地下生物对维持粮食生产、碳储存、侵蚀控制和水分调节等关键生态系统功能与服务至关重要。土壤不仅承载了地球上近 59% 的生物多样性，同时也是地表施用农药等污染物的汇集地。这些农药可根据自身化学性质以及土壤的吸附吸收能力，在土壤中长期留存。农药会对地上生物多样性产生负面影响，尤其是鸟类、蜜蜂及其他昆虫类群；相比之下，尽管土壤生物在包括农药降解在内的生态系统功能中发挥着关键作用，但关于农药对土壤群落影响的系统评估仍十分匮乏。目前农药在土壤中分布广泛，但其对土壤生物多样性的实际影响仍知之甚少。

近日，由欧洲委员会联合研究中心、西班牙维戈大学、瑞士苏黎世大学等多国机构组成的科研团队，在国际顶尖学术期刊《Nature》发表研究，在欧洲大陆尺度系统评估了农药残留对土壤生物多样性的影响。研究覆盖欧洲多种场景下的373个样点，系统探究了63种农药对土壤古菌、细菌、真菌、原生生物、线虫、节肢动物及关键功能基因群的作用效应。此外还依据土壤生物群在土壤功能中的生态作用，评估了九类土壤生物功能群对农药的响应。

研究人员通过对农药在欧洲土壤中分布的调查发现，70%的调查样点可检出至少一种农药残留，其中包含10种2018年已在欧盟禁用的农药成分。检出的农药中杀菌剂占比最高，其次为除草剂、杀虫剂，不同生态系统间差异明显。研究发现，农田中农药浓度的影响会因生物的分类群和功能群以及所涉及的农药种类而异。并且农田中杀菌剂浓度的升高与多种非靶标生物呈负相关。其中真菌类群受负面影响最为突出，多种杀菌剂会显著降低土壤真菌丰富度；受农药影响最敏感的基因群是参与反硝化作用和几丁质降解的细菌基因。观测到的对细菌基因群多样性的显著影响中，70%为正向影响，对真菌基因群的影响中84%为正向影响，而古菌和动物群相关的关系中，约50%为负向影响。

研究发现，农药浓度对农田土壤生物群落结构的解释变异率最高可达29.5%，且在部分土壤生物多样性指标的变异解释中，其占比高于环境驱动因子。农药浓度是塑造真菌物种丰富度的最关键因素。真菌与线虫的物种丰富度以及原生生物多样性的变异，由农药浓度和土壤性质的变化共同同等解释。在宏基因组层面，48个功能基因组中有20个，农药对其多样性变异的解释率与土壤性质相当，甚至更高。同时研究证实，农药的影响并不局限于农田：草地、林地等非农田生态系统中同样检出农药残留，部分农药对土壤生物的效应只有纳入非农田生境才能被完整观测，表明农药存在明显的跨生态系统溢出效应。这些结果证实了农药对农田系统土壤生物多样性的核心影响，并强调了包括非农田以检测溢出效应和更广泛的生态模式的重要性。

这项研究首次在大陆尺度证实，农药残留是土壤生物多样性关键却长期被忽视的驱动因子，其效应复杂且远超靶标生物范围，对当前依赖单物种测试的农药风险监管体系提出了挑战。研究团队指出，要保护土壤生态系统，未来的生态毒理学评估必须从单一物种测试转向群落水平与功能水平的综合评估，覆盖农田与自然生态系统，在保障农业生产的同时守护土壤健康与生态系统功能的长期稳定。

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https://www.nature.com/articles/s41586-025-09991-z