【有机课堂】有机农业可持续养活世界的发展战略

英文题目

有机农业可持续养活世界的发展战略

NATURE COMMUNICATIONS（影响因子：12.121）

Adrian Muller，瑞士有机研究所研究员，曾在《NATURE COMMUNICATIONS（影响因子：12.121）》、《PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA（影响因子：9.412）》等著名期刊发表多篇文献。2020年SCI共收录21篇，被引频次总计为668。

Research Institute of Organic Agriculture FiBL，瑞士有机研究所，是世界上系统从事有机农业最早的研究所，也是有机农业领域里全世界最领先的研究机构之一。FiBL拥有一支高素质的员工队伍，在有机土壤管理、植物生长、整体动物健康、动物行为学、有机动物养殖、社会经济学、有机市场的全面分析、有机食品加工和生产等方面都深有研究，且在国际上享有盛誉。

近几十年来，农业集约化极大地增加了粮食供应。然而，这造成了相当大的环境影响，在遏制农业对环境产生负面影响的同时，确保能够提供同样数量的粮食至关重要。为实现这一目标，相关研究人员提出了很多建议，例如进一步提高生产和资源利用的效率，或采取有机生产等综合方法，减少动物产品的消费和食物浪费等。

有机农业是改善食物系统可持续性的一个具体但存在争议的建议，它禁止使用化学合成的肥料和农药，强调作物轮作，注重土壤肥力提升和内部养分循环。然而，有机生产模式的产量较低，需要占用更大的土地面积来生产与传统生产模式相同的产量。因此，有机农业可持续养活世界的能力受到了挑战。

目前的一些研究都没有从食物系统的角度评估有机生产模式养活全世界的可能性，也没有探讨改变动物饲养制度、消费趋势和减少食物浪费可能发挥的作用——所有这些都是可以大幅减少农业生产的土地需求、降低环境影响和促进全球粮食供应的战略因素。基于此，本文采用了SOL模型，将农业食品生产中动物饲养、消费趋势和食物浪费几方面纳入评估体系，探讨有机农业可持续地养活世界的潜在可行性。

本研究采用SOL模型进行评估，SOL模型是一个自下而上的农业生产和粮食部门的物质流平衡模型，该模型根据世界粮农组织（FAO）统计的数据库进行了校准，用于捕捉追踪生产中的生物量和养分流，以评估不同方案的可行性，不考虑经济限制和与数量、价格变化有关的市场效应。

SOL模型中的每项作物和牲畜活动都有一套投入和产出，即与各项活动有关的数量和养分的所有物质流动。畜牧活动的投入是饲料、建筑物的能源投入、马厩中进行的活动（清洁、喂养）以及栅栏的投入。产出包括人类食用产品(肉、奶、蛋)和不可食用产品(皮、毛、骨等)、粪便排泄、营养损失和温室气体排放。

研究中设定有机农业生产面积占比的不同情景（常规生产、20%有机生产、40%有机生产、60%有机生产、80%有机生产、100%有机生产），并对土地占用、气候影响、食物浪费、竞争饲料、环境影响进行情景模拟，通过SOL模型评估每种情景，得出每种生产情景下所有作物和牲畜活动的投入、产出和环境影响。对于所有的情景，评估了食物的可获得性（用人均每天的卡路里和蛋白质供应量来表示）、饮食模式、土地占用、动物数量以及一系列环境影响，如N/P盈余（即N/P流入和流出之间的净差）、水资源消耗、森林砍伐和温室气体排放。

图2 模拟情景下（有机耕地面积占比、气候变化对产量的影响、减少粮食竞争的饲料以及减少食物浪费)耕地面积变化的百分比（＞+5%为红色；＜-5%为蓝色；-5%~+5%为黄色，灰色虚线0%为参考情景，参考情景的耕地面积比基准年高6%）

图3 模拟情景下（有机耕地面积占比、气候变化对产量的影响、减少粮食竞争的饲料以及减少食物浪费）氮盈余百分比（＞+5%为红色；＜-5%为蓝色；-5%—+5%为黄色，灰色虚线0%为参考情景，参考情景的耕地面积比基准年高6%）

有机农业被认为是实现可持续食品体系的一条愿景途径，但其可行性也存在争议。本文采用食物系统模型，该模型根据有机农业的农艺特性分析了有机农业在可持续食物系统中可以发挥的作用。文章表明，2050年100%的有机农业生产比常规农业需要更多的土地，但减少了氮盈余和农药的使用。在分析时，将粮食浪费与饲料竞争减少，以及相应动物产品的生产和消费减少的模拟情景相结合，采用SOL模型模拟出2050年100%有机农业下的土地使用低于常规农业，温室气体排放等其他环境指标也有所改善。除了注重生产之外，可持续粮食系统还需要解决食物浪费、作物、草、牲畜的相互依赖和人类消费问题。文章中提出的这些发展战略实际上并不需要全面实施，只需要部分措施能够得到实施就能带来一个更可持续的食物供给未来。