农民网络和农业生物多样性干预:预期变化的意外结果

• 摘要
• 简介
  • 案例研究:加纳的可可农林干预措施
• 方法
• 结果与讨论
  • 农业生物多样性干预措施和信息共享网络结构
  • 扩大到社区层面和环境溢出效应的作用
  • 产生新的假设:利用现有网络解决农业生物多样性干预措施的负面结果
  • 产生新的假设:农业生物多样性干预对网络模式的意外影响
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 数据可用性
• 文献引用

介绍

在农业景观中，实施农业生态实践，如增强相关和有针对性的生物多样性，可以扩大生计战略，并降低环境和经济脆弱性(Abson等人2013,Bezner Kerr等人2019,Kozicka等人2020,Tamburini等人2020)。随着人们对农业生物多样性和农林复合农业干预措施日益感兴趣，这些干预措施可带来生态和社会经济效益，了解预期的干预途径对于农业生态转型的成功至关重要。然而，提高农业生物多样性的采用模式和持久性仍然难以捉摸。我们知道，在农业景观中，农业生物多样性的采用往往是不均衡的，重要的是，这是由与机构、国家、农业合作社、市场和农民对农民知识共享相关的有影响力的宏观和微观力量所决定的(Bacon et al. 2012, Isakson 2014, Labeyrie et al. 2021)。

在农场规模上，增强农场农业生物多样性的动机和资源可以来自正式来源，包括推广服务和非政府组织，或非正式来源，包括邻居和农场实验，或两者的某种组合(Ali and Sharif 2012, Norton and Alwang 2020)。经常向农民提供来自正式来源的干预措施，如公共和私人组织或政府机构，从而提高农业生物多样性，如农林复合做法、间作做法或河岸或边界缓冲区。这些干预措施通过各种培训框架进行传播，如农民田间学校，或通过提供幼苗等资源(Tittonell等人，2012年，Cadger等人，2016年，Nyantakyi-Frimpong等人，2019年)。重要的是，新做法或技术的采用不会在社区内同时发生:那些参与初始干预的人代表了第一波或早期采采者(sensu Rogers 2003)，而其他人可能会战略性地等待他们的邻居首先采用，例如采用新种子(Krishnan和Patnam 2012)或采用土壤养分保护做法(Gedikoglu等人2019)。

参与农业景观的行动者之间的社会交易可以影响这些可持续农业实践的进步或削弱(Isaac等人，2007年，Matouš et al. 2013年，Levy和Lubell 2018年)，因此，这种互动是成功创新系统的核心属性(Klerkx等人，2010年，Wigboldus等人，2016年)。广义上，农业推广文献指出了社会网络在通过扩散和社会学习从正式来源传递新信息方面的重要作用(Genius et al. 2014, Wang et al. 2020)。这些社会网络包括桥梁关系(与机构)和纽带关系(代际关系、亲属关系、友谊、对等关系;见Bodin和Crona 2009, Barnes et al. 2017)。个人与机构和/或其他外部来源之间的桥梁关系以新型干预措施的形式提供了创新，以增强农业生物多样性(Franzel和Scherr 2002)，而农民之间的纽带关系则通过互动与合作形成了对农业生物多样性的采用(图1)。从本质上讲，这些跨界个人(见Matous和Wang 2019)在社区中扮演着信息“内核”的角色。尽管最近研究了使用桥接关系引入新信息和使用联结关系传递关键信息之间的平衡(Wang et al. 2020)，但在农业生物多样性干预措施的背景下，这两者之间的平衡仍然相对未知。

农业生物多样性实践的实际扩散和持久性可能受到社会网络配置的影响，包括各种信息传播途径。节点(农民)和链接(信息流)形成结构模式(Bodin和Crona 2009)。这些模式可以在个体农民“社会邻居”尺度上分析，例如，农民直接连接的其他节点的直接数量，或者在农业社区尺度上分析，包括更远端的网络密度或中心性测量。网络的每个拓扑可能与农业生物多样性的整体采用有不同的关系。这些网络还可能与内生的农场实验和观察相结合，并对网络产生其他无意的后果。

