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【深度分析】未來全球農業至為重要的100個問題

2020-07-29 06:49:27

[ 導讀 ] 100個被認為對于全球農業和糧食安全是最至關重要的問題。

導讀：本文編輯了全球農業研究機構的頂尖科學家和相關行業代表的意見，確認了當前全球農業至為重要的100個問題，以此促進農業研究與政策之間的對話與了解，用可靠的科學證據為決策者的規劃和政策制定提供支持。
同時，本文的研究尺度把與農業相關的空間（全球的和區域的）、時間（過去、現在和未來）和社會、政治、經濟等多維度的因素包含在內，對中國農業和農村研究和實踐亦有一定的啟示。

1.前言

盡管在過去的半個世紀中全球糧食生產有顯著的增長，但當今社會需要面對的最重要挑戰之一是，如何養活21世紀中葉全球即將達到的90億人口。為了滿足糧食需求又不明顯增加糧價，基于氣候變化所帶來的影響，對能源安全、地區飲食結構變遷的關注，以及到2015年全球貧窮和饑餓減半的千年目標，估計屆時世界糧食要比目前增產70%-100%或者更多。

此外，還應該尋找新的途徑以補救接觸食物不平等問題。雖然我們已經生產了足夠養活地球上全部人口的糧食，但仍然有超過10億人口飽受糧食不足和營養不良之苦。

在全球的許多地區，這個挑戰由于不斷增加的購買力和不斷變化的飲食習慣，特別在較為貧困地區，伴隨著食物獲取和分配障礙，以及到2015年實現世界貧困和饑餓人口減半的千年發展目標的壓力，使得糧食安全的挑戰更為顯著[3-6]。

雖然近幾十年來出現了許多農業革新和技術進步，但上述幾個問題給本來就已經在實現可持續的環境和社會面臨糧食生產和能源安全壓力的當今全球農業提出了新的更復雜的挑戰。

更有甚者，過去5年已經經歷了食品價格的不斷波動對貧困地區產生極為嚴重的影響，特別在2007-2008年出現的價格高峰期間，以及政界和科學界中對生物燃料在影響總碳庫和碳排放中所扮演角色的爭議使得問題更為復雜。

無疑，土地使用方式（不管是什么用途）變遷是導致全球變化的一個重要因素。據估計，農業和糧食系統的溫室氣體排放量占全球排放量的1/3，是交通運輸產業的2倍強。因此，農業部門的工作目標不僅僅是簡單地提高生產力，更在于優化區域產量、鄉村發展、環境保護和社會公平的資源分配。

最近，人類越來越認識到全球農業所面臨驅動力的復雜性。但是制定能夠支撐更廣泛可持續性的土地使用方式，和更高效的農業生產方式的國內、國際政策，對于工業化國家和發展中國家都是嚴峻的挑戰。

盡管循證決策越來越受到重視，但是由于科學家、實踐者和政策制定者之間信息流的復雜性，并通常是缺乏交流，更加劇了問題的難度。

本文中，我們通過確認未來全球農業至為重要的100個問題（下面統一稱為“首要問題”），以期促進農業研究和政策之間的對話和理解。

這些首要問題由全球主要農業組織的專家和代表負責編纂，目的是通過詳實的科學證據引導決策者制定未來農業的研究重點和政策扶持項目。

正如方針政策的制定需要服從科學知識和優先事項，科學研究必須著眼于能夠影響當今和未來政策框架以及與世界各地農民和農業工作者的需求和關注相關的議題，使得公共科學和政策機構能夠具有前瞻性而不至于處于被動。

值得注意的是，盡管接下來我們提出的100個首要問題具有一般性和普遍性，但各個地區的農業問題的解決對策往往應立足于特定的歷史和文化背景。

本文采用的前景篩選途徑，此前已被決策者以及生態學研究和環保部門的實踐者和研究人員應用于確認生態學和保護生物學的相關問題。

它基于與來自世界主要的保護組織、學術和大學的專業人員代表的協商，目標指向那些需要使他們的工作更可應用于實際保護工作的研究者或那些評估和定位基金項目的組織。

在本文中，100個首要問題的產生是基于來自37個英聯邦政府機構、非政府組織和學術界的代表協商的結果。從2006年開始，一系列關于確定首要問題的研究和制定新的政策和議題的相關協同演練，已經在英國、美國和加拿大展開。

我們的目標就是列出農業的100個首要問題，倘若這些問題獲得解決，將對全球農業實踐產生重大的貢獻，同時，可以加強農業政策、實踐及研究三者之間協同效用。

為了達到該目標，我們采用一種具有協作和包容性的前景篩選途徑，它是一種能夠最大程度公開和融合各方不同意見，且具備科學嚴謹性的方法。為此，我們召集了與本研究受益人包括農民和決策者有各種關聯的、來自世界各地農業組織、科學協會、非政府學術研究機構的資深代表和專家。旨在讓列出的首要問題指導未來幾年內農業的政策扶持項目和優先科研項目。

因此，我們的受眾是指導未來農業政策和研究的決策者以及致力于農業科研的研究人員。入選本研究的一些問題將會成為未來農業研究的首要問題。

本文報道了入選問題的最終清單，并就當前的農業現狀對各個入選問題進行討論。本研究是英國政府未來全球食品和農作項目的一部分內容。

2.研究數據與方法

核心團隊的成員來自各個學科領域，包括世界主要農業組織、科學學會和學術機構的資深代表和專家，再由此核心團隊成員對全球農業及糧食百大首要問題進行確認。

這使45個來自世界各地的組織聯系在一起，雖然這些組織的總部多半設在西歐及北美，但因為這些單位都受到國際委托，多數的代表人皆有本區域以外的農業經驗。團隊成員受邀時候即被告知程序與義務，最終的核心團隊是來自21個國家的55個資深代表。本文作者名單中列出了他們個人的詳情和單位名稱。

