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Wartenberg, a.c.， W. J. Blaser, K. N. Janudianto, J. M. Roshetko, M. van Noordwijk, J. Six. 2018。农民对植物-土壤相互作用的看法可能影响可可农用林可持续管理做法的采用:来自苏拉威西东南部的一个案例研究。生态和社会23(1): 18。
https://doi.org/10.5751/ES-09921-230118
农民对植物-土壤相互作用的看法可能影响可可农用林可持续管理做法的采用:来自苏拉威西东南部的一个案例研究
摘要
尽管广泛的研究着眼于提高热带地区农业系统的可持续性和生产力，但小农对改进管理解决方案的采用率往往很低。为了解决这个问题，我们评估了当地知识和认知如何影响可可豆小农的决策过程。我们对苏拉威西岛东南部的72名可可农民进行了单独的半结构化访谈，记录了当地关于土壤肥力指标、营养循环过程以及遮荫树、可可树和可可农林土壤之间的相互作用的知识。我们进一步收集了关于农民化肥偏好、额外收入来源和提高可可产量的感知障碍的数据。我们发现，苏拉威西东南部农民对生物-物理相互作用的理解是全面的，大部分与科学文献准确一致，有时还提供了额外的补充知识。苏拉威西东南部的可可农民以全面的方式进行决策，综合了个人观察、外部来源的信息以及社会经济限制和优先事项。这一发现突出了灵活的保护性耕作方法的价值，使农民能够最大限度地权衡取舍，并优先考虑其家庭的需求。最后，我们发现，在种植遮荫树对提高产量和收入保障的直接好处方面，农民和科学家存在“双重”知识缺口。通过进一步研究和有针对性的知识传播来解决这一问题，可能有助于提高更可持续的可可种植做法的长期采用率。介绍
目前全球约有25亿小农(国际农业发展基金(IFAD) 2013年)，他们是全球农业的支柱(Tscharntke等人，2012年)，但特别容易受到粮食不安全的影响。小农通常依靠年产量维持生计，往往无法获得经济或社会安全网(Barrett和Bevis 2015年)。几十年来，研究人员和从业人员一直强调农村贫困、粮食不安全和土壤退化之间的联系(Sanchez等人1997年，Tilman等人2002年，Barrett和Bevis 2015年)。然而，在脆弱的农业地区，土壤退化和相关的粮食产量下降仍然是核心问题，而不良的管理做法、人口增长(Vanlauwe等人，2015年)和气候变化(Mbow等人，2014年)加剧了这一问题。beplay竞技因此，制定更可持续的作物生产做法，通过长期减少贫穷和土壤退化来增强小农的权能是至关重要的。热带农林复合系统经常被认为是这些问题的潜在解决方案，因为它们被认为具有整合收入和增强生态系统恢复力和功能的潜力(例如，Franzen和Mulder, 2007年，Tscharntke等人，2012年，Mbow等人，2014年)。这对可可或咖啡等经济作物尤其重要，它们是耐阴的林下树种，传统上生长在农林区(Schroth等人，2004年)。
农民推动的旨在提高可可种植可持续性的倡议，例如通过多样化，是改善农村生计的重要手段。然而，为了促进在这些系统中采用适合当地的管理方法，首先需要了解小农决策过程的驱动因素(Barrett和Bevis 2015)。许多研究研究了农村激励结构(例如，Shiferaw等人，2009年)以及推动热带农村地区土地利用变化和农场管理的社会经济和环境因素(Clough等人，2016年)。这类研究表明，小农的管理决策往往基于一些因素，这些因素可能包括但不限于他们对生态过程的理解。小农经常将他们对生物物理过程的观察与外部信息来源(来自其他农民、推广代理人等)结合起来，以指导与农场相关的管理决策(Pauli等人，2012年，Villamor等人，2014年，Mulyoutami等人，2015年)。也有越来越多的文献探讨了当地知识在可持续农业发展中的作用(例如，Isaac等人2009年，Raymond等人2010年，Meijer等人2015年)。
关于土壤肥力的地方知识和科学知识之间的差异，以及来自世界各地的农民对土壤进行分类的不同标准(例如，Talawar和Rhoades, 1998年，Joshi等人，2004年，Dawoe等人，2012年)已经被广泛讨论。尽管农民对土壤物理性质的分类已被证明与科学评估相符(Saito等，2006年)，但当涉及到将生态系统服务(如增强土壤肥力)与作物生产力变化联系起来时，农民的知识往往与科学共识存在分歧(Barrios和Trejo 2003年，Gray和Morant 2003年)。这种知识差距可能是由农民获取信息的途径有限造成的，但也可能突出生态系统功能尚未被正规科学充分理解的方面。
