解鎖自然的力量 | 保障糧食安全
導(dǎo)讀:新冠肺炎疫情依舊在全球范圍內(nèi)擴(kuò)散蔓延,洪災(zāi)、旱災(zāi)等極端天氣事件頻發(fā),再加上沙漠蝗蟲和草地貪夜蛾等因素的影響,引發(fā)了全球糧食市場異常波動以及人們對糧食安全的擔(dān)憂,全球糧食供應(yīng)秩序正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本期解鎖自然的力量系列長文將重點解讀:基于自然的解決方案(Nature-based Solutions, NbS)在應(yīng)對全球糧食危機(jī)、保障糧食安全方面的作用。

攝影:Charlie Ott
糧食危機(jī) & 糧食安全
民以食為天,糧食問題從來都是人類生存發(fā)展面臨的首要問題。盡管糧食在千年以前就已實現(xiàn)商品化,并在近代的農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中逐漸產(chǎn)業(yè)化、市場化,然而揭開市場的外衣后,糧食的“本源”是“自然”的饋贈,糧食生產(chǎn)既受益于自然,又受制于自然。在人類對自然無休止的過度利用甚至破壞之后,自然界滿足人類需求的能力正在衰退。近期,聯(lián)合國糧農(nóng)組織公布的一份報告,再次為各國敲響警鐘:截至2019年,全球近 6.9 億人面臨食物不足,占全球人口的 8.9%。自 2014 年以來受饑餓影響的人數(shù)新增了約6000萬,如果這一趨勢持續(xù)下去,到 2030 年食物不足的人口數(shù)量將突破8.4億(FAO等,2020)。全球糧食安全形勢愈發(fā)嚴(yán)峻。

攝影:Mark Godfrey/TNC
然而機(jī)械化和過量的化學(xué)品投入、自然原生棲息地的破壞、水資源濫用等大量掠奪式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施正在嚴(yán)重威脅著農(nóng)業(yè)用水安全、土壤健康以及農(nóng)業(yè)生物多樣性,導(dǎo)致日益嚴(yán)重的干旱、土地退化和病蟲害。氣候變化則通過干暖化、降水模式改變、極端天氣事件頻發(fā)等方式進(jìn)一步加劇了的全球糧食安全面臨的威脅。糧食安全正在同時遭受人類掠奪式生產(chǎn)和氣候變化的雙重打擊,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)嚴(yán)重失衡。而《世界糧食安全和營養(yǎng)狀況》報告預(yù)測,在全球范圍內(nèi),由于新冠肺炎疫情引發(fā)的經(jīng)濟(jì)衰退,2020年饑餓人數(shù)至少新增約8300萬,甚至可能新增1.32億,疫情給原本就備受打擊的糧食生產(chǎn)所帶來的危機(jī)無疑是雪上加霜(FAO等,2020)。一些糧食出口國,紛紛出臺限制甚至禁止糧食出口政策,全球糧食危機(jī)風(fēng)險驟然上升。
保障糧食安全,NbS不可或缺
基于自然的解決方案(NbS)通過對自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)、修復(fù)以及可持續(xù)土地管理,包括構(gòu)建可持續(xù)的農(nóng)業(yè)和糧食系統(tǒng),來實現(xiàn)糧食安全。而一項NbS措施的開展通常會帶來其既定目標(biāo)之外的多重效益,NbS通過對農(nóng)田生物多樣性的提升、水資源保護(hù)和節(jié)約利用以及土壤健康的改善,將可為應(yīng)對糧食危機(jī)和保障糧食安全做出重大貢獻(xiàn)。
NbS——保障農(nóng)業(yè)用水安全
一直以來,水安全問題始終困擾著世界各地,關(guān)乎到地球上約40%人口的生活,到2030年,47%的世界人口將生活在嚴(yán)重缺水的地區(qū)(WWAP,2012)。全球約70%的淡水消耗都用于農(nóng)業(yè)灌溉,水資源短缺是制約糧食生產(chǎn)的主要限制因素,而11%的農(nóng)田和10%的草原正面臨著水資源短缺的風(fēng)險(Fitton等,2019)。到2050年,全球人口預(yù)計將超過90億,糧食需求將增加大約70%(Word Bank,2020)。以目前糧食生產(chǎn)對水資源的消耗量,再加上愈發(fā)嚴(yán)峻的氣候危機(jī),不足以支撐未來龐大人口的需求。