這100個首要問題的最終形成經歷了三個階段的程序。

首先，所有核心團隊成員必須拓寬其專業領域網絡，并咨詢其單位的同仁，提出優先的問題清單。核心團隊成員要集思廣益，善于斟酌，并咨詢其專業以外的人士。

問題征求必須采用多種方法，包括召開小組討論會、工作會議和研討會及E-mail往來等方式讓其它同組織成員推薦一些可解決的，但不具有可靠知識背景的問題。這些問題必須符合如下評估標準：

（1）問題可經過研究設計獲得答案；

(2)問題的答案必須有事實依據，并非來自主觀價值判斷；

（3）問題必須尚未得到解答；

（4）有關問題執行過程和產生的影響應當有明確的目標和結果；

（5）問題不應為是非題；

（6）問題的規模必須在理論上可由一組工作團隊以合理的方式嘗試找到解答。理想的問題本身即可作為研究課題，或者可切分、轉化為許多更直接的分支研究。最后入選的有618個問題（問題提交時附有提議者的姓名及其所屬組織）。

入選的618個問題被歸入下列14個農業相關的優先研究主題：

（1）氣候、流域、水源區及水生生態系統；

（2）土壤營養、侵蝕及肥料使用；

（3）生物多樣性、生態系統服務和保護；

（4）能源、氣候變遷和生態系統恢復；

（5）作物生產體系與技術；

（6）作物遺傳改良；

（7）有害生物管理；

（8）家飼畜禽；

（9）社會資本、兩性平等和農業推廣；

（10）農業發展和農民生計；

（11）政府治理、經濟投資、權力與決策的關系；

（12）食物供應鏈；

（13）價格、市場與貿易；

（14）消費模式與健康。

其次，核心團隊被拆成14個專家組，每組由3-5個專家組成，各由一個協調人負責推介并開發一個特定的議題，而核心組成員被邀請盡可能參加他們希望參加的專家組，沒有特別限定某個專家組的人數。

專家組的任務在于瀏覽、校訂、整合或改寫該領域的原問題（此時需要隱去原問題提出者的姓名及所屬單位，減少可能的偏見），以確保簡明、避免重復，并新增未提及的問題。

接著，各個領域分類成5個必要問題和10個可能問題，可能問題的采用相對靈活，由專家團隊自主確定。必要問題的定義則是對全球農業及食物體系有重大影響的問題。余下的問題就被丟棄。在此過程應避免對問題進行排序，以免有礙于問題產生的廣度。

為了增加參與的透明度，14個優先領域類別的問題都以電子文檔的形式派發給核心團隊成員，使得每個參與者都有機會改進任何領域的問題，最后產生與各個主題相關的70個必要的問題和146個可能問題。

最后，專家組確定的70個必要問題會自動列入最后的百大首要問題之中，余下30首要問題則從146個可能問題中通過秘書處主持的電子投票方式選出，各個核心團隊成員都可以選取最多30個可能問題。

核心團隊成員必須瀏覽并對全部可能問題進行投票，而不是局限在其相關領域的問題。最后總計有1385票。在各個階段，核心團隊成員都可對問題進行修改及重新解釋，使其更切合主題。

最后對投票結果進行匯總，計算出每個問題的得票，得票最高的前30個問題入選百大首要問題，再交給各核心團隊成員進行最后的校訂。

3.研究結果與分析

我們把100個首要問題匯集整理為下列4個反映農業生產系統的部分：

（1）自然資源投入；

（2）農藝實踐；

（3）農業發展；

（4）市場與消費。

不同的主題之間存在部分重疊，例如對作物遺傳改良的關注往往涉及到生物多樣性的保護，又如牲畜問題往往與氣候變化問題相關，但我們保證在最后的問題名單中不存在重復現象題。最后的100個首要問題沒有按照優先順序進行排列。

第一部分自然資源投入

一、氣候、水域、水資源以及水生生態系統

氣候變化的預測指出，在未來50年內全球將變暖，但不確定的是在世界大部分地方上升的氣溫對降雨分布模式影響[。海洋的問題同樣嚴重，沿海海洋溫度的提高被證明比政府間氣候變化專門委員會的預測要快3-5倍，吸收全球50%碳的海洋生態系統不斷受到損害。

從全球食品安全的角度來看，許多商業魚類物種正面臨經濟學意義上的滅絕，最近的調查顯示，由于過度開發，全球63%的海洋魚類儲備需要集約管理，以重建其生物量和物種多樣性。

有關行動的執行需要穿越不同的尺度，從小的田塊到群落、集水區、小流域、最后到整個河流流域。執行時需要注意增加“綠水（土壤含水層的水）”和“藍水（指水庫、湖泊、地下水層存水）”的利用效率。

在一些國家，85%的轉移水資源現在轉向和城市、工業用途激烈競爭的農業。因為這個原因，特別是針對氣候變化，需要不斷改善作物、土壤和水的管理。本節的首要問題如下：

問題1：氣候變化（如氣溫、風速、濕度、水分可用性、風暴強度、農業用水的需求量、融雪程度的變化和季節徑流量、害蟲數量、漬水程度、農業生態系統的轉變、人口遷移）對農業產量、栽培技術、農作物病蟲害的蔓延、抗病性和灌溉發展有什么重大影響？
問題2：如果要保持現有的環境資源儲備，那么在全球范圍內設置農業用水量上限的成本是多少？
問題3：增加雨水收集量會對當地水文流量的影響是什么？當地水文流量變化如何整合與改造更大的地理范圍水資源的可用性？
問題4：如何發展水產養殖和開放水域的魚類飼養把對野生魚類種群和沿海水生棲息地的影響降到最低？
問題5：應發展什么農業方法（農藝的、基因的、操作的、輔助的灌溉計劃、土地肥力管理、冬季降水存儲）來提高用水效率？這些方法的成本效益又如何？
問題6：在干旱和半干旱地區中，如何結合林學、農林學、生草覆蓋、積水存儲設施系統、抗旱農作物和節水技術來增加糧食產量？而且這種結合要達到什么程度才能最有效？
問題7：如何將水資源在灌溉農業與環保功能之間進行優化配置？且何種創新的政策和技術能最大限度地減少灌溉與自然生態系統的健康功能之間的取舍？

