综述:泥炭地农业(Paludiculture)——农学、经济学与社会科学文献的范围综述

《Frontiers in Environmental Science》:Paludiculture - a scoping review of the agricultural, economic and social science literature

【字体: 时间:2026年07月24日 来源:Frontiers in Environmental Science 4.4

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  引言:泥炭地农业作为由科学界提出的湿地利用概念已发展超过25年。尽管自然科学领域的相关研究持续积累,但针对农学、经济学与社会科学议题的系统性综述仍较为匮乏。研究人员开展本次范围综述,旨在梳理上述领域的现有文献,具体目标包括:(1)厘清该领域文献的当前规模与研究

  
引言:泥炭地农业作为由科学界提出的湿地利用概念已发展超过25年。尽管自然科学领域的相关研究持续积累,但针对农学、经济学与社会科学议题的系统性综述仍较为匮乏。研究人员开展本次范围综述,旨在梳理上述领域的现有文献,具体目标包括:(1)厘清该领域文献的当前规模与研究进展,分析泥炭地农业定义的运用情况;(2)识别种植建植与作物生产、规划审批、生物质利用、经济学及社会经济学的核心研究缺口;(3)基于实践建议推导面向可持续泥炭地利用转型的研究启示。 方法:研究人员遵循结构化文献检索流程,在Web of Science与Scopus数据库中以检索词“paludicult*”开展检索,检索截止日期为2025年2月21日。经去重与筛选后,采用预定义的编码手册结合定性数据分析技术对纳入文献进行系统分析。 结果:最终纳入的231篇出版物显示,该领域文献呈逐年指数增长态势,以跨学科同行评议成果为主,包含大量针对单一或多个泥炭地农业植物的试验与案例研究,以及概念性研究。文献来源以欧洲为核心,亚洲(尤其是印度尼西亚)亦形成独立的研究集群。现有定义普遍将土地利用、泥炭地/有机土壤与地下水位建立关联,但也存在对泥炭地农业概念的误读。各主题领域的研究缺口明确,例如经济学与社会科学领域缺乏定量调查研究,生物质利用领域缺乏价值链视角分析。 讨论:基于综述结果,研究人员建议加强针对(湿润)泥炭地现有土地利用的农学、经济学与社会学研究,建设更多涵盖多元泥炭地农业模式的长期大规模示范点以支持跨学科研究,同时推进跨研究的综合数据合成与荟萃分析,从而为泥炭地农业的实践落地提供全面、循证的决策支持。
1 引言
泥炭地农业是科学界于25年前提出的针对湿润泥炭地的土地利用概念,其核心定义为“在湿润及复湿泥炭地上开展的农业或林业利用,通过利用自然生长或人工栽培的地上生物质,实现泥炭保存甚至新增泥炭积累”。全球泥炭地面积仅占陆地总面积的3%–4%,却储存了15%–30%的土壤碳库;排水会将碳汇转化为碳源,尽管仅12%的全球泥炭地遭到排水退化,其贡献了4%的人为温室气体排放。相较于单纯的自然保护导向修复,泥炭地农业可在减排固碳的同时,通过生物质利用创造生计、带动区域价值增值并提供替代化石原料的可持续产品。然而,该模式要求土地管理方式发生系统性变革:需选育耐水淹作物品种、开发低接地压力专用机械、重构生物质收储运体系,并建立具备经济可行性的商业模式。此外,规划审批、补贴政策、水资源管理等制度框架也需将泥炭地农业纳入考量,同时推动社会认知从“排水即生产力”向湿地可持续利用的范式转变。值得注意的是,欧洲传统芦苇收割、湿草甸饲草生产以及印尼原住民农林复合系统均为本土化的传统泥炭地农业实践,可为转型提供文化衔接。当前泥炭地研究多集中于自然科学领域,农学、经济学与社会科学层面的知识缺口尤为突出,本研究首次对上述领域开展全球尺度的系统性综述。
