科研进展

科研进展

FASE专辑丨中国农业绿色发展:洞察与进展

发布时间:2024-03-19 发布人:石 靓 浏览次数:2058
中国农业绿色发展:洞察与进展

Agriculture Green Development in China: Insights and Advances

 Volume 11 · Number 1 · March 2024

 
       近日,《农业科学与工程前沿》(英文简称FASE) 出版了2024年第1期题为“农业绿色发展”的专辑,中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院申建波教授、英国兰卡斯特大学名誉教授/英国皇家院士William J. Davies组织了本期专辑。本期专辑的主要目的是全面系统介绍过去5年来农业绿色发展理论和实践的最新进展和观点;共有6篇研究文章,8篇综述,1篇新闻与观点和1篇评论。围绕农业绿色发展的理论创新、实施路径、关键问题和未来挑战进行了详细论述;帮助读者系统了解农业绿色发展的最新研究进展。
 
·  专 辑 概 述  ·

 

       世界正面临着既要为日益增长的全球人口生产足够数量的营养食品,又要限制食物系统运行可能对环境造成破坏的巨大挑战。在许多国家,粮食产量的历史性增长主要是通过增加各种资源的投入来实现的,从而增加了所生产粮食的环境足迹。中国农业的发展导致了前所未有的环境退化。当前中国对粮食的需求仍然很高,并强调粮食生产的自给自足。因而,迫切需要发展生产性和更有利于环境的农业系统,提高环境–经济–社会复原力。
       2015年,中国政府宣布将绿色发展作为中央政府的优先事项,而农业绿色发展 (Agriculture Green Development, AGD) 的概念随后在2017年被详细阐述。AGD旨在实现多重社会目标,包括增强粮食安全、资源保护、环境可持续性和社会公平,从而促进乡村振兴和美丽乡村建设。在过去的5年里,政策制定者和研究人员做出了重大努力,融合了世界许多地方的再生和恢复性农业发展至关重要的概念和实践的核心思想,进一步发展了AGD的概念和目标,并更广泛地传播了这些信息。本期专辑介绍了过去5年来在实现这些目标方面取得的一些进展,并提出了研究和发展的建议,以便在国内和国际范围更好地实现农业绿色和可持续发展。
在本期专辑中,申建波、张福锁等的文章 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024535) 简要回顾了中国AGD在理论、概念和实际应用方面的进展。AGD强调绿色实践与发展之间的协同作用;当前的农业必须从高投入、高环境影响和低资源利用效率的集约化农业转向更可持续的农业,以确保充足的食物供应,同时实现环境收益、提高经济效益和社会公平。早期,为了给未来的发展提供科学依据,并促进AGD在实践中的实施,中国农业大学建立了第一个AGD研究项目。围绕绿色作物种植、绿色种养一体化、绿色产品与产业、绿色生态环境与生态系统服务4个研究主题,经过5年多的理论与实践创新,在这4个研究主题上都取得了一系列对AGD在实践中的实施具有重要意义的新认识。AGD需要多方利益相关者的方法,并以创新和跨学科研究为动力。政府、农民、供应行业、消费者、教育工作者、推广服务和研究人员必须采取联合行动来支持AGD。这需要强有力地协调和提高公众意识的工作。
       为了系统了解AGD,本专辑有4篇论文,对AGD评价指标体系及相关研究进展提供了新的视角。张建杰等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024548) 全面比较了AGD与可持续发展目标 (SDGs) 在定义和指标体系建立等方面的区别。中国AGD指标体系由53个指标组成,其中51个指标与SDGs指标高度一致。本文认为,与SDGs指标体系相比,大多数AGD指标更容易实现、更具体、更有利于量化。本文分析了各指标的现状与基准之间的差异,指出中国粮食生产和农村收入的增长通常伴随着资源的过度使用和环境问题规模的增长,并认为可以通过技术改进和监管政策来增加中国AGD的成功机会。在一篇相关文章中,张海星等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2023512) 提出了一个由三个维度 (社会经济、粮食生产和生态环境) 和十个子维度组成的国家尺度指标体系来量化AGD得分。本文认为,通过实施各种政策和项目,尽管中国在农业转型方面取得了进展,实现了从概念向行动的转变,但仍需加大努力,以解决不充分和不平衡的发展,以及日益增长的生态环境挑战,特别是维度之间的权衡。在区域层面,于天祥等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024538) 构建了系统的评价指标体系,对1988–2019年中国重点经济区 (海南省) 的社会经济发展、食物生产和环境质量进行了评价。研究结果为海南及其他可能面临或即将面临类似挑战的发展中国家的绿色和可持续农业发展以及农业政策的制定提供了新的见解。在县域层面,徐霄等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024536) 构建了包含食物生产、生态环境和社会经济发展三个维度的20个指标体系,研究以曲周县为案例,评估了三个维度的历史趋势和发展现状,并利用斯皮尔曼等级相关分析来分析关系中的权衡和协同作用。
在一篇聚焦于水稻品种选择的论文中,Arnauld Thiry等(https://doi.org/10.15302/J-FASE-2023521)基于已公布的水稻产量数据应用了一种新的评分指数方法,重点关注在水分和养分供应受限、环境压力可能限制产量的地区选择既能显示高产量又能稳定产量的水稻品种,鉴定出3个在中度至重度环境胁迫下高产稳产的基因型。结果表明,得分指数选择方法比传统的育种选择方法在确定适合AGD目标环境中一系列胁迫水平的基因型方面提供了更高的精度。Arnauld Thiry等人认为,遗传学–环境–管理的相互作用是确定新农业发展影响的关键,William J. Davies在后来的一篇论文中也提出了这一观点。
       食物系统资源利用效率高是AGD的核心内容之一。孟凡磊等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024540) 以华北平原曲周县食物系统可持续氮管理为例,从粮食安全、环境可持续性和经济可持续性方面重新定义了可持续氮管理。本文强调如何制定氮管理战略,并让不同的利益相关者共同制定可持续氮管理的有效方案。张晓萌等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2023533) 以白洋淀流域为例,采用多目标分区管理方法,综合分析了氨挥发、氮盈余、土壤承载力和生态红线面积4个指标的变化情况。与统一管理体系相比,多指标划分优化方法代表了一种更先进、更高效的管理方式,建议当前旨在优化养分管理和更可持续农业发展的政策应转向使用多指标分区优化。
       过度使用化肥、有机磷农药和农业废弃物的不适当处理导致水体污染,并对AGD构成潜在威胁。马黎华等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2023511) 考虑了多种污染物对长江流域作物氮磷循环的影响,并提出了关于长江流域多污染物控制的理论、模型和观点,对其他发展中地区具有潜在价值。Samuel J. Cusworth等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2023508) 研究了中国塑料栽培的范围、影响以及用于解决这些问题的立法文书。本文简要评估了塑料使用新政策的有效性,并提出了未来可能的创新,以促进长期粮食和生态安全的提高,其中可持续的塑料栽培是全球农业变化的关键因素。
       何刚等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024539) 重点回顾了黄河三段的农业发展,并提出了提高农业可持续性的三套建议。金可默等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024545) 阐述了科技小院 (STB) 的具体方法和成果,强调了其在引领洱海可持续转型方案中的关键作用。初步调查表明STB模式作为协调环境保护和农业实践的有效工具的潜力,在财政和环境上都是可持续的,是中国和其他国家类似地区潜在的可复制蓝图。洱海在应对来自家庭和农业的养分流失方面取得了令人印象深刻的成果,这突显出一个在世界许多地方都存在的农业问题,即许多与化肥相关的挑战。王茂莹等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024547) 将开发和使用绿色智能肥料作为一种促进可持续农业与绿色发展相结合的新方法,从而使可持续农业和更广泛的可持续发展受益。
       William J. Davies (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2023514) 强调了世界不同地区改变农业做法和土地使用的必要性以及可以从中吸取的共同教训。在欧洲及其它地区,人们充分认识到农业在很大程度上导致了环境变化,而许多种植制度难以应对这些变化,威胁到未来的粮食安全。本文认为,可再生农业可以增加碳捕获、减少温室气体排放、更有效地利用水和氮、提高土壤质量和增强生物多样性。然而,人们质疑这种农业系统的生产力是否足以为不断增长的世界人口提供足够的粮食。本文强烈建议,为了充分利用新的植物科学在农民领域的影响,必须有效地将科学与农业实践联系起来,并与社会科学家和公众就食物革命进行更广泛的对话。樊相文等 (https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024544) 提出了基于AGD的食物系统转型框架,并提出了基于粮食安全、质量和选定的环境变量的未来农业发展三步战略。目标是与全球可持续发展目标指标保持一致,并将自然资源消耗和污染物排放保持在全球范围内。
我们希望本期专辑的论文能够帮助到那些致力于彻底改变全球粮食和农业,以造福人类和地球健康的人们。