二、土壤營養、侵蝕和肥料使用

土壤肥力管理對提高和維持農藝、生物生產力是不可或缺的。農作物的收獲物（即谷物、塊根、塊莖和秸稈、水果、木材）的養分需要應得到補償，以確保土壤的自然養分資本不被虧欠。

只有適當的投入以平衡所有生產輸出的產量，如此集約經營的農業生態系統從長遠來看才能達到可持續。無論是通過有機方法（生物肥料）或者無機方法（人工合成的化肥）所提供的植物營養來平衡所獲取的產量，這是一個營養源和匯被評估的物流、可用性、價格、環境影響和規模的問題。

植物并不能區分獲得的營養成分是有機或者無機的，至關重要的是養分可用性，即有足夠的數量和適當的形式。以及在作物特定的物候期對其生長和產量形成最適合的養分可用性。

對于等值的營養需求，通過糞肥、堆肥和其他生物肥料的供給對土壤物理、化學和生物質都能產生積極影響。然而，1.5億公頃耕地所需的巨額養分數量（5-10毫克/公頃/年）給我們提出了非常明確的營養可用性、運輸和供應的物流問題。

水和土壤侵蝕造成肥沃的土壤表層過度流失是土壤退化的重要形式，并導致荒漠化。由于土壤有機質和植物的營養成分都集中于表層土壤，這些材料會隨著黏粒部分優先被移除。

除了營養儲備的損失和有效根系深度的減少，徑流水的損失和可用水容量的長期減少也會對作物的生長和產量造成不利影響。

由于養分和土壤有機碳庫的虧損造成的，以及永久使用的采掘耕作方式加劇的土壤退化，是撒哈拉以南非洲、南亞、東南亞和加勒比地區等發展中國家的主要問題。本節的首要問題如下：

問題8：可持續的土壤管理對農業生產和其他生態系統服務有何益處？
問題9：為了增加土壤養分和保水能力從而協助恢復整個農業生態系統，自給自足型農戶應該如何對有機肥進行最有效的利用？
問題10：在熱帶地區的水稻田和山地生產系統中，最實用和最經濟的土壤肥力管理方式有哪些？
問題11：如何指導貧困的小農確保氮肥管理會使其土壤有機碳的增加而不發生凈礦化現象？
問題12：應如何預防與改善土壤鹽堿化現象？
問題13：如何利用原生的土壤生物以最大限度地提高糧食生產力和減少對環境的影響？
問題14：全球可使用的磷酸鹽儲量情況如何？這些儲量是否足夠供應下個世紀的全球糧食生產呢？

三、生物多樣性、生態系統服務和保護

農業一直是全球生物多樣性喪失的主要原因，它改變了自然棲息地，如把森林和濕地變為農田。此外，農業效率的提高已導致了以耕地為棲息地的物種急劇下降。增加人造殺蟲劑、除草劑及肥料的使用已成為環境變化的關鍵驅動力；由于區域和農場專業化所造成景觀同質化的增加；低洼地區的排水不良，耕地邊緣的和那些無作物分布的生境則斑塊破損；耕地輪作內休耕時間的減少。

此外，集約化農業已經是生態系統服務功能退化的主要因素，既增加了溫室氣體的生產，也降低了碳固定水平。　

主要的挑戰是了解增加糧食生產同時減少對生物多樣性、生態服務功能和人類社會的不良影響之間最佳折衷點。增加全球糧食產量一定是來自耕地的單產提高或者農田面積的擴大。

此外，新技術例如通過抗旱作物的選育和栽植將增加農業的集約程度和適合農耕的區域，最佳的折衷辦法的提出是建立在更好地了解如何使用新技術、農業環境計劃和平衡集約化和粗放化以確保可持續的糧食生產、生態系統服務、生物多樣性及社會經濟影響等基礎之上的。本節的首要問題如下：

問題15：生產力與生物多樣性（和/或其他生態系統服務）之間的關系如何？且這種關系在各種的農業系統與土地僅僅用于食品生產功能的空間尺度之間是如何變化的？
問題16：應如何在集約型、粗放型、生境修復或者維持現狀等方式間做出選擇？且應該如何兼顧經濟、生態和社會效益？
問題17：在不同的地區種植抗旱作物會導致哪些不同的環境后果？
問題18：如果以溫室氣體減排的目標來規劃作物和牲畜管理，會對生物多樣性的保護和實現其他生態系統的服務產生什么后果？
問題19：在集約化生產體系中，哪些農業環境保護措施可以用于在保護區區域，或天然和半天然棲息地之間形成一個緩沖帶，或者成為這些景觀斑塊之間的“軟性區域（soften the matrix）”中？
問題20：哪些修復后的自然棲息地能為人類社會提供最大量的食品和環境收益？
問題21：在那些正在進行集約化農業的發展中國家尤其是撒哈拉以南的非洲地區，如何結合改良的技術、耕作方式、制度及政策以維護包括土壤肥力在內的生態系統服務？
問題22：支付生態系統服務費(如碳封存、綠水信貸和生物多樣性提高)的方式能導致發展中國家那些缺乏資源的農民采納所建議的土地利用及管理方法嗎？

四、能源、氣候變化和生態恢復

由于對能源的需求在未來幾十年會持續增長，需要尋找替代能源以維持不斷增長的全球人口之需。農業消耗了大量能源，這些能源可以直接用在機械上，也可以隱含在農業使用的產品中。高油價對低收入農村家庭及全球農業投入品（農藥和氮肥）、交通運輸、耕作和灌溉系統的影響，會導致農業生產率下降，從而加劇在低水平生產力擴大耕地面積的壓力。

氣候變化是目前人類面臨的最大挑戰之一，它會在許多方面影響著農業，包括積極的和消極的影響。對農業適應氣候變化的需要，以及為減輕氣候變化而需要減少農業產生的溫室氣體排放，都進一步加劇已經存在的用較少投入生產更多糧食的重大挑戰。

