摘要：荟萃分析显示，农田花带设计与管理影响传粉昆虫、害虫及天敌。花带提升传粉者和天敌多样性（lnRR=1.48和0.56），害虫多样性无显著变化（lnRR=-0.07），作物受害降低（lnRR=-0.45）。一年生植物、物种丰富度降低、定期修剪、除草和不施化肥增强天敌促进作用。花带具传粉和生物防治双重生态价值，科学设计管理可提升功能，支持可持续农业。

关键词：花带，荟萃分析，传粉者， 天敌，害虫，生物多样性

1. 引言

1.1 背景

农业集约化导致农田生物多样性下降，授粉服务与生物防治功能受胁。传粉昆虫减少影响作物授粉与产量，天敌昆虫减少加剧害虫爆发，增加农药依赖。花带作为生态农业措施，通过人工种植花卉为传粉者和天敌提供栖息地与食物资源，可提升授粉功能、增加有益昆虫多样性，降低害虫密度与作物受损率。

1.2 研究空白

现有研究在花带植物多样性、空间布局、生命周期及管理措施上差异显著，导致生态效应结论不一，且缺乏对设计与管理组合效应的定量比较，优化花带生态效益的研究仍存缺口。

1.3 研究目的与问题

本研究通过荟萃分析，定量评估花带设计与管理对传粉者、害虫及天敌的影响，解答：花带设计与管理是否显著影响三类昆虫的活动与多样性；是否存在差异化作用；能否通过优化实现传粉与生物防治兼顾。

2. 材料与方法

2.1 文献检索与筛选

通过 Web of Science 检索 1999-2024 年英文文献，结合综述参考文献追溯，检索关键词涵盖花带相关设计、管理及生态效应。经标题摘要筛选、全文审查，排除无关及数据不全文献，最终纳入 16 项研究（217 条效应数据），遵循 PRISMA 流程。

2.2 数据提取与分组定义

从每篇符合条件的文献中提取信息：（1）基本信息：作者、年份、国家；（2）治疗组与对照组信息：花带设计要素（空间布局等）、花带管理措施（修剪频率等）；（3）响应变量类别，如传粉者等多样性；（4）响应变量，如害虫丰度等；（5）花带处理组与对照组昆虫群落响应变量数据，即效应量计算所需数据点（样本量等）。因文献对照设置有差异，按对照类型重新分组数据，确保效应量比较合理一致。不同实验对照下有两种主要比较场景：a） A1组与A2组（图2）：A1组为无花带的田间对照组，A2组为田间设花带的处理组，比较田间与花带本身昆虫指标差异。

b） A1B1组（图3）：A1为带花带处理区，B1为不带花带对照区。比较内容为花带处理区与对照区的昆虫指标差异。

每项纳入研究均可提供上述一种或两种情景的比较数据。本研究中，对应多个响应变量的数据，各研究报告的比较情景分别纳入相应的荟萃分析模型中。

2.3 统计分析

为量化花带设计与管理对传粉者、害虫及天敌的影响，本研究采用效应量作为主要统计指标。效应量计算公式如下（Hedges 等，1999）：

XC和XE分别为对照组和实验组目标变量平均值。LnRR=0为参考值，LnRR>0表示治疗效果显著，LnRR<0表示治疗效果不佳。该方法可抑制异常值影响，提升研究结果稳定性（Viechtbauer ，2010）。 。

本研究将计算效应量的方差。计算公式如下：

SE2，SC2为实验处理组与对照组的方差，n为样本量，X为均值。通过效应量方差分析，可评估研究结果的不确定性，并为花卉带设计与管理的生态效应研究提供定量依据。

采用 R 语言 metafor 包，对 A1A2 与 A1B1 组各响应变量开展随机效应模型荟萃分析，计算合并效应量、95% 置信区间并评估显著性。通过亚组分析和元回归，探究花带设计与管理因素对效应量的调节作用。鉴于文献有限，聚焦天敌响应变量，在主效应有效的基础上，对其 LnRR 进行亚组分析。以花带植物生活史、种植类型等为调节变量，通过比较分类合并效应量判断调节作用显著性。利用漏斗图检验发表偏倚，评估结果稳健性。使用 R 4.4.2 绘图，用 forest （） 和 funnel （） 函数生成总体效应森林图与漏斗图，ggplot2 实现调节因素可视化，结合 cowplot 等包优化布局，手动标注效应量等关键信息。

