《Agriculture》：Environmental Assessment of Regenerative Agriculture: A Bibliometric and Critical Review of Soil Health Indicators, Life Cycle Assessment Approaches and Methodological Gaps
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尽管再生农业的应用日益广泛，其环境维度仍未得到充分探索，这导致在理解评估其环境足迹的挑战方面存在空白。本研究的主要目标是提供与该主题相关的科学出版物概览。本批判性综述将使用VOSviewer作为分析工具的文献计量学分析与对Web of Science数据库的检
尽管再生农业的应用日益广泛，其环境维度仍未得到充分探索，这导致在理解评估其环境足迹的挑战方面存在空白。本研究的主要目标是提供与该主题相关的科学出版物概览。本批判性综述将使用VOSviewer作为分析工具的文献计量学分析与对Web of Science数据库的检索相结合，旨在识别2016–2026年期间发表的、与再生农业和环境相关的最具相关性的研究与综述论文。初步分析确定了282篇感兴趣的出版物，揭示了三个主要聚类：第一个与碳足迹、碳封存和有限的环境影响相关；第二个与再生农业及其耕作实践相关；第三个确定了一个重要维度——土壤健康。大多数出版物来自美国、澳大利亚和英国的学者，其中包括11篇高被引论文。这些论文主要涉及联合国可持续发展目标（UN SDGs）第2号“零饥饿”、第13号“气候行动”和第15号“陆地生物”。最后，研究人员对52篇出版物进行了进一步的批判性审阅，结果表明，如果将视角局限于碳足迹、碳封存或土壤健康指标，则无法验证再生农业的环境绩效。有意义的比较需要协调统一的系统边界、采样程序、指标、功能单位、清单和环境影晌类别。因此，本文在前人知识的基础上，识别出从基于实践的指标向验证环境结果的方法论转变的必要性。
1. 引言
现代农业在保障全球粮食安全方面发挥着不可否认的关键作用。然而，通过占用全球三分之一的土地和约70%的淡水资源，农业对自然资源，即土壤、森林、生物多样性和水资源，造成了巨大压力。常规农业常被视为主要的环境负担，但它又因在粮食生产和养活世界方面的关键作用而陷入两难境地。再生农业是一个关注土壤健康和保育的概念，其最常见的益处和成果与土壤健康、水资源可用性和生物多样性相关。然而，缺乏标准化的定义和有限的生物经济评估阻碍了对其更广泛的理解和应用。鉴于农业活动的高预估影响，与农业相关的环境保护是全球优先事项之一。保护和恢复土壤健康可能带来超越其他环境效应的益处。关于环境影响，它们通常被分为两大类：环境污染和资源耗竭。从法律角度看，欧盟的关键立法涵盖在欧盟2030年土壤战略和欧盟土壤监测法之下。鉴于再生农业在土壤健康方面的前景及其潜在的环境影响和权衡，作者们发现了如何可比地评估其环境效应并一致地证明其益处的空白。因此，本批判性综述论文的目的是调查再生农业是如何从环境角度进行分析的，重点关注所报告农业实践的环境影响和一致性。
2. 材料与方法
为了分析再生农业的环境影响，作者于2026年1月使用VOSviewer作为分析工具对出版物进行了文献计量学分析。检索字符串包含了与主题相关的术语，并在科学数据库Web of Science中应用。检索后，还应用了三个额外标准：选择2016–2026年间发表的出版物、选择综述和研究文章、以及仅选择英文发表的论文。最终筛选出282篇不同的出版物。通过VOSviewer提取的关键词，研究人员生成了一个初始的频繁共现术语列表，并将同义词合并到一个新开发的同义词文件中。为了对结果进行聚类，作者应用了关键词至少出现三次的截断标准。软件使用基于模块化的聚类技术形成紧密相关的术语聚类。为了完成此综述，文献计量学分析提供了初步的领域图谱，而最终的研究选择遵循了基于PRISMA的筛选流程。所有合著者都参与了审阅过程。最终确定的出版物池为52篇。从这些出版物中提取了以下数据：作物/耕作系统、生命周期评价（LCA）工具/软件、系统边界、生命周期影响评价方法、环境影响和土壤健康指标。
3. 结果
文献计量学分析的结果显示，282篇出版物形成了三个聚类：与碳足迹和碳封存相关的绿色“碳”聚类、与再生农业及其耕作实践相关的蓝色“农业生态学”聚类、以及提供最广泛视角的红色“可持续性”聚类。分析还表明，这些论文的作者来自67个国家，其中美国、澳大利亚和英国的作者占主导地位。分析工具指出了与三个联合国可持续发展目标的联系。桑基图显示了分析的52篇出版物在三个类别中的分布：论文类型、研究重点和耕作实践。关于再生农业的先前综述论文，其环境视角各有侧重。一篇范围综述表明，用有机材料替代合成投入品有可能减少化石燃料等自然资源的使用。另一篇综述强调主要的环境视角与土壤健康、生物多样性和农业生态学相关，并指出缺乏标准化定义的问题。还有综述讨论了七种再生农业实践的整体影响，并得出四项主要益处。从改善土壤健康的角度看，环境效益主要包括气候减缓优势。其他综述也强调了缺乏明确定义，并指出气候变化和水质相关主题的代表性不足。一些综述强调了量化农业实践以确认其效益的必要性。总体而言，之前的综述未能同时从土壤健康和环境负担/权衡两个角度审视再生农业。
