综述：气候变化与农业遗产：调整古老农业系统以迎接可持续的未来

《Agricultural Systems》：Climate change and agricultural heritage: Adapting ancient systems for a sustainable future

农业遗产与水管理网络在气候变暖、降水异常及极端天气下面临严峻威胁，传统适应策略与现代化技术的整合成为关键。研究评估了全球11个遗产系统的脆弱性，发现传统灌溉网络因冰川退缩导致40%水源减少，水稻梯田因温度升高减产20%-30%。成功案例包括巴厘岛将传统灌溉哲学与IoT传感器结合节水35%，秘鲁安第斯通过本土作物预测APP提升灌溉效率40%。但仅23%遗产地完成气候风险评估，78%缺乏实时监测系统。政策层面存在资金短缺（平均仅12%项目获专项资助）、治理碎片化（65%遗产地跨行政区域）及文化敏感性不足（43%项目未采纳原住民参与）三大瓶颈，需构建跨学科协同框架实现可持续保护。

　　

陈谢|陈超

湖南农业大学经济系，中国湖南长沙

摘要

背景

气候变化对全球重要农业遗产系统（GIAHS）和世界各地的古代水资源管理系统构成了前所未有的威胁。诸如伊富高梯田、波斯坎纳特灌溉系统、安第斯土豆田和埃塞俄比亚咖啡种植区等遗产地，承载着数百年的传统生态知识和文化认同，但正日益受到气温升高、降水异常和极端天气事件的影响而变得不稳定。这些遗产地的退化不仅可能导致文化遗产的丧失，还会危及依赖这些系统的社区的粮食安全、水资源可持续性和气候适应能力。

目标

本研究旨在：（1）评估农业和水资源遗产地对气候变化的多重脆弱性；（2）记录和评估传统的适应策略及其与现代适应技术的整合情况；（3）分析现有的政策框架，提出具有操作性的、符合文化背景的保护措施。

方法

我们采用混合方法综合了全球案例研究，包括同行评审的文献、IPCC气候数据、卫星遥感分析以及联合国教科文组织气候变化倡议和粮农组织GIAHS计划的相关政策审查。研究内容涵盖了从东亚到地中海地区的多种遗产地，涉及技术干预措施（如基于人工智能的建模和物联网传感器）以及社区层面的适应实践。

结果与结论

主要研究发现显示：遗产地水稻梯田的产量减少了20-30%；安第斯土豆产量下降了15-25%；2005年至2020年间，38%的活跃坎纳特灌溉系统干涸；由于气候变暖，害虫数量增加。当将传统知识与现代技术相结合时，适应措施能够取得成功效果——例如，巴厘岛的“subak”灌溉系统通过物联网技术实现了35%的节水效果，安第斯地区的霜冻预测应用使灌溉效率提高了40%。然而，仅有23%的遗产地完成了气候脆弱性评估，78%的遗产地缺乏实时监测所需的计算基础设施。政策空白、资金短缺和治理不善阻碍了大规模的保护措施的实施。

意义

农业遗产地是气候适应的活生生的实验室，提供了经过时间检验的生物多样性保护、资源效率和社区管理的模式。保护这些遗产地不仅对于维护文化认同和农业生物多样性至关重要，也为全球粮食和水资源安全战略提供了依据。本研究强调，有效的保护需要跨学科合作、公平的资源分配以及对传统知识和科学知识的尊重与整合。如果不采取紧急且具有文化敏感性的行动，这些不可替代的遗产系统可能在30-50年内面临不可逆转的衰退，从而对当地生计和全球可持续性产生连锁影响。

引言

农业遗产地（如粮农组织认定的全球重要农业遗产系统GIAHS）对气候变化尤为敏感。研究表明，传统的农业区域（如安第斯土豆田和东南亚水稻梯田）由于生长季节的变化和害虫侵袭的增加而面临产量下降的问题（Koohafkan和Altieri，2016a）。同样，包括波斯坎纳特灌溉系统和印度阶梯井在内的古代水资源管理系统也因干旱或洪水而受损，破坏了数百年的水文知识（Lightfoot，2020）。这些变化的加速趋势迫切需要跨学科的研究来评估脆弱性并制定适应策略。近年来，气候科学、文化遗产保护和可持续农业之间的交叉领域受到了越来越多的关注。联合国教科文组织的“世界遗产与气候变化”倡议强调了将现代技术与传统实践相结合的保护方法的必要性（Labadi和Logan，2021）。学者们认为，保护这些遗产地不仅是为了保存过去，更是为了确保未来的适应能力，因为它们往往是气候适应的典范（Díaz等人，2019）。因此，当前关于气候变化影响的研究、对高风险遗产地的案例分析以及潜在缓解途径的探索对于政策制定者和保护工作者至关重要。

