科學(xué)家繪制了一幅地圖，顯示了世界上主要糧食作物應(yīng)該種植在哪里，從而最大限度提高產(chǎn)量，并把對環(huán)境的影響降至最低。這將捕獲大量的碳，增加生物多樣性，并將淡水的農(nóng)業(yè)使用量減少為零。相關(guān)成果3月10日發(fā)表于《自然通訊—地球與環(huán)境》。

重新設(shè)計的世界農(nóng)業(yè)地圖包括美國中西部玉米帶周圍和非洲撒哈拉沙漠以南的大片新耕地，而歐洲和印度的大片農(nóng)田被恢復(fù)為自然棲息地。

重新設(shè)計(假設(shè)高投入、機(jī)械化耕作)將使土地恢復(fù)至自然森林狀態(tài)，從而將全球農(nóng)田的碳排放量減少71%。這相當(dāng)于目前20年的二氧化碳凈排放量。樹木在生長過程中會吸收碳，而且與作物相比，還能使土壤固定更多的碳。

在這種優(yōu)化情境下，農(nóng)作物生產(chǎn)對世界生物多樣性的影響將減少87%。這將大大降低許多物種的滅絕風(fēng)險，而農(nóng)業(yè)是這些物種面臨的主要威脅。研究人員表示，農(nóng)田將很快恢復(fù)到自然狀態(tài)，通常在幾十年內(nèi)恢復(fù)其原始碳儲量和生物多樣性。

通過在雨水能滿足生長所需的地方種植作物，重新設(shè)計將完全消除對灌溉的需求。農(nóng)業(yè)用水目前占全球淡水使用量的70%左右，導(dǎo)致了許多干旱地區(qū)的飲用水短缺。

研究人員使用了包括小麥、大麥和大豆在內(nèi)的當(dāng)前25種主要作物的全球種植面積圖，這些作物的種植面積占全球耕地面積的3/4以上。他們建立了一個數(shù)學(xué)模型，研究在保持每種作物總體產(chǎn)量水平的情況下，在全球范圍內(nèi)分配這些耕地的所有可能方式。這使研究人員確定了對環(huán)境影響最小的方案。

“在許多地方，農(nóng)田已經(jīng)取代了含有大量碳和生物多樣性的自然棲息地，并且那里的作物長得并不太好。如果讓這些地方‘重生’，并將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到更適合的地區(qū)，我們將很快看到環(huán)境效益。”德國波茨坦氣候影響研究所研究員、論文第一作者Robert Beyer說。

之前的研究已經(jīng)確定了生態(tài)恢復(fù)的優(yōu)先領(lǐng)域，但這是第一次規(guī)劃轉(zhuǎn)移農(nóng)業(yè)用地，從而在不損害糧食安全的情況下實(shí)現(xiàn)長期環(huán)境效益的最大化。

顯然，全球農(nóng)田的完全遷移目前還不能付諸實(shí)踐，但科學(xué)家說，他們的模型強(qiáng)調(diào)了目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力非常低下的地方有潛力成為生物多樣性和碳儲存的熱點(diǎn)地區(qū)。

“目前實(shí)施整個設(shè)計方案是不現(xiàn)實(shí)的。但即使只遷移一小部分耕地，把重點(diǎn)放在種植作物效率最低的地方，環(huán)境效益也將是巨大的。”Beyer說。

該研究發(fā)現(xiàn)，無論氣候以何種方式變化，在本世紀(jì)末之前，耕地的最佳分配方式都不會發(fā)生多大變化。

研究人員強(qiáng)調(diào)，重新安置農(nóng)田的方式必須在經(jīng)濟(jì)和社會上為人們所接受。他們列舉了一些補(bǔ)貼休耕計劃的例子。這些計劃給予農(nóng)民財政補(bǔ)貼，讓他們?yōu)榱谁h(huán)境效益而休耕部分土地，并鼓勵他們在更合適的地點(diǎn)耕作。

該模型還根據(jù)土地的耕種方式生成了另一幅全球分布圖——從先進(jìn)的全機(jī)械化生產(chǎn)(高產(chǎn)作物品種、最優(yōu)的化肥和農(nóng)藥應(yīng)用)到傳統(tǒng)的以自給自足為基礎(chǔ)的有機(jī)農(nóng)業(yè)。研究發(fā)現(xiàn)，即使將相對不集約的耕作方式重新分配到最佳地點(diǎn)，也將大大減少對碳和生物多樣性的影響。(文樂樂)

關(guān)鍵詞： 重新規(guī)劃農(nóng)田 20年碳排放 全球農(nóng)田碳排放量 二氧化碳凈排放量