在可可种植的背景下，人们从生态和经济的角度广泛研究了混合农林业系统的效益。迄今为止，科学家们已经提出了大量的发现和建议，旨在提高可可种植的可持续性(Franzen和Mulder 2007年，Tscharntke等人2011年，Clough等人2016年)。尽管如此，大多数可可生产国的长期采用率仍然很低(Ruf 2011, Martini等人，2017)。在印度尼西亚，可可种植户正在向农场集约的方向发展，简单的可可农林内普遍种植单一品种的可可，如椰子、格里西树或广藿香(Feintrenie et al. 2010, Rahmanulloh et al. 2012)。农业多样化实践的有限采用可能与我们对小农决策驱动因素的有限理解有关。事实上，政策和农业推广解决方案可能没有充分考虑到当地知识和农民对通常与农用森林有关的与产量相关的生态系统服务(例如，改善营养循环、病虫害控制等)的看法(例如，Ruf 2011)。
系统地整合当地和科学知识可以提高我们对土壤肥力变化影响作物生产力的机制的理解(Gray和Morant 2003)，并促进参与式方法(即，多利益相关方讲习班或农民与研究人员或决策者之间的知识交流)的应用，这已被证明可以提高可持续农业实践的采用率(Smith-Dumont等，2017)。几项研究分别评估了当地关于土壤肥力和土壤管理的知识(Barrios和Trejo 2003, Dawoe等人2012)，以及农民认知和其他因素对小农农场农业管理实践采用率的影响(Pattanayak等人2003,Meijer等人2015)。据我们所知，很少有研究通过检查关于生态过程的当地知识的程度，并将其与外部农场相关的压力和管理决策联系起来，从而将这两个研究领域联系起来(Wyckhuys和O’neil, 2007年，Isaac等人，2009年，Smith-Dumont等人，2017年)。
在本案例研究中，我们对苏拉威西岛东南部的72个可可农户进行了采访，以了解农民对与树-土壤-可可相互作用相关的生物物理过程的看法。我们的目标是(i)确定并记录农民对可见土壤肥力属性、树荫树和土壤相互作用以及树荫树对可可树生长和生产力的影响的知识和认知;(ii)将农民对生物物理过程和不同生态系统组成部分之间相互作用的知识与科学文献进行比较;㈢确定与外部压力(例如，投入的可得性、市场驱动的价格波动)相比，农民在多大程度上考虑了生态过程的优化。我们的目的是提供关于可可种植系统中当地知识和小农决策过程之间关系的信息，并有助于制定更可持续和更适合当地的管理建议。
方法
研究区域
这项研究是在苏拉威西东南部的Konawe和Kolaka省(3.58°S, 122.30°E;图1).该地区的农业景观以水稻、玉米和蔬菜生产为主。周围的山脉仍然有广泛的森林，尽管在森林边界，森林砍伐和土地使用的变化正在迅速扩大。苏拉威西东南部的土壤在山区主要是纯酸性稀醇，在泛滥平原主要是酸性稀醇(粮食及农业组织(粮农组织)1979年)。日平均气温在25-28°C之间，雨季从一月持续至六月，年平均降水量约2080毫米(2016年Climate-Data.org)．我们在研究区域选择了六个可可生产社区:科拉卡省的沃努阿霍、阿西努阿贾亚和拉瓦努瓦;还有科纳维省的塔沙希亚、安多翁加、辛布尼。所有社区都被纳入了国际农林业研究中心(ICRAF)世界农林业中心的“苏拉威西的农林业和林业”(AgFor)项目的范围，该项目旨在通过重点关注农林业系统，改善农村生计和加强可持续自然资源管理。
苏拉威西东南部的社区被分为三种不同的类型:本地、本地/移民和迁移者(Janudianto et al. 2012)。Wonuahoa和Simbune是当地的村庄，大多数家庭属于托拉基族，这是苏拉威西东南部的土著。Lawonua始建于20世纪30年代，是一个当地/移民村庄，居住着当地的Tolaki家庭和来自南苏拉威西的Bugis移民。在Tasahea、Asinua Jaya和Andowengga，大多数家庭是从南苏拉威西岛或其他印尼岛屿(巴厘岛或爪哇岛)移民过来的。
可可于20世纪80年代引入该地区，是大多数家庭的主要生计来源，其次是水稻和辣椒(Janudianto et al. 2012)。大部分可可农林都直接建立在以前的森林地区，通过人工砍伐树木和矮树丛逐渐清除。该地区的农林由可可混交林和各种遮荫树组成。
