Nat. Commun. | 通过农业集约化和粗放化协调欧洲作物生产、气候行动和自然保护

在生产力低下、坡度陡峭且土地高度碎片化的区域，农业生产往往伴随较高的管理成本和环境压力。将这类次优耕地退耕并恢复植被，同时优化其他区域农业生产，是在不损害粮食安全前提下，协同推进气候变化缓解和生物多样性保护的潜在路径。然而，该策略在欧洲地区的可行性仍缺乏系统评估。本研究识别了欧洲次优农田的空间分布，并评估通过在其它地区实施农业集约化或粗放化管理，能否弥补次优农田退耕造成的作物产量损失。研究发现欧洲约有2420万公顷次优农田，其中66%面临土地退化风险，约50%位于生物多样性优先保护区。通过在1640–3090万公顷剩余耕地中引入树木地块（粗放式耕作），并结合战略性的作物结构调整，可完全抵消次优耕地植被恢复造成的作物产量损失。该策略有望将欧洲农业温室气体排放降低约40%，并减少20%耕地对生物多样性的压力。相比之下，单纯的农田集约化在气候与生物多样性方面的协同效益较弱，且存在产量补偿不足的风险。

图2 欧洲次优耕地的空间分布及其对作物总产量的相对贡献。

图3 次优农田在土地退化风险区、生物多样性优先区及水资源受限区域中的分布特征。

图4 农业集约化与粗放化情景用于补偿欧洲次优农田植被恢复造成的作物生产损失。

图5 结合耕地利用模式、作物转换策略和植被重建方案的八种情景下的碳固存和排放。

图6 八种情景对土地-气候-生物多样性关系的综合影响评估。

研究表明，在欧洲范围内系统识别并退耕次优农田以恢复植被，同时对剩余耕地实施集约化或粗放化管理并结合作物结构调整，可以在很大程度上补偿因退耕带来的粮食产量损失。部分组合情景不仅能够实现产量补偿，还可同时带来显著的气候减缓和生物多样性保护效益。总体而言，粗放化情景在减排和降低生物多样性压力方面优于集约化情景，但也需要更大范围的土地利用调整。研究强调，不同农业管理路径在粮食安全与环境目标之间存在明确权衡，需因地制宜进行系统配置。

本研究表明，通过在区域尺度上优化耕地空间配置，并协同推进农业集约化与粗放化管理，可在一定程度上缓解粮食生产、气候行动与自然保护之间的矛盾。该框架为落实欧盟绿色协议和生物多样性战略提供了量化依据，也提示未来农业与环境政策应避免单一目标导向，而应将土地质量、生产潜力和生态风险纳入综合决策。该研究为欧洲乃至其他地区探索多目标协同的农业转型路径提供了重要参考。