文章信息
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文章标题：Contributing to sustainable smallholder agriculture through optimizing key agriculturalinputs in China
标题译文：通过优化中国关键农业投入促进小规模农户农业的可持续性
发表期刊：Journal of Cleaner Production
在线时间：2024.08.16
通讯作者：庄明浩；王冲
作者单位：中国农业大学资源与环境学院；中国农业大学国家农业绿色发展研究院
研究背景
Background
尽管小规模农业在全球农业土地中所占比例不足1/4，但却贡献了近1/3的全球粮食产量。小规模农业的发展与可持续发展目标紧密相连，尤其是与无贫困、零饥饿、气候行动以及负责任的消费和生产等目标。小规模农业主要分布在发展中国家，这些地区通常以人口众多、土地分散、获取知识和资源的途径有限以及技术转移困难为特征。鉴于这些情况，推动小规模农业向更高产量和收入转型，同时不增加(甚至减少)环境影响，是至关重要的，尽管这一任务非常具有挑战性。
为了在短期内提高农业可持续性，一种更实用的方法是基于小规模农民现有的管理实践范围，优化关键农业投入。这种方法将提供更有针对性和定制化的自下而上的解决方案。文章以中国北方平原一个典型的主食作物生产区——曲周县为案例研究区，探索通过优化关键农业实践来提高小规模农业的可持续性。基于案例研究和识别的可持续实践，文章进一步讨论了在小规模农业背景下实施优化实践的潜在实现途径。
主要结果
Results
通过农民调查发现，农业投入的使用存在巨大变异性。例如，氮肥投入量范围从225至975公斤/公顷，平均470公斤/公顷，只有25%的系统达到了推荐的氮率（320-400公斤/公顷）。
可持续性评估表明，小规模农户在可持续性指标上也存在很大变异性。例如，冬小麦和夏玉米的平均产量分别为7713公斤/公顷和8434公斤/公顷，但最高产量比最低产量高出约2.7倍。
结构方程模型显示，只有农药投入对食品安全性有负面影响，路径系数为-0.224。工作时间、农药投入和种子投入对经济可持续性产生负面影响，路径系数分别为-0.436、-0.241和0.198。灌溉水、化学氮投入和电力输入显著负面影响资源可持续性，路径系数分别为-0.643、-0.406和-0.253。环境可持续性主要受化学氮投入影响，路径系数为-0.901，其次是有机氮投入，路径系数为-0.218。
文章图表
Figures & tables
图2：冬小麦-夏玉米轮作系统中年度农业投入的数量。(a) 化学氮；(b) 磷；(c) 钾；(d) 有机肥氮；(e) 种子；(f) 灌溉水；(g) 电力；(h) 农药；(i) 柴油；(j) 工作时间。
图3：冬小麦-夏玉米轮作系统中特定可持续性指标值的分布。(a) 产量；(b) 产出/投入比；(c) 劳动生产率；(d) 能量可持续性指数(ESI)；(e) 能耗；(f) 水耗；(g) 全球变暖潜力；(h) 酸化潜力；(i) 富营养化潜力。
图4：210位受调查小规模农户一般可持续性指标的分布(a)以及不同小组小规模农户一般指标之间的比较(b)。(b图中的值以双赢生产者的均值标准化。
图5：农业投入对冬小麦-夏玉米轮作系统中食品安全性、经济可持续性、资源可持续性以及环境可持续性的影响。
图6：基于Pareto排名方案的分组小规模农户一般可持续性指标之间的关系。
图7：与现状基线相比，优化农业投入的改进潜力的情景分析。(a) 情景设置及与试验站管理的比较；(b) 每种情景下的关键农业投入；(c) 每种情景下的一般可持续性指标。(b) 和 (c) 中的值以现状标准化。* 在(a)中，由于工作时间的定义和计算方法不同，该项目未列出。
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