调查设计和变量描述
2015年6月和7月，我们对72个可可小农进行了半结构化的农民访谈。从上面列出的6个社区中，每个社区选择12名农民，采用按职业(可可农民)和性别定义的分层随机分层。尽管很难确定愿意单独接受采访的女可可农，但我们确保每个村庄至少有三分之一的受访者是女性。我们记录了每个受访者的年龄、性别、农民群体成员身份、出生地和教育水平(表1)。所有访谈都是在当地翻译的协助下，以印尼语单独进行，每次访谈时长约为45-60分钟。
我们的问卷由封闭式和开放式问题组成。对于开放式问题，在访谈结束后对回答进行分类，以方便和规范数据分析。问题集中在六个主题:农民和家庭历史(见表1)、土壤肥力指标、遮荫树对土壤肥力的影响、遮荫树对可可的影响、推广服务的获得和可可产量的限制因素。为了了解农民对重要土壤肥力指标的认知，我们选择了7个常用的土壤肥力指标:石头含量、土壤颜色、土壤凋落物层、土壤结构、大型动物含量、土壤质地和持水能力/孔隙率(例如，Doran和Parkin 1994年，Pauli等2012年)。对于每个指标，研究参与者被要求指出最佳土壤条件，使用视觉小插图为每个指标。然后，我们要求参与者根据他们对可可生产的感知重要性对指标进行排名。
我们向所有调查参与者提出了以下开放式问题:(a)遮荫树的属性可以改变土壤指标，(b)参与者对遮荫树对土壤肥力和可可生长的影响的看法。对回答进行编码并分类为以下类别:荫蔽和保护、可可树健康、营养和资源、根系和病虫害发生。根据田间观察和与农民、农业推广代理商和AgFor项目工作人员的讨论，我们确定了六种通常间种的遮荫树种Theobroma可可(可可)在苏拉威西东南部:Gliricidia海螵蛸(gliricidia),综述近10(红毛丹果),Durio zibethinus(榴莲),Mangifera籼(芒果)Gmelina arborea(白色的柚木),皮domesticum(langsat)。Gliricidia是一种固氮树，原产于中美洲(Roshetko 2001)。榴莲、红毛丹和兰萨特都是东南亚的果树，包括苏拉威西岛。白柚木(主要用于木材)和芒果最初都原产于南亚，尽管几个世纪以来，芒果树已在印度尼西亚全境归化(Orwa et al. 2009)。调查对象被要求评估每个物种对土壤肥力和可可树的影响。然后，我们对答案进行编码，并将它们分为三种土壤特征(土壤结构、土壤养分和土壤湿度)和四种可可树特征(病虫害发生、树荫和保护、可可荚产量和可可树生长)。我们还记录了所有遮荫树种的常见二次用途，并询问农民如何获得有关遮荫树种选择、种植实践、持续管理和施肥应用的知识。调查还进一步询问了受访者是否加入了农民协会，他们对有机化肥和化肥使用的偏好，以及他们认为限制可可产量的主要障碍。
数据分析
所有的数据都是针对全部受访者进行分析的。我们首先使用频率分布分析来量化以下变量组的响应:响应特征、土壤肥力指标、树荫树效应、知识扩展、肥料使用和可可生产障碍。由于我们的数据没有常规统计程序所假设的正态分布，我们使用了非参数Kruskal-Wallis单向方差分析(ANOVA)模型来评估基于村庄、性别、教育水平和农民群体中成员地位的差异。这是对以下因变量进行的:(i)土壤肥力变量的排序;(二)对土壤肥力指标的偏好;(iii)遮荫树对土壤肥力和可可的一般感知效应。同样，我们使用非参数Kruskal-Wallis方差分析来检验农民对于不同遮荫树种对土壤和可可特性的感知影响的反应是否存在显著差异。所有分析均使用SPSS软件for Windows(22.0.0版本)进行。
结果
被调查者的特点
在接受采访的72名农民中，68%为男性，32%为女性。农民年龄从25岁到70岁不等，平均年龄为44岁(表1)。85%的受访者表示至少完成了初级教育;6%的人表示没有接受过正规教育。大多数农民拥有不到5公顷土地(82%)，是当地农民协会的成员(74%)。沃努阿霍的受访者在可可种植方面的平均经验少于其他村庄的人(表1)。97%的农民报告说他们拥有自己的土地，尽管不同村庄的土地所有权的正式方面有很大差异。在Simbune和Asinua Jaya，大多数农民继承了他们的土地，而在其他村庄，土地大多是购买的。
农民对土壤肥力指标的看法
