点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:重新规划农田可减少20年碳排放
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

重新规划农田可减少20年碳排放

来源:中国科学报2022-03-15 09:23

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  科学家绘制了一幅地图,显示了世界上主要粮食作物应该种植在哪里,从而最大限度提高产量,并把对环境的影响降至最低。这将捕获大量的碳,增加生物多样性,并将淡水的农业使用量减少为零。相关成果3月10日发表于《自然通讯—地球与环境》。

  重新设计的世界农业地图包括美国中西部玉米带周围和非洲撒哈拉沙漠以南的大片新耕地,而欧洲和印度的大片农田被恢复为自然栖息地。

  重新设计(假设高投入、机械化耕作)将使土地恢复至自然森林状态,从而将全球农田的碳排放量减少71%。这相当于目前20年的二氧化碳净排放量。树木在生长过程中会吸收碳,而且与作物相比,还能使土壤固定更多的碳。

  在这种优化情境下,农作物生产对世界生物多样性的影响将减少87%。这将大大降低许多物种的灭绝风险,而农业是这些物种面临的主要威胁。研究人员表示,农田将很快恢复到自然状态,通常在几十年内恢复其原始碳储量和生物多样性。

  通过在雨水能满足生长所需的地方种植作物,重新设计将完全消除对灌溉的需求。农业用水目前占全球淡水使用量的70%左右,导致了许多干旱地区的饮用水短缺。

  研究人员使用了包括小麦、大麦和大豆在内的当前25种主要作物的全球种植面积图,这些作物的种植面积占全球耕地面积的3/4以上。他们建立了一个数学模型,研究在保持每种作物总体产量水平的情况下,在全球范围内分配这些耕地的所有可能方式。这使研究人员确定了对环境影响最小的方案。

  “在许多地方,农田已经取代了含有大量碳和生物多样性的自然栖息地,并且那里的作物长得并不太好。如果让这些地方‘重生’,并将农业生产转移到更适合的地区,我们将很快看到环境效益。”德国波茨坦气候影响研究所研究员、论文第一作者Robert Beyer说。

  之前的研究已经确定了生态恢复的优先领域,但这是第一次规划转移农业用地,从而在不损害粮食安全的情况下实现长期环境效益的最大化。

  显然,全球农田的完全迁移目前还不能付诸实践,但科学家说,他们的模型强调了目前农业生产力非常低下的地方有潜力成为生物多样性和碳储存的热点地区。

  “目前实施整个设计方案是不现实的。但即使只迁移一小部分耕地,把重点放在种植作物效率最低的地方,环境效益也将是巨大的。”Beyer说。

  该研究发现,无论气候以何种方式变化,在本世纪末之前,耕地的最佳分配方式都不会发生多大变化。

  研究人员强调,重新安置农田的方式必须在经济和社会上为人们所接受。他们列举了一些补贴休耕计划的例子。这些计划给予农民财政补贴,让他们为了环境效益而休耕部分土地,并鼓励他们在更合适的地点耕作。

  该模型还根据土地的耕种方式生成了另一幅全球分布图——从先进的全机械化生产(高产作物品种、最优的化肥和农药应用)到传统的以自给自足为基础的有机农业。研究发现,即使将相对不集约的耕作方式重新分配到最佳地点,也将大大减少对碳和生物多样性的影响。 (文乐乐)

  相关论文信息:

  https://doi.org/10.1038/s43247-022-00360-6

  《中国科学报》 (2022-03-15 第2版 国际)

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 黄河2026年主汛期前调水调沙启动

  • 在中国最高城守望“天路”