在未來的幾十年里，氣候變化的恢復將成為可持續的農業生產體系中的一個重要特性，特別是那些預計正在變化的氣候造成劇烈生態變化的地區。本節的首要問題如下：

問題23：什么是使農業增加糧食生產同時減少溫室氣體排放的最佳選擇？
問題24：不利的氣候變化帶來大規模的移民將造成什么樣的風險？它將對農業生產系統有何影響？
問題25：鑒于大量的能源直接或間接地投入到農業中，如何利用碳中和的方式使糧食生產在未來四十年里達到節能減排的目標？
問題26：溫室氣體減排或碳存儲等不同市場支付機制將如何影響農業耕作？如何恰當實施這些機制？
問題27：如何最有效地平衡糧食生產與能源生產兩者對土地的需求量來確保生態系統服務的價值，同時維持適當的產量和價格？
問題28：怎樣才能改善農業生產系統的彈性，以同時應付和緩的氣候變化及高漲和極端化的天氣變化？
問題29：什么樣的集約型和粗放型組合才是最適當的，既能增加產量、減少溫室氣體的排放，又增加生態系統服務？
問題30：如何平衡農作物育種、新技術、傳統的栽培技術和改良的農耕技術以增加糧食生產和提高面對未來氣候變化的適應能力？
問題31：如何使用生物提煉技術使“烴基經濟（hydrocarbon-based economy）”以最佳的方式轉變為“糖基經濟（carbohydrate-based economy）”，除了維持目前生產的糧食產量外，還能加工農產品成為高價值產品、生物材料、能源和土壤改良劑？
問題32：如何以最佳的方式使農田長期擁有的固碳能力（例如通過土壤管理實務、多年生作物、樹木、池塘、生物碳的應用）？
問題33：將碳市場機制應用到農業后，如何為農民帶來顯著的利益？

第二部分：農藝措施

一、作物生產系統和技術

為滿足21世紀人口增長及工薪階層的壯大帶來的日益增長的糧食和飼料的需求，全球作物生產必須比現在增加70%-100%。此外，由于土地和水資源的限制，作物產量的顯著增加必須通過提高科技成果轉化率，從而推動作物和畜牧生產系統的可持續集約化生產來獲得。

傾向于把基于農業生物技術和有機體系區分開來的策略剛剛開始受到科學界應有的重視。

例如，有機農業和轉基因技術的并存常常缺少一種共識。有一種新的說法，我們需要的不是一個單一的路徑，而是許多建立在各種各樣系統（從休耕輪作，農林混合、農牧混合、漁耕混合系統到免耕法和精準農業）之上的、適用于大量特定的農業生態、社會經濟的可持續集約化路徑。

這對于了解以科學為基礎的努力如何應對現實挑戰，以及在不同情況下如何產生有益于可持續集約化的結果將會越來越重要。本節的首要問題如下：

問題34：使用不同類型的農業生物技術會帶來何種利益和風險 (如環境影響；對諸如高溫、干旱、鹽性等環境負荷的敏感度/抵抗度；依賴或免于添加物的使用；加速耐藥性的風險、食品安全、人體健康及營養；經濟社會文化的影響)？
問題35：從生物多樣性、生態系統服務、產量及人體健康的角度來看，特別是在資源缺乏的發展中國家，有機生產系統有什么利弊？
問題36：如何采取行之有效的措施破除有機生物法與基因改造法兩者間的觀念障礙，從而充分挖掘轉基因作物與有機生產模式相結合的潛在效能，使得農業生態系統的管理措施與永續集約耕作方式能夠兼容并用？
問題37：在目前全球采用的集約生產系統下，化石燃料及氮、磷、鉀等肥料的長期量能供應如何？
問題38：如何設計出一整套能降低對氮、磷、鉀添加物依賴程度的糧食生產系統？
問題39：如何建立一套適合且能為不同的農業生態、政治、經濟、社會情況所能共同接受的標準來監測不同的農業生態系統實現可持續性的過程？
問題40：荒地的開墾、更新與修復在全球食物生產上將扮演何種角色？
問題41：如果將氣候與市場風險、農戶資產及農民自身情況考慮在內，什么才是整合性農作及混合式農業系統的最佳方案，以應對不同的農業生態及社會經濟情況 (包括休耕輪作、本地的谷類、塊莖類及其它主食之耕作，農林混合、耕牧混合及漁耕混合系統)？

二、作物遺傳改良

在大約一萬年以前，作物最早被馴化用于食物、纖維和飼料之時，人類已經能夠通過對大多數作物品種及其近親中容易遇到的遺傳多樣性進行廣泛篩選，從而對作物進行有效開發而受益。

然而，真正以科學為基礎的作物育種進入20世紀之時才剛剛開始。在過去的一個世紀中，人類依賴數目有限的作物品種，但其產量和質量卻取得顯著提高。例如，中國的玉米、水稻、小麥的單產比起20年前分別提高了36%、25%、60%。

在上個世紀之交后的第一個五十年，取得的進展大部分來自于作物雜交（包括種間雜交），其次是人工選育。隨后，一系列技術，包括組織培養，突變體篩選，遺傳轉化以及一系列分子標記輔助選擇的方法，促使人們能夠更加有效地探索、創造和開發遺傳多樣性。

20世紀60年代的綠色革命興起于對小麥和水稻半矮稈性狀的選擇，使產量增加一倍。對于其他作物，如玉米和蔬菜，基因技術的出現使雜種優勢和作物均勻性（crop uniformity）得到利用，并對生產力產生巨大影響。

然而，盡管植物育種對農作物產量和質量的提高做出了巨大貢獻，仍然有一些作物類別、地理區域或者種植環境沒有得到更多的投入。當然，作物的生產潛力也受到生物相關物理因子的影響。

與此同時，不斷增長的強調創建高資源利用效率、少溫室氣體排放的作物生產系統，已開始改變性狀遺傳改良計劃目標的優先順序。牲畜和人類營養作物品質也依然是優先研究的領域。

