实践中的再生农业

授权公开披露 授权公开披露 政策研究工作文件10919 实践中的再生农业 AReview AndrewDabalenAparajitaGoyalRuozi歌曲 非洲区域首席经济学家办公室2024年9月 政策研究工作文件10919 Abstract 再生农业，一种专注于土壤健康和生态系统的农业方法，在气候变化的背景下，作为可持续农业的重要组成部分，近年来受到了广泛关注。本文回顾了再生农业对生产率、韧性和气候Change减缓（通过土壤固碳）方面的影响的定量证据。再生农业的有效性取决于当地的气候条件和现有的农业实践。此外，大规模采用再生农业面临着多个挑战，例如短期与长期利益之间的权衡，以及资金和技术支持不足等问题。 损失与长期收益、小农户盈利能力以及农业中的其他常见市场失灵问题。这些挑战在非洲农业中尤为突出。然而，尽管支付生态系统服务的机制尚未精心设计，但它们仍有可能激励农民采用再生农业并创造额外的收入来源。最后，需要更多的实证证据来探讨再生农业的影响，以支持政策设计和建议。论文最后提出了关于再生农业的开放性问题，供未来研究参考。 这篇论文是由非洲区域首席经济学家办公室编制的。它是世界银行为提供研究成果的开放访问并为全球发展政策讨论做出贡献的一项更大努力的一部分。世界银行的政策研究工作论文也在网上发布，网址为http: //www.worldbank.org/prwp。作者可以联系rsong1@worldbank.org。 该政策研究工作论文系列发布正在进行中的研究成果，以促进关于发展问题的交流与讨论。该系列的一个目标是尽快发布这些发现，即使这些成果的呈现尚未完全完善。论文应标注作者姓名，并据此引用。本文中的观点、解释和结论完全是作者的意见。它们不一定代表国际复兴开发银行/世界银行及其附属组织的观点，也不一定代表世界银行执行董事会成员或他们所代表的政府的观点。 由研究支持团队制作 实践中的再生农业：综述 rewDabalen,AparajitaGoyal,RuoziSongAnd 关键词：再生农业，气候变化，生产力，恢复力，碳固存JEL代码:O13,O33,Q15,Q16,Q54 Acknowledgments 通讯作者:宋若子,rsong1@worldbank.org作者感谢KathyBaylis、PatrickBehrer、LucChritianson、CarolynFischer、JoshuaGill、SarahLowder、GhazalaMansuri、RobertoAmaralSantos、GovindaTimilsina和SergiyZorya提供的许多有益的意见。我们感谢AgarthaAdubofuor提供的出色研究协助。感谢世界银行非洲首席经济学家办公室提供的资金支持。本文的观点、解释和结论完全属于作者本人，并不一定代表世界银行及其组织的观点，也不一定反映世界银行执行董事或各国政府的观点。 以及他们代表的附属组织。 1.Introduction 气候变化通过极端高温、干旱、洪灾和生物多样性丧失对农业生产造成重大负面影响。自1961年以来，由于人为引起的气候变化，全球农业总生产率（TFP）下降了21%。这一影响在较温暖的地区更为显著，降幅从26%到34%不等，尤其是在非洲地区（Ortiz-Bobea等人，2021）。农业收入的损失加剧了发展中国家的贫困状况。 Consequently，对土壤碳封存的关注已成为减轻全球碳排放的一种可能解决方案，吸引了大量关注。全球土壤中蕴含着大量的有机碳，在表层一米内的土壤中储存了大约1500吉吨碳；这一数字是大气中二氧化碳含量的三倍。2.此外，900千兆吨的碳储存在第二米的土壤中(Powlso等人，2014)。 再生农业是一种专注于恢复和改善土壤及生态系统健康的农业方法，已在全球范围内吸引了越来越多政策制定者的关注。常见的再生农业实践包括减少或免耕、覆盖作物、间作、使用堆肥和有机废物代替化学肥料以及结合畜牧业。