2 材料与方法
研究人员采用范围综述方法,系统评估聚焦农学、经济学与社会科学主题的泥炭地农业同行评议文献。检索策略限定为在Web of Science全字段与Scopus题名/关键词/作者字段检索“paludicult*”,经初筛排除无关文献后,将纳入文献划分为三组:完全纳入组(直接研究泥炭地农业且覆盖目标学科议题)、仅讨论组(以自然科学为核心但未涉及目标学科,仅在讨论部分提出相关实践建议)及仅定义组(未涉及研究内容,仅用于分析术语使用情况)。筛选过程中,两名研究人员对存疑文献进行复评以确保一致性。数据提取采用动态修订的编码手册,涵盖术语定义、地理分布、土地利用类型、方法论特征、实践与研究建议等维度。分析阶段,研究人员运用描述性统计、定性分类法及归纳式主题分析法,分别处理不同分组的数据,并对各主题领域的研究缺口进行时序校验——即早期提出的缺口若已被后续研究填补则不列为现存问题。
3 结果
3.1 时间与空间分布
泥炭地农业相关出版物自1994年首次出现后,于2013年起呈指数增长,2024年单年发文量达40篇。地理分布上,欧洲文献占比最高(n=164),其中德国(n=79)、丹麦(n=22)与荷兰(n=21)为核心产出国;亚洲次之(n=42),主要集中于印度尼西亚(n=41);北美文献较少(n=4)。超过半数的区域文献属于完全纳入组,约四分之一为仅定义组。
3.2 术语使用与定义
在完全纳入组的128篇文献中,仅78%提供了泥炭地农业或相关术语的定义。主流定义强调“湿润及复湿泥炭地的生产性利用”,但仅有少数文献完整涵盖“维持泥炭体完整性、促进泥炭积累”的核心目标。给定定义普遍包含三大要素:土地利用表述(如耕作、收获,占99%)、泥炭地/有机土壤指代(占81%)及水文条件描述(如湿润、复湿,占95%),77%的定义同时涵盖三者。术语引用呈现显著学术网络特征:37%的完全纳入组文献引用Wichtmann等人2016年的著作为定义来源,39%引用格赖夫斯瓦尔德大学学者的其他成果;亚洲文献则倾向于引用区域学者(如Tan等人2021)的定义,形成了相对独立的引用体系。关于 sphagnum 农业的21篇文献中,86%引用格赖夫斯瓦尔德大学的成果,2017年后开始出现加拿大学者的相关研究作为补充引用。水文条件是泥炭保存的关键指标,75篇文献报告了地下水位数据,其中40篇基于实地测量,25篇引用文献中的目标水位(如地表下10–20 cm被认定为减排最优水位)。
3.3 泥炭地农业类型与利用途径
研究涉及的植物种类呈现显著地域差异:欧洲以 sphagnum 属、香蒲(Typha spp.)、芦苇(Phragmites australis)、苔草(Carex spp.)及虉草(Phalaris arundinacea)为主,其中 sphagnum 主要用于园艺基质以替代泥炭,香蒲与芦苇聚焦于建材与能源化利用(沼气、燃烧),湿草甸植被则侧重能源与化学品提取。亚洲研究多关注农林复合系统中的本土物种,如西谷椰子(Metroxylon sagu)、jelutong(Dyera spp.)及Balangeran红树(Shorea balangeran),利用途径以食品(如淀粉)、建材及其他非木质林产品为主。
3.4 学科、方法与数据基础
完全纳入组文献呈现强跨学科属性,自然科学与农学、经济学与社会科学的组合最为常见。研究方法以混合方法为主,定量分析与试验、案例研究的组合占比最高。数据来源方面,69%的研究基于一手数据,其中田间测量占37%,定性/半结构化访谈占23%,量化调查仅占4%,暴露出社会学实证数据的匮乏。
