有机农业一定对环境有益吗?——学者制定策略帮助决策判断_中国高校之窗 
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有机农业一定对环境有益吗?——学者制定策略帮助决策判断

中国高校之窗

本世纪人类面临的最大挑战之一就是通过可持续的方式确保全球粮食生产供应充足。

生物多样性减少的问题日益加剧,而有机农业则被视为可能的解决方案之一。但因其产量往往比常规农业低,引发了关于“有机农业是否一定是最佳土地利用方式”的争论。

近期,由西交利物浦大学、利物浦大学、哥廷根大学、瓦格宁根大学、匈牙利生态研究中心和中国农业大学学者组成的研究团队开发出一个测度指数,来帮助农民和政策制定者判断,从传统农业转向有机农业,是否能在维持产量的同时增加生物多样性。

该研究是首个量化同一土地区域内产量和生物多样性间权衡的荟萃分析(meta-analysis),并以“有机农业中生物多样性与产量的权衡”为题发表于期刊《Ecology letters》。

西交利物浦大学健康与环境科学系的邹怡博士是该论文的通讯作者,他从事土地利用研究多年。他介绍说:“我们关于土地利用的荟萃分析,能帮助决定对农民和地球都好的最佳策略。”

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土地共享还是土地分离

有机农业需要使用额外的土地,这可能会抵消由此带来的生物多样性收益,因此引发了围绕“土地共享(land sharing)”和“土地分离(land sparing)”的讨论。

研究团队成员、利物浦大学的Jenny Hodgson博士解释说:“根据土地分离策略,农业用地要集中用于高产农业,以留下尽可能多的土地来保护自然土地中的丰富生物多样性。”

“另一方面,土地共享策略则要求广泛管理农业用地,同时打造有利于生物多样性的环境。但是,这种策略下如果想达到和集约农业相同的总产量,则需要更多的额外土地来种植作物。”

研究人员分析了全球75项研究中的土地产量与生物多样性,计算出了一个阈值。在这个阈值下,即便有机农业和土地共享需要占用额外的土地,对增加生物多样性依旧是有益的。重要的是,研究人员发现,这个阈值取决于为了弥补产量损失所需的额外土地上原本已有的生物多样性情况。

论文第一作者龚善星是西浦的博士生,他说:“我们的研究结果表明,平均来说,如果未耕种土地的生物多样性在已耕种土地的2.4倍以下,那么转向有机农业就是更有效的策略。当然,这一数值也会因情况和地区的不同而变化。”

“这就为当地决策者制定管理策略提供了有用的见解——在未耕种土地物种丰富度较低的地区,转向有机农业和土地共享可能是最佳的土地利用方式。”他说道。

作物带来的变化

研究发现,有机农业对生物多样性和产量的影响与测量的物种和种植的作物有关。

研究指出,对燕麦、小麦、大麦和玉米等谷类作物来说,转向有机农业后,整体产量的损失和生物多样性的增加是相近的。在增加的物种中,植物和无脊椎物种的数量增加尤为明显,而鸟类受到的影响较小。

相比之下,对于咖啡和蔬菜等非谷类作物来说,转向有机农业并未带来明显的产量损失,但生物多样性却有所增加。

邹怡博士表示,这意味着某些种类的农产品可以进行有机种植,而且无需额外土地就能达到相同产量。“根据作物不同,转向有机农业后,可能会在增加生物多样性的同时只有很少的产量损失,甚至没有损失。在这类情况下,转向有机农业是一种双赢。”

研究人员强调说,计算出的阈值只能起到指导作用,因为周边景观、有机处理方式变化等因素也会影响有机农业的效益。比如,为有机非谷类作物进行中等强度的施肥,能同时提高产量和生物多样性。

“我们的研究仅仅是理解这种权衡的开始,还需要将其他因素纳入研究,例如受保护物种的丰富度、农民收入以及授粉、碳吸收和土壤保护等重要的生态系统服务。”龚善星说。

邹博士补充说:“我们希望鼓励更多人研究比较发展中国家产量和生物多样性间的权衡,因为现有研究大多集中于发达国家。”

所以,有机农业真的更好吗?——答案取决于你想要种什么以及种在哪里。

点击阅读论文“有机农业中生物多样性与产量的权衡”。

研究人员

邹怡博士,生态学家和昆虫学家。研究领域涉及农业和森林生态系统中的保护生物学、景观生态学和生态系统服务;他的研究兴趣还包括如何通过模型模拟研究不同维度的生物多样性度量方案。

Jenny Hodgson博士,保护生物学家。她关注土地利用管理的空间安排对物种生存能力的影响。结合实证研究和建模,她研究物种如何应对现状和未来可能发生的情况。Hodgson博士是英国国家科研与创新署(UKRI)资助的未来领袖研究员(Future Leaders Fellow)。

龚善星是邹怡博士和Jenny Hodgson博士指导的博士生。他研究农业生态系统中的景观生态学和昆虫学。他的博士论文聚焦于土地管理利用变化对农业生态系统中生物多样性和生物控制的影响。(记者: Catherine Diamond 翻译:韩香音 编辑:胡秋辰)

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西交利物浦大学(XJTLU,简称“西浦”) 是经中国教育部批准,由西安交通大学和英国利物浦大学合作创立的,具有独立法人资格和鲜明特色的新型国际大学。她是中国目前唯一一所以理工管起步,强强合作,拥有中华人民共和国学士学位和英国利物浦大学学位授予权的中外合作大学.......【详细】