此外，對作物遺傳改良的公共、私人和公益性的投資，在過去的二十年里，一直受到知識產權保護[50]和技術標準的刺激和約束。

這尤其涉及基因的專利和限制許可，促進基因鑒定、基因轉移、定向突變的先進技術，以及已經制定的評估和應對已知風險的管理框架。本節的首要問題如下：

問題42：如何通過農作物基因改造提升資源使用效率來以應對生物及非生物逆境？
問題43：如何通過農作物品種的改良以顯著降低農業與園藝的溫室氣體排放？
問題44：以不同的遺傳學方法應對諸如霜降、高溫、干旱、土壤積水及酸性和鹽性貧瘠等非生物逆境耐受性的作物發展，其比較效益如何？
問題45：為增進農作物的養分使用效率同時增加其生產量，運用不同的基因改造方式所產生的效果如何？
問題46：農作物基因改造對人類、牲畜及魚類的微養分攝取程度有何影響？

三、有害生物管理

新的害蟲和疾病繼續破壞作物的產量，這一點并沒有引起農民和農業科學家的注意。害蟲研究歷史都集中在那些引發大災難的、通常需要急迫研究的大型病蟲害。

未來將會出現新的問題，也許比大型病蟲害更加迫切，就像氣候變化以不可預見的方式改變了作物和有害生物之間的關系一樣。

自1960年以來，有害生物綜合管理（IPM）的研究和開發已經取得了實質性進展。從經典的生物控制和寄主--植物抗性為開端，到最近有針對性的植物物種多樣化的方法，如“推-拉”技術(‘push–pull’ techniques )和其它加強生物控制的景觀管理方法，IPM本質上已經成為一項最基本的管理病蟲害的農業生態學方法。

然而，盡管它的成功給農民和社會帶來了多重效益，IPM的研究和應用仍然滯后。

然而，目前的有害生物研究傾向是向昆蟲傾斜，病害第二，雜草第三。研究擴大的投入需要與有害生物形成的損失成比例。最近由資助方推動和學術上有害生物的研究已經偏向于替代化學品的有害生物綜合管理(IPM)上。

同時，產業界主要貢獻在對新技術的研究上，例如，抗蟲轉基因生物體、對昆蟲致命但對脊椎動物毒害較輕的殺蟲劑（如甲殼素生長抑制劑）的研制等。未來更需要一些在技術之間更有意義的投入。

IPM對糧食增產作出了貢獻，但只有通過開發能控制臭蟲、鳥類、野草和微生物在作物收獲前后過程中的損失的新一代技術，才能對減少貧窮與饑餓有所幫助。全球氣候變化的威脅使適應性管理和快速的創新，成為更為迫切的需要，以應對未來農業發展的威脅。本節的首要問題如下：

問題47：何種證據顯示氣候變遷將會改變病蟲害的發病率？
問題48：如何改良農業除蟲方式以減弱蚊蟲及其它人類疾病主要病原生物的抗藥能力的進化？
問題49：景觀尺度上的干預對有害生物管理有何幫助？哪一種方式最符合經濟和社會客可持續的原理？
問題50：如何將包括覆土作物種植在內的多年生的農作系統作為一種有害生物管理的方式？它的經濟和非經濟的成本與效益又如何？
問題51：如何設計一種集約式畜牧系統來減少牲畜間傳染病的蔓延及人類感染新型疾病的風險？
問題52：提高農作物與非農作物生物多樣性對病蟲害管理有何幫助？

四、家飼畜禽

家飼畜禽提供了一種有價值的食物來源，并且在全球社會中扮演著重要的農業和文化角色畜牧業通常與作物種植一起支撐了幾乎達到10億的世界上最貧困的人口。

鑒于畜牧業是全球土地資源的最大利用者（牧草和飼料作物占農業用地的80%），使用全球8%的水源，因此，畜牧生產系統的可持續性越來越受到人們的關注[56]。

畜牧業面臨著許多挑戰，如需要適應氣候變化，這些挑戰為特定的家畜物種和品種提供有利或不利的環境。除了二氧化碳（9%）和一氧化二氮（65%）外，畜牧業還產生37%的人為甲烷。

鑒于不同地區和物種的多樣性，需要對特殊畜牧生產系統加以界定，對交易加以評估。量身定制的方法必須避免對復雜多樣的民生系統采用過分簡化的解決方案，這樣才能符合畜產品以對環境無害的、經濟上可持續的方式進行生產的要求。本節的首要問題如下：

問題53：考慮環境影響、經濟回收及食物供應因素，發展中國家應如何適當的發展中小型畜產業？確保實現兩者之間平衡的關鍵政策是什么？
問題54：為了使農業系統能以對環境無害的，經濟可持續的、社會負責任的方式滿足人們對畜產品的需求，畜牧生產系統(例如適當混合不同系統內的生產活動、最優的牲畜數目與類型) 的首要的效率目標是什么？
問題55：什么是可行及有效的政策及干預方式，以減少高消費社會對畜產品的需求；而這些政策與干預方式又如何影響全球畜產品貿易以及貧窮國家的小農畜產系統的競爭力？
問題56：在發展中國家，除了保有畜牧生產外，如何使其內陸及海洋漁業能以更為可持續的方式生產動物性蛋白質？
問題57：在限制全球氣候變遷影響的條件下，刺激區域性的畜牧市場經濟成長的最佳方式是什么？工業化國家如何改善本國畜牧業的碳排放？
問題58：不同的畜產與水產養殖系統對環境有何影響？

第三部分：農業發展

一、社會資本、性別平衡與農業推廣

社會資本描述了文化與經濟生活之間的社會關系，也包括諸如存在于同一個組織或網絡內工作的人們之間的信任與團隊合作等概念。運用彼此的交流及相互作用來建立一種關系，以實現集體互惠互利的雙贏結果。在社會公認的行為準則與法律約束的作用下，形成個體良好的行為習慣，也由此促使各個團體的共同利益而集體行動和合作。

