土壤健康的经济学视角

导  读

土壤健康建立在土壤保持的基础上, 鼓励农民将土壤作为一个活的生态系统加以管理, 并减少土壤侵蚀。

健康的土壤可以给社会 (公共利益) 和农民 (私人利益) 带来好处--但私人利益可能并不总是足以激励农民采用改善或维持土壤健康的做法。

美国农业部通过环境质量激励方案和保护管理方案等方案鼓励农民采取土壤健康做法。

编译/陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员）

原文作者/Maria Bowman，Steven Wallander和Lori Lynch

原文题目: An Economic Perspective on Soil Health

来源：https://www.ers.usda.gov/amber-waves/2016/september/an-economic-perspective-on-soil-health/

自1935年以来, 美国农业部一直倡导土壤保持, 即采取一系列措施减轻土壤侵蚀造成的损失。那一年, 国会成立了土壤保护局, 是今天自然资源保护局 (NRCS) 的前身。鉴于这一悠久的历史, 存在着大量关于土壤保持成本和效益以及农民采取土壤保持做法的激励措施的文献基础。

如今, NRCS 和众多合作伙伴正在鼓励农民更广泛地思考“土壤健康”——土壤科学家在过去20年中不断完善这一概念。本文讨论了与土壤健康管理相关的一些经济问题。

土壤健康经济学：基础知识

NRCS 将土壤健康定义为“土壤作为维持植物、动物和人类的重要生命生态系统的持续功能”。健康的土壤具有较高的微生物活性、有机质水平和良好的土壤结构。由于在一块地或一个农场的土壤特性因气候、地质、地形、土地利用和管理历史的不同而不同, “健康土壤”在不同的地方看起来会有很大的不同。

为了维持和改善土壤的健康和减少侵蚀, 农民可以实施各种对农民既有成本又有好处的管理方法。当农民对土壤健康的措施做出决定时, 他们往往关心的是某一项措施是否会提高作物产量和降低农业投入成本。其他可能与农民相关的私人利益包括提高作物抵御极端天气 (干旱和洪水) 的能力, 以及参与环境管理的机会。土壤健康做法也可以给社会带来好处, 包括减少农业产生的温室气体排放, 增加碳储存, 并通过减少养分和沉积物污染来改善水质。这些公共利益有可能影响现在和未来几代人, 但农民在决定采取土壤健康做法时可能不会考虑这些利益。

另一个可能影响农民决定实施土壤健康做法的因素是改善土壤健康的时间差。通常，采用一种做法的成本发生在早年 (例如, 购买覆盖作物种子), 而土壤健康随着时间的推移逐渐缓慢改善。即使随着时间的推移，农民的收益可能超过成本,但是财力限制或长期利益的不确定性都可能影响他们的决定。各种购买的投入, 如化肥、灌溉用水和农药, 是土壤健康的替代品, 一些农民可能会认为, 增加这些投入比对土壤健康进行长期投资更好。

美国农业部的保护计划旨在帮助克服只有一小部分农民愿意自行采取保护措施的情况。通过一些保护计划, 美国政府为农民提供财政激励, 鼓励他们采取与土壤健康有关的措施。随着保护政策和计划的发展, 经济学家们正在积极研究土壤健康实践的成本和效益, 这可以为支付农民采用土壤健康措施提供经济依据。

农民和牧场主可以用来构建土壤健康的措施

农民和牧场主使用许多实践和实践组合来建立或恢复土壤健康。在农田上，这些包括免耕或减耕，覆盖种植，覆盖和养分管理。对于牧场和牧场，农民和牧场主寻求平衡动物健康和体重增加，同时保持饲料再生和多样性。这通常涉及某种形式的规定或轮流放牧（见框“关键土壤健康措施”）。

对于耕地和牧场（译者注：pasture，为可以饲养牲畜的土地）/牧场（译者注rangeland，未经改善的 适于放牧牲畜）, NRCS 已经制定了四个关键原则, 农民, 牧场和土地管理人员可以用来构建土壤健康: 保持尽可能覆盖土壤, 尽可能少地扰乱土壤, 长年保持植物生长来补给土壤,  利用作物轮作和覆盖作物尽可能多样化种植。在许多与土壤健康有关的养护实践中, 有些实践反映了不止一个原则。例如, 如果在作物生长之后, 以最大限度地减少土壤干扰的方式收获作物, 则覆盖作物可以解决所有这四个问题。

