六月主題：農田生態金三角-蟲、草、土

圖文由 舞春食農工作室 蘇立中先生 提供

蘆蜂(蟲) / 多花野豌豆(草) / 漏斗多孔菌(土)
 
農田裡最在地生活以及構成田間生態最基礎的居民就是蟲(泛指地上部各式各樣的昆蟲和蜘蛛)、草(泛指在地草種或人工栽培草種) 以及土(泛指土棲動物、微生物和土壤性質)，這三者形成密不可分的金三角關係，且彼此互相影響，不論是有機、慣行，或是各農法門派，若要符合善待田間環境的原則，這三者的狀況評估就缺一不可。
生態主要是討論環境中，生物與非生物因子之間的相互關係，而農田生態系則是經由人類持續的農耕活動來改變地景環境所形成的持續擾動生態系統，其範疇大可涵蓋到全球農業活動對生物圈的影響，小可至農民管理方式如何影響田間每個生物個體的興衰演變，若是要以最小且具有基礎效益的規模來評估田間的生態狀況，蟲、草、土三者與作物的關係以及農耕者的田間管理模式，對於農田環境的好壞將會是具有決定性的影響。
農耕者的田間管理模式會直接影響到作物以及蟲、草、土彼此的交互作用，草會影響土壤質地、成分以及土棲生物和微生物的結構組成、草會影響蟲的種類及分布、土的性質和成分會影響草的種類、而蟲會影響土壤生物種類及成分組成、蟲也會影響草的繁衍和生長狀況，最終，這些互相影響的結果也會連帶與作物產生密不可分的關係 (圖1)，若要初步了解蟲、草、土與作物的相互影響，需先個別拆開解讀再彼此整合，方能構成較完整且基礎的田間生態系的樣貌，有了此基礎的概念之後，方能建立起友善環境的評估標準和方法。

圖1：農田生態系的金字塔模型教材，每一面都是個別代表著蟲、草、土的生態金字塔，看似無關的三面若組成一個立體金字塔，就可看出連接面與面的邊會如何產生相互關係，而這三面的邊最終都會連接到食，也就是作物的那個面，並與作物產生交互作用的影響，每個地區的農田與不同管理方式，都會產生出自己獨特的農田金字塔模型。
 
蟲
蟲的概稱泛指較常活動於地上部的昆蟲或蜘蛛，而蟲與田間作物的關係其實在「蟲農之路」的專欄中已經有針對不同生態意義的生物類型作描述，在“蟲”的這個範疇通常是以較為重要的農業蟲害以及相對應的防治天敵才有鑑定種的實質意義，且相關文獻和研究資料也多著重於此，但若是要以田間環境的“蟲”作為評估生態的指標，則會建議依照功能群做為評估的參考標準，原因在於評估的資源限制，像是資料庫不足、資金和可執行人員有限，物種的數量和多樣性複雜到難以一一鑑定釐清，使得學術性質的生態調查在實際操作與評估面上處處受限。
再者，台灣有相當多樣的地質和氣候環境，連帶種植各種作物，所衍生出的田間生物種類也相當多樣，無法以單一物種或類群的評估就可代表田間生態的指標，像是水田的蜻蜓類群評估就無法套用於果園，除非附近有水域，但若是以「功能群」的概念作為評估準則，不僅保有田間生態狀況的準度和評估彈性，也能大大減少耗費的成本。
「功能群」的概念主要是一個環境中具有同功能的生物類群，像是同樣會分解枯枝落葉的蚯蚓、馬陸、鼠婦等，而「田間功能群」可以解釋成在田間環境中一群有同樣功能的生物類群，而此功能群的生物則需反映出田間管理的變化，例如會訪花的獨居蜂、蜜蜂總科的社會性或亞社會性蜂種，或是除了會訪花之外還具有其餘功能的食蚜蠅或寄生蜂等(圖2)，其功能群內的多樣性高，會一定程度的反映出田間開花性草相及棲地多樣性的田間管理結果。

圖2：田間訪花功能群值得評估的種類之二，獨居蜂(上)和食蚜蠅(下)
 
而「田間功能群」中又以捕食者、寄生者和訪花者為三類最重要的評估指標類群，此三類群的多樣性狀態不僅會連帶影響田間蟲害的發生機率，也可以反映出獵物(被捕食者) 和寄主(被寄生者) 的生物多樣性，像是圖3的各種寄生蜂，其所呈現的就是環境中具有多樣宿主，而宿主本身就有自己生活的環境和食物需求，進而回推大略的環境樣貌和農耕者的管理模式，種類越多則樣貌越清楚。

圖3：生物採樣點為花蓮壽豐及豐濱鄉，以鱗翅目幼蟲為寄主的小繭蜂(左上)、可能以蟋蟀或其他直翅目昆蟲的卵為寄主的廣腹細蜂(右上)、以雙翅目蕈蚋或其餘雙翅目幼蟲為寄主的錘角細蜂(左下)、以蜘蛛為寄主的蛛蜂(右下)
 
