用量同时保持或提高产量。该地区的利益相关者也对IPM表现出浓厚兴趣。因此，推广以IPM为核心的可持续虫害管理策略，并辅以强化的技术推广服务和更严格的农药市场监管，对于在气候变化背景下保障小农生计、减少化学暴露、保护生态环境至关重要。这项研究不仅为乌干达西部，也为面临类似挑战的整个赤道非洲乃至全球其他小农农业系统，提供了重要的科学依据和行动方向。
