后 上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类课程号： BI906班级号： F1702122 姓名： 马意湉 学号：517021910467专业：计算机科学与技术 阅读与理解 阅读文章名称 Comparing the yields of organic and conventional agriculture 得分 V Seufert,N Ramankutty,JA Foley.Comparing the yields of organic and conventional agriculture.Nature,2012,485(7397):229 中文题目：有机农业和常规农业作物产量比较 姓名：马意湉 单位：上海交通大学电子信息与电气工程学院邮政编码：200240 前言 20世纪60年代以来，以常规农业为代表的农业发展模式使得世界农业取得了 前所未有的成就：20世纪70年代起，有机农业越来越受到发达国家农民和科学家 的重视。进入21世纪全球粮食体系发生了重大变化，面对日益增长的人口，农业 面临着双重挑战，一方面对肉类和高热量饮食的需求不断增加，另一方面要最大限 度地减少农业对全球环境的影响。有机农业是一种综合、健康和环保的可持续发展 农业生产体系，对人类、动物、环境友好，在保障生态安全的同时，能为人类提供 安全的食品，被认为是解决上述问题的重要措施。山 推广有机农业的关键争议在于有机农业作物产量通常低于常规农业，这种产 量差距受不同作物种类、种植环境等影响较大。本文用科学方法全面整理分析了全 球有机农业与常规农业的产量比较的相关文献，列举了影响作物产量差距的因素， 有助于进一步理解有机农业作物产量的限制条件，从而更好地破除障碍，推动有机 农业的发展
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称： 生物技术与人类 课程号： BI 906 班级号： F1702122 姓名： 马意湉 学号： 517021910467 专业： 计算机科学与技术 阅读与理解 阅读文章名称 Comparing the yields of organic and conventional agriculture 得分 V Seufert, N Ramankutty, JA Foley. Comparing the yields of organic and conventional agriculture. Nature, 2012, 485 (7397):229 中文题目：有机农业和常规农业作物产量比较 姓名：马意湉 单位：上海交通大学电子信息与电气工程学院 邮政编码：200240 前言 20 世纪 60 年代以来，以常规农业为代表的农业发展模式使得世界农业取得了 前所未有的成就；20 世纪 70 年代起，有机农业越来越受到发达国家农民和科学家 的重视。进入 21 世纪全球粮食体系发生了重大变化，面对日益增长的人口，农业 面临着双重挑战，一方面对肉类和高热量饮食的需求不断增加，另一方面要最大限 度地减少农业对全球环境的影响。有机农业是一种综合、健康和环保的可持续发展 农业生产体系，对人类、动物、环境友好，在保障生态安全的同时，能为人类提供 安全的食品，被认为是解决上述问题的重要措施。[1] 推广有机农业的关键争议在于有机农业作物产量通常低于常规农业，这种产 量差距受不同作物种类、种植环境等影响较大。本文用科学方法全面整理分析了全 球有机农业与常规农业的产量比较的相关文献，列举了影响作物产量差距的因素， 有助于进一步理解有机农业作物产量的限制条件，从而更好地破除障碍，推动有机 农业的发展
背景知识 一.有机农业和常规农业 尽管有机农业有众多定义，但其内涵是统一的。中国于2005年实施的《有机 产品》国家标准(GBT19630)对有机农业的定义是：遵照一定的有机农业生产标准， 在生产中不采用基因工程获得的生物及其产物，不使用化学合成的农药、肥料、生 长调节剂、饲料添加剂等物质，遵循自然规律和生态学原理，协调种植业和养殖业 的平衡，采用一系列可持续发展的农业技术以维持持续稳定的农业生产体系的一 种农业生产方式]。其核心是建立和恢复农业生态系统的生物多样性和良性循环。 所谓常规农业是在改造传统农业过程中，即农业现代化过程中逐步形成并至 今仍普遍实施的以系统的开放性、资源的高投入和生产的高效率为基本特征的农 业发展模式。它属于现代农业范畴，是传统农业向现代农业转化过程的初期至中期 的一个发展阶段，是当前世界农业在实施运作上占主导地位的农业发展模式。 二.影响有机农业作物产量的因素 (1)农作物的品种。