摘要：新的突破性研究表明，在地方范围内，农业研究和发展如何导致作物品种的改良，从而给全球环境和粮食系统的可持续性带来好处。普渡大学的研究发表在最新一期的《国家科学院学报》上。

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新的突破性研究表明，在地方范围内，农业研究和发展如何导致作物品种的改良，从而给全球环境和粮食系统的可持续性带来好处。普渡大学的研究发表在最新一期的《国家科学院学报》上。

“在全球层面上，我们看到这些技术进步减少了耕地的使用，导致了陆地碳储量的增加，并避免了受威胁的植物和动物物种的损失，”普渡大学农业经济学副教授Uris Baldos领导的团队报告说。

这项研究首次对20世纪60年代早期进行了细致的分析。该分析纳入了来自大约100，000个网格单元的全球数据。每个小区在赤道上覆盖27.2平方公里(10.5平方英里)的面积。由于地球的曲率，赤道以北和以南更远的网格单元变得更小。

“你需要空间分辨率来解决生物多样性问题，因为生物多样性并不是均匀分布的，”该研究的合著者、著名的农业教授托马斯·赫特尔说。

另一方面，该研究首次揭示了农业用地变化是如何影响生物多样性的。分析发现，从全球来看，农业用地的减少是由于作物品种拯救了1043种动植物。

保存下来的植物种类有818种，还有225种两栖动物、鸟类、哺乳动物和爬行动物。“我们发现，大约80%避免的植物物种损失位于我们模型中绘制的34个生物多样性热点中的31个以内，”Baldos和他的合著者报告说。

农业覆盖了全球约37%的土地面积，并产生了人类产生的四分之一的温室气体排放。研究发现，从1961年到2015年，改良的作物品种减少了耕地面积。全球耕地减少了3900多万英亩，而作物产量增加了2 . 26亿公吨。与此同时，由于农作物品种的改良，农作物价格下降了近2%。

该研究还量化了国际农业研究磋商组织(CGIAR)开发的新作物品种的影响，该组织是一个由15个中心组成的全球创新网络，于2021年成立50周年。

Baldos和他的合著者报告说，从1961年到2015年，“从全球来看，CGIAR technologies对发展中国家采用改良作物品种的总产量增益的贡献约为47%”。这些CGIAR技术还显著减少了耕地使用、温室气体排放和生物多样性损失。

研究人员利用普渡大学的农业、土地利用和环境全球模型得出了他们的结果，该模型被称为简化的国际农产品价格、土地利用和环境模型——Gridded，或SIMPLE-G。该模型纳入了一个长达几十年的新的品种采用和农场层面作物产量数据集，该数据集由合著者Keith Fuglie提供，他是美国农业部经济研究服务局的经济学家。

“对于这个版本的SIMPLE-G，主要驱动因素是人口增长和生产率增长，”Baldos说。该模型包括种植业在网格单元级别，输入因素包括肥料、劳动力和水。

研究人员合并了卫星数据陆地碳和耕地的可利用性。开放存取书“SIMPLE-G:地球土地和水资源可持续性分析的网格经济方法”提供了该模型的各种版本。SIMPLE-G是普渡大学全球贸易分析项目开发的一系列模型之一。

数据限制导致以前的研究在评估农业进步的历史土地利用效应时，侧重于国家和大陆范围的区域。这些研究发现，改进农业技术的应用使撒哈拉以南非洲和拉丁美洲等地区的农业更加有利可图，同时在某些地方助长了毁林和其他对环境有害的影响。

但正如普渡大学的农业经济学家多年来反复研究的那样，还有一个全球性的方面。赫特尔指出:“改进的技术通常会在全球范围内节约资源，因为你养活的人口数量或多或少是一样的，而且效率更高。”。

之前的研究，包括2014年的一项PNAS 研究赫特尔和巴尔多斯研究了改进的农业技术对土地使用和温室气体排放的影响。这是第一个这样的研究，它展示了过去几十年来运行农业经济模型的数据，以及气候科学家多年来一直在做的事情。

与新的研究一样，2014年的研究将场景回溯到1961年，然后向前推进，包括和不包括新的作物品种。"如果我们把技术拿走，那么事情会变成什么样子？"赫特尔说。他补充说，在新的工作中，“我们重复了早期研究中的一些创新，但现在有了精细的分析，让我们可以获得生物多样性和陆地碳。”

早期的研究讨论了绿色革命对非洲的潜在影响。“这些改良品种在非洲产生了巨大影响。这是一个好消息，”赫特尔说。

许多早期绿色革命的成果与亚洲和一些拉丁美洲有关。但是最近在各种私人和政府组织的资助下，撒哈拉以南非洲的研究机构已经开始开发区域重要作物的新品种，如块茎和豆类。

“过去，这些国家没有可以根据当地条件改造改良品种的国家研究机构，”巴尔多斯说。他指出，私营部门在最近几十年也开发了新品种，例如南美的转基因大豆。

研究小组得出结论，正在进行的研究投资“可以帮助维持世界各地的农业生产率增长，加强全球粮食安全，并在未来几十年减轻农业的环境足迹。”

来源：田园里的丸子君