导读
有机农业对比常规农业通常具有较高生物多样性，但产量却更低。产量下降与生物多样性提升之间是否存在任何关联？综合来看，有机农业中的生物多样性与产量的权衡如何？将常规农场转换为有机农场时，相同的产量需要更多的土地，如何判断其带来的生物多样性上升是否划算？近期，来自西交利物浦大学研究团队发表在生态学期刊 Ecology Letters 上的研究利用meta分析，并开发了“相容性指数”(compatibility index, Cc-o) 和“替换指数”(substitution index, Sc-o) ，解决了上述难题。
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原文信息
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正文
有机农业的生物多样性比常规农业更高，但产量更低。本研究做了一项meta分析来量化常规与有机农业之间的生物多样性与产量的权衡。该研究开发了一个“相容性指数”用来评估是否有机农业的生物多样性增加大于产量减少;“替换指数”用来评估当有机农业为了维持产量需要开发更多的非作物生境时，有机农业能否增加该区域的生物多样性。研究结果表明，有机农业增加了23%的生物多样性，也减少了相同比例的产量。微生物和植物的生物多样性增加与产量减少成反比，但是在其它生物类群中没有发现二者的相关性。不同的环境条件下，有机农业的生物多样性和产量权衡也不同。
产量相同时常规农业 (a) 和有机农业(b) 的策略。常规农业转换成有机农业时，为避免产量减少，需要多耕种(1- Ry) ∕ Ry比例的非作物生境。
有机对比常规农业的产量与生物多样性效应量相关性。红色直线表示总相关性；粉色和绿色直线分别表示微生物和植物的相关性
相容性指数的总值约等于0，谷类作物的相容性指数总值为负，非谷类作物为正，在不同生物类群中的结果不一致。不同的作物类型和生物类群的替换指数也不同。
(a) 各组的平均相容性指数 (b) 有机与常规农业之间的产量和生物多样性比例。黑线曲线表示相容性指数等于0；红色直线表示替换指数等于总平均值2.4
表1
不同类群与不同作物的替代指数 (Sc-o) 加权平均值，括号内为95% 置信区间。较高的替代指数值意味着有机农业更有可能最大限度地提高生物多样性，尽管它占用了额外的土地
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结论
本研究的结果表明配对实验的生物多样性增加与产量减少的比例相同。从常规转换至有机农业时，一些非谷类作物可以实现产量与生物多样性双赢。文章讨论了如何利用“替换指数”来指导未来的农业策略的制定。
本文的第一作者为西交利物浦大学博士生龚善星，通讯作者为该校邹怡博士。英国利物浦大学、德国哥廷根大学、中国农业大学、荷兰瓦赫宁更大学与匈牙利瓦克拉托生态研究中心的研究人员参与了此研究工作。