这些实践有望恢复土壤健康，从而提高作物产量和抗逆性 。此外，如免耕等做法可以减少土壤扰动并增加土壤中的碳储存量。 尽管再生农业越来越受到关注，有望实现“三重收益”——提高生产力、增强韧性并减少碳排放— —但关于再生农业在实现这三个目标方面的有效性实证证据仍然稀缺。本文旨在通过广泛审查经济和科学文献，回顾现有的实证证据，尤其是因果关系的定量证据。 基于对实践中的再生农业以及更广泛农业技术采纳文献中所汲取的经验教训，我们进一步讨论了大规模采用再生农业面临的障碍。这些障碍包括短期内的损失与长期收益之间的权衡、小规模农户的盈利性问题以及其他常见的农业技术采纳市场失灵现象，在非洲农业领域尤为突出。此外，尽管支付生态系统服务机制尚未经过仔细设计，但其仍有可能激励农民采用再生农业，从而为农民提供额外的收入来源。我们探讨了设置支付生态系统服务机制的潜力和挑战。 少量的研究总结了关于再生农业影响的证据。例如，Piñeiro等人（2020）进行了一项范围审查 ，研究了可持续实践的采纳及其对生产力、经济和环境结果的影响。他们发现短期内的经济效益是决定采纳可持续实践的主要因素。然而，仅包括了可持续实践的定性结果，因为定量证据有限 。尽管这些研究在可持续实践成果方面的权衡讨论较为全面，但并未进一步探讨采纳如何与潜在因素市场失败相互作用。几篇元分析论文（Pittelkow等，2015；Bai等，2019；Ogle等，2019 ）汇集了科学文献中的证据，以考察再生农业实践的有效性。这些研究更深入地解释了为什么生产力和碳固存的效果依赖于当地气候条件。然而，这些研究缺乏对再生农业影响更为全面的评估 。此外，Suri和Udry（2022）回顾了旨在理解非洲农业中技术进步停滞的经济学文献。在本文中 ，我们特别关注气候变化背景下再生农业。我们认为，由于再生农业实践的有效性不仅取决于当地市场条件，还取决于当地气候条件，因此其回报的异质性可能是相当显著的。 论文其余部分的结构如下：第2节讨论再生农业的发展历程、它与可持续农业其他相关概念的区别以及其在全球范围内的实际应用。第3节总结了关于再生农业对作物产量、气候冲击下的恢复能力和碳减排影响的实证证据，特别是定量证据。第4节探讨了大规模推广再生农业的障碍。第5节进一步探讨了气候变化背景下非洲再生农业面临的挑战和机遇。第6节总结了需要进一步研究的问题，并提出了制定政策建议时所需考虑的因素。 2.什么是再生农业？ 2.1再生农业的起源与演变 再生农业是一种专注于恢复和改善土壤和生态系统健康状况的农作方法（Schreefel,等人.2020 ）。虽然其实践与气候智能农业和保护性农业等其他农业方法存在相似之处，但其基本哲学和目标却有显著差异，我们将在后面详细讨论。与传统农作方法不同，后者往往更侧重于提高产量，再生农业则旨在通过优先考虑土壤健康来实现产量最大化，从而减少土壤侵蚀。and保护生物 多样性。这些做法 可能最终实现二氧化碳吸收、水资源保持能力提升、农场对气候变化的抵抗力增强以及土壤健康与活力的加强。 尽管部分再生农业实践源于传统的土著农业和长期的耕作方法，该术语“再生农业”则在20世纪80年代首次出现（Rodale1983）。它引起了人们的关注，主要是因为人们对传统农业带来的负面影响日益担忧，如土壤退化、生物多样性丧失以及过度依赖合成投入品。再生农业被推崇为一种能够恢复复杂土壤生态系统并提高其生产食物能力的耕作方法。再生农业旨在重建土壤结构，从而大幅提高农田吸收和保持水分的能力，使作物对干旱和洪水的抵抗力增强。 随着气候变化对农民的生产效率和粮食安全构成挑战，再生农业成为研究的关键方法，因其在创建弹性和可持续的食品系统方面具有潜在价值（Lymbery2021）。越来越多的科学研究不仅探讨了再生农业在改善土壤健康方面的有效性，还关注其在增强生物多样性和减少碳排放方面的潜力。这在全球范围内增加了政府、政策制定者和非政府组织对再生实践的兴趣。 