《Ecological Applications》：Biodiversity isn't measured in tons: Making sense of nature in the context of sustainable agriculture
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在本综述中，研究人员阐述了生物多样性监测（biodiversity monitoring）领域中若干重要但常被忽视的概念、趋势和观点，尤其是在农业及更广泛食物系统（food system）转型背景下。研究人员描述了生物多样性监测的常见方法——聚焦于物种（spe
在本综述中，研究人员阐述了生物多样性监测（biodiversity monitoring）领域中若干重要但常被忽视的概念、趋势和观点，尤其是在农业及更广泛食物系统（food system）转型背景下。研究人员描述了生物多样性监测的常见方法——聚焦于物种（species）、群落（communities）、功能（functions）、栖息地（habitats）等——以及常用于追踪变化的方法和工具。随后，研究人员描述了一组基本生态学原则（ecological principles），这些原则常被首次进入农业生物多样性（agrobiodiversity）领域、尤其是来自农业邻近领域并试图将生物多样性纳入其研究与运营的技术、产业和政策专家所忽视。针对这些实践者，研究人员讨论了丰度（abundance）的重要性、可定量建立种群趋势的时间线（timelines）、生态相互作用发生的地理尺度（geographical scales），以及这些因素对任何希望监测农场管理实践效应者的启示。研究人员尝试描述在生态、农业和社会系统交叉点上导航时出现的复杂性，强调该领域中发挥作用的多重声音、价值和优先事项。从政府间小组（intergovernmental panels）到个体农民（individual farmers），农业生物多样性领域包含众多决策场域。研究人员提出“为何、如何以及为谁监测生物多样性？”这一问题，以鼓励新进入该领域的实践者考虑其方法的影响。最后，研究人员讨论了在生产力（productivity）、利润（profits）、碳（carbon）和生物多样性（biodiversity）交叉点出现的冲突与权衡（trade-offs），并探讨在向更可持续农业（sustainable agriculture）转型过程中寻求平衡的挑战。
INTRODUCTION
农业覆盖地球约40%的陆地表面并生产维系人类的食物，但其同时存在矛盾：农业生产依赖健康农业生态系统（agroecosystems），而现代全球农业又是森林砍伐、环境污染和生物多样性丧失的重要驱动因素。数十年来，食物系统的主导叙事以生产力（productivity）评判农场与技术；随着生产力与利润需求上升，农业土地利用出现外延化与集约化，工业化国家尤其采用机械化、集约化实践，小农主导国家也在绿色革命中采用高投入、高产品种。其副作用包括合成肥料淋溶、化学农药和除草剂危害野生动物并沿食物链生物放大。尽管有机、气候友好和再生农业进入政策主流，替代农业的环境、产量和社会效益仍具变异性，且规模化可能复制常规农业问题。碳市场与供应链排放监管使农业被视为碳源和碳汇，生物多样性也以类似方式进入供应链和金融化讨论。与碳不同，生物多样性不能以吨计量，其定义和量化困难，没有非规范方式解释生物价值，指标必须适应生态、文化、尺度和时间框架。本综述为从邻近领域进入农业生物多样性空间的实践者综合生态、方法和社会政治复杂性，聚焦地上生物多样性，并讨论生态动态、方法工具及社会文化维度。
APPROACHES TO BIODIVERSITY MONITORING
