
農(nóng)俠會(huì):三農(nóng)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)社群(資源對接、案例分享、線上課程、線下活動(dòng))
題目:Organic agriculture in the twenty-first century
第一作者:John P. Reganold(華盛頓州立大學(xué)作物與土壤科學(xué)系)
發(fā)表期刊:Nature Plants(2019年影響因子13.256)
發(fā)表年份:2016年
文章分類:Review article(綜述性文章)
研究背景
美國農(nóng)業(yè)部長厄爾·布茨(Earl Butz)曾經(jīng)說:“誰提議發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè),就叫他先決定一下哪5000萬美國人要挨餓”。這代表了上世紀(jì)70年代和80年代許多農(nóng)民和科學(xué)家的普遍態(tài)度,他們認(rèn)為有機(jī)農(nóng)業(yè)需要更多的土地才能生產(chǎn)出與常規(guī)農(nóng)業(yè)等量的糧食,一些評論家認(rèn)為就糧食安全來說,有機(jī)農(nóng)業(yè)是一種較為低效的生產(chǎn)方式。
然而,全球有機(jī)農(nóng)場的數(shù)量、有機(jī)農(nóng)業(yè)面積、有機(jī)農(nóng)業(yè)的研究資金投入以及有機(jī)食品的市場規(guī)模都在穩(wěn)步增加。有機(jī)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(bào)告認(rèn)為有機(jī)農(nóng)業(yè)是一種創(chuàng)新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,可以平衡多種可持續(xù)性目標(biāo),在全球糧食和生態(tài)系統(tǒng)安全中起著越來越重要的作用。
圖1 每年全球有機(jī)食品市場和有機(jī)生產(chǎn)的土地面積
評價(jià)有機(jī)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性的四項(xiàng)指標(biāo)
農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)占用了地球大約38%的土地以生產(chǎn)越來越多的糧食和其他產(chǎn)品,但同時(shí)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(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式也會(huì)造成農(nóng)業(yè)化學(xué)污染和土地退化。人類在保護(hù)環(huán)境的同時(shí),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(zhàn)。因此,廣泛采用真正可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系是我們迎接這一挑戰(zhàn)和確保未來糧食和生態(tài)系統(tǒng)安全的最佳策略。
根據(jù)美國國家科學(xué)院2010年的報(bào)告《21世紀(jì)的可持續(xù)農(nóng)業(yè)體系》,不管是有機(jī)農(nóng)場還是常規(guī)農(nóng)場,只有當(dāng)其能生產(chǎn)足夠的高品質(zhì)食物、保育自然資源和環(huán)境、在經(jīng)濟(jì)上可行并同時(shí)可向農(nóng)民和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)提供社會(huì)福祉,才能被稱之為可持續(xù)農(nóng)業(yè)。在過去20年里,隨著有機(jī)農(nóng)業(yè)的興起,已經(jīng)發(fā)表的數(shù)百份研究報(bào)告系統(tǒng)地比較了有機(jī)農(nóng)業(yè)和常規(guī)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的方方面面。本文重點(diǎn)從生產(chǎn)指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和社會(huì)福祉四個(gè)方面進(jìn)行比較分析。
1、生產(chǎn)指標(biāo)
生產(chǎn)指標(biāo)包括作物和動(dòng)物的產(chǎn)量及其品質(zhì)。許多研究比較了有機(jī)和常規(guī)生產(chǎn)體系間的產(chǎn)量差異,研究表明有機(jī)生產(chǎn)體系的產(chǎn)量平均值比常規(guī)體系低8%至25%。de Ponti(2012)的綜合研究表明,有機(jī)水稻、大豆、玉米和草籽可以有較高的產(chǎn)量,其產(chǎn)量比常規(guī)生產(chǎn)低6%-11%,而有機(jī)水果和小麥產(chǎn)量最低,比常規(guī)生產(chǎn)低28%和27%。Seufert(2012)在《自然》雜志的研究表明有機(jī)水果、大豆和油料籽產(chǎn)量最高,而小麥和蔬菜則最低,分別比常規(guī)生產(chǎn)低37%和33%。提高管理技術(shù)和作物品種改良也可以縮小產(chǎn)量差距。在受脅迫比如嚴(yán)重干旱條件下,有機(jī)農(nóng)場經(jīng)常表現(xiàn)出比常規(guī)農(nóng)作物更高的產(chǎn)量。
雖然有機(jī)生產(chǎn)體系產(chǎn)量會(huì)低一些,但與常規(guī)生產(chǎn)相比,有機(jī)食品中農(nóng)藥殘留明顯降低,可以消除消費(fèi)者的擔(dān)憂。Curl(2003)研究發(fā)現(xiàn),吃有機(jī)食品的兒童比吃常規(guī)食品的兒童尿液中有機(jī)磷農(nóng)藥代謝物的含量要低很多。
2、環(huán)境指標(biāo)
很多研究綜述和綜合分析表明,有機(jī)農(nóng)業(yè)比常規(guī)農(nóng)業(yè)更環(huán)保(Gattinger,2012;Alf?ldi,2002; Kaspercyk,2006)。
