2025年美赛E题：为农业腾出空间

2025 年 ICM E 题：为农业腾出空间，英文原名为 Making Room for Agriculture。本题研究森林被改为农田后，食物网如何在自然演替与农业管理的共同作用下变化，并要求把研究结果转化为给农民的建议。

背景与基本任务

森林清除后，原有生境被作物种植区替代。土壤状况、害虫数量和物种关系随之改变，除草剂、杀虫剂等人为干预又会改变新的农业食物网。蝙蝠、鸟类及其他物种可能在生态系统逐渐成熟后重新出现，其作用需要在时间变化中研究。

建模应从刚完成森林转农田的阶段开始，追踪不同演变阶段中的物种变化和农业措施影响，并同时包含自然过程与人为决策。可以自行提出假设构造案例，也可以使用真实历史案例不同阶段的数据和资料；题目没有指定地区、作物、面积、演变年限或固定物种参数。

食物网描述生物间的取食关系，以及能量和养分在不同层级间的流动。植物与作物是生产者；食草动物属于初级消费者；食虫动物等捕食者和更高层捕食者构成其他消费层级；真菌、细菌、蚯蚓等分解者使养分回到环境中。

农业周期使网络随时间改变。题面列举了整地、播种、生长、施肥与虫害控制、收获、收获后加工、消费以及有机物分解等阶段。其中收获会暂时移走食物网中的作物，废弃物分解则能使养分返回土壤。种植时间又受到天气、温度和土壤条件影响。

以下内容按照原题的自然过程和人为决策两组展开，供构建并分析森林转农田的演变模型时考虑。

建立刚替代森林的农业系统的基础食物网，纳入生产者、消费者、农业周期及季节性。考察除草剂和杀虫剂对植物健康、昆虫、蝙蝠、鸟类以及整体生态稳定性的影响。

这里既需要刻画物种之间的关系，也要体现农业活动发生的时间变化；题面没有规定必须采用某一种方程形式。

随着田地周围的边缘生境成熟，本地物种可能回归，并与已有环境发生互动。“边缘生境”是农田与周围生态系统之间起缓冲作用的区域。将两种不同物种的回归纳入模型，判断各自带来的影响。

在生态系统逐渐成熟后，考虑停止使用除草剂的情形，并从生产者与消费者两方面报告系统稳定性；这一情形不等于题目预先规定同时停用所有杀虫剂或其他化学投入。

按题意把蝙蝠的两类作用纳入食物网：通过食虫控制害虫，以及通过传粉支持植物繁殖。分析蝙蝠与昆虫、植物及捕食者的互动如何影响整体稳定性。再找出另一种有助于恢复平衡的物种，比较其作用与蝙蝠的作用。

原题将蝙蝠作为农业生态服务的例子，术语说明还提及种子传播、粪肥、生态旅游等潜在价值。这些背景没有替参赛队指定具体蝙蝠种类或种群数量。

分析农民采用有机种植方式的影响。考虑包含不同有机农业措施的多个情景，分别展示对整个生态系统和各组成部分的作用，并讨论虫害控制、作物健康、植物繁殖、生物多样性、长期可持续性及成本效益。

这一部分要求比较农业选择的后果，不能把“有机”直接作为必然改善所有指标的预设结论。

写一封一页信件给正在探索有机种植的农民，提出可采用的方法。信中需要讨论经济取舍与可持续性，帮助农民形成兼顾成本和可持续性的可实施策略，并说明倡导哪些政策可能激励农业中的生态保护。

提交总计不超过 25 页的 PDF 正文，包括一页摘要、目录、完整研究报告、一页信件和参考文献。图表、计算与其他附加研究材料计入页数；没有最低页数要求，允许部分完成的研究。

如使用生成式 AI，须遵循 COMAP 的 AI 使用政策，在 PDF 末尾附 AI 使用报告；该报告不计入 25 页上限。AI 并非必需工具。2025 年题面附有在线提交说明，要求提供队伍控制编号、指导教师编号及所选题号。