在本文中，我们利用这一相对罕见的机会，通过对网络节点和链接的一致定义，整合了对同一农业生物多样性采用(单一栽培向农林复合系统的转变)的大量不同研究。大多数关于社会-生态网络的实证研究都是在不相关的案例研究中进行的，因此很难得出更广泛的结论和建议，而这些结论和建议可能超出每个背景的具体细节(Bodin et al. 2019)。尽管在人类学(例如，Whitehead 2002, Li 2014)、发展研究(例如，Turner 2012)和人类环境地理学(Tiffen et al. 1994, Mortimore and Tiffen 2004)中有很长的纵向研究历史，但很少发现社会网络和农业生物多样性的纵向分析，尽管它对政策显然很重要。在这里，我们使用了多个案例研究的研究策略(sensu Rihoux 2006)，以收集深入的见解和捕捉复杂性，但也产生概括和产生新的假设。

利用来自加纳可可种植区的社会网络研究，我们说明了网络拓扑结构与遮荫树和农林系统中作物多样性之间的关系。根据在加纳三个地区开展的六项独立研究(图2)以及10年来对近500名农民的采访，我们描述了农业生物多样性干预措施信息网络的结构以及网络对农业生态系统多样化的影响。这些案例研究同时使用标准技术和高级建模方法来说明网络是否以及何时对农业生物多样性至关重要。我们在来自生态、历史、社会和文化不同地区的研究中提出了中等水平的模式，并借鉴了农民对信息获取和转移的描述。然后，我们讨论了个人和集体层面的网络结果，描述了成功农业生物多样性干预的创新与合作之间的平衡，并探讨了这些信息网络是否会导致其他社会现象。在此过程中，这些发现为农业生态系统多样化转型途径的干预措施的结构特征和环境结果提供了深入了解。

案例研究:加纳的可可农林干预措施

可可(Theobroma可可L.)是在西非和世界其他地区的森林生态区种植的多年生作物。我们专注于西非加纳的可可农业生态系统管理。加纳是世界上第二大可可生产国，仅次于Côte d’ivvoire (Ameyaw et al. 2018)。可可是该国第二大外汇收入来源，约占国内生产总值(GDP;加纳可可理事会2020年)。加纳有80多万农户以可可为生(加纳可可理事会2020年)。该国最多产的可可种植区是Ashanti, Brong-Ahafo，中部，东部，西部和Volta地区。

农业生态系统管理对于加纳可可生产的长期可持续性极其重要。不确定的气候条件，包括降水和温度变化，使加纳的可可种植非常危险(Bunn等人，2019年，afriyie - kraft等人，2020年)。可可通常需要温度在21°C至23°C之间，年降雨量在1000至2500毫米之间才能达到最佳产量(Ameyaw et al. 2018)。因此，研究继续表明，气候变化的不利影响将对该国的可可生产产生负面影响(Bunn等人，2019年，Amfo和Ali 2020beplay竞技年)。可可种植也是该国高林区森林砍伐和森林退化的主要驱动因素(2019年Asare, 2019年Tropenbos国际加纳)。在加纳的大部分可可种植区，完整森林的可可种植转化率从1986年至2000年的每年2.8%增加到2000年至2011年的6.1% (Kroeger等人，2017年)。可可生产集约导致了森林覆盖减少、生物多样性丧失和碳排放增加，还导致了农场规模的土壤退化和农药污染(Takyi等人，2019年，Tropenbos International Ghana 2019年)。森林面积减少会对生物多样性和区域气候模式产生可怕影响，从而影响可可种植的气候适宜性和可可小农的生计(Amfo和Ali 2020年)。若干因素导致产量相对较低，包括土壤肥力低、遮荫管理不良、病虫害压力增加、缺乏优质种植材料、农场老化以及农业推广服务提供不足(Abdulai等人，2020,Leitão 2020)。

