基于生态系统服务评估的可持续农林业系统设计：意大利北部的参与式行动研究启示

为解决传统农业可持续性不足的问题，研究人员通过参与式行动研究，在意大利北部对比了演替农林业系统（SAFS）、传统混合作物园和常规榛子园的生态系统服务（ES）供给。研究整合i-Tree软件量化分析和专家参与的矩阵模型评估，发现SAFS在提供内在和文化ES方面表现卓越，更符合农场长期生态与教育目标。该研究为多功能农业景观的协同设计提供了可复制的框架。

　　

在欧洲，生态系统和景观因不可持续的农业实践而变得脆弱，对气候变化和环境冲击高度敏感。欧盟新法规呼吁农业在保护和再生目标中发挥新作用。农林业（Agroforestry）作为树木与作物/动物系统的有意结合，能创造环境、经济和社会效益，符合欧盟共同农业政策（CAP）的最新指导方针。其中，演替农林业系统（Successional Agroforestry Systems, SAFS）通过模仿自然森林生态系统的结构、功能和演替过程，为可持续食品生产提供了有前景的路径。然而，尽管SAFS在热带地区（如巴西的“共生农业”）已有应用和研究表明其积极影响碳氮动态、土壤健康及养分循环，但温带地区的采用仍有限，且缺乏将生态系统服务（ES）评估用于事前参与式设计的实用方法。这一挑战源于ES评估中“工具性价值”（易于量化的服务，如碳储存）与“内在价值”（难以量化的文化、美学等服务）的固有差异。现有研究多聚焦于工具性价值，缺乏对内在价值的综合考量，导致温带地区复杂农林业系统的设计缺乏明确路线图。为此，本研究通过参与式行动研究，旨在填补这一知识空白，为可持续农林业系统设计提供实践范例。

研究在意大利北部的“Villa Fortuna”实验农场展开，采用混合方法，整合了i-Tree软件量化工具性ES和基于矩阵模型方法论（Matrix Model Methodology, MMM）的专家参与式内在ES评估。研究比较了三种情景：SAFS（多层、演替式系统）、传统混合作物园和常规榛子园，涉及12名利益相关者（包括农民、技术人员和居民）参与研讨会。通过焦点小组和分组讨论，设定了农场及农林业系统的具体目标，并基于CICES（生态系统服务通用国际分类）框架评估了ES供给。i-Tree用于计算碳储存、空气污染物去除等工具性ES，而专家评分用于评估生物多样性、文化遗产等内在ES。关键方法包括：参与式工作流程（定义目标、设计情景、评估ES）、i-Tree Eco模型（基于UFORE组件，量化树木结构和服务）、以及专家驱动的半定量评分（使用5级Likert量表）。样本来源于农场本地植物苗圃，确保了数据的现场验证。

结果与讨论

情景设计与植物组成：通过参与式工作坊，确定了三个情景。SAFS（情景1）包含1114株植物，整合果树（苹果、梨、樱桃等）、灌木（石榴、榛子等）、生物量物种（泡桐、杨树等）和生态系统物种（枫树、花椒等），旨在通过功能多样性模拟自然演替。传统混合作物园（情景2）有2250株植物，以苹果、樱桃和梨交替种植。常规榛子园（情景3）为2250株单一榛子植物。SAFS的设计强调分层和生态演替比率，以避免功能干扰，并便于维护。

生态系统服务评估：

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  工具性ES：i-Tree分析显示，情景2在30年内累积工具性ES表现最佳，如碳储存（649.2吨）和臭氧去除（149.1 kg/年），归因于其成熟复杂的结构。情景1（SAFS）虽在初始30年碳储存较低（263吨），但平均DBH（胸径）增长率高（6.9% above average），表明系统动态发展强劲。情景3（榛子园）在叶面积指数（5.35）和食物生产方面突出，但碳储存最低（236吨），反映了单一种植的生态功能局限。
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  内在ES：专家评分表明，SAFS在调节和维护服务（如栖息地维护、病虫害控制）及文化服务（文化遗产、教育）上表现卓越，30年内多项评分达5/5。情景2在作物生产方面优势明显（评分5），但生态功能评分较低（峰值4）。情景3几乎无多项内在ES提供，评分停滞在1。
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  集成比较：SAFS在17项ES中的14项领先，尤其在食物野生植物（+118.9%）、种子收集（+90.5%）、生物多样性（+89.1%）等方面。但其工具性ES（如碳储存）低于平均15.6%，反映了生态恢复系统的初始投入特性。决策工作坊通过AHP（层次分析法）启发式讨论，优先考虑了农场长期目标（生态恢复、教育），最终选择SAFS实施。

决策与实施：SAFS被选为最优情景，因其动态生态过程、教育价值及对齐农场使命（创新、示范、实验）。布局包括13行南向种植，整合生产带、生态系统带和草本带，并细分为三个实验地块，以不同主要果树增强实验性。尽管情景2工具性ES更高，但SAFS的文化和内在ES（如教育评分187.5% of average）更符合农场作为“生活实验室”的定位。

结论与意义：本研究通过参与式方法和混合ES评估，证明了SAFS在提供全面生态系统服务方面的潜力，尤其是在温带地区。结果强调，农林业系统设计需平衡工具性和内在价值，以满足土地所有者和社区的整体目标。SAFS的选择突出了长期生态恢复和教育价值 over 短期经济最大化，为政策制定（如CAP）提供了证据支持，倡导基于结果的融资机制。研究局限性包括i-Tree模型对草本组分的忽略（仅木本植物）和温带适应性不足，建议未来开发“农林业交互模块”以增强模型准确性。此外，长期财务可持续性挑战可通过整合园艺作物和政策网络 addressed。总体而言，该研究为欧洲农林业实践提供了可复制模型，促进了多功能农业景观的协同设计。

论文发表于《Agroforestry Systems》，作者包括Sumer Alali（布雷西亚大学）、Valentina Vaglia（米兰大学）等，通讯作者Pietro De Marinis（米兰大学）。