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构建非洲可持续磷管理网络:应对粮食安全与环境污染的双重挑战
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月12日 来源:Soil Advances
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本研究针对非洲磷肥使用不足、水污染加剧及全球磷资源管理失衡问题,研究人员通过组织第8届可持续磷峰会(SPS8),旨在建立非洲可持续磷网络(ASPN)。峰会推动跨部门合作与知识共享,提出磷循环利用和精准施肥策略,为非洲制定磷管理路线图,显著提升粮食生产效率并降低环境风险,对实现联合国可持续发展目标(SDGs)具有关键意义。
磷元素(P)作为植物生长的必需营养,支撑着全球粮食生产系统,但它的故事却充满矛盾。一方面,人类活动已导致磷的“行星边界”(Planetary Boundary)超出安全阈值,引发水体富营养化、藻华爆发和生物多样性丧失;另一方面,非洲地区磷肥用量不足全球平均水平的一半,土壤退化严重威胁着粮食安全。这种失衡在全球气候变化背景下进一步恶化——磷与氮(N)、碳(C)的交互作用加剧温室气体排放,而地缘政治动荡又让磷肥供应链脆弱不堪。更令人忧心的是,非洲虽拥有丰富磷矿资源,但因成本高昂和技术滞后,农民难以获取高效肥料,同时城市污水中的磷流失正污染着淡水生态系统。面对这一“三重行星危机”(污染、生物多样性丧失和气候变化),建立区域协作机制迫在眉睫。
为此,加纳土壤研究所(Soil Research Institute, Kumasi)联合英国生态与水文中心(UK Centre for Ecology and Hydrology)等机构的研究人员,在《Soil Advances》发表了题为“迈向非洲可持续磷网络”的论文。他们通过筹备第8届可持续磷峰会(SPS8),提出在加纳阿克拉建立非洲可持续磷网络(African Sustainable Phosphorus Network, ASPN),旨在整合学术、农业、环境与政策部门力量。研究揭示:通过跨部门协作和本地化策略,非洲可提升磷肥利用效率(PUE),减少环境流失,并推动磷资源循环经济。这一网络不仅将非洲议题纳入全球磷管理框架,还为解决粮食短缺与生态保护矛盾提供了新范式,对实现《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》(KM-GBF)目标至关重要。
研究人员采用多阶段协同设计方法推进SPS8:
全球挑战识别:通过6个月利益相关者咨询,提炼6大核心问题,包括磷利用效率优化、区域磷肥失衡治理及氮磷碳交互作用整合。
包容性峰会架构:设立国际协调团队(ICT)、本地组织委员会(LOC)及早期职业研究员工作组(ECRG),确保非洲国家代表占比超40%,并资助低收入国家学者参与。
数据驱动决策:结合文献计量分析(Web of Science检索2012篇磷相关研究)和实地调研(加纳沃尔特河流域水质监测),识别区域优先行动。
遗产成果规划:通过白皮书制定路线图,推动政策立法与博士培训计划,强化磷回收技术(如污水鸟粪石结晶)应用。
研究指出,磷流失导致淡水系统富营养化,全球超25万平方公里水域受影响,而非洲河流富营养化比例预计2050年翻倍。磷作为“行星边界”关键指标,其过量输入已触发生态临界点(如湖泊甲烷排放),但当前评估模型忽略土壤遗留磷的延迟效应。
非洲磷肥用量仅22.6 kg ha-1,远低于全球均值,且因土壤铁铝氧化物结合磷,肥料效率低下。加纳、肯尼亚等国磷肥成本占生产支出30%-35%,而牲畜粪肥磷含量低(0.04-0.22 g kg-1),无法满足作物需求。同时,污水磷排放成主要污染源,威胁沃尔特河等水域生态系统服务。
SPS峰会自2010年起每2-4年举办,覆盖除非洲外所有大陆。SPS8首次落地非洲,设计六大包容原则(如公平受益分配与行业能力建设),通过专家工作组(IEWG)协调国际知识,推动ASPN成为政策制定平台。历史成果包括《我们的磷未来》报告(SPS5)和全球环境基金(GEF)湖泊项目。
集成土壤肥力管理(ISFM)和保育农业(CA)技术(如津巴布韦Pfumvudza计划)可提升磷利用。磷酸盐岩在酸性土壤中溶解性高,有望替代传统肥料。研究强调需平衡磷与微量元素(如锌)拮抗,避免膳食营养风险。
ASPN将发布路线图白皮书,重点行动包括:建立博士交换计划、推动磷回收立法(如废水磷提取),并与非洲联盟(African Union)土壤战略对接。加纳试点展示水葫芦堆肥磷回收潜力,可将污染生物质转化为农用颗粒肥。
SPS8不仅是会议,更是非洲磷治理转折点:它通过跨部门协作
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