可見，社會資本既是大范圍內可持續行為和技術被采納的重要前提，也是對特定資源和技術進行可持續管理的先決條件。目前出現的農戶參與到農業的技術發展及其推廣的方式正是農民們對于這些新思維的回應，這種參與保證他們直接學習這些新的技術和措施，進而適應這種特別的農業生態的、社會經濟的環境。

這種種植戶參與研究、田間檢試、親身參與材料的選擇過程必須盡快整合到科學研究、技術推廣和發展制度中。對于發展過程的總體研究中，農業咨詢和推廣服務是非常重要的，而一系列市場與非市場的主體及其代理人則在為農民和其他農村人口福利方面提供了至關重要的服務。

如何把農業的傳統研究與發展當中對于男性勞動力的偏好轉移到男女平等的層面，不是所謂“政治正確”（political correctness）或意識形態方面的話題，而是事關使全社會受益的發展效率問題。創造一個性別平等的農業研究和發展體系將是一個革新性的干預。

這種干預對于機會、商品、人際關系、服務等各個方面的改變都將起到巨大的作用，最終能夠改變人們處理問題的方式。

通過理解婦女在農業的發展過程中的限制和機會，可能走出一個新的探索婦女的需要、提高她們在改進農業生產力、保障糧食安全和減少貧困中所發揮作用之路。此外，還需要找到衡量社會變化與制度學習的標準。本節的首要問題如下：

問題59：當農業需要高度的知識密集化和制度化之時，多樣新穎的推廣策略會產生何種效益？如何以最佳的方式來適應制度變遷與技術創新而使最多數農民都能夠參與和發揮作用？
問題60：移動電話和基于網絡的技術所帶來的新機遇對于農業教育、農業推廣、農民流動及農民權利等有什么幫助？
問題61：除了國營的農業推廣服務部門外，通過何種私營部門或者共同募集基金的農業咨詢服務機構的模式和機制能夠服務于被排除在公共部門之外的農戶？
問題62：在農業研究和推廣機構中，留住女性勞動力的有效方法有哪些？如何確保她們能夠參與到整個農業發展與推廣體系的規劃過程，以此滿足婦女的特殊需要和其它更廣泛范圍的利益？
問題63：為了創造更適當、更可持續、更具有創新性的農業環境，什么是最佳的社會學習模式和多種利益相關方（multistakeholder）共同參與的模式（例如農村田間學校，farmers field schools)，使得能結合農民、學者、專家、企業、政府及其他核心部門共同研發更好的技術與制度？

二、農業發展和農民生計

保障民生，特別是農村居民的生計，而不僅僅著眼于提高收入，是很多發展援助組織的行事原則。其重點在于能夠幫助人們擺脫貧困的多樣化方式，也關注農業集約化、農業和非農業收入、農業投資等的重要作用。

特別是在金磚四國（巴西、俄羅斯、印度、中國），包括在撒哈拉以南的非洲地區，“去農化（De-agrarianization）”已成為一個很明顯的現象[61]。不斷擴大的糧食安全問題與世界范圍內的農業投資減少密切相關，并已成為農業領域新的關注點。

為此，2010年4月，世界銀行和其他捐助者推出了全球農業和糧食安全計劃，并呼吁一場新的“綠色革命”的到來，以推動非洲的發展。

環境和氣候變化對我們理解農業、貧窮、發展、民生的方式以及人為干預的程度極為關鍵。這已經得到正確理解并在一定程度上可以通過人工干預而取得好的效果。人們對氣候變化帶來的糧食安全產生強烈的關注。

國際農業研究協商小組（the Consultative Group on International Agricultural Research，CGIAR)已經發起了與之有關一項新計劃(詳情請見www.ccafs.cgiar.org)；世界資源研究所和糧農組織的若干關鍵報告也充分反映了生態系統服務的重要性，認為生態系統服務的支付體系是解決農村貧困家庭脫貧的一個可能方式。但是，對于每一個此類基于技術和市場的干預措施，必須預先考慮其實施后的公平性、環境和小農長遠的彈性、農村社區和農民生計等問題。本節的首要問題如下：

問題64：經濟合作與發展組織（OECD）國家的農業補貼對于發展中國家的農民福利有何影響？
問題65：有什么的系統途徑能夠用于鑒別和采納可以在雨養作物和家畜系統中增加土地和水資源利用效率的候選技術，從而有利于在不同農業生態與社會經濟條件下消除貧困？
問題66：在存在地域廣博的鄉村且農戶規模很小的情形下，如何兼顧全民利益，權衡社會效率、社會公平、環境效益的共同發展？
問題67：什么是改進可持續集約化農業的最佳選擇？
問題68：怎樣維持小農生計的前提下轉化當前小農農業為可持續的集約農業？
問題69：從食品安全、環境可持續性、地方經濟和社會包容的角度看，國際援助和私人企業捐助對受益人有何長遠的影響？
問題70：如何設計一個整合科學創新和多元利益相關人期望的多學科架構，并將之運用到發展中國家的農業系統上？
問題71：在什么樣的環境與制度條件下，提高農場與景觀尺度上的生物多樣性將會提高農民生計和收入？
問題72：到2050年，還有誰會務農？屆時他們與土地的產權關系（土地所有權、租賃和管理）會是什么樣子的？

三、政府治理、經濟投資、權力與決策的關系

推動農業發展正面臨著一個嚴峻的挑戰，即如何去管理正式和非正式機構（國家的、私營部門的、民間團體的）之間多元日程和集體利益，包括他們的內部關系、義務、過程、機制與差別。恰恰在這個層面上，治理、投資、權力、決策等匯聚交叉，扮演著各自重要的角色。

