印度零预算自然农业(ZBNF)在维持产量的同时提升生物多样性与经济效益

【字体: 时间:2025年09月20日 来源:Nature Ecology & Evolution 14.5

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  为应对农业集约化导致的生物多样性丧失与农民生计问题,研究人员在印度安得拉邦开展了全球最大规模的生态农业转型项目——零预算自然农业(ZBNF)的系统性评估。研究发现,ZBNF在保持作物产量的同时使农民经济利润提升123.6%,并显著增加鸟类多样性,尤其是害虫控制和种子传播功能类群。该研究证实了生态农业在协调粮食安全、农民福祉与生物多样性保护方面的潜力,为全球可持续农业政策提供了关键实证依据。

  

随着全球食物系统面临生产力提升与生态环境保护的尖锐矛盾,农业已成为生物多样性丧失的主要驱动因素。在热带地区,小农户主导的农业系统尤其需要兼顾粮食安全、农民生计与生态保护的多重目标。印度安得拉邦推行的零预算自然农业(Zero Budget Natural Farming, ZBNF)作为全球规模最大的生态农业转型项目,旨在通过摒弃合成化学投入、恢复生物互作来提升生态系统服务,但其系统性的生态与经济效应尚未经过严格评估。

为填补这一空白,由Iris Berger、Ajit Kamble、Oscar Morton等来自剑桥大学、WWF-印度和加尔各答大学的研究人员组成的团队,在安得拉邦北部对ZBNF项目开展了为期两年的多维度研究。论文发表于《Nature Ecology & Evolution》,研究通过结合社会经济调查与鸟类多样性监测,采用匹配分析与贝叶斯模型等方法,首次量化了ZBNF在产量、利润和生物多样性方面的综合效益。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:基于距离取样的鸟类点计数法(416个点,4次重复)以估算物种密度;针对206次收获和128块田地的结构化访谈以获取产量和利润数据;统计匹配(包括马氏距离和遗传匹配)以控制混杂变量;层次贝叶斯模型(使用brms包)分析鸟类类群与物种响应;以及g-computation算法评估项目影响。研究区域覆盖26个农业景观(13个ZBNF,13个常规农业)和25个森林对照点。

ZBNF不影响产量,但显著提高利润

研究发现,与常规农业相比,ZBNF并未导致作物减产(估计产量差异为+1.5%,95%置信区间:-5.6%至+19.3%),这一结果在不同匹配方案和农业投入水平下均保持稳健。然而,ZBNF通过降低投入成本使农民的经济利润平均提高了123.6%(95% CI: +63.1%至+244.0%)。值得注意的是,这些效益是在没有政府补贴和市场溢价的情况下实现的,表明ZBNF在提升农民生计方面具有实质优势。

ZBNF有益于农田鸟类

研究记录了114种鸟类,其中ZBNF系统显著提升了功能类群的丰度:食果鸟类(frugivores)增加160.25%,食脊椎动物鸟类(vertivores)增加80.85%,食无脊椎动物鸟类(invertivores)增加48.98%。这些类群涉及害虫控制和种子传播等关键生态功能。相反,食谷鸟类(granivores)和杂食鸟类(omnivores)的丰度未发生显著变化,这可能与其较强的干扰耐受性有关。

在物种水平上,17种鸟类在ZBNF系统中显著更丰富,包括白眉鹎(Pycnonotus luteolus)和印度羽鹤(Merops orientalis),而6种鸟类在常规农业中更常见。多数对ZBNF响应积极的物种为食虫或食脊椎动物类,但其功能性状(如扩散能力、觅食行为)呈现高度多样性。

ZBNF缓解了生产力与生物多样性之间的权衡

在常规农业系统中,景观水平的产量和利润与鸟类密度呈显著负相关,表明集约化农业存在明显的生态代价。然而,在ZBNF系统中,这种权衡关系大幅减弱:仅食谷鸟类随利润增加而下降,其他类群均无显著负面响应。这表明ZBNF能够在维持生产的同时减少生物多样性损失。

森林具有不可替代的保护价值

尽管ZBNF提升了农田鸟类多样性,但其保护价值仍无法与自然森林相比。森林中具有保护重要性(如IUCN近危或易危物种)的鸟类丰富度显著高于农业系统,且ZBNF和常规农业的鸟类群落与森林群落仍存在高度差异(Bray-Curtis相异度分别为0.94和0.97)。这表明ZBNF虽能缓解农业扩张对生物多样性的负面影响,但无法替代自然生态系统对森林专性物种的保护作用。

结论与意义

该研究证实了ZBNF作为一种大规模生态农业转型项目,能够实现“双赢”成果:在维持粮食产量的同时提升经济效益和鸟类多样性。其成功关键在于通过四类核心实践(微生物接种、覆盖作物、土壤通气和生态多样性提升)替代化学投入,从而增强生态系统服务功能。然而,ZBNF对森林专性物种的保护作用有限,凸显了自然生态系统保护的必要性。

研究建议,在推广ZBNF的同时需配套政策支持,包括取消化学农业补贴、建立ZBNF价值链,以及将生态农业纳入景观尺度的保护规划。此外,应警惕农业利润提升可能引发的自然栖息地侵占风险,需通过区域保护目标(如“昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”中的30x30目标)约束农业扩张。

这项研究为全球热带地区的农业生态转型提供了关键证据,表明基于生态的农业系统可在不牺牲产量的前提下协调生产、生计与保护目标,为实现可持续食物系统提供了可复制的范式。

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