3. 结果

3.1 纳入文献与效应数据统计

正式开展效应分析前，表1展示16项选定研究中各类响应变量分布，共获217条效应数据。其中，天敌相关数据最多（96条），其次是害虫多样性（54条）和传粉者多样性（42条），作物受损程度和天敌与害虫比例条目较少，分别为22条和3条。所以，后续花带设计与管理调控效应分析将主要聚焦天敌群体。

3.2 花带对传粉者、害虫及天敌的综合影响

本研究的荟萃分析首先评估了花带设置对农田生态系统中传粉者、害虫及天敌的总体影响。

3.2.1 场地与花带区域（A1A2组）

引入花带可显著提升农田生物多样性，促进有益昆虫群体发展。如图 4 所示，花带区域传粉昆虫多样性显著高于对照区，lnRR 值为 1.48（95% 置信区间：1.40–1.56，p <0.001），表明花带区域传粉昆虫物种丰富度约为对照区的 4.4 倍。同时，天敌多样性平均效应量为 0.56（95% 置信区间：0.48–0.65，p < 0.001），较无花带时提升约 75%，证实花带为捕食性和寄生性昆虫创造了理想栖息环境。相比之下，花带对害虫多样性的影响效应量为 - 0.07（95% 置信区间：-0.18–0.03，p> 0.05），无统计学显著性，说明设置花带未导致害虫种类增加，甚至呈微弱下降趋势。

图4. 花卉带对A1A2组不同昆虫类群多样性的影响平均效应值（lnRR）。该效应值通过计算处理组（花卉带面积）与对照组（田间）响应比的自然对数得出。黑色菱形表示各类响应变量类别的平均效应值，水平线表示95%置信区间。显著性标注：***P < 0.001，**P < 0.01，*P < 0.05，NS：无显著性。正值lnRR表明花卉带区域昆虫多样性更高。

3.2.2 花带旁田地 vs. 无花带田地（A1B1组）

在 A1B1 组中，花带的影响整体较为温和，尤其在控害减灾方面表现突出（图 5）。具体数据显示，种植花带后，传粉昆虫多样性显著提升，效应量为 0.20（[0.07，0.34]，p < 0.01），相邻种植区传粉昆虫多样性增加约 22%；天敌多样性也有显著增长，效应量 0.08（[0.04，0.12]，p < 0.001），边际增长约 8%。不过，花带对天敌与害虫比例的影响存在较大研究差异（效应量 0.58，[-0.29，1.45]），未达统计学显著水平。

害虫防控方面，花带的作用十分明显：害虫多样性显著降低（效应量 -0.36，[-0.51，-0.21]，p < 0.001），降幅约 30%；作物受损程度也显著减轻（效应量 -0.45，[-0.58，-0.33]，p < 0.001），降低约 36%。由此可见，花带通过增强生物防治效果，有效减少了害虫对作物的侵害，提高了有益昆虫的利用效率。

图5. A1B1组中与昆虫多样性及作物害虫防治相关的变量平均效应值（lnRR）。效应量通过计算处理地块与相应无花带对照地块间响应比的自然对数确定。每个黑色菱形表示特定指标的平均lnRR值，其下方水平条表示95%置信区间。统计显著性以星号标注，阈值设定为***P < 0.001、**P < 0.01和*P < 0.05，NS表示无显著性。正的lnRR值表明花带旁田间昆虫的多样性或数量更高。

3.3 花带设计与管理因素对天敌的调控作用

为深入探究不同花带实施方法的效果差异，我们研究了多种花带设计与管理因素对天敌群落效应量的影响。

3.3.1 A1A2组天敌的调控效应

图6展示了在比较花带区域与田间自然天敌效应时，影响自然天敌效应大小的不同因素。

图6. 花卉带设计与管理变量对天敌多样性影响的亚组分析（A1A2组）。图中每个小图代表一个调节变量：（1）植物生命周期（一年生与多年生）、（2）种植类型（单一与多样化）、（3）养护频率（定期修剪与自然生长）、（4）除草方式（除草与不除草）。效应量以自然对数响应比（lnRR）及其95%置信区间表示。效应量大于零表明花卉带的特性对天敌多样性具有正向影响。显著性符号：***p < 0.001，**p < 0.01，NS = 无显著性。

