长久以来,许多农业社区普遍认为树木与农业不相容。然而, agroforestry(农林复合系统)——一种将树木和灌木融入农业系统的方法,例如将树木作为防风林、将其融入牧场,或将树木作物与年度作物间作——可以为农民和土地提供众多好处。不幸的是,在美国中西部,这些好处在很大程度上被忽视,导致采纳率非常低。
伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的研究人员强调,需要进行战略规划,以考虑环境、社会和经济因素,以促进中西部的农林复合系统。他们最近在《环境研究快报》(Environmental Research Letters)上发表的研究为此奠定了基础。
主笔Sarah Castle在伊利诺伊大学农业、消费者和环境科学学院自然资源与环境科学系(NRES)完成这项分析作为其博士研究的一部分,她表示:“虽然已有大量关于农林复合系统的农学与生态学研究及其环境优势的研究,但我们对其社会和经济影响知之甚少。这些因素会显著改变我们在特定地区实施农林复合系统的优先考虑事项。”Castle目前是耶鲁大学环境学院的博士后研究员,并在伊利诺伊大学担任访问学者。
与共同作者、NRES的助理教授Chloe Wardropper以及圣母大学(University of Notre Dame)的副教授Daniel Miller共同合作,Castle旨在开发一种工具,识别农林复合系统能够带来最大环境效益的位置,同时具有经济可行性、社会接受度,并位于相关树种最适合生长的地区。
将社会态度和经济可行性与环境信息结合的数据证明具有挑战性,但研究人员成功完成了这一任务。
“我们收集了各种数据层,进行了标准化处理,并有目的地结合它们,以创建全面评估。与关键知情者进行访谈尤其有价值,”Castle补充道。“我们与伊利诺伊大学扩展服务、美国农业部国家农林复合中心(USDA’s National Agroforestry Center)、美国森林服务(U.S. Forest Service)以及中西部农林复合系统的重要参与者Savanna Institute交流,以获取我们方法论的见解。”
最终,Wardropper解释说,该团队制作了一张地图,标出农林复合系统可以显著影响土壤侵蚀、水质、气候和在不适合其他作物的土地上盈利性的地区。他们还估算了如果在中西部最适合的土地上采纳农林复合系统的潜在碳汇能力。
“如果中西部适合的农业用地仅有5%采用这些做法,每年可以捕获4300万吨二氧化碳当量(CO2e),”Wardropper指出。“这与覆盖作物相比,具有相当的优势,后者在相同类型土地上估计每年储存约840万吨CO2e。”
重要的是,研究人员已将他们的制图工具免费提供给土地所有者、保护科学家和政策制定者。
“我们推出的决策支持工具让用户能够调整适宜性分析中的所有参数,”Castle解释道。“例如,如果有人希望专注于特定树种,仅考虑经济因素,或将经济因素的权重显著高于环境因素,他们可以根据自己的农林复合系统目标自定义参数,并重新进行分析,以创建不同中西部州、市和流域的定制地图。”
Wardropper补充道,每种农林复合系统做法都有其空间可能性,使几乎所有地区都可采用合适的方法。
“田间边缘做法如防风林和河岸缓冲区与涵盖整个财产或其部分区域的做法(如巷道种植和林牧复合)之间是有区别的,”她观察到。“重要的是要认识到,转向农林复合系统不需要完全改变整个农场。”
“土地所有者或操作员可以通过多种方式自定义农林复合系统,以与他们所寻求的利益对齐。例如,在平原的多风地区建立防风林可能是有利的,相比于转向巷道种植等做法,更具投资和学习曲线的优势。”