发布日期:2024 年 8 月 12 日
撰稿人:Julie Rogers、Alexandra Jonker
可持续农业是一项农业流程,它旨在最大限度地提高农业产量并满足纤维需求,同时确保为子孙后代保护宝贵的资源和生态系统。它注重环境健康、经济效益和社会公平。
农业对环境造成了巨大压力。粮食系统是涉及粮食生产和分配的活动和流程网络,占全球三分之一以上的温室气体排放,1这是气候变化的主要原因。多种因素导致粮食系统成为如此重要的排放源,包括农业机械使用的化石燃料、牲畜排放的甲烷、为农耕腾出空间而砍伐森林以及粮食生产的能源密集型性质。
干旱和极端天气事件等与气候变化相关的影响可能会对农业生产造成影响,从而导致农作物产量下降和农场利润微薄。发展可持续农业实践对于解决不断增长的人口所带来的粮食安全挑战至关重要。
不可持续的农耕方式还可能导致环境影响,例如土地退化、森林砍伐、水资源短缺和水污染。有些因素会对土壤等关键的农业成分造成长期影响,例如土壤侵蚀、养分耗竭或盐碱化(由于没有适当排水而进行的灌溉导致土壤中盐分含量增加)。
可持续农业实践围绕几个关键元素来展开:
水是农业生产所用的一项重要自然资源。很多地区都曾出现过周期性干旱,而有限的地表水供应则会导致地下水透支。在美国,加利福尼亚州的干旱持续时间长达 50 年,从而促使该州实施了广泛的蓄水和输送系统。随着气候变化,干旱的发生预计只会有增无减;同时,还需通过政策和行动来管理供水。
土壤 含有作物生长和产量丰收所需的养分,尤其是氮、磷和钾。土壤质量差、水土流失和过度耕作会导致农民使用更多的水、肥料、农药和能源来维持最佳产量。作物生长和收割会从健康的土壤中带走一些养分,如果没有肥料或有机物等投入物的补充,土地可能会变得无法使用。
养分径流是另一项土壤问题。在农业领域,当化肥中多余的营养物质被雨水或灌溉冲走并进入水体时,便会出现此情况。此类径流现象会导致营养物污染,而与此同时,冲刷会像肥料一样,造成藻类的过度生长并扰乱水生生物。
虽然管理策略和环境保护会因地点和地区而异,但可持续农业的常规做法包括了:
除了为行业内的农民和牧民制定战略外,创建更可持续的粮食系统还需要跨学科的努力。研究、政策和教育计划会导致法规、消费者选择和社会价值观发生变化。
纵观历史,培养与地球的可持续关系和促进环境管理的理念在许多土著文化中一直很普遍。然而,可持续农业政策由于其降低环境风险的潜力,最近在国际政策中越来越受欢迎。
自动化,即利用技术、程序或机器人以最少的人力投入来实现成果,从而帮助农民在播种、收割和修剪期间节省时间和资源。此外,机器人还能更有效地施肥,从而减少温室气体排放。
人工智能 (AI) 可为广大农民提供数据和洞察信息,从而帮助其进行决策并为他们无法控制的众多农业因素提供信息。例如,天气预报可帮助农民更好地预测极端天气事件。据美国农业部的估计,极端天气事件会造成 90% 的农作物损失。4
物联网 (IoT) 设备可以嵌入传感器和软件连接,以便其收集数据。在可持续农业中,这些传感器可以监控温室作物和状况,提供浇水建议,并更好地跟踪牲畜,以提高效率并减少浪费。
地理空间数据是与地球表面特定位置相关的基于时间的数据,可以为农民提供模式和趋势。Geospatial Analytics 可用于植被管理,旨在评估水位和湿度水平,或监控天气事件。
确保食品安全和质量管理的专用模块,旨在帮助组织遵守美国食品药物管理局 (FDA)《食品安全现代化法案》(FSMA) 第 204 条规定。
通过基于区块链的模块化食品安全与可追溯性解决方案,安全地共享食品信息并提高全球食品链的透明度。
切实可行的预测见解可以帮助组织提前做出反应,以免极端天气事件威胁业务运营。
1“食品系统占全球温室气体排放量的三分之一以上”(ibm.com 外部链接),联合国粮食及农业组织,2021 年 3 月 9 日。
2 “2016 年,农业能源消耗增加,主要原因是柴油和化肥的使用” (链接位于 ibm.com 以外), 美国农业部经济研究局,2018 年 3 月 13 日。
3“罗马时代的休耕、作物轮作和作物产量”(ibm.com 外部链接),《农业史》,访问于 2024 年 7 月 23 日。
4“农业和粮食”,IBM,2024 年 7 月 26 日访问。
5“COP26:携手共进,保护我们的星球”(ibm.com 外部链接),联合国,2024 年 7 月 17 日访问。
6“‘农田到餐桌’战略”(ibm.com 外部链接),欧盟委员会,2024 年 7 月 17 日访问。
7《东盟可持续农业区域准则》(ibm.com 外部链接),东盟,2022 年 10 月 26 日。
8 “增长的机会:美国农业部可持续农业计划指南”(ibm.com 外部链接),国家可持续农业联盟,2024 年 7 月 16 日访问。