《自然》杂志发表一北大成果:优化作物布局能减少中国资源消耗

2023-03-17 13:39:26 发布  来源:大众报业·农村大众客户端

在确保粮食安全和农民增收的前提下,优化农业生产布局能减少中国农业资源消耗和污染排放,推动农业绿色发展。有关这一观点的论文于北京时间今天(3月17日)零点在世界知名期刊《自然》(Nature)发表。

论文作者——北京大学现代农学院、北京大学中国农业政策研究中心解伟研究员告诉大众报业·农村大众记者,改革开放以来,中国粮食供给能力稳步提升,以占全球9%的耕地,养活了世界近20%的人口。然而,中国也面临着日益严峻的资源环境问题,如何实现农业可持续发展成为重要命题。

解伟介绍,论文的标题为《优化作物布局可以提高中国环境的可持续性和农民收入》(Crop switching can enhance environmental sustainability and farmer incomes in China)。这是他带领的课题组与合作者历时近6年完成的成果。

农业生产布局不同优化情景下全国及区域资源环境、农民收入的变化

(从左向右看,每一行代表一个优化情景,每一列代表全国或区域相应指标的变化)

解伟说,他们把粮棉油糖等13种主要农作物的产量与其灌溉水、化肥等投入数据联系起来,构建了高空间分辨率的数据库。基于“在最适宜的地区生产最适宜的农产品”的原则,通过构建农业经济学优化模型,模拟了农业生产布局优化对缓解不同区域、不同资源环境指标压力的贡献。模拟结果显示,若不同政府部门能够一起协作,优化农业生产布局,能够在农业产量不降低的情况下,使灌溉用水、化肥、农药投入和温室气体排放几乎同步减少8%左右,同时促进农民增收4%左右。若在优化农业生产布局时,只重视部分资源环境指标,虽然可以大幅改善部分资源环境指标,但会导致其他指标恶化。

研究结果显示,相较于2010-2020年作物布局变动趋势,模型模拟出的农业生产布局调整具有以下特征:

——对于小麦,在华北地下水漏斗特别严重的地区,关键在于提高用水效率。如果在华北不能大幅度提高农业用水效率,根据优化模型模拟结果,华北地区要控制甚至适当缩减小麦的播种面积。同时为了保障小麦口粮安全,可在长江中下游扩种,甚至在东北部分地区恢复小麦种植以保障当地口粮安全。

——对于水稻,过去十多年的观点是东北地区应该增加水稻生产,但目前已经增长过多,建议适当控制东北地区水稻播种面积。

——对于玉米,适度控制东北和华北的种植面积,适度扩大长江中下游种植面积,能够在保障粮食安全的同时促进资源环境节约。

——对于棉花,新疆棉花机械化程度高,但给当地的用水资源带来了较大压力,若在传统棉区(如长江中下游和华北)能够培育出高产、易于机械化的品种,可适度恢复传统棉区生产,缓解新疆资源环境压力。

此外,课题组对油料作物、糖料作物布局也提出了优化方向。

有关专家评价称,与以往重点关注农民收入和粮食安全形成的农业生产布局不同,该研究的贡献体现在,进一步考虑资源节约和环境保护目标下农业生产该如何布局。这项研究创新性地使用高空间分辨率农业大数据,综合考虑部门之间的协调机制,将科学与政策结合起来,提出了农业布局优化方向,充分体现数字时代现代农业科学交叉研究的特点。开展在优化农业生产布局时,注重多个资源环境指标协同优化不仅对中国农业可持续发展具有重要意义,对全球其他国家的农业可持续发展也具有借鉴意义。

大众报业·农村大众记者 陈建志