解析农民对土壤健康的认知：坚定信念与管理困境的混合方法研究

《Journal of Soil and Water Conservation》：Unpacking farmers’ understanding of soil health: Mixed methods show strong convictions, yet management hurdles

本文通过混合研究方法（问卷调查、认知映射和深度访谈）揭示了密歇根州大田作物农民对土壤健康（Soil Health）的复杂理解。研究指出，尽管农民普遍认同健康土壤对提升产量（Yield）和抗旱能力（Drought Resilience）的益处，但在具体管理实践（如免耕No-till、覆盖作物Cover Crops）的转化中存在显著不确定性。农民主要依赖传统农艺测试和定性指标（如作物色泽、土壤质地）评估土壤健康，且评估受土壤类型（Soil Type）异质性影响。研究强调，开发快速响应、结果导向的本地化指标对推动土壤健康实践至关重要。

　　

引言：土壤健康的多维度挑战与农民认知的关键性

土壤健康被广泛定义为“土壤作为一种维持植物、动物和人类的生命生态系统的持续能力”。这一概念及其深远益处吸引了包括农民、供应链利益相关者、公众、医疗专业人员和政策制定者在内的多元群体。然而，这些群体对土壤健康的定义、价值结构和优先成果存在差异，导致沟通障碍。鉴于农民是改善农业土壤健康的前线实践者，理解他们的土壤健康认知对于指导研究和推广工作至关重要。

以往研究多聚焦于农民对具体保护性实践（如免耕、覆盖作物）的采用，而非他们如何概念化土壤健康本身。健康的土壤可通过物理、化学和生物特性（如压实、养分循环、微生物活性）来表征。少数关注农民概念化过程的研究指出，农民的土壤健康知识具有整体性、实践性，且受多年耕作经验影响。例如，农民常将土壤健康与产量目标挂钩，并通过气味、拖拉机耕作难易度等定性术语评估土壤。近期研究还表明，农民对土壤生物学兴趣浓厚，但对其如何直接指导管理决策则较不确定。

采用混合方法（如三角测量法）有助于深入描述农民认知的复杂性。其中，心理模型（Mental Models）的描绘——尤其是通过认知映射（Cognitive Mapping）方法——能全面理解农民的观点框架，从而更有效地支持实践采纳。本研究通过问卷调查、认知映射和访谈，旨在回答三个核心问题：农民如何理解土壤健康？农民如何为土壤健康进行管理？农民如何评估土壤健康？

材料与方法：混合方法下的深入研究设计

本研究聚焦美国中北部密歇根州的大田作物农民。该州71%的收割土地用于大田作物，主要包括玉米（46%）、大豆（23%）和小麦（6%）。密歇根州的土壤肥力低于其他中西部州，土壤类型更为多样，这些背景因素可能影响农民的管理决策和土壤健康理解。

数据收集与分析采用三阶段混合方法：首先，于2019年对密歇根州农民进行问卷调查（n = 358），以评估他们对土壤健康的认知观点及实践采用趋势；随后，采用嵌套设计，从中选取一个子集（n = 20）参与后续的认知映射活动，其中19人进一步完成了半结构化电话访谈。

问卷调查采用自填式邮件调查，针对经营超过100英亩（40.5公顷）耕地、且居住在玉米或大豆种植面积占比至少15%的县的玉米和大豆生产者。调查采用多波次改良的Dillman定制设计方法，确保样本在农场规模上的代表性。数据分析使用R统计软件进行。

认知映射活动采用模糊认知映射（Fuzzy Cognitive Mapping）方法。参与者收到包含研究说明、认知映射活动工作簿的材料包，独立完成以“土壤健康”为中心概念的映射图，标示出影响土壤健康的因素及其间的正负向关系和相互关联。此举旨在图形化呈现参与者的心理模型。

访谈在所有认知映射工作簿返回后的2-3周内，由一名研究人员通过电话进行，平均时长74分钟。访谈提纲涵盖农场特征、管理实践、土壤健康知识，以及对其已完成的“土壤健康”心理映射图的深入探讨。访谈录音被转录、校对，并使用NVivo软件进行主题和结构编码。心理映射图中的因素被编码为统一主题，并归类为“土壤属性”、“管理实践”或“外部因素”，以分析其频率分布。

结果与讨论：信念、实践与评估间的认知鸿沟

问卷调查结果

调查样本（n = 358）基本能代表密歇根州大田作物农民，受访者平均年龄62岁，98%为男性，平均经营面积1199英亩。结果显示，密歇根州农民坚信健康土壤的益处：近所有农民（98%）认同健康土壤能提高产量，绝大多数（94%）认同其增强抗旱能力。但在健康土壤是否能减少化学投入方面，存在更多不确定性（26%不确定）。大多数农民（85%）表示已采取措施改善土壤健康，82%希望学习更多相关知识。

在感知知识方面，超过半数农民觉得自己对构建土壤健康（57%）和土壤有机质（61%）至少有所了解，对利用作物轮作管理杂草和昆虫的知识感最高（77%）。对免耕（51%）和覆盖作物（44%）等实践的知识感相对较低，而对多年生植被、生物土壤改良剂和生物种衣剂等领域的知识感和不确定性最高。

实践采用方面，2018年，56%的农民使用保护性耕作，64%使用免耕，46%在部分田块使用冬季覆盖作物。近三分之一（31%）的农民同时使用覆盖作物和免耕。在声称已采取措施改善土壤健康的农民中，80%使用了至少一种上述实践，20%未使用免耕或覆盖作物。77%的农民至少有时使用土壤健康测试。

