亮文解读 | 综述：欧洲作物生产和畜牧业的重新整合
发布时间：2022-09-05
发布人：石 靓
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Integrating Crop and Livestock Production Systems
专 辑 文 章 介 绍
· 第十五篇 ·
▎论文ID
Reintegration of crop-livestock systems in Europe: An overview
第一作者：Antonius G. T. SCHUT
通讯作者：Antonius G. T. SCHUT
tom.schut@wur.nl
Cite this article :
Antonius G. T. SCHUT, Emily C. COOLEDGE, Marc MORAINE, Gerrie W. J. VAN DE VEN, Davey L. JONES, David R. CHADWICK. REINTEGRATION OF CROP-LIVESTOCK SYSTEMS IN EUROPE: AN OVERVIEW. Front. Agr. Sci. Eng., 2021, 8(1): 111‒129 https://doi.org/10.15302/J-FASE-2020373
作物和畜牧系统的持续集约化为农民提供了社会经济效益，但与混合农业系统相比，环境成本的外部化程度更高。作物和畜牧系统的整合为重新平衡两个系统的经济和环境的权衡提供了巨大的潜力。本研究的目的是分析农场结构的变化，概述和评价重新整合专业集约化作物和畜牧系统的潜力。本研究特别突出了重新整合两个集约化系统的协同效益和障碍。从历史上看，动物对于在农业系统中回收营养物质至关重要，但随着化学合成肥料的出现，这一优势逐渐消失。虽然混合农场系统在经济上可能具有吸引力，但规模效益与社会经济因素相结合，导致了农业生产在农场尺度和区域尺度上的专业化，对环境产生了负面影响。因此，作物和畜牧系统需要重新整合，提高系统养分循环效率，并改善集约化种植系统的土壤质量。作物和畜牧系统重新整合为扩大作物轮作范围提供了切实可行和具有成本效益的选择，并促进了有机资源投入，减少了对化学合成肥料、杀虫剂和粪污处理成本的依赖。循环农业不仅仅需要粪便管理，还需要调整粮食生产和消费模式，使当地的生产能力与粮食需求相匹配。循环农业可以减少饲料运输费用、温室气体排放及营养流失带来的环境问题。本研究得出结论：将作物和畜牧系统重新整合可以为农民带来收益，但也可能导致土地利用的进一步集约化。在食物系统背景下，提出采用多种形式的种养结合模式，但需要强有力的政策和激励措施，为农民、环境和社会带来明确、切实和持久的效益。
1. 集约化生产系统的优势和多样化系统的高度适应性可以在种养结合系统中共存。
2. 种养结合系统的推广面临机遇与挑战。
3. 未来种养结合系统需要与环境保护法案相结合。
4. 具有生物多样性的农业景观需要不同强度的种养结合系统来支撑。
纵观农业历史，动物在农业系统中扮演着关键角色，为耕地提供肥料，并将生产过程中的残留物和副产品转化为可供食用的动物产品。农业集约化提供了规模效益，包括较低的生产成本和高效快捷的管理方式，但这也导致了广泛的环境问题。例如，为了响应欧盟硝酸盐指令，欧盟北部国家建立了官僚体系，规范动物密度和每公顷可施用的粪便量，以解决氮过剩和过量施用粪便的问题。在欧洲，许多集约化的畜牧产业密度较高的地区，由于获取低成本合成肥料便捷，动物粪便不再是种植系统的宝贵资源。因较高的粪肥处理和储藏成本，动物粪便逐渐变成了畜牧产业的负担。另外一种模式，种养结合（农场尺度和景观尺度）不仅可以为畜牧产业减少粪污管理成本，还可以为种植系统提供一系列好处，例如多样化的作物轮作，减少对化学肥料的依赖。在种养结合系统中，土地资源利用资源效率较高，每公顷土地可以养活更多的动物，并可在更大比例的土地上种植高价值作物。总的来说，人们对种养结合的兴趣越来越大，突出体现在集约化农场之间的合作，既能保持集约化农业的经济优势，同时减少对环境的压力。在欧洲地区，农场类型和农场结构在不同区域间存在显著差异。各个地区对种养结合的需求以及为鼓励种养结合所采取的措施都有很大不同。然而，这种方法的多样性也为其他国家探索最佳种养结合方法提供了经验。本文的主要目的是综合论述在欧洲地区实行种养结合的机会与挑战。文章分为三个部分进行讨论：（1）分析目前欧洲农业集约化的趋势；（2）评价混合、集约化和种养结合系统的机遇和挑战；（3）综合论述当前将牲畜和种植系统重新整合为欧洲未来农业系统的一部分的举措（该系统提供充足、安全、健康和营养丰富的食物，同时降低环境成本并最大限度地提高生物多样性）。
