程琨,郑聚锋,潘根兴

(南京农业大学资源与环境科学学院,江苏 南京 210095)

1 气候变化智慧型农业的研究背景

人类在利用自然资源从事农业生产的同时,农田生态系统也为人类提供生态系统服务(图1)。除了直接提供粮食生产外,农田生态系统还提供生物质能源与生物质炭[1],维持生物多样性[2],通过碳、水循环调节气候及净化环境,具有文化和欣赏价值。然而,高强度利用和不当的管理方式损害土壤健康且削弱农田提供生态系统服务的能力。已有研究表明,农田生态系统较为脆弱[3],高强度农业利用已经影响土壤健康、加剧环境风险和气候变化[4-7],并可能对人类环境产生深远影响[8]。到2050年,为满足90亿人口的需求,全球至少需要增加60%的粮食产量[9]。因此,如何可持续利用农业资源且保持农田生态系统的服务功能成为全球关注的焦点。

以农业可持续发展为目标的农田生态系统服务与生态环境效应研究已经成为研究热点(图2)。对文献的关键词词频分析表明:国内研究主要以可持续性政策性研究、较大区域或流域尺度农田生态服务研究为主,针对农田生态系统服务的研究较少(图2-A)。国外则主要围绕碳、氮、水,土壤侵蚀,生物多样性等生态系统服务的评价研究(图2-B)。将农田生态环境影响与生态系统服务相结合进行综合评价的研究较少,特别是国内生态系统服务与农田可持续性研究的关联不紧密。因此,我们应发展农田生态环境影响和生态系统服务的评估方法,综合量化农田提供生态系统服务的能力,探索基于生态系统服务的资源环境管理模式。……