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非洲坦桑尼亚的塞伦盖蒂平原
主图:非洲坦桑尼亚的塞伦盖蒂平原。 信贷:mdd /上面
食品和农业
2015年3月17日十四10

研究警告说,在非洲潮湿的热带草原上耕作将会有很高的气候成本

罗伯特在筹划

罗伯特在筹划

17.03.2015 | 2:10pm
食品和农业 研究警告说,在非洲潮湿的热带草原上耕作将会有很高的气候成本

随着全球人口的增长,一些科学家提出,非洲潮湿的大草原可能是种植额外作物的理想之地,以满足日益增长的食物和生物能源需求。必威体育在线注册

但根据一项新研究,这似乎并不是真正的解决方案。研究人员说,非洲能够提供粮食和生物燃料,同时保持低排放的想法“不合情理”。

潮湿的草原

“潮湿的稀树草原”指的是温暖的热带地区,那里的湿度足以支持农作物生长,而且没有茂密的森林。非洲拥有世界上大约一半的湿大草原。大部分在几内亚大草原被发现,这构成了第三个撒哈拉以南的非洲地区。

几内亚大草原地图

几内亚大草原覆盖了地图上所有的有色地区。深绿色显示的是植被更密集的地区,红色显示的是已经用于农业的地区。来源:Searchinger等人(2015)

研究人员说,过去的研究表明,将非洲潮湿的稀树草原变成农田可能是满足全球粮食和能源需求的一个潜在解决方案。必威体育在线注册

例如,2009年世界银行和联合国粮食及农业组织(粮农组织)报告他将几内亚大草原描述为“世界上最大的未充分利用的农业土地储备之一”,约有4亿公顷可转化为农田。

但是新发表的论文自然气候变化他说,这些研究低估了将土地转为耕作对环境的影响。

这组研究人员说,虽然世界银行和粮农组织承认这对生物多样性的影响,但他们没有考虑将释放的碳的数量。

“低成本不是低成本”

当土地被清理和耕种时,土壤以及生长在那里的植物、灌木和树木会释放出二氧化碳到大气中。土地上的植被越密集,在被清除时释放的碳就越多。

以前的研究认为,非洲潮湿的大草原种植成熟,因为它们没有被树木覆盖。这项新研究的主要作者蒂莫西博士搜索他告诉《碳简报》:必威手机官网

“之前的研究假设湿润的草原是可以消耗的,因为它们比森林的成本更低。但低成本并不是低成本。”

因此,研究人员开始计算非洲有多少湿润的草原可以转化为农田而不排放大量的二氧化碳。

低碳选择

研究人员使用了作物模拟模型来估计几内亚大草原上可能种植的玉米和大豆的数量。该模型考虑了土壤和天气条件、失败风险以及作物的管理方式。

然后,科学家们计算出了可以以“低碳”方式种植的潜在产量的比例。他们对“低碳”的定义是,将土地转为耕作所产生的碳排放量比全球平均水平低三分之一。

这项研究计算出了每吨生产的食物所排放的碳,而不是传统的按开垦土地面积衡量排放的方法。研究人员说,这是一种更精确的方法来衡量食物收益与碳排放的环境成本。

你可以在下面的地图上看到他们的结果。只有2%的几内亚草原符合低碳标准种植玉米(黄色区域),约11%适合种植大豆(浅绿色区域)。

玉米、大豆及两者低碳潜在农田分布图。

低碳潜在农田种植玉米(黄色)、大豆(浅绿色)和两者(深绿色)。来源:Searchinger等人(2015)

还债的时候了

之前的研究也表明几内亚大草原可以用来种植生物燃料作物。生物燃料是从植物或动物粪便中提取的任何形式的能源。必威体育在线注册等农作物持久的草可以发酵产生乙醇,然后与汽油混合用于汽车,从而减少化石燃料的使用量。

研究人员使用相同的作物模型来测试种植这些草而不是一种粮食作物。研究人员计算了种植生物燃料需要多少年的时间来偿还土地转为耕作所排放的碳。

下面的地图显示,对于大约一半的几内亚草原来说,种植生物燃料需要超过50年的时间,才能节省出与土地清理时排放的相同数量的二氧化碳(见橙色和红色区域)。

研究人员说,只有0.6%的土地(海军蓝区域)可以在10年内偿还碳排放,这是欧盟制定的标准。

这张地图显示了种植用于生产乙醇的草的碳回报时间(以年计)

种植用于生产乙醇的草的碳回报时间(以年计)。来源:Searchinger等人(2015)

罗伯•贝利他告诉《碳简报》,生物燃料的发现尤其重要:必威手机官网

“考虑到生物燃料作为一种缓解战略的经济效益不佳,以及生物能源生产在一个已经粮食不安全的地区与粮食生产竞争的事实,这似乎代表了对土地的特别糟糕的利用。”必威体育在线注册

不断增长的需求

研究人员总结说,以前的研究高估了湿润的热带草原上低碳农田的潜力。

但该研究指出,撒哈拉以南非洲地区要想在改善营养水平的情况下养活其不断增长的人口,到2050年,总体粮食产量需要翻两番。那么有什么替代方案呢?

Searchinger说,一些农田的扩张可能是必要的,但是重点应该放在提高产量和限制世界范围内对生物燃料和肉类的需求上。

贝利认为减少肉类的需求可能会有很大的不同:

“肉类生产是一种非常浪费热量和蛋白质的生产方式。就分析中考虑的这两种作物而言,全球约70%的玉米产量和85%的大豆产量都用于动物饲料。”

但贝利说,这个问题比食品、能源和环境方面的需求竞争更广泛。必威体育在线注册发展也是一个关键目标,农业实践和技术的改进将帮助非洲在不需要不可持续地扩大农田的情况下满足其粮食需求。

《自然气候变化》,doi:10.1038/nclimate2584

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