鉴于这些挑战，当地和国际非政府组织、大学、加纳政府和跨国农业综合企业组织引入了一些农业创新，旨在提高生产力和最大限度地减少可可生产的环境足迹(见表1)。这些举措的重点是通过提供幼苗和知识，实施农林复合做法，改善农村生计和环境保护。这些非营利和公共部门项目与国家项目配合，如加纳可可森林REDD+计划(GCFRP);国家气候智能型农业和粮食安全行动计划;加纳可可和森林倡议国家实施计划;加纳森林投资计划(GFIP);国家可可康复计划(例如，见Kroeger等人2017年，Ameyaw等人2018年，加纳可可委员会2020年)。ECOM、Kuapa、mondelggz和Touton等大型可可采购公司也有自己的可持续性干预措施，其中一些被称为气候智能可可项目，以增强生物多样性和土地利用多样化(Nyantakyi-Frimpong等人，2019年，Nasser等人，2020年)。

总的来说，这些计划和推广活动支持将单一栽培的可可转化为农林复合系统中不同荫凉条件下的可可。一般来说，研究地区的可可农林复合系统大多是混合可可林，其中自然生成或种植遮荫树的比例不同，如榄仁树属superba心血管病。&一昼夜的Triplochiton scleroxylonk . Schum。Alstonia boonei德·怀尔德和木棉pentandra(l)Gaertn。果树，如柑桔(素类(l)奥斯贝克)、牛油果(Persea美国)、芒果(Mangifera籼L.)可用于遮荫、食用和其他目的(Sauvadet et al. 2020)。此外，在较年轻的农场，在种植园建立的早期阶段，包括可可或大蕉/香蕉等粮食作物进行临时遮荫。证据支持这些农林复合系统中衍生出的一系列生态系统功能，包括产量稳定、气候调节、疾病缓解、局部土壤肥沃度和粮食生产(Asare等人2014年，Abdulai等人2018年，Isaac和Borden等人2019年，Borden等人2020年)。

方法

在本文中，我们综合了10多年的研究，研究了加纳可可系统干预后，农民社会网络如何影响农林业实践的采用和推广(表1)。2006年至2016年，我们在加纳的三个地区(图2)进行了实地调查，这些地区是该国可可产量最高的地区之一。这些地区还具有独特的生态背景，以及对农民知识交流和农业生物多样性至关重要的社会和文化动态。这三个区域分别为:(1)阿散提地区为湿润半落叶森林生态区，主要雨季和次要雨季并存;(2) Brong-Ahafo地区，湿润的半落叶森林，过渡性和几内亚热带稀树草原林区，也有两个雨季;(3)西部地区，位于高林区和加纳最潮湿的地区，有两个雨季，相对于其他地区，植被和树木覆盖丰富。每个地区都有不同的主要民族，其社会规范决定了农业资源的获取和控制，包括土地所有权(Kasanga和Kortey 2001年)。与其他两个研究区域相比，Brong-Ahafo地区从事可可生产的国内移民农民数量也相对较高。此外，三个地区的可可种植历史也不同。20世纪10年代，阿善提地区作为可可边境开放，20世纪40年代，Brong-Ahafo地区开放，20世纪60年代，西部地区开放(Benneh 1988, Knudsen和Agergaard 2015)。

在所有研究中，我们通过半结构化访谈，使用名称生成器和雪球技术在农林复合干预后至少5年收集了网络数据(见表1)。所有小农和家庭农场都生产可可，采用遮荫树木和自给作物的程度各不相同，规模从大多数研究中的2 - 5公顷到一项研究中的约12公顷不等。为了获得这份个人或组织(非政府组织、地方机构、大学、政府机构、私营部门)名单，网络上提出的主要问题是:“你联系谁来获得关于在你的可可农场引入和管理农业生物多样性的信息?”在所有研究中，这些观察到的网络数据被编码为二进制变量，即单向联系的存在或不存在，并输入到基于名称的邻接矩阵中。根据研究和网络数据的程度，矩阵在自我层面进行分析，即由单个农民及其联系人组成的个人网络，或整个社区层面，由所有已识别的行为者组成，直到没有新的行为者被提及。在所有研究中，我们使用两种不同的统计方法来使用这些观察到的网络数据:标准网络分析和指数随机图模型(ERGM)。不同研究的环境数据收集类型和方法各不相同，从测量的农田农业生物多样性、土地利用多样化、碳储量到报告的农业生物多样性。所有的研究都得到了多伦多大学研究伦理委员会的批准。

