農(nóng)業(yè)研究顯示：有效的生產(chǎn)方式可使全球耕地幾乎可以減少一半

在一項(xiàng)基于模型的跨學(xué)科研究中，慕尼黑大學(xué)的地理學(xué)家Julia Schneider和Florian Zabel博士與巴塞爾大學(xué)和霍恩海姆大學(xué)的研究人員一起，分析了通過更有效的生產(chǎn)方式可以在全球范圍內(nèi)節(jié)省多少土地面積，以及這將產(chǎn)生什么樣的經(jīng)濟(jì)影響--例如，對(duì)價(jià)格和貿(mào)易的影響。正如作者在《PLOS ONE》雜志上報(bào)告的那樣，他們的建模顯示，在優(yōu)化的條件下，目前的耕地可以節(jié)省多達(dá)近一半。由于效率的提高，所有地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格將下降，全球農(nóng)業(yè)產(chǎn)量將增加2.8%。

Schneider說：“我們工作的出發(fā)點(diǎn)是目前的科學(xué)辯論，即在更多的土地上更廣泛地耕種或在更少的土地上更密集地耕種，對(duì)保護(hù)生物多樣性是否更好，以及各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在這種情況下，我們對(duì)從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中抽出土地的實(shí)際潛力以及實(shí)施這種節(jié)約土地的做法會(huì)產(chǎn)生什么樣的經(jīng)濟(jì)效果感興趣。”為了回答這個(gè)問題，科學(xué)家們?yōu)?5種全球重要的糧食和能源作物使用了一個(gè)基于過程的生物物理作物模型，以分析通過農(nóng)業(yè)集約化可以獲得何種土地節(jié)約潛力。在分析中，他們假設(shè)通過更有效的耕作方法--如有效使用肥料和優(yōu)化播種日期或病蟲害控制--可以將目前的產(chǎn)量和可能獲得的產(chǎn)量之間的差距縮小80%，并且農(nóng)產(chǎn)品的總體數(shù)量應(yīng)與今天的產(chǎn)量相當(dāng)。

作者得出的總體結(jié)論是，在這些條件下，目前全球的耕地需求可以減少37%到48%。從地區(qū)來看，節(jié)約土地的潛力各不相同。例如，在歐洲和北美，節(jié)省土地的潛力很小，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)已經(jīng)嚴(yán)重工業(yè)化，集約化程度很高。共同作者 Zabel說：“根據(jù)既定的耕作體系，在某些情況下幾乎達(dá)到了可能的最大產(chǎn)量。相比之下，在撒哈拉以南非洲等地區(qū)，目前的產(chǎn)量大多遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基于當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件和優(yōu)化耕作方法所能達(dá)到的產(chǎn)量。”根據(jù)模型模擬，印度和拉丁美洲部分地區(qū)的情況也是如此，盡管其程度略低于撒哈拉以南非洲地區(qū)。因此，更有效的生產(chǎn)可以在這些地區(qū)帶來巨大的土地節(jié)約潛力。關(guān)于個(gè)別作物，研究人員發(fā)現(xiàn)高粱和小米等谷物的節(jié)地潛力特別大，這些作物目前主要由產(chǎn)量差距較大的地區(qū)的小農(nóng)戶種植。然而，對(duì)于經(jīng)濟(jì)作物，如油棕櫚或甘蔗，這些已經(jīng)被非常密集地種植的作物，模型顯示幾乎沒有節(jié)省土地的潛力。

作為他們的下一步，科學(xué)家們將區(qū)域土地節(jié)約潛力納入由巴塞爾大學(xué)和霍恩海姆大學(xué)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)模型，以調(diào)查減少耕地的經(jīng)濟(jì)效果。Schneider說：“這表明，更有效地利用土地將導(dǎo)致所有地區(qū)和所有作物的價(jià)格下降。在一些地區(qū)，這可能對(duì)糧食安全產(chǎn)生積極影響。然而，模擬結(jié)果顯示，效率的提高反過來又會(huì)促使一些地區(qū)的農(nóng)民增加產(chǎn)量，使全球農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量增加2.8%。”

土地壓力大的地區(qū)經(jīng)濟(jì)效果最強(qiáng)

在被調(diào)查的地區(qū)之間，節(jié)約土地的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)存在很大差異。“令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)--即價(jià)格、生產(chǎn)和貿(mào)易流動(dòng)的最大變化--并沒有發(fā)生在土地節(jié)約潛力最大的地區(qū)，而是發(fā)生在人口稠密、土地壓力大的地區(qū)，如馬來西亞和印度尼西亞以及南美洲的部分地區(qū)。”Schneider說：“在這些國(guó)家，土地是一種特別稀缺的資源，因此也是一種昂貴的資源，因此在總生產(chǎn)成本中占了很大一部分。通過全球化的農(nóng)業(yè)市場(chǎng)和國(guó)際貿(mào)易，節(jié)約土地的效果可以在空間上相距甚遠(yuǎn)的地區(qū)得到體驗(yàn)。例如，全球價(jià)格下跌可能導(dǎo)致中東和北非部分地區(qū)的進(jìn)口量增加約30%，因?yàn)樗鼈冏兊帽葒?guó)內(nèi)生產(chǎn)更便宜。”

計(jì)算出的節(jié)約土地的潛力可以作為一個(gè)起點(diǎn)，評(píng)估騰出的土地的其他用途的潛力，如通過造林和重新造林以緩解氣候變化的碳封存。通過量化通過恢復(fù)自然植被而節(jié)約的土地上的碳封存潛力，研究人員發(fā)現(xiàn)，在節(jié)約的土地上可能會(huì)額外封存11400萬至151000萬二氧化碳。作為比較，目前全球年排放量約為4200萬噸二氧化碳。對(duì)節(jié)約下來的土地進(jìn)行替代性利用的其他選擇可以是種植生物能源作物或保護(hù)生物多樣性，例如通過建立自然保護(hù)區(qū)和類似措施。Schneider表示：“在全球人口不斷增長(zhǎng)、消費(fèi)和飲食模式不斷變化的背景下，擴(kuò)大現(xiàn)有耕地仍被作為增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)戰(zhàn)略來討論。我們的研究表明，這需要進(jìn)行批判性的討論，因?yàn)楦行У乩矛F(xiàn)有耕地可以幫助減少對(duì)土地資源的壓力。此外，我們看到了綜合和全球研究方法的重要性，它能夠確定糧食安全、減緩氣候變化和保護(hù)生物多樣性之間的潛在權(quán)衡和共同利益。因此，它們?cè)谡{(diào)和21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)方面發(fā)揮著重要作用。”