有机水果和产油种子(oi1seed)只比传统农业的产量低3%到 11%,而有机蔬菜和谷物的产量会比一般的同类作物低26%到33%。 (2)氮元素输入量。当有机系统接收比常规系统更高的氮元素时，有机性能提高， 而常规系统不受益于更多氮元素。 (3)土壤条件。研究发现，在酸碱度比较中性的土壤里(pH在5.5到8.0之间)， 有机耕地的产量会和传统耕作的方式比较接近，强酸强碱条件下产量差距 较大。一个可能的解释是，在强酸或强碱的土壤里，作物更依赖化肥中的磷， 而有机生产方式很难给这些作物提供足够多的磷。 (4)水分关系。水分关系也影响有机产量比，灌溉条件下的有机农业比传统农业 低35%，但在雨养条件下为17%。这可能是由于在雨养系统中在可变湿度条 件下相对较好的有机性能。 (5)有机农业在发达国家和发展中国家的表现也很不相同。在发达国家，有机农 业的产量比传统农业要低20%，而在发展中国家，有机农业产量要低上43%。 (6)有机农业依赖具体的耕种管理措施，营养补充和害虫管理都很重要。 三.荟萃分析法和敏感性分析 本文采用的主要文献研究方法为荟萃分析(Meta-analysis)。荟萃分析的概念 最早是由Light和Smith于1971年提出的。当时针对大量发表的科学论文中，对
背景知识 一．有机农业和常规农业 尽管有机农业有众多定义，但其内涵是统一的。中国于 2005 年实施的《有机 产品》国家标准(GB/T 19630)对有机农业的定义是：遵照一定的有机农业生产标准， 在生产中不采用基因工程获得的生物及其产物，不使用化学合成的农药、肥料、生 长调节剂、饲料添加剂等物质，遵循自然规律和生态学原理，协调种植业和养殖业 的平衡，采用一系列可持续发展的农业技术以维持持续稳定的农业生产体系的一 种农业生产方式[2]。其核心是建立和恢复农业生态系统的生物多样性和良性循环。 所谓常规农业是在改造传统农业过程中, 即农业现代化过程中逐步形成并至 今仍普遍实施的以系统的开放性、资源的高投入和生产的高效率为基本特征的农 业发展模式。它属于现代农业范畴, 是传统农业向现代农业转化过程的初期至中期 的一个发展阶段，是当前世界农业在实施运作上占主导地位的农业发展模式。 二．影响有机农业作物产量的因素 （1） 农作物的品种。有机水果和产油种子(oilseed)只比传统农业的产量低 3%到 11%，而有机蔬菜和谷物的产量会比一般的同类作物低 26%到 33%。 （2） 氮元素输入量。当有机系统接收比常规系统更高的氮元素时，有机性能提高， 而常规系统不受益于更多氮元素。 （3） 土壤条件。研究发现，在酸碱度比较中性的土壤里(pH 在 5.5 到 8.0 之间)， 有机耕地的产量会和传统耕作的方式比较接近，强酸强碱条件下产量差距 较大。一个可能的解释是，在强酸或强碱的土壤里，作物更依赖化肥中的磷， 而有机生产方式很难给这些作物提供足够多的磷。 （4） 水分关系。水分关系也影响有机产量比，灌溉条件下的有机农业比传统农业 低 35%，但在雨养条件下为 17%。这可能是由于在雨养系统中在可变湿度条 件下相对较好的有机性能。 （5） 有机农业在发达国家和发展中国家的表现也很不相同。在发达国家，有机农 业的产量比传统农业要低 20%，而在发展中国家，有机农业产量要低上 43%。 （6） 有机农业依赖具体的耕种管理措施，营养补充和害虫管理都很重要。 三．荟萃分析法和敏感性分析 本文采用的主要文献研究方法为荟萃分析（Meta-analysis）。荟萃分析的概念 最早是由 Light 和 Smith 于 1971 年提出的。当时针对大量发表的科学论文中，对
于同样的研究却得出截然不同的结果的问题，他们提出应该在全世界范围内收集 对某一疾病各种疗法的小样本、单个临床试验的结果，对其进行系统评价和统计分 析，将尽可能真实的科学结论及时提供给社会。1976年G1ass首次将这一概念命 名为Meta-analysis,定义为一种对不同研究结果进行收集、合并及统计分析的方法。 荟萃分析的主要目的是将以往的研究结果更为客观的综合反映出来。研究者并不 进行原始的研究，而是将研究已获得的结果进行综合分析。 敏感性分析是指从定量分析的角度研究有关因素发生某种变化对某一个或一 组关键指标影响程度的一种不确定分析技术。其实质是通过逐一改变相关变量数 值的方法来解释关键指标受这些因素变动影响大小的规律。敏感性因素一般可选 择主要参数进行分析。若某参数的小幅度变化能导致经济效果指标的较大变化，则 称此参数为敏感性因素，反之则称其为非敏感性因素。 文章亮点 一、科学的研究方法 本文使用了多种科学的研究方法，附有方法概述和详细介绍，反映出很高的严 谨性。