攝影:Ken Geiger/TNC
水資源對農(nóng)業(yè)的影響是雙向的。TNC認(rèn)為,一方面在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理運用NbS,開展森林、草地和濕地的保護(hù)和修復(fù)、建立農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)、農(nóng)田覆蓋作物種植、免耕少耕等可以通過改善農(nóng)田小氣候、減少水土流失、改善土壤水分物理性質(zhì),提高農(nóng)田水分利用率。另一方面,以NbS為主要導(dǎo)向的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用,如調(diào)整種植結(jié)構(gòu)(根據(jù)未來氣候情景和當(dāng)?shù)匚幕?,選擇適宜的作物、適宜的種植模式,如抗旱作物、輪作、間混套作等)、節(jié)水灌溉(根據(jù)作物不同時間的水分需求,進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉,避免大水漫灌等)。
案例 1:干旱半干旱區(qū)的節(jié)水農(nóng)業(yè)實踐
內(nèi)蒙古大部分地區(qū)屬半干旱、干旱地區(qū),生態(tài)系統(tǒng)脆弱,極易受人類活動的影響。長期以來,由于過度放牧、不適當(dāng)?shù)拈_墾和耕作、森林過度采伐以及水資源的不合理利用等原因,在氣候變化的推動下,致使內(nèi)蒙古關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)遭到了破壞,其淺層地下水位不斷下降,水資源短缺的狀況加劇,干旱加重,土地向荒漠化發(fā)展。
2019年三峽集團(tuán)、TNC、內(nèi)蒙古巴林左旗政府共同參與的三方合作項目正式啟動,在位于生態(tài)脆弱敏感區(qū)的巴林左旗進(jìn)行旱作農(nóng)業(yè)的探索和推廣。在穩(wěn)定產(chǎn)量、保障糧食安全的前提下,改良農(nóng)業(yè)覆膜方式,提高農(nóng)膜回收效率,實現(xiàn)提升水資源利用率的同時最大限度的降低土壤農(nóng)膜殘留,據(jù)統(tǒng)計農(nóng)膜回收率可達(dá)到80%;調(diào)整種植結(jié)構(gòu),選用抗旱作物品種,在等量耗水的情況下,提升單位面積產(chǎn)量,避免社區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)超量采水;創(chuàng)新灌溉技術(shù),滲灌措施的應(yīng)用實現(xiàn)同等產(chǎn)量下節(jié)水45%以上,同時實現(xiàn)農(nóng)戶增收,例如十三敖包鎮(zhèn)的西溝村畝均增收300元以上,充分調(diào)動農(nóng)戶積極性。目前,上述旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)已推廣超過一萬畝,預(yù)計三年內(nèi)將推廣到十萬畝以上的耕地上,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水的同時,保障糧食安全、提升社區(qū)福祉。

巴林左旗旱作農(nóng)業(yè)示范 | 攝影:林闊成/TNC
NbS——改善農(nóng)業(yè)土壤健康
土壤健康是土壤作為一個生態(tài)系統(tǒng)充分發(fā)揮其各種生態(tài)服務(wù)功能的能力。健康的土壤能維持多樣化的土壤生物群落,這些生物群落有助于控制植物病害、蟲害以及雜草蟲害;有助于與植物根系形成有益的共生關(guān)系;促進(jìn)植物養(yǎng)分循環(huán);通過對土壤持水能力和養(yǎng)分承載容量產(chǎn)生的積極影響,從而改善土壤結(jié)構(gòu),提升土壤肥力,最終提高作物產(chǎn)量。健康的土壤還可以通過維持或增加自身碳儲量,為減緩氣候變化做出貢獻(xiàn)。如今,大約95%的食物來源于土壤種植,健康的土壤對保障糧食安全來說至關(guān)重要。然而全球33%的土壤已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重退化,若不采取任何措施,預(yù)計到2050年退化土壤的比例將高達(dá)90%(FAO and ITPS, 2015; IPBES, 2018)。
土壤侵蝕和土壤污染是最為嚴(yán)重的土壤健康問題之一,持續(xù)威脅著糧食安全。全世界土壤侵蝕每年導(dǎo)致250-400億噸表土流失,由此造成的谷物年產(chǎn)量損失約760萬噸,如果不采取行動遏制侵蝕,預(yù)計到2050年谷物總損失量將超過2.53億噸。土壤污染一方面損害植物代謝從而減少作物產(chǎn)量,另一方面導(dǎo)致作物無法安全食用,因此對糧食安全構(gòu)成了威脅。污染物還會長期存在于土壤中,威脅土壤健康,危害糧食安全。聯(lián)合國糧農(nóng)組織指出,澳大利亞約有8萬個點位存在土壤污染,中國將19%的農(nóng)業(yè)土壤列為受污染土壤,這些土壤不同程度地受到重金屬(鉻、鎳、砷等)污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量的機(jī)械和化學(xué)藥品投入會破壞土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤侵蝕、導(dǎo)致土壤化學(xué)污染、污染淡水資源、改變溫室氣體流量、破壞動植物棲息地,同時導(dǎo)致作物對化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生耐藥性。

