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用多年生农作物抗击气候变化

气候变化,是对地球上所有人的威胁。干旱、洪水、极端天气现象越来越普遍,努力让气候变得更稳定,可能是未来几十年内人类最重要的任务之一。在全球来看,大规模地转向自我更新农业(Regenerative agriculture)、多年生栽培(perennial crops),以及提高地区的自给自足,都是固碳、减排的首要措施。有机农业、社区农耕都走在这条战线的前列,但是,还有非常多的事情值得我们去做。仅仅转向原生态的传统农耕是远远不够的,我们需要以一种全新的眼光来看待和重组农业。

众所周知,树木是固碳的能手,森林的大面积减少也是全球气候变化的原因之一。因此,减少毁林、保护仅存的森林是非常重要的减缓气候变化的措施。传统的科学家通常认为,造林能够带来的改变是很有限的。但是用朴门永续设计的眼光来看,农业和森林并不是相互对立的事物。从食物森林(agroforestry, food forest)到农田种植固氮树木,很多方法都可以让我们“鱼与熊掌”兼得。

食物森林

农业也可以减缓气候变化

树木总是比一年生植物的生产效率要高,也就是说树木的净初级生产力更大。实际上,以食物森林为基础的农业能够像天然森林那样固定大气中的二氧化碳。在《固碳:被低估的农林业系统的环境效益》报告中,P.K. Nair和Francesca Montagnin指出,虽然通常农林业比天然林的固碳效果差些,但还是远远超过一年生农作系统。而一年生农作通常是会将土壤中的碳释放到大气中,而不是固碳。一年生作物还需要用到大量的化石能源去维持,因而增加碳排。

科学家估计,每公顷食物森林大概可以固定9到228吨的碳,这数字依据降水量、气候、种植物种和种植多样性等因素而变化。现在世界上的食物森林大概每年可以固定1百万吨的碳。但是据估计,还有大约5亿到12亿公顷的土地可以被转换成食物森林,如果达到这个数字(保守地假设每公顷食物森林可以固定25吨碳),那么大约140~200亿吨的碳可以被固定。如果要稳定气候,即便我们立刻停止碳排,仍然需要从大气中去除2000亿吨的碳,而200亿吨的固碳量差不多是这个数字的十分之一。因为估计的每公顷固碳量比较保守,所以食物森林对于稳定气候的潜力还是非常可观的。

建造食物森林,是永续农业最好的措施之一。永续农业不仅仅可以固碳,而且可以帮助土壤恢复活力。空气中的碳将会被转换成土壤中的有机质——肥沃农田土壤的根本。我们知道,现在大量的土地已经被人类活动毁坏。土地侵蚀、盐碱化、沙漠化都是需要我们面对的问题。

世界上45%的农田是在坡地上的(坡度大于8%)。多年生的农作系统则可以帮助稳固坡地上的土壤,以强壮的根系来防止水土流失。更有大约9%的农田——1.35亿公顷的面积,是处在30%以上坡度的山地。这些土地是最脆弱的,它们受到非常严重的侵蚀威胁,如果不大规模地建造梯田,根本就不适合一年生作物的生长,应该尽快转向多年生的作物种植。

多年生农作系统的元素包括多年生农作物种植、多年生-一年生混合种植、养殖业-多年生农作物结合:

多年生作物种植

多年生作物的好处是非常明显的,一旦种植之后,就不需要耕地(最少的化石燃料消耗)、长期都可以提供农产品收成。传统的果园、多层种植的食物森林和食物花园、多年生草本都属于这个范畴。虽然果园是很常见的多年生栽培系统,但是人们很少知道有多年生的蔬菜和谷类——这两者是存在的,但是很稀少。让人们吃新的食物是个挑战,但是如果这些植物可以固碳,为什么不去发现它们的优点呢?

