未来40年，现有农田的生产力需要大幅提高，主要有三个原因。
世界人口 本世纪不太可能稳定下来 ，预计到2100年将达到多达120亿。这是现有人口的两倍，需要养活的人数也将大幅增加。
发展中和新兴经济体的经济增长、城市化和日益提高的生活富裕程度，正推动饮食向更西方化的方向转变，即所谓的“营养转型”，其特点是摄入富含糖、动物脂肪和蛋白质的食物。值得注意的是，与谷物相比，生产同等能量和蛋白质，畜牧业所需资源多出2.5至100倍。
考虑到各种限制和权衡，显著扩大农业用地的空间有限。将新土地纳入生产，很可能伴随重要的社会和生态限制与成本。
那么，我们可能如何应对这一挑战？
提高产量
目前的农业产量与通过良好农艺管理可实现的更高产量之间存在差距。弥合这一差距称为“缩小产量或生产力差距”。我们知道，仅缩小生产力差距，就有望满足到2050年所需需求的近一半。
在去年布里斯班举行的会议上， G20领导人 将提高农业生产力和粮食供应列为关键的务实行动。
支持低收入国家的粮食安全和经济增长，是在全球创造投资和贸易机会的一种方式，例如“援助促贸易”。
例如，非洲经济在2014年预计增长5.2%，自然资源和基础设施领域的投资增长，同时家庭支出强劲。
但提高土地和水资源的生产力，不应以牺牲环境或人们的生计来源（无论是人类还是自然资源）为代价。
以同样的资源创造更多
农业可持续集约化 已被提出作为一种可能的解决方案。也就是说，在现有农田上生产更多粮食，同时不损害未来的生产潜力和农村社区生计，也不影响环境。
例如，根据季节条件更好地匹配作物、品种和管理方式，有望提高生产力、降低风险，无论是在小农农业还是大规模商业农业中。
然而，实现可持续集约化所需的目标、时间框架、可衡量指标和方法仍未得到明确界定。这妨碍了人们对农业多重功能之间新出现的权衡进行充分分析：粮食和纤维生产、环境产出以及社会经济产出。
显然，对这些权衡进行量化和分析，需要跳出传统上狭隘地关注提高产量的思路，采用新的思维方式。
新的思路
显然，首要挑战是打破各学科知识之间的壁垒。这将使更多不同领域的科学家能够与更广泛的利益相关方合作，包括农民、环保人士、农业企业、工业界、非政府组织和政府。
此外，所需的任何实际干预措施和技术都可能因各个农业社区的具体情况而异。面对形形色色的情境，不存在一种可以普遍适用的灵丹妙药。
例如，针对多样化的生产和社会经济情境，可以采取三个简单且互补的切入点：
对于资源匮乏的农民，首要任务是提高其有限资产的生产效率。对这一群体，应优先提供有关“适宜匹配”的作物农艺、畜牧饲养和气候风险管理的基本信息。
对于资源和技能条件较好的农民，可以通过创造激励，促使他们投资于利润更高、风险效率更优的实践以及多元化的农场经营，从而进一步提高生产力。
如果生产力差距已经缩小，可能需要更重大的变革。这将涉及设计新的农业系统，以进一步集约利用土地和水资源，或提高现有农产品的附加值。
所有生产力提升都必须结合环境和生态系统服务方面的收益来评估。这将帮助我们保护水质、环境流量、授粉服务、土壤质量和天然渔业等关键因素。
可持续集约化目标还应涵盖营养、社会、社区和性别方面的成果。
在低收入国家，耕地利用方式迅速变化，正在重塑小农农业。主要是男性为寻找工作而进行的城市和国际迁移，导致更多女性从事农业，同时青年人口流失。
公私部门合作伙伴关系
无论在澳大利亚还是发展中国家，投资于能力建设都应继续成为农业可持续集约化的优先事项。
但通过研发改善农业的责任，不能再由公共部门主导。
公私合作伙伴关系将成为全球农业部门未来技术创新和能力建设的关键推动力。与非政府组织的合作，对于触达新兴经济体中数量庞大的边缘群体和小农户至关重要。
在公私民合作伙伴关系框架下开展进一步研究，有望推动食品价值链各环节的创新。
在非洲和亚洲农业部门的发展研究中，将农民与市场和私营部门服务相连接，是一项得到大力推动的议程。
本文由 The Conversation合作发表。阅读 原文。
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作者：Daniel Rodriguez 是昆士兰大学副教授。Mario Herrero 是澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）食品系统与环境首席研究科学家。Peter Carberry 是澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）首席研究科学家。Toni Darbas 是澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）社会科学家。
图片：乌克兰南部城市尼古拉耶夫附近的一片田地里可见小麦。路透社/Vincent Mundy
