带有脸部轮廓、树叶、云彩、太阳和火车象形图拼贴的插图

发布日期:2024 年 8 月 12 日
撰稿人:Julie Rogers、Alexandra Jonker

什么是可持续农业?

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。

为实现农业的可持续发展,农民、加工商、分销商和消费者等人群均需制定战略并掌握技术,以便提高可持续作物产量,同时满足不断增长的人口所带来的需求。常见的可持续农业实践包括:确保作物多样性、保护土壤和水资源,以及采用环保的害虫管理体系。

智能农业(采用先进技术并开展数据驱动型农场运营)是可持续农业概念的核心所在。智能农业技术和创新(例如,基于云的灌溉)正在助力提高世界各地的农业生产力优化水平。

可持续农业为什么很重要?

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)。

可持续农业的目标是什么?

根据“可持续农业研究和教育 (SARE) 计划”,可持续农业的目标是“[生产]充足的食物和纤维来满足眼下的需求,同时又不损害子孙后代为实现同等目标而需具备的能力。”

采用可持续农业实践的农民通常关注三个领域:健康的环境、经济盈利能力以及社会和经济公平。

健康的环境

它们旨在改善农业经济所依赖的环境质量和自然资源基础。

经济盈利能力

他们将采取支持农田经营经济可行性的做法,同时考虑该行业的长期和短期经济效益。

社会和经济公平

它们将提高农业劳动力的生活质量,改善他们的工作条件,并满足农业主要集中的农村社区的需求。

可持续农业的要素是什么?

可持续农业实践围绕几个关键元素来展开:

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

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。

能源

现代农业的能源用于整个生产系统,包括机械、粮食加工和运输。工业化农业通常依赖石油能源:一般农田的柴油使用量占其直接能源消耗的 44%。2此外,生产化肥和农药需要大量天然气,这增加了农民的间接能源消耗。可持续农业系统减少了对不可再生能源的依赖,并利用可再生能源,如太阳能风能

什么是可持续农业实践?

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:

  • 作物轮作和多样化:种植各种作物,改善土壤健康,提高对气候变化的适应能力。
  • 土壤管理:利用堆肥、种植覆盖作物和减少耕作等技术来保持土壤肥力并防止侵蚀。
  • 节约用水:实施新技术,如高效灌溉系统和用水管理实践,以最大限度地减少用水量并保护水质。
  • 害虫管理:将生物、文化与机械方法相结合来控制害虫,同时尽量减少对化学农药的依赖。
  • 动物福利:确保牲畜在人道的条件下饲养,以增进健康和福祉。
  • 农林业:将树木融入农业环境,为野生动物提供栖息地,改善土壤和水质并提高生产力。

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。

可持续农业政策示例

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。

  • 在全球层面,2021 年的联合国气候变化大会讨论了可持续农业,期间有 45 个国家或地区承诺会为向可持续农业过渡而提供超过 40 亿美元的资金。5
  • 欧盟 (EU) 将“从农场到餐桌”战略纳入了 2020 年欧洲绿色协议。该战略旨在加速向可持续粮食体系过渡,以实现环境的中立或积极影响、扭转生物多样性的丧失并确保粮食安全等目标。6
  • 2022 年,东南亚国家联盟 (ASEAN) 通过了《东盟可持续农业区域准则》,以将其作为用于促进东盟内部及其合作伙伴之间协作的框架。该准则旨在促进可持续农业实践、加强粮食安全和营养、缓解气候变化并减少温室气体排放。7
  • 美国农业部 (USDA) 通过《农业法案》来推行若干联邦计划,以便为希望构建更可持续发展的农业系统的农民和牧场主提供支持。这些资源可为在可持续农业领域寻找机遇或进行融资的农场与牧场提供相关信息。8
可持续农业技术

农业行业在采用新战略和技术来改善耕作方式方面有着悠久的历史。例如,轮作的概念(与单一栽培相对,即在特定区域种植单一作物)可以追溯到古罗马时期。3

工业化和有机农业的持续现代化进程是促进该行业可持续发展的关键所在。智能农业有助于最大限度地提高农业产量并满足纤维需求,同时提升可持续性。智能可持续农业领域所用技术的示例包括:

自动化

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)

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)

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

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。

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脚注

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。

5COP26: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。