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该综述聚焦欧洲耕地,旨在量化主要农艺干预(施肥、耕作、农药使用、割草和放牧)对步甲和蜘蛛(两种重要的地面捕食者)的影响,分析不同情境下其数量、多样性变化,为创新农业生态种植系统设计提供依据。
研究背景
过去几十年,欧洲农业实践的集约化使农业生态系统发生了根本性转变。土地利用和农药使用的强化,以及景观的同质化,是导致节肢动物生物多样性丧失的主要因素。这种生物多样性的下降引发了人们对生态系统服务(如授粉、害虫调节和有机物分解)丧失的担忧。因为节肢动物及其相关的生态系统服务对农业生产至关重要,所以农业必须向农业生态学(agroecology)转变,设计创新的农业生态种植系统,减少有害干扰,增加作物多样性,建设更多半自然基础设施。
在这样的背景下,地面节肢动物作为广食性捕食者受到广泛研究,尤其是步甲(carabids)和蜘蛛。它们在耕地景观中数量丰富,适应作物和开阔栖息地,并且是重要的生态系统服务提供者,有助于控制害虫和调节杂草。
虽然已有大量研究探讨了农业实践对土壤动物和地面节肢动物的影响,但关于步甲和蜘蛛对农艺干预的反应模式仍不明确,可能是由于不同功能特征物种的拮抗反应。因此,有必要进行定量综合分析,以明确这些模式。
综述目的
本综述旨在研究欧洲耕地主要农艺干预措施对步甲和蜘蛛这两种最受关注的地面捕食者群体的影响。具体来说,要量化这些农业实践在不同情境(作物类型、生产方式)下对步甲和蜘蛛数量和多样性的影响,为创新农业生态种植系统的设计提供指导。同时,研究不同分类水平对农业实践的可能差异反应,以及这种反应与功能特征(如饮食、捕猎策略、体型)的关系。
主要问题及构成要素
主要问题是:欧洲耕地主要农艺干预措施对步甲和蜘蛛群落有何影响?
基于 PICOc 框架,主要问题的关键要素包括:
- 研究群体(Population):步甲和蜘蛛。
- 干预措施(Intervention):主要农艺干预,即施肥、耕作、农药施用、割草和放牧。
- 对照(Control):干预前后对比,或干预与对照地块或田地之间的对比。
- 结果(Outcome):步甲和蜘蛛的变化测量,即数量、物种丰富度、(功能)多样性、(功能)均匀度。
- 研究类型(Type of study):所有实地研究,采用析因实验设计或农场实地设计,在耕地作物和轮作草地中直接评估干预效果。
研究方法
- 遵循准则:系统评价将遵循环境证据协作组织的《环境管理证据综合指南和标准》,并符合 ROSES 报告标准以及本方案。
- 文献检索:从 2024 年发表的关于农业管理实践对生物多样性指示物种群体影响的系统地图中识别证据。选择该地图数据库中所有报告了农艺干预(施肥、耕作、农药施用、割草和放牧)在耕地(耕地作物和临时草地)对步甲和蜘蛛影响的文章,包括灰色文献。同时,使用相同的检索词对 2022 年 4 月以来的文献进行更新检索,检索平台包括 Web of Science 核心合集、CABI 平台,并通过谷歌学术补充检索,仅提取英文文章。
- 文章筛选和研究 eligibility criteria
- 筛选过程:新参考文献的筛选将在标题、摘要和全文三个层面依次进行。在标题和摘要层面,根据 eligibility criteria 将记录分类为相关、不确定或不相关,不相关记录将被排除。相关和不确定记录将进入下一轮筛选。在全文层面,文章被确定为保留(相关)或排除(不相关),并记录排除原因。筛选工作由一名审阅者(CT,其本人的出版物由 YF 或 PJ 筛选)进行,审查团队将通过双重复核 100 篇标题、100 篇摘要和 50 篇全文,并计算 kappa 检验来测试筛选过程的可重复性。
- eligibility criteria:文章需满足以下条件才能纳入系统评价:包括步甲和 / 或蜘蛛;至少包含一种农艺干预;比较干预和对照;报告数量、物种丰富度、多样性或均匀度的测量结果;为实地研究,采用析因实验设计、农场实地或配对设计;研究在耕地进行,包括耕地作物、饲料作物和临时(轮作)草地;研究在欧洲大陆进行;文章为英文。
- 研究有效性评估:对每一项符合 eligibility criteria 的研究进行内部有效性(选择、实施、检测和归因偏差风险)和外部有效性(研究与综述主题的适配程度以及回答综述主要问题的适宜性)评估,通过 12 个问题的问卷进行,根据回答将研究的偏差风险评为低、中、高。评估工作由一名审阅者(CT,不评估自己的出版物)进行,由 YF 或 PJ 双重复核,结果用于敏感性分析。
- 数据编码和提取策略:从选定文章中提取的元数据包括文献信息、研究设计、作物类型、步甲和 / 或蜘蛛测量结果、监测方法以及所研究的农艺干预。此外,还将提取生产方法、处理重复数等信息。对于每一项研究,记录一个或多个效应,并将其转化为效应量。数据提取主要由一名审阅者(CT)进行,审查团队将对 5% 的研究进行双重复核。
- 潜在效应修饰因子 / 异质性原因:考虑的潜在效应修饰因子包括作物类型、生产方法、干预时间尺度、空间尺度、监测方法,以及不同农艺干预的具体参数,如施肥类型和剂量、耕作强度和深度、农药类型和剂量、割草和放牧的频率和强度。
- 数据合成和呈现:首先对选定研究及其结果进行叙述性合成,即定性描述研究和结果,使用投票计数法(将效应的显著性和方向记录为正、中性或负)。然后,仅对具有足够定量数据的研究进行定量合成,在 R 环境中使用 metafor 包进行统计分析,计算效应量并应用随机效应模型进行合成。结果将按农艺干预进行合成,并突出不同的修饰因子,如可能还将对亚组进行元分析,以研究不同分类和功能水平的潜在差异反应。在叙述性和定量合成中,都将首先合成低偏差风险研究的结果,然后考虑中高偏差风险研究的结果,并检查潜在的发表偏倚。