结果与讨论

农业生物多样性干预措施和信息共享网络结构

多社区方法始终在一小群农民中显示出高密度的信息联系，表明共享农林实践的核心-外围结构(Isaac et al. 2007)。在本研究中，这种核心-外围结构在所有四个群落中都是显著的。十年后，五个社区的研究结果支持了这种集中式网络结构;Nyantakyi-Frimpong等人(2019)在社区网络中使用ergm对2星参数进行了积极而显著的估计，这表明信息联系以最受欢迎的顾问为中心。这并不罕见，因为其他工作表明，农村发展计划和干预可能导致责任和利益分配不均，这可能会增加参与个人的中心地位，并可能提升核心社区成员(Heß et al. 2021)。

五项研究总结了社区和自我网络结构以及农业生物多样性实践的程度(表2)。自我网络程度，或联系数量，与采用农林复合实践产生的生物量积累呈正相关(Nyantakyi-Frimpong等，2019)。为了支持这一发现，与组织有直接联系的大型网络中的农民报告了更高水平的农业生物多样性和农业生态实践(Cadger et al. 2016)。此外，扮演跨界或中介角色的农民，在社会和地理上联系遥远的农民时，倾向于采用农林复合做法(Isaac et al. 2014)。在更有效的信息网络中(通过与组织的联系取代农民关系)，农民报告的农场农业生物多样性更高(Isaac 2012)。从农田扩展到农场，农民与组织的联系数量也与土地利用类型的多样性(包括农林业、休耕系统和种植园)呈正相关(Isaac和Matous 2017)。在所有研究中，与组织联系的作用同样重要，但整体网络规模的作用不那么一致。这可能归因于每项研究中的环境措施。例如，Isaac(2012)专门测量了报告的遮荫树多样性，而Cadger等人(2016)确定了遮荫树和粮食作物的信息网络，后者可能影响了网络规模的重要作用，因为粮食作物网络往往更大(Cadger等人，2016)。

从广义上讲，网络往往围绕那些得到当地组织支持并采用农林复合技术的人形成，这可能是这种支持的结果。此外，采用农林业做法也往往与其他有利于环境的做法有关;正如一位农民所说，“我从父母和非政府组织那里了解到树木遮荫的重要性，但通过我自己的经历，我意识到其他一些作物在遮荫下生长得更好”(2014)。有趣的是，尽管研究区域在生态、历史、社会和文化特征上存在差异，但基于不同的研究，我们得出了这些一致的结果。

扩大到社区层面和环境溢出效应的作用

在我们的研究中，网络和农业生物多样性结果之间的联系仅在自我网络层面上是可能的，重要的是要强调社区层面结果的网络机制可能非常不同。事实上，Nyantakyi-Frimpong等人(2019)没有发现社区层面的结果和集体网络结构之间存在任何平行于个人层面的关系。在五个完整的网络中使用ergm，没有迹象表明更大、更密集或更聚集的社区与更小或更稀疏的社区或在农民之间具有更均匀分布关系的网络相比，采用农林业会具有不同的生物量水平。

然而，尽管我们没有发现我们的结果从个人到集体的可扩展性的任何特征，但农民提到了与采用农林业相关的几个积极的社区效应，包括农民之间的合作和资源共享的增加(表3)。例如，在解释农林业的社区层面的社会结果时，一位参与者提到:“我可以说，该项目在参与的农民之间带来了团结。如果你想交换信息和其他资源，这是很有帮助的”(2016)。另一位农民分享了他的经验，他说:“在社区一级，它促进了农民之间的合作”(2016年)。

值得注意的是，这些研究中应用的农业生物多样性集体度量是个体层面度量的总和，但从概念上和生态学上讲，农业生物多样性度量在个体和集体层面可能具有不同的相关性。采用农林复合材料所带来的个人利益，如多样化的作物组合或小气候调节，是在农场规模上获得的。然而，农业生物多样性对综合病虫害治理等方面的许多效益是通过环境溢出效应产生的。在这种情况下，环境节点在生态上相互联系，从而在农场之间产生依赖关系，例如通过虫害治理。从农业生物多样性效应中受益的是集体景观，比如局部地区害虫水平的总体下降，而专注于单个农场单位的研究可能会忽略这一点。从我们可以得到的个别定性描述来看，在研究地点，似乎没有真正利用社区层面协调以利用这种集体层面的利益的机会，事实上，农民倾向于抱怨他们自己地块上害虫水平的增加而不是减少。我们未能收集到的数据是，其他农民采用农林复合农林业如何影响重点农民对病虫害的看法或该地区总体病虫害水平。此外，多样性本身当然可以在不同的尺度上进行评估，一个社区内的农业生物多样性不仅可以通过增加每个农民地块内的物种多样性来增加，还可以通过在邻近小农和家庭农场的地块上种植不同的植物来增加。

