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全球农业用地生产及环境退化主要原因

发布时间:2016-07-04 关键词: 农业机械 农业生产 增长率 生产力 农作物

农业用地的生产力在过去的50年明显提高,但是土地集约化和土地利用变化引起的土壤退化、土壤养分污染、生物多样化丧失以及温室气体排放率也有所提高。

农业生产:

1961-2009年,全球主要农作物的产量增加了近两倍,而耕地面积仅增加了12%左右(图2.5)。Hazel和Wood(2008)发现粮食总产量的增速与此相近,而人均粮食产量仅增加了大约三分之一。这主要是依靠技术进步实现的,通过增加投入,包括灌溉、改良品种、施肥(主要是氮肥)、利用农业机械和喷洒农药等来提高产量。同样,农业对环境和健康的不利影响日益显现,如盐碱化、土壤侵蚀、富营养化和农业化学品污染等(IAASTD,2009)。此外,谷物和主要作物的产量增长率过去几十年已经有所减缓。

在全球范围内,每公顷土地的主要投入趋于稳定,而产量不断增加,这说明人们通过不断学习取得了成效,即提高了土地效率,至少在一定程度上促使环境承载趋于稳定。然而,施肥效率仍然存在很大差距:在荷兰,每公顷土地施用的磷肥超过美国大约3倍,但产量仅高出30%(图2.7)。虽然土壤性质不同,而且美国土壤中磷消耗的影响或许比荷兰更大,但土壤养分利用效率似乎仍然有进一步提高的空间。

世界各地的农业生产已经达到了不同程度的集约化。例如,西欧凭借高科技使玉米产量急剧增加,而其农业用地总面积却在减少(图2.8)。与此相反,在非洲西部,农民教育水平低、缺乏肥料和其他投入等原因限制了耕地产量增长,作物增产是通过耕地扩张实现的。

牧场利用强度过去也一直在增长,预计未来还要升高,2005年,集约化牧区占牧区总面积的38%,相比之下,1970年的比例是29%。集约化放牧主要出现在南美洲、非洲西部和东部地区以及中国。

土壤退化:

土地退化是指土地环境质量恶化以及土地“资源潜力”和“生产能力”丧失(UNEP,

1992,1997)。除了地面上的动植物资源,土壤对土地资源潜力和生产能力发挥着重要作用。土壤退化是由以下一种或多种原因造成的,包括水力侵蚀、风蚀、土壤养分流失引起的土壤肥力下降、水渍、盐碱化(通常由不当灌溉造成)、地下水位下降和化学品滥用造成土壤污染等(Scherr,1999)。土壤退化对社会和生态系统造成错综复杂的影响。

通过分析过去20多年的数据,一项研究(FAO,2008)发现,世界许多地区的土地退化从20世纪90年代开始加剧,耕地扩张变得越来越有必要,从而弥补已丧失生产力的退化土地所造成的损失。如果耕地的预期扩张遵循20世纪90年代的规律,那么这部分耕地主要从拉丁美洲、东南亚和撒哈拉以南非洲地区的森林以及其他地区的草原转化而来。

整个发展中国家的可耕地和永久性耕地中,一半分布在5个国家——巴西、中国、印度、印度尼西亚和尼日利亚。中国和印度面临着与撒哈拉以南非洲地区相似的土地退化问题,这一事实说明,全球正面临土壤保护的挑战。

总之,由于土地的不可持续利用,全球近四分之一(24%)土地的质量及生产力在过去25年持续下降。联合国环境规划署最新的年鉴(UNEP,2012b)强调了这一评估结果:世界一些地区的传统集约型农业目前所引发的土壤侵蚀速度超过大自然的土壤再生速度100倍。

土壤污染:

过去50年,人类活动已经大大加速了全球和区域范围内的氮循环和磷循环,给环境质量带来了重大损害和风险。这些变化主要是由于农作物生产和畜牧业养殖施肥量大幅增加造成的无疑,合成氮肥的使用大大减少了饥饿和营养不良现象,但滥用氮肥也导致了严重污染。使用合成氮肥还使农民不必再进行氮回收利用,饲养场和人类居住地可以与农作物生产作业分开,因此,牲畜饲养作业和城市地区排放的污染量令人难以置信。

因此,最近几十年虽然施肥效率提高,但是集约化农业的副作用——土壤养分污染仍然非常显著并日益增长。如果不彻底改良农业管理实践和/或改变养分密集型商品的消费,土壤养分流失造成的环境承载将随着全球生产的预期增长而增长。即使扩散到田地周边环境中的化肥量达到了最小值,只要流域内的生物质产量持续增长,总要面对流域内的水质问题。