3.5 主题领域概览
各主题领域的覆盖度差异明显:种植建植与作物生产的相关文献最多(n=109),其次为生物质利用(n=62)、经济学(n=56)与社会经济学(n=53),规划审批领域的文献最少(n=33),凸显该方向的研究紧迫性。
4 主题领域评估与研究建议
4.1 种植建植与作物生产
该领域共纳入69篇文献,以欧洲(尤其是德国下萨克森州的 sphagnum 农业研究)为主导。研究内容集中于建植方法、物种与基因型筛选、产量测定及水肥管理。欧洲研究多采用控制试验,证实 sphagnum 的生长响应、水位管理及营养供给是关键影响因素;香蒲、芦苇等物种的研究则聚焦于养分响应、基因型生物量差异及收获制度优化。亚洲研究以印尼的案例研究为主,侧重多元化农林系统的整体描述,缺乏对单一物种的长期监测。机械化研究在2017年后陷入停滞,现有成果仅覆盖芦苇收割与 sphagnum 采收设备。研究建议未来需加强长期产量动态、环境因子(水位、养分)互作机制、抗逆品种选育及专用农机研发,尤其应关注热带物种的适应性评价,并通过长期试点项目验证管理模式的环境效应与经济可行性。
4.2 规划审批
仅23篇文献直接涉及该主题,研究尺度涵盖地块选址、区域空间规划至政策法规层面。微观层面,研究提出了基于决策支持工具的地块适宜性评价、需水量评估及收储运基础设施规划方法,并强调利益相关者早期参与对提升社会接受度的重要性。宏观层面,GIS工具被广泛用于潜在种植区识别,研究者开发了兼顾自然保护农业生产的土地分类系统,倡导将生态系统服务权衡、机会成本及温室气体减排潜力纳入规划决策。法律政策被视为关键制约因素,欧盟、国家及区域层面的法规冲突亟待协调。研究建议未来需完善GIS规划工具、填补泥炭地分布数据空白,并深化生态保护与农业生产协同机制的认知。
4.3 生物质利用
55篇文献覆盖该领域,研究方向包括生物质性状优化、加工转化技术、产品应用及市场准入。利用途径呈现多元化特征:建材(19篇)、食品饲料(14篇)、沼气(11篇)、园艺基质(10篇)及直燃发电(9篇)。欧洲研究聚焦于非粮途径的生物质增值,亚洲研究则紧密结合粮食安全目标,探索淀粉类作物的食用化利用。研究建议未来需明确收获、储运环节对生物质品质的影响机制,优化沼气发酵预处理工艺与燃烧设备适应性,并开发生物复合材料、生物精炼产品等高附加值材料,以拓展市场空间。
4.4 经济学
44篇文献聚焦该领域,研究区域集中于德国与印度尼西亚。微观层面,研究针对水牛养殖、芦苇收割、sphagnum 种植等单一模式开展了毛利分析与净现值评估,证实高附加值产品(如屋顶茅草、sphagnum 繁殖体)具备盈利潜力,但多数模式依赖政策支持。宏观层面,学者呼吁通过农业补贴、碳信用市场、生态补偿机制及产品认证标签,将温室气体减排、生物多样性保护等生态系统服务纳入经济核算体系。研究指出,产业链不完善与市场缺位是核心制约,亟需开展长期成本收益监测、价值链效率分析及区域市场培育研究,为政策制定提供实证依据。
4.5 社会经济学
41篇文献涉及该领域,亚洲文献占比近半,以定性案例研究与利益相关者访谈为主。研究框架涵盖转型路径、多源流分析与社会网格模型,识别出价值观与文化认同、利益相关者网络、级联效应及信息不对称四大核心议题。亚洲原住民的本土知识被视为重要支撑,而移民社区因缺乏湿地作物认知导致推广受阻。研究建议未来需加强土地管理者接受度调查,采用跨学科参与式研究方法构建社会共识,并量化评估泥炭地农业对区域就业、产业联动的级联影响。
