《欧盟(27国)草原和牧场、农田、森林区土壤生物量生产力地图》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2016-12-30
  • 欧洲土壤数据中心今日发布欧盟(27国)草原和牧场、农田、森林区土壤生物量数据集。该数据集包括3个GIS地图,显示了欧盟(27国)草原和牧场区、农田区和森林区土壤的生物量生产力,对应的出版物“欧洲陆地尺度评估供应土壤功能”数字为4、5和6。论文《Continental-scale assessment of provisioning soil functions in Europe》链接地址:(https://ecologicalprocesses.springeropen.com/articles/10.1186/2192-1709-2-32)

    在当地气候和地形条件下土壤性质基础上,对土壤进行生物量生产服务的程度作了评估。由于生产力是土壤、气候和地形条件相互作用的结果,需要评估这些因素的复杂性。除了地球物理条件,土壤生产力也取决于土地利用类型。欧洲环境署的评估(EEA 2006)表明,欧洲土地覆盖三大主导的土地利用类型为耕地占33%,草地和复合体比例为23%,森林为29%。这三种用地类型占EEA总评估(2006)24个欧洲国家土地和淡水面积比例的85%。除了这些主要的土地利用类型,欧洲还有一些特定区域特征的土地用途。主要土地利用类型在土地使用上也存在较大差异。然而,针对陆地规模的生物质生产力评估,根据三个主要土地利用类型对生产力模式进行了评估。因此,开发了模型描述三个土地利用类型牧场/草地、农田和森林的土壤生产力排序。以空间显式的方式进行了计算,同时考虑了气候和地形条件。生产力时间变化描述和通过实际产量提供的生产率估算未包括在目标之内。结果通过土地利用-专题图显示(例如,农田生产力对应雨养耕地区,森林生物量生产力对应林地,草地生产力对应牧场和复合体)。”文章概述了方法,并详细讨论了结果。

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  • 《2024美国农场和牧场报告:精准农业如何真正落地?》

    • 编译者:袁雪
    • 发布时间:2025-08-20
    • 点击上方蓝字 轻松关注我们 美国农业部近日发布的《2024年美国农场与牧场概况报告》揭示了美国农业结构、农场经营者家庭福祉、精准农业技术应用等关键趋势。在数字农业持续发展的背景下,该报告特别聚焦于精准农业技术的采用现状与动因,为我们理解其在真实农业生产中的落地情况提供了翔实的数据支持与政策启示。 美国家庭农场仍是农业生产主力 美国农业部2024年最新发布的《农场与牧场概况报告》显示,截至2023年,美国全国共有188.98万个农场,其中96%为家庭农场,贡献了83%的农业总产值。这些农场在规模、收入和经营方式上展现出高度多样性。 小型家庭农场是数量最多的群体,占全部农场的86%,经营着41%的农业用地,但仅创造了17%的农业产值。其中包括低销售型、非农业主职型、和退休型等细分类别,这类农场普遍规模小、生产效率低、对市场波动的抵御能力较弱。相较之下,大型家庭农场(总营收超100万美元)虽然数量仅占总数的4.5%,却贡献了近一半(48%)的农业总产值,展现出更强的生产能力和盈利水平。 非家庭农场占农场总数的3.5%,其农业产值占比在2023年升至16.8%,同比大幅上升,显示出公司化经营和资本密集型农业在美国农业中的比重逐渐上升。 精准农业呈现“技术+规模”双驱动 随着农业科技进步与数字基础设施的不断完善,精准农业(Precision Agriculture, PA)技术逐步进入美国农场主的管理决策体系。2023年,美国农业部首次通过全国性调查系统性收集了精准农业技术的使用数据,覆盖作物种植和畜牧业的多个技术类型。 1. 技术使用率随农场规模显著提升 调查数据显示,精准农业技术的使用呈现显著的规模效应: 产量监测器与土壤图等为作物管理提供数据基础的工具,在小型种植农场中的采用率仅为13%,而在大型种植类家庭农场中达68%。 自动导航系统(用于自动驾驶拖拉机等机械设备)在小型农场中仅有9%采用,中型农场达52%,大型农场则高达70%。 变量施用技术(VRT),即可根据地块情况调整施肥、播种量或农药剂量的系统,小型农场采用率为5%,中型农场为32%,大型农场为45%。 