《Agricultural Systems》:Beyond yield: How regenerative practices in rain-fed almond systems deliver ecological, social and economic gain
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超越产量:雨养扁桃系统中的再生农业实践如何带来生态、社会与经济增益
虽然历史上的主要关注点是粮食生产,但农业实际上是景观的基本组成部分,在维持生物多样性、影响土壤的物理、化学和水文性质以及保护居住在这些地区社区宝贵的 sociocultural 遗产方面发挥着
超越产量:雨养扁桃系统中的再生农业实践如何带来生态、社会与经济增益
虽然历史上的主要关注点是粮食生产,但农业实际上是景观的基本组成部分,在维持生物多样性、影响土壤的物理、化学和水文性质以及保护居住在这些地区社区宝贵的 sociocultural 遗产方面发挥着关键作用(Ahammad et al., 2024;Lungarska and Chakir, 2024;Van Oudenhove et al., 2024)。传统农业实践的集约化导致了生态系统服务(Ecosystem Services, ES)方面的重大且往往被忽视的成本。许多传统做法在追求短期产量的过程中,不幸地会退化基本服务,导致现场和场外环境污染(Riedo et al., 2022)。此外,在财务方面,近期国际市场扰动导致的成本上升,增加了种植和收获的运营成本,阻碍了其财务稳定性(Balma et al., 2024)。与更大国际市场的竞争也负面影响国内市场价格(Batlle Caravaca et al., 2023)。在过去的几十年里,无利可图往往转化为土地弃耕和农村人口外流(van Leeuwen et al., 2019)。
因此,当前的农业政策正转向恢复和维护这些生态系统服务,旨在实现既高效又可持续的农业系统(Boix-Fayos and de Vente, 2023)。然而,实施更可持续的方法面临两个关键障碍:缺乏社会接受度,特别是从生产者角度看;以及缺乏基于真实世界田间数据的、关于此类实践潜在效益的清晰、综合的量化(Berthon et al., 2025)。
2023年欧盟(EU)共同农业政策(Common Agricultural Policy, CAP)改革也加强了对可持续性的关注,对农业资金和政策进行了重大调整(Díaz et al., 2021)。CAP旨在平衡农业生产率与环境可持续性;然而,这加剧了农民、立法者和环保主义者之间在土地利用和资源管理方面已有的冲突(Boix-Fayos and de Vente, 2023)。此类政策决策经常涉及相互冲突的目标和多个利益相关者,使得达成共识变得困难(Von Winterfeldt, 2013)。一方面,环保主义者和立法者主张加强监管,以确保农业实践不会导致进一步的环境退化。然而,许多农民认为这些措施过于严格且在经济上负担沉重,导致农业社区内部的严重不安(Kelemen et al., 2023)。与环境承诺相关的成本增加,加上补贴可能减少,已导致农民中广泛的沮丧和抗议(Rac et al., 2024)。
雨养作物不仅是农业活动不可或缺的一部分,也是脆弱的地中海地区(易发生土地退化)居民景观、文化和生计的组成部分。特别是木本作物,如橄榄、扁桃和葡萄园,以及最近引入的作物如开心果,一直是北地中海地区许多地区的主要作物(目前是面向国家和国际市场的经济作物),并且最近面临环境和财务限制。为了应对这些多方面挑战以及对恢复生态系统服务的更可持续农业模式的需求,再生农业(Regenerative Agriculture, RA)实践脱颖而出。RA指的是那些“再生土壤、自然资源、景观和生态系统”的实践(Tittonell et al., 2022),包含也可在生态农业或保护性农业中找到的实践。
在此意义上,这项工作的核心是使用减少耕作、覆盖作物和有机改良剂作为可行的可持续土地管理方式(图1),所有这些都与RA相关。此外,参与研究的农场以及使用这些实践的农民,最认同“再生农业”这一术语,而非生态农业或保护性农业等其他术语。引入覆盖作物,无论是自然的还是播种的,都是关键的,因为多位作者已将其确定为改善土壤健康的合理管理实践(Martínez-Mena et al., 2020;Uxó González, 2022;Fernández-Soler et al., 2024)。RA实践已显示出在改善研究区域土壤性质方面的有前景的结果(Garcia-Franco et al., 2021;Martínez-Mena et al., 2021;Luján-Soto et al., 2021)。如果管理得当,覆盖作物也可能潜在地为许多作物害虫的天敌创造栖息地,从而减少对化学处理的依赖(Rowen et al., 2022)。
