《Nature》说有机农业威胁世界，怎么算的？

上一期《自然》杂志登载了一篇结论极其炸裂的文章，声称现代工业化农业比有机农业更环保。如此反“常识”的论文，当然会被各大媒体转载。然而，在中文互联网上看了一圈，马前卒工作室发现大多数媒体只是引用了文章的结论，并未涉及研究过程。

下面是马前卒工作室根据原文编写的科普性文章，和大家聊聊为什么70亿人口的世界会被有机食品推向末日。

 

有机食物到底环保吗？这个问题全球争论了几十年。

 

这里说的“有机农业”是指生产过程中，基本不使用人工合成的肥料、农药等添加剂，代之以有机肥料和饲料来满足作物和禽类的养分需求的生产方式。用这种方法生产的农作物，既避免了化肥生产给带来温室气体排放，也能让土壤充分休养生息。

 

直觉上，这可能是最环保的农作方式了。但有机农业也意味着不同程度的减产。虽然占用了更多的劳动力，但有机水果和油料作物的产量比传统农业低3%-11%，而有机蔬菜和谷物的产量跌幅达到了26%-33%。四十年前美国农业部部长就曾经怒斥：“谁提议发展有机农业，就叫他先决定一下要饿死美国公民中哪5000万人”。从更大范围看，如果全球都推行有机农业，谁来喂饱人类？

 

《Nature》刊载的这项研究，考察了有机农业和传统农业的土地效率。瑞典查莫斯理工学院副教授Stefan Wirsenius的研究团队发现：有机农业产量低的弊端，完全抵消了它貌似“环保”的优点。有机农业不使用肥料，这意味着在全球食物需求日益增加的情况下，要开垦更多土地用于种植农作物，碳排放量由此要增加70%之多。

 

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有机农业更不环保

 

在说论文之前，我们首先要默认一个研究前提：有鉴于全球食品需求量不断增加，环保不能以牺牲食品产量为代价。如果你不希望看到饥荒和战争，那么一块土地减产，意味着另一块土地就要增产。

 

于是，科学家给出了一个土地“效率”概念。凡是单位面积生产农产品更多的土地，就是“高效”的土地。因为全球食品需求恒定，土地面积不变，这块地产得多了，就节约出了别的土地，就有可能用来植树造林、休养生息。

 

那么怎样量化一块土地的效率？科学家又提出了一个概念，叫“碳收益”。这个数字统计的是一公顷土地，用于某种农产品生产或者退耕还林之后，排放出的二氧化碳之差。计算“碳收益”要求把一块土地变化前后，碳储存量的变化都囊括进来。

 

在科学家给出的公式中，“碳收益”等于这样4部分之和：

 

1）生产一定数量农产品，“锁住”的二氧化碳。（COCs乘以产量）

2）改变生产过程后（比如使用化肥后），温室气体排放量的改变（PEMs的改变量）

3）土壤和植被每年碳储存量的改变。

4）使用生物能取代化石能源后，温室气体排放量的改变。

 

第3点和第4点，科学家套用现成的模型进行计算。需要费神理解的是第1和第2两点。

 

上面简写COCs被科学家们称为“碳机会成本”，表达为CO2（kg）/1kg农产品，也就是生产1公斤某种农产品增加的二氧化碳当量。它表征的是一块土地用途变更后，CO2排放的增量。退耕还林的情况很容易理解，林地比农田储存的碳更多，排放自然就少了。

 

问题是，为什么原始土地转变为农业用地，COCs也是正值，原始土地的中的碳不是被消耗了吗？

 

这里需要重温一下本节开头的研究前提：不牺牲全球食品产量，那么一块土地减产，另一块土地就要增产。反过来，在此处生产某个农产品，意味着别的地方的土地被节省下来，那里的碳就不会被消耗，有可能的话还可以被用作“环保”的用途。所以从全球范围来看，在这里生产某种作物的COCs，仍然是正的。

 

同理，第二点PEMs的改变量。PEMs被译作“经常性生产排放”。在此处的农田中使用化肥，可能造成当地的二氧化碳排放量上升。按照COCs的思路，放眼全球，这里的损失是别处土地的“福音”。

 

这样一来，科学家计算出了64种农产品的全球平均COCs和PEMs。下表是其中有代表性的几种。

 

 

这里可以关注一下COCs特别高的牛肉（红框），尽管生产一公斤牛肉消耗的二氧化碳很多，但把这块土地用于（集约化）牛肉生产，在别的地方释放了更多的土地。总体上，生产牛肉更加环保。

 

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科学家们还有“惊人之语”

 

讲清楚了“碳收益”的四个组成部分，我们就可以把这个公式套用到不同土地用途上去了。

针对不同国家，科学家们调整了公式中的参数，计算出森林和农田、有机农业和传统农业各自的“碳收益”。

 

于是他们得到了下面这张图。

 

可以看到，在西非的玉米地里，使用农药的土地“碳收益”更高，也就是更环保。瑞典的小麦和豌豆也证明，传统农业尽管排放更多的二氧化碳、产生更多的生产性排放，但由于更高产，同等产量用地更少。而节约下来的土地有机会产生正面的环保效果。即传统农业比有机农业更环保。

 

除了这个结论，这群科学家还评估了其他的气候政策相关的土地“碳收益”。结论有：

 

1）增加巴西牛肉产量，产量越高越环保，到一定程度，可以等同于把牧场还原成雨林。

2）美国爱荷华州“玉米-大豆”轮作农田产生的“碳收益”，要远高于大多数种植生物乙醇的土地。

3）在众多生物燃料中，大豆柴油最环保。

4）有钱人如果能改变以牛肉和乳制品为主的饮食习惯，多吃点素，甚至改牛肉为猪肉，这部分碳排放最多可以降低70%。

 

看完论文结论，我们把视线收回国内。中国近年农业生产模式可以说非常贴近《自然》论文对环保的设想。

 

一方面，近40年来，我国粮食产量持续上升。

 

而在生产方式上，农业生产是日益“非有机化”的，比如化肥使用量不断攀高。

 

我国1980 年农作物化肥使用量为1269.4 万吨，2014 年是5995.9 万吨，增长了3.7 倍，年均增长率为4.67%。

 

直到2016年，我国农用化肥用量5984万吨（折纯），比2015年减少38万吨，这才实现我国农用化肥用量自上世纪70年代（1974年）以来的首次负增长。

 

与其同时，中国森林覆盖率稳步提高，很多坡地从农田重新变成了森林。

 

解放初期，由于低效率的“有机农业”需要开垦更多的山地，中国的森林覆盖率一度低至8%。经过几十年恢复，到2016年，这个数字上升到21.66%。和其他国家相比，这并不算高。不过能扭转森林减少的势头，也算很了不起的事情。2018年政府工作报告提出，今年我国还将完成造林1亿亩以上，相当于一个宁夏的面积。我国甚至是全球为数不多森林覆盖率仍在增加的国家。

 

不可否认，中国农业生产中还有许多缺陷，比如化肥利用率低等等。但是把中国的实践和《自然》的研究放在一起，相比于理想而“无用”的有机农业，现代农业生产更具有“环保”潜力。下一步发展的趋势，只能是继续消灭小农和“有机”农业，继续推广工业化的农业。