这些数据说明:精准农业技术的普及路径并非平均化推进,而是以“高价值大规模”为导向优先落地到大型农场。较大的土地面积与生产规模使得这类技术的投资回报率更高,因此更容易实现落地与扩展。 2. 高端技术应用仍有限 尽管部分技术如自动导航和VRT在大型农场中渗透率较高,但一些更复杂或更昂贵的精准农业工具使用率仍然偏低: 无人机用于图像采集与农药喷洒的整体采用率不高,在大型家庭农场中为12%,非家庭农场为13%。 机器人挤奶系统主要用于奶牛场,整体采用率为19%。 牲畜可穿戴设备(用于监测体温、位置、营养等),在大型养殖场的采用率为12%,而在小型养殖场中仅为1%。 这说明,即使是在资本实力较强的大型农场中,一些技术因其高昂的成本、复杂的操作系统或依赖外部服务平台等因素,仍存在一定的落地障碍。 精准农业采纳动因:节本与省力双驱动 美国农业部的调查不仅关注精准农业技术的使用率,还深入分析了农民为何决定采用这些技术。结果显示,不同技术的采纳动因紧密契合其功能特点,呈现出“经济效益 + 劳动力优化”的双重驱动机制。 1. 提高产量与降低成本是普遍诉求 多数农民选择引入精准农业技术,核心目标在于提升单位产出、优化资源配置。例如: 55%采用产量监测器、地图或土壤图的农场表示,采纳原因是“提高产量”; 41%表示为“减少购买的投入成本”(如肥料、农药); 40%则希望“改善土壤质量或减少环境影响”。 对于采用变量施用技术(VRT)的农场来说,“节约投入成本”的动因更为显著,高达62%的用户将其作为首要理由。 2. 减少劳动力与操作疲劳成重要推力 除经济回报外,精准农业技术释放劳动力、改善作业条件的作用也越来越被重视: 在使用自动导航系统的农场中,50%表示“节省劳动力”是主要动因,64%认为“减少操作疲劳”是关键考量; 对于使用机器人挤奶系统的农场来说,这两个比例分别高达77%与41%,突显其在高强度作业场景中的优势。 这一趋势特别适用于劳动密集型或用工紧张的地区——精准农业不只是“高效”,更是“减负”。 3. 数字基础设施影响技术落地 一些精准农业技术对数据传输依赖性较强,例如牲畜可穿戴设备。虽然部分设备可在本地存储和处理数据,但若需实现远程实时监测与智能决策,则必须依赖高速互联网。 在采用此类技术的农场中,38%表示“宽带接入”是影响他们采纳决策的重要因素。由此可见,农村网络基础设施的完善程度,直接影响精准农业技术的应用深度与广度。 小型农场的困境与技术落差 尽管精准农业技术带来了可观的产出提升与成本节约潜力,但小型家庭农场的“技术可及性”问题依然突出。报告揭示了影响这一群体技术采用率的结构性因素。 1. 盈利能力薄弱,投资意愿低 以低销售型家庭农场为例: 年现金总收入(GCFI)低于15万美元; 家庭年收入中位数仅为58,300美元,农业经营的平均净收入为-5,700美元; 多数家庭依赖场外收入维持生计。 这类农场的基本运行尚属“低效或亏损状态”,因此缺乏足够资金和动力去投资高成本、高复杂度的精准农业技术。 2. 技术门槛高,服务支持有限 精准农业涉及软硬件系统协同、数据采集与分析、设备维护等一系列流程,小型农场往往缺乏: 技术能力:如精准播种、变量施肥或远程数据处理所需的专业知识; 基础设施:如宽带接入、智能设备接口; 服务渠道:周边缺乏能提供安装调试、数据分析的第三方农业技术服务商。 这使得小型农场即便意识到精准农业的潜力,也很难实现“从愿望到实践”的跃迁。 3. 政策补贴偏向大中型农场 报告指出,美国农业部的多项补贴政策(如反周期补贴、自然资源保护服务NRCS补助等)更倾向于总营收超过35万美元的中型及大型家庭农场。 虽然小型农场获得了多数CRP(保护性休耕计划)补贴,但这类补贴主要用于限制耕地开垦、支持生态恢复,而非直接用于生产性技术升级。这使得小型农场在“数字化转型”中处于相对劣势地位。 让精准农业真正落地的路径选择 精准农业技术的发展不仅仅是农业现代化的标志,更是全球应对气候变化、提高农业韧性和保障粮食安全的重要工具。然而,美国农业2023年报告所揭示的“技术应用鸿沟”也说明,仅靠市场驱动难以实现精准农业的全面普及,还需政策、资本和服务体系的深度协同。 1. 推动差异化技术推广模式 针对不同规模与类型的农场,制定匹配的技术路径: 中大型农场:应鼓励其加快集成多种精准农业技术(如自动导航、VRT、无人机),通过政府贴息贷款、购置补贴、数字平台对接等方式降低边际投入; 小型家庭农场:优先引入低成本、操作简便的基础性精准技术,如土壤图生成、简易无人机图像采集等,并提供技术培训与运维支持。 