生物多样性是抽象概念，涵盖生物体、遗传多样性及其生态组合和群落。保护与农业政策常区分野生生物多样性与农场作物和牲畜农业生物多样性，有时因理论焦点或内在/工具价值分歧而分开处理；但原住民和传统农业社区长期认为野生、农业和文化生物多样性相互依赖、彼此维持。由于生物多样性不能直接测量，只能依赖指标（indicators），而指标由一个或多个单维度度量（metrics）构成，如物种多样性由物种X、Y、Z的丰度构成。指标选择涉及假设、框架和理论，并受后勤、技术和资金可行性影响。没有单一指标能捕捉全部生物多样性，单一指标可能误导；多数监测框架整合多个指标。常用指标包括多物种和多类群复合指标，如物种丰富度（species richness）、群落指标（community indicators）、性状指标（trait-based indicators）；单物种指标，如生态系统服务提供者（ecosystem service providers）、替代/哨兵物种（surrogate/sentinel species）、生物指示种（bioindicator species）、关键种（keystone species）、旗舰种（flagship species）、文化关键种（cultural keystone species）；以及结构指标，如栖息地（habitat）范围、条件、连通性和破碎化。
THE IMPORTANCE OF ABUNDANCE
种群丰度（abundance）是生态系统重要特征，在农业生态研究中常见，有时纳入农业环境计划设计，但在生物多样性信用和补偿中常被忽视。生态系统服务（ecosystem services）价值常与种群大小或活动水平成比例，害虫危害等服务也如此；仅监测物种存在无法捕捉丰度或活动趋势，也无法反映服务价值或损失趋势。从恢复力看，种群大小趋势可作为种群压力的早期预警：小种群更易受冲击，灭绝债务（extinction debt）可能需数年或数十年才兑现，孤立栖息地斑块可能成为依赖迁入的种群汇。即使有准确丰度，长期生存力仍难判断，但缺少丰度测量则会完全错过崩溃预警。丰度指标必须结合目标物种生态学解释，因为自然人口和环境周期可使丰度波动数量级，忽略这些会导致严重误读。
TIMELINES FOR ESTABLISHING BIOLOGICAL TRENDS
监测物种意味着追踪其行为、身体状况、分布或丰度随时间变化，以理解个体和种群动态、发现变化并解释原因。关键在“变化”，因此需先知道何为“正常”。人类活动已影响地球所有栖息地，当代生态系统既非原始也非简单退化，而是人类社区与生态过程长期互动的产物。一个常见挑战是以单一年份作为固定基线，这在补偿和信用机制中常见；单次调查年份的参考数据是噪声点估计而非既定趋势，短时间线无法定义丰度模式，异常气候、干扰或迁徙变化也难识别。干预后变化时间线还受物种生活史性状影响，如扩散能力、繁殖率和寿命；广适种快速定殖，特化种较慢，不同采样间隔会捕获不同类群响应轨迹。基线设置也重要：若从已贫化的最早数据定义基线，则贫化状态成为“正常”，导致基线漂移综合征（shifting baseline syndrome），多个项目可各自报告净增益而区域累积轨迹下降。静态方法比较快照与固定基线，动态方法则将生物多样性视为持续、多尺度过程，追踪变化速率、方向和驱动因素。长期数据需要众所周知，但农业生态研究常受实际和资金限制；一项二阶元分析发现，211项地上生物多样性研究中78%不足10年，55%不足5年。变化需在长期和类群特异性时间线上量化，结合当地专家证词可降低不确定性。
SPATIAL SCALE
没有单一空间尺度最适合评价农业实践的环境可持续性。农场规模可从不足一英亩到数千英亩，农业实践影响可在数米内或数公里外显现，某些影响具有涌现性，景观尺度效应超过单个农场之和，栖息地连通性即为例子。不同物种在不同尺度响应环境变化，多数大型生物依赖农场外栖息地和资源，受周边栖息地组成、连通性、质量或邻近农场压力影响。监测指标和方法在不同尺度表现不同，生物指示种在不同生活阶段和尺度可显示不同甚至相反响应；有效监测方法应针对生态响应的空间尺度，而非农业实践的空间影响。田块尺度措施如开花带（flowering strips）边界明确，但步甲等扩散有限物种可作为数百米内局地响应代理，而同类别中高移动性广适种和独居蜂还依赖巢址等，需在数百至数千米尺度解释。检测区域累积效应则宜用受景观过程主导的群落，如农田鸟类需大范围粗粒度监测；细粒度调查若空间代表性不足，可能看到局地恢复而漏掉区域下降。农场生物多样性价值不仅来自农场本身，还来自与周围景观的相互作用，因此监测须匹配目标与背景的空间尺度。
BIODIVERSITY FOR WHAT?
