Growing local and circular: The potential of peri-urban agriculture in reducing imports and environmental impacts
通过对巴塞罗那大都市区进行的生命周期评估，本研究表明，只要将循环营养策略应用于那些本身表现优于进口产品的作物，城乡结合部的农业就能显著降低当地食品生产的环境足迹，相比之下，进口食品的足迹则更高。
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城市对远方种植的食物依赖性日益增强，这些食物跨越海洋和大陆，最终抵达超市货架。这段漫长的旅程造成了沉重的环境代价，从运输过程中消耗的燃料到温室大棚所使用的能源。然而，许多城市周围都有可以种植食物的土地，这被称为城乡结合部农业（peri-urban agriculture）。在离家更近的地方种植食物，其意义不仅在于减少运输，还在于如何为这些作物提供养分。传统农业通常依赖由非再生资源制成的合成肥料，这可能会污染水体和空气。一种更新的方法建议利用城市中现有的养分，例如堆肥的食物废弃物或从废水回收的矿物质，来为这些本地作物提供养分。这种被称为“循环养分策略”的方法，旨在将城市的废弃物转化为自身的肥料，从而实现消费与生产之间的闭环。研究人员长期以来一直在争论的问题是：这种本地化的循环方法是否真的比从遥远的传统农场进口食物具有更好的环境效益，还是说本地生产面临的挑战超过了缩短供应链带来的好处。
一个研究小组致力于回答这个问题，他们以巴塞罗那大都市区为例，该地区拥有340万人口。他们想知道该地区每年能自给自足多少水果和蔬菜，以及如果他们利用本地废弃物来喂养这些作物，是否会比从其他地方购买食物对地球更有利？为了找出答案，他们并没有仅仅靠猜测；他们建立了一个详细的模型，追踪了过程中的每一步——从种子播种或远程农场卡车出发的那一刻起，一直到批发市场大门。他们将露地种植的本地作物与来自西班牙其他地区及其他地方的进口作物进行了对比，并测试了多种为本地作物施肥的方式，包括使用食物残渣堆肥、从废水中回收的矿物质以及粉碎的树枝。
结果揭示了城市当前食物供应的严峻现实。尽管拥有数千公顷的农业用地，巴塞罗那地区生产的食物仅占其居民消费量的极小部分。研究人员计算出，该地区每年生产约4.7万吨水果和蔬菜，但人口消费量约为65万吨。这意味着该地区的自给率仅为7%左右，在新鲜农产品方面高度依赖进口。消费量最大的品类，如土豆、苹果和西瓜，几乎完全依赖进口，本地生产仅能满足极小部分的的需求。即使对于像番茄和洋葱这样在本地种植的作物，其产量也远低于喂养人口所需的量。
当研究人员比较本地作物与进口作物的环境影响时，他们发现种植本地食物通常对环境造成的伤害较小，但也存在重要的例外情况。对于番茄、辣椒和生菜等蔬菜，本地生产的表现明显更好，与进口相比，往往能减少高达94%的环境足迹。这种优势的主要原因在于，进口蔬菜通常来自加热温室，这需要消耗大量的能源，而本地作物则是利用土壤在露地生长。然而，对于水果而言，情况则有所不同。本地水果有时比进口水果具有更高的环境影响，特别是在水资源利用和海洋污染方面，这主要是因为本地农场仍然严重依赖合成肥料和耗水型的耕作方式。
随后，研究人员测试了使用循环养分是否能让本地农业变得更好。他们模拟了各种情景，即本地农民用来自市政食物废弃物的堆肥、从废水中回收的矿物质或城市树木的粉碎修剪残余物来替代合成肥料。研究结果显示，这些循环策略确实改善了本地作物的环境表现。例如，使用食物废弃物堆肥减少了对水污染和气候变化的影响，因为它避免了处理这些废弃物在填埋场的需求，并替代了高能耗的合成肥料生产。直接在土壤中使用粉碎的树枝在减少碳排放方面特别有效，因为这些树枝将碳储存在了地下。然而，这些收益也伴随着权衡。从废水中回收矿物质的过程需要化学品，这增加了矿产资源的稀缺性和淡水的污染。同样，粉碎大量树枝需要消耗能源和机械，从而增加了某些类型的污染。
至关重要的一点是，研究人员发现，对城市整体而言，其收益完全取决于本地实际种植了多少食物。即使本地循环方法在“每公斤”层面上非常高效，由于本地生产仅能满足总需求的极小部分，因此为城市带来的总环境节省额度依然很小。对于像桃子这样本地供应量较高的作物，转向使用修剪残余物作为肥料可以将城市的总碳足迹降低高达37%。对于像番茄这样的作物，海洋富营养化的减少程度约为26%。但对于像苹果和辣椒这样本地供应量微乎其微的作物，无论本地农业多么高效，总体的减排效果通常都低于1%。这表明，仅仅改进本地耕作技术是不够的；城市必须同时扩大用于种植食物的土地面积，才能产生实质性的影响。
研究结论指出，虽然城乡结合部农业具有成为可持续发展强大工具的潜力，但其成功取决于多种因素的结合。本地作物必须以避免高能耗基础设施（如加热温室）的方式进行种植，并且必须配合能够最大限度减少权衡效应的施肥方法。此外，只有当本地生产能力足以取代相当数量的进口产品时，循环养分策略的环境收益才能得以实现。对于巴塞罗那地区以及其他许多城市而言，未来的路径不仅涉及更好的耕作方法，还需要通过协调努力来扩大农业可用土地，并将废物管理系统与本地农民的需求相匹配。如果不增加本地生产的规模，无论循环系统变得多么完善，通过在离家更近的地方种植食物所带来的环境效益都将非常有限。
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