就生命周期而言，一年生花卉条带对天敌多样性的促进作用显著强于多年生植物。一年生花带天敌效应量 LnRR 为 0.72（95% CI：[0.59，0.86]），多年生花带为 0.45（95% CI：[0.34，0.56]），表明一年生花带更能吸引和支持多样天敌。

种植类型方面，单株花卉带对天敌的促进效果优于多物种混种花卉带。单一物种花带 LnRR 综合效应值为 0.78（95% CI：[0.64，0.92]），混种花带仅 0.42（95% CI：[0.31，0.53]），低物种丰富度花带更利于天敌繁衍。

养护管理上，定期修剪显著提升天敌数量（LnRR = 0.25），而未管理花带甚至可能导致天敌数量轻微下降。杂草管理方面，人工除草花带平均效应量 LnRR 达 0.68（95% CI：[0.58，0.78]，p<0.001），显著高于未管理花带的 0.25（95% CI：[0.06，0.43]，p<0.01）。

3.3.2 A1B1组天敌的调控效应

不同因素对花带附近与无花带农田中天敌效能的影响存在差异。影响天敌效应强度的因素也各不相同。

花卉带设计与管理变量对相邻作物区天敌多样性影响的亚组分析（A1B1组）。研究考察五个调节变量：（1）空间布局（边界带与农田带），（2）物种丰富度（≥12种与<12种植物），（3）生命周期（一年生与多年生），（4）施肥管理（化学肥料与无施肥），（5）杂草管理（除草与无除草）。效应量用lnRR表示，附95%置信区间。数值大于零表明花卉带对相邻作物区天敌多样性有正向影响。显著性代码：***p < 0.001，**p < 0.01，*p < 0.05，NS = 无显著性。

在空间布局上，花卉对邻近天敌存在不同影响。田脊边界花带虽条带效应小，但具有统计学意义（平均效应量 0.08）；田间嵌入式花带效应量为 0.23，未达显著水平，显示边界花带更利于增加相邻作物区天敌数量，田间花带效果不稳定。植物物种丰富度方面，花带植物种类影响天敌数量：＜12 种的简单花带显著提升天敌数量；≥12 种的多样化花带，邻近与远处天敌数量无显著差异。

生活史类型上，一年生花带对天敌有显著正向作用，与已有研究一致；多年生花带效应微弱，无显著差异。

肥料管理方面，施用化学肥料的花带邻近区域天敌数量高于远处，但花带区域内天敌效应不显著，说明施肥花带附近天敌数量难增长，未施肥花带更易留存邻近天敌。

杂草管理中，除草与未除草处理的邻近天敌开花带，其 LnRR 值均具统计学意义，不过除草处理的 LnRR 范围更宽。

3.4 发表偏倚评估

为评估是否存在发表偏倚，分别对 A1A2 和 A1B1 两组数据绘制漏斗图并进行 Egger 回归检验。A1A2 组漏斗图总体对称，Egger 检验无统计学意义，表明该组结果不存在显著发表偏倚；A1B1 组漏斗图有一定不对称性，Egger 检验有统计学意义，提示该数据组可能存在发表偏倚。

4. 讨论

4.1 花带对农田生态系统服务的促进作用

本研究系统评估花带对农田生态系统中传粉者、天敌及害虫的影响。研究发现，花带显著提升传粉者与天敌多样性，降低害虫多样性及作物受损程度，成为有益生物群落热点区域。该结论与现有文献相符，且在田间尺度效应更明显。值得注意的是，花带未导致害虫数量显著增加，反而可能吸引天敌抑制虫害，这与全球果园研究结论一致。对比相邻的花带与非花带农田，可见传粉者和天敌数量增加、害虫多样性降低、作物受损率显著下降。综上，花带可增强授粉与生物防治功能，对可持续农业生产意义重大。

4.2 花带设计与管理方式的调节效应

本研究揭示，花带生态效应受设计与管理策略显著调控，不同设计管理方式会导致花带生态效应出现差异。通过自然天敌群落效应量亚组分析，定量评估关键因素对花带效应的调节作用，发现其生态功能强度与实施方法紧密相关。