攝影:Scott Warren
研究表明,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的土壤侵蝕速度比保護(hù)性農(nóng)業(yè)系統(tǒng)高三倍以上,比擁有自然植被的系統(tǒng)高75 倍(Montgomery,2007),機(jī)械化、集約化、高投入的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是以犧牲自然資源為代價的。因此,要加強(qiáng)NbS在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用,提升土壤健康,保障糧食安全:在農(nóng)田及其周邊最大限度的恢復(fù)自然植被或構(gòu)建自然生境;種植過程中推行保護(hù)性耕作模式,采取免耕或少耕減少機(jī)械對土壤的擾動;種植覆蓋作物提升土壤肥力、增加地表植被覆蓋等。此外,大部分農(nóng)田土壤污染都源于肥料的濫用,開展農(nóng)田養(yǎng)分管理,精準(zhǔn)施肥、按需施肥、施用正確的肥料,從而提升肥料使用效率,可以有效降低農(nóng)田土壤甚至是流域的污染。
案例 2:編制土壤健康路徑圖

為了鼓勵投資者們通過可持續(xù)的土壤健康措施來提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,創(chuàng)收的同時減少對環(huán)境的負(fù)面影響,TNC的農(nóng)業(yè)專家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家聯(lián)合其他科學(xué)家組成跨學(xué)科團(tuán)隊,與通用磨坊公司(General Mills)合作共同編寫了土壤健康報告,于2016年發(fā)布了《“重新思考土壤”行動綱要》,該報告被評為年度最具影響力的報告之一。該報告探索了在農(nóng)田中推行土壤健康措施的重要技術(shù)路線,包含三大主要措施:減少耕作;種植覆蓋作物;精準(zhǔn)施肥。我們的目標(biāo)是,到2050年,土壤健康措施將應(yīng)用在美國50%以上的耕地。為了實現(xiàn)這一目標(biāo),TNC正在與土壤健康協(xié)會(Soil Health Institute)和土壤健康伙伴關(guān)系(Soil Health Partnership)合作,整合大約135個示范點的數(shù)據(jù),開發(fā)新的土壤健康評估指標(biāo)框架,與農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈上的重要利益相關(guān)方開展戰(zhàn)略性合作。與此同時,TNC正在和隸屬于美國農(nóng)業(yè)部(USDA)的自然資源保護(hù)局(NRCS)合作,在更大面積的耕地上推進(jìn)土壤健康措施。
土壤健康措施在美國50%以上的耕地的推廣帶來的益處包括:
減少2500萬噸的溫室氣體排放 ≈ 每年減少500萬輛小客車;
減少1.56億公斤土壤養(yǎng)分的流失;
遏制1.16億噸的土壤侵蝕;
為農(nóng)田土壤增加440千萬立方米的可用水容量。
NbS——提升農(nóng)業(yè)生物多樣性
生物多樣性包含遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個層面。農(nóng)業(yè)生物多樣性的范疇較廣在遺傳層面包括農(nóng)作物和家畜物種內(nèi)部的品種和種類,它們能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人類飲食提供多樣化的選擇;在物種層面包括支持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的各組成部分如蚯蚓和真菌等,它們能夠通過分解有機(jī)物幫助提供植物營養(yǎng)及促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán);在生態(tài)系統(tǒng)層面包括水田、旱田、牧場等與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng),同時還涵蓋了這些生態(tài)系統(tǒng)周邊的自然景觀,它們間接的影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(CBD,2018)。
農(nóng)業(yè)生物多樣性是保障糧食安全的基礎(chǔ),農(nóng)業(yè)生物多樣性的減少嚴(yán)重威脅著農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,以及與之相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性。農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)景觀均質(zhì)化導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生物多樣性降低,致使生物多樣性相關(guān)野生資源保護(hù)、自然授粉、害蟲調(diào)節(jié)、水土涵養(yǎng)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能急劇下降。自二十世紀(jì)以來,已有75%的農(nóng)作物遺傳多樣性喪失,我國農(nóng)作物栽培品種正以每年15%的速度遞減。