认知映射与访谈结果

访谈子集（n = 20）与更大调查群体具有代表性。认知映射中，农民确定的影响土壤健康的因素被编码为30个独特主题，归为土壤属性、管理实践和外部变量三类。22个主题被至少两位农民提及。最常被提及的主题多与土壤属性相关：有机质（75%）、压实（65%）和土壤生物学（55%）。常被提及的管理实践包括耕作、覆盖作物和作物轮作。外部因素（如天气）提及频率较低。

大多数主题被认为对土壤健康有积极影响。例外是压实（一致负面）和耕作（既有正面也有负面）。访谈进一步阐明，免耕被认为有助于构建有机质和支持土壤生物学，而深耕则有助于解决压实问题。覆盖作物与土壤健康的关系被一致认为是积极的，即使是非使用者也是如此。

比较使用与不使用覆盖作物的农民的心理映射图发现，使用者认同的主题更为多样，而非使用者则更集中于少数主题（如有机质）。

访谈揭示了农民如何理解管理实践对土壤属性的影响。当被问及心理映射图中的前三大土壤属性（有机质、压实、土壤生物学）时，农民频繁提到覆盖作物和耕作。他们还描述了这些属性与水管理的关系（例如，有机质提高持水能力，蚯蚓增加水分入渗，压实导致积水）。农民也谈到减少耕作和覆盖作物在干旱期的意外益处。

关于土壤健康评估，访谈发现多数农民依赖传统农艺土壤测试（如pH、有机质、养分含量）而非更全面的土壤健康测试。仅两位农民使用了更全面的测试（如Haney测试），但认为结果有趣却难以指导管理决策。农民更倾向于使用视觉指标（如产量、作物颜色）并结合田间地形和土壤类型知识来评估土壤健康。土壤类型的异质性（密歇根州田间常见）给评估带来挑战，农民常比较田间不同位置或与邻近田块的差异。有农民指出，“健康”一词本身可能存在问题，因为它暗示某些生产力较低的不同土壤类型是“不健康的”，而这可能只是其固有特性。

农民将呵护土壤视为职责的一部分，但可能缺乏具体的改善计划。这种管理更像是一种本能或生活哲学，而非基于详细科学规划的行动。

讨论：信念坚定与管理不确定性的并存

尽管仅过半数的受访农民觉得自己对构建土壤健康有所了解，但几乎所有人都相信其益处。这种近乎普遍的信念与将呵护土壤视为农民天职的情感相一致，体现了先前研究多次指出的 stewardship ethic（ stewardship ethic）。然而，这种信念和关怀并不总能转化为管理土壤健康的信心或实践的广泛采纳。农民的信心可能依赖于亲眼见证益处，而评估土壤健康的变化因指标响应缓慢和土壤类型差异而充满挑战。

认知映射为了解农民关于土壤健康的内部心理模型提供了视角。农民普遍认同健康土壤的关键属性（有机质、压实、土壤生物学），但管理这些属性的实践多样，这使得农民难以确定哪些实践算作“土壤健康”实践。帮助农民评估其心理模型中的核心土壤属性，或许能增强他们对实践的信心。开发对这些属性（如通过高锰酸盐可氧化碳POXC或可矿化碳评估有机质动态）响应更快的指标，并将这些指标与农民关心的管理结果（如产量、水管理）联系起来，至关重要。

覆盖作物和免耕主导了农民的土壤健康管理实践。80%声称已采取措施改善土壤健康的农民使用了覆盖作物、免耕或两者结合。所有农民，包括非使用者，都认为覆盖作物对土壤健康有积极影响，表明知识本身可能不是采纳的主要障碍。与覆盖作物使用者相比，非使用者的心理模型主题更为单一。关于耕作，农民的看法更具细微差别：免耕对构建有机质和土壤生物学重要，而深耕对缓解压实有用。这表明农民对耕作工具的选择取决于他们最关注的土壤属性。

20%未使用免耕或覆盖作物但声称已采取措施的农民，采用了其他多种实践管理土壤健康，包括通过机械选择和适时下地管理压实，以及使用生物改良剂（尽管对其作用机制不确定）。这也提示，“采取措施”可能包括持续教育等非直接行动。

农民主要依靠定性指标和受土壤类型影响的评估策略。尽管77%的农民声称使用土壤健康测试，但访谈揭示这些主要是农艺养分测试。更全面的土壤健康测试数据难以与管理决策联系起来。因此，农民更依赖产量、作物颜色等视觉或结果导向的指标。然而，这些指标受土壤类型固有差异的影响，可能无法准确反映管理措施对土壤健康改善的效果。建立基于土壤类型的本地或区域基准数据库，有助于农民进行更有意义的比较，设定现实的目标。

总结与结论

本研究通过混合方法揭示了密歇根州农民对土壤健康的理解、管理和评估方式。核心发现是农民普遍认同健康土壤的价值，但在将信念转化为有效管理方面存在信心不足。这种不确定性部分源于难以将管理实践与可观测的土壤健康变化联系起来。覆盖作物和免耕是主要管理手段，但实践选择（尤其是耕作）受特定土壤属性关切驱动。评估主要依赖传统农艺测试和定性指标，且深受土壤类型异质性的影响。

研究建议，土壤健康专业人士和顾问应认识到，虽然农民对土壤的内在价值认可是开展对话的良好起点，但迫切需要开发响应更快的土壤健康指标和基于土壤类型的本地化基准，以帮助农民制定适合其特定条件和价值观的现实管理策略。未来的研究和推广应侧重于：为研究领域，开发快速响应、结果导向的土壤健康指标，并阐明管理实践如何通过影响关键土壤属性（如有机质、生物学）最终影响作物生产力和韧性；为推广教育领域，利用农民现有的心理模型（如重视有机质、生物学）进行沟通，提供基于土壤类型的本地化基准和案例研究，并专注于帮助农民将实践与可观察的结果联系起来，从而增强其管理信心。