土壤结构、凋落物层厚度、土壤大型动物含量和土壤颜色被认为是土壤肥力最重要的指标(表2)。尽管我们向农民询问了大型动物的总体含量，但大多数受访者关注的是“蠕虫”的存在(cac)。当被问及土壤结构时，受访者将“松散”(共有gembur)和“硬度”(共有keras)．农民明确表示，他们更喜欢松软、深色的土壤和中厚的枯落物层，以及在他们的土地中存在“蠕虫”(表2)。我们观察到，根据性别或农民群体成员(数据未显示)，农民对土壤肥力的看法没有显著变化。受教育程度高的农民更喜欢深色土壤(H= 8.4,p= 0.04)。虽然各村在重要肥力指标的排序上无显著差异，但农户基于凋落物含量评价土壤肥力的方式在各村之间存在显著差异(H= 13.9,p= 0.02)和石(巴图)内容(H= 12.1,p= 0.03)。在Kolaka地区的三个村庄中，至少50%的受访农民喜欢他们农场的垃圾含量高，而在Konawe地区的社区，至少50%的农民喜欢低垃圾含量或根本不喜欢垃圾。在Lawonua，除一人外，所有受访者都认为石头含量是土壤肥力的积极指标，而在Wonuahoa和Asinua Jaya，分别有58%和67%的农民认为石头含量是消极指标。
遮荫树有利于土壤肥力
人们认为遮荫树可以通过几种积极的机制或过程来改善土壤肥力:提供树荫和保护(58%的受访者)，通过凋落物掉落和由此产生的养分输入(42%)，通过根系(22%)，以及调节土壤湿度(13%)。15%的受访者表示，他们不知道这种机制。回答与社区、性别、教育水平或农民群体成员的差异无关(数据未显示)。
对农民反应的详细评估表明，他们很好地理解了遮荫树对土壤肥力指标的潜在影响(表3)。农民认为不同的遮荫树种对土壤结构的影响存在显著差异(H= 35.5,p< 0.001)。65%的受访者认为格列枯霉对土壤结构具有有益作用(图2)一个)．10名农民认为格列枯枝叶是有益的堆肥，12名农民认为格列枯枝叶对土壤水分有积极影响。另一方面，红毛丹和兰萨特对土壤结构的负面影响分别为58%和44%。人们认为红毛丹和兰萨特的缺点与土壤压实和结构有关，因为许多农民观察到这些树种下的土壤“更硬”，而且据说这两种树种“吃养分”，导致与邻近的可可树争夺水分。对于芒果、榴莲和白柚木，大多数受访者没有观察到积极或消极的影响(图2)。
遮荫树的好处Theobroma可可
人们认为遮荫树通过以下机制或过程影响邻近的可可树:提供树荫和保护(67%的受访者)，影响可可树的健康和生长(34%)，影响可可荚的发育和产量(26%)，影响可可树的营养可用性(22%)，改变病虫害发生(17%)，调节可可树的水分和营养可用性(8%)。15%的受访者表示，他们不知道这种机制。村与村之间，农民对树木遮荫效果的认知存在显著差异(H= 12.6,p= 0.03)和产量(H= 13.0,p= 0.02)。在Tasahea、Andowengga和Lawonua，大多数农民将遮荫树与增加树冠保护联系起来，而在其他村庄，只有不到50%的农民报告了这一点。沃努阿霍是唯一一个没有受访者报告遮荫树与可可产量之间联系的村庄。我们没有发现与教育水平、性别或农民团体成员身份(数据未显示)相关的回答有差异。
农户认为不同遮荫树种的遮荫效果有显著差异(H= 29.8,p< 0.001)、病虫害发生(H= 18.6,p= 0.002)，收益率(H= 16.6,p= 0.005)。Gliricidia与21%的被调查者的可可产量增加有关，而所有其他物种与22-58%的被调查者的产量减少有关(图3)一个)．大多数农民认为遮荫树对可可树的生长没有影响(图3)b)或病虫害的发生(图3)c)，尽管芒果、榴莲和红毛丹被报道比其他物种更频繁地增加害虫和疾病的发生。分别有39%和21%的受访者认为gliricidia和榴莲提供的树荫对可可树有益，而分别有22%和24%的农民报告芒果和白柚木提供的树荫对可可树有负面影响(图3)d)．28%的受访者指出了适当修剪树脂枯的重要性，并认识到修剪不足造成的过度遮荫可能会导致可可产量下降，降低可可树健康和黑荚感染。
97%的受访者在他们的土地上种植了胶质枯病，但只有两人没有自己种植。至于其他品种，85%的受访者种植榴莲，75%种植红毛丹，68%种植芒果，57%种植兰萨特，47%种植白柚木。较小比例的农民报告说，他们因为不喜欢某些树种而避免种植:24%的农民选择芒果，21%的农民选择红毛丹，39%的农民选择白柚木，14%的农民选择兰萨特。与会者常提及的其他理想遮荫树有穆萨穆萨或者香蕉(26%的受访者)，椰子或者椰子(17%)橡胶树取代巴西橡胶树或橡胶(4%)。
树荫作为额外的收入来源