攝影:Bridget Besaw
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中加強(qiáng)NbS能夠提升生物多樣性,生物多樣性的提升反過來也能給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來好處。NbS在提升農(nóng)業(yè)生物多樣性的同時,還能有效提升養(yǎng)分、水資源、土壤的利用效率,持久的產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)和社會效益。
TNC認(rèn)為,有助于提升農(nóng)業(yè)生物多樣性的NbS可以包括:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地外(保護(hù)和修復(fù)森林、濕地、草原等自然生態(tài)系統(tǒng),恢復(fù)棲息地連通性,包括構(gòu)建農(nóng)業(yè)向自然生態(tài)系統(tǒng)過渡的緩沖帶,種植蜜源植物);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地內(nèi)(農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營模式、輪作、間混套作、農(nóng)田養(yǎng)分管理、種植覆蓋作物、可持續(xù)放牧等)。NbS為提升農(nóng)業(yè)生物多樣性,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了系統(tǒng)化、多樣化、且具有成本效益解決方案。我們認(rèn)為一方面要利用NbS提升農(nóng)田內(nèi)外的生物多樣性,最大限度的降低農(nóng)業(yè)發(fā)展對自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)面影響;一方面要充分利用生物多樣性為農(nóng)業(yè)系統(tǒng)賦能,提升土壤健康、減少化學(xué)品投入、增加產(chǎn)量。
案例 3:亞馬遜農(nóng)林復(fù)合可可種植
在巴西的帕拉地區(qū),有天然肥沃的土壤,適合生產(chǎn)可可??煽稍谌蚬?yīng)不足,這使得它成為一種極具吸引力的作物,可以增加小農(nóng)場的家庭收入。用可可樹恢復(fù)森林可以增加碳儲存,增加生物多樣性,并有助于保持土壤肥力。為此,TNC正在與帕拉當(dāng)?shù)剞r(nóng)民合作,進(jìn)行農(nóng)業(yè)科學(xué)規(guī)劃,并指導(dǎo)他們進(jìn)行負(fù)責(zé)任的農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營實踐和可可種植。在提升農(nóng)業(yè)生物多樣性,保障糧食安全的同時,提升原住民收入和生活質(zhì)量。
隨著項目的推進(jìn),TNC聯(lián)合世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)、世界農(nóng)林中心(ICRAF)以及巴西農(nóng)業(yè)研究公司共同開發(fā)了一款移動電子設(shè)備應(yīng)用程序——AnaliSAFs,旨在為亞馬遜的可可農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)提供創(chuàng)新的和變革性的解決方案。這一技術(shù)的應(yīng)用將加強(qiáng)對自然資源的管理,并利用本地物種通過農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營系統(tǒng)促進(jìn)森林景觀恢復(fù)以及農(nóng)業(yè)生物多樣性。

巴西可可園 | 攝影:João Ramid
10月16日是第40個世界糧食日,聯(lián)合國糧農(nóng)組織將主題定為“齊成長、同繁榮、共持續(xù)。行動造就未來。”而長期以來,很多發(fā)展中國家依然沒有實施有效的農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,糧食安全體系仍然十分脆弱。在氣候變化和全球疫情危機(jī)下的糧食安全問題突顯,NbS可以為應(yīng)對各種風(fēng)險和挑戰(zhàn)贏得主動,在提升農(nóng)業(yè)用水安全、改善土壤健康、保護(hù)農(nóng)業(yè)生物多樣性等方面為我們保障糧食安全提供了系統(tǒng)化、多樣化且頗具成本效益的解決方案。立足現(xiàn)在,放眼未來,加強(qiáng)區(qū)域合作,重視農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、優(yōu)化供應(yīng)鏈、治理世界性的糧食浪費問題共同保障全球糧食供給,維護(hù)全球糧食安全。
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