元分析显示植物混栽可减少病原体和无脊椎植食者并提高植物生产力

为何混栽对我们的粮食和森林很重要

在农田、森林和草地，人们常常大面积种植单一作物或树种。看起来整齐且便于管理，但这样的单一栽培会成为昆虫和病害的易受攻击目标。本研究汇总了来自全球数百项实验的结果，表明种植多种植物的混栽既能抑制害虫和病害，又能促进植物生长。换句话说，地面的多样性意味着更健康的植物和更高的产量。

汇集全球证据

研究者进行了元分析，这意味着他们将许多独立研究的数据汇总在一起以寻找普遍规律。他们整理了来自全球的316项实验的2315条观测记录，这些实验在农田、森林、草地和盆栽条件下进行。每项实验都将植物混栽与其组成单种栽培进行比较，研究问题是：更高的植物多样性是否改变了病原体和无脊椎植食者的出现频率、它们造成的损害，以及植物生物量或产量的多少？

混栽意味着更少的天敌和更多的生长

将所有数据合并后，混栽明显优于单一栽培。平均而言，混栽将植物病原体的丰度降低了约30%，并使其造成的损害减少了类似幅度。昆虫、线虫和螨类等无脊椎植食者的丰度和危害也在混栽中下降，幅度约为20–25%。与此同时，混栽的植物生产力比单一种植高出约三分之一到五分之二。这一模式在不同生态系统中以及地上和地下敌害中均成立，表明混合种植总体上在抵御生物威胁的同时还能增长更多生物量。

多样性如何改变害虫和病害

研究进一步探讨了“多样性”的含义，考察了三个方面：物种数（分类学多样性）、性状差异（功能多样性）以及在生命树上的远缘程度（系统发育多样性）。这三种指标普遍增强了混栽抑制病原体的能力。专门寄生于特定宿主的病原体尤其敏感：植物群落越多样化，这些专食者越难找到合适的宿主并扩散。无脊椎植食者的情况更为复杂。尽管混栽减少了它们的总体丰度和危害，但这种效应的强度并未始终随某一单一多样性指标持续增强，而能够以多种植物为食的广食性植食者受影响远小于专食者。

时间、害虫生活方式与隐性帮手

植物群落随着时间也会发生变化。分析显示，随着植被龄期增长，混栽对病原体的抑制效益增强，而对无脊椎植食者的最初抑制则逐渐减弱，甚至可能转为轻微增加。作者提出，随着时间推移，多样化种植可能促进有益土壤微生物和天敌群体的发展，从而控制病害，而植食者则会逐步适应更复杂的植物邻里环境。令人意外的是，平均温度和降水等气候因素并未显著改变混栽的优势，病原体的负面效应在所有主要生态系统类型中均有体现。统计模型进一步表明，那些混栽最强烈减少病原体和植食者的地块，往往也是生产力增幅最大的地块，直接将害虫病害抑制与更高生长联系起来。

这对农场、森林和保护工作意味着什么

对非专业人士而言，核心结论很简单：混种不同类型的植物是一种强有力的、基于自然的方法，可以在减少害虫和病害的同时提升植物生长。与其单靠化学品或单一高产品种，不如在设计田地、种植园和生态修复项目时引入更多种类的植物——并涵盖更广的性状和进化背景——以增强生态系统的韧性。随时间推移，这种多样性有助于维持更健康的土壤、降低害虫压力并支持更高且更稳定的生产力，为更可持续的农业和森林管理提供了切实可行的途径。

引用: Huang, C., Chen, H.Y.H., Wenda, C. et al. Meta-analysis shows that plant mixtures reduce pathogens and invertebrate herbivores and increase plant productivity. Nat Commun 17, 4045 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70609-7

关键词: 植物多样性, 混作农田, 害虫和病害, 生态系统生产力, 生物多样性管理