这一“分级推广”策略有助于提高技术落地效率,避免资源错配。 2. 建设数字农业公共基础设施 精准农业的运行效率离不开稳定、高速的数据环境,尤其是远程数据采集与智能决策过程。建议: 加快农村宽带网络与5G基站建设,特别是在精准畜牧业和大田作物集中分布区; 建设基于GIS的区域级农业数据中心,支撑多源数据整合与开放; 鼓励农场间共享采样平台、遥感数据与应用算法,提高技术普惠性。 3. 强化“农技+服务”双轨支持机制 精准农业设备在安装、调试、维护、数据解读方面对农民提出了更高要求。因此,需要打造一套“可用、好用、易学”的服务体系: 支持农业服务企业或合作社发展农业SaaS系统、农机远程诊断服务等新型业务; 建立“技术推广+应用演示+操作培训”的综合服务站,特别在小型农场集中区域; 推动大学、研究所与本地农户合作,构建“田间-云端”一体化试点示范基地。 4. 注重环境绩效与可持续发展 精准农业不仅仅是产出工具,更是实现绿色发展的“生态技术”。建议: 鼓励VRT技术与碳足迹、氮素流失监测系统联动,提升农业资源使用效率; 对实现显著节肥、节药、减排效果的农场进行生态补贴; 推动将精准农业纳入国家或地方的气候智慧型农业政策框架。 精准农业真正落地的关键是什么? 美国农业部2024年农场报告清晰勾勒出一幅精准农业发展的现实图景:技术已经从“可用”迈向“实用”,但尚未“普惠”。当前,精准农业正处在由局部示范向全面普及的转型关口,其能否真正落地,取决于几个核心要素: 技术能不能“匹配”不同农场:当前精准农业高度依赖规模经济和专业能力,小型农场面临明显门槛,急需低成本、低复杂度的定制解决方案; 政策能不能“托底”弱势群体:在补贴分配、基础设施建设和技术服务方面,若不能让小型和中等农场也享有公平的支持,精准农业将难以成为全行业转型的发动机; 生态能不能“配齐”服务与人才:设备不是落地的终点,运维能力、数据解读、系统集成才是精准农业的“最后一公里”,这要求公共与市场服务生态同步跟进。 归根结底,精准农业的真正落地,不仅是技术进农门,更是能力进农人、服务进农田、生态进农场。 《2024年美国农场与牧场概况报告》全文获取途径:本公众号后台回复“441” 农业科技侠交流群 入群可添加小编微信(扫描下方二维码,备注:来意-姓名-单位,若二维码添加失败,请公众号后台私信留言“入群”) 投稿、宣传推广、开白等请在本公众号后台回复“1” 转载请注明来源:本文转自农业科技侠数字与智慧农业微信公众号 编辑:周远 声明:本文旨在前沿分享,若有编辑等问题,敬请后台留言
  • 《变化环境中的土壤和水分》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2015-08-28
    • “变化环境中的土壤和水分”研究课题,由欧盟委员会环保总局资助,课题收集土壤和水分之间的动态信息,尤其侧重于土壤持水(SWR)。 土壤持水力可以定义为土壤捕获、储存和/或释放水的能力。这是土壤的一个关键特性,也是水循环的重要组成部分,它极大地影响着土壤的功能和提供一系列生态系统产品和服务的能力,对人类活动(如农业)和自然(如提供栖息地不同物种)至关重要。它在很大程度上通过土壤类型进行定义,例如不同质地、有机质含量,结构或深度。此外,还土地利用类型和不同的管理方式也显著影响着它的能力。 对欧洲土壤当前面临主要威胁的简要分析就足以看出,这些土壤威胁通常与持水有密切联系。例如,侵蚀更可能发生于干燥土壤。而较高的压实或板结阻止水渗入土壤中,从而减少土壤持水能力。目前欧洲层面已经感觉到改变土壤的持水力与不断变化的气候模式造成的影响后果,一些地区影响尤其大。特别是在2002年、2013年中东欧和2007年、2014年西欧发生的特大洪水,更加紧迫地要求我们更好地考虑经济发展对土壤持水能力和生态系统自然恢复能力的影响。 研究表明,在土地利用总体规划、城市设计、农业和林业部门维持甚至提高土壤的持水性并减少相关损失费用方面是存在很多机会的。这对地中海国家显得尤为重要,这些地区特别脆弱,受到土壤板结高(如人口密集、工业区)或诸如沿海地区的城市化快速扩张的影响。农业部门在同一土地利用类型上开展多种多样的农业实践活动,代表了一个重要的机会,许多有益的做法更显示整个了整个欧盟未开发的发展潜力。 