Перемещение сельскохозяйственных угодий может повернуть время вспять на двадцать лет по выбросам углерода

Ученые составили карту, показывающую, где следует выращивать основные мировые продовольственные культуры, чтобы максимизировать урожайность и свести к минимуму воздействие на окружающую среду. Это улавливает большое количество углерода, увеличивает биоразнообразие и сокращает использование пресной воды в сельском хозяйстве до нуля.

Переосмысленная карта мира сельского хозяйства включает в себя большие новые сельскохозяйственные угодья для выращивания многих основных культур вокруг кукурузного пояса на Среднем Западе США и ниже пустыни Сахара. Огромные площади сельскохозяйственных угодий в Европе и Индии будут возвращены в естественную среду обитания.

Модернизация, предполагающая механизированное земледелие с высокими затратами, сократит воздействие углерода на глобальные пахотные земли на 71%, позволив землям вернуться в свое естественное лесное состояние. Это эквивалентно улавливанию нашего текущего чистого объема CO за двадцать лет.₂ выбросы. Деревья улавливают углерод по мере своего роста, а также позволяют почве улавливать больше углерода, чем при выращивании сельскохозяйственных культур в ней.

В этом оптимизированном сценарии воздействие растениеводства на мировое биоразнообразие будет снижено на 87%. Это резко снизит риск исчезновения многих видов, для которых сельское хозяйство представляет серьезную угрозу. Исследователи говорят, что пахотные земли быстро вернутся к своему естественному состоянию, часто восстанавливая свои первоначальные запасы углерода и биоразнообразие в течение нескольких десятилетий.

Модернизация полностью устранит потребность в орошении за счет выращивания сельскохозяйственных культур в местах, где дожди обеспечивают всю воду, необходимую им для выращивания. В настоящее время на сельское хозяйство приходится около 70% мирового потребления пресной воды, и это вызывает нехватку питьевой воды во многих более засушливых частях мира.

Исследователи использовали глобальные карты текущих площадей выращивания 25 основных сельскохозяйственных культур, включая пшеницу, ячмень и сою, которые вместе составляют более трех четвертей пахотных земель во всем мире. Они разработали математическую модель, чтобы рассмотреть все возможные способы распределения этих пахотных земель по всему миру, сохраняя при этом общий уровень производства для каждой культуры. Это позволило им определить вариант с наименьшим воздействием на окружающую среду.

Исследование опубликовано сегодня в журнале Связь с природой Земля и окружающая среда.

«Во многих местах пахотные земли заменили естественную среду обитания, которая содержала много углерода и биоразнообразия, и сельскохозяйственные культуры там даже не очень хорошо растут. Если мы позволим этим местам восстановиться и переместим производство в более подходящие районы, мы очень быстро увидим преимущества для окружающей среды», — сказал доктор Роберт Бейер, бывший исследователь на кафедре зоологии Кембриджского университета и первый автор исследования. Сейчас Бейер работает в Потсдамском институте исследований воздействия на климат (PIK), Германия.

Предыдущие исследования определили приоритетные области для экологического восстановления, но это первое исследование, в котором планируется перераспределение сельскохозяйственных земель, чтобы максимизировать долгосрочные экологические выгоды без ущерба для продовольственной безопасности.

Хотя полное глобальное перемещение пахотных земель явно не является сценарием, который в настоящее время может быть реализован на практике, ученые говорят, что их модели выделяют места, где пахотные земли в настоящее время очень непродуктивны, но могут стать горячими точками для биоразнообразия и хранения углерода.

Принятие урезанного подхода и перераспределение пахотных земель только в пределах национальных границ, а не в глобальном масштабе, по-прежнему принесет значительные выгоды: глобальное воздействие углерода сократится на 59%, а воздействие на биоразнообразие будет на 77% ниже, чем в настоящее время.

Третий, еще более реалистичный вариант перемещения только наиболее опасных 25% пахотных земель на национальном уровне приведет к половине преимуществ оптимального перемещения всех пахотных земель.

«В настоящее время реализовать весь этот редизайн нереально. Но даже если бы мы переместили только часть пахотных земель в мире, сосредоточившись на местах, которые наименее эффективны для выращивания сельскохозяйственных культур, выгоды для окружающей среды были бы огромными», — сказал Бейер.

Исследование показывает, что оптимальное распределение пахотных земель изменится очень мало до конца века, независимо от того, каким образом может измениться климат.

«Оптимальные места обрезки — это не движущаяся цель. Области, где воздействие на окружающую среду будет низким, а урожайность высокой, для нынешнего климата в значительной степени останутся оптимальными в будущем», — сказал профессор Андреа Маника из Кембриджского университета, старший автор статьи.

Исследователи признают, что перемещение пахотных земель должно осуществляться таким образом, чтобы это было приемлемо для людей, которых оно затрагивает, как в экономическом, так и в социальном плане. Они приводят примеры схем резервирования, которые дают фермерам финансовые стимулы для изъятия части их земли в пользу окружающей среды. Финансовые стимулы также могут побуждать людей заниматься сельским хозяйством в более подходящих местах.

Модель создала альтернативные карты глобального распределения в зависимости от способа обработки земли — от передового, полностью механизированного производства с высокоурожайными сортами сельскохозяйственных культур и оптимальным применением удобрений и пестицидов до традиционного органического земледелия, основанного на натуральном хозяйстве. Даже перераспределение менее интенсивных методов ведения сельского хозяйства в оптимальные места существенно уменьшит их воздействие на углерод и биоразнообразие.

В то время как другие исследования показывают, что если бы мы перешли на более растительную диету, мы могли бы значительно снизить воздействие сельского хозяйства на окружающую среду, исследователи говорят, что в действительности рацион не меняется быстро. Их модель предполагала, что рационы не изменятся, и сосредоточилась на производстве тех же продуктов, что и сегодня, но оптимальным способом.

Многие из пахотных земель в мире расположены в районах, где они оказывают огромное воздействие на окружающую среду, заменив богатые углеродом и богатым биоразнообразием экосистемы, и значительно истощают местные водные ресурсы. Эти места были выбраны по историческим причинам, таким как их близость к человеческим поселениям, но исследователи говорят, что пришло время выращивать пищу более оптимальным способом.

Связанный