作为世界上努力实现国际商定的目标为减少温室气体排放,植树造林等方法去除二氧化碳清除领域已成为一个日益重要的战略。但很少有人注意潜在的废弃或边际耕地恢复自然植被作为额外的碳汇,说麻省理工学院土木与环境工程助理教授塞萨尔报考,最近访问麻省理工学院博士生斯蒂芬·m·贝尔和另外六名学生,在最近的一次公开在《自然通讯》杂志上。这里,报考和贝尔解释这些“post-agricultural”土地的潜在用途,帮助对抗气候变化破坏。
问:如何重要的是闲置的农田作为碳汇的潜力,帮助缓解气候变化?
贝尔:我们知道这些巨大的土地被遗弃和post-agricultural继承历史上的实例,如大城市后从古美索不达米亚到玛雅人。当欧洲人抵达美洲在15世纪,很多人死亡,很多森林生长在废弃的农田,它帮助酷整个地球,是一个潜在的司机最冷的一部分所谓的“小冰河期”。
今天,我们已经放弃了农田在地中海地区,在我博士现场工作。年轻人离开农村去城市在整个20th世纪以来,农民在他们的土地不能通过任何人,和土地成功回灌木的土地和森林。最大的放弃最近的例子是肯定的苏联解体,大约有6000万公顷的森林再生当支持集体农场停止,导致一个有史以来最大的碳汇归因于单个事件。
所以,当我们回顾过去,我们知道有潜力。当然,这些都是巨大的事件,没有人提出复制。我们需要使用多个用地,但回头看这些大的例子,我们知道有可能放弃或恢复耕地碳汇。这告诉我们深入挖掘这个问题,得到一个更好的主意的现实场景中,更好地理解气候变化缓解潜在的农业在最战略的地方停止。
报考:超过1150亿吨的二氧化碳已经失去了从土壤土壤由于农业实践打扰完整性,如耕作、单一农业,消除作物残留物、过度使用化肥和杀虫剂,过度放牧。理智的看待这个问题,碳损失相当于总有限公司2在美国的排放。
综合领域现有研究数据来自成千上万的实验,旨在理解的因素影响土壤碳收益被遗弃的农田转变回到森林或自然草原。我们致力于量化这些土壤的固碳潜力超过30 - 50 -,100年的时间框架和映射碳储存潜力最大的区域。这包括增加土壤碳和植被生物量。
问:什么是一些关键的不确定性在评估这个闲置的农田作为碳汇潜力,和这些不确定性是怎么解决?
贝尔:我们使用这个词在两个方面的不确定性。具体来说,潜在recarbonization的长寿,recarbonization的强度潜力。这两个因素两个方面,我们需要量化,减少不确定性。
所以土地recarbonize多长时间,无论强度?如果碳水平上升,这很好。如果有更多的碳增加土壤中,我们知道它来自某个地方,它来自于大气中。但发生多久?我们知道土壤饱和。它可以达到碳容量限制,它不会继续增加碳股票,和recarbonization曲线趋于平缓。什么时候发生的?这是一百年之后吗?二十年后吗?
但是世界的土壤非常多样和复杂,所以可能是真的在一个地方是不正确的在另一个地方。可能需要更长的时间达到饱和比少美国中西部的肥沃的土壤肥沃的土壤在西南,为例。另外,有时在干旱地区土壤的西南可能永远无法达到真正的饱和,如果他们是退化和停滞复苏后放弃。
第二个不确定性是强度:多高在轴的图表recarbonization饱和发生吗?比较与类比美国土壤,你可能有一个相对巨大的碳增加在西南地区的一个废弃的农场,但由于土壤不是很富碳不大量增加绝对值。在中西部地区,有可能只有一个小相对增加,但增加可能更在总比在西南。这些只是细微差别要记住当我们看这个在全球范围内。
这些细微差别是本质上的不确定性。农田土壤碳反应放弃很复杂,太多的细节,不幸的是它没有被研究过。我们需要减少这些不确定性recarbonization潜在的更好理解。这是说起来容易做起来难,因为我们不仅有这些时态数据的不确定性,但我们也有空间的不确定性。我们没有很好的过去和现在的地图post-agricultural风景。
问:这种潜在post-agricultural土地的使用可以实现全球粮食供应不危险吗?如何平衡这些需求?
报考:是否利用post-agricultural土地碳封存可以实现在不危及全球粮食供应,以及如何平衡这些需求,我们最近的研究提供了有价值的见解。
当然,挑战在于平衡气候缓解农田恢复和不断增长的全球人口的粮食安全。废弃农田代表碳封存的机会而不影响活动的农业用地。然而,可用的废弃耕地面积不足使自己对减缓气候变化产生重大影响。
因此,我们的建议还强调收盘收益率差距的重要性,其中包括增加作物产量每公顷理论极限。这将使我们能够保持甚至增加全球粮食产量仅使用当前耕地的一小部分,允许剩下的土地致力于减缓气候变化的努力。这一战略的实现,我们估计,超过一半的土壤碳的数量失去了到目前为止由于农业可以恢复,同时确保世界人口的粮食安全。
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