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題目:Organic agriculture in the twenty-first century
第一作者:John P. Reganold(華盛頓州立大學作物與土壤科學系)
發表期刊:Nature Plants(2019年影響因子13.256)
發表年份:2016年
文章分類:Review article(綜述性文章)
研究背景
美國農業部長厄爾·布茨(Earl Butz)曾經說:“誰提議發展有機農業,就叫他先決定一下哪5000萬美國人要挨餓”。這代表了上世紀70年代和80年代許多農民和科學家的普遍態度,他們認為有機農業需要更多的土地才能生產出與常規農業等量的糧食,一些評論家認為就糧食安全來說,有機農業是一種較為低效的生產方式。
然而,全球有機農場的數量、有機農業面積、有機農業的研究資金投入以及有機食品的市場規模都在穩步增加。有機食品和飲料的銷售量從1999年到2013年幾乎增長了五倍(圖1),最近的國際報告認為有機農業是一種創新的農業生產方式,可以平衡多種可持續性目標,在全球糧食和生態系統安全中起著越來越重要的作用。
圖1 每年全球有機食品市場和有機生產的土地面積
評價有機農業可持續性的四項指標
農業生態系統占用了地球大約38%的土地以生產越來越多的糧食和其他產品,但同時也是溫室氣體的主要來源以及生物多樣性喪失的主要原因之一,不可持續的農業生產方式也會造成農業化學污染和土地退化。人類在保護環境的同時,還面臨著向約90億至100億人口(2050年)提供充足食物的巨大挑戰。因此,廣泛采用真正可持續的農業生產體系是我們迎接這一挑戰和確保未來糧食和生態系統安全的最佳策略。
根據美國國家科學院2010年的報告《21世紀的可持續農業體系》,不管是有機農場還是常規農場,只有當其能生產足夠的高品質食物、保育自然資源和環境、在經濟上可行并同時可向農民和當地社區提供社會福祉,才能被稱之為可持續農業。在過去20年里,隨著有機農業的興起,已經發表的數百份研究報告系統地比較了有機農業和常規農業系統的方方面面。本文重點從生產指標、環境指標、經濟指標和社會福祉四個方面進行比較分析。
1、生產指標
生產指標包括作物和動物的產量及其品質。許多研究比較了有機和常規生產體系間的產量差異,研究表明有機生產體系的產量平均值比常規體系低8%至25%。de Ponti(2012)的綜合研究表明,有機水稻、大豆、玉米和草籽可以有較高的產量,其產量比常規生產低6%-11%,而有機水果和小麥產量最低,比常規生產低28%和27%。Seufert(2012)在《自然》雜志的研究表明有機水果、大豆和油料籽產量最高,而小麥和蔬菜則最低,分別比常規生產低37%和33%。提高管理技術和作物品種改良也可以縮小產量差距。在受脅迫比如嚴重干旱條件下,有機農場經常表現出比常規農作物更高的產量。
雖然有機生產體系產量會低一些,但與常規生產相比,有機食品中農藥殘留明顯降低,可以消除消費者的擔憂。Curl(2003)研究發現,吃有機食品的兒童比吃常規食品的兒童尿液中有機磷農藥代謝物的含量要低很多。
2、環境指標
很多研究綜述和綜合分析表明,有機農業比常規農業更環保(Gattinger,2012;Alf?ldi,2002; Kaspercyk,2006)。
主要表現在以下幾個方面:
1)具有更高的土壤碳儲存量、土壤質量和較低的水土流失。
2)具有更高的植物多樣性、動物多樣性(昆蟲、土壤動物、微生物和鳥類)、功能生物(食草動物、傳粉動物、捕食者)以及更多的棲息地和生境的多樣性。
3)化學殺蟲劑對地下水和地表水的污染風險很低。
4)有機農業單位面積的硝酸鹽和磷淋失以及溫室氣體的排放量更低,但如果以單位產量來評估的話,有機農業的優勢會被削弱很多。與常規農業相比,有機農業體系中養分的環境污染風險更低,從圖2中兩種不同種植制度的氮循環可以看出這一點。
5)能源消耗更低。
在德國、意大利、瑞典和瑞士,有機農場每公頃的能耗明顯低于常規農場;以單位產量能耗來看,仍有70%的有機農場明顯低于常規農場(Gattinger,2012)。
圖2 兩種對比種植制度的假設氮儲量和流量
注:(a)主要依靠礦質氮投入的種植制度(空氣和水的氮損失相對較高);(b)有機和綜合種植制度(注重生物固氮、肥料和其他有機質改良, 覆蓋作物和多年生作物,對礦質氮肥的依賴性較低)。
箭頭的寬度與氮通量的大小有關;箭頭表示氮輸入(綠色)、損失(橙色)和轉化(藍色)。
3、經濟指標
有機農業的經濟表現決定了其是否可以繼續在全球范圍內發展。決定有機農業盈利能力的主要因素包括:作物產量、勞動力和總成本、有機產品的價格溢價以及有機轉換期間可能的收入損失。