气候变化是21世纪最紧迫的挑战之一，对生态系统、经济和文化遗产产生了深远影响。其中最脆弱的系统之一就是农业和水资源遗产地，这些遗产地承载着传统知识、可持续实践和文化认同（Altieri和Nicholls，2017）。从古老的水稻梯田到复杂的灌溉网络，这些遗产地面临着气温升高、降水异常和极端天气事件带来的前所未有的威胁。这些遗产地的退化不仅可能导致历史和文化价值的丧失，还会危及依赖这些系统的社区的粮食安全和水资源可持续性（IPCC，2022）。GIAHS遗产地的遴选标准侧重于其可持续性、适应能力和持续相关性。研究表明，这些系统在水资源效率、土壤健康和农业生态稳定性方面通常优于传统农业模式（Altieri和Koohafkan，2023）。例如，传统的梯田系统、坎纳特灌溉系统和多作物种植模式长期以来一直是对当地环境变化的适应性响应，将生态知识与社会治理相结合以确保长期可行性。然而，尽管具有内在的适应能力，这些遗产地现在仍面临着加速气候变化带来的前所未有的威胁。气温升高、降水异常和极端天气事件正在考验着即使是最强大的传统系统的适应极限（IPCC，2022）。这种内在适应能力与日益增长的脆弱性之间的矛盾凸显了需要一个平衡的评估，既要认识到农业遗产地的优势，也要认识到其脆弱性。

因此，本文旨在细致地探讨农业遗产地的双重现实：它们在变化中的可持续性以及日益增加的脆弱性。我们研究了气候变化（如生长季节的变化、害虫扩散、土壤退化和水资源短缺）如何破坏从伊富高梯田到波斯坎纳特灌溉系统的传统农业实践。同时，我们也强调了这些系统中蕴含的适应原则对当代气候适应的宝贵启示。通过将传统知识与现代科学和政策相结合，农业遗产地不仅可以作为文化记忆的储存库，还可以成为可持续适应的活生生的实验室。本研究有三个主要目标：评估农业和水资源遗产地对气候变化（如气温升高、降雨异常和极端天气事件）的脆弱性，这些因素威胁着它们的保护和功能；记录和评估这些遗产地采用的传统适应策略（如古老的灌溉技术和抗旱作物），并评估它们融入现代气候适应规划的潜力；分析现有政策框架，并提出通过跨学科方法（结合科学研究、社区参与和政策创新）来保护这些遗产地的建议。通过实现这些目标，本研究旨在填补理解气候变化如何影响文化遗产-农业系统的关键空白，并为它们的保护和持续相关性寻找可持续的途径。

部分摘录

温度升高对种植、收获周期和产量的影响

气候变化显著改变了传统的农业生长季节，全球气温的升高扰乱了数百年的种植和收获周期（图1）。温暖的条件导致许多地区的春季提前，迫使农民调整播种日期，而秋季降雨延迟或异常霜冻则威胁作物的成熟（IPCC，2022）。在依赖精确季节知识的山区遗产地（如秘鲁安第斯），这种情况尤为明显。

古代灌溉系统的干涸

气候变化日益威胁古代灌溉系统的可持续性，尤其是降雪量和冰川融化的减少，这些因素历来为这些系统提供水源。波斯坎纳特灌溉系统（地下隧道）由于山区积雪减少而逐渐干涸，这种现象在伊朗中部高原尤为明显，自20世纪90年代以来，该地区的地下水补给率下降了40%（Karimi等人，2023c）。

全球GIAHS地区的气候变化研究：实证证据的综合

为了解决现有研究未能充分反映世界最集中GIAHS地区气候变化研究的批评，本节综合了来自东亚（中国、日本和韩国）的最新实证证据，这些地区拥有超过60%的全球重要农业遗产地。这些研究超越了描述性叙述，提供了关于气候调节、分子适应机制和适应框架的量化评估。

复兴传统知识

通过技术整合复兴传统的水资源管理系统为应对当代气候挑战提供了有希望的解决方案（图5）。巴厘岛的“subak”灌溉系统就是一个例子，这一联合国教科文组织认可的灌溉实践可追溯至9世纪。农民现在将传统的“tri hita karana”哲学（人类、自然和神之间的和谐）与物联网支持的土壤湿度传感器和无人机测绘技术相结合，以优化水资源分配（Lansing等人）。

结论

气候变化与农业遗产的交汇点既是一个脆弱性的关键时刻，也是一个创新的机会。本综述详细说明了气温升高、水文模式变化和极端天气事件如何威胁全球古代系统的物理和文化完整性，从秘鲁的“waru waru”农业田地到伊朗的坎纳特灌溉系统，再到菲律宾的伊富高梯田和埃塞俄比亚的咖啡种植区。然而，在这场危机中蕴含着巨大的机遇：

CRediT作者贡献声明

陈谢：撰写——审稿与编辑、方法论、调查。陈超：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、方法论、调查、概念化。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

本研究未获得任何特定的财务支持。