贝宁彭贾里国家公园周边农业系统对气候变化的脆弱性评估与适应策略研究

《Discover Agriculture》：Vulnerability of agrosystems to climate change in the surrounding areas of Pendjari National Park of Benin

　　本刊推荐：为应对气候变化对西非雨养农业的威胁，研究人员在贝宁彭贾里国家公园周边开展农业系统脆弱性研究。通过分析1980-2021年降雨趋势、建立9类农业系统分类体系，发现Vitellaria paradoxa农业系统（脆弱性指数VI=1.36）比Parkia biglobosa系统（VI=3.27）更具韧性。研究为制定气候适应性农业政策提供了科学依据，对保障区域粮食安全具有重要意义。

　　

在非洲西部的贝宁共和国北部，彭贾里国家公园周边的农业生产者正面临着一场无声的危机。随着全球气候变化的加剧，这个以农业为支柱产业的地区遭受着降雨模式紊乱、干旱频率增加等严峻挑战。当地农民世代依赖的农业系统——那些将树木与作物巧妙结合的种植模式，正面临着前所未有的生存考验。这些融合了传统生态智慧的农业系统不仅维系着粮食安全，还承载着生物多样性保护的重要功能，它们的存续直接关系到数百万农村人口的生计。

研究团队选择彭贾里国家公园周边的Tanguieta地区作为研究区域，这里典型的气候特征使其成为观察气候变化影响的天然实验室。该区域属于苏丹型气候，年降雨量在1000-1100毫米之间，但历史数据显示降雨量呈现持续下降趋势。这种气候变化对以雨养农业为主的地区产生了深远影响，农作物产量波动加剧，农民生计受到严重威胁。

为了深入探究这一问题，研究人员开展了系统性调查。他们首先分析了1980年至2021年间Tanguieta气象站的每日降水数据，运用RclimDex软件计算了包括连续干旱日数（CDD）、连续湿润日数（CWD）和极端降雨日数（R99p）在内的多个气候指数。同时，通过标准化降水指数（SPI）量化了降雨的异常情况，为评估农业系统的气候暴露度提供了科学依据。

在田间调查方面，研究团队沿着Tanguieta-Batia和Tanguieta-Porga两条走廊设置了线性样带，采用1公顷标准样方对农业系统进行了详细普查。他们记录了28种木本植物和8种作物的分布情况，重点关注了树木密度、物种组成和作物搭配模式。这些基础数据为后续的农业系统分类和脆弱性评估奠定了坚实基础。

研究人员还开展了大规模农户调查，共访问了318个家庭。通过半结构化访谈，收集了农民对气候变化的感知、适应策略以及农业系统管理的一手资料。这些社会调查数据与生态学观测相结合，构建了完整的农业系统脆弱性评估框架。

主要技术方法

本研究采用多学科交叉方法，整合气候学、生态学和社会学调查技术。气候数据分析使用RclimDex软件计算极端气候指数；农业系统调查采用线性样带法和1公顷标准样方；脆弱性评估基于IPCC框架，通过农户访谈获取暴露度、敏感性和适应能力三个维度的量化数据。

降雨趋势分析结果

对42年气象数据的分析揭示了令人担忧的趋势。尽管年降雨量变化未达到统计学显著水平（p>0.05），但多个指标显示气候正在发生微妙而重要的变化。总年降雨量（PRCPTOT）呈现下降趋势（斜率=-1.468），而极端降雨事件指标R95p和R99p同样显示减少趋势。与此相反，连续干旱日数（CDD）和连续湿润日数（CWD）却呈现上升态势，表明降雨模式正变得更加极端化。

标准化降水指数（SPI）分析进一步证实了这种气候变化模式。研究期间出现了明显的干旱与雨涝交替现象，特别是在1980年代干旱事件显著增加。这种降雨模式的不稳定性对农业生产力构成了严重威胁，因为作物在不同生长阶段对水分的需求十分敏感。

农业系统分类结果

调查共识别出9种不同的农业系统类型，树木密度从每公顷15棵到65棵不等。其中以Vitellaria paradoxa（牛油果树）和Parkia biglobosa（非洲罗望子树）为主导的农业系统最为常见。这些系统不仅提供了粮食作物，还生产具有重要经济价值的林产品，如牛油果和罗望子果。

对应分析揭示了作物与树木物种之间的特定组合关系。例如，水稻（Oryza sativa）常与Acacia sieberiana伴生，因为该树种能耐受淹水条件，其落叶还能为水稻提供养分；而薯蓣（Dioscorea spp）则常与Parkia biglobosa搭配，后者的低矮分枝为薯蓣提供了天然支架。这种基于生态学原理的种植模式体现了当地农民世代积累的传统知识。

农业系统脆弱性评估

研究最关键的发现在于不同农业系统对气候变化的抵抗能力存在显著差异。基于IPCC脆弱性评估框架，研究人员计算了两种主要农业系统的脆弱性指数（VI）。结果显示，Vitellaria paradoxa农业系统的VI值为1.36，属于中等脆弱水平；而Parkia biglobosa系统的VI值高达3.27，处于高度脆弱状态。

这种差异主要源于两个系统的生态特性和管理实践。Vitellaria paradoxa具有更强的水分保持能力，叶片分解缓慢，能更好地维持土壤湿度。此外，该树种与多种作物（玉米、芝麻、棉花等）的良好兼容性也增强了系统的稳定性。相比之下，Parkia biglobosa系统对降雨变化更为敏感，特别是在延迟降雨和干旱条件下表现较差。

研究结论与意义

这项研究首次对彭贾里国家公园周边的农业系统进行了全面的脆弱性评估，为理解气候变化对西非农业的影响提供了重要案例。研究结果表明，传统农业系统中蕴含的生态智慧可能为应对气候变化提供有效解决方案。特别是Vitellaria paradoxa农业系统展现出的较强韧性提示我们，基于本地物种的农业模式可能具有更好的适应潜力。

研究结果对政策制定具有直接指导意义。农业推广部门可以优先推广Vitellaria paradoxa农业系统，通过培训农民掌握相关管理技术，增强农业系统对气候变化的适应能力。同时，研究强调的保护和利用传统农业知识的方向，为可持续农业发展提供了新思路。

这项研究的价值不仅在于其科学发现，更在于它架起了传统生态知识与现代科学之间的桥梁。在气候变化日益严峻的背景下，这种基于本地实践和科学验证的适应策略，将为全球热带地区的农业可持续发展提供重要参考。正如研究人员所指出的，未来需要进一步探索不同农业系统的生态服务功能，特别是它们在碳封存、生物多样性保护和土壤保育方面的多重效益，为构建气候智能型农业体系提供更全面的科学基础。