农艺限制因素制约欧洲冬季覆盖作物对气候变化的减缓潜力

本研究针对覆盖作物作为土壤碳汇策略的潜力被高估的问题，通过对荷兰、德国和西班牙321名农民的问卷调查，量化了冬季覆盖作物的额外采用潜力。结果发现德荷两国覆盖率已近饱和（可用地仅11-25%），西班牙雨养区则因水资源短缺零采用。研究揭示了作物收获期、土壤质地和天气等农艺约束是主要限制因子，强调未来碳汇评估必须整合农艺可行性，为政策制定提供了现实依据。

　　

随着全球气候变化加剧，碳减排与二氧化碳移除技术成为应对危机的重要策略。农业土壤碳汇（Soil Carbon Sequestration）被寄予厚望，其中覆盖作物（Cover Cropping）因其实施门槛低、适用性广，被视为最具潜力的实践之一。然而，当前对覆盖作物碳汇潜力的评估往往忽略了实际推广中的关键限制因素，导致估算结果可能过于乐观。这种高估不仅可能引发"减缓惰性"（Mitigation Deterrence）——即过度依赖碳移除而削弱减排努力，还可能在碳排放核算中造成可追溯性问题。在此背景下，来自瓦赫宁根大学的研究团队通过跨欧洲的实证研究，揭示了覆盖作物推广面临的现实瓶颈。

本研究采用问卷调查法，于2023年11月至2024年4月通过农业数据库、农协和媒体渠道招募了321名有效受访者，覆盖荷兰、德国和西班牙的6个环境分区（Environmental Zones）。问卷设计基于前期与各国农学家的开放式访谈，包含农场概况、覆盖作物实践、耕作制度和农林业实践四部分，本文重点分析了前两部分。通过三种交叉验证方法计算最大可能采用面积（Maximum Possible Adoption）：直接询问春播作物面积、根据各作物播种日期汇总春播面积、以及从总耕地中减去冬播作物和冬季裸地面积。采用非参数检验（Kruskal-Wallis检验、Brunner-Munzel检验）分析有效采用率（Effective Adoption）与土壤质地、坡度等因子的关系。

3.1 国家及环境分区的覆盖作物采用情况

数据显示，荷兰和德国的采用者比例极高（分别达98%和89%），但西班牙雨养农区未见任何覆盖作物应用。环境分区间差异不显著，大西洋中部和大陆区农民多在全部田块种植，而大西洋北部分区则存在选择性种植。

3.2 覆盖作物当前采用强度

德国耕地采用率为27.8%，荷兰为42.7%，差异主要源于春播作物面积比例（德国38.7% vs 荷兰68%）。西班牙春播比例仅27.6%，且无覆盖作物实践。环境分区中，大陆区采用率为26.5%，大西洋北部和中部分别为33%和32.5%。

3.3 采用缺口分析

考虑春播作物面积后，荷兰和德国分别仅有25%和11%的耕地具备扩种潜力。有效采用率（覆盖作物面积/春播面积）在两国均较高（荷兰65%、德国71%），近半数农民已实现75%以上的潜力开发。

3.4 作物类型对覆盖作物种植的影响

约半数农民表示不在特定作物后种植覆盖作物，尤其是晚收作物（如甜菜、玉米）。春播作物收获期多集中在8-10月，晚收（如10月）显著降低后续覆盖作物种植可能性。

3.5 土壤质地的影响

壤土有效采用率最高（84%），砂土（60%）和黏土（65%）较低。坡度的影响呈非线性，近乎平坦地块采用率最高（86%），陡坡可能因操作难度增加而降低采用意愿。

3.6 天气约束

53%的德荷农民表示天气条件（如播种前过量降雨、干旱）偶尔阻碍种植，平均每五年发生一次。遭遇天气约束的农民有效采用率（74%）显著低于无约束者（86%）。

3.7 采用约束报告

作物建植困难是首要生物物理约束（德50%、荷35%），西班牙则以播种床准备和水竞争为主。经济成本是主要社会经济约束（德54%、西44%），超25%农民提到欧盟与国家法规的限制性。

3.8 采用驱动因素

提高土壤有机质（SOM）和减少氮淋溶（Nitrate Leaching）是核心驱动（荷/德均超66%）。西班牙非采用者中63%认可SOM的激励作用。社会经济驱动（如直接利润、CAP补贴）选择率普遍低于30%。

研究结论表明，冬季覆盖作物在欧洲主要农业区的扩种空间极为有限，且受多重农艺约束制约。在德国和荷兰，高采用率与有限的春播面积导致剩余潜力不足四分之一；西班牙雨养区则因水资源竞争无法实施。生物物理因素（收获时间、土壤质地、天气）通过影响建植成功率直接限制采用，而社会经济因素（成本、法规）进一步制约可行性。值得注意的是，农民采用的核心驱动力是土壤健康改善而非碳汇效益，这提示应重新定位覆盖作物的推广策略：将其作为多效益的土壤健康实践而非单纯的碳移除技术。该研究为准确评估农业管理措施的碳汇潜力提供了关键方法论框架，强调未来研究需整合当前采用水平、农艺可行性与区域特异性约束，避免脱离现实的潜力高估。论文发表于《European Journal of Agronomy》，为气候政策制定提供了基于实证的科学依据。