Wiele ziem uprawnych na świecie znajduje się na obszarach, które mają ogromny ślad środowiskowy, zastępując ekosystemy bogate w węgiel i bioróżnorodność i są znaczącym drenażem lokalnych zasobów wodnych. Te miejsca zostały wybrane ze względów historycznych, takich jak bliskość do osiedli ludzkich, ale naukowcy twierdzą, że nadszedł czas, aby pozyskiwać żywność w bardziej optymalny sposób.

Naukowcy z University of Cambridge opracowali mapę pokazującą, gdzie należy uprawiać główne rośliny spożywcze na świecie, aby zmaksymalizować ich plony i zminimalizować wpływ na środowisko. To pozwoliłoby wychwytywać duże ilości dwutlenku węgla, zwiększało bioróżnorodność i zmniejszało zużycie wody słodkiej w rolnictwie do zera.

Proponowana nowa mapa światowego rolnictwa obejmuje duże obszary wielu głównych upraw wokół „pasa kukurydzy“ w środkowo-zachodnich stanach USA i poniżej Sahary. Ogromne obszary gruntów rolnych w Europie i Indiach zostałyby przywrócone do naturalnego stanu.

Zakładając wysokonakładowe, zmechanizowane rolnictwo, zmiany zmniejszyłyby wpływ globalnych gruntów uprawnych na emisję dwutlenku węgla o 71 proc., umożliwiając powrót gruntów do ich naturalnego, zalesionego stanu. Jest to odpowiednik przechwycenia dwudziestoletniej wartości obecnej emisji CO2 netto. Drzewa wychwytują węgiel w miarę wzrostu, a także umożliwiają wychwytywanie większej ilości węgla przez glebę niż w przypadku uprawy na niej roślin.

W tym zoptymalizowanym scenariuszu wpływ produkcji roślinnej na bioróżnorodność świata byłby zmniejszony o 87 proc., znacząco redukując ryzyko wyginięcia wielu gatunków, dla których rolnictwo jest głównym zagrożeniem.

Przeprojektowanie całkowicie wyeliminowałoby potrzebę nawadniania dzięki uprawie roślin w miejscach, gdzie opady zapewniają całą wodę potrzebną do wzrostu. Rolnictwo jest obecnie odpowiedzialne za około 70 proc. globalnego zużycia słodkiej wody, co powoduje niedobory wody pitnej w wielu bardziej suchych częściach świata.

Autorzy badań wykorzystali globalne mapy obecnych obszarów upraw 25 głównych roślin spożywczych, w tym pszenicy, jęczmienia i soi, które łącznie stanowią ponad trzy czwarte globalnych gruntów uprawnych. Opracowany przez nich model matematyczny pozwolił zbadać efekty możliwych sposobów rozmieszczenia tych gruntów na całym świecie przy jednoczesnym utrzymaniu ogólnych poziomów produkcji dla każdej uprawy. W ten sposób można było zidentyfikować opcję o najmniejszym wpływie na środowisko.

"W wielu miejscach pola uprawne zastąpiły naturalne siedliska, które wiązały dużo węgla i były bioróżnorodne - a uprawy nawet nie rosną tam zbyt dobrze. Jeśli pozwolimy tym miejscom się zregenerować i przeniesiemy produkcję do lepiej przystosowanych obszarów, zobaczymy korzyści dla środowiska bardzo szybko” – powiedział dr Robert Beyer, wcześniej naukowiec na Wydziale Zoologii Uniwersytetu Cambridge i pierwszy autor badania. Beyer pracuje obecnie w Poczdamskim Instytucie Badań nad Wpływem Klimatu (PIK) w Niemczech.

Poprzednie badania zidentyfikowały obszary priorytetowe dla odbudowy ekologicznej, ale to jest pierwszym, które zaplanowało przeniesienie gruntów rolnych w celu maksymalizacji długoterminowych korzyści środowiskowych bez narażania bezpieczeństwa żywnościowego.

Chociaż całkowita globalna relokacja gruntów uprawnych nie jest scenariuszem, który można obecnie zastosować w praktyce, naukowcy twierdzą, że ich modele wskazują miejsca, w których pola uprawne są obecnie bardzo nieproduktywne, ale mają potencjał, aby stać się punktami bioróżnorodności i wiązania dwutlenku węgla.

Przyjęcie ograniczonego podejścia i redystrybucja gruntów uprawnych tylko w granicach państw, a nie na całym świecie, nadal przyniosłoby znaczące korzyści: globalny wpływ na emisję dwutlenku węgla byłby zmniejszony o 59 proc., a wpływ na różnorodność biologiczną - o 77 proc. mniejszy niż obecnie.

Trzecia, jeszcze bardziej realistyczna opcja przeniesienia tylko 25 proc. najmniej odpowiednich ziem uprawnych w całym kraju przyniosłaby połowę korzyści z przeniesienia wszystkich ziem uprawnych.

"Obecnie nie jest realistyczne wdrożenie całego tego przeprojektowania. Ale nawet gdybyśmy przenieśli tylko ułamek upraw na świecie, skupiając się na miejscach, które są najmniej wydajne pod względem uprawy roślin, korzyści dla środowiska byłyby ogromne" - powiedział Beyer.

Badanie wykazało, że optymalne rozmieszczenie pól uprawnych zmieni się bardzo niewiele do końca stulecia, niezależnie od sposobów, w jakie może się zmienić klimat.

"Optymalne miejsca upraw nie są ruchomym celem. Obszary, w których ślad środowiskowy byłby niewielki, a plony wysokie w dużej mierze pozostaną optymalne w przyszłości" - powiedział profesor Andrea Manica z University of Cambridge, jedna z autorów artykułu.

Naukowcy przyznają, że przenoszenie upraw musi odbywać się w sposób akceptowalny dla ludzi, których dotyczy, zarówno ekonomicznie, jak i społecznie. Przytaczają przykłady programów odłogowania, które dają rolnikom zachęty finansowe do zaprzestania uprawy części ich ziemi z korzyścią dla środowiska. Także zachęty finansowe mogą skłaniać do uprawy roli w lepiej dostosowanych lokalizacjach.

Model pozwolił wygenerować alternatywne mapy globalnego rozmieszczenia w zależności od sposobu uprawy ziemi – od zaawansowanej, w pełni zmechanizowanej produkcji z wysokoplennymi odmianami roślin i optymalnym stosowaniem nawozów i pestycydów, po tradycyjne rolnictwo ekologiczne. We wszystkich przypadkach optymalne lokalizacje znacznie zmniejszyłyby ich wpływ na emisję dwutlenku węgla i bioróżnorodność.

Chociaż inne badania sugerują, że gdybyśmy przeszli na dietę roślinną, moglibyśmy znacznie zmniejszyć wpływ rolnictwa na środowisko, naukowcy twierdzą, że w rzeczywistości diety nie zmieniają się szybko. Ich model zakładał, że diety się nie zmienią. Skupili się oni na produkcji tej samej żywności co dzisiaj, ale w optymalny sposób. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/