近日農業農村部印發了《2020年農業農村綠色發展工作要點》，重點強調要推進質量興農，綠色興農，不斷強化綠色發展對鄉村振興的引領作用。並圍繞綠色生產、環境治理、農業資源保護、人居環境改善等方面制定了2020年農業農村綠色發展的工作內容，與我刊工作內容高度契合。在此背景下，《農業科學與工程前沿》（FASE）特邀中國農業大學資源與環境學院申建波教授為組稿人，在2020年度第一期專輯：“農業綠色發展” 中深度介紹關於農業綠色發展的最新研究成果。
AGD專輯概述
儘管世界糧食生產在過去的數十年中取得了巨大進步，但未來世界人口可能增長到100億，全球對食物的需求仍在增加。日益增長的世界人口正在給地球生態系統帶來巨大壓力。與此同時，全球氣候變化或極端氣候條件近年來在世界範圍內引起關注，氣候變化給世界農業帶來了嚴重問題，而且高投入-高產出的糧食生產方式造成陸地和水生生態系統嚴重退化。因此，中國科學家們提出的 “農業綠色發展”（Agriculture Green Development, AGD）在全球範圍正在引起廣泛關注。
集約化的糧食生產方式誘發各種資源與環境問題，過量水肥投入導致地下水位下降、荒漠化、地下水和地表水體汙染、土壤退化以及生物多樣性的大規模減少。為了降低資源投入和環境代價，改變當前糧食生產和耕作方式是我們的首要任務。本期文章突出了實施農業綠色發展的理念、路徑和挑戰，並系統剖析和綜述了全球糧食生產體系面臨的關鍵問題和解決方法。
除上述環境問題外，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）最近還發布了關於氣候變化、沙漠化、土地退化、可持續土地管理、以及糧食安全和陸地生態系統中溫室氣體通量的重要報告，凸顯了農業、林業和其他土地利用活動給地球生態系統帶來的一系列問題。專家組認為，在2007–2016年期間，土地利用活動約佔全球人類活動二氧化碳排放量的13％、甲烷的44％和氧化亞氮的82％，佔溫室氣體人為淨排放總量的23％（12±3 Gt yr-1CO2- e）。
儘管2015年《巴黎協定》和最近的聯合國氣候變化大會取得了可觀的成就，但減少碳排放的承諾仍然只能使溫度增量維持在3.3°C左右。一切照舊的做法將導致全球氣溫升高超過4°C，並對世界造成重大影響。無論我們在限制溫室氣體排放方面取得何種成功，未來的世界糧食生產都會面對更大挑戰。
聯合國可持續發展目標（SDG）中包含了世界不同國家和地區制定的政策，以解決廣泛的地球生態環境問題。全球許多地區都在積極制定國家戰略以解決生態環境問題，達到綠色可持續發展目標，中國在這方面一直很突出。中國農業大學在其中貢獻了很大力量：中國農業大學為支持農業綠色發展（AGD）推動跨學科研究創新，於2018年7月啟動了國家農業綠色發展研究院和國際農業綠色發展學院；針對中國和世界關注的生態環境與農業綠色發展問題，積極推動國家綠色發展和鄉村振興戰略，建立了農業綠色發展研究院——這一卓越中心。
在本期專輯中，申建波、張福鎖等的文章提到中國的綠色革命的成功使農業生產力大幅提高，中國只用了不到10％世界耕地面積，生產了世界糧食總產量的25％，併為20％的全球人口提供糧食。當前，中國是穀物、棉花、水果、蔬菜、肉、家禽、蛋和漁業產品的最大生產國。然而，這樣的糧食生產體系背後也存在一系列資源環境問題。自1978年以來，中國的糧食產量翻了一番，同時氮肥用量增加了三倍，磷肥用量增加了11倍，灌溉用水增加了1.5倍。申建波等概述了農業綠色發展研究院項目中提出的措施，這些措施將有助於解決中國農業綠色發展（AGD）面臨的挑戰，並指出農業綠色發展的方法和措施在許多發展中國家中也將適用。AGD的主要目標是協調“綠色”與“發展”，實現高資源投入-高環境成本的當前農業向高生產力-高資源利用效率和低環境影響的綠色農業和農村的轉型。AGD的三個關鍵方面涉及跨學科創新、整個食物鏈的改善和區域解決方案；其中包括綠色作物生產系統、種養綜合生產系統、綠色產品和產業以及農村環境和生態系統服務功能四個主題。這些方面對於實現AGD以及可持續發展目標（SDG）至關重要。重要的是，正如Willet等人指出的：改革重點應放在地球生態系統健康，以及與人類健康緊密相關的食品質量上。
劉學軍等認為綠色生態環境包括四個關鍵要素：一、綠色生態環境指標體系。二、環境監測和預警網絡。三、關鍵汙染物的排放標準和環境閾值。四、排放控制和汙染修復技術。他們描述了曲周縣（華北平原中部的一個典型縣）如何發展成為了示範區，證明環境監測網絡以及改進的農民實踐和汙染控制措施（尤其是緩解氨氣排放和減少PM2.5汙染）可創造綠色生態環境。
