Understanding how the world's flora and fauna will respond to bioenergy expansion is critical. This issue is particularly pronounced considering bioenergy's potential role as a driver of land-use change, the variety of production crops being considered and currently used for biomass, and the diversity of ecosystems that can potentially supply land for bioenergy across the planet. We conducted 2 global meta-analyses to determine how 8 of the most commonly used bioenergy crops may affect site-level biodiversity. One search was directed at finding data on biodiversity in different production land uses and the other at extracting energy-yield estimates of potential bioenergy crops. We used linear mixed-effect models to test whether effects on biodiversity varied with different individual bioenergy crop species, estimated energy yield, first- or second-generation crops, type of reference ecosystem considered, and magnitude of vertical change in habitat structure between any given crop and the reference ecosystem. Species diversity and abundance were generally lower in crops considered for bioenergy relative to the natural ecosystems they may replace. First-generation crops, derived from oils, sugars, and starches, tended to have greater effects than second-generation crops, derived from lignocellulose, woody crops, or residues. Crop yield had nonlinear effects on abundance and, to a lesser extent, overall biodiversity; biodiversity effects were driven by negative yield effects for birds but not other taxa. Our results emphasize that replacing natural ecosystems with bioenergy crops across the planet will largely be detrimental for biodiversity, with first generation and high-yield crops having the strongest negative effects. We argue that meeting energy goals with bioenergy using existing marginal lands or biomass extraction within existing production landscapes may provide more biodiversity-friendly alternatives than conversion of natural ecosystems for biofuel production.
Es de suma importancia entender cómo responderán la flora y la fauna mundial ante la expansión de la bioenergía. Este tema es acentuado particularmente si consideramos el papel potencial que tiene la bioenergía como causante del cambio en el uso de suelo, la variedad de producción de cultivos que se está considerando y que se usa actualmente para la biomasa y la diversidad de ecosistemas que potencialmente pueden proporcionar tierras para la bioenergía en todo el planeta. Realizamos dos meta-análisis mundiales para determinar cómo ocho de los cultivos que se usan con mayor frecuencia para la bioenergía podrían afectar a la biodiversidad a nivel de sitio. Una búsqueda estuvo dirigida al hallazgo de datos sobre la biodiversidad en diferentes usos de suelo para producción y la otra hacia la extracción de estimaciones de producción de energía de los cultivos potenciales para la bioenergía. Usamos modelos de efectos lineales mixtos para probar si los efectos sobre la biodiversidad variaron con diferentes especies individuales de cultivos para bioenergía, la producción de energía estimada, los cultivos de primera o segunda generación, el tipo de ecosistema de referencia considerado y la magnitud del cambio vertical en la estructura del hábitat entre cualquier cultivo dado y el ecosistema de referencia. La diversidad y la abundancia de especies fueron generalmente más bajas para los cultivos considerados para la bioenergía en relación con el ecosistema natural que podrían reemplazar. Los cultivos de primera generación, derivados de aceites, azúcares y almidones, tendieron a tener efectos más grandes que los cultivos de segunda generación, derivados de la lignocelulosa, cultivos leñosos o residuos. La producción de cultivos tuvo efectos no lineales sobre la abundancia y, a una menor extensión, sobre la biodiversidad en general; los efectos de la biodiversidad fueron causados por los efectos negativos de producción para las aves pero no para otros taxones. Nuestros resultados enfatizan que el reemplazo de ecosistemas naturales por cultivos para la bioenergía en todo el planeta será considerablemente perjudicial para la biodiversidad, con los efectos negativos más fuertes ocasionados por los cultivos de primera generación o de alta producción. Argumentamos que lograr los objetivos de energía por medio de bioenergía usando las tierras marginales existentes o la extracción de biomasa dentro de paisajes existentes de producción puede proporcionar alternativas más amigables para la biodiversidad que la conversión de los ecosistemas naturales para la producción de biocombustibles.
了解世界动植物将如何应对生物能源的扩张十分重要。特别是考虑到生物能源在驱动土地利用变化中的潜在作用、目前及未来以农作物作为生物质能的各种生产方式, 以及全球可能为生物能源提供土地的生态系统的多样性等因素, 这一问题显得尤为突出。我们进行了两项全球范围的荟萃分析, 以确定 8 种最常用的生物能源作物如何影响该地点的生物多样性。其中一项研究的目的是收集不同生产用地的生物多样性数据, 另一项研究则提取了潜在生物能源作物的产能估计值的信息。我们使用线性混合效应模型, 分析了不同的生物能源作物、其产能估计值、属于第一代还是第二代作物、参考生态系统的类型、各种作物和参考生态系统之间栖息地结构垂直变化的幅度等因素对生物多样性的影响是否有所不同。生物能源作物的物种多样性和丰度通常低于它们所在的自然生态系统。从油、糖和淀粉中获得生物能源的第一代作物往往比从木质纤维素、木本作物或剩余物中获得能源的第二代作物产生更大的影响。作物产量对物种丰度有非线性影响, 对总体生物多样性也有较小的非线性影响; 对生物多样性的影响主要是由对鸟类的负面影响引起的, 而非其他类群。我们的研究结果强调, 在全球范围内用生物能源作物取代自然生态系统将在很大程度上破坏生物多样性, 特别是第一代和高产作物将产生最强烈的负面影响。我们认为, 相比于转化自然生态系统来用于生物燃料生产, 利用现有边缘土地的生物能源或现有的生产景观中获得的生物质能以实现能源目标, 可能是一种更为生物多样性友好的替代方案。 【翻译: 胡怡思; 审校: 聂永刚】.
Keywords: amphibians; anfibios; aves; biocombustibles; biodiversidad; biodiversity; biofuels; birds; crops; cultivos; deforestación; deforestation; forest; grassland; mammals; mamíferos; pastizales; plantas; plants; reptiles; 两栖动物; 农作物; 哺乳动物; 森林; 森林砍伐; 植物; 爬行动物; 生物多样性; 生物燃料; 草原; 鸟类.
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