土壤健康的缩放技术采用 ： 以非洲为重点

与NTTDATA合 作 土壤健康的缩放技术采用 ：以非洲为重点 2024年9月社区文件 GettyImages，中途图片： Contents 前言3 执行摘要4 导言6 1挑战和解决方案7 1.1东非：肯尼亚和坦桑尼亚7 1.2西非：尼日利亚、加纳和科特迪瓦8 1.3南部非洲：南非和赞比亚10 2农民的土壤健康知识11 2.1加纳11 2.2尼日利亚12 2.3坦桑尼亚12 2.4肯尼亚13 2.5南部非洲(南非和赞比亚)和科特迪瓦13 2.6需要建立有效的机制14关于农民的知识 2.7主要建议15 3拟议的前进道路16 3.1现有举措17 3.2进一步的步骤18 贡献者19 尾注21 免责声明 这份文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、洞察领域或互动的贡献。文中所述的研究发现、解释和结论是世界经济论坛协作过程的结果，并得到该组织的支持，但其结果不一定代表世界经济论坛的观点，也不一定代表其全部会员、合作伙伴或其他利益相关方的意见 。 ©2024世界经济发展论坛。所有权利保留。本出版物的任何部分均不得以任何形式或通过任何手段复制或传输，包括复印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 关注非洲土壤健康的缩放技术采用 2024年9月采用土壤健康的缩放技术：关注非洲 前言 TaniaStrauss 美国世界经济论坛食品和水主管 大卫·科斯塔 英国NTTDATA首席可持续发展业务官 可持续的食物系统需要健康的土壤，然而在扩大改进土壤状况和逆转土壤退化方面的创新和技术应用方面做得还远远不够。保护这一vital资源是农民、科学家、企业、消费者和政府的共同责任 ，以确保我们保留食物系统的基石。虽然存在多种技术解决方案和可持续过程，但在实际应用中缺乏采用，主要原因包括成本问题和知识不足等 。 在快速数字化的世界中，将数据和科技直接应用于改善土壤健康可以解锁众多协同效益，包括更好的营养、碳封存、生物多样性恢复、增强农民生计的韧性以及提高水分保持能力。精准农业、卫星影像、传感器技术和人工智能（AI）领域的创新为恢复和提升土壤质量提供了绝佳机会。面对土壤退化、生物多样性和气候变化的威胁，每个人都必须参与其中并共同努力。 企业若要开发土壤健康产品，需要更好地了解如何生产合适且符合特定情境的解决方案，并结合数千年保护土壤的传统知识。另一方面，政府需要营造一种平衡努力、监测和成本的环境，以维持健康的土壤。最重要的是实施以农民为中心的方法，不仅承认农民作为土地守护者的角色，还为他们提供必要的支持，以增强其能力作为第一道防线。 在构建一个允许无缝合作以实现共同目标的生态系统中，土壤数据资源的协调化是关键，为诸如AI等新型技术铺平了道路，这些技术可以从大量原本几乎无用的数据中生成有价值的信息。通过投资并创造空间促进学习交流与合作，我们将解锁新的土壤健康机遇。 3 执行摘要 重视数据和数字基础设施为核心的ambitious行动对于实现土壤健康的实际改善是必要的。 关注非洲土壤健康的缩放技术采用 大约95%的食品供应依赖健康的土壤，然而全球近三分之一的农业用地已经退化。了解健康土壤的组成成分——包括储存的有机碳、养分密度、生物多样性和水分保持能力——对于生产健康营养的食物以及将食物系统转变为碳汇而非碳源至关重要。1 这篇论文探讨了合作和采用现有解决方案及技术以大规模审查土壤健康的可能性，构建相关方的能力，突出值得投资的创新机会，并提供有关对土壤健康至关重要的全球前沿创新的新视角。2 食物安全和非洲地区的产量差距缩小问题——以 及土壤健康对这两者的影响——是本文分析其相互关联的关键概念。 该论文提出了五项具有最大潜在影响的建议，旨在改善粮食安全、产量和土壤健康，这些问题通过回答以下两个问题得出： 什么将使农民在土壤健康方面做出更好的决定？ 1 -建议1。