【中文标题】对比土壤肥力管理下种植系统的多准则评估：来自马达加斯加高地混合农业的证据

《International Journal of Agricultural Sustainability》：Multicriteria assessment of cropping systems under contrasted soil fertility managements: evidence from mixed farming in the Madagascar highlands

　　

马达加斯加小农户的农业集约化往往结合了常规做法与农业生态学实践。通过多准则方法评估这些实践的表现，对于获取其经济、环境和社会效益至关重要。本研究旨在评估基于农业生态学原理采用的不同种植系统在各项可持续性指标上的表现。研究人员使用了455名农户的调查数据，以表征和选择高地和低地地区的9种种植系统。研究选择了一组11项指标来代表系统表现并进行田间尺度评估，同时探讨农场和区域层面的问题。结果显示，大多数种植系统在各项指标间表现出权衡，表明农业生态学可能未能在所有指标上达到最佳表现。作物轮作具有较好的环境表现，但在社会指标方面效果较差，尤其是劳动力方面。单一耕作系统在最小化劳动力方面表现更好，但在经济上则不然。结果还表明，在给定作物的情况下，种植系统内的作物选择对可持续性的影响大于肥料类型。该研究揭示了当前实践相关的关键制约因素，并指出了应在农场和区域尺度上使用哪些指标来事前评估农业生态学实践的推广潜力。

马达加斯加高地面临人口密度高（125人/km²）和确保粮食安全的压力，其推广的农业集约化模式往往呈现二元化：依赖化学输入的常规方法或基于农业生态学原理的实践。然而，小农户往往将常规与农业生态学实践结合以适应土地稀缺、资金和劳动力限制。当前对于农业发展是否应支持农户通过常规方法或减少合成投入的农业生态学技术进行集约化存在激烈争论。支持常规方法者认为土壤养分缺乏，需增加产量以保护自然生态系统；而农业生态学倡导者认为过量合成投入会长期降解环境，基于养分循环的农业生态学是可行替代方案。然而，这些方案很少从系统角度（尤其是农场和区域层面的资源调动）进行评估。其原因在于所需数据量大且复杂，且需在真实农耕条件下实施以获得真实表现数据。因此，研究人员以马达加斯加高地为例，开展了小农户农业生态学创新可持续性的系统评估。研究基于涵盖农艺表现、经济可行性、营养价值和土壤生产力维持等指标的集合，探讨基于农业生态学原理的不同种植系统在多个可持续性指标上的表现，并探索环境、经济和社会方面之间的权衡。结论表明大多数种植系统在指标间表现出权衡，农业生态学未能在所有指标上达到最佳表现，作物选择对可持续性的影响大于肥料类型。该研究为发展机构、非政府组织和政府机构提供了参考，避免单纯推广单一农业生态或常规实践，论文发表在《International Journal of Agricultural Sustainability》。

研究人员主要采用了多准则评估方法和问卷调查。数据来源于Agroecology TPP项目（2020-2021种植季对Vakinankaratra地区455名农户的访谈）和DINAAMICC项目（2022-2023种植季对27名农户的访谈）。Agroecology TPP项目采用随机抽签抽样，DINAAMICC项目则根据农场类型学选择部分农场进行全年监测。研究人员根据地形区分高地与低地，排除了低地干季的第二季作物记录以确保每块田只计一次，最终保留了667块田的数据。研究计算了涵盖经济、环境和社会三大支柱的11项指标，并使用Min-Max归一化进行处理。

3.1. Contrast fertilizer management for different cropping systems（不同种植系统的对比肥料管理）。通过分析高地和低地不同系统的氮输入量，研究发现高地中玉米+豆类在有机与无机混合肥料（OF+MF）下氮输入最高，达127 kg N/ha；低地水稻-鱼类/马铃薯轮作在OF+MF下最高，达66 kg N/ha。

3.2. Types and quantities of organic fertilizers and their nitrogen contributions per cropping system（每种种植系统有机肥料的类型、数量及其氮贡献）。通过分析数据发现混合粪肥应用最广。低地水稻-鱼类/马铃薯系统有机肥氮输入最高（169 kg N/ha），低地水稻单一耕作最低（33 kg N/ha）。混合粪肥、牛粪和堆肥贡献了91%至94%的总氮量。

3.3. Performance of indicators in cropping systems（种植系统的指标表现）
3.3.1. Upland cropping systems（高地种植系统）。通过分析雷达图发现，高地水稻和木薯在无肥（NF）和仅矿物肥（MF）下饲料独立性（Fodd_Indep）较高；木薯系统劳动力生产率（LabProd）最高；高地水稻和玉米养分平衡（N_bal, P_bal, K_bal）较高；木薯能量输出（Energ）最高；木薯在无肥下工作量最小化（WL_min）最高。
3.3.2. Lowland cropping systems（低地种植系统）。通过分析发现，单一耕作系统饲料独立性高于含马铃薯轮作。水稻-鱼类在OF+MF下短期经济回报最高，具有最高的劳动力生产率和总边际（GM），但表现出负钾（K）平衡。轮作系统由于两种作物具有更高的总边际和正养分平衡。马铃薯的插入是养分平衡和工作量指标模式的主要驱动因素。

讨论部分总结指出，低地系统中存在短期经济回报与长期土壤肥力的权衡。水稻-鱼类系统经济回报高但负K_bal平衡可能导致长期肥力退化。轮作系统社会指标较差需更多劳动力。单一耕作系统虽可持续性指标表现不佳但因资源限制仍被广泛采用。有机和无机肥料在实践中被结合使用以互补，对有机源的依赖既是机会也是约束，需多尺度评估可持续性。

结论部分翻译：本研究确定了马达加斯加高地不同肥料管理下种植系统可持续性指标间的权衡。农业生态学实践在养分平衡、碳输入（C_in）和能量输出方面表现优于单一耕作。水稻-鱼类混合施肥系统在环境、经济和社会指标上表现平衡，但有负K_bal平衡且面临偷盗风险。农业生态学肥力管理并未显著增加劳动力需求，但相较矿物施肥也未带来指标显著改善，作物选择及其复杂性影响最大。田间尺度上无理想系统，农户结合常规与农业生态实践。标准化技术建议无效，应支持基于当地现实的适应性管理。农场和区域尺度的评估将更好理解系统可持续性。