有多少农民已经采用促进土壤健康的做法？根据2012年进行的最近一次农业普查的数据, 从事一些土壤保健做法的农场所占份额和使用的总面积份额因措施而异:

免耕：占耕地面积34.6％的土地。

覆盖作物：8.6％的农田和2.9％的农田，不包括闲置（例如，保护区计划）的土地。

其他类型的保护性耕作（如覆盖物或垄沟）：占耕地数量的27.5％。

这些国家层面的实施百分比突出了平均值，但掩盖了区域、地方或农场一级实施土壤保健做法或部门/作物变化的差异。例如，ERS使用美国农业部农业资源和管理调查（ARMS）的数据进行的2015年研究发现，美国南部和东部地区更频繁地使用免耕/条耕和覆盖种植，而且与玉米、小麦和棉花种植地相比, 大豆种植的免耕/条耕实施率最高（大豆种植面积的40％至45％，在2006年和2012年版本的调查中发现大豆种植实施免耕的在40％至45％之间）。

许多因素可能会导致实施率存在地理差异。这些因素包括气候因素；人口和社会因素；州级层面的政策或条例的差异；农民外展服务、推广或养护付款资金的差异；以及区域农业市场的差异。例如, 免耕可以使土壤在春季变暖的速度变慢, 这可能会使气候较冷地域的农民不太愿意采用免耕。相反, 陡峭或暴露的土地更容易受到水和风的侵蚀, 农民可能会使用免耕或作为“遵守保护规定”一部分的少耕, 这需要农民实施土壤保持计划。一些地区的覆盖作物采用率很高, 因为它们向农民支付种植覆盖作物的费用 (见方框 "州土壤健康方案: 马里兰州的农业水质成本分摊方案")。

 不同区域带有覆盖作物种植的作物面积份额不同

土壤健康实践的联邦和州激励措施

土壤健康是NRCS解开土壤秘密计划的重点。作为此活动的一部分，NRCS 正在对农民和其他人进行土壤健康科学教育。这项工作日益成为美国农业部工作用地方案的补充，该方案提供技术和财政援助，鼓励农民采用保护措施。其中许多措施对土壤健康有重要益处。

符合条件的农民和牧场主可以获得联邦财政援助以实施工作土地上的土壤健康实践，财政援助的两个主要计划是环境质量激励计划（EQIP）和保护管理计划（CSP）。在EQIP中，农民获得经济援助，用于应用解决特定资源问题的经批准的做法。在CSP中，农民获得经济援助，实施保护增强措施，这些措施是基于和利用现有NRCS批准的保护措施开展的。

根据 EQIP, 农民获得报酬的最受欢迎的土壤相关做法是养分管理、作物种植、免耕、减少耕作、保护性作物轮作、覆盖和季节性残留管理。2005年至2013年期间, NRCS 通过 EQIP 大幅增加了覆盖作物的年度支出, 从刚刚超过500万美元增加到 5 000多万美元, 2009年至2014年期间, 接受 EQIP 支付的覆盖种植的面积增加了一倍多 (从 312 552 英亩增加到 825 808英亩)。在同一时期, 接受免耕付款的土地面积有所下降, 免耕付款的总额度也有所下降。对这一趋势的一个合理解释是, 使用保护性耕作的农民意识到私人利益，并且即使没有政府付款也更有可能采用免耕。由于种子技术的进步使化学杂草控制成为耕作的替代品, 免耕也变得更加可行。这为这些方案提供了机会, 使其能够侧重于促进土壤健康但可能给农民带来更高成本的其他做法, 如覆盖作物。

