综述：埃塞俄比亚气候智能型农业 “成绩单”：解锁增产、抗灾与减排的奥秘

为解决埃塞俄比亚 CSA practices 影响评估不全面的问题，国际生物多样性联盟和国际热带农业中心（CIAT）的研究人员开展相关研究，发现其对生产力、适应和减排影响各异。该研究能指导 CSA 策略实施，推荐科研读者阅读。

　　

在埃塞俄比亚，农业可是经济的 “顶梁柱”，它贡献了 36% 的国内生产总值，还为 66% 的人提供了工作岗位。然而，气候变化却成了农业发展路上的 “拦路虎”。平均气温升高、降水模式改变、极端天气越来越频繁，像洪水、干旱说来就来，连种植时间都跟着变了样。这一系列变化严重影响了粮食安全的各个方面，从粮食的供应、人们获取粮食的途径，到粮食的利用和供应稳定性，全都受到了威胁。

为了应对气候变化带来的挑战，气候智能型农业（CSA） practices 应运而生。这可不是一种单一的农业技术，而是一种全面的农业发展思路，它能提高农业生产力，增强农业系统对气候变化的适应能力，还能减少温室气体排放。在埃塞俄比亚，各种各样的 CSA practices 在不同的农业生态区进行了试验。不过，这些做法对生产力、适应能力和减排的综合影响到底如何，一直没有一个全面的评估。不同地区的土壤类型、地形、降雨模式和社会经济条件都不一样，导致 CSA practices 的效果也大不相同。有些做法在提高生产力方面效果显著，但在减排上却作用有限，它们之间的相互关系和潜在的权衡取舍也不太清楚。

为了搞清楚这些问题，来自国际生物多样性联盟和国际热带农业中心（CIAT）等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Heliyon》期刊上，论文题目是 “Evaluating the effects of Climate Smart Agricultural (CSA) practices on productivity, adaptation, and mitigation indicators in Ethiopia: A meta-analysis approach”。通过这项研究，他们发现不同的 CSA practices 对各项指标的影响各不相同，还明确了一些在不同方面效果突出的 CSA practices，这对指导埃塞俄比亚农业发展意义重大。

研究人员采用了文献回顾和荟萃分析（meta-analysis）的方法。他们先通过电子和纸质文献来源，收集了 1985 年到 2022 年埃塞俄比亚各种 CSA practices 的相关数据。在 Scopus 和 Web of Science 等数据库中，用一系列关键词进行搜索，像 “水利用效率”“土壤保护” 等。一开始找到了 1865 条记录，但大部分都不符合要求，最后筛选出 220 篇能用于荟萃分析的文献。然后，研究人员用这些数据创建了数据库，把关键变量都记录下来。最后，利用 R 统计软件进行荟萃分析，计算出不同 CSA practices 的效应大小（effect size），以此来评估它们对各项指标的影响。

研究结果

1. 埃塞俄比亚 CSA practices 的特点
   • 研究数量的时间分布：从 1986 年到 2022 年，关于 CSA practices 的研究数量每年都不一样。2006 年达到了一个高峰，早期研究数量较少，1998 年到 2018 年研究数量最多。这是因为 1984 年干旱之后，埃塞俄比亚开始实施 CSA，相关研究也就慢慢多了起来。
   • 研究在不同农业生态区的分布：大部分研究集中在 Dry Weyna Dega、 Moist Weyna Dega 等几个农业生态区。物理 CSA practices、农业水资源管理实践和综合土壤肥力管理实践是研究最多的几类 CSA practices。
   • 不同 CSA practices 的研究比例：在众多研究的 CSA practices 中，graded Fanya juu bund 占比最高，达到 26%，像 minimum tillage 和 tied ridge 等也有一定比例的研究。
   • 研究关注的 CSA 支柱：deficit irrigation、动物饲料管理和综合土壤肥力管理（有机 + 无机肥料）这些 CSA practices 涉及的 CSA 支柱数量最多。不过，只有少数研究同时关注了生产力、适应能力和减排这三个支柱。
   • CSA practices 在不同农业生态区的研究比例：在埃塞俄比亚的各个农业生态区中，Moist Weyna Dega 生态区对 CSA practices 的研究占比最高，而 Moist Kolla 和 Moist High Dega 生态区的研究占比最低。
   