除了遮荫保护之外，农民们还报告了我们调查问卷中包括的遮荫树种的各种用途。63%的受访者将Gliricidia树用作辣椒木桩，58%的受访者将其用作柴火。大多数受访者表示，产果遮荫树种的作物主要用于家庭消费:芒果(67%的受访者)、榴莲(85%)、红毛丹(81%)和兰萨特(81%)。这些作物也被出售以补充家庭收入。43%的受访者将白柚木用作建筑材料，17%的受访者将其作为家庭收入的补充来源(图4)。
当被问及可可生产的其他收入来源时，农民经常提到上面提到的一些遮荫树的用途。最常提到的额外收入来源是种植其他作物，包括辣椒(54%的受访者)、水果和蔬菜间作乔木作物(19%)、广藿香间作乔木作物(15%)和一年生作物(玉米或水稻)(14%)。7%的受访者称畜牧业是一项额外的收入来源。在Asinua Jaya，砍伐森林是一项重要的生计来源(个人观察)，尽管由于这种活动的非法性质，只有5名农民公开承认这是他们的收入来源。在Lawonua，三名农民报告说，在大型棕榈油种植园工作是他们家庭最重要的收入来源。农民报告说，这些其他收入来源对其家庭收入的贡献往往超过可可生产的收入。
影响化肥使用的因素
54%的农民报告使用化学和有机肥料的混合物(通常由绿肥和堆肥组成)。21%的农民只使用化肥，15%只使用有机肥，10%不使用化肥。39%的受访者认为有机肥对土壤有积极影响，17%的受访者认为化肥对土壤有积极影响，19%的受访者认为化肥对土壤有负面影响(图5)一个)．相比之下，56%的受访者认为化肥对可可产量有积极影响，而有机肥的这一比例为17%(图5)b)．更多的农民发现有机肥料比化肥更容易获得和负担得起(图5)c)．很少有农民认为使用方便是决定他们选择哪种肥料的一个因素d)．16名农民在接受外部指导后报告使用有机肥料，而只有4名农民报告由于外部信息而使用化肥。
外部农场管理指南主要来自政府项目，尽管当地农民网络和AgFor也发挥了重要作用(表4)。只有7%的受访者表示没有收到关于所讨论主题的信息。收到的关于遮荫树管理实践的建议少于关于遮荫树选择、种植密度和施肥的建议(表4)。
可可生产的限制因素
最常被提及的限制可可生产的因素是:虫害造成的作物损害(93%的受访者)、可可销售价格低(32%)、树木生产力下降(28%)、可可树老化(24%)、不利的天气条件(19%)和土壤退化(8%)(图6)。
讨论
农民对土壤肥力和土壤-树-可可相互作用的了解
在我们的研究中，受访者报告使用土壤物理性质(结构和颜色)和生物性质(凋落物和“蠕虫”的数量)作为土壤肥力的指标。小农对深色、疏松的土壤表现出明显的偏好，这与此前对西非可可农用林的农民知识评估相呼应(Talawar和Rhoades 1998年，Isaac等人2009年，Dawoe等人2012年)。总的来说，农民对土壤肥力的评估与现有文献一致(表3)。农民经常将不同的土壤性质联系起来，如高凋落物含量、土壤养分和“蠕虫”含量的增加(表3)。总的来说，我们的研究结果与以前的评估相一致(例如，Saito等人，2006年)，并表明研究地区的农民对可可种植背景下土壤性质的联系机制有全面的理解。当地关于遮荫树、土壤肥力和邻近可可树之间相互作用的知识，与之前关于农民对树木和作物相互作用的认知的研究(例如，Albertin和Nair 2004, Anglaaere等人，2011)和科学文献(表3)相似。农民认识到遮荫树在可可农用林中的双重作用，认识到遮荫树提供的好处，包括微气候调节和从凋落物中增加有机输入，此外，与邻近可可树的资源竞争也会增加。
有时，受访者会考虑科学研究中通常不涉及的指标(表3)。在其他地区也是如此，那里的农民敏锐地意识到与作物生产率直接相关的过程，例如从荫凉树上掉落的树枝对可可树造成物理损伤的风险(Atkins和Eastin 2012, Lamond等人2016)或黄色叶子的出现，这表明可可树健康状况不佳，可能会导致产量下降(Isaac et al. 2009)。在不同地区观察到农民对土壤物理性质(Joshi等人，2004年)和咖啡或可可农林荫树的有效性(Albertin和Nair, 2004年，Anglaaere等人，2011年，Gyau等人，2014年)的相似认知。全球各地的可可农民将土壤肥力和可可树健康联系在一起的方式上的这种共性突出表明，农民与科学家使用的指标并不总是捕捉到相同的东西，并强调了当地知识的重要性。与其他方法相比，更具包容性的“综合自然资源管理”方法更重视当地知识，这一点得到了承认(例如，van Noordwijk 2017)。