从 2005年到2013年, 美国农业部环境质量激励计划越来越注重覆盖作物的实践, 这反映出对免耕实践的关注正在下降

CSP是根据2008年农业法案成立的。在农场拥有CSP合同的农民经常实施若干环境措施或“改进”。许多CSP实践和改进与改善土壤健康直接或间接相关，一些最流行的做法涉及覆盖种植、牧场（译者注：pasture，为可以饲养牲畜的土地）和牧场（译者注rangeland，未经改善的 适于放牧牲畜）管理或恢复，免耕或减耕。在2010年至2014年期间，接受至少一次土壤健康实践或增强的CSP支付的土地数量从不到700万增加到超过3000万。这相当于美国农场总面积的3％以上。

Millions of new acres with at least one CSP soil health practice or enhancement were enrolled in CSP each year (2011-2014) 

每年有数百万英亩新耕地，至少有一个CSP土壤健康措施或增强措施参加到CSP中来（2011-2014）

一些州还制定了一些计划，鼓励农民使用促进土壤健康的做法。例如，马里兰州支付农民种植覆盖作物以减少对切萨皮克湾的养分污染（见“州土壤健康计划：马里兰州农业水质成本分摊计划”），特拉华州通过其流域恢复和保护战略计划为覆盖作物，草地水道和其他做法提供财政援助。

管理不仅仅是（控制）侵蚀

从历史上看, 美国农业部的大多数政策都侧重于减少土壤侵蚀的影响, 土壤侵蚀是土壤退化过程中的一个中间步骤。虽然土壤侵蚀率受到农民无法改变的多种因素的影响, 如土壤类型和土地坡度, 但土壤侵蚀也可能是退化或不健康土壤的表现。就像健康饮食，积极生活方式和压力管理被认为是预防高血压，糖尿病和心脏病的重要工具，健康土壤的管理实践现在被认为是维持土壤结构，生物活动的重要工具。这些反过来又可以防止土壤侵蚀和其他症状。

农民和牧场主可以通过在农场上构建和恢复健康的土壤

农民可以观察到土壤侵蚀。但他们怎么知道他们是否有健康的土壤？土壤科学家已经开发出一系列指标，可以捕捉土壤健康的物理，化学和生物方面（的信息）。他们还开展了测试，向农民提供关于这些层面的信息。其中包括农民无需将土壤送到实验室即可使用的现场测试或评分系统, 以及涉及实验室测试的更复杂的系统, 如康奈尔大学土壤健康评估。使用这类数据可表明农民正在测量其土壤的健康状况。

农民和科学家可以使用各种指标评估田间和实验室的土壤健康状况

土壤科学家现在一致认为, 健康的土壤具有较高的微生物活性, 富含有机物, 并具有良好的土壤结构。土壤有机质 (SOM) 可能是土壤健康最有价值的指标。SOM具有几个重要的好处, 如提高保水能力和养分循环, 是土壤结构和功能 (包括生物功能) 的良好指标。它也很容易测量--农民可以看到他们的 SOM 随着时间的推移而变化, 或者在土壤实验室里要求进行廉价的测试 (参见方框 "有燕麦和棉田的农民测量他们土壤的健康")。

与土壤健康管理相关的经济问题

如前所述, 只有在农民的私人利益大于做法的成本的情况下, 农民才可能管理土壤健康。各种养护方案通过提供技术和财政援助, 帮助鼓励采用这些做法。为了帮助确保以具有成本效益的方式将方案资源用于土壤健康做法, 需要得到更多关于农民如何从土壤健康中受益的信息, 说明农民从土壤健康中受益多少, 将重点从土壤保持转向土壤健康如何影响农民采取土壤的动机保健做法、农民实施土壤健康实践的成本时多少, 以及这些做法导致的土壤健康变化带来的公共利益有多大。

了解农民和土地管理人员如何决定何时诊断和治疗土壤健康问题也很重要。土壤健康监测和土壤有机质测试可帮助农民比土壤侵蚀监测更早地查明和解决土壤退化问题。因此, 从土壤健康的角度来看, 农民可以更早采取行动改善土壤, 或参与更广泛的活动, 例如对土壤健康特性进行正式或非正式监测或测试, 或种植覆盖作物, 即使他们的土壤没有严重退化。

