5.6单元 — 农业中的可持续性挑战
荒漠化、日渐枯竭的含水层,以及转基因作物的争论——本单元所讲的各种农业体系如何与环境极限相碰撞,以及这一切对考试意味着什么。
第5单元的这最后一课,汇集了迄今为止所涵盖的每一种形式的农业——从轮垦地块,到冯·杜能的环带,到绿色革命的谷物带,再到农业综合企业的供应链——最终都会碰到的环境压力点。三项挑战主导着当前的地理学和政策讨论:荒漠化、淡水枯竭,以及转基因作物这一存在争议的角色。结尾的一段简短综合把整个单元串联在一起。
荒漠化
荒漠化是指有生产力的旱地——一种天然半干旱、但历史上能够支持作物种植或放牧的土地——退化为植被稀少、农业价值极低的类似荒漠状态的过程,这一过程通常是人类土地利用压力与气候压力共同作用的结果,而不是单一原因造成的。受到最密切关注的例子是萨赫勒地区,这条半干旱地带紧邻撒哈拉沙漠以南,自东向西横贯非洲,涵盖塞内加尔、马里、尼日尔、乍得和苏丹等国的部分地区。造成这一问题的压力包括牲畜群的过度放牧,超出了当地植被能够再生的能力;为获取薪柴和扩大农田而进行的森林砍伐,而这一地区本就树木覆盖率不足;以及近几十年气候变化带来的降雨变率,使降雨既更难预测,在许多年份也比历史平均水平更为稀少。这些后果相互叠加:随着植被覆盖变薄,裸露的土壤失水速度更快,在风力和该地区偶尔发生的强降雨中也更容易被侵蚀,这进一步降低了这片土地支撑社区所依赖的作物种植和放牧的能力,反过来又促使牧民和农民对仍具生产力的土地施加更大的压力。国际社会对这一问题的认识,催生了1994年开放签署的《联合国防治荒漠化公约》,这是与同一时期的气候变化公约和生物多样性公约并列的三大联合国环境公约之一——这标志着国际社会已开始把旱地退化视为一场独立的全球危机、而不仅仅是一个纯粹的地方性农业问题来认真对待。
用水与含水层枯竭
就全球范围而言,农业遥遥领先地是人类淡水使用量最大的用途,占全球淡水取用量的大约百分之七十,其主要驱动因素是灌溉。整个二十世纪,灌溉规模大幅扩张,这既是绿色革命(第5.3课)需水量大的高产作物品种的直接要求,也是商业农业总体集约化的结果。这些灌溉用水中有很大一部分并非取自河流或降雨,而是取自地下含水层——一种历经数千年甚至数百万年积累而成的含水岩层或沉积层,即使能够得到补给,速度也远远慢于农民从中抽取的速度。
奥加拉拉含水层横跨美国从南达科他州一直到得克萨斯狭长地带的八个州的部分地区,是最清晰的国内案例研究,也是考试中经常被引用的一个参照点。它供应着美国全部灌溉地下水的大约三分之一,数十年的中心支轴灌溉(即在第5.5课中提到的、公共土地测量制度网格内可见的那些圆形田地)已经在其覆盖范围的大片区域内,把它的地下水位可测量地拉低了,在一些地区,自二十世纪中期大规模抽水开始以来,水位已下降了数十英尺。由于这个半干旱地区的自然补给速度极为缓慢,水文学家通常把奥加拉拉含水层的取用描述为在功能上开采一种基本不可再生的资源,而不是可持续地利用一种可再生的资源——这一区分,直接关系到本单元前面所讨论的大平原谷物和养牛经济的长期可行性。类似的含水层压力在全球范围内出现,包括在印度的旁遮普邦,同样使小麦产量增长两倍的绿色革命集约化,也使地下水的开采速度远远超过了自然补给速度。
转基因生物(GMO)