   
2. CSA practices 对生产力、适应能力和减排的影响
   • 对生产力的影响
     • 产量方面：大多数 CSA practices 对作物产量有积极影响。比如动物饲料管理（ES = 1.014）、堆肥（ES = 1.34）、作物残茬覆盖（1.85）、滴灌（ES = 2.14）、耐旱作物（ES = 3.67）和杂草管理（ES = 1.45）等，效果显著。但 stone bunds 和 deficit irrigation 却出现了负效应。像堆肥能改善土壤肥力，作物残茬覆盖能保持土壤水分、减少侵蚀，都有助于提高产量。滴灌在半干旱地区能提高用水效率、增加产量，耐旱作物在缺水地区优势明显。不过，stone bunds 和 deficit irrigation 的效果在不同研究中不太一致，这和当地的条件关系很大。
     • 收入方面：堆肥、农家肥、间作和综合肥料应用等对农户收入有正向影响，但滴灌却出现了负效应（ES = -0.74）。这是因为滴灌设备成本太高，对于小农户来说，前期投入和维护成本难以承受，虽然能节水增产，但收入却不增反降。
     
     
   • 对适应能力的影响
     • 径流方面：大部分 CSA practices 能减少径流。像作物残茬覆盖（SE = -1.13）、封禁（ES = -0.89）、综合水资源管理（IWM，-0.97）等效果显著。封禁能恢复植被，减少径流；stone bunds 搭配 trenches 以及 level soil bunds 都能有效控制径流，这些措施在埃塞俄比亚的很多地区都被证明是有效的。
     • 土壤流失方面：所有 CSA practices 都能减少土壤侵蚀。作物残茬覆盖（ES = -2.94）、土壤堤（ES = 1.12）、草带（-0.99）等效果突出。这些做法有的能增加水分入渗，有的能减少坡面长度，有的能稳定土壤，从不同方面起到了控制土壤侵蚀的作用。
     • 灌溉用水和水分生产率方面：deficit 和滴灌在节约灌溉用水和提高水分生产率方面效果显著。滴灌的水分生产率比 deficit 灌溉高很多，但由于灌溉水量减少，产量会受到一定影响，这就体现了在生产力和节水之间存在权衡取舍。在埃塞俄比亚的一些地区，滴灌能节省大量用水，同时提高水分生产率，但产量会有所下降。
     
     
   • 对减缓气候变化的影响
     • 土壤有机质方面：很多 CSA practices 能增加土壤有机质含量。动物饲料管理（ES = 1.37）、农家肥（ES = 1.38）、综合肥料使用（ES = 1.74）等效果明显。农家肥能增加土壤有机质，综合养分管理能改善土壤健康，不同的 CSA practices 通过不同方式促进了土壤有机质的积累。
     • 土壤碳储量方面：除了 graded Fanya juu，大多数 CSA practices 对土壤碳储量有积极影响。封禁（ES = 1.56）、stone bund（ES = 2.26）和 minimum tillage（ES = 2.26）效果突出。stone bunds 能减少侵蚀、增加水分保持，有利于有机碳积累；封禁能恢复植被，提高土壤碳储存能力；minimum tillage 能减少土壤扰动，保护有机物质。
     
     
   
   
3. CSA practices 在三个支柱上的相对影响
   • 土地和土壤管理实践的影响：除了土壤堤，其他 CSA practices 对作物产量都有积极影响，还能减少土壤流失和径流，增加土壤有机质积累。但土壤堤的效果不太稳定，这和它的设计、维护以及当地环境有关。
   • 水资源管理实践的影响：滴灌在提高产量和水分生产率方面效果显著，但设备成本高，导致小农户的净收入不理想。deficit 灌溉能提高水分生产率，但会降低产量，在节水和增产之间存在矛盾。不过，它们都能节约灌溉用水，合理管理节约下来的水，有望提高生产力。
   
   

研究结论和讨论

通过对 220 篇文献的荟萃分析，研究人员发现不同的 CSA practices 在提高生产力、增强适应能力和减缓气候变化方面效果各异。大多数 CSA practices 能显著提高作物产量，但 stone bunds 和 deficit irrigation 对生产力有负面影响。在适应能力方面，CSA practices 能有效减少径流和土壤侵蚀，节水技术虽然用水效率高，但存在生产力权衡。在减排方面，很多 CSA practices 能增加土壤有机质和碳储量，但 graded Fanya juu 效果不明显。

这些结果表明，CSA practices 的效果依赖于具体的环境条件，在埃塞俄比亚不同的农业生态系统中，需要制定有针对性的策略，才能充分发挥它们的优势。比如，为了让小农户从滴灌中受益，可以出台激励机制，像提供免税的灌溉设备，或者实行合理的水价政策，鼓励他们采用滴灌技术。这项研究为埃塞俄比亚农业发展提供了重要参考，有助于推动该国农业向更可持续的方向发展，在应对气候变化的同时，保障粮食安全，促进农业经济增长 。