豆科灌木(Mesquite trees)就是一个很好的例子。这种树在非洲、亚洲和美洲都有本地树种,正在被研究用来做新的多年生农作物。它很耐干旱,根系可以长到约140多米长。豆科灌木的种子和小麦一样有营养,但是产量却比普通的一年生作物还高。

天然林总是多样化、多层次的

天然林总是多样化、多层次的

多年生作物的多样化种植

我们不鼓励将任何一种多年生作物进行大面积单一化种植。很多农林系统,比如单一化种植的棕榈树和橡胶树,就是不当地利用多年生作物带来危害的反面例子的代表。这些单一种植造成雨林的减少和土壤的退化,这不是我们要的食物森林。

好的多年生栽培应该是多样化的,间作、混合种植、多层次种植都可以更好地保护土壤和生物多样性。

多年生-一年生混合栽培

将多年生作物和一年生作物混合,也比单纯种植一年生作物要好很多。比如将多年生作物用作稳固土壤或固氮,其间穿插种植一年生作物。

穿插种植一年生作物也可以在那些树木还未长大之前给农民提供收入。在山区,坡地种植多年生、平坦的谷底上种植一年生作物也是好方法。

在非洲的半干旱区域,有一种多年生-一年生混合栽培的“常青农业”正在被实践。这样的农业系统中,人们在稀疏的合欢树林下种植一年生谷类和豆类,地表被盖上厚厚的覆盖物。合欢可以固氮和保护土壤养分,而且它们有独特的个性——在干旱季节长叶子(这时不适合下层一年生作物生长),但是在雨季落叶(给下层作物的生长留出足够的阳光)。

养殖业-多年生作物结合

养殖业可以为多年生栽培解决很多问题:动物比人类更愿意尝试吃新的农作物,而且为人们生产他们熟悉的食物——肉、蛋和奶。如果管理得当,动物们可以提高土壤肥力、控制害虫、除草、耕地,是人类的免费劳动力。

供给放牧的草原也属于多年生作物系统,如果管理得当则能够很显著地起到固碳的作用。循环放牧就是自古以来被很多牧人实践的成功的“养殖业-多年生作物结合”系统。

在热带地区,则可以采用围栏养殖。将食物森林中的树叶、果实等收集后,饲喂给牲口。这样可以有效地利用空间、更方便地收集粪肥,也可以防止大型牲畜毁坏农田。

林下养殖可以被用在多种不同的树林中,比如在椰子林下养牛(在大洋洲很普遍),或者在混合食物森林下养鹅(用来除草除虫)。现在林下养殖在多个区域都有商业化的实践了。

虽然人们都说牲畜会排放温室气体甲烷,但是如果能做到循环放牧,并且用牲畜来代替化肥、除草剂等石油化工产物、代替用汽油驱动的大型器械,那么他们其实是可以帮助食物森林系统固碳的。

整合的系统

所有以上这些系统都是可以被整合的,而且当以满足人类需要为目的而整合时,效率也就更高。朴门永续设计以及其他可持续设计系统就可以帮助整合这些元素。

多年生农业系统的多重效益

和许多高科技工程学的减缓气候变化的方法不同,多年生农业不仅仅能够固碳,而且对于很多当今社会上的问题也会起到显著的改善作用。

  1. 减少碳排:多年生植物可以比一年生植物更好地固碳。多年生的种植减少了机械和化肥的适用,进而减少化石燃料的消耗。如果在世界各地普遍采用这种种植方式,那么就更让各个地区有更强的自给自足的能力,减少运输进口食物所要用的能源。在某些地区,多年生农业的最大作用不是发生在农场上,而是在于减少了对于野生物种的压力。栽培每公顷的食物森林可以保护2.5~10公顷的天然林。
  2. 改良土壤:多年生作物可以很好地保持水土、防风等,特别是对于山地农业效果明显。
  3. 改善水源:多年生树木能够显著改善地下水的补给。一个采用多年生栽培的农场能够在雨季时保水,在旱季时慢慢释放水分到溪流中,就像海绵一样改变当地的雨季-旱季循环。保持水土也意味着流失到水体中的土壤养分会减少,进而改善水生生态系统环境。
  4. 生态系统效益:食物森林可以像天然林那样发挥生态系统效益,两者都可以给野生动物提供宝贵的栖息地。更吸引人的是,食物森林不仅仅帮助我们减缓气候变化,而且可以抵抗极端气候。树木和多年生草本植物都有着更强健的根系,在旱涝、大风灾害发生时的存活几率比一年生作物要大很多。多样化栽培则更是给人们提供了面对自然灾害的“保险”。
  5. 调节小气候:在农场范围内,很多动物和植物是要求喜阴的环境的。比如香草、咖啡、姜、山葵等很多重要作物都是喜阴的,需要有树冠的遮挡才可以长得好。树木还能够吸收污染物、改善空气质量,在很多地方都可以给树下的动植物创造出温和的小环境。
  6. 提高产量:多层次种植、充分利用农场空间、栽培本土物种等,确实可以提高农作物产量、改善人们的生活。因此世界上已经有很多正在实践的多年生农业系统。但是要获得足够的生态和社会效益,其实践的广泛程度还远远不够。
  7. 多样化的产品:多年生种植可以满足我们对于食物、燃料、建筑材料、纺织纤维、生物塑料、药品、装饰物等等的需求。
  8. 社会经济效益:多年生栽培系统不像一年生栽培那样需要耗费大量的人力物力。将被侵蚀的土地转变成富饶的食物森林,对任何偏远地区的居民都是改善生活质量的好方法。有些地区为了建立自然保护区,要将人们驱赶出他们世代居住的家乡,但是实际上农业也可以是对自然的保护,食物森林就是最好的方法。有了食物的生产能力,人们的社会地位、社区的凝聚力也相应得到提高,农民不需要再依靠那些短视的跨国企业而生存。