确定的主要原则举例如下: • 限制将高土壤持水容量土地利用类型(森林,草原,湿地等)向低持水容量容量(农业用地,城镇等)土地利用类型转变,特别是城市扩张; • 防止在洪泛区开发建筑,并阻止任何可能对自然河道形成的障碍的建筑或工程,不能仅以保护人口稠密区域为评判借口; • 在农业区保持半自然区和草地,使它作为大尺度景观斑块的一部分,并为绿色基础设施,并对其相邻地区植被恢复提供调节生态系统服务与其他土地用途; • 通过有机物修正和作物残茬管理,促进有机物回归土壤。然而,前者可能由于硝酸盐浓度而受限,而后者在增加生物燃料需求中过程可能比较困难。 • 在设计轮作时,要对土壤持水问题进一步集成,这在欧盟仍然保持相对未开发状态,却表明实施其它替代作物和土壤管理实践的巨大机遇 •发展一体化和紧凑型城市,维护和管理绿地,以提高强降水过程中的临时蓄水,并提供行蓄洪区空间。棕色地带或其他废弃地恢复成绿地也是一个很有前途的方向; •促进发展透水路面和可持续排水系统,降低对强降雨事件的响应。 “变化环境中的土壤和水分”报告指出土壤和水分是直接或间接地影响到我们日常活动的两个关键资源。直到最近,土壤仍一直主流地研究其农业生产功能背景,却没有关注健康的土壤能提供更多的产品、服务和社会功能如:防洪和维护自然景观。水对土壤所有的供应、调节、支持和提供文化服务是必需的。 管理不善和/或高强度利用土地和水将自然资本的维护和恢复能力置于风险之中。欧盟的经济日益依赖技术和创新来应对环境恶化,而不是优化欧盟的环境所提供的生态系统服务。例如在农业部门,可以大量使用灌溉和排水,以应付土壤水文功能退化。在城市环境中,暴雨水渠道等水利工程允许将洪水连接到具不透水表面的雨水径流通道的风险策略。 报告指出欧盟政策还未完全认识到保护土壤对水循环的重要作用,特别是土攘持水力的作用。土壤和水常被视为各自独立的学科,虽然综合了土壤和水的管理方法出现在欧盟,如“洪水指令”(2007)、通信“解决水资源短缺的挑战和干旱”和土壤保护方面的“土壤保护和草案框架指令主题战略”。 如今,大量研究刊物调查土壤水分动态变化的问题。虽然他们阐明了土壤水分的一些科学问题,但对土壤持水性整体认识仍然是分散的,且在欧盟和成员国层面、成因与环境、社会、经济和政治影响方面没有对土壤持水的清晰总览。因此仍有必要探讨这些方面,并在全球的角度向决策者和社会公众进行解释,特别是更好地了解土壤持水机制和驱动力将使政策制定和利益相关者能够做出关于如何维持、恢复或改善土壤持水力的明智决定。 研究目标: 本研究旨在弥合科学—政策差距,并通过收集和综合现有的资料信息增加关于土壤持水力的当前证据基础。通过关键信息和建议,本研究进一步帮助政策制定者采取适当的行动,维持或恢复土壤持水。 总体而言,它的目的是回答以下问题: 1、什么是土壤持水力,它是如何工作的? 2、为什么很重要? 3、欧盟的主要趋势是什么? 4、土壤持水容量降低的环境和社会经济影响是什么? 5、这些趋势的背后关键驱动因素是什么,哪些实践可以提高土壤持水力? 报告结构: 除了本章引言部分,报告把分析内容分为五个章节和结论。 第1章定义土壤持水力的概念,并通过发生在土壤表面和土壤内(储存和释放)的动态解释了它的机制。它也通过它提供的生态系统服务解释了为什么这片土壤的功能对环境、人类健康和福祉以及经济是至关重要的。 第2章描述了土壤中捕获、储存和释放水的能力在物理、化学、生物和与水有关的参数中的作用,也指出了实现这一功能和潜在影响力的可能相关威胁。 第3章解释了人为驱动力如何通过修改第2章特定的参数改变土壤持水力。特别是它探讨了土地利用变化、农业和林业实践活动、城市规划和设计以及气候变化的影响,以确定和突出最佳的实践活动。 第章4介绍了欧盟过去、现在和未来的土壤持水力发展趋势,并考虑到欧盟水可获得性和水利用方面趋势,对他们进行了讨论。 第5章通过土壤持水力对洪水和干旱以及在城市、农业、森林和草原发生影响地区的相关损失,介绍了其在欧盟的经济含义。 结论突出了关键信息以及研究需求和对政策制定者良好做法的建议。 在本报告的分析和方法等其它细节设置在附件。 附件1提供在研究过程中调查了案例研究的概述。它被涉及正文案例研究的数目; 附件2提供了对一些参数和土壤持水力驱动器的进一步科学信息; 附件3假借现在和未来土壤持水力发展趋势的估计,提供完整的信息来源、方法和主要假设的描述, 附件4提供信息来源和经济影响估计主要方法的说明; 附件5提供研究期间咨询专家列表。 《Soil and water in a changing environment》全文链接地址:http://ec.europa.eu/environment/soil/pdf/Soil%20and%20Water.pdf