加强推广向农民咨询什么 服务：可以通过提供农业咨询来增强他们的能力（例如，指导性的作物规划和风险管理），这是支持农民采用可持续农业实践的有效措施 ，同时还可以提供如何获取金融资源的建议。 –建议2：数字化农业：确保输入（例如化肥和种子）、推广服务（包括与气候智能农业相关的培训）和市场（例如买家信息）的数据可用性，将为未来的数字化农业奠定基础。这可以通过提供足够的数据来定制肥料配方、种子特性或培训活动来进一步增强。这些基础需要解决治理问题，并通过改善数据互操作性、增强数字政策和数字包容性，为农民带来净收益。 2 需要推广哪些做法和投入才能对土壤健康产生真正的影响？ -建议3.应用气候智能型土壤侵蚀管理 农业：干预措施对于减轻侵蚀对农田的影响至关重要。 土壤健康方面的潜在作用以提高产量和粮食安全 （详见第三部分的详细解释）。相比之下，扩展服务和数字农业已被证明是推动小农户社区积极变化的催化剂，应在转型过程中占据核心地位。 为了实现已识别的潜在优势，生态系统已经具备了一些关键优势——但也存在一些重要的限制条件： –建议4.抵御生育率下降：增加化肥的可用性对 于解决非洲大陆营养物质流失问题至关重要。3这一干预对于通过土壤健康和肥力恢复来缩小产量 差距并提升农业生产效率至关重要。 –农民积累了能够有效评估他们面临挑战的知识，他们主要缺乏的是实施必要变革所需的工具和手段。 -建议5。研究和发展 其他高质量投入：如适应当地条件的高价值种子和作物品种等高质量投入对于提升农业生产力和可持续性至关重要。 –国际组织、该地区的政府和私营实体正在大力投资以应对部分已识别的挑战。然而，这些举措仍然需要克服与开发完全定制的产品（例如化肥和种子）相关的障碍，包括扩大供应链在偏远地区的覆盖面、提升农民在农业决策方面的效率、更加积极地吸引私营部门参与以及增强现有政策 ，旨在促进农业系统的包容性、可靠性和透明度 。 这些建议基于对七个非洲国家（加纳、尼日利亚 、科特迪瓦、肯尼亚、坦桑尼亚、赞比亚和南非 ）土壤健康技术和采用潜力的分析。 如果改善施肥、高质量种子和气候智能农业的采用率提高10个百分点（相对于当前水平），将在四个研究国家（加纳、尼日利亚、肯尼亚和坦桑尼亚）实现产量合计提高882,817吨以及10亿美元的农场收入提升。4-对变革的明确陈述 –提高现有倡议的覆盖面和影响力，并促进技术解决方案的大规模采用，需要多利益相关方的合作 ，这正是诸如世界经济论坛的农业平台所必需的 。食品创新中心and1亿农民可以提供。 Introduction 数据和数字基础设施在使撒哈拉以南非洲地区的农民改善土壤健康方面发挥着关键作用。 在非洲，农业支撑着数百万生计，而人口预计到2050年几乎翻一番，确保粮食安全的紧迫性不言而喻。确保粮食安全的重要性超越了非洲，影响到了全球：拥有全球剩余可耕土地的60%，非洲在贡献于全球粮食网络方面潜力巨大，不容忽视。 非洲以其生产玉米、咖啡、可可以及各种水果而闻名，在全球农业格局中扮演着至关重要的角色。然而，该地区面临土壤肥力下降和土壤有机碳（SOC）水平低等挑战，缺乏足够的养分补充，加剧了土壤退化。气候变化进一步凸显了这一问题，极端天气条件扰乱了农业生产效率。 并且要恢复和改善土壤健康，应采用本地化实践 ，包括农业林业、综合土壤肥力管理、轮作、间作、作物多样化或覆盖作物种植。此外，应当采用高科技和基于数据的解决方案，如基于应用程序的咨询和支持工具、空间明确的土地mapping和监测，以优先选择干预措施并跟踪时间变化。另外，将实地调查与土壤光谱学的进步以及无人机遥感和监测相结合，用于从上方监测土壤特性（如水分和温度），并结合传感器持续监测土壤有机碳（SOC）、pH值和养分含量至关重要。这些输出被输入到集成系统中，收集土壤数据、分析数据，并支持决策制定。 非洲的农业景观异常多样，由不同地区多样的气候和土壤所塑造。尽管资源丰富，然而，撒哈拉以南非洲仍然是净粮食进口地区。