农民的知识可以补充生物物理学研究的定量数据
尽管当地知识和科学知识之间有很大的重叠，但农民的看法有时与既定的科学知识不同。农民对土壤质量对可可产量影响的理解与常见的生物物理发现不一致(表3)。我们的数据进一步表明，不同农民对遮荫树对土壤肥力的影响有不同的观点和看法。例如，一些农民表示更喜欢大量的垃圾，而另一些则不喜欢(表2,3)。这种差异可能与农民对养分循环过程的理解存在知识缺口有关。或者，正如上面所讨论的，它们可能是潜在的生物物理过程的指标，而不是总是被正规科学所捕获。例如，我们的数据显示，在受访者报告的土壤指标优先次序方面，六个选定社区之间存在显著差异。Lawonua的农民对土壤中石头含量的感知与其他农民不同。这种差异以前曾被认为与环境条件的变化有关(Halbrendt等人，2014年，Meijer等人，2015年)，我们同样发现，Lawonua社区位于一个泛滥平原，有贫瘠的流砂，而其他村庄位于更多的丘陵地区，以orth acrisol为特征(粮农组织，1979年)。农民的偏好可能反映了与沉降和风化过程相关的景观层面土壤条件的差异(van Straaten 2006年，Brady和Weil 2013年)。更普遍地说，这些例子突出了农民的知识和认知如何帮助研究人员在特定背景下解释数据，从而有助于对农业生态相互作用进行更细致的理解。
很高比例的受访者将遮荫树与可测量的可可产量下降联系在一起，并将过度的遮荫和资源竞争作为这种负面相互作用的解释。此外，农民们对某些物种表现出了偏好，尤其是与产量提高有关的格里希菌。这些结果与Wartenberg等人的观察研究结果只是部分一致。未出版的手稿)，结果显示，在格列枯树下，平均可可产量略有显著增加，但也发现，平均而言，不同物种的单独遮荫树(格列枯树、红毛丹、榴莲、芒果、白柚木和蓝sat)增加了土壤肥力，而对可可产量没有显著影响。作者特别选择了可可农林中孤立的遮荫树，而我们研究中的农民关注的是在他们的地块中某些物种的累积效应。我们假设，在不同的规模或不同的种植密度下，遮荫树的影响可能会有所不同，而且单个遮荫树的积极或消极影响并不总是在农场水平上扩大(Wartenberg et al. 2017)。
Wartenberg等(未出版的手稿)发现在红毛丹种植下土壤肥力增长最快，而在我们的调查中，农民认为红毛丹对土壤肥力的影响大多是负面的。在我们的案例研究中，大多数受访者将红毛丹(和兰萨特)与土壤硬化联系在一起(图2)一个；表3)。相比之下，遮荫树下土壤容重和水分含量变化的比较显示，红毛丹下土壤容重和水分含量没有变化，而兰萨特下土壤的水分和容重显著提高(附录1)。当地和科学知识之间的这种差异并不罕见(例如，Gray和Morant 2003)，在这种情况下，可能与农民在根系的物理外观和对土壤质量的感知影响之间的强烈关联有关。在苏拉威西东南部，受访者将红毛丹和蓝叶松的根结构描述为“长”、“壮”、“浅”或“伸展”，与现有文献一致(Watson 1982年，Calvo 1994年，van Noordwijk和Purnomosidhi 1995年)。小农倾向于将可见的根系与遮荫树和作物之间资源竞争的增加联系起来，这一点在爪哇(Joshi et al. 2000)和尼泊尔(Joshi et al. 2004)都有文献记载。农民们也可能低估了红毛丹或榴莲改善我们用来评估土壤肥力的土壤指标的程度。
一般来说，我们调查的农民倾向于对肉眼直接可见的生态系统组成和过程有很好的理解，如凋落物分解或蠕虫活动(Talawar和Rhoades, 1998年)。然而，农民对不太明显的过程，如微生物活性或通过根瘤固氮的理解往往不太准确(例如，Grossman 2003, Joshi et al. 2004)。此外，将格列枯酯与可可产量增加联系起来的农民比例明显低于承认格列枯酯对土壤肥力有积极影响的农民数量(图2、3)一个)．由于其他物种的情况并非如此，我们假设农民对格里枯霉的强烈积极认知可能受到外部知识来源的影响。
影响当地知识的社会经济因素
我们发现，在本研究选取的六个社区中，就代表的种族而言，有明显的区别(Janudianto et al. 2012)。据报道，在苏拉威西东南部，Tolaki或Bugis家庭在当地对可可农场管理的知识和看法方面存在显著差异。作为移民动态的结果，两个种族群体之间交流的增加已被证明对可可种植方法产生了强烈影响(Weber et al. 2007, Mulyoutami et al. 2015)。我们假设，从其他岛屿(如爪哇或巴厘岛)迁移到苏拉威西东南部的农民可能与来自苏拉威西东南部的农民一样，带着不同的经验和假设来到这里。
