为可持续生物经济管理土壤功能——评估框架和最新技术

转载自土壤健康与耕地可持续利用公号（2022年5月24日）

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原名：Managing soil functions for a sustainable bioeconomy—Assessment framework and state of the art

译名：为可持续生物经济管理土壤功能——评估框架和最新技术

原文DOI：10.1002/ldr.3066

发表期刊：Land Degradation & Development

发表年份：2018年

通讯作者：Katharina Helming

通讯作者单位：Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF), Müncheberg, Germany

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文章简介

       世界上许多国家都采用了生物经济战略。它们的可持续实施需要对土壤进行管理，以保持土壤功能并避免土地退化。只有这样，才能维持生态系统服务并有效利用资源。文章提出了一个影响评估的分析框架，将土壤管理决策的政策和技术驱动力与土壤过程、土壤功能变化及其对生态系统服务和资源利用效率的影响联系起来，这些都是社会设定的目标在生物经济政策战略和可持续发展目标方面。尽管资源利用效率概念具有悠久的传统，但大多数农业管理研究并未解决土壤在效率评估中的作用。生态系统服务的概念在过去几年中受到越来越多的关注；然而，它与土壤功能和土壤管理实践的联系仍未得到很好的确立。本研究首次在概念上将土壤管理的外部驱动因素的社会经济过程与土壤功能的自然过程联系起来，并将它们与对社会系统的影响联系起来。该框架的应用有助于加强科学政策接口，并从社会在不同空间和时间尺度上设定的目标的角度系统地评估和比较土壤管理实践的机会和威胁。以这种方式获得的见解可以应用于利益相关者的决策过程，并用于为旨在生物经济中可持续土壤管理的治理工具的设计提供信息。

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影响评估的分析框架

       该分析框架将驱动-压力-状态-影响-响应 (DPSIR) 框架与影响评估的五个步骤 相结合。基于 DPSIR 框架，文章整合了影响评估的五个步骤: (1) 分析土壤管理的未来趋势和驱动力；(2) 对生态系统施加压力的人类活动的定义，在文章的案例中是土壤管理；（3）分析人类活动对生态系统状态的影响，即土壤过程和土壤功能；在这里，这个分析步骤涉及土壤系统，描述了土壤过程如何受到土壤管理的影响，并描述了土壤过程如何影响土壤功能的整体；(4) 在社会、经济和环境目标的背景下对直接和间接影响进行评估和估价；文章使用资源利用效率和生态系统服务的概念；(5) 制定治理工具——利用评估结果——激发应对负面影响和加强正面影响的应对措施。

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农业土壤管理及其驱动力

      文章将农业土壤管理一词用于影响土壤过程和土壤功能的实践，因此根据 DPSIR 框架对土壤构成压力。农业土壤管理由社会经济、生物物理和技术驱动因素驱动，例如政策补贴、政策法规、价格、信息系统、气候变化以及耕作技术、育种、通信技术和机器人技术的进步。这些驱动因素与复杂的反馈机制相结合，构成了农民在土壤管理和种植实践方面做出决策的背景情况；反过来，这些决定会影响土壤过程和土壤功能。Techen 和 Helming 开发的管理实践分类 区分4个主要类别：(a) 空间模式，(b) 作物和轮作，(c) 机械压力，以及 (d) 对土壤的输入。土壤管理的变化可以通过改变投入因素的数量（例如化肥和杀虫剂的数量）或通过改变管理的质量来实现，例如通过在轮作中增加新作物或引入不同的耕作方式。

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潜力和局限

     文章构建的评估框架一方面将土壤过程/土壤功能相互作用的生态领域嵌入土壤管理的社会经济领域及其驱动力，另一方面嵌入社会设定的目标，治理将两者联系起来。它的应用能够对替代决策选项进行比较分析，从而支持从生产角度可持续实施生物经济战略的决策。然而，该框架的应用取决于对其每个步骤中因果链关系的更好理解，包括反馈循环、时空变化、数据需求和建模方法。特殊资产是使用框架进行应用研究的设计和设置，从不同学科背景中识别所需的专业知识，并促进他们的跨学科合作。为了处理数据限制，应用程序将涉及定量分析和定性、基于专家的评估的组合，例如，通过使用贝叶斯信念网络。利益相关者参与应用程序将改善土地管理者和政策对评估结果的采用。

     尽管作为文章影响评估框架基础的社会制定的目标，即提高效率和维持或加强环境服务，这些目标已经明确界定，但在如何权衡取舍方面并没有达成共识。规范性决策需要进行全面评估，理想情况下，它们应该在涉及所有相关利益相关者群体的合作过程中做出。参与性元素可以与此处介绍的框架相关联，以构建这样一个过程。不同的研究背景，例如在发展中国家，也可能需要不同的评估观点和社会设定的目标，这些在此处未考虑，包括对人类健康的风险或社会群体和/或世代之间的公平问题。这些问题将涉及不同的指标体系，但可以在同一评估框架内实施。

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