综述:气候智慧型食物系统:南非可持续农业中适应与减缓策略的整合

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:Frontiers in Sustainable Food Systems 3.1

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  这篇综述系统阐述了气候智慧型农业(CSA)在南非的实践路径,提出整合适应策略(如抗旱作物、精准农业)与减缓措施(如碳封存、循环食物系统)的协同框架,强调政策支持与多利益相关方协作对实现农业可持续发展和粮食安全的关键作用。

  

气候智慧型食物系统的整合框架

南非半干旱气候下的农业正面临气温升高、降雨模式改变等严峻挑战。气候智慧型食物系统(CSFS)通过三重目标实现转型:提升农业生产力的可持续性、增强气候适应能力、减少温室气体排放。这一系统性方法贯穿从生产到消费的全价值链,其核心在于打破传统农业中适应与减缓措施割裂实施的局限。

适应策略:构建农业韧性

抗旱作物与气候适应性品种

气候智慧型玉米品种在撒哈拉以南非洲的推广已覆盖数百万公顷,其耐旱性可使产量损失减少30%。但南非林波普省案例显示,品种改良需配套市场准入机制才能实现经济收益。

精准农业的技术悖论

尽管土壤湿度传感器和卫星遥感技术能提升30%水资源利用效率,但小农面临高达125%的初始成本门槛。移动通信基础设施的普及为技术下沉提供新可能,如通过SMS推送灌溉建议。

生态农业的实践智慧

作物多样化种植体系在夸祖鲁-纳塔尔省表现出显著优势:

  • 间作系统提高土地利用率22%

  • 轮作豆科植物使土壤有机碳提升13Mg/ha

  • 本土作物品种展示出卓越的抗逆性

减缓措施:农业碳中和路径

畜牧业减排技术

反刍动物肠道发酵贡献了农业CH4排放的65%。南非研究证实:

  • 丝兰提取物添加剂可降低甲烷产量15%

  • 粪肥厌氧消化系统实现能源回收与减排双收益

再生农业的碳封存潜力

将耕地转为永久牧场可使土壤有机碳(SOC)在10-95年间增长29.6-93.9%。特别值得注意的是,南非特有植物Portulacaria afra在灌丛修复中表现出0.42kg C/m2/yr的固碳速率。

食物系统的循环革命

约翰内斯堡的都市农业实践展示:

  • 厨余堆肥减少有机垃圾填埋量40%

  • 屋顶农场实现营养元素闭环循环

  • 生物炭改良剂提升土壤持水能力达35%

政策协同与知识鸿沟

南非《气候变化法案》构建了CSFS制度基础,但实施面临三重矛盾:

  1. 1.

    煤炭利益集团阻碍碳定价机制实施

  2. 2.

    小农土地权属不明确抑制长期投资

  3. 3.

    省级政策与国家框架存在执行断层

数字农业的崛起带来新机遇,区块链技术正被用于碳信用追溯,而AI驱动的精准施肥系统可降低N2O排放18%。未来研究需重点突破土著知识体系与现代科技的融合路径,特别是在气候预测模型的本地化应用方面。

转型之路的挑战与希望

当前CSFS推广的最大瓶颈在于:

  • 技术采纳成本与农户支付能力的差距达4:1

  • 政策碎片化导致项目可持续性不足

  • 性别差异使女性农民获取资源难度增加30%

突破路径在于建立"三位一体"支持体系:气候智能型信贷产品、基于物联网的预警系统、以及嵌入传统智慧的参与式推广模式。正如东开普省的经验所示,将祖传节水技术与现代滴灌结合,可使作物水分利用效率提升惊人的90%。

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