农田搬迁可能回头的碳排放时钟

科学家发明了一个地图,世界上主要的粮食作物应该发展到最大化产量和环境影响最小化。这将捕捉大量的碳,增加生物多样性,减少农业使用的淡水为零。

农业的重塑世界地图包括大型cornbelt许多主要农作物的新农业地区在美国中西部,和下面的撒哈拉沙漠。大片的农田在欧洲和印度将恢复到自然栖息地。

重新设计——假定高、机械化耕作,将削减碳排放的影响全球71%的耕地,通过允许土地恢复其自然,森林的状态。这相当于捕捉二十年的我们当前净二氧化碳排放。树木在生长过程中捕获碳,也使更多的碳捕获的土壤比当作物生长。

在这个优化场景中,作物生产的影响在世界的生物多样性将会减少87%。这将大大减少许多物种的灭绝风险,农业是一个主要威胁。研究人员说,农田将很快恢复到它们的自然状态,通常恢复原来的碳储量和生物多样性在几十年内。

完全重新设计将消除需要灌溉,种植庄稼的地方降雨提供了所有他们所需要的水生长。农业是目前负责全球淡水消耗的70%左右,这导致饮用水短缺在许多干旱的地区。

研究人员使用全球当前的25个主要农作物种植区的地图,包括小麦、大麦、大豆、占全世界四分之三的农田。他们开发了一个数学模型来看看所有可能的方法来分配这个全球农田,同时保持整体生产水平为每个作物。这允许他们识别选择最低的环境的影响。

这项研究发表在《自然》杂志通讯地球与环境。

“在许多地方,农田已经取代了自然栖息地中含有大量的碳和生物多样性和作物甚至不长得很好。如果我们让这些地方再生,生产转移到更适合的地区,我们很快就会看到环境效益,”研究员罗伯特·拜尔博士说,以前在剑桥大学的动物学、该研究的第一作者。拜尔现在在德国波茨坦气候影响研究所(PIK),德国。

先前的研究已经确定了重点生态修复领域,但这是第一次搬迁的农业土地长期环境效益最大化的前提下食品安全。

而一个完整的全球农田搬迁的显然不是一个场景,目前可以付诸实践,科学家们说他们的模型突出地方农田目前非常低效,但有潜在生物多样性热点地区和碳存储。

采取减方法,只有重新分配农田在国界内,而不是在全球范围内,仍会导致显著的好处:全球碳排放将减少59%和生物多样性的影响将比目前低77%。

三分之一,甚至更现实的选择只有搬迁已经习惯于在全国范围内25%的农田会导致一半的最佳移动所有农田的好处。

“这是目前不现实的实现整个重新设计。但即使我们只将一小部分世界的农田,专注于效率最低的地方种植作物、环境效益将是巨大的,”拜尔说。

农田的研究发现,最优分布很少会改变直到本世纪末,不管具体的气候可能会改变的方法。

“最优种植位置不移动的目标。环境足迹的地方会很低,作物产量高,为当前的气候在未来将在很大程度上仍然是最佳的,”教授说安德里亚马尼卡省生态系的剑桥大学的资深作者的论文。

研究人员承认,将农田必须做的方式是可以接受的,它影响的人,都在经济上和社会上。他们引用的例子激励农民金融储备品计划退休的一部分土地环境受益。财务激励还可以鼓励人们农场在适合的位置。

替代的全球分布地图生成的模型根据土地耕种的方式——从先进,完全机械化生产高产作物品种和最佳肥料和农药应用程序,通过有机农业传统消耗量要高出许多。甚至不太密集的农业实践的重新分配最优位置将大幅减少碳和生物多样性的影响。

而其他的研究表明,如果我们走向更多的植物性饮食可以显著减少农业对环境的影响,研究人员说,在现实中,饮食不迅速改变。他们的模型假定的饮食不会改变,专注于生产同样的食物,今天却是以最优的方式。

世界上的许多农田位于领域他们有一个巨大的环境足迹,取代了富含碳和生物多样性丰富的生态系统,是当地水资源的大量流失。之所以选择这些地点,由于历史原因,比如他们接近人类定居点,但是研究人员说现在时间在更优的方式种植粮食。

参考:拜尔RM,华F,马丁PA,阳茎鞘,随处t .搬迁农田可以大幅减少全球粮食生产对环境的影响。Commun地球环境。2022;3 (1):1 - 11。doi:10.1038 / s43247 - 022 - 00360 - 6

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