Nature,Food,浙大學者闡明通過空間規模化實現糧食安全與環境保護協同的新機制

浙江大學環境與資源學院穀保靜研究員等在國家自然科學基金優秀青年基金等項目的資助下,通過對全國耕地的空間統計分析和基於浙大家庭調查數據的回歸結果,闡明了通過空間規模化實現糧食安全與環境保護協同的新機制。

寫在前面

全球有40%的糧食由小農生產,這在消除貧困和饑餓中發揮著重要的作用。但同時小農經營也往往伴隨著化肥的過量施用,帶來嚴重的環境污染。我國是典型的以小農經營為主的國家,如果能够擴大我國耕地規模,實現農業規模化經營,將有效减少化肥的過量施用,實現糧食安全和環境保護的雙贏。浙江大學環境與資源學院穀保靜研究員等在國家自然科學基金優秀青年基金等項目的資助下,通過對全國耕地的空間統計分析和基於浙大家庭調查數據的回歸結果,闡明了通過空間規模化實現糧食安全與環境保護協同的新機制。該研究結果以題為“Consolidation of agricultural land can contribute to agricultural sustainability in China”發表於Nature Food(doi: 10.1038/s43016-021-00415-5),論文第一作者為浙江大學博士研究生段佳堃和任琛琛,通訊作者為穀保靜研究員。

主要結果

傳統觀點認為我國是“人多地少”的國家,小農經營應該是主要特徵,難以推進規模化,不可能達到國際上已開發國家的規模化或者現代化水准。事實上,我國現時農地經營規模的確很少,超過70%的耕地都屬於小規模經營,戶均經營面積小於0.6公頃(不足10畝地),只有東北和新疆的一些地區實現了較大規模的經營。但是我國的耕地並非天生就是破碎的,通過空間統計分析發現,我國有86%的耕地是連片的,有潜力將經營規模提升到16公頃(240畝)以上(圖1)。這些農田主要分佈在東北平原、華北平原、長江中下游平原和四川盆地。

圖1.中國耕地的規模化潜力分佈

實現農業規模化經營將帶來環境和社會的雙重效益。如果我國86%的地區都實現了規模化經營,那麼我國農田加權平均的氮肥投入量將减少42%,有機肥施用新增17%,農田總氮投入量降低24%,氮素利用率新增18%,同時不會顯著降低作物產量。這將在保障糧食安全的同時减少43%的氮素流失,為解决農業面源污染提供了可行路徑。出現上述變化的主要原因是規模化之後農民的技能會提升近60%,機械使用將新增90%以上,但是組織農田面積的機械成本卻下降了近50%。這意味著未來農民會在耕地規模擴大之後提高農業經營的現代化水准,但是由於大規模經營的規模效應,導致組織面積的經營成本反而下降,凸顯規模化經營的重要性。規模化經營之後效率提升的地區主要位於四川盆地、華北平原、長江中下游平原,以及南方部分零星的平原地區。

圖2.規模化後氮肥投入、氮素利用效率和氮盈餘的變化

農業規模化經營大大减少了農業勞動力需求,同時新增了農民收入,有助於消除貧困,為解决我國農村老齡化帶來的勞動能力短缺,以及潜在的耕地撂荒現象提供了可行的解决路徑。從統計上看,農地規模每新增1%將使組織面積農業勞動力投入顯著降低0.7%,這將最終帶來全國農業勞動力需求下降大約39%,農民人均收入新增一倍(圖3)。除此之外,勞動力投入成本的减少,也將帶來農業生產成本的大幅度降低,新增農業生產利潤。

圖3.規模化後的農業勞動力、勞動力收入、勞動生產力的變化

據估算,通過耕地整理實現以上最大潜力的規模經營需要大約一次性投入3680億美元。儘管土地整理需要大量的財政投資,但這些投資可以給農民和整個社會帶來巨大的效益。隨著經營規模的新增,氮肥投入的降低可每年减少農業投入成本130-150億美元。與此同時,勞動力等投入的减少可每年進一步節省150-170億美元的農業經營成本。在2-6%的貼現率下,這些投入的减少可以在14-21年內抵消土地整理的實施成本。如果考慮到環境保護和人類健康等社會效益,只需要7-14年的時間就可以完全抵消。這些大型農場可以使用幾十年以上,囙此通過土地整理擴大農業經營規模在經濟上是可行的,並將長期造福於整個社會,這與我國現時在大力開展的高標準農田建設不謀而合。當然,上述分析只是基於物理空間的分析結果,在具體落地的過程中還涉及到城市化進程對農村人口的重新配寘以完成上述勞動力的再分配,同時需要國家層面的制度安排,例如我們的土地制度和戶籍制度的相應調整來確保上述變化的實現。

本研究被選為Nature Food當期特別推薦論文,同時還邀請了英國東安格利亞大學的Yuelai Lu(呂悅來)教授以“Benefits of China’s land consolidation”為題進行評論,呂教授是中英農業合作研究網絡的秘書長,長年致力於服務於中英農業的可持續發展。

評論連結:

https://www.nature.com/articles/s43016-021-00444-0

寫在後面

本文首次分析了中國耕地規模化的空間潜力以及可能帶來的環境和社會效益。表明了擴大農業經營規模可以在保障糧食安全的同時减少全國氮肥投入,減輕環境壓力。同時,縣級尺度規模化潜力的計算可以幫助地區因地制宜採取政策,緩解氮肥投入的區域差异,從而有助於政府製定的農業可持續發展目標的實現。在擴大耕地經營規模的過程中,土地與人的關係將得以重塑,重新匹配土地資源與勞動力資源,將可以在農業創收和環境保護方面實現雙贏,助力於鄉村振興和共同富裕。這在“十四五”規劃背景下,為中國農業向現代化、可持續發展過渡提供了一條有效途徑。更重要的是,這將為其他國家和地區提供經驗,特別是小農經營主導的國家,有助於它們加快實現農業和環境可持續性行程。

論文連結

https://www.nature.com/articles/s43016-021-00415-5

通訊作者簡介

穀保靜,浙江大學“百人計畫”研究員,浙江省傑出青年基金、國家優秀青年基金得主。主要從事資源與環境管理領域的交叉研究,在大尺度氮迴圈模型構建、資源環境效應評估、成本收益分析及其管理調控等方面取得了一些研究成果。在國內外期刊上發表論文90餘篇,其中SCI/SSCI收錄70餘篇,包括第一/通訊作者在Science、Nature、PNAS、Nature Sustainability、Nature Communications、Nature Food等重要期刊上發表論文。擔任國際氮素促進會(INI)亞洲區工作委員會委員,國際氮素管理系統(INMS)工作組長,中國土壤學會氮素工作組委員,The Innovation等雜誌編委。個人主頁:https://person.zju.edu.cn/bjgu

本文標題: Nature,Food,浙大學者闡明通過空間規模化實現糧食安全與環境保護協同的新機制
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656036437054969
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