主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1)具有更高的土壤碳儲(chǔ)存量、土壤質(zhì)量和較低的水土流失。
2)具有更高的植物多樣性、動(dòng)物多樣性(昆蟲、土壤動(dòng)物、微生物和鳥類)、功能生物(食草動(dòng)物、傳粉動(dòng)物、捕食者)以及更多的棲息地和生境的多樣性。
3)化學(xué)殺蟲劑對地下水和地表水的污染風(fēng)險(xiǎn)很低。
4)有機(jī)農(nóng)業(yè)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(chǎn)量來評估的話,有機(jī)農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢會(huì)被削弱很多。與常規(guī)農(nóng)業(yè)相比,有機(jī)農(nóng)業(yè)體系中養(yǎng)分的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)更低,從圖2中兩種不同種植制度的氮循環(huán)可以看出這一點(diǎn)。
5)能源消耗更低。
在德國、意大利、瑞典和瑞士,有機(jī)農(nóng)場每公頃的能耗明顯低于常規(guī)農(nóng)場;以單位產(chǎn)量能耗來看,仍有70%的有機(jī)農(nóng)場明顯低于常規(guī)農(nóng)場(Gattinger,2012)。
圖2 兩種對比種植制度的假設(shè)氮儲(chǔ)量和流量
注:(a)主要依靠礦質(zhì)氮投入的種植制度(空氣和水的氮損失相對較高);(b)有機(jī)和綜合種植制度(注重生物固氮、肥料和其他有機(jī)質(zhì)改良, 覆蓋作物和多年生作物,對礦質(zhì)氮肥的依賴性較低)。
箭頭的寬度與氮通量的大小有關(guān);箭頭表示氮輸入(綠色)、損失(橙色)和轉(zhuǎn)化(藍(lán)色)。
3、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
有機(jī)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)決定了其是否可以繼續(xù)在全球范圍內(nèi)發(fā)展。決定有機(jī)農(nóng)業(yè)盈利能力的主要因素包括:作物產(chǎn)量、勞動(dòng)力和總成本、有機(jī)產(chǎn)品的價(jià)格溢價(jià)以及有機(jī)轉(zhuǎn)換期間可能的收入損失。
1)若有價(jià)格溢價(jià),有機(jī)農(nóng)業(yè)的利潤和成本收益率明顯高于常規(guī)農(nóng)業(yè)。
Crowder(2015)等人綜合比較了有機(jī)農(nóng)業(yè)和常規(guī)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。這項(xiàng)分析綜合了40年來對五大洲55種作物的研究結(jié)果。如果將實(shí)際溢價(jià)(有機(jī)食品的更高價(jià)格)計(jì)算在內(nèi),有機(jī)農(nóng)業(yè)的利潤明顯高于常規(guī)農(nóng)業(yè)(凈現(xiàn)值高出22%至35%),且成本收益率(20%至24%)高于常規(guī)農(nóng)業(yè)。如果沒有有機(jī)產(chǎn)品的溢價(jià),有機(jī)農(nóng)業(yè)的凈現(xiàn)值(?27%至?23%)以及有機(jī)農(nóng)業(yè)的成本收益率(?8至?7%)明顯低于常規(guī)農(nóng)業(yè)。
2)若考慮農(nóng)業(yè)的負(fù)外部性(如環(huán)境成本)或正外部性(如生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)),則有機(jī)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益更高。
在有機(jī)和常規(guī)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益比較研究中,很少有研究考慮到不同生產(chǎn)方式的負(fù)外部性(如環(huán)境成本)或正外部性(如生態(tài)系統(tǒng)服務(wù))以及相關(guān)的貨幣價(jià)值。很多研究表明有機(jī)農(nóng)業(yè)對環(huán)境的影響小于常規(guī)農(nóng)業(yè),如果對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的負(fù)外部性進(jìn)行定價(jià),將會(huì)看出有機(jī)農(nóng)業(yè)會(huì)有更高的收益。Pretty(2005)研究估計(jì):有機(jī)生產(chǎn)可降低英國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)75%的外部成本,從每年15.14億英鎊降至3.85億英鎊。價(jià)格溢價(jià)和對有機(jī)農(nóng)場的補(bǔ)貼在歐洲已得到了很好的實(shí)施,補(bǔ)償了有機(jī)生產(chǎn)提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)或避免了環(huán)境破壞的成本。
4、社會(huì)福祉
現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明,有機(jī)農(nóng)業(yè)已顯示出一定的社會(huì)效益:
1)有機(jī)農(nóng)業(yè)通常需要更多的勞力,同時(shí)也減少了農(nóng)民接觸殺蟲劑和其他化學(xué)品的概率。
2)注重動(dòng)物福利:有機(jī)動(dòng)物的飼養(yǎng)必須符合其自然行為和需求的條件。
3)有機(jī)農(nóng)業(yè)通過多樣化經(jīng)營農(nóng)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(fā)現(xiàn),從2000年到2007年,菲律賓有840個(gè)小型有機(jī)農(nóng)場的蔬菜和蛋白質(zhì)更為多樣化,有機(jī)農(nóng)場主消費(fèi)增長量是常規(guī)農(nóng)場主的兩到三倍。
