世界人口正在增加，这意味着需要更多的农业用地来为不断增长的人口提供食物。然而，选择转换哪些地区很困难，而且取决于农业和环境优先事项，这些优先事项可能差异很大。
普林斯顿大学领导的一项研究通过使用几种不同的方法来解决同一难题来说明这一挑战：给定目标食物量，应该将新农田放在哪里以尽量减少对环境或生物多样性的影响?
研究人员使用赞比亚作为案例研究，因为该国目前拥有大量生物多样性，但可能会出现显着的农业扩张。他们研究了测量生物多样性的常用方法，例如计算该地区存在的物种，以及考虑该地理区域内这些物种的相对稀有性。
根据他们将哪个因素放入优化土地利用的模型中，为农业发展建议了非常不同的土地区域。事实上，推荐区域之间的重叠小于4%。
发表在《生态应用》杂志上的研究结果表明，迫切需要达成共识：当如此小的差异可能导致几乎完全不同的结果时，相互矛盾的模型可能会成为决策者的障碍而不是路线图。
研究人员说，保护生物学家应该努力寻找更一致的方法来优先考虑生物多样性保护，并且必须更加透明地做出和证明这些决定的合理性。
“今天农业的庞大规模意味着我们需要对决定未来生产粮食的地方具有战略意义，”主要作者克里斯托弗克劳福德博士说。普林斯顿公共与国际事务学院 (SPIA) 科学、技术和环境政策 (STEP) 计划的候选人。“我们的论文将自然世界的利害关系置于更大的背景下，表明您优先考虑什么以及如何衡量它会对生物多样性产生重大影响。”
克劳福德的合著者、生态学、进化生物学和公共事务教授以及 High Meadows 环境研究所的 David Wilcove 更详细地解释了这些影响。
“假设您根据鸟类所在的位置决定哪些区域需要保护自然，哪些区域需要转换为农田，与关注哺乳动物相比，您可能会得到不同的答案。如果你的决定基于保护物种最多的地方，你可能会得到不同的答案，而不是基于最濒危物种的地方做出决定，”威尔科夫说。
Crawford 和 Wilcove 与克拉克大学的 Lyndon Estes 和同样来自 SPIA 的 Tim Searchinger 合作，他们 2016 年的论文提供了本研究中使用的灵感和模型。该团队比较了测量生物多样性的四种不同方法，并挖掘了这些不同方法背后的因素。
该分析首先比较了以前发表在学术期刊上的四种常用的生物多样性测量方法。然后，他们确定了四个关键的方法论决定，这些决定构成了这四种已发表方法之间的差异，并创建了一组新的指数，专门设计用于显示每个一般决定对土地优先排序的影响。
他们的第一种方法着眼于一个地区的脊椎动物(如哺乳动物、鸟类和爬行动物)和植物物种的数量，以及关于栖息地保护优先事项的专家建议。第二个考虑脊椎动物物种的总数，根据它们的灭绝风险和该地区生态系统类型的稀有性来衡量它们的重要性。第三种方法侧重于不同地区的植被类型，根据它们的完整程度、稀有程度以及它们是否受到威胁来衡量它们。第四种方法计算不同区域的物种总数，按其地理范围的大小加权。
在通过他们的模型运行每种方法后，研究人员发现赞比亚被推荐用于农业发展的地区非常不同——不同方法推荐的地区之间的重叠小于 4%，有时低至 0.3%。这表明可能没有一个“一刀切”的解决方案来优先考虑土地使用。虽然一些决定，例如改变被考虑的物种组别，或如何计算它们，对最终的土地利用建议有更大的影响，但即使是小的且经常被忽视的方法学决定也可能导致明显不同的建议。
调查结果凸显了政策制定者在转换土地时面临的极端复杂性。做出这些决定时选择的方法会对生物多样性产生巨大的影响。虽然研究人员专注于生物多样性，但这也只是难题的一部分。土地利用的优先次序还必须考虑到不同地区对农业的适宜性、通过土地转换将释放的碳量以及将农作物从潜在农业地区运输到市场的成本。如果同时考虑其中两个因素，更不用说所有因素，决策就会变得复杂，因为不可避免地要进行权衡。
“你关注哪些物种，你如何计算和比较它们，以及你分析的空间尺度对哪些地方应该保存和哪些地方发展的问题产生了截然不同的答案，”威尔科夫说。“科学家可以想出各种复杂的算法来平衡保护与发展，但除非他们非常仔细地考虑如何计算和比较他们想要保护的动植物，否则他们的结果可能毫无意义。”