与普遍的预期和其他研究结果相反(例如，Mulyoutami et al. 2015)，在这项研究中，受访者的性别并没有被发现是农民对土壤肥力、遮荫树或它们之间的相互作用的认知和管理的区别因素。该研究领域的妇女一般与男子一起直接参与日常农场管理活动，这可能有助于信息共享和缺乏按性别分列的可辨别的看法差异。然而，我们的样本量可能也太有限，无法从获得的数据中得出更有力的结论。
本地知识也受到来自外部来源的信息的强烈影响(Martini et al. 2017)。农民确实报告说，他们收到的关于所讨论主题的信息主要来自短期政府项目、其他农民，在某种程度上也来自AgFor项目推广代理(表4)。自20世纪80年代以来，印度尼西亚政府通过GERNAS (GERNAS)种苗计划)等项目为该地区的可可项目提供了有针对性的支持(Martini等人，2013年)。最近，ICRAF的AgFor项目活动包括为可可农开展广泛的培训和知识交流活动。
然而，目前在苏拉威西东南部，规范农用林业建立、管理做法或奖励计划的长期框架和政策仍然非常有限。外部非政府组织在该地区的活动同样非常有限。因此，加强政府主导的推广服务和项目应该被视为未来知识转移的一个重要焦点，并最终采用更可持续的农业做法。与Martini等人(2013)类似，我们发现正式的学校教育或培训并没有被引用为关于农业管理的信息来源。因此，我们发现教育水平与当地关于土壤-树木-作物相互作用和管理实践的知识之间没有关系也就不足为奇了。然而，根据我们的结果，信息也通过当地农民团体之间的非正式交流和在实际田间活动中通过AgFor/ICRAF代理传递。这与Martini等人(2017)提出的来自同一研究领域的发现相呼应，并表明这两个群体都是未来知识转移的重要切入点。
知识和认知可以影响农民的经营决策
苏拉威西农民对化肥的使用情况表明，农民对生态系统过程的知识和认知可以在多大程度上影响管理决策(图5)。很大一部分受访农民意识到有机肥料在长期土壤健康、可获得性、可负担性和效率方面的好处。受访者还表明，他们意识到化肥对长期土壤肥力的负面影响(通过土壤的“硬化”)，尽管化肥也被认为通过直接为“可可树提供食物”对可可产量有更积极和“更快”的影响。尽管只施用化肥(21%)的农民多于只施用有机肥(15%)的农民，但值得注意的是，大多数农民(54%)试图通过在他们的土地上混合施用有机肥和化肥来解决有机肥料和化肥使用之间的权衡问题。
因此，在我们的研究中，受访者在相关的情况下更容易接受采用更“生态”导向的解决方案，特别是如果这些解决方案被认为与增加作物产量和收入直接相关的话。这一发现支持了热带森林边界的农民意识到与农场管理决策相关的短期和长期权衡的概念(例如，van Noordwijk 2017)。在苏拉威西，收入或农场规模等社会经济因素已被证明直接影响农民优先考虑短期和长期利益的能力(Sabastian等人，2017年)，进一步增加了农民决策过程的复杂性。需要更多地认识到灵活的保护性耕作方法的价值，因为这些方法可以鼓励个体农民根据自己的需要调整整合可持续和“传统”管理做法的方式，从而最大限度地减少取舍。这种方法可以提高采用率，并鼓励同时缓解长期土壤耗损，并优先考虑作物生产力，以支持农民生计(Swift等人2004年，Tscharntke等人2011年，Mbow等人2014年)。
Wartenberg等(未出版的手稿)的研究发现，与红毛丹等其他树种相比，格列枯酯对可可农用林土壤肥力的影响仅略显显著。然而，在我们的研究中，受访者倾向于将格列枯胺与可可产量、可可树生长和一般土壤肥力的积极影响联系起来，似乎高估了格列枯胺的好处。自20世纪80年代和90年代以来，政府和以项目为基础的推广计划积极推广了格里西树和其他固氮树木，因为它们有能力改善土壤，从而对小农农业系统产生积极影响(Roshetko 2001年)。这样的政策，再加上格里希树在当地的良好表现，很可能导致农民高估了该物种的积极影响。在某种程度上，报告的农民偏好直接反映在我们田间地点的种植选择上，因为gliricidia是最常与可可树套种的物种。