生态系统大于其各部分之和。外观繁茂的生态系统可能经历大规模局地灭绝，外观稀疏的系统可能具有高初级生产力和恢复力。“健康生态系统”常被想象为未受干扰的热带森林，全球生物多样性框架（GBF）的30×30目标确实强调保护“原始”自然栖息地，但自然栖息地只是GBF优先事项之一；GBF还涉及生态功能、栖息地面积、连通性和质量，从全球重要生态系统到单个物种，保护灭绝风险物种和管理入侵物种，野生和家养物种遗传多样性，以及农业和城市景观中的生物多样性。生态健康和恢复力（resilience）是系统级涌现属性，不由单一物种产生，而来自多部分累积互动；比较两个系统间物种、类群或栖息地质量变化可能误导，生物指示种可推断 broader ecosystem，但一阶指标孤立使用无法有效捕捉恢复力，需多个互补指标长期追踪。保护资源可用于不同目标：保护特定物种可针对其栖息地特征，增加物种总数可扩大自然栖息地和连通源斑块，增加授粉或害虫控制等服务可建设开花带，建设栖息地岛或线性要素可提高基质连通性和渗透性。若目标是特定稀有物种，监测其种群可能足够；若目标更整体，则进展应以生态系统健康和条件相对目标的变化衡量。若项目始于严重退化并最终形成稀疏但稳定生态系统，按许多指标可视为成功并具额外性（additionality）；政策、监管和激励应奖励整体生态系统健康改善，否则可能产生追求最短时间最大数值增益的扭曲激励。
METHODS AND TECHNOLOGIES FOR BIODIVERSITY MONITORING
现有大量工具和方法检测、测量、追踪和分析自然世界，每种方法捕捉不同侧面，并带有局限和偏差。例如许多分类器训练数据主要来自全球北方，导致全球北方—南方偏差，使其在北方更准确。手动和被动声学监测可获取声景及鸟类、蝙蝠、两栖类和昆虫等类群的存在、丰度、行为和密度，但手动需长期专家野外工作，被动分析依赖分类器质量，存在地理或分类偏差、域偏移和丰度估计困难。相机陷阱可识别植物和动物到属、种或个体水平并推导活动与密度，但人工识别耗时，计算机视觉模型准确性因类群和环境而异，易受域偏移和训练数据不平衡影响。环境DNA（eDNA）可检测多种地上类群身份和丰富度，包括稀有、入侵和难发现物种，有时揭示功能生态位，对土壤微生物可估计相对丰度；但多数情况不能估计丰度，分析昂贵且需专业实验室，序列分类分配具计算和统计挑战。陷阱和网具可鉴定昆虫、鸟类、蝙蝠和小型哺乳动物，有时获得相对丰度或种群估计，但雾网和竖琴网需训练有素人员，难以规模化；昆虫陷阱人工较少但成本效益不一。机载传感器可获取许多植物物种丰富度和多样性、部分动物物种识别和丰度及花卉生物多样性和栖息地质量，但无人机昂贵、需技术专长、飞行时间有限且受监管。卫星遥感可获取连通性、破碎化、栖息地结构和生产力等特征，有时通过物种行为与栖息地关系间接估计物种存在、丰富度和分布，但即使空间分辨率提高，直接监测个体动物仅少数案例可行，如大象和象海豹。原住民守护者、护林员、哨兵、公民科学和地方管护可结合多种观察和历史数据，包括基于历史基线、口述史或地方数据集的物种存在/缺失、丰度、分布、物候和收获物条件；管护者具情境化专业知识，但跨文化共享需信任和伦理空间，数据质量随收集者经验变化。直接可观察指标最易测量，但推断力较弱；原住民和地方知识关于关键种丰度更主观，需复杂协作社会科学方法，但其整体性和整合性可支持更强推断，尤其与西方科学互补时。缺乏高质量可验证数据和难以归因于保护干预常被视为投资限制，但在农场低利润边际下，缺乏投资又限制获取所需数据技术；若监测框架将昂贵或难获取方法设为必需，受益者将限于已有资金和专业知识的人群，因此推广可及、可负担工具对扩大监测和保护至关重要。
DATA POLITICS AND OWNERSHIP IN THE AGE OF BIG DATA