虽然进口可以在短期内使食品价格保持在较低水平，但会削弱当地生产系统，并可能损害长期粮食安全。当与诸如东非正遭受的严重干旱等不利现象相结合时，这种脆弱性尤为突出。5 该系统的弱点可以从影响家庭的25％营养不 良率中看出。6 承认这些挑战的严重性以及非洲在全球粮食安 全中的关键作用，世界经济论坛已将显著关注点放在土壤健康在追求粮食安全中的作用上。随着领导者和利益相关者的意识不断增强，人们正努力缩小产量差距，并增强农业对气候变化的韧性，而土壤健康已成为核心议题。 不sustainable土地使用Practices实践,气候变化ClimateChange,养分耗尽NutrientDepletion,土壤酸化SoilAcidification和土壤侵蚀SoilErosion已被认定为土壤退化的主要因素。为应对这些问题， 保护土壤健康是一项集体责任，需要各方协作行动，这意味着必须为农民提供适当的培训，因为他们是这些努力的关键参与者。各国政府、国际和地区组织、私营部门、大学和民间社会越来越认识到非洲农民在确保粮食安全的同时维持可持续农业实践方面所发挥的关键作用。公共和私营部门的举措已经展开，旨在实现这一潜力，促进再生实践和创新技术的大规模采用。 在本文讨论的七个非洲国家中，鉴于肯尼亚63%的可耕地受到土壤酸化的影响且其重要养分正在 耗尽，肯尼亚需要在农业生产方面取得提升。7而坦桑尼亚也有潜力提升农业生产，但其32.7万公 顷的土地覆盖着酸性土壤。8另一方面，南非因农业部门产生的废物损失了400百万吨，也需要解决土壤退化问题。最后，科特迪瓦（IvoryCoast ）、尼日利亚和加纳都存在显著的改进空间，但同时面临土地退化问题，导致作物产量下降并阻碍了可持续发展努力。 健康的土壤是resilent和productive食品系统的基础。在非洲，保持土壤健康对于生产食品 、支持生计和经济至关重要。粮农组织完全致力于推进可持续的土壤管理实践，以恢复和改善土壤健康、应对各种土壤威胁包括气候变化挑战，并为整个大陆的食物安全作出贡献 。刘力（LifengLi），粮农组织土地与水司主任 1 挑战和解决方案 尽管在土壤养分管理方面已在非洲取得了一些进展，但由于土壤侵蚀率的增加导致SOC （土壤有机碳）含量下降和肥力损失。 食品安全，尤其是在非洲，是日益引起关注的领域，鉴于该大陆在未来全球食物网络中可能扮演的重要角色。然而，诸如低农业生产率和土壤退化等挑战，加之缺乏足够的土壤数据，限制了进步并阻碍了非洲从净食品进口国转变为净出口国 。为了促进土壤健康，正努力推广可持续的土地管理实践，旨在增强农民的能力并提高土壤肥力以加强农业可持续性，但这些努力仍然受到重要投入物（如化肥）供应有限的制约。 由于评估土壤健康的重要性。土壤侵蚀由气候变化和人类活动驱动，导致肥沃土地的丧失并对农业生产产生负面影响。土壤肥力则指的是土壤维持植物生长的能力，提供必要的养分。此外，土壤有机碳（SOC）在保持土壤结构、调节水文循环和确保肥力方面起着关键作用。SOC水平下降可能会影响土壤生产力并促进土壤退化。通过研究这些土壤生产力指标，并实施有针对性的干预措施以优化肥力、减轻侵蚀和提高有机碳含量，可以确保可持续的农业实践和长期的土壤健康。 选择土壤侵蚀，土壤肥力和SOC作为评估土壤生产力的基准 1.1东非：肯尼亚和坦桑尼亚 近年来，东非地区的土壤健康状况和农业生产效率引起了关注，揭示了需要改进的各种参数。值得注意的是，土壤侵蚀率的上升加剧了土壤肥力下降的影响。这一趋势与不可持续的土壤管理实践相结合，导致了产量的持续下降。 此外，自然景观转变为耕地已成为该地区土壤健康挑战中的一个重要因素。这种转变导致土壤有机碳（SOC）含量显著下降，加剧了维持土壤肥力和生产力的需求。 详细分析 东非地区的土壤侵蚀率在近几十年显著增加，尤其是在1995年至2017年间。9,10在这期间，通过各种侵蚀过程造成的平均土壤流失率从每公顷每年0.3吨（t/ha/yr）上升到0.5t/ha/yr。不可持续的农业Practic