1. 目前欧洲农业集约化的趋势：
在1750年至1880年的第一次和第二次农业革命中，城市中心不断增长的对肉制品的需求引发了畜牧业的集约化。化学肥料的大量生产使农民能够在更小面积的农场上生产更多的食物。1950年后，特别是在1962年实施统一农业政策之后，欧洲的谷物价格受到控制，除谷物替代作物外，其余商品进入欧洲市场的贸易机会受到限制。谷物类作物的大量进口使得饲料价格变低，引发了海港附近养鸡和养猪业的集约化进程。目前，在丹麦、布列塔尼和加泰罗尼亚等多个地区都可以找到集约化畜牧业。在欧盟28国中，农场类型（图1）和农场规模（图2）在欧盟东西方国家之间存在差异。许多东欧农场是从集体农场发展而来的，与西欧国家的农场相比，它们受欧盟政策影响的时间要短得多。在东欧，与西欧的农场相比，农场通常很小（<2公顷）并且以种养结合农场为主。在西欧国家，农场规模正在扩大，而混合农场的比例在下降。2016年，所有类型的混合农场占欧盟10国所有农场数量的10.4%，其中包括欧盟10个原始成员国。总体而言，欧洲的混合农场所占比例正在逐年降低。
图1 2005年和2016年部分西欧和东欧国家集约化和混合农场类型的变化
图2 2005年和2016年部分西欧和东欧国家的农场规模变化
混合、集约化和种养结合系统的机遇和挑战：与混合农场相比，规模较大的集约化农场有着更高的经济效益和便捷的管理措施，但更容易出现问题。随着每个生产单位动物数量的增加，传播疾病的风险和对当地环境的影响也更大。混合作物-牲畜农场可以有效避免上述集约化农场面临的问题。混合耕作系统通常使用作物与饲料作物轮作来改善土壤质量。牧草与作物轮作可减少农用化学品投入，减少作物杂草和害虫，并提高农场生产力和生产力弹性。在管理较少的农业系统中，混合系统被重新引入以降低风险，例如，在澳大利亚的“谷物-牧草”系统。但是混合农业系统是一个难以进行管理的复杂系统，需要农民掌握作物、动物、粪肥管理等多方面的知识技能，这在很大程度上限制了该系统的推广。在区域层面运行的种养结合系统没有这些缺点，同时具有集约化系统的经济效益和种养结合系统的环境效益，但这可能需要第三方组织（例如承包商）促进肥料或牧草的贸易和运输。
种养结合系统的收益、风险和成本在很大程度上取决于牲畜类型、载畜率、放牧时间、轮作持续时间及作物种类组成、地区特定的气候条件和土壤类型。例如，高载畜率会大大增加氮和磷淋滤到地下水和水体的风险。有些案例表明，在已经退化的耕地上重新引入牲畜可以加速或逆转土壤质量的下降。种养结合系统的研究包括许多方面，但关于系统对于温室气体，病虫害控制以及对极端天气事件（例如干旱）的耐受性知之甚少。缺乏相关证据通常被认为是采用种养结合系统的障碍之一。
没有政策支持和制度激励，种养结合系统很难发展。在荷兰，循环农业政策就是这样一种支持性政策。它的制定是为了恢复粮食生产和土地容量之间的平衡，减少浪费，提高生物多样性和自然价值。这种政策提高了农民和公众的意识，将食品生产者和消费者的关注点从经济目标转向经济-环境综合目标。从长远来看，政策应鼓励在近距离范围内形成健康的农场类型组合，以景观尺度上的集体参与式设计工具为基础，促进种养结合模式发展。规划还应包括生物多样性地区和农业环境计划，以控制种养结合强度水平，并在敏感地区周围创建缓冲区，同时促进栖息地提高生物多样性。在未来，欧盟需要制定城市中心的营养物质回收和食品进出口政策，以刺激循环农业发展。
我们敦促制定基于景观尺度的农业政策，鼓励在区域范围内将自然保护区和多种农业类型进行混合，减少与大型集约化农场相关的环境成本。随着畜牧业在循环农业中的作用不断变化，需要将集约化系统和种养结合系统相结合，以支持生物多样性农业景观，并适应未来预期的饮食变化。
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