(1)文献调研。本文通过实验设计以及出版物的形式来评估研究质量，筛选 出高质量的研究。(2)变量分类。收集了论文中报告的若干研究特征和来自空间全 局数据集的研究站点的特征，当数据具有某些底层结构时，个别观察可以被分类为 组。(3)荟萃分析。使用自然对数线性化度量，使用混合效应模型来划分样本的方 差。(4)95%置信水平下全面的敏感性分析。 二、严格的标准 在本文发表之前，曾有同类研究结果为有机农业作物产量可与常规农业持平， 甚至超过常规农业产量水平，这一结论受到许多批评。实际原因是之前的研究包含 了并非真正处于有机条件下的农作物产量数据。 为了避免上述错误发生，准确全面地反映两种农业中作物产量的区别，本文作 者对研究的文献范围制定了严格的标准。(1)将分析局限于“真正的”有机系统的 研究，即遵循有机认证机构的标准，获得有机认证管理或非认证有机管理的研究。 (2)仅包括可比的空间和时间尺度的有机和常规系统的研究：(3)只选取具有样 本大小和误差信息的研究。 三、全面的分析 作者全方位收集了关于作物种类、各类环境因素、位置和时间尺度、管理实践
于同样的研究却得出截然不同的结果的问题，他们提出应该在全世界范围内收集 对某一疾病各种疗法的小样本、单个临床试验的结果，对其进行系统评价和统计分 析，将尽可能真实的科学结论及时提供给社会。1976 年 Glass 首次将这一概念命 名为 Meta-analysis，定义为一种对不同研究结果进行收集、合并及统计分析的方法。 荟萃分析的主要目的是将以往的研究结果更为客观的综合反映出来。研究者并不 进行原始的研究，而是将研究已获得的结果进行综合分析。 敏感性分析是指从定量分析的角度研究有关因素发生某种变化对某一个或一 组关键指标影响程度的一种不确定分析技术。其实质是通过逐一改变相关变量数 值的方法来解释关键指标受这些因素变动影响大小的规律。敏感性因素一般可选 择主要参数进行分析。若某参数的小幅度变化能导致经济效果指标的较大变化，则 称此参数为敏感性因素，反之则称其为非敏感性因素。 文章亮点 一、科学的研究方法 本文使用了多种科学的研究方法，附有方法概述和详细介绍，反映出很高的严 谨性。（1）文献调研。本文通过实验设计以及出版物的形式来评估研究质量，筛选 出高质量的研究。（2）变量分类。收集了论文中报告的若干研究特征和来自空间全 局数据集的研究站点的特征，当数据具有某些底层结构时，个别观察可以被分类为 组。（3）荟萃分析。使用自然对数线性化度量，使用混合效应模型来划分样本的方 差。（4）95%置信水平下全面的敏感性分析。 二、严格的标准 在本文发表之前，曾有同类研究结果为有机农业作物产量可与常规农业持平， 甚至超过常规农业产量水平，这一结论受到许多批评。实际原因是之前的研究包含 了并非真正处于有机条件下的农作物产量数据。 为了避免上述错误发生，准确全面地反映两种农业中作物产量的区别，本文作 者对研究的文献范围制定了严格的标准。（1）将分析局限于“真正的”有机系统的 研究，即遵循有机认证机构的标准，获得有机认证管理或非认证有机管理的研究。 （2）仅包括可比的空间和时间尺度的有机和常规系统的研究；（3）只选取具有样 本大小和误差信息的研究。 三、全面的分析 作者全方位收集了关于作物种类、各类环境因素、位置和时间尺度、管理实践
等不同研究特征的信息，内容涵盖范围广，角度多样，还包含了大多数同类型报告 所没有的水分、土地变量的影响分析，展现出作者思维的全面性。 四、直观丰富的图表 文中包含了10张有机-常规农业产量比例图表，每一张图各自以作物品种、氮 元素输入量、土壤pH等因素之一为变量，清晰直观地展示了各类因素对结果的影 响，便于加强读者对数据的理解。图中还引入了不确定范围，反映出严谨性。此外， 作者还绘制了敏感性分析图。 读后感 本文是一篇基于文献调研的论文，通过荟萃分析的文献研究法，依据有机农业 领域现有原始研究，全面分析了影响有机农业和常规农业产量差距的因素，有利于 评估有机农业发展的正确方向。 首先令我感触最深的是作者研究采用的规范严谨的态度。本文有着非常详尽 的研究方法说明，研究过程中采取了科学的分析方法和严格的标准，进行了全面的 影响因素分析，显示出了研究的严谨性和专业性，表现了极高的科学精神和优秀的 专业素养。这种规范性和严密性为我今后的科研道路和学术写作树立了榜样。 作者在进行了全面的影响因素分析之后，提炼出有机农业要依靠知识和良好 的管理实践提升产量的观点。文章最后作者提出一种新的思路，即放弃争论有机农 业和常规农业的优越性，取长补短建立一种“混合型”农业，本文不仅完成了科学 性分析，还能够提出建设性、综合性的建议。