为了进一步推进网络及其环境结果之间关系的实证研究，并能够提供在景观层面有益的政策建议，需要关注真正的集体层面的农业生物多样性措施，而不仅仅是来自个人层面的总量及其系统层面的结果(重要的是，将包括环境溢出效应)。更好地理解这些集体层面的问题应该是研究议程上的重要议题，特别是对社会-生态系统感兴趣的网络学者。到目前为止，许多实证社会环境网络研究，包括本文所基于的研究，都集中在节点及其综合度量上，而不是真正的系统级(即网络级)社会环境网络驱动因素和后果。

产生新的假设:利用现有网络解决农业生物多样性干预措施的负面结果

尽管在大多数研究中，农民观察到采用农业生物多样性的许多积极的个体结果，但在多社区农林干预研究中(Isaac和Matous 2017, Nyantakyi-Frimpong等人，2019)，农民也强调了反复出现的消极个体结果，包括与劳动力增加、病虫害和疾病有关的结果(表3)。在这些担忧中，最值得注意的是新的病虫害，以及除草和修剪的劳动力需求增加。正如一位农民所说，“农林业项目也对我产生了负面影响。我现在不得不支付更高的劳动力成本来除草和修剪树木，这样它们就不会遮挡我的可可作物了。这是额外的成本。自从种植了新树以来，我也看到了更多的作物害虫”(2016)。另一位农民也表达了类似的观点，他说:“关于消极方面，我可以提两个经历。首先，因为这些树，除草和修剪的劳动力成本增加了。这是我必须支付的额外成本，这不是以前的情况。其次，我看到了更高的作物虫害，我认为这是因为新的树木”(2016)。现有的农林业研究提供了劳动强度的混合证据。 Some studies have found agroforestry to be labor intensive (Franzel et al. 2001, Vanlauwe and Giller 2006), but others do not, suggesting that a weaker linkage between agroforestry and labor needs is attributed to field size (Ajayi et al. 2009). In one of the Ghanaian studies being reported here, the average field size was 12 ha (though somewhat skewed in certain regions by larger land owners; Nyantakyi-Frimpong et al. 2019), which could partly explain farmer concerns about labor intensity for weeding and pruning shade trees.

有几种方法可以利用现有社会网络中的网络协作来解决劳动力需求增加和虫害肆虐的问题。例如，现有的网络可以用来加强除草和修剪的互惠劳动交换。在加纳的可可种植区，这种互惠劳动交换团体的存在已经有很长的历史了(Porter and Lyon 2006)。农民参与这些交流团体，当地称之为nnoboa，安排轮流在对方的农场提供劳动力(Boon and Anuga 2019年)。同样，也可以利用现有的农民社会网络、协作团体和农村合作社促进病虫害综合治理的信息共享(Borkhani等人，2013年，Lescourret等人，2015年)。该方法已成功应用于许多非洲农业环境，包括马里(Stemerding等人，2002年)、马拉维(Nyantakyi-Frimpong等人，2017年，Kpienbaareh等人，2020年)和乌干达(Bonabana-Wabbi, 2002年)。