除“保护什么生物多样性”外，还有“为何以及如何监测生物多样性”。假设答案只是保护未免天真；所有数据都具有政治性，反映收集动机背后的社会价值和议程。因此需主动探讨政策或市场所编码的定义、框架和架构使谁受益、谁被排除。当前私营部门主导的创新在生物多样性数据收集中广泛存在，聚焦可报告、可验证数据以满足供应链主体需求，表面上是证明产品气候或自然友好。这些数据通过卫星等国家或非国家技术收集，或在私人农田收集，常服务于希望将信息金融化的大型食物系统主体。现有工具可远程、高分辨率监测森林恢复、耕作实践和田间条件，而无需土地所有者或领地权利持有人知情或同意。若报告或商品化生物多样性的数据有价值，则收集工具是通往该价值的门户，可能增强或削弱相关人群的能动性。数据所有权并不明确，知识产权（IP）和公司隐私法律可能使农业企业拥有很大权力决定谁可访问数据。同意（consent）也相关；实践者需确保相关方充分知情并同意隐私和安全协议。无人机、声学记录仪和相机陷阱等工具可能捕获无关私人敏感数据。地方或次区域尺度可能期望农场纳入研究需农民自由知情同意，但国家级遥感研究要求每个农民选择加入不切实际，中间尺度更复杂。全球环境问题进展迅速，需利用所有工具，但每个人、社区和文化都有隐私、能动性和自决权。生物多样性数据必然影响人们生活，但数据不能替代数据所代表地区人民的意愿。许多北美原住民社会有社区和部落民族层面的同意程序，而西方政府、企业和科学家通常将大规模数据收集和代表视为不涉及同意。如何管理大型生物多样性数据集并保护数据访问和主权，将反映社会是否尊重这些基本权利。
BALANCING PRODUCTIVITY, PROFITS, CARBON, AND NATURE
农民管理近一半宜居面积。全球食物系统整体对生物多样性、环境质量和温室气体（GHG）排放具有巨大净负面影晌，农业对自然影响显著。但将责任完全归于农民是危险误解，会遮蔽使农业更可持续所需的变革杠杆。持续提高农业生产力的需求并非食物系统的先天事实，而是百余年来农食链企业整合塑造的政治条件；少数企业影响全球种子、农化、粮食贸易和零售市场，形成结构性压力，将农民锁定在高投入、高产出模式，无论其偏好或地方生态条件如何。这些动态与剥夺性积累（accumulation by dispossession）相关，土地和资源通过殖民圈地到当代大规模土地收购集中，常被称为“土地掠夺”，使小农和原住民社区流离失所。生产力并非价值中立的农业系统绩效度量，而是优先产出和回报的政治经济体系结果。农民处于复杂目标、限制、价值和激励网络中心，须在日益不可预测天气、复杂甚至扭曲的监管和保险结构、历史供应商协议和挣扎的农业生态系统中协调个人与社区需求及短期和长期盈利。尽管生态集约化实践如农业生态耕作或休耕边际土地有潜力，但在首先奖励生产力的气候中，积极且知情的农民也难以改变。该气候由整合的农业企业部门维持，其控制投入供应、商品市场和零售，缩小农民可行选择。生物多样性和碳市场可补偿环保管理，但准入壁垒仍高。农业还因土壤侵蚀、农药和肥料污染、GHG排放及土壤碳汇潜力受审视；减少污染和排放与保护生物多样性同等重要，最终目标都是最小化人类影响。对某些农民，生物多样性只是定义土地管理的众多激励监管结构之一；对财务不稳定、灵活性低的小农，除非与即时利润挂钩，否则生物多样性和碳不进入日常决策。系统充满矛盾和权衡：改善一维可持续性可能降低另一维；供给服务与调节和文化服务间常有权衡；大尺度小影响与局地大影响之间决策更微妙。不存在公平解决所有关切的“理想平衡”，只有因农场而异的演化、主观关切矩阵。进入该对话的实践者应意识到地方优先事项、文化和背景可能持有非常不同观点。
BIODIVERSITY FOR WHOM?
