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作物农场排放调整效率的预测因子:社会、经济与自然因素间的非线性交互作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月06日 来源:Science of The Total Environment 8
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这篇研究创新性地采用机器学习方法(ML),结合排放调整效率(EAE)的"联产品"测算模型(DEA框架),揭示了波兰2107家作物农场中经济政策、自然条件与社会因素的复杂交互效应。研究发现环境补贴存在阈值效应,土地租赁和外部劳务能提升EAE,而农业碎片化区域可缓解经济与环保效率的冲突(p<0.01),为可持续农业政策制定提供了非线性关系的新证据。
研究亮点
本研究通过前沿的"联产品"数据包络分析(by-production DEA)框架,首次在作物种植系统中量化了温室气体(GHG)排放调整效率(EAE)。机器学习模型(包括XGBoost和CatBoost)揭示:当环境补贴超过12,000欧元阈值时,会触发经济效率与环保目标的权衡,而土地破碎化区域能缓冲这种冲突(效应量Δ=0.15,p<0.01)。
排放调整效率得分
样本农场的平均EAE得分仅为0.397(标准差0.130),意味着现有生产模式存在60.3%的改进空间。有趣的是,效率分布呈现右偏特征(中位数0.379),暗示少数高效农场可能采用创新性农业实践。这种低效率水平与波兰农业占欧盟9%的GHG排放却仅贡献7%产出的现状相吻合。
结论
我们的多模型验证体系(含LASSO和GBM)证实:外部劳务服务、土地租赁和投资贷款是提升EAE的"黄金三角"(变量重要性评分VIP>1.8)。特别值得注意的是,农业政策的效果呈现明显的"钟形曲线"特征——当直接支付占比超过农场收入的35%时,反而会抑制环境绩效。这些发现为设计精准农业补贴政策提供了量化依据。
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