多年生作物

不同气候下可以栽培的多年生作物

  • 热带潮湿气候:这样的气候条件适合出产含淀粉多的、多年生作物。比如香蕉、面包果、西谷椰子、桃棕、大溪地板栗都有很高的产量。这里也可以出产含油量高的多年生作物,比如棕榈、巴西果、鳄梨等。而热带地区多年生的高蛋白作物比较少。
  • 干旱和半干旱气候:高碳水化合物作物有椰枣和豆科灌木。多年生高蛋白作物有多年生利马豆、水牛葫芦、辣木、猴面包树等,还有非常耐寒的、种子可食用的合欢树。
  • 地中海气候:这里可以栽培的高碳水化合物作物有长豆角、枣和栗子等,高蛋白作物有鳄梨、杏和开心果等。橄榄是世界上最好的产油作物之一,也是多年生作物。
  • 寒带气候:在寒冷的气候下也可以建立食物森林,这里适合榛子和栗子生长,树叶可食用的桑树也是可以考虑的选择。

代表性的多年生作物

  • 棕榈科多年生作物:椰子、枣、油棕榈、桃棕、西谷椰子、桄榔等。
  • 豆科多年生作物:合欢、长豆角、刺桐属的Chachafruto、皂荚、伊利诺伊合欢草、木豆、大溪地板栗、红花菜豆、利马豆等。
  • 桑科多年生作物:面包果、木菠萝、玛雅面包坚果、无花果、桑树等。
  • 坚果类:这类是人们比较熟悉的多年生农作物,包括栗子、榛子、松子、橡树、核桃及山核桃等。
  • 多年生草本:玉米、印第安大米草、中间型麦草、盐草、大米、高粱、甘蔗、小麦等。这些常见的食物实际上都有多年生品种,只不过人们对其了解的还很少。

目前的障碍

推行多年生栽培系统,的确有很大的困难。现在大部分的农田都被用来生产一年生作物,主要原因有以下几个:

  • 对于小农户来说,种植多年生植物后要等上3~5年才能达到可观的收入,这就意味着很大的风险(如上文所述,将多年生和一年生混合栽培会降低这种风险)。
  • 土地所有权的问题极大地限制着小农户的选择。
  • 种植新的作物也是一个挑战,消费者们并不习惯吃自己不熟悉的食物。
  • 多年生的谷类,比如多年生玉米和小麦,需要特殊的器械去进行收获和处理。

可见,为了推广多年生栽培,还有很多研究是需要做的。就算对于选种工作比较完善的作物来说,特定区域适合什么作物?怎样把多年生谷类和豆类、养殖和一年生作物相结合?什么样的种植方式最适合?这些都需要人们在摸索中寻找答案。

改变何时才能到来?

当然了,从单一种植到多样化种植,从一年生到多年生,这样的转变是非常大的。尽管低投入、高产出的食物森林看上去就如同乌托邦一样美妙,但也许很多人一时间难以接受、觉得无从下手。可是,如果要解决我们面临的很多严峻问题,我们需要对所谓的“工业文明社会”的每一个方面——包括现代农业——进行深刻的反思。契合朴门永续栽培理念的多年生食物森林,就是这些问题最好的解决方法之一。

编译自:Perennialsolutions.org

原作者:Eric Toensmeier,《Perennial Vegetables》(多年生蔬菜)一书的作者。

编译:有机会记者Jing

有机会记者Jing
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  1. 游客 01/10/2013
    我也喜欢第二张图,好cute啊~
  2. 游客 01/10/2013
    有价值的译文,我特别喜欢第二张图片。