1)若有價格溢價,有機農業的利潤和成本收益率明顯高于常規農業。
Crowder(2015)等人綜合比較了有機農業和常規農業的經濟收益。這項分析綜合了40年來對五大洲55種作物的研究結果。如果將實際溢價(有機食品的更高價格)計算在內,有機農業的利潤明顯高于常規農業(凈現值高出22%至35%),且成本收益率(20%至24%)高于常規農業。如果沒有有機產品的溢價,有機農業的凈現值(?27%至?23%)以及有機農業的成本收益率(?8至?7%)明顯低于常規農業。
2)若考慮農業的負外部性(如環境成本)或正外部性(如生態系統服務),則有機農業的經濟收益更高。
在有機和常規農業的經濟收益比較研究中,很少有研究考慮到不同生產方式的負外部性(如環境成本)或正外部性(如生態系統服務)以及相關的貨幣價值。很多研究表明有機農業對環境的影響小于常規農業,如果對農業生產造成的負外部性進行定價,將會看出有機農業會有更高的收益。Pretty(2005)研究估計:有機生產可降低英國農業生產75%的外部成本,從每年15.14億英鎊降至3.85億英鎊。價格溢價和對有機農場的補貼在歐洲已得到了很好的實施,補償了有機生產提供的生態系統服務或避免了環境破壞的成本。
4、社會福祉
現有數據表明,有機農業已顯示出一定的社會效益:
1)有機農業通常需要更多的勞力,同時也減少了農民接觸殺蟲劑和其他化學品的概率。
2)注重動物福利:有機動物的飼養必須符合其自然行為和需求的條件。
3)有機農業通過多樣化經營農場作物和牲畜來改善糧食安全,提高食物多樣性,并使收入來源多樣化。Bachman(2009)研究發現,從2000年到2007年,菲律賓有840個小型有機農場的蔬菜和蛋白質更為多樣化,有機農場主消費增長量是常規農場主的兩到三倍。
有機農業可比常規農業更好地平衡了多種可持續性目標(圖3)。除了產量,有機農業在提高生態系統服務功能以及一些社會可持續性效益方面表現更好。
圖3 有機農業與常規農業的四項可持續發展指標比較
注:采用12片花瓣的長度定性地表示不同的評價指標(原文參考文獻15-23,25-29,32-56,58,62-74),25%、50%、75%和100%的四個圓圈代表不同的表現水平。
橙色花瓣代表生產指標;藍色花瓣代表環境指標;紅色花瓣代表經濟指標;綠色花瓣代表社會福祉指標。
影響有機農業發展的障礙
1)強大的既得利益和現有政策
全球的大型農業企業、生產資料、大宗商品和食品公司在常規農業領域有著巨大的既得利益,在食物體系中擁有越來越大的市場,并對公共政策產生了重大影響。產業整合、市場集中以及許多農業政策都導致了農業多樣性的減少。
2)缺乏有機生產方面的資金、信息和知識
與常規農業相比,世界范圍內用于有機農業研發的資金投入遠遠不足,有機農場主的知識和信息資源也比較缺乏,發展中國家對有機農業的研究也非常有限。
3)基礎設施和經濟方面所面臨的挑戰
主要表現在認證費用、進入市場的渠道、貸款和保險等方面。許多農村地區和發展中國家都面臨勞動力缺乏、基礎設施差、失當的認證要求、有機食品銷售市場以及分銷渠道少等問題。
4)社會偏見
對有機農業內涵的理解和認知及帶有偏見的思維模式,也限制了有機農業的發展。
促進有機農業發展的策略
1)制定基于知識的政策,為農業創新、教育和推廣創造有利環境。具體包括:確保農民參與研究和發展決策;通過有效的推廣政策(如利用農民田間學校和通信技術),提高農民的知識和能力;增加女性的教育和領導的機會。
2)制定相關法律政策確保市場的開放、提高食物體系的透明度。減少糧食浪費,保障農民土地所有權,并從國家層面制定促進糧食和生態系統安全的貿易政策。
3)采用經濟手段將農業所產生的外部成本貨幣化。發達國家可以采用有針對性的農業環境激勵措施,如增加生物多樣性保護和土壤肥力維持方面補貼。發展中國家可以采用經濟手段加強對農村基礎設施的投資。
展望
沒有哪個農業生產體系能夠單獨地為地球提供安全的糧食保障,相反,未來的全球糧食和生態系統安全需要有機農業和其他創新農業體系相結合,包括農林復合、綜合農業、保護性農業、種養結合以及尚未開發的農業生產體系。
實現全球糧食和生態系統安全不僅需要在全球范圍內實施可持續農業,還需要減少食物浪費,改進食物分配和獲取途徑,轉向以植物為基礎的飲食消費方式。
為加速可持續生產體系的建立,除了為有機農業和其他創新農業體系創造良好的環境之外,還需要制定有效的政策、保持社會經濟的不斷進步、發揮農民的聰明才智以及加強公眾的積極參與。
來源:3O有機農業
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