A. 年生花带更具优势：花带植物生命周期影响效果，一年生和多年生花带均可提升天敌多样性，但一年生花带增益更显著。一年生蜜源植物适合防治季节性害虫或构建一年生作物系统；多年生花带需初期建立，生态效应显现较慢。

B. 低物种丰富度表现更佳：研究表明单一物种花带对天敌多样性的促进作用优于多物种混合花带，说明植物功能品质和匹配度比物种数量更关键。特定低物种组合对天敌吸引力更强，建议依目标简化植物组合。

C. 定期修剪与除草不可或缺：对比发现，适度修剪的花带对天敌的促进效果显著优于自然生长，该操作可促进复花、延长花期，维持对有益昆虫的吸引力。同时，除草较自然生长更能有效提升天敌多样性，及时除草可减少杂草竞争，保障花卉生长优势，管理时需注意选择适宜的修剪时机与方法。

D. 避免化学肥料施用：施用化学肥料未增加自然天敌数量，甚至可能削弱花带对天敌的促进作用。贫瘠土壤下野花竞争力更强，过量营养输入会减少花资源供给。

综上，优化花带设计与管理是提升生态效益的核心，推广时应为农民提供详细指南

4.3 空间尺度差异的生态机理

A1A2组与A1B1组效应量差异体现距离衰减效应。A1A2组揭示花带对局部生境昆虫多样性的直接影响，A1B1组反映其对周边农田的间接影响。研究发现，花带提升了区域内传粉者和天敌多样性，但相邻农田提升效应减弱。传粉者数量少，天敌数量虽增加但增幅有限，体现花带生态效应的“空间衰减”特征。传粉昆虫多停留花带内，天敌会随猎物到农田，其“辐射效应”可抑制害虫。总体而言，花带效应呈从“核心生境”到“外围农田”梯度衰减的生态机制。

4.4 研究局限性

本研究虽整合较全面实证数据，但仍有局限：

A. 文献有限：仅纳入16项研究和217条有效数据，样本量小使部分分析统计效能不足。

B. 回应变量间接：响应变量主要为物种多样性指数，与实际生态系统功能关系待验证，生态系统服务结果直接评估困难，研究结果不确定性大。

C. 发表偏倚风险：A1B1组Egger检验提示可能存在偏倚，可能夸大花带溢出效益估计值。

4.5 未来研究方向

基于上述讨论，未来研究建议：

（1） 研究人员开展花带实验时详细报告相关信息，便于开展精细可比的荟萃分析。

（2） 拓展花带效应研究的时空尺度。

（3） 同时测量多项生态服务指标，着重授粉与生物防治协同优化。

（4）综合评估花带生态效益与经济可行性，促进其在农业中广泛应用。

4.6 农业管理建议与政策启示

基于研究成果，得出以下农业管理建议及政策启示：

（1） 科学规划花带植物配置：优化花带植物组合，使其兼具授粉与防虫功能。根据需求选开花植物，搭配多年生与一年生植物平衡长短效益。各地科研推广部门筛选有效植物名录供农户参考。

（2） 加强花带养护：生长季分阶段修剪和除草，避免用化肥。农业技术推广部门将花带管理纳入培训，指导农户养护。

（3） 布局优化：根据田块面积确定花带长度与间距，按需增设田间花带或生境廊道。政策上鼓励邻近农户协同布局。

（4） 将花卉带纳入农业支持政策及综合害虫防治体系控制策略：政府及相关部门应认识花带价值，将花带建设纳入补贴范围，为保护耕地肥力或绿色防控补贴。国家和地方 IPM 指南应倡导生态控制方法，融入花带措施到农业生产规划。

5. 结论

花带提升有益昆虫多样性，对害虫影响小。采用低物种丰富度一年生花带，结合管理可优化天敌与害虫抑制效果。花带作为可持续农业生态措施，科学规划管理后可用于农田系统，提升生物多样性与生态恢复力。

吴玙淳，2003年8月出生，女， 汉族， 江苏省常熟人， 硕士研究生在读，香港理工大学，研究方向：环境工程与管理。