2.2与气候智能型农业和保护性农业的区别 再生农业（regenerativeagriculture）一词常与气候智能农业（climate-smartagriculture,CSA）互换使用；后者是一个在近十年间变得流行的概念。理解这些密切相关概念之间的共通点和区别有助于未来研究和政策设计的明确化。 气候智能农业可追溯至2000年代中期，当时农业实践适应和缓解气候变化的需求日益凸显。该概念在2010年粮农组织（FAO）的一份报告中获得了正式认可。1气候智能农业被定义为一种同 时追求三大目标的方法：提高农业生产效率；适应并增强对气候变化的韧性；减少和/或去除温室气体排放。这三大目标被称为三胜在实践中，气候智能农业的概念已被全球采纳，作为确保 对气候变化时粮食安全的战略，并且有助于更广泛的气候变化减缓努力。 1气候智能型农业：粮食安全、适应和缓解的政策、做法和融资,FAO,2010. 再生农业可以成为实现智慧气候农业的一个潜在方法，但两者之间仍存在差异。尽管智慧气候农业在政策制定者中颇受欢迎，但在明确定义和核心原则方面仍然缺乏共识。简而言之，任何能够实现三赢的农业实践都属于智慧气候农业。再生农业与智慧气候农业之间的关键区别在于各自的主要目标。再生农业的主要目标是改善土壤和生态系统的健康状况（Schreefel,等人.2020）。虽然在再生农业中实现三赢是可能的，但这些结果并不保证。对于智慧气候农业来说，三赢是主要的目标。 另一种经常与再生农业互换使用的相关术语是保护农业。保护农业的总体目标是保持土壤侵 蚀和退化造成的损失，这与再生农业的目标一致。尽管再生农业和保护性农业都关注土壤健康，但再生农业旨在恢复和构建改善土壤质量、增加生物多样性，进而惠及生态系统，这超越了单纯的保护工作（Musto,SwanepoelandStrauss2023）。 再生农业 气候智慧型农业 保护Agriculture 一种耕作方式 一种寻求解决 Aapproachto 专注于恢复和 三个主要目标同时： 保持土壤从 改善土壤健康， 提高农业生产力； 侵蚀和 生物多样性和生态系统 适应和建设弹性 降解 气候变化；减少和/或消除温室气体排放 最小耕作，免耕， 抗旱种子，太阳- 最小耕作, 用作物残渣覆盖， 动力泵系统 免耕，覆盖 作物轮作,基于豆类的 作物残留物， 覆盖农作物家，畜 作物轮作, 旋转，使用堆肥 基于豆类的封面 和有机废物 农作物 2.3实践中的再生农业 一些再生农业实践历史悠久，已为农民世代所采用。另一些实践则较为新颖，需要技术支持和机械设备的投资。本部分总结了再生农业最常见的实践方法及其各自背后的理由。 减少土壤扰动.通过减少耕作或免耕等耕作方法可以减少对土壤结构的干扰，这有助于通过促进真菌菌丝的生长、减少土壤侵蚀和保存土壤有机质来增强养分循环（Schreefel,等人.2020） 。此外，减少干扰所导致的完整土壤结构能够更好地保持水分。这对于缓解干旱条件的影响尤为重要，因为土壤可以储存更多的水分供植物使用。 保持植被覆盖在土壤上当主要作物不生长时，种植覆盖作物，如豆科植物或禾本科植物，可 保护土壤免受侵蚀并通过对蒸发率的降低来提高水分保持能力。覆盖作物还可以隔热和缓冲土壤 ，以保持对微生物生命最理想的温度范围（Khangura,等人.2023）。 增加土壤有机质和微生物多样性通过种植多样化的作物和牲畜轮作、间作以及保护农场内的自然栖息地来促进生物多样性（Khangura,等人，2023）。在特定田地上交替种植不同类型的作物可以打破害虫和病害循环，增强养分循环，并减少单一作物种植导致的土地退化风险。此外，在作物生产系统中引入牲畜可以模拟自然过程并提高土壤肥力。简而言之，植物多样性有助于健康的土壤，这些土壤较少依赖化学投入品且具有天然的抗虫和抗病特性。 最大限度地提高植物的养分和水分利用效率减少化学肥料和农药的使用，转而采用堆肥和有机废