在财务方面,以西班牙为例,新的2023–2027年CAP下的补贴已与农民遵守环境标准挂钩,包括促进生物多样性、减少侵蚀和提高土壤质量的措施,以实现CAP战略计划(CSP)中的环境目标(Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA), 2022)。在此背景下,改革后的CSP也代表了一个宝贵的机会,可以促进和财政支持采用再生农业实践,例如使用覆盖作物系统。在这方面,西班牙的雨养扁桃农民受到源自增强条件性的强制性大纲的约束(补充材料S1)。同时,扁桃农民可以自愿选择应用某些对气候和环境有益的年度可持续土地管理实践和承诺,这些实践和承诺在新的生态方案框架下有资格获得补贴,如补充材料S1所示。
这些补贴为农民采用覆盖作物等实践提供了财务激励,将环境目标与经济目标相结合。然而,每年只能补贴一种生态方案,无论在一个地块上实施了多少种,这降低了在地块层面采用多种生态方案的潜力。
虽然环境法规对于长期可持续性至关重要,但它们必须精心定制,以避免对农民产生不成比例的影响,特别是对脆弱地区的农民。因此,本研究的主要目标是评估传统和再生实践对生态系统服务的影响,从不同利益相关者的角度评估其在土壤健康、文化价值和经济可行性方面的表现。研究人员在以下假设下运作:在地中海半干旱环境的雨养扁桃农场中,RA管理实践比其CM对应实践提供更优越的生态系统服务,而作物产量保持稳定。同时,研究人员假设RA地块将获得CAP内的环境补贴,这将增强其相对于CM对应实践的经济盈利能力,与新的CAP目标一致,并支持向更可持续农业范式的更广泛过渡。
超越产量:雨养扁桃系统中再生农业的生态、社会与经济增益——论文解读
一、研究背景与问题提出
农业作为景观的基本组成部分,其功能远不止粮食生产,它还在维持生物多样性、影响土壤理化及水文性质、保护社区社会文化传承等方面发挥着关键作用。然而,传统农业实践的集约化在追求短期产量的同时,往往以牺牲生态系统服务(Ecosystem Services, ES)为代价,造成现场及场外的环境污染。加之国际市场扰动导致的运营成本上升,以及国际竞争对国内价格的冲击,许多地中海地区的传统农业系统面临盈利困难,进而引发土地弃耕和农村人口外流。在此背景下,当前农业政策正转向恢复和维护生态系统服务,力求构建兼具生产力与可持续性的农业系统。然而,实施更可持续的农业方法面临两大关键障碍:一是来自生产者层面的社会接受度不足;二是缺乏基于真实田间数据、对可持续实践潜在效益的清晰且综合的量化评估。
2023年欧盟共同农业政策(Common Agricultural Policy, CAP)改革进一步强化了可持续性导向,但这加剧了农民、立法者与环保主义者之间在土地利用和资源管理上的冲突。农民认为环境法规过于严格且经济负担沉重,而环保主义者则主张更严格的监管以防止环境退化。对于脆弱的地中海地区而言,雨养木本作物(如扁桃、橄榄等)不仅是农业活动核心,也承载着当地景观、文化与生计。为应对这些挑战并恢复生态系统服务,再生农业(Regenerative Agriculture, RA)实践应运而生,其核心在于通过减少耕作、覆盖作物和有机改良剂等管理措施,实现土壤、自然资源、景观和生态系统的再生。本研究正是在这一背景下,旨在系统评估传统管理(Conventional Management, CM)与再生农业管理在雨养扁桃系统中的综合表现,并假设RA实践能提供更优的生态系统服务,同时通过CAP环境补贴提升经济可行性。
二、研究内容与核心结论
研究人员在西班牙东南部阿尔梅里亚、格拉纳达和穆尔西亚省的高原台地地区,选取了五个扁桃农场,每个农场均设有相邻的传统管理(CM)对照地块和再生农业(RA)实践地块。RA实践包括减少耕作频率(每年一至两次)、采用自然覆盖作物(Natural Cover Crops, NCC)或播种覆盖作物(Seeded Cover Crops, SCC),部分农场还辅以羊群放牧、施用有机粪肥或还田修剪残枝等措施。研究基于2016至2020年间的土壤指标、作物产量数据,并结合对20位农民(10位传统农民、10位再生农民)的半结构化访谈,获取文化价值观和运营成本信息。通过构建包含供给、调节、支持、文化服务及经济绩效五大类别的生态系统服务框架,并整合五个利益相关者群体(传统农民、再生农民、研究人员、技术人员和公民)的偏好权重,运用加权求和的多准则分析(Multi-Criteria Analysis, MCA)方法,对CM、NCC和SCC三种管理实践进行了综合排名,并通过敏感性分析和替代算法(Evamix、Electre II、Regime)验证了结果的稳健性。
