研究表明,制定正确的农药减少政策对粮食安全至关重要

【字体: 时间:2022年06月24日 来源:Fundamental Research

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  利用一个新开发的模型来模拟中国上海的城郊农业部门,研究人员探索了在地区和区域层面实施该市现有的农药使用减少政策的影响。在这两种情况下,他们发现该政策导致作物产量下降,但改善了水污染水平。然而,该地区的环境和粮食安全成果比其他地区要好。

  
   

Simulated effects of Shanghai’s pesticide use reduction policy on the environment and food security    

图:模拟上海减少农药使用政策对环境和粮食安全的影响


“城郊农业”一词一般用来描述在人口密集的中心地带的边缘地带种植植物和牲畜。然而,城市扩张、劳动力成本上升和劳动力供应有限等因素正使城郊农业面临越来越大的压力。因此,农业综合企业正在寻找减少工作量和提高产量的方法;例如,许多国家更加依赖杀虫剂;这一步骤可能对城市环境及其居民产生负面影响。

在《KeAi基础研究》杂志上发表的一项研究中,来自中国和美国的研究人员探讨了中国东部大都市上海出台的减少农药使用政策对农业食品和环境的影响。该政策旨在到2020年将农用化学品的使用量比2015年减少20%。官方数据显示,上海实现了这一目标,农药使用量下降了40%多一点(从4415吨下降到2644吨)。然而,同期种植面积减少了近25%(从34.02万公顷减少到25.52万公顷),其中主要作物产量减少了18%,蔬菜产量减少了31%。尽管市政府声明的目标是尽可能保持城市周边农业的完整,以确保粮食安全。

该论文的作者之一、中国上海交通大学的Yuquan Zhang表示,虽然城市化等其他因素也导致了上海郊区土地面积的减少,但农药减排政策在多大程度上起到了作用,仍存在疑问。为了衡量这一政策的影响,他和他的同事们与美国德州农工大学GAMS(通用代数建模系统)教授兼专家布鲁斯·麦卡尔(Bruce McCarl)合作。他们共同开发了一种新的优化模型,模拟上海郊区的农业部门,该模型拥有丰富的作物和地区特定投入使用数据,包括农药。然后,他们探索了一系列农药减少使用场景的影响,包括上海市20%的目标。

该小组发现,在地区一级和区域一级实施现有的削减政策产生了显著不同的结果。当每个地区都遵守20%的减产规定时,大米和蔬菜(绿叶蔬菜和卷心菜)的种植面积都显著减少,导致产量水平下降。然而,对崇明(北部岛屿)和青浦(西部)等地区来说,耕地面积的减少——以及农药的使用——也有积极的结果,减轻了长江口和淀山湖的污染。后者是一种重要的饮用水资源。

在区域层面上,20%的减排任务导致崇明和青浦等农药使用量高的城市周边地区农业面积大幅减少,作物组合也发生了显著变化,水稻受到严重影响。研究小组还发现,采用机械更精确地施用农药,对模型结果有积极影响。

Yuquan Zhang总结道:“上海人口众多(2487多万),土地有限,目前还不可能养活自己,但居民对叶菜的强烈需求意味着上海需要种植足够的供应来满足85%左右的需求。但缺点是,蔬菜通常比农田作物含有更多的农药。上海的作物结构以非粮食作物为主,这些作物通常是农药密集型作物。

“这种城郊农业的地表径流一直是水污染的主要原因。我们的研究表明,当使用数量控制政策在区域层面上实施时,而不是在‘一刀两得’的地区层面上,可以同时改善农业粮食影响和改善环境结果,而不是我们经常看到的尖锐的权衡。”

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