4.6 总体/概念性研究
44篇文献从宏观层面探讨泥炭地农业的定位,包括将其作为排水农业的替代方案、纳入湿地管理谱系(从集约化利用到自然修复),并运用生命周期评价、生态系统服务评估等方法开展可持续性分析。研究倡导采用土地利用 mosaic 模式,将泥炭地农业与生态保护、碳移除技术体系相结合。政策类文献则呼吁将泥炭地农业纳入欧盟共同农业政策等制度体系。研究建议未来需依托长期监测项目,构建涵盖环境、经济、社会维度的综合数据库,为空间规划与政策优化提供支撑。
5 泥炭地农业实践实施建议
实践建议呈现显著地域分异:欧洲建议聚焦技术可行性提升,包括地块建植优化、物种筛选、专用设备研发及“大公共泥炭协议”式的系统性转型框架设计;亚洲建议侧重包容性土地治理、多利益相关方伙伴关系构建及基于社区感知的成本效益共享机制。跨区域的共性建议包括:将泥炭地保护原则纳入区域规划、应用决策支持工具、建设试点与规模化示范项目,以及通过跨部门政策协调消除制度障碍。示范项目被视为传递技术信息、重塑 stakeholder 认知的关键载体。
6 讨论
6.1 文献聚焦与特征
泥炭地农业的概念内涵随学科视角与地域背景动态演化:欧洲研究以生态修复为核心导向,侧重排水负外部性的消减;亚洲研究则以生计改善为核心目标,印尼2015/2016年泥炭火灾后的“3R”(复湿、复植、生计 revitalization)框架直接推动了区域研究兴起。
6.2 术语定义与使用
现有定义常简化省略“泥炭保存”这一核心目标,可能导致概念稀释。东南亚地区尤为突出,部分研究将排水条件下的橡胶种植、水稻种植错误归类为泥炭地农业,亟需强化学术共同体的定义共识。术语精细化趋势显现,如“sphagnum 泥炭地农业”的提出即为了区分温室栽培、自然采集等其他利用方式。
6.3 地下水位透明度不足
近半数文献未明确报告地下水位数据,或实际水位未达到泥炭保存所需的近地表标准。这既可能源于生态修复与经济产出的现实权衡,也可能受限于退化泥炭地导水性差、季节性干旱、邻域排水干扰等客观约束,凸显了从理论目标到实践落地的复杂性。
6.4 主要研究缺口与未来优先级
未来研究需重点突破五大方向:一是农艺层面,开展长期产量动态、品种选育及农机研发;二是规划层面,破解政策冲突,推动国际比较研究以提炼可转移经验;三是利用层面,系统评估价值链各环节的交易成本与营销模式,支撑政策制定者培育稳定市场;四是经济层面,填补标准成本数据空白,开展全链条交易费用分析与市场研究;五是社会经济层面,加强欧洲景观尺度的定量实证研究,系统梳理亚洲多物种系统的适用性证据。
6.5 南北差异
欧洲以少数禾本科物种与 sphagnum 农业为主,侧重机械化中型生产的经济可行性;亚洲以生物多样的农林复合系统为主,侧重小规模手工生产的生计多元化。治理模式上,欧洲聚焦农业政策影响与农场主决策行为,亚洲则更依赖参与式治理与地方支持机制,体现了生态、社会经济与制度语境的深刻塑造作用。
6.6 长期跨学科试点站的价值
德国下萨克森州的 sphagnum 农业长期试点站通过产学研深度合作,在生态效应、作物生产、经济效益等领域产出了系列跨学科成果,证实了长期定位研究对知识积累的核心价值,建议推广至其他泥炭地农业模式。
6.7 综述局限性
本研究未纳入灰色文献与非英语/荷兰语/印尼语的学术成果,可能遗漏部分区域经验;检索策略依赖“paludicult*”词根,可能错过未使用该术语的相关研究;2025年2月后的新发表文献未被覆盖。未来研究建议扩展检索词并纳入多语种灰色文献。
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