独家策划

推荐阅读
瑞典哥德堡大学和查尔姆斯理工大学研究团队在人工智能(AI)应用方面取得新成果,教会一款名为SmartTrap的AI系统使用光学镊子,从而让光镊实现了全自动运行。光镊是一种利用高度聚焦的激光束来操控微小物体的技术,其操作对象包括单个DNA分子、活细胞以及其他直径远小于发丝的微观粒子。
2026-06-23 09:40
“十五五”规划纲要提出,建立健全数据产权、流通利用、收益分配、安全治理等数据要素基础制度。
2026-06-23 09:38
上午9时,随着小浪底水利枢纽3个闸门徐徐升起,巨大水流喷涌而出,在空中形成层叠奔涌的排浪,轰鸣着冲向水面——2026年度黄河调水调沙正式启动。
2026-06-23 09:35
2026年,发布《高端科学仪器创新发展行动计划》,推进“AI+”赋能仪器创新,鼓励建设全自动“黑灯”实验室等前沿科研新范式……灵心巧手(北京)科技有限公司联合创始人左家平举起一款灵巧手向记者介绍:“我们最轻的灵巧手只有370克,但它能提起50公斤重物。
2026-06-23 09:34
中国散裂中子源科学中心与港澳8所高校合作共建大湾区首台同步辐射光源,所有谱仪面向港澳全面开放,港澳用户完成实验课题超过100项,产出系列重要成果。据了解,2025年,“深圳-香港-广州”创新集群首次跃居全球创新指数第一,“澳门-珠海”集群连续两年入围全球百强,国际科技创新中心地位进一步凸显。
2026-06-23 09:30
准确来说,“原位纳米晶限域”是一种让晶体在生长过程中“长得好又长不大”的精细调控技术。科学家在材料结晶前,预先混入一种可聚合配体,它在晶体刚冒头时原位形成一张分子级的“网”,网眼便是晶体生长的唯一空间。
2026-06-23 09:29
这就是“管中窥豹”的困境,也是当前AI辅助荧光成像面临的核心难题。团队的解决思路颇具巧思:提出了一种全新的通用型荧光成像复原网络LargePNet。
2026-06-22 09:45
6月20日,中技船舶首批9艘新能源船舶集中试航仪式在广西南宁港举行。9艘船舶包含无人驾驶智慧船、商用作业船、民用休闲船,适配执法巡逻、景区观光等各类场景,助力内河航运绿色转型。新华社发
2026-06-22 09:44
法国“科技万岁”科技创新展6月20日在巴黎闭幕。法国“科技万岁”科技创新展创立于2016年,是科技创新和初创企业的重要展示平台。图为一名男子在“科技万岁”科技创新展上体验VR设备。新华社发
2026-06-22 09:44
英国《新科学家》周刊网站在近日的报道中指出,科学家正奋力探索多条有望恢复听力的道路,新一代治疗技术正在集中爆发。对于重度或极重度听力损失者,人工耳蜗植入也能极大改善他们的生活质量。
2026-06-22 09:44
在全球产业链、供应链面临复杂性和不确定性的背景下,第四届中国国际供应链促进博览会(以下简称“链博会”)如期而至。本届链博会首次设立人工智能专区以及升级的“数智科技链”,让联合国贸易和发展会议资深经济学家梁国勇高度期待。
2026-06-22 09:44
历时8年、由全球多个机构38位科学家共同完成的一项国际研究发现,线粒体并非通过简单扩散为细胞核提供能量,而是铺设“专线”供能,即通过一种此前未知的直接物理连接将能量分子定向输送至细胞核。
2026-06-18 10:33
近日,2026年上海国际养老、辅具及康复医疗博览会落幕。本次展会直观印证,人工智能既是夯实基础养老保障的务实抓手,更是释放银发经济增长潜力的核心引擎。
2026-06-18 10:32
奇索姆不会中文,叶子不会英文,但这并没有妨碍两人在短短几分钟内就交上了朋友,她们的“秘密武器”正是人工智能(AI)。
2026-06-18 10:29
高精度感知技术如何打破实验室的“围墙”,深度融入我们的日常生活?答案,就藏在量子科技与芯片工程的交汇点——让量子“住”进芯片。
2026-06-18 10:28
如各大顶尖研究型高校一样,数学学科的全球竞争力需要长期稳定的支持,时间会证明数学研究和人才培养的后劲十足。
2026-06-18 10:24
与依赖相对固定会话管理结构的传统5G核心网络不同,新技术引入AI驱动的预测与控制能力,可根据不同业务需求实时优化会话管理、数据传输路径和服务质量,实现网络资源的动态调度。未来,团队还计划开发支持低轨卫星通信的核心网与传输网融合技术,构建融合业务、计算和网络的新一代6G核心架构。
2026-06-17 09:32
荷兰阿姆斯特丹大学医疗中心研究人员宣布,他们开展的全球首例针对遗传性疾病的体内CRISPR疗法三期临床试验取得成功。这把“剪刀”,为许多遗传性疾病患者剪开了新天地,预示着遗传病治疗或将从“延缓病情”迈向“治愈疾病”的新时代。
2026-06-17 09:28
交通运输是维系国民经济运行的重要基础,在碳排放总量中,交通运输领域占比高、减排难度大。针对水路运输降碳难题,我国正聚焦核心技术攻坚、示范船舶落地、配套体系完善,多措并举突破行业绿色转型壁垒。
2026-06-17 09:23
未来产业培育周期长、市场风险大,单一政策工具难以奏效,必须构建覆盖全生命周期、多元主体协同发力的政策矩阵。未来产业发展涉及面广、风险点多、迭代速度快,必须突破条块分割,构建集中统一、协同高效、安全可控的现代化治理体系。
2026-06-17 09:18
加载更多