PNAS 复杂的农业景观拥有更高的生物多样性
农业扩张、集约化和简化加剧了生物多样性的难以接受。由于发展议程中严重缺乏对农业对生物多样性的依赖性的认识，以及对农业孤岛式和田园式的规划，使这种情况更加严重。因此，农业在积极促进生物多样性保护方面的关键作用被低估了。
许多研究人员呼吁更好地考虑农业景观的多功能作用，包括支持生物多样性和改善生态系统复原力和人类福祉。尽管大量证据表明，在景观层面规划农业干预措施有助于更有效地保护生物多样性，但现实是，在实践管理上很少考虑景观层面的互动和影响。
景观复杂性有三个广泛的维度，对生态过程有不同的贡献：构成（composition）、配置（configuration）和异质性（heterogeneity）。多种努力综合了景观复杂性对特定类群或功能组和种植系统的生物多样性的影响，通常使用不同的生物多样性指标（如物种丰富度、丰度或均匀度）和景观复杂性维度、指标或指标。然而，现有综述中使用的范围和指标的差异，阻碍了整合证据基础，不利于确定一致的与特定环境的结果，从而妨碍了对可用于定制农业景观中的生物多样性保护的建议。
对此，研究人员通过创建迄今为止最全面的全球证据图谱，对探索景观复杂性与生物多样性联系的实验进行了整合分析。研究首先确定了景观复杂性目前在科学文献中是如何被测量和评估的。然后，利用meta分析来探讨景观复杂性在不同农艺和环境背景下对生物多样性的影响。最后，研究还确定了仍然存在的关键知识差距（缺少作物、生物多样性指标和地区）。
研究人员收集的数据集包括从29个地方的实地实验中收集到的157篇发表文献中的1134个效应值。大多数效应值来自欧洲（53%）和北美洲（30%），其次是中美洲和南美洲（11%）。亚洲、非洲和大洋洲的代表人数较少（各<4%）（图1A）。纳入的大部分小哥是在过去十年中发表的（58%发表于2011-2023年）（图1B）。
三个景观复杂性维度对生物多样性的贡献截然不同，证据水平也截然不同。文献使用的指标涵盖了景观复杂性的三个维度，其中每个景观复杂性维度都对生物多样性有积极和显著的影响（图2和3）。文献在讨论介导景观复杂性和生物多样性之间相互作用的假说时，经常认识到这三个维度的新的性。然而，景观复杂性主要是以景观构成（composition）来衡量的（70%的效应值和72%的文献；图2），其次是景观配置（configuration）（15%的效应值和27%的文献），景观异质性（heterogeneity）很少受到关注（7%的效应值和11%的文献）。
▲图2: 每个景观复杂性维度对生物多样性的影响方向和强度。
与较简单的景观相比，农业景观更复杂的配置和组成导致脊椎动物、无脊椎动物和植物的物种丰富度和丰度明显提高（图2）。在这些总体趋势中，数据表明，在复杂和简单的景观中，害虫和病原体的多样性往往保持统计学上的相似（图2）。然而，景观构成的复杂性和配置的复杂性都特别有利于传粉者，而景观构成有利于天敌，景观配置有利于保护性物种和杂草（图2）。除了害虫、病原体和丰度之外，异质景观也倾向于比简单的同类景观承载更多的生物多样性；然而，由于样本量小（即<10篇小哥），证据仍然薄弱（图2）。
总的来说，无论从哪个维度来看，复杂的农业景观都比简单的农业景观承载了更多的生物多样性（图3）。研究通过两种互补的方法测试了16个变量对景观复杂性-生物多样性联系方向和强度的影响（即调节效应(moderating effect)）。这些变量中有一半具有明显的调节效应，包括景观指标、生物多样性功能组和生物多样性指标。生物多样性功能组是唯一一个在各种方法中都被确定为显著调节因素的变量。其他被确认为新的的调节因素包括监测长度、数据质量、分类学类别、作物商品组以及作物生长形式和生命周期。尽管有许多被测试的调节因素，但很大一部分效应大小的变化仍然没有得到解释（>26%）。
▲图3: 景观复杂性对生物多样性的影响
其他调节因素，即景观复杂性维度、生物多样性的位置（地上或地下）、测量范围和管理系统（高与低强度）似乎有一个无效的调节作用，因为各水平的正向、显著和重叠的间隔。这表明，具有不同生活史和觅食范围的物种通过多种生态过程从复杂景观中获益。
总的来说，研究发现景观复杂性对有利于农业的功能群（即授粉者和天敌）和保护性物种有很大的积极影响（图3A）。相反，非有益物种（即害虫、病原体和杂草）的多样性在复杂景观和简单景观中仍然没有统计学差异（图3A）。复杂景观明显增加了物种丰富度、丰度和均匀度（图3B），其中丰度是评估最多的生物多样性指标。
研究表明，如果管理得当，目前的农业景观远不是对生物多样性不利的环境。目前，农业用地作为连接半自然生境的矩阵，在积极促进生物多样性保护目标方面发挥了关键作用。
与简化的景观相比，复杂的农业景观在分类群和功能群方面拥有更多的多样性，包括对农业生产、生态系统功能、复原力和人类福祉有益的物种。景观复杂性通过三个方面，即构成、配置和异质性，对补充生态过程做出贡献--这些方面的任何增加都对生物多样性产生积极和重大的影响。保持和提高农业景观的复杂性对于实现《生物多样性公约》2050年与自然和谐相处的愿景至关新的。
这一挑战将需要转变叙述方式，以承认、重视和促进农业的多功能性以及那些已经为生产-保护目标做出贡献的农业，同时支持一个综合的、多学科的、精心设计的、基于系统的长期研究议程，以量化复杂的农业景观对自然和人类的贡献。