4. 讨论
当前的农业实践可能产生两方面副作用：一是对公众健康的影响，二是对环境的影响。“一体化健康”方法和生命周期评价可分别用于理解健康维度和环境维度。
4.1. 健康作为再生农业的新环境范式
4.1.1. 从减少环境影响到生态系统再生
再生农业的目标是恢复农业生态系统功能，土壤健康是其核心概念。它与可持续发展的区别在于，可持续性通常意味着维持功能，而再生则需要有证据表明退化特性正在改善。
4.1.2. 从基于实践到基于结果的评估
基于实践的指标仅显示管理是否改变，而基于结果的指标则将土壤状态和功能的变化与定义的基线进行比较。可靠的评估需要一个通用的核心指标集，同时也需为本地化解释留出空间。
4.1.3. 土壤健康作为一个多维属性
土壤健康是物理、化学和生物过程相互作用的结果。物理评估可包括容重、团聚体稳定性等指标；化学评估通常包括土壤有机碳储量、pH值等；生物评估则可包括微生物量、土壤呼吸等。所有这些测量值在共同解释时最为有用。
4.1.4. 土壤有机碳：核心但不够充分
土壤有机碳对土壤结构、抗侵蚀能力等有诸多贡献，但其测量方法会强烈影响其解释。没有普遍适用的土壤有机碳响应。土壤有机碳响应强烈依赖于所应用的管理实践类型和环境背景。一项覆盖印度不同地区的荟萃分析表明，直接增加有机物输入的实践通常比单独减少土壤扰动产生更强的土壤有机碳响应。一项全球荟萃分析进一步证实了这种背景依赖性。长期田间试验结果也证明了综合管理方法的重要性。因此，不应期望单一的再生实践在所有土壤类型和气候条件下都能产生一致的土壤有机碳响应。
4.1.5. 再生实践之间的互补性与相互作用
农艺实践以不同方式影响土壤。减少土壤扰动保护团聚体和真菌网络；作物残留物和有机改良剂增加碳和养分；覆盖作物保持活根并固定移动性养分；作物轮作多样化根系模式和残留物质量。实践的组合效果不一定是相加的。覆盖作物的效果也取决于物种、生物量等因素。
4.1.6. 生物功能与土壤呼吸
土壤微生物和动物驱动分解、养分转化等过程。它们的生物量、多样性、群落结构和功能活性相关但不互换。土壤呼吸说明了解释的复杂性，它是一个过程指标，而非封存或产品碳足迹的直接证据。
4.1.7. 环境健康、污染物与权衡
健康的土壤应在维持生产的同时减少侵蚀、养分损失和污染物风险。有机改良剂的益处取决于原材料、加工方法等多种因素。其他农艺实践也存在类似的权衡。因此，关于再生农业的权衡综合应包括环境和土壤健康益处，但受制于不同的背景调节因子。
4.1.8. 从土壤健康到一体化健康
健康视角将讨论从田间层面扩展到更广泛的食品和环境系统。土壤健康影响植物表现、水质等。土壤健康受土壤管理实践的影响最直接、最强烈，但尚无足够“证据”表明应用再生实践是预防某些疾病的手段。
4.1.9. 将健康作为环境范式付诸实施
为了使土壤健康成为一个科学的而非仅仅是修辞上的概念，监测必须包括基线、适当的参考系统、透明的管理记录、标准化的采样和重复测量。标准化是必要的，但严格的阈值可能不适用于不同的农业生态条件。
4.1.10. 将土壤健康与系统级环境评估联系起来
现有证据支持土壤健康作为再生农业的核心组织原则，但不支持使用单一实践或单一土壤指标作为再生的充分证据。土壤健康和系统级环境评估应结合使用。
4.2. 再生农业实践的生命周期评价
生命周期评价是一种标准化方法，能够评估产品预定生命周期内的各种环境影响。它由定义目标和范围、收集清单、定义感兴趣的环境影响并计算影响等阶段组成。然而，每个生命周期评价中都有两个主要问题：明确范围和边界，以及选择适当的环境足迹和功能单位。当涉及主要再生农业实践——作物生产时，玉米、小麦和有机大豆是主要分析对象。比较生命周期评价结果的复杂性可以通过概述三个不同的玉米生命周期评价的例子来说明。系统边界相似，但功能单位要么以质量表示，要么以面积表示。功能单位的选择直接影响关于再生生产是否环保的结论。用于生命周期评价计算的软件、清单数据和影响评价方法各不相同。这些论文计算了不同的环境影响，如气候变化和全球变暖潜能值等。比较结果显示存在困难。有趣的是，不同的生命周期影响评价方法对土壤健康的影响有限或没有影响，这表明需要开发更精确的土壤健康/土壤质量指标。
4.3. 通往验证框架之路
基于本研究的主要结果，土壤健康和生命周期评价不应作为独立主题分析，而应视为同一枚硬币的两面。提出的整体方法旨在使用两组结果来验证其对“一体化健康”的贡献，并识别潜在的环境权衡。
5. 结论
本批判性综述分析了与再生农业环境维度相关的不同出版物。文献计量学分析将282篇出版物分为三个聚类。最终审阅的52篇论文确认，再生农业代表了从主要关注减少农业负面环境影响向寻求恢复农业生态系统功能的重要转变。土壤健康是一个核心概念，必须被视为一个包含物理、化学和生物指标的多维属性。然而，相同的实践在不同的农业生态条件下会产生不同的结果。另一方面，环境科学已经发展出大量的环境足迹，在应用于再生农业时存在不一致性。主要结论是，不能通过测量有限的效果来验证再生农业的环境绩效。协调统一的系统边界、采样程序、指标、功能单位、清单和影响类别是有意义比较的先决条件。作为本次综述的结果，作者确定了三个主要信息：需要明确定义再生农业实践并附有可衡量的指标；需要标准化土壤健康指标；需要制定应用生命周期评价的共识指南。本研究存在一些局限性，包括仅使用了一个科学数据库、特定的出版日期范围、潜在的偏见以及主观判断。