转基因作物自1990年代开始商业化引入,是绿色革命逻辑通过直接基因工程、而非选择性育种手段的一种延伸,至今仍是农业中在地理和政治上争议最大的技术之一。支持者指出了一些具体的收益:经过改造能自行产生抗虫蛋白的Bt玉米和棉花,在采用它们的地区可测量地减少了杀虫剂的使用;耐除草剂的大豆品种简化了杂草控制,并支持了减耕作农法,进而减少了土壤侵蚀;而经过改造能产生β-胡萝卜素(一种维生素A前体)的"黄金大米",是专门为解决维生素A缺乏症而开发的,这是发展中国家部分地区儿童可预防性失明的主要原因之一,不过它在若干目标国家的实际推广多年来一直因监管和公众接受度方面的障碍而放缓。
批评者提出了一系列不同的担忧,其中若干个带有明显的地理维度。转基因种子品种的专利控制,集中在第5.4课所讨论的少数几家农业综合企业公司手中,引发了关于农民保留并再次种植自己收获种子这一传统权利的真实法律冲突——加拿大农民珀西·施迈泽的案例,在1990年代末因专利油菜未经他购买就出现在他的土地上而被起诉,至今仍是种子专利执法与旧有耕作习俗之间张力的一个被广泛引用的例子。对转基因作物的监管接受度也因地区而异,差异显著:美国和美洲大部分地区广泛允许种植转基因作物,而欧盟则维持着严格得多的审批和标签规则,这种分歧本身就说明了一项单一的农业技术,可能出于本质上属于政治和文化、而非技术原因,在其他方面相似的经济体之间不均衡地扩散。
迈向可持续实践
一些做法,有的历史悠久,有的是新近改进的,旨在缓解这些压力,同时不放弃自第一次农业革命以来农业所积累的产量增益。轮作和覆盖作物恢复土壤氮元素和土壤结构,方式与查尔斯·汤森两个半世纪前的四田轮作制大致相同。免耕农业把作物残茬留在田里,避免在两次种植之间翻动土壤,从而减少侵蚀、保持土壤水分。精准农业利用GPS引导的设备,以及逐田块的土壤和水分数据,只在一块田地实际需要的时间和地点施用水、化肥和农药,与旧有的统一施用方法相比,既降低了成本,也减少了径流。农业生态学和有机农业方法尝试用生物性的病虫害和肥力管理——有益昆虫、堆肥、作物多样性——来替代绿色革命的部分化学投入,通常是以牺牲一部分产量来换取更低的投入成本和更小的环境影响。
第5单元综合:为什么这对考试很重要
第5单元贯穿着一条连续的论证线索:农业大约在一万年前在世界若干个地区各自独立地开始(5.1课),一旦市场城市出现,便围绕距离和运输成本被重新组织起来(冯·杜能,5.2课),此后又经历了两次剧烈的集约化——先是英国十八世纪的机械化,后是绿色革命的高产种子技术包(5.1课和5.3课)——接着又围绕企业整合、而非距离被重新组织了一次(5.4课),在农村土地的物理形状上留下了自己永久的指纹(5.5课),如今则正面临着它所依赖的水、土壤和生物多样性的环境极限(本课)。一道贯穿本单元的简答题可能会要求你恰恰追溯这条脉络,或者要求你论证某项具体技术——绿色革命、转基因作物,或精准农业——究竟代表着一个真正的长期解决方案,还是仅仅是一个推迟同一个根本性可持续问题的短期权宜之计。适用于这类题目的一个综合性范例句是:"从诺福克郡的四田轮作,到绿色革命的矮秆谷物,再到今天的转基因作物,每一波农业集约化浪潮,都成功地提高了每英亩的产量,但每一波也都加深了农业对投入品——化石燃料化肥、地下水和专利种子技术——的依赖,而这些投入品本身在地理分布上并不均衡,就水而言,在任何人类可感知的时间尺度上也都是不可再生的。"
练习:自由回答题(FRQ)
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