就治理而言，非常重要的是為小農的福利和社會經濟利益建立針對風險和保險的保障體系，在這個領域，國家由于能夠影響技術和政策而具有著重要的影響力。

因此，外部援助和傳遞模式以及國家政策指南都是重要的話題。農業和農村的快速增長需要針對從大型機械化集約生產系統到一個農戶單位，即覆蓋整個農業生產系統的互補性投資。

因此，國有和私營部門對灌溉和水資源的管理、農村道路建設、農業金融及推廣服務等領域的投資的最優融合，對形成集約的農業體系更加重要。

鑒于氣候變化對不同農業生態系統的生產力產生的極為不利影響，除了基礎設施的投資外，當務之急就是要認真考慮農作物、種植制度的抗逆能力[66]。本節的首要問題如下：

問題73：那些人均收入較低但正在政治角色上崛起的國家（如巴西、中國、印度和印度尼西亞），以它們逐漸增強的經濟水平和購買力作用于全球糧食系統，反過來對他們自身造成什么樣的結果？
問題74：為增加發展中國家及貧困國家的小農福利和生產力，多邊和雙邊捐助傳遞模式應該達到什么樣的成效？
問題75：在什么樣的情況下，放棄對大規模或機械化農業的投資，增加針對小農農戶的投資會帶來更大的社會與環境效益？
問題76：在灌溉基礎設施的建設方面，多元不同的公私混合投資會帶來哪些不同的效果？
問題77：針對農業生態系統恢復力的投資以應對多重氣候變遷的負面效應，不同的投資選擇會帶來何種不同的結果？
問題78：需要采取哪些措施以鼓勵年輕人學習農業科學？

第四部分：市場和消費

一、食品供應鏈

食物供應鏈(FSC)包含了田間生產到消費的所有活動。自1950年以來，食物供應鏈已經發生根本性的變化，正變得越來越全球化，而且生產規模、在加工產品生產線、部門的經濟集中度等方面都不斷上升。食物供應鏈的監管也因此變得更為復雜和多樣化，牽涉到很多公共，私人和公民社會諸多角色。

在過去的二十年里，食物鏈內權力的基本軌跡是穩定地向下游移動，向著主要的食品合作零售商方面轉移。這個傾向越來越清晰。現在，大多數工業化國家四分之三的食品銷售主要是通過超市來實現。

這引起了評論者對為實現全年低價供應鏈而給環境造成不良影響的批評。然而，在許多發展中國家，這樣的零售業模式正在變得越來越普遍，并在全球范圍內快速增長，同時，也更加關注它對膳食的影響[。

關鍵的任務是需要準確把握“可持續的糧食”到底代表什么，并確定橫跨整個食物供應鏈活動的最佳實踐標準。需要利用生命周期評價及其他技術措施來評估能源、水與碳足跡和其它環境影響；同樣地，需要利用社會、經濟和道德標準來評價何為最佳交易。

最后，其目的是更好地展示飲食和環境影響之間的聯系[73]，及其與社會影響之間的聯系，從而鼓勵更多的人在發展可持續食物供應鏈中體現其責任和行為的轉變[。本節的首要問題如下：

問題79：如何在諸如歐盟或北美自由貿易區等區域貿易組織建立和實施統一的可持續食物標準，以維護環境、健康（營養）、食物品質和社會價值，如何通過這一議題的有效討論而塑造消費者的食物購買行為？
問題80：發達國家和發展中國家食物垃圾在食物鏈中處于何種位置，采取什么措施能夠顯著減少食物垃圾？
問題81：如何增強食物鏈的彈性以應對外源性動力變化（例如碳氫化合物價格的增長）和沖擊（如空運中斷）？
問題82：“在地化食物生產（localized food production）”對食物系統的總體可持續性有何潛在貢獻？
問題83：慮及人口及經濟增長量，和全球牲畜存欄數存在的影響特別是對飼料需求和廢物數量的影響，如何制定一個標準以限制國民的人均肉類消費量？
問題84：可用于界定農業可持續發展的閾值（如土壤條件、生物多樣性、養分循環、能源利用、關鍵生物學過程（如授粉））的最佳指標是什么？如何體現到食物鏈中？
問題85：管理糧食庫存、存儲、分配和應享權利系統以確保其長久和可持續供應的最佳制度機制是什么？
問題86：如何擴大范圍使作物（以小麥、水稻、玉米、馬鈴薯、大豆、甘蔗糖、甜菜等7個主要農作物的熱量為標準）的商業發展以增強食品鏈的彈性，同時維持作物及其野生近緣植物的遺傳多樣性？
問題87：應提供多少農業生態區域內的土地作為自然生物的棲息地，以提供生態系統服務功能和緩解氣候變化的威脅？

二、價格、市場和貿易

近幾十年來，國內的食品生產和消費模式已經與全球市場相互聯系，現在各國都依賴國際和國內市場為本國人民分配食物，并分配食物生產的投入。2008年，全球糧食進口的花費超過一萬億美元，比過去兩年有實質性增加。

新食品經濟意味著很小的生產變動可以導致很大的波動價格。大多數國家現在依靠在開放的全球糧食市場中購買食物；然而，當國家政府尋求保護自己的供應，全球市場鏈將瓦解。

2007-2008年期間，世界糧食市場經歷了許多重要農業商品包括小麥、玉米和大米的價格暴漲。原因被歸結為區域農業生產力下降、全球谷物儲備下降、投機性交易和設置貿易壁壘等偶然因素。價格暴漲導致摩洛哥、墨西哥、印尼和其他一些地方發生暴亂。

這種政治不穩定源于一些短期壓力，但是它突出了一個長期的糧食安全問題和對人民福利的影響，尤其是低收入家庭花費75%的收入在食品上。未來幾年內，政策研究對機制和措施的設計以減少或緩解市場失靈的影響將扮演至關重要的角色。本節的首要問題如下：

