《Farming System》：Erosion Control and Phosphorous Losses in Agriculture: A Policy and Economic Assessment of the Common Agricultural Policy (CAP) in Baden-Württemberg
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本研究针对农业面源磷排放导致水体富营养化这一全球性挑战，以德国巴登-符腾堡州为案例区，通过耦合地理空间经济土地利用模型PALUDAF与场地特异性侵蚀和PP风险数据，评估了2023-2027年共同农业政策（CAP）中GAEC5（良好农业与环境条件5）法规与冬季覆盖作物补贴的组合措施对颗粒态磷（PP）排放和土壤侵蚀的调控效果。结果表明，新CAP政策可使PP排放减少13%，土壤流失降低6.5%，但未能完全实现20%的磷减排目标。研究揭示了条件性法规与经济激励措施在环境效益与成本效率间的权衡，为设计空间靶向性农业环境政策提供了科学依据。
农业活动在为人类提供食物和纤维的同时，也带来了不容忽视的环境挑战。其中，磷元素从农田向水体的流失是导致湖泊、河流富营养化的关键驱动因素之一。当过量的磷进入水体，会刺激藻类疯狂生长，消耗水中氧气，形成“死亡区”，严重破坏水生生态系统。尽管自20世纪80年代以来，德国河流中的磷浓度已降低了约三分之一，但根据欧盟水框架指令的要求，目前仍有约50%的德国河流未能达到良好的生态状态。农业作为磷肥的主要消费者，其贡献的磷排放，特别是通过土壤侵蚀途径流失的颗粒态磷，受到了广泛关注。在德国，模型评估显示，侵蚀是扩散性磷排放的主要路径，占AGRUM-DE模型估算总量的62%。因此，如何通过有效的农业政策减少土壤侵蚀及其伴随的磷流失，成为实现水环境改善目标和可持续农业管理的关键。
为了评估农业政策在控制侵蚀和磷流失方面的有效性，研究人员将目光投向了欧盟的共同农业政策。该政策通过“良好农业与环境条件”（GAECs）等条款，将获得直接支付补贴与遵守特定环境管理要求相挂钩。其中，GAEC5专门针对土壤侵蚀，要求成员国划定侵蚀风险区域并实施相应的保护措施。在德国巴登-符腾堡州，最新的CAP周期（2023-2027）对侵蚀风险区域的划定方法进行了重要更新，首次纳入了反映降雨侵蚀力的R因子，这导致该州被划定为侵蚀保护区的耕地面积从上一个CAP周期（2017-2021）的23%大幅增加至55%。这一政策变化为研究其环境和经济影响提供了绝佳的契机。
在此背景下，由霍恩海姆大学农场管理研究所Tristan Herrmann等人组成的研究团队，在《Farming System》上发表论文，深入分析了CAP中GAEC5法规与冬季覆盖作物补贴措施对巴登-符腾堡州农业磷排放和土壤侵蚀的控制效果及其经济成本。研究旨在回答几个核心问题：PP排放的空间风险在巴登-符腾堡州如何分布？新的CAP措施是否比旧措施更有效？条件性法规与补贴措施如何相互作用？以及减排的成本效益如何？
为了回答这些问题，研究人员主要运用了几个关键技术方法。首先是构建并应用了地理空间显式经济土地利用模型PALUDAF。该模型是一个基于线性规划的区域土地利用优化模型，能够在NUTS-3区域尺度上模拟农户在经济效益驱动下的土地利用决策，特别是作物轮作的选择。其次，研究整合了来自MoRE-DE模型的场地特异性数据，包括土壤磷浓度、泥沙输移比和基于通用土壤流失方程估算的土壤侵蚀潜力，从而将生物物理过程与经济决策联系起来。此外，研究还根据巴登-符腾堡州的法规，精确定义了不同CAP周期下的侵蚀风险区域，并模拟了四种侵蚀减缓措施（冬季覆盖作物、顺坡耕作、侵蚀防护带及其组合）的实施及其成本效益。模型使用2021年的IACS数据进行了校准和验证，确保了模拟结果与现实情况的一致性。
4.1. 政策情景对土壤侵蚀和PP水平的影响
模拟结果显示，在基准情景下，巴登-符腾堡州年均PP排放量为129.2吨，土壤流失量约为185.1万吨。与基准情景相比，代表新CAP的“条件性+补贴”情景能使PP排放减少13%，土壤流失减少6.5%。单独实施条件性法规也能取得类似PP减排效果，但土壤流失减少幅度较小。然而，如果完全取消条件性法规和补贴，PP排放和土壤流失将分别显著增加19%和18%。特别是在水体已富营养化的敏感区域，这种负面效应更为突出。
4.2. 各情景下实施的措施及补贴与条件性的相互作用
在不同政策情景下，农民选择的侵蚀减缓措施有所不同。覆盖作物是应用最广泛的措施。在“条件性+补贴”情景下，覆盖作物实施面积最大，达到19.3万公顷，占全州耕地的26%。而在仅有条件性法规的情景下，覆盖作物面积最小，但更多地集中在北部高风险区域，空间效率更高。顺坡耕作和侵蚀防护带等措施的实施规模相对较小，且主要在条件性法规的约束下被采用。结果表明，条件性法规能有效引导措施在风险区域落地，而补贴则能大幅激励措施的广泛采用，但会降低其空间靶向性。
4.3. NUTS3层级政策情景的区域效应
政策效果存在明显的区域差异。土壤侵蚀和PP排放高风险区主要集中在巴登-符腾堡州北部和南部。北部地区因其细质粉砂壤土和中等坡度而高风险，南部则主要受强降雨和地形驱动。包含条件性法规的情景在所有区域均能有效控制或降低侵蚀和PP排放，而仅靠补贴或无政策干预的情景则在部分热点区域导致风险上升。
4.4. PP和侵蚀减排成本
从经济角度看，减排成本差异显著。单独实施条件性法规的成本最低，每减少一吨土壤流失的成本为28欧元，每减少一公斤PP排放的成本为581欧元。而“条件性+补贴”情景的成本效益优于仅靠补贴的情景。尽管减排成本高于目前评估的磷排放环境成本，但研究强调了在政策设计中考虑环境保护价值的重要性。
研究结论与讨论部分指出，CAP 2023-2027通过结合更严格的GAEC5条件性法规和覆盖作物补贴，在控制农业磷流失和土壤侵蚀方面取得了积极进展。然而，仅靠针对侵蚀路径的措施仍不足以实现巴登-符腾堡州20%的磷减排目标，这表明需要采取额外措施来应对其他磷流失途径。研究揭示了政策工具之间的重要权衡：条件性法规能确保措施在空间上精准落地，成本效益较高；而经济补贴则能激励更广泛的参与，但可能牺牲部分空间效率并增加公共财政支出。此外，覆盖作物等措施在增强农业系统气候韧性、改善土壤健康等方面能带来多重协同效益。研究者建议，未来政策可考虑将PP排放风险作为独立或附加的风险类别进行空间靶向管理，并探索基于联合风险的差异化补贴机制，从而更高效地实现水环境保护和农业可持续发展的双重目标。这项研究通过将经济土地利用模型与环境排放评估相结合，为设计和优化农业环境政策提供了重要的方法论支持和决策参考。