 
·  组 稿 专 家  ·
 
申建波

       中国农业大学资源与环境学院教授,国家农业绿色发展研究院常务副院长,非洲科学院院士。1998年获中国农业大学博士学位,2009年获国家杰出青年科学基金。长期从事根际营养与养分高效研究,在植物-土壤相互作用,根分泌物与根系生理生态,根际养分调控,磷资源高效利用、绿色智能肥料等方面取得进展,推动了农业绿色发展。曾获国家自然科学奖二等奖、国家科学技术进步奖二等奖,在国际期刊上发表学术论文160余篇,2019–2023年连续入选Clarivate Analytics“全球高被引科学家”。担任Food and Energy Security编委,Frontiers of Agricultural Science and Engineering客座编辑。
 

William J. Davies

       英国兰卡斯特大学植物生物学名誉教授、英国皇家学会会员,2011年被授予大英帝国司令勋章。其研究小组开发了旨在加强全球粮食安全的干预措施,同时特别注重了解农作物如何在日益严峻的环境条件下维持产量。最近的工作强调了全球农业溶胶中塑料微粒的积累。对帮助农民从新型科学中获利很感兴趣,直到最近,Davies还指导了一个面向全球食品供应链工作人员的专业研究生课程。实验室因其在农业资源可持续利用方面的工作而获得了“女王创新奖”。在国际期刊上发表学术论文300余篇。曾担任Journal of Experimental Botany主编10年,现担任Food and Energy SecurityFrontiers of Agricultural Science and Engineering副主编。

 

FASE诚挚感谢专辑组稿人,所有作者和审稿人对本专辑的鼎力支持和着重贡献!

阅读原文:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3Mjg2MDMzMw==&mid=2247498313&idx=1&sn=85b2284f0f38d66d409bbbd7ec79446f&chksm=fcc8c88bcbbf419da3043d8c144d1fd707ac5c47d68be440413f1cf70c1cfacf321e0f277f1e&token=1736119671&lang=zh_CN#rd