問題88：在最貧窮的發展中國家 (尤其是撒哈拉沙漠以南的非洲國家），何種優先開發項目可促進市場的有效輸入和輸出？
問題89：隨著能源價格上升，如何提高其利用效率并在農業中使用更少的投入和肥料使用保持可持續的經濟和良好的環境，同時仍養活不斷增長的人口？
問題90：如何設計一種機制使農民能夠抵抗市場波動及其伴隨而來的風險？如何使多種不同的機制能夠一起運作的最好？
問題91：如何開發一種以市場為基礎的食物供應系統，以使食物鏈上利益相關者（如農民，生產者和零售商）在財政上提供可持續的經濟回報，同時能提供安全、營養、自然資源負擔得起的食物給消費者？
問題92：什么機制可以用于鼓勵投資各種可持續的、高產的農業，并保持生態系統服務功能？
問題93：什么機制的制度容量可以用來創建一個高效和公正的全球營銷體系，使糧食生產達到經濟和生態上高效，并通過合適地交易實現糧食安全？
問題94：如何設計一種與國際開放市場相容的國內糧食安全政策，同時也能保護本國農民利益以及平等的取得糧食的權利？

三、消費模式和健康

近年來，購買力的增加，食物偏好的改變和可接觸的全球市場和持續增長的人口已經導致消費模式的顯著改變，并將在可預見的未來數十年中持續變化。到本世紀末，日常人均卡路里的消耗將從19世紀60年代的2280千卡增長到2800千卡。

此外，年人均肉類消費量從1967的11公斤年增加到三十年后的24公斤[80]。隨著發展中國家收入水平的提高，預計人均肉類需求將會趨于美國的年人均消費115公斤和歐洲的80公斤的水平。

僅在中國，在過去的20年肉類消費就增加了一倍，預計到2030年將再次翻番。需求增長的結果是，到2050年，肉類生產將從1990年的229百萬噸增加到465百萬噸，奶產品將從580百萬噸增長到1043百萬噸。伴隨人口增長的消費結構變化已經使我們可以預見到，食品生產需要大量增加才能滿足未來消費需要。

快速的膳食結構變化（指肉食為主）很難提供由糧食和其他蔬菜產品能夠獲得的那種平衡膳食。

肉類和奶類 (特別是紅肉)，加上以高糖及高脂肪食物為特征的現代高度加工食品的產品的消費增加，可能導致營養不良以及越來越多的肥胖及其相關疾病，如二型糖尿病和慢性心臟病。這將增加醫療保健的需求和相應消費的增加。本節的首要問題如下：

問題95：不同國家可預測的肉類消費改變將對農產品需求范圍產生什么樣的影響？
問題96：什么信息對消費者做出明智的決定是最有用的，是否有一種通過干預的方法鼓勵和促進大家食用健康的食物？
問題97：在什么情況下，政府的健康政策可以通過提供好的食物作為預防醫學來成功影響消費者的飲食習慣？
問題98：什么計劃(或計劃組合)能夠最有效地促進不同的社會經濟團體對健康食品的需求？
問題99：體驗學習計劃(例如園地學習、荒野療法、森林學校、戶外學習)對促進兒童營養、兒童身心健康發展、預防肥胖和糖尿病會有什么影響？
問100：讓消費者了解產品的生產過程，他們的消費選擇就會更加明智，進而有效促進環境友好的糧食生產方式。包括農民組成的網絡直銷、食品商標設計、農場網站等信息通道對消費者了解農業生產的效果如何？

4.討論

應用本文描述的前景篩選途徑獲得100個被認為對于全球農業和糧食安全是最至關重要的問題。如果這些問題都有了答案，預期將會在全球范圍內對農業生產有重大影響，同時改進農業政策、實踐與研究之間的協同作用。

這些問題是廣泛的，且被設計成可找到答案的，能夠用于現實的研究設計，它覆蓋了需要被全球農業發展優先考慮的14個主題。由世界主要農業組織、專業科學協會和學術機構的代表和專家編撰。

作者希望這些問題將會引導政策制定者參與指導未來的農業政策研究，期待研究人員以此指導自己努力方向和優先選擇項目，并構建本文各專家組之間有組織的對話。

但是，本文所用的前景篩選途徑也存在一些不足。最后問題的清單不可避免地是從初始提交的618個問題中產生的，遵循核心小組成員和過程排序、重新措詞和投票的過程。通過與從廣泛組織中向具有多種專業知識的一大批專家的協商咨詢，我們希望將個人喜好和定向選擇的效應降到最低。

整個研究過程遇到最大的挑戰之一是，起草這些通過研究設計可獲得答案的問題，并通過分類能涵蓋與全球農業生態系統各個尺度相關的廣泛問題。對這些問題重新措辭以確保清晰簡潔，最終的問題清單無疑遮蓋了一些問題的復雜性。

但是，我們相信，通過設計一種研究策略來深入探討這些問題或他們中的一些元件，大部分的問題可以分解為若干組成部分或項目，而且可以進一步修改以適應特定的社會、生態和經濟環境。現在需要做的是，在世界各地設計不同優先的行動計劃，并通過有效的機制和度量來評估其影響。

通過列出這些問題，我們希望有助于科學家、生產者和決策者之間的對話，以促進未來農業的研究和交流（discourse），也能指導研究者排列他們自己研究工作的順序和擬定直接的科研計劃。

我們希望這些問題可以指導決策者留心支持并指導未來的農業研究；基金機構和組織則注意他們的資助目標和對農業科學的支持。

如果農業想要克服由于人口增長、飲食結構轉變、能源短缺和氣候變化帶來的多元驅動的壓力，那么改進政策制定者和科學家之間的對話和信息流就顯得至關重要。農業部門現在處于前所未有的綜合驅動力的核心位置，基于證據的決策對于克服農業研究和政策導向之間理解的缺位，以及促進整個部門合作至關重要。

注：本文譯自Jules Pretty et al..The top 100 questions of importance to the future of global agriculture. International Journal of Agricultural Sustainability，2010， 8(4)：219–236王松良、曹志全翻譯，直接轉于土壤觀察公眾號。

**原文作者包括來自全世界21個國家，但多達50多個知名學術機構和科學協會的知名教授和專家55人。

來源：中國農業科學（2012年9月）

文/Jules Pretty 翻譯/王松良、曹志全（福建農林大學作物科學學院）

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