研究核心结论表明,再生农业系统显著增强了生态系统服务,提升幅度最高可达51%。覆盖作物的引入有效改善了土壤健康(如提升土壤有机碳储量、改善团聚体稳定性)、促进了生物多样性,并增强了文化生态系统服务。在作物产量保持稳定的前提下,RA实践因符合CAP生态方案(如碳农业与农业生态学P6方案)的补贴条件,获得了额外的经济补贴,从而提升了其相对于传统管理的经济竞争力。综合来看,再生农业实践在生态、社会和经济维度上均展现出对传统管理的优势,验证了地中海可持续农业系统的韧性。
三、主要关键技术方法
研究人员采用了多准则分析(Multi-Criteria Analysis, MCA)作为核心整合框架,具体包含四个阶段:数据汇编、利益相关者视角整合、数据分析和验证。数据汇编整合了来自西班牙东南部五个扁桃农场(Burete、Cagitán、Llano、Chirivel、Ferreira)的多年田间观测数据(2016-2020),包括土壤化学和物理健康指标、覆盖作物生物量、作物产量及运营成本。利益相关者视角通过结构化调查获取了五类群体(传统农民、再生农民、研究人员、技术人员和公民)对生态系统服务重要性的定性偏好,并转化为定量权重系数。数据分析采用加权求和MCA对CM、NCC和SCC三种实践进行综合排名。验证阶段通过敏感性分析检验排名反转阈值,并采用Evamix、Electre II和Regime三种替代算法确认结果一致性。
四、研究结果
生态系统服务框架构建与指标量化:研究人员基于CICES v5.1分类标准,构建了涵盖供给、调节、支持、文化四大类生态系统服务及经济绩效的评估框架。供给服务以作物产量和土壤有效含水量(Available Water Content, AWC)为指标;调节服务包括养分调节(土壤Ca2?、Mg2?、K?、有效P、有机碳(SOC)和全氮(tN)储量)和侵蚀调节(容重(Bulk Density, BD)、平均重量直径(Mean Weight Diameter, MWD));支持服务以植物丰富度(Margalef指数)和地上生物量为指标;文化服务则通过自然价值(Natural Value, NV)、传统生态与地方知识(Traditional Ecological and Local Knowledge)、文化遗产与认同(Cultural Heritage and Identity)三个指标表征。结果表明,RA实践在多数调节和支持服务指标上优于CM。
利益相关者价值整合与文化服务评估:通过2020-2023年间对20位农民(10位传统、10位再生)的半结构化访谈,研究人员构建了反映农民价值观和动机的“价值树”,并据此对三种管理实践进行文化服务评分。再生农民更重视生态过程、生物多样性和土壤健康,而传统农民则更关注经济产出和耕作便利性。分析显示,NCC和SCC实践在自然价值、传统知识传承和文化遗产保护方面均获得高于CM的评分,反映出再生农业实践与农民深层价值观的契合。
经济绩效与政策补贴分析:研究计算了三种管理实践的差异化成本与收入。CM因每年3-5次耕作产生较高拖拉机作业成本(�284 ha?1 yr?1),而NCC(�142 ha?1 yr?1)和SCC(�213 ha?1 yr?1)因耕作减少而成本较低,SCC额外承担种子成本(�162.8 ha?1 yr?1)。在补贴方面,CM因无法满足GAEC 6最低地面覆盖要求而无法获得CSP补贴,而NCC和SCC地块则可根据农场位置获得每年每公顷�254至�421不等的补贴(包括基础支付、再分配支付、生态方案支付及针对荒漠化风险区扁桃作物的部门干预支付)。基于五年平均扁桃价格(�3.7 kg?1)计算收入后,综合经济绩效显示RA实践在补贴支持下具有更优的经济可行性。
多准则综合排名与稳健性验证:将上述各维度指标与五类利益相关者的权重偏好相结合,加权求和MCA分析显示,在大多数利益相关者视角下,NCC和SCC的总体表现均优于CM。敏感性分析确认了排名结果的稳定性,替代算法(Evamix、Electre II、Regime)也得到一致结论,表明再生农业实践的综合优势并非偶然或方法依赖。
五、讨论与结论
研究讨论指出,再生农业实践通过覆盖作物和减少耕作,在改善土壤健康、增强生物多样性和提升文化服务方面展现出显著优势,同时并未牺牲作物产量。CAP框架下的生态方案补贴为再生实践的采用提供了关键的经济激励,使环境目标与经济目标得以协调。然而,当前每年仅补贴一种生态方案的规则限制了多种可持续实践的组合采用潜力。研究强调,政策设计应更灵活,以鼓励农民在地块层面综合实施多种生态方案。研究结论认为,再生农业实践在地中海半干旱雨养扁桃系统中能够同时实现生态增益、社会文化价值提升和经济可行性,为可持续农业转型提供了基于实证的有力支持,验证了地中海可持续农业系统的韧性。