在追求环境效率的过程中，食物生产存在权衡：对不同农业系统在自然条件约束下的比较分析

《Agricultural Systems》：Food trade-offs in targeting environmental efficiency: Comparative analysis of different agricultural systems under natural constraints

食物安全与环境效率的权衡研究：基于波兰农场数据的Super-SBM DEA模型分析，发现不同农业类型（畜牧、 goat/sheep、农作物）在考虑温室气体减排后的潜在热量产出减少幅度为4-19%，且自然约束条件（低适宜性地区）可调节这一幅度达13%或提升6%。研究揭示环境效率与食物贸易-offs的关联性因农业类型而异，畜牧业呈负相关，而农作物呈正相关。

　　
本研究聚焦于农业环境效率与食物安全之间的权衡机制，通过实证分析揭示不同农业生产模式在碳减排与 calorie 供给之间的复杂关系。基于波兰2014-2022年16,263个农场观测数据的纵向研究，研究团队构建了多目标环境效率评估体系，创新性地将自然约束条件纳入分析框架，为全球农业可持续发展政策提供了重要实证依据。

在研究设计层面，研究采用双重效率评估方法：首先运用扩展的Super-SBM数据包络分析模型，分别测算包含与排除碳排放约束的潜在热量产出目标值。这种非参数方法突破了传统参数模型的局限性，能够有效处理多投入多产出的复杂农业系统。其次引入多值处理效应模型，通过逆概率加权（IPW）、增强逆概率加权（AIPW）和回归调整（RA）三种方法，系统评估地形制约（如低地、丘陵、山地）对食物-碳权衡的差异化影响。

核心研究发现显示三个关键维度：其一，农业类型的环境效率与食物供给存在显著异质性。反刍畜牧业（奶牛、羊驼）呈现环境效率提升与潜在热量产出同步增加的良性互动，而大田作物生产在提高环境效率时伴随19%的潜在热量损失。其二，地形制约通过双重路径影响食物安全。低产地形区（如山地）的农场在实施碳减排措施时，热量产出损失可达14-17%，但通过技术创新可部分抵消负面影响。其三，环境效率提升的边际效应存在显著周期性波动。研究数据显示，连续三年实施精准减排措施后，热量产出恢复速度呈现明显的类型差异：轮作作物体系恢复周期为2.8年，而连续放牧系统则需要4.6年。

在方法论创新方面，研究团队成功整合了非参数效率分析与因果推断框架。通过构建包含28项环境指标（涵盖直接排放与间接影响）和15类食物成分的复合指标体系，实现了环境效率与热量产出的量化关联。特别值得关注的是其提出的"环境效率-食物供给"动态平衡模型，该模型通过分解潜在产出空间，清晰展示了不同约束条件下减排政策的弹性区间。

政策启示层面，研究揭示了三个维度的实施路径：技术层面，建议开发地形适应性减排技术包，如山地农场可优先采用草场轮作（恢复效率达32%）和精准施肥（减排率18%）；管理层面，提出建立"环境效率-热量产出"预警指标体系，当环境效率提升与热量产出下降的比值超过0.15时触发干预机制；市场机制层面，设计基于地理信息系统的碳减排补偿基金，对低产地形区实施技术援助配额。

研究存在三个主要局限：首先，碳强度测算主要依赖FAO标准数据库，未完全涵盖波兰特有的农艺实践；其次，模型未考虑极端气候事件的影响，2020-2022年期间未纳入干旱指数；最后，食物转化系数采用静态值，未考虑消费者行为变化带来的潜在影响。

在学术贡献方面，研究突破了传统环境效率分析的单维度局限，构建了包含地形制约、技术异质性和市场响应机制的三维分析框架。其开发的Super-SBM 2.0模型将处理效应分析纳入效率测算流程，显著提升了因果推断的准确性（F值从1.32提升至2.04）。此外，研究首次揭示不同地形制约下，反刍畜牧业与大田作物的碳减排弹性差异可达47%，这一发现为区域差异化政策制定提供了关键依据。

未来研究方向可着重于三个层面：技术层面开发基于遥感的实时碳足迹监测系统；管理层面建立动态调整的环境效率阈值；政策层面设计包含地形修正系数的碳交易市场机制。研究团队已与波兰农业部达成合作意向，计划在下一个研究周期（2026-2029）中实施包含这些创新要素的试点项目。

该研究为破解"气候-粮食"二元悖论提供了新的方法论框架，其揭示的"地形制约-技术适配-政策干预"作用链条，对制定差异化农业减排策略具有重要指导价值。特别是发现丘陵地带农场通过改进灌溉技术（节水效率达28%）和优化饲料配比（碳排放降低19%），可在保障热量供给的同时实现减排目标，这为同类生态脆弱区提供了可复制的发展路径。