Оценка относительного воздействия и экономических затрат японских методов борьбы с спорышем

Jul 15, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 3872 (2023) Цитировать эту статью

3440 Доступов

1 Цитаты

455 Альтметрика

Подробности о метриках

Устойчивое управление земельными ресурсами включает в себя ряд видов деятельности, которые уравновешивают требования к землепользованию с более широкими соображениями по сохранению и воздействию на экосистемы. Многолетние инвазивные чужеродные растения (IAP), такие как спорыш японский, вызывают серьезные экологические и социально-экономические последствия, а методы контроля их распространения также обходятся дорого. Синтетические гербициды обычно считаются менее устойчивыми и более вредными для окружающей среды, чем альтернативные подходы. Здесь мы использовали сравнительную оценку жизненного цикла, чтобы оценить устойчивость подходов к управлению гербицидами и физических альтернатив, используя крупномасштабное полевое исследование японского спорыша в качестве модели системы IAP. Методы на основе глифосата привели к наименьшему воздействию на окружающую среду и минимальным экономическим затратам во время производства. Геомембранное покрытие и интегрированные физико-химические методы были самыми дорогостоящими и оказывали наибольшее воздействие. Мы обсуждаем затраты и преимущества химических и физических подходов к устойчивому управлению захваченными землями и задаемся вопросом, как определяется устойчивое управление окружающей средой для контроля IAP.

Поскольку глобальное внимание к экологической устойчивости возрастает, гербициды подвергаются тщательному изучению из-за их воздействия на окружающую среду, экологию и общество1,2. Применение гербицидов играет важную роль в борьбе с инвазивными чужеродными растениями (IAP)3, которые сами по себе оказывают негативное воздействие4,5,6. Однако с ростом спроса на устойчивые решения предполагается, что альтернативные методы управления нанесут меньший ущерб7. Жизнеспособность агентов биоконтроля была исследована8,9, использование корневых экссудатов и других естественных альтернатив2, а также методов физического управления, таких как скашивание10, выкапывание11, укрытие (обзор Душа и др.12) и электрическая обработка13 также вызывают интерес для обеспечения соответствие целям устойчивого управления.

Несмотря на растущее внимание к новым управленческим решениям, доказательства относительного воздействия этих различных подходов ограничены. Более того, оценки воздействия часто фокусируются на последствиях после применения; это представляет собой лишь один этап жизненного цикла методов управления IAP. Извлечение сырья, производство, рецептура, упаковка, хранение, транспортировка и использование являются неотъемлемыми процессами любого подхода, используемого для контроля IAP. Если эти этапы исключить из оценки, приоритетность вариантов обработки IAP может сместиться в сторону тех, которые демонстрируют низкое воздействие на этапе использования и после использования, независимо от их общего экологического риска. Независимо от мотивации ограничения использования гербицидов, химические методы особенно важны для некоторых инвазивных растений3. Горец японский (Reynoutria japonica var. japonica) является хорошо известным примером трудностей, связанных с многолетним контролем IAP. Сложности в борьбе с спорышем возникают из-за его пластичности в отношении устойчивости к окружающей среде14,15, устойчивости к физическим воздействиям16,17, способности к вегетативному распространению18 и обширного запасания энергии в корневищах19. Этот IAP негативно влияет на местные экосистемы, сокращая биоразнообразие и изменяя предоставление экосистемных услуг20,21. Предполагаемая угроза материального ущерба в результате заражения спорышем также повлияла на ипотечное кредитование и оценку жилья22. Поэтому устойчивое управление является обязательным.

Было предложено множество методов лечения спорыша японского8,11,23 с разной степенью успеха. Физические методы (включая укрытие, разрезание, сжигание, рытье и инкапсулирование) представляют особый интерес, поскольку считаются более эффективными для застройки. Однако эти методы трудоемки, дороги, а некоторые (особенно обрезка) могут усугубить распространение спорыша24. Биологический контроль также широко исследовался как экологически безопасный вариант, хотя на сегодняшний день доказательства его успеха ограничены25. Химические подходы с использованием глифосата считаются наиболее успешными для борьбы с спорышем23,24. Тем не менее, существует негативное восприятие гербицидов в обществе из-за опасений по поводу их воздействия на биоразнообразие и здоровье человека. Это увеличивает риск дерегулирования, ставя под угрозу эффективную борьбу с спорышем26 и более широкий контроль IAP; особенно с учетом того, что темпы биологической инвазии еще не достигли насыщения27.