Wyborn等提出“何为理想的生物多样性未来，以及为谁？”从全球组织到个体农民，生物多样性空间有巨大多样行动者和制度，各自关注自然生态系统不同侧面或功能。不保护自然代价高昂，成本直接或间接延伸至食物安全、健康、文化和幸福。生物多样性因此本质上是政治性的。每项保护决策，包括激励框架结构、项目总体目标、指标和测量尺度，都赋予生物多样性某种价值，优先某些方面。由于生物多样性价值与生活其他维度紧密相连，保护决策也隐含赋予这些维度价值。下面概述该空间中的行动者和决策场域。
The global arena
全球尺度上，政府间小组和国际合作创建保护自然的总体优先事项。可持续发展目标（SDGs）将生物多样性置于食物安全和正义等优先事项并列；全球生物多样性框架（GBF）主要聚焦生物多样性、其威胁和所提供价值，农业等非生物多样性方面仅以其影响和获取价值出现。这些机构寻求全球变革以避免人类威胁。它们不能纳入区域背景或衡量地方权衡，但可通过多边协议建立行动和问责框架，使区域和国家行动必须发生。国家自主贡献（NDCs）和国家生物多样性战略与行动计划（NBSAPs）是两个重要例子。
The national arena
国家层面，国际框架与其他国家优先事项、财政现实和各种政治考量碰撞。投资生物多样性的成本和收益被与食物安全、经济增长、健康、国防等被认为或实际更重要、更具政治价值或更可行的事项权衡。国家优先事项常定期重组，也受国家轨迹和历史路径依赖影响，如资源依赖、殖民遗产和过去经济模式，这些影响生物多样性如何被估值并纳入政策。
Private industry
对生物多样性资产的兴趣上升扩大私营企业在保护自然中的作用。私企可能因报告生物多样性影响、最小化依赖生物多样性的供应链风险、改善公众形象而投资监测或改善生物多样性。每种动机塑造其方法、投资地点和参与对象。财务考虑强烈影响私企处理生物多样性的方式，风险包括追求快速胜利的扭曲激励、优先可能快速增益的指标、选择过于简单化、还原式或脱节方法误represent生态现实，或采用忽略地方需求和优先事项的标准化、无情境方法。市场主导保护自然的局限也受关注。多数生态系统服务为非竞争性和/或非排他性公共物品，若交由常规市场力量，自然系统可能被不当估值并保护不足。市场商品常可替代，但生态系统不可替代；不能以一个地方的湿地替换另一个而不造成内在和工具价值损失。尽管如此，新自由主义解决方案在私企和政府中的势头可能难以在合理时间线内完全克服；行业整体在生物多样性对话中日益重要，因此需确保生态系统估值尽可能整体，并赋权非商业力量补充私人主体优先事项。
Indigenous perspective
原住民社区通过生计和管护实践保护和增强生物多样性，有良好记录。在许多地区，生物多样性倡导者寻求保护的“自然基线”至少部分由原住民意图和行动塑造。大量研究表明原住民对全球生物多样性保护至关重要。生物多样性提供维持传统生活方式和文化必需的服务，但其利益超越工具维度；许多原住民社区认为非人类物种是亲属，传统领地内生物多样性管护是出生权责任。历史上，原住民农业生态系统及野生动物和土地管理系统在提供食物、物质和文化资源之外也促进生物多样性。然而今天农业生态系统生物多样性监测和保护对话主要由大规模工业化食物供应链面临的问题和优先事项塑造，即使相关土地和农场处于未割让原住民领地。这带来关键环境正义问题：在发展新方式概念化、量化和补偿生态结果时，必须将新系统置于更广泛且仍有危害的殖民体系背景下审视。
The local arena
生物多样性只是农民生计决策中的一个因素。农民对土地有自身需求、价值和想法，从实际和财务到审美和情感，均影响管理风格。国家和区域政策可能与之相悖，即使完全一致也面临实施障碍，包括农民对可持续农业当前科学、工具和政策的获取与信任；种子、技术、市场和基础设施获取；设备、人工投入和保险的路径依赖；以及受社会人口特征影响的个人风险和变化倾向。农民决策可能不符合各领域专家判断，但“最佳”是主观且流动的概念，随优先事项、时间线和视角变化。专家知情自上而下政策常旨在改善平均值，可能忽视个体；但最终是个体决策决定农场未来及其影响。