产生新的假设:农业生物多样性干预对网络模式的意外影响

虽然我们在案例研究中的定性比较分析是事后进行的，但它确实允许一些社会特征的形式化，但也暴露了以前未被发现的现象。在所有案例研究中，与非政府组织项目、农民合作社和/或其他非结构化推广服务团体有关联的农民网络的规模、密度和组成是不同的。例如，与发展项目有关联的农民被嵌入更大的网络中，在他们的网络中有非关联的农民;这些与非政府组织有关联的农民，能够获得不同的信息来源，也倾向于比那些没有与非政府组织有关联的农民更频繁地报告采用生态农业实践(Cadger et al. 2016)。同样，与组织有联系的“高效网络”(sensu Burt 2007)中的生产者可能与较高的农场农业生物多样性报告呈正相关(Isaac 2012)。对农业生物多样性实践信息不甚了解的农民也倾向于不从机构或其他正式信息来源寻求信息，而是从邻近农民的观察报告中寻求信息(Isaac et al. 2007)。这些关于组织关系和农业生物多样性干预措施的一致发现表明，农林业的这些初始引入点正在按预期发挥作用，以促进推荐的做法(见图1)。

在创新扩散过程中，早期和晚期采纳者的既定轨迹最近已被扩展到包括更复杂的社会过程(例如，参见Klerkx等人，2012年)。实际上，那些参与初始干预的人代表了第一波采用率，创建了一个具有可泛化结构的网络，围绕一个核心，例如知识集群(Joffre et al. 2019)，并与机构有联系。然而，与此同时，我们的案例研究结果表明，虽然这些农业生物多样性干预措施正在被采用，但基于对耕作实践的观察和寻求与农业生物多样性干预最初浪潮无关的建议，新的新兴网络正在形成(图3)。我们观察到的这些新兴的第二波网络并非基于最初的农业生物多样性干预措施，但这是第一波农业生物多样性采用的意外后果。例如，那些不是推广服务或非政府组织的目标，甚至可能不知道任何具体的农业生物多样性实践或项目的农民，通过这些新实践观察农场，从而建立了新的联系。这些新的建议可能不一定是关于最初的实践，而是其他一些重要的农业实践。例如，流动农民通过观察农林业实践形成的新纽带传递了关于如何减轻土壤水分压力的信息(Isaac et al. 2014)，女性农民通过围绕农林业实践形成的网络传递了关于作物多样性的信息(Cadger et al. 2016)。重要的是，我们认为，在随后的网络中，这些新的联系往往会吸引社会和地理位置遥远的农民，否则他们可能会被排除在外。我们对已建立和新兴网络的概念支持了信息收集、交换和行动的多样性(Leeuwis和Aarts 2011)。

为了更好地理解这些新兴网络，还需要进行更多的研究。新兴网络中农民的农业生物多样性实践与最初引入的干预措施在多大程度上不同?从接受原始干预的人那里观察到的已经成功的实践中是否增加了新的创新?哪些具体类型的农业生物多样性干预措施(例如，仅植树、树木加自给作物或树木和土壤保护)导致了这些新兴网络的形成?尽管这些已建立的和新兴的网络可能是重叠的，但假设存在一个单一的用于传播农业生物多样性实践的功能网络，可能不利于我们对成功的农业生物多样性干预措施的理解。

结论

在社区和自我网络中明显存在强有力的结构指标，并与农业生态系统的多样化有关。特别是，从这些案例研究中采访的约500名农民中，与外部行为者有联系的更大、更不密集的信息网络的农民往往报告或测量的农业生物多样性更高。尽管这些证据来自加纳三个环境、历史、社会和文化动态不同的地区，但这些发现非常一致。此外，需要仔细选择和制定环境指标，包括个体耕作地块之间的溢出效应，以便在集体层面有意义地研究农业生物多样性的网络驱动因素。最后，创新和合作对于农业生物多样性的成功引进和采用是不可或缺的。我们提供了创新与合作动态的新概念，区分围绕跨界农民形成的成熟网络和围绕成功实践观察形成的新兴网络，这些成功实践吸引了更多社会和地理上遥远的农民。

农业推广实施，特别是在非洲，因其自上而下的方法和排除关键的社会政治因素而受到批评(Cook等人，2021年)。然而，正如这里的案例研究所表明的那样，网络往往围绕那些得到组织(包括非政府组织和具有推广任务的政府机构)支持的人形成。为了在咨询服务中实现更大的公平性，重点不仅应放在农民对农民的知识共享上，还应放在第二波网络的形成上。我们在这里表明，除了培训目标和跨界职位之外，社会网络是农民提高农业生物多样性的强大机制。

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