研究表明，全球粮食生产导致生物多样性严重丧失

随着世界努力应对气候变化和粮食不安全的挑战，对可持续粮食生产的需求变得更加紧迫

但许多当前的农业实践与它们所依赖的生态系统不一致，危及我们粮食系统的长期可持续性以及支撑和围绕它们的生物多样性

对农业生产力的盲目追求使养活全球大量人口成为可能。然而，研究表明，粮食生产的效率是以牺牲稳健性为代价的。在这些高产、均匀的景观下，大自然的生物多样性举步维艰

多样化的森林和牧场已被快速生长、寿命短的粮食作物的大规模单一栽培所取代。在海洋和淡水体中，较大的鱼类被捕捞，留下较小、生长较快的物种

自然是一个高度互联的系统，一个领域的行为向外蔓延，影响着广阔的景观和海景中的物种。我们的新研究表明，农业和渔业实践的后果远远超出了田地、农场和渔场，改变了整个地区的生物多样性和稳定性

全球粮食生产力的成本

我们最近在《自然生态学与进化》上发表的论文回顾了数百项研究，以表明人类对增加粮食产量的驱动如何从根本上改变了生态系统的生物结构——支撑生态系统的物种相互作用和能量流动的错综复杂的挂毯。这样做导致了生物多样性的严重丧失

对全球粮食生产力的追求也导致了景观的同质化，用大大简化的食物网取代了曾经复杂的食物网

在陆地上，这种简化来自取代栖息地和生态系统的巨大单一栽培。在水中，拖网捕捞等选择性捕捞和资源开采方法严重扰乱了海底沉积物，这是大量物种生存所需的宏观栖息地

全球大部分粮食生产发生在自然生产地区，这些地区通常是生物多样性热点地区。因此，粮食生产造成的生物多样性损失集中在这些生态重要地区

北美五大湖地区就是这样一个地区，北部和南部物种在这里相交，生活在一个与大淡水海相连的广阔地区。这个地区也是数百万候鸟的暂时家园

在通过政策措施解决生物多样性丧失问题时，例如COP15的30x30目标，即到2030年保护30%的陆地和海域，政策制定者还必须优先恢复已经受到影响的生物多样性热点

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向自然学习

我们需要从根本上改变我们生产粮食的方式——认识到粮食生产效率是以生态系统的稳健性和生物多样性的丧失为代价的。政策制定者必须找到新的方法来维持粮食生产，同时确保我们生态系统的适应能力

通过模仿大自然复杂的栖息地镶嵌，我们可以增强食物网的弹性。通过这样做，我们可以缓冲它们免受环境变化的影响，并加强对生态系统至关重要的活动，如授粉、土壤碳固存和养分循环

在农业系统中，这种方法需要通过间作（一次种植多种作物）、多年生复合栽培和作物轮作将异质性重新引入农业。它还将涉及恢复边缘土地，即农业价值很低的土地，包括原生草原、绿篱、树木繁茂的岛屿、河岸缓冲区（溪流或河岸沿线的植被区）和湿地

但再生农业不应只关注单个领域，而应着眼于景观层面，以设计更复杂的栖息地为目标

同样，在水生领域，渔业管理者需要超越目标渔业的产量。他们必须采取基于生态系统的管理策略，优先考虑系统层面的弹性

例如，为运动渔业放养鲑鱼可以补贴捕食者（如鲑鱼），这些捕食者严重减少或消除了自然环境中的本土猎物物种（如思科）

这将大大偏离许多渔业目前的战略，后者侧重于单一物种的最大可持续产量。然而，随着气候变化的加剧，这些高度扰动系统的恢复能力将受到考验，可能会被发现不足

将愿景变为现实

虽然进行如此巨大的转变令人望而生畏，但回报将是深远的。通过将我们的景观重新构想为大规模的管理和保护举措，我们可以应对多种环境挑战，从生物多样性丧失和营养污染到碳固存和洪水缓解

例如，恢复湿地可以增强生物多样性，作为重要的碳汇，有助于农业和城市防洪，并减少导致有害藻华和死亡区的过量营养物质，这些问题因气候变化而加剧

要实现这一愿景，需要加拿大水务局、土著团体、生态学家、工程师、水文学家和其他利益相关者等政府机构的合作努力，设计和实施针对每个地区独特特征的解决方案

这种方法将世代管理积累的现有整体土著知识观点与最新的科学见解相结合，为可持续粮食生产和生态系统保护创建了一个全面的框架 More information: Marie Gutgesell et al, The productivity–stability trade-off in global food systems, Nature Ecology & Evolution (2024). DOI: 10.1038/s41559-024-02529-y

Journal information: Nature Ecology & Evolution