农业生产中的养分失衡问题.PDF

农业生产中的养分失衡问题 P.M.Vitousek R.Naylor T.Crews 养分循环把农业系统和人类社会、环境链接 相比之下，中国的农业生产自从1975年以来 到了一起；特别是氮磷的输入对农业获得高产而 获得了长足的发展，很多地区每公顷的粮食产量 言是必不可少的，但这些营养物质在环境中的流 翻了一番。中国政府受粮食安全的驱使，增加化 失却破坏了环境质量，危害了人类福祉。农业养 肥使用量的政策引导有助于提高粮食作物的产 分平衡与经济发展大不相同，在部分发展中国 量。很多田地追加的化肥远超过美国和北欧地 家，特别是在非洲撒哈拉以南的许多发展中国 区，以致于过量的化肥流失到环境中，既污染了 家，由于养分输入的不足导致土壤肥力难以维 空气，又恶化了水质。 持。而在很多发达和迅速增长的经济体中，养分 自从20世纪40年代以来，密西西比河盆地增 过度输入却造成了环境破坏。 国家或区域政策对 长的氮肥和磷肥有助于产量的增加。1970年到 养分的使用模式及其在所有这些情况下造成的环 1995年这25年间，土壤中养分的投加量远超过作 境后果都负有不可推卸的责任。面对全球农业养 物养分的去除量，水力损失引起了淡水河流和墨 分失衡的挑战，我们通过对内在的轨迹以及跨农 西哥湾的富营养化。近来，营养失衡的局面得到 业系统的分析，能够获得正确的解决办法。 缓解。在西欧，二战后的粮食政策以及欧盟为提 庄稼的收获能够将氮、磷和其它养分从农业 高粮食安全而颁布的政策，使很多地区的养分过 土壤中去除掉，同时要维持农业的生产力，无论 量，粮食生产和动物饲养的集成系统受到的损害 是通过固氮等生物过程，还是通过施加动物粪便 程度就像我们目前在中国看到的那样。自从上世 或矿物肥料等方式，我们需要将那些养分归还到 纪80年代，日益严格的国家和欧盟标准已降低了 土壤中。总体上来说，化肥是养分施加的主要途 过量的氮使用量，表征环境养分过量的各种指标 径；有超过两倍的新的氮磷养分进入地球生物 也得到了完善。尽管采取了很多针对养分平衡的 圈。这些养分输入有助于维持全球粮食的产量速 措施，在北欧地区的空气和水体中，氮污染仍然 度高于全球人口的增长速度，并能促进农村地区 很严重，墨西哥湾的富营养化问题也随之而来。 的经济发展。然而人类因农业养分污染所付出的 这些对比鲜明的农业系统需要不同的政策。 环境代价是巨大的，这其中包括下游水质的恶化 在非洲撒哈拉以南地区，当前的挑战就是要为土 以及河口海湾生态系统的富营养化、光化学烟雾 壤提供更多的养分并改进作物种植技术以增加土 的出现、强大的温室气体氧化亚氮的浓度上升。 壤有机质的含量。尽管政策制定者们不情愿接受 这里，我们对三个种植粮食的农业系统进行评 因对化肥使用进行补贴所需付出的经济、环境和 估——它们是肯尼亚西部低养分输入型粮食种植 社会代价，这还是能够理解的；但是养分投入的 系统、中国东北地区小麦和玉米轮作的高养分输 不足将带来土地的低产出、土壤的贫瘠以及农村 入型农业系统、美国中西部上游地区玉米和大豆 的贫穷，直到小农场主们获得化肥使用补贴后这 轮作型农业系统。不同于世界上绝大多数地区， 种状况才会改观。 在非洲撒哈拉以南