研究表明，土地管理和气候变化影响生态系统同时提供多种服务的能力

发表在《自然通讯》上的一项新研究发现，当土地管理减少杀虫剂和矿物氮肥的使用时，德国中部的农业生态系统，特别是草原和农田，可能会增强同时提供多种商品和服务的能力

根据德国综合生物多样性研究中心（iDiv）、亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）、莱比锡大学和马丁·路德·哈勒·维滕贝格大学（MLU）的研究人员的说法，这一发现在未来潜在的气候条件下成立，土壤生物多样性有望成为所谓多功能性的重要因素

该研究也是第一个采用混合生态经济多功能性措施的研究，该措施考虑了利益相关者对不同生态系统服务的偏好。例如，农民比其他利益相关者更重视粮食生产力。此外，整个社会都受益于碳固存和水质保护等服务的监管

迄今为止，关于与社会各种价值观相一致的理想耕作方法，存在着相当多的争论。集约农业使用矿物肥料和合成农药来提高产量，而粗放农业则避免使用农用化学品。每种方法都有利弊：集约农业可以提高产量，但可能会造成污染，而粗放农业由于单位面积产量较低，可能需要更多的土地

“独特的研究设计使我们能够评估气候和土地利用变化等主要全球变化驱动因素对生态系统服务提供的影响，”第一作者、iDiv和莱比锡大学校友弗里德里希·谢尔辛格说。Scherzinger在莱比锡大学和格拉茨大学领导了他的硕士论文研究。“这些生态系统服务对人类福祉至关重要。将经济和生态研究相结合，可以更全面地了解生态系统中相互关联的部分。”

从一开始就将生态学和经济学相结合

研究人员在两种不同的气候情景（当前和潜在的未来气候）下对五种土地利用类型进行了大规模实地实验：全球变化实验设施（GCEF），由UFZ运营

评估的生态多功能部分探讨了14种生态系统功能，如氮浸出和地上生物量生产；而经济多功能性评估纳入了由此产生的六种生态系统服务的总财务价值：粮食生产、气候调节、水质、土壤健康、生物多样性保护和景观美学

“全球变化实验设施是一项独特的实验，”合著者兼全球气候变化框架协调员、UFZ和iDiv的生态学家Martin Schädler博士说

“它使我们能够在标准化条件下直接比较不同土地利用类型对气候变化的反应，而不会混淆不同场地条件的影响。这对于对比现实世界中通常在非常不同的环境下建立的集约生产系统和粗放生产系统尤为重要。”

通过从一开始就整合农民、当地居民、环境保护机构和旅游机构对不同生态系统服务的偏好，研究人员对生态系统服务进行了更全面的评估，克服了纯经济评估的缺点

该研究的高级作者、iDiv和莱比锡大学的经济学家Martin Quaas教授表示：“更高的生物多样性水平稳定了生物量产量，使其更能抵御干扰，类似于多样化的股票投资组合。”。“基于这种影响，我们可以计算生物多样性的自然保险价值。”

研究结果表明，未来的气候和集约化管理会降低草原和农田的生态多功能性。总体而言，与集约管理相比，粗放管理的经济多功能性指标约高出1.7至1.9倍，这适用于草原和农田

然而，当仅考虑农民的偏好时，集中管理的草原比没有集中管理的草地表现出更高的多功能性。这项研究的结果是基于单位面积的测量结果，但没有根据产量进行评估

将土壤生物多样性与生态系统服务联系起来

该研究还探讨了在当前和潜在的未来气候条件下，土壤生物多样度（土壤中生命的多样性）与不同土地利用类型的生态多功能性之间的关系

研究结果表明，土壤生物多样性可能是生态系统同时发挥多种功能能力的重要组成部分，土壤生物多样化程度低的生态系统可能特别容易受到未来气候条件的影响

iDiv和莱比锡大学的土壤生态学家、该研究的高级作者Nico Eisenhauer教授解释道：“地球上大约60%的物种生活在土壤中。这些土壤生物不仅种类繁多，而且是我们生态系统的功能支柱。”

“这项研究表明，我们可以通过有针对性的管理策略来维持土壤生物多样性，以维持大自然为我们提供的多种服务。”

这项研究是朝着整体和全面的方法迈出的重要一步，作者警告说，由于气候变化、生物多样性丧失和农用化学品的大量使用，社会从土地中获得的利益将大幅减少

Scherzinger说：“我们的研究表明，农民通过集约管理实现收入最大化，而在粗放管理下，生态系统服务的提供最高。”

“由于农民传统上是管理土地的人，如果没有一个激励农民的制度，以弥补他们在集约管理和粗放管理之间的收入差距，社会效益就不可能达到最佳。”

然而，本研究没有考虑景观多样性和土地足迹（单位产量所需面积）等相关方面，因此很难得出什么类型的农业最终最适合使用的结论

Scherzinger总结道：“未来的研究应侧重于景观水平的生态系统服务提供以及景观异质性对最佳社会结果的作用。”