草
其實“蟲”的多樣性是與“草”一同連動的，原因在於田間的草提供了這些蟲可棲身之地與食物來源，尤其是會開花有蜜或粉源的草種，像是許多捕食性蜂類和寄生蜂的成蟲都需要以花粉和花蜜為食物來源，而且當田間草的種類越多，其所生成的微棲地環境更可提供多樣的蟲進駐，而當這些草與作物距離不遠時，就可提供天敵於田間防治害蟲的便利性，簡單來說就像是人類的住宅區若是離上班地點很近，而且住宅區不僅有各種舒適的居家風格，又可以買到各種食物，大家前來定居的意願也就會提高。另外，草覆蓋於土表之上，不僅提供蟲的生活所需，其根也會深入土壤、保持水分、提供有機物和營養物供土棲生物利用，甚至可改變土壤性質，因此“草”不僅會影響“蟲”也會影響“土”的狀態(圖4)，“草”可視為田間生態重要的中間者，但評估“草”也還須視田間的環境演變狀態而定。

圖4：同時可供做蜜源以及幫助土壤固氮的野草，白花三葉草(上)及多花野豌豆(下)，而這兩種野草也可作為牲畜的草料，多花野豌豆苗也是一種很美味的野菜(攝於大禹嶺石板善耕農園)
 
因臺灣地域環境和種植作物性質與田地演變階段的不同，就會產生各種評估“草”的方式，像是以台南、台中和高雄農改場在推行果園草生栽培為例(茶園也類似)，如果是處於土表裸露時期，首要目標就是要避免除草劑使用還可達到減少人工除草的成本，並促進改善土壤性質、增加土壤有機質、礦物質和微生物相的狀態，此方式較易使農耕者所接受，因此培育較適合作為覆蓋土壤的單一或少數草種就成為此階段的重要目標。
但是當進入單一或少數草種覆蓋而使環境和土壤呈現較穩定以及狀態提升之後，就需逐漸轉向多樣草相的經營管理模式(圖5)，原因在於，即便是一開始適合作為單一或少數覆蓋的草種，時間一久也容易造成田間生態的失衡，不論是土壤狀態衍伸的營養、性質、病蟲害、地上部的“蟲”多樣性失衡等，也因此若要以生態的評估準則來說，多樣性才是可以產生田間動態平衡的最好方式。

圖5：多樣草種栽培案例之柑橘園和茶園 (攝於曾紹明柑橘園及坪林茶園)
(選擇多樣草的準則首要以會開花的為主，其次為具有固氮的豆科植物，而盡量避免選擇會形成強勢物種的草種，例如野牽牛或平原菟絲子，或是會造成土壤毒性或生物排他的草種)
 
土
土壤是孕育作物和生物們的基底，種植過程中，若把土固好就可成功一半，而土壤重要的三要素，物理、化學和生物面向則是代表農田的環境特色，同時也可以反映出農耕者對於田間管理模式的反饋，評估土壤也需要視環境情況而定，就像“草”一樣也有階段漸進式的歷程需要含土壤微生物和小型土棲動物，方能得到更精確的生態反饋，原因在於農耕者的某些管理方式雖然會讓土壤的物理和化學性質變好，但卻不一定會使生態優化(圖6)，反之，若是在建構整個農田管理模式的時候，就先將生物面向一同納入考量，並一起進行規劃和管理，則與“土”一同連動的“草”和“蟲”的多樣性也會順帶繁盛起來，進而達到農田生態系統服務，像是輔助植物吸收養分、抑制病蟲害的發生、保持水分和通透性、過濾淨化系統等。

圖6：取得驗證的有機茶園，雖土壤各方面的物理化學性質獲得改善，而且也有少數覆地雜草做為防止土壤流失的作用，但整體還是頗受盲椿象危害，原因在於草相不夠豐富且完整，土壤也無法提高土棲生物的多樣性，使得地上和的下的天敵無法提供蟲害有效的制衡
 
而土壤生物性評估基本上還是以功能群做區分，主要會以分解者(細菌、線蟲、真菌、原生動物等)、碎食者(蚯蚓、馬陸、跳蟲、鼠婦等)、捕食者(捕食性線蟲、螨類、蜈蚣、土棲性蜘蛛等)及寄生者(土棲動物之寄生蜂)這四類做為評估準則(圖7)，而這四個功能群又彼此相互具有關聯性，像是分解者若無碎食者的協助，則無法有效分解有機物並形成養分供植物利用，而多樣的微生物和碎食者同樣會吸引多樣的捕食者和寄生者的前來，而這四個功能群的評估又同時可以代表田間環境演變的過程與狀態，當田間環境還是處於修復和復育狀態，則分解者和碎食者將會是評估重點，而若是土壤和田間環境達到一定水平之後，評估重點就會轉為捕食者和寄生者。


圖7：土棲生物的分解者(左上)、碎食者(右上)、捕食者(左下)、寄生者(右下)
 
一般的農業管理概念和養成過程大多缺乏結合生態系的元素作為經營農業的綜合管理模式，起源於生態彼此的連結難以簡單釐清，而且對於農業生產的利益關係並非顯而易見。此外，生態的概念是不適合用化約論來呈現的，農耕者的操作模式也難以單獨斷定對環境是好是壞，而是需要全面性的評估方能得到較完整且客觀的實際結果，不過這中間複雜的生物、農耕者和環境的關係則還需要逐一釐清，所幸近年來國際間越來越多資源投入農業的生態領域，逐一探討土壤、雜草及田間生態的生物多樣性與其生態系統之服務。
為求讓更多人理解並接受農田跟生態的密切關係，在此就以蟲、草、土的農田生態金三角，作為初步評估田間環境的基礎和方向，為達到友善環境及容易操作又不失經濟收入的考量下，勢必要有階段性的任務並整合農業各方領域的專長，像是植物醫生對田間的狀態診斷和建議以及田間分階段的生態系營造等，方能讓台灣農業的品質和環境持續向上提升。