碳足迹减排农业实践如何影响生物多样性？——温带农业系统证据的系统图谱分析

为应对农业温室气体排放与生物多样性下降的双重挑战，本研究通过系统图谱分析，揭示了温带农业系统（欧洲、北美、新西兰）中碳减排措施（如免耕、覆盖作物）对生物多样性的影响。研究发现81%的研究持续时间不足5年，微生物（n=328）和节肢动物（n=190）研究最多，而鸟类（n=32）和哺乳动物（n=13）研究较少。65%的研究报告积极影响，但需进一步验证。该研究为协同实现碳中和（CNZ）与自然恢复目标提供了关键证据基础。

　　

在全球气候变暖和生物多样性丧失的双重危机下，农业部门面临着前所未有的挑战。作为温室气体(GHG)排放的重要来源之一，农业同时也在经历着生物多样性的急剧下降——例如，英格兰农田鸟类数量自1970年以来减少了61%。这种下降很大程度上源于二战后的农业集约化，包括大规模移除半自然栖息地（如树篱）、扩大田块规模以及过度依赖农药。然而，农业也必须贡献于碳中和(CNZ)和自然恢复的国际承诺，例如英国承诺到205年实现CNZ，2040年扭转自然衰退。这就引出了一个核心问题：那些被广泛推广的、旨在减少农业碳足迹的措施（如免耕、覆盖作物、增加树木覆盖）究竟如何影响农田及其相关生态系统中的生物多样性？

为了回答这个问题，Stuart Rowlands及其团队在《Environmental Evidence》上发表了一项系统图谱研究，全面梳理了温带农业系统（包括北欧、北美和新西兰）中碳足迹减排措施对生物多样性的影响证据。该研究不仅揭示了现有的证据集群和空白，还为政策制定者和农业实践者提供了科学依据，以确保碳中和与生物多样性保护目标的协同实现。

研究人员通过系统的方法检索了三个学术数据库（Web of Science、Scopus、CAB Abstracts）和九个组织网站，最终从67,617篇文献中筛选出820项符合条件的研究和82篇综述。这些研究覆盖了1978年至2024年4月的证据，并采用预定义的PICO（种群、干预、比较、结果）框架进行数据提取和编码。关键的技术方法包括：使用EPPI-Reviewer-Web进行文献管理和去重；采用机器学习辅助的优先级筛选（在标题和摘要筛查阶段处理了20,312篇文章）；以及通过一致性检查（Cohen's kappa = 0.82）确保筛查的可重复性。所有研究均基于田间操作或比较观察，并限定于温带气候区的农业系统。

研究结果丰富且多层次，主要从以下几个方面展开：

证据库的特征

研究发现，93%的研究是同行评审论文，7%为会议报告。地理分布上，英国（150项）、德国（118项）、美国（82项）、加拿大（78项）和法国（73项）贡献了59%的证据。时间上，相关研究从1978年开始出现，2020年达到峰值（可能与COVID-19前的科研活跃度相关）。农业系统以耕地（565项）为主，草地（78项）和园艺（76项）较少。

干预措施与生物多样性类群

干预措施中，增加土壤有机碳(SOC)的研究最多（544项，66%），尤其是免耕（227项）和覆盖作物（136项）。减少施肥（82项）、增加树木覆盖（81项）和生物质生产（79项）也占较大比例。而避免土壤压实（2项）、可再生能源生产（3项）和精准农业（1项）的证据极少。生物多样性类群中，微生物（328项）、节肢动物（190项）、蠕虫（121项）和植物（118项）研究较多，而鸟类（32项）、腹足类（16项）、哺乳动物（13项）、两栖类（1项）和爬行类（1项）研究严重不足。

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研究质量与持续时间

49%的研究设有对照（空间或时间对照），44%为比较性研究（无对照）。81%的研究持续时间不足5年，其中346项甚至短于1年。长期研究（超过8年）仅占8%。免耕和覆盖作物等干预的证据基础相对稳健，而增加树木覆盖（如农林复合系统）和生物质生产的研究多为短期，难以评估长期生态影响。

作者报告的结果

65%的研究报告碳减排措施对生物多样性有积极影响，11%为混合效应（某些物种受益，其他受损），8%为负面影响，16%无显著影响。增加SOC的措施（如免耕）普遍报告积极效果，但泥炭地恢复、减少施肥和可再生能源生产更常出现混合效应。值得注意的是，植物研究多针对杂草种群，其增加可能被农民视为负面结果，而精准农业的一项研究显示杂草减少被视为积极结果。

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综述文章的特征

82篇综述中，69篇为叙述性综述，22篇为荟萃分析，无系统综述。这些综述的CEESAT评估显示方法学严谨性较低（多数为琥珀或红色评分），缺乏预定义协议和有效性评估，可能存在偏倚。

研究的

研究的结论和讨论部分强调，尽管多数证据表明碳减排措施对生物多样性有积极影响，但证据库存在显著空白和局限性。首先，研究持续时间短，尤其对于长期干预（如树木种植和泥炭地恢复）无法评估全生命周期影响。其次，关键类群（如鸟类、哺乳动物）和研究不足的干预（如精准农业、可再生能源）需更多关注。第三，地理分布不均，英国以外的证据可能不直接适用于本地条件。最后，现有综述方法学质量低，亟需系统评价和荟萃分析来验证结果。

该研究的重要意义在于为政策制定者和农业经营者提供了首个全面的证据图谱，帮助其在推动碳减排时预见对生物多样性的潜在影响。例如，增加树木覆盖可能促进某些物种（如鸟类）但危害地面巢居物种（如田凫），凸显了协同管理的必要性。未来研究应聚焦长期实验、多物种监测和英国特定干预的评估，以确保CNZ和自然恢复目标在不牺牲粮食安全的前提下协同实现。这项系统图谱不仅是科研方向的指南针，也是实现《巴黎协定》和《生物多样性公约》双赢战略的关键一步。