專輯重點之一是整合畜牧和飼料生產系統。Chadwick等的論文著重指出了在土地儲備不足的地區減少養分積累所面臨的挑戰，同時闡述了最小化汙染物轉移風險的問題。在中國，隨著飲食結構的變化和對動物蛋白的需求增加，畜禽糞便的排放量日益增加，我們必須對此進行有效管理。Chadwick概述了改善畜禽糞便管理鏈的策略，並指出需要一系列利益相關者來支持改善畜禽糞便管理，以減少對無機肥料的依賴，創造新的商機，以及有關科研的突破。
崔振嶺等概述了另一種提高農業養分利用效率的創新方法，即土壤-作物系統綜合管理（ISSM）。該策略旨在提高作物產量和養分利用率，同時減少環境汙染。 ISSM方法已在中國成千上萬的農戶中使用，可大幅提高玉米、水稻和小麥的產量，同時提高氮效率並減少環境足跡。該論文報告了全國各地的成功經驗。
如上所述，農業系統的溫室氣體排放對全球變暖產生了巨大影響。Rees等認為氧化亞氮的排放佔農業溫室氣體排放量的很大一部分，我們迫切需要找到減少農業系統溫室氣體排放的新方法。Rees等認為農業系統的精確管理為減少氧化亞氮的排放提供了機會。農業生產的精準管理依賴於新的傳感器技術、建模和空間信息，我們可以根據這些信息制定管理決策和干預措施，從而提高農業生產率和環境保護。
正如IPCC報告中也提出的觀點，中國科學家提出的舉措旨在減少農業生產的環境足跡，同時對可持續發展和其他社會目標做出積極貢獻。IPCC小組指出，可持續的土地管理可以預防和減少土地退化，維持生產力，有時甚至可以逆轉氣候變化的不利影響。他們強調，從單個農場到整個流域的規模減少和逆轉土地退化，可以為社會提供短期和長期的利益，並支持綠色可持續發展目標。Davies等還強調了設定目標的重要性，不僅要有針對氣候變化地的補救措施，而且要更普遍地為社會發展設定目標。這些作者指出生產營養食品（不僅僅是更多的食品）的重要性，因為與飲食有關的健康問題在許多國家現在越來越普遍。Hassan等總結了中國綠色食品的發展歷史和當前的成就，分析了可能阻礙該行業進一步發展的主要挑戰，並提出了應對這些挑戰的策略，例如，優化食品供應鏈，深層食品加工以及食物垃圾的再利用。Davies等還重點介紹了作物科學（遺傳學和農藝學）和工程學的發展，可以幫助推動糧食和農業革命。
Firbank論文的重點是作為AGD組成部分的可持續集約化。本期的其他作者（如Willett等）也強調了這一領域發展的重要性。Munier-Jolain和Lechenet強調了重新設計種植系統以提高農業可持續性的重要性，並將注意力集中在基於農業網絡的參與式研究上，以徹底改變農業實踐。
在這個問題上，有效的知識交流（KE）機制在確保科學創新和產業實踐中具有關鍵作用。公眾參與有關農業革命的對話同樣重要。Smith的論文分析了農業綠色發展的公共政策挑戰，並提出了由監督管理、建議提供、自願性和有針對性激勵措施組成的政策組合。Smith指出，中國的農業推廣服務是一項重要資源，但需要重新定位和改革，以更好地在高農業生產率與環境保護之間取得平衡。呂悅來等在另一份以政策為重點的論文中，研究了集約化農業對環境的負面影響如何推動中英兩國擺脫僅僅關注產量的農業產出政策，並採取更全面的綠色發展道路。然後，他探討了中英共同的政策目標，並評估了通過可持續農業創新網絡（SAIN）和其他現有機構機制創新，進行聯合研究和知識共享的眾多機會。
本期特刊對農業綠色發展的理念、實施路徑、關鍵問題、與未來挑戰進行全面論述，彙集了國內外11位專家的論文、6位來自全球不同領域專家對農業綠色發展的評述和觀點，期望有關AGD專題的廣度和覆蓋面將對致力於改變糧食和農業以造福人類和地球健康的人們有價值。
組稿專家
申建波
博士。中國農業大學資源與環境學院教授、博士生導師、國家傑青入選者。任中國土壤學會土壤與植物營養專業委員會主任，中國植物營養與肥料學會理事，《Food and Energy Security》編委。
在國際英文期刊發表SCI論文100餘篇，入選科睿唯安2019全球高被引科學家。主要研究方向：根際營養與養分高效利用，重點開展根際過程與調控、磷可持續利用、及面向綠色發展的養分高效利用研究。
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