早期干预的成本和收益可能与采用与解决重大侵蚀问题有关的做法的成本和收益不同。例如，结构侵蚀控制的做法仅在侵蚀控制至关重要时实施，这意味着 - 从经济学角度来看 - 实施结构侵蚀控制的好处可能很大，因为侵蚀更严重。然而, 使用覆盖作物的成本可能低于实施结构控制的做法, 即使每年都进行一次。

联邦和州方案激励土壤健康做法, 这些做法有助于公共和私人利益。除其他研究问题外, 更好地了解与实践实施成本相关的这些益处, 可以提高方案的效率, 并有助于为今后的土壤健康研究提供信息。随着我们对土壤健康的理解, 保护政策可能还需要考虑是什么动机促使农民考虑土壤健康, 参与土壤健康的检测和监测, 并采取一系列做法维持和恢复的各种做法健康、运作良好的土壤生态系统。

土壤健康关键措施

免耕：种植作物而不耕种（例如犁耕）土壤。

少耕/覆盖：比传统耕作以最大限度地减少对土壤的干扰或保持更多残留覆盖的方式对土壤进行耕作。

覆盖：在土壤表面添加植物残渣 (或其他材料)。

覆盖种植：种植作物, 通常在冬季, 将留在原地作为残留物或掺入土壤, 以增加有机物。

保护作物轮作：选择作物轮作, 以最大限度地提高作物多样性, 建立有机质, 并改善土壤生物多样性。

营养管理：调整肥料或其他营养物质的类型、位置、施用量和施用时间, 以满足植物需求并最大限度地减少对环境的影响。

规定/轮流放牧：管理牲畜放牧的地点和时间，以防止过度放牧和优化牧场生长。

州土壤健康计划：马里兰州农业水质成本分摊计划

2004年, 马里兰州制定了一项目标, 即每年种植60万英亩的覆盖作物, 以满足进入切萨皮克湾 (称为 TMDL) 的营养物质和沉积物的联邦“污染国会”(Pollution Diet)的要求。由于覆盖作物减少风和水的侵蚀并使用残留的土壤养分，它们减少了到达溪流，河流和最终海湾的养分数量。 2004年，该计划每亩支付20美元用于种植覆盖作物，但仅招收了113,522英亩。在额外资金的支持下, 州将最低付款额从每英亩20美元增加到每英亩45美元, 2015年该计划增加到475560英亩。这些作物包括2015年种植的作物, 估计有275万磅的氮和 95, 000 磅的磷在到达马里兰州的水道前被消除。马里兰州的例子表明, 在足够大的经济激励下，许多农民愿意采用覆盖作物种植。

燕麦和棉田的农民测量土壤的健康

来自2015年美国农业部农业资源管理调查处的田间水平、定向作物类别的新数据表明，一些农民正在测量一个关键的土壤健康指标：土壤有机质（SOM）。该调查询问有燕麦或棉田的农民，他们在过去10年中是否测试了SOM，如果有，最后一次测试的SOM百分比是多少。对于那些经过多次测试的人，调查询问他们的SOM是否在增加，减少或保持大致相同。

据估计, 在过去10年中, 15.8% 的棉田和11.0 的燕麦田至少接受了一次 SOM 测试。对于棉田, 大多数不止一次测试的农民报告说, 他们的 SOM 保持大致不变。对于燕麦, 大致相当的比例报告说, 他们田地上的 SOM 在增加, 而不是保持不变。种植这两种作物的农民很少报告 SOM 减少。

仅仅因为农民对 SOM 的测试并不意味着他们管理土壤健康的所有方面, 但这可能表明他们认为 SOM 有相关的私人利益。在调查年度中未使用保护性耕作进行耕种或耕种的田地，相对于传统耕地的田地，大体上测试SOM是其两倍多。对于覆盖作物，这种关系并不那么明显。有覆盖作物的棉田更多地测试过 SOM,但没有统计证据表明, 有覆盖作物的燕麦田比常规耕种的燕麦田进行了更多SOM测试。

本文摘自2015年9月21日和22日，农业基金会土壤健康经济学，ERS /农场基金会研讨会和相关报告摘要（Economics of Soil Health, Summary of ERS/Farm Foundation workshop and associated presentations on September 21 and 22, 2015, Farm Foundation

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