令人惊讶的是，尽管红毛丹或芒果等其他物种通常会对土壤和可可产生负面影响，但超过半数的受访者仍然选择在他们的土地上种植这些物种的个体。据报道，这两种树种都对家庭收入有贡献，这表明在可可地块中种植特定的遮荫树种主要还是出于经济考虑。这证实了Rahmanulloh等人(2012)的研究结果，他们报告称，在苏拉威西岛，混合可可系统的总收入高于单一可可系统。这种经济激励的存在对多样化的遮荫树的包容是令人鼓舞的。然而，目前，在农场或景观层面上纳入单个遮荫树并没有系统地扩大规模，低多样性的可可系统仍然在苏拉威西岛普遍存在，尽管正式文献普遍认为增加可可农林生物多样性的好处(例如，Tscharntke et al. 2011)。
在苏拉威西东南部，更广泛的遮荫树种多样化的采用障碍
根据我们研究的受访者，苏拉威西岛东南部可可生产的主要障碍是病虫害发生率和可可销售价格低(图6)。可以预期，这两个因素对可可种植区管理的决策起着重要作用。然而，农民并不认为增加树木多样化可以通过减少病虫害发病率、提高可可产量或提高销售价格来解决这些障碍。遮荫树种多样化与产量或收入提高之间缺乏直接联系，这可能是在农场层面更广泛采用多样化的主要障碍之一。
尽管可可的销售价格是由外部市场决定的，但科学证据表明，农用森林的多样化可能会减少虫害和疾病发病率造成的产量损失(Pumariño等，2015年)。然而，遮荫树对病虫害和疾病媒介的影响是复杂的，与总体产量效益方面的权衡有关(Schroth等人2000年，Bos等人2007年，Tscharntke等人2011年)。在苏拉威西东南部，研究表明，尽管可可农林荫树确实可以减少某些害虫的发生，但在缺乏适当修剪的情况下，树荫下湿度的增加可能会导致黑豆荚感染的增加(Martini等人，未出版的手稿)．目前尚不清楚农民是否没有认识到遮荫树对病虫害管理的好处(图3)c)可以归结为对遮荫树在这种情况下如何有益的机制理解不足——或者仅仅是因为在农场层面缺乏益处。
通过进一步研究解决这一“双重”知识差距至关重要，需要将其与相关政策和知识交流倡议联系起来。如果遮荫树能够有效地为减少病虫害作出贡献，针对性的建议可以为小农提供更强有力的激励，促使他们在农场中种植遮荫树，同时也大大有助于他们的长期收入保障。在管理农民福祉和生物多样性保护之间的权衡的大背景下，对不同规模(单个树木、单个农场、景观)的树木多样化管理方法的成本和效益进行评估，可以为农民和研究人员提供有价值的见解。
结论
我们发现，在苏拉威西东南部，农民对生物-物理相互作用的理解是全面的，总体上与基于科学的发现一致。此外，农民的认知有时反映了与地理和社会经济背景相关的细微差别和细节，这在正式的科学研究中没有得到一贯的解决。这些发现强调了当地知识的重要性以及它在补充或补充生物物理学研究成果方面所能发挥的作用。利用当地的专业知识可以使研究人员和当地社区都受益，并有助于增强农民的权能。将这种本地化知识更好地整合到政府或其他项目的培训课程和推广材料中，包括农民对农民的方法，在提高可持续农业做法的采用率方面也有很大潜力。
苏拉威西岛的小农很清楚化学肥料和有机肥料的优缺点，并通过混合使用这两种肥料来进行权衡。在可可农场，农民同样通过考虑不同的知识来源和评估短期和长期的权衡来进行遮荫树管理。不同收入水平的农民有不同的资源和需要考虑的优先事项，我们的研究强调了灵活的保护性耕作方法的价值，这种方法可以使农民最大限度地减少权衡，并开发适合其家庭需求的耕作方法。
当地对可可农林内特定遮荫树种的影响的认识与来自同一研究地区的科学发现之间的差异，可能表明在当地知识或基于科学的文献中存在“双重知识鸿沟”，而在可可生态系统中，这种知识鸿沟仍然很稀缺。事实上，到目前为止，荫树多样化对可可农场产量结果的影响还很少有文献记载，需要进一步的研究来量化和理解决定可可产量的生物物理相互作用。我们进一步建议，除了持续改进自上而下的政策制定，以解决小农面临的外部社会经济压力外，进一步研究农民知识和决策之间的关系仍然是无价的。农民对种植遮荫树对可可产量的直接好处认识不足，可能导致系统性多样化做法的采用率低。通过有针对性的知识传播，识别和解决当地的知识差距，可能会提高这种做法的长期采用率。
致谢
这项研究得到了ETH Z - rich和ICRAF的支持。我们要感谢ICRAF在茂物的AgFor团队提供的建议和后勤支持，AgFor Kendari和Kolaka团队以及Husrin Laode在该领域提供的宝贵组织和技术支持，以及Emilia Schmitt和Aimee Shrek在问卷开发方面的见解。我们特别感谢所有参与我们研究的农民。
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