Summary
本节目的不是比较或判断任何行动者的优点，而是强调多行动者和价值系统相遇时的冲突潜力。无论是否意识到，该空间每项决策都假定一种生物多样性保护哲学。该哲学会有意或无意地通过选择性地使某些人而非他人受益，强加于不同社区、生态系统和地点。谁受益、谁不受益常归结为获取问题：进入生物多样性资产交易市场、进入重视可持续农产品的供应链、获得生态意识实践激励、获取收集和分析数据所需信息技能技术资源，以及进入决定优先事项、责任和管护的对话。总体目标表面是保护自然，但自然本身没有声音；研究人员希望自然通过对话中所有声音的总和被代表。然而并非所有声音权重相等，当不同价值和优先事项冲突时，一些必然压倒另一些。默认权力重量倾向少数行动者——拥有金钱、政策影响力和各种获取渠道者。只有当权力被有意识和刻意分享时，才可能更接近公平，使共识更接近“正确”决策。不存在完美“正确”决策，但存在对生物圈造成不可否认伤害的决策。食物系统支撑如此大比例人类，出错对人和自然有严重深远后果。为避免此，实践者须采取包容方法，考虑桌旁每个人关切，并首先确保每个人都在桌旁。
CONCLUSION
到论文结尾，新进入农业生物多样性空间的实践者可能感到沮丧。若认真对待所提考虑，它们增加而非降低农业环境中监测生物多样性的复杂性。事实是没有简单答案，即使存在解决方案也常淹没在不断产生的信息洪流中。农业空间实践者需要工具引导其穿越“适应理念之海”，同时考虑地方优先事项、社会生态背景及财务、技术和后勤约束。部分工作包括简化农业和农业生态空间运作的监管和保险景观。为维持生态系统健康及其对人类和社会的贡献，需超越“银弹”解决方案。过去单一关注生产规模和效率；今天出现类似的“碳隧道视野”。若无明确方向，保护自然可能陷入还原式指标导致无效解决方案的陷阱。然而进展必须测量；有效测量需选择适当收集并将生物多样性数据置于其生态和社会景观中的方法工具。这要求承认生物多样性的内在情境性，不仅指标如何反映生态状态，还包括自然——物种、群落、功能和过程——如何与更广阔世界互动、受影响并影响世界。不同实践社区有不同切入点。对设计生物多样性激励框架的政策制定者，核心信息是指标和基线必须生态上扎根、情境敏感，并能抵抗生态结果被简化为数值目标时产生的扭曲激励。对私营部门行动者，必须认识到生态系统不是可替代商品，市场主导方法须由非商业机制补充，以保护市场无法定价的生态和社会价值。对开发监测工具的数据科学家，需确保工具可及并尊重数据主权。对所有实践者，原住民社区、农业生态学家、食物主权运动和社区保护项目不仅提供灵感，也提供经检验模型，应在新系统设计中被中心化而非边缘化。本文许多想法并不新，而在某些学科中已确立；挑战在于确保它们在任何有关生物多样性未来的重大决策中被听到并认真对待。土地权属、主权和土地利用决策的民主控制对生物多样性增益是否公平持久也根本重要，但超出本综述范围；研究人员建议读者参考食物主权、农民运动和农业正义文献。当前轨迹下，农业扩张和集约化可能继续严重损害地球生物圈。限制损害所需知识和工具多已存在，但在相关时间线内在如此复杂系统中实施变革是巨大挑战。当先前局限于学术界的生态概念进入董事会和投资组合，农业中的生物多样性更不应被硬塞进碳资产或保护项目的现有结构，也不应被还原为过度简化、去文化和去政治化的生态系统条件度量。尽管复杂，生物多样性只是非常复杂的全球食物系统中的一个元素，该系统须在农业环境影响与地方、国家和全球食物安全、生计和环境安全优先事项之间平衡。最伟大、最公平的影响将来自该空间所有行动者的认同与合作，以及拥抱由此产生的复杂性。
