《Agriculture》：Trends and Challenges in the Implementation of Agricultural Sustainable Models in the Face of Climate Change: A Review
Ana Cristina De la Parra-Guerra,
Angélica María Torregroza-Espinosa,
Mauricio Suárez-Durán and
Eliana A. Martínez-Mera
编辑推荐：
本文综述深入探讨了应对气候变化中农业可持续模式（如保护性农业、气候智慧型农业等）的进展与瓶颈。文章强调，整合传统知识、现代技术（如人工智能、精准农业）和社区参与，可显著提升土壤健康、生态系统服务和农业生产系统韧性，对保障全球（特别是拉丁美洲等易受影响的地区）粮食安全至关重要。然而，大规模应用仍面临技术、制度等多重挑战。
农业正站在十字路口，全球气候变化带来了气温剧变、极端天气事件频发等严峻挑战，直接影响作物生产力并加剧病虫害，对资源有限的小农尤为致命。这不仅威胁粮食安全与农村经济，也因不当的农业活动加速了土壤退化——包括侵蚀、板结、盐渍化和有机质流失——这一全球约40%农地正面临的危机。在此背景下，转向可持续农业模式（Agrosustainable models）不再是选择，而是必然。
可持续农业实践：守护土壤、水与生物多样性的基石
可持续农业实践的核心在于保护与改善土壤的物理、化学和生物属性。免耕、作物轮作、有机覆盖、综合土壤管理等策略被证明能显著改善土壤结构、增强养分保持、提升有机质含量与土壤生物多样性。这些实践不仅减少土壤退化、提高资源利用效率，还直接促进了碳固存，为缓解气候变化做出贡献。其成功实施，有赖于技术创新（如人工智能工具）、支持性公共政策，以及将传统知识与新技术相结合的社会经济框架。
生态系统服务：可持续农业系统的隐形支柱
健康的农业生态系统（Agroecosystem）远不止提供食物。它们还产生调节（如水文循环、侵蚀控制）、支持（如养分循环、生物多样性）和文化等一系列生态系统服务（Ecosystem services）。作物多样化作为一种关键策略，能提高产量稳定性、减少对气候变化的脆弱性，并通过促进养分利用效率、害虫控制和授粉等生态功能互补，直接提升农业生产的可持续性。多样化的系统增强了生态系统的适应能力，并通过碳固存和调节生物地球化学过程，助力减缓气候变化。
农业生态韧性：应对干旱、洪水与侵蚀的盾牌
面对日益频繁的干旱、洪水和侵蚀等极端事件，农业生态学方法被证明能显著增强农业系统的韧性。证据表明，融合了作物轮作、永久植被覆盖和农林业的多样化系统，在水分胁迫条件下可比传统单一种植系统提高约15-30%的产量稳定性。这些实践通过改善水分入渗和保持，减少干旱期的生产损失，并借助增加土壤孔隙度和植被覆盖来缓冲洪水冲击。同样，保护性农业等实践可将侵蚀率降低40%至60%，从而巩固农业系统的长期韧性。
农业可持续性对生产力与盈利性的影响
截至2011年，保护性农业系统（CA-S）已覆盖全球约9%的耕地，被视为实现可持续集约化的实用农业生态途径。气候智慧型农业（CSA）等农业可持续实践通过促进平衡产量与资源保护的生产系统，显示出对可持续农业生产力的积极影响。综合作物管理、多样化轮作和农林业系统等策略不仅能提高产量，还能改善土壤结构和植物水分可用性。从经济角度看，这些实践通过优化投入、降低生产成本并增强对气候和市场波动的抗风险能力，可为农民带来更高的净农场收入，实现环境可持续性与经济可行性的协同。
生产多样化与循环农村经济的战略
在资源消耗激增和气候压力增大的背景下，向生物经济（Bioeconomy）和循环经济（Circular economy）的转型至关重要。“循环生物经济”框架强调对生物资源进行循环管理，通过将农业残留物转化为有价值的产品，减少对不可再生资源的依赖。生产多样化，包括从单一种植向混合作物系统、作物-牲畜整合及农林业系统转变，是分散气候风险、提高农村收入稳定性的核心策略。例如，在轮作中加入豆科植物可以减少氮肥支出，而增加作物种类能降低病虫害问题。这些策略与当地条件相结合，并融入社区参与式方法时最为有效。
社区参与、传统知识与领土治理
米帕（milpa）等基于间作和祖先知识的传统农业系统的复兴，是促进可持续生产的关键。将土著和农民社区的祖传、传统知识与现代科学方法相结合，能够催生出可提高生产力、保护生物多样性并增强粮食安全的混合农业可持续模型。积极的社区参与和参与式治理机制对于农业可持续进程的长期成功至关重要，它们能促进集体决策、社会学习和地方对可持续实践的自主掌控。灵活的、承认行动者和知识体系多元性的治理框架，对于推广农业可持续倡议、加强社会凝聚力至关重要。
当前挑战与未来威胁
展望未来，全球粮食需求增长与气候威胁升级交织，对当前农业模式的可持续性构成严峻考验。气候变率不仅影响初级生产，还会破坏整个农村粮食供应链的稳定。缺乏强有力的包容性气候适应政策、韧性技术推广有限以及农村基础设施不足，限制了小农应对极端气候条件和确保长期粮食稳定的能力。因此，强化气候适应能力，整合气候智慧型农业技术、改进气候信息系统并融合本地知识，对于减轻这些威胁、降低农村人口脆弱性至关重要。
结论与未来方向
综述证据表明，实施可持续农业模式是应对气候变化相关挑战的关键策略。然而，其大规模应用仍面临技术差距、制度限制、融资渠道不平等以及传统知识与技术创新有效整合的需求等重大挑战。未来研究应优先发展结合技术创新、传统知识和社会环境治理框架的跨学科方法。需要针对不同农业生态和经济社会背景进行长期实地研究。数字农业工具（精准农业、遥感、人工智能）在优化资源效率和增强气候韧性方面潜力巨大。同时，必须加强从生物经济和循环经济视角出发，推广农业残留物增值、低碳生产系统和基于自然的解决方案。最后，应更加注重参与式研究、能力建设和政策协调，确保科学证据能有效指导农业政策，推动可持续农业模式在变化气候条件下的广泛采用。