有機(jī)農(nóng)業(yè)可比常規(guī)農(nóng)業(yè)更好地平衡了多種可持續(xù)性目標(biāo)(圖3)。除了產(chǎn)量,有機(jī)農(nóng)業(yè)在提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以及一些社會(huì)可持續(xù)性效益方面表現(xiàn)更好。
圖3 有機(jī)農(nóng)業(yè)與常規(guī)農(nóng)業(yè)的四項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)比較
注:采用12片花瓣的長度定性地表示不同的評價(jià)指標(biāo)(原文參考文獻(xiàn)15-23,25-29,32-56,58,62-74),25%、50%、75%和100%的四個(gè)圓圈代表不同的表現(xiàn)水平。
橙色花瓣代表生產(chǎn)指標(biāo);藍(lán)色花瓣代表環(huán)境指標(biāo);紅色花瓣代表經(jīng)濟(jì)指標(biāo);綠色花瓣代表社會(huì)福祉指標(biāo)。
影響有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展的障礙
1)強(qiáng)大的既得利益和現(xiàn)有政策
全球的大型農(nóng)業(yè)企業(yè)、生產(chǎn)資料、大宗商品和食品公司在常規(guī)農(nóng)業(yè)領(lǐng)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(chǎn)生了重大影響。產(chǎn)業(yè)整合、市場集中以及許多農(nóng)業(yè)政策都導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)多樣性的減少。
2)缺乏有機(jī)生產(chǎn)方面的資金、信息和知識(shí)
與常規(guī)農(nóng)業(yè)相比,世界范圍內(nèi)用于有機(jī)農(nóng)業(yè)研發(fā)的資金投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,有機(jī)農(nóng)場主的知識(shí)和信息資源也比較缺乏,發(fā)展中國家對有機(jī)農(nóng)業(yè)的研究也非常有限。
3)基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)方面所面臨的挑戰(zhàn)
主要表現(xiàn)在認(rèn)證費(fèi)用、進(jìn)入市場的渠道、貸款和保險(xiǎn)等方面。許多農(nóng)村地區(qū)和發(fā)展中國家都面臨勞動(dòng)力缺乏、基礎(chǔ)設(shè)施差、失當(dāng)?shù)恼J(rèn)證要求、有機(jī)食品銷售市場以及分銷渠道少等問題。
4)社會(huì)偏見
對有機(jī)農(nóng)業(yè)內(nèi)涵的理解和認(rèn)知及帶有偏見的思維模式,也限制了有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
促進(jìn)有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展的策略
1)制定基于知識(shí)的政策,為農(nóng)業(yè)創(chuàng)新、教育和推廣創(chuàng)造有利環(huán)境。具體包括:確保農(nóng)民參與研究和發(fā)展決策;通過有效的推廣政策(如利用農(nóng)民田間學(xué)校和通信技術(shù)),提高農(nóng)民的知識(shí)和能力;增加女性的教育和領(lǐng)導(dǎo)的機(jī)會(huì)。
2)制定相關(guān)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(fèi),保障農(nóng)民土地所有權(quán),并從國家層面制定促進(jìn)糧食和生態(tài)系統(tǒng)安全的貿(mào)易政策。
3)采用經(jīng)濟(jì)手段將農(nóng)業(yè)所產(chǎn)生的外部成本貨幣化。發(fā)達(dá)國家可以采用有針對性的農(nóng)業(yè)環(huán)境激勵(lì)措施,如增加生物多樣性保護(hù)和土壤肥力維持方面補(bǔ)貼。發(fā)展中國家可以采用經(jīng)濟(jì)手段加強(qiáng)對農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的投資。
展望
沒有哪個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系能夠單獨(dú)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(tài)系統(tǒng)安全需要有機(jī)農(nóng)業(yè)和其他創(chuàng)新農(nóng)業(yè)體系相結(jié)合,包括農(nóng)林復(fù)合、綜合農(nóng)業(yè)、保護(hù)性農(nóng)業(yè)、種養(yǎng)結(jié)合以及尚未開發(fā)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。
實(shí)現(xiàn)全球糧食和生態(tài)系統(tǒng)安全不僅需要在全球范圍內(nèi)實(shí)施可持續(xù)農(nóng)業(yè),還需要減少食物浪費(fèi),改進(jìn)食物分配和獲取途徑,轉(zhuǎn)向以植物為基礎(chǔ)的飲食消費(fèi)方式。
為加速可持續(xù)生產(chǎn)體系的建立,除了為有機(jī)農(nóng)業(yè)和其他創(chuàng)新農(nóng)業(yè)體系創(chuàng)造良好的環(huán)境之外,還需要制定有效的政策、保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步、發(fā)揮農(nóng)民的聰明才智以及加強(qiáng)公眾的積極參與。
來源:3O有機(jī)農(nóng)業(yè)
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