从本文分析的过程中，我认识到一个 好的研究，在保证科学性以外，还需要更开放、发散的视角，需要总结、概括的能 力，能提出自己独创性的观点。 联系当下国情，有机农业的发展原则和理念，与目前我国倡导的生态文明建设、 可持续发展、供给侧改革、建设新农村等大政方针匹配度高，应积极促进和推动有 机农业发展，本文的结论在有机农业发展分析有着参考价值，对现实有着积极的指 导意义。这样的研究内容贴近社会需要，也表现出了对农民、环境、社会前景的关 怀，做到了研究为社会发展服务。这启示我要以更宽广的视野看待科学研究，牢记 科学造福人类的理念。 参考文献： [1]李显军.中国有机农业发展的背景、现状和展望)世界农业，2004(7)：7-10 [2]国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会.GB/T19630一2005
等不同研究特征的信息，内容涵盖范围广，角度多样，还包含了大多数同类型报告 所没有的水分、土地变量的影响分析，展现出作者思维的全面性。 四、直观丰富的图表 文中包含了 10 张有机-常规农业产量比例图表，每一张图各自以作物品种、氮 元素输入量、土壤 pH 等因素之一为变量，清晰直观地展示了各类因素对结果的影 响，便于加强读者对数据的理解。图中还引入了不确定范围，反映出严谨性。此外， 作者还绘制了敏感性分析图。 读后感 本文是一篇基于文献调研的论文，通过荟萃分析的文献研究法，依据有机农业 领域现有原始研究，全面分析了影响有机农业和常规农业产量差距的因素，有利于 评估有机农业发展的正确方向。 首先令我感触最深的是作者研究采用的规范严谨的态度。本文有着非常详尽 的研究方法说明，研究过程中采取了科学的分析方法和严格的标准，进行了全面的 影响因素分析，显示出了研究的严谨性和专业性，表现了极高的科学精神和优秀的 专业素养。这种规范性和严密性为我今后的科研道路和学术写作树立了榜样。 作者在进行了全面的影响因素分析之后，提炼出有机农业要依靠知识和良好 的管理实践提升产量的观点。文章最后作者提出一种新的思路，即放弃争论有机农 业和常规农业的优越性，取长补短建立一种“混合型”农业，本文不仅完成了科学 性分析，还能够提出建设性、综合性的建议。从本文分析的过程中，我认识到一个 好的研究，在保证科学性以外，还需要更开放、发散的视角，需要总结、概括的能 力，能提出自己独创性的观点。 联系当下国情，有机农业的发展原则和理念，与目前我国倡导的生态文明建设、 可持续发展、供给侧改革、建设新农村等大政方针匹配度高，应积极促进和推动有 机农业发展，本文的结论在有机农业发展分析有着参考价值，对现实有着积极的指 导意义。这样的研究内容贴近社会需要，也表现出了对农民、环境、社会前景的关 怀，做到了研究为社会发展服务。这启示我要以更宽广的视野看待科学研究，牢记 科学造福人类的理念。 参考文献： [1] 李显军.中国有机农业发展的背景、现状和展望[J].世界农业, 2004(7):7-10. [2] 国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会.GB/T 19630—2005
中国有机产品标准S1.北京：中国标准出版社，2005 [3]Seufert V,Ramankutty N.Many shades of gray-The context dependent performance of organic agriculture[J].Science Advances,2017,3(3). [4]席运官，李刚.基于有机农业基本原则的有机完整性诠释[.农学学报，2014(10)： 107-110,124 [5]Willer H,Lernoud J.The World of organic agriculture-Statistics and emerging trends 2017M.2017
中国有机产品标准[S].北京:中国标准出版社, 2005. [3] Seufert V, Ramankutty N. Many shades of gray- The context dependent performance of organic agriculture[J]. Science Advances,2017,3(3). [4] 席运官,李刚.基于有机农业基本原则的有机完整性诠释[J].农学学报, 2014(10): 107-110,124. [5] Willer H, Lernoud J. The World of organic agriculture-Statistics and emerging trends 2017[M].2017