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

  • 上海“日新日异”迈向“AI之城”

  • 北京:入伏养生活动进社区

独家策划

推荐阅读
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:54
“北科秀场”也在上演精心打造的10集暑期特辑《科学游戏大冒险》,观众化身“科学侦探”,跟随“科博士”和“科代表”开启跌宕起伏的科学冒险之旅。“北科”系列品牌活动还实现分层培养:3岁至8岁可以在“北科童行”游戏中启蒙,6岁至12岁可在“北科展教坊”探究实践,12岁至18岁可在“北科学堂”完成跨学科进阶。
2026-07-16 09:36
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:35
当钢铁机械遇上童心想象,硬核工业叙事便打破了技术壁垒,在儿童文学中生长出温柔坚韧的力量。开篇岩岩玩积木时爸爸演示的“平行四连杆机构”,最终成为破解矿车转向系统故障的关键,让孩子的奇思妙想对接工业实践。
2026-07-16 09:35
风云卫星的“跨界”应用是中国气象科技对参与我国生态治理与应对全球气候变化挑战,做出的一道“必答题”。更重要的是,风云卫星积累的连续墒情数据,为农作物生长模型构建、气候变化对农业影响分析提供支撑。
2026-07-16 09:34
一个常见误解是,基础研究离市场较远,产业竞争越激烈,越应把资源集中到应用开发和成果转化上。量子信息产业离不开量子力学,人工智能离不开数学、统计学、计算机科学和认知科学,生物制造离不开分子生物学、基因组学和合成生物学,新能源和新材料离不开物理、化学和材料科学。
2026-07-16 09:33
延东煤层气田位于延长县和宜川县境内,是陕西省属企业探明的首个大型深层煤层气田,埋深超2000米,属典型的“自生自储”型深层煤层气藏。
2026-07-15 09:15
中国科学院院士、北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁团队发布了其首创的“化学重编程干细胞”技术的自主实验室应用——智能细胞化学重编程和克隆筛选平台。
2026-07-15 09:15
登记面积达37.7万平方公里,绿水青山有了自己的“户口本”。在生态产品价值实现机制方面,探索建立资源权益指标市场化交易机制、生态保护红线内建设用地腾退指标交易激励机制,实现成本共担、生态效益共享。
2026-07-15 09:14
对于我们抢占科技和产业制高点、牢牢把握发展主动权具有重要意义。发展未来产业,前瞻布局管方向、管长远、管全局,梯度培育管路径、管方法、管落实。
2026-07-15 09:14
在美丽乡村建设过程中,推广绿色生产技术、防治农业面源污染等工作的开展,都离不开专业人才
2026-07-15 09:13
国家气候中心预测,今年主汛期我国气候状况总体偏差,极端天气气候事件偏多,东部地区涝重于旱,有南北两条多雨带,其中北方多雨带位于东北地区、内蒙古东北部、华北、华东北部等地。
2026-07-14 10:27
当前,我国传统产业正向着智能化、绿色化、融合化方向转型,这一过程迫切需要青年技能人才的加入。
2026-07-14 10:23
以生态环境高水平保护支撑经济社会高质量发展,须以绿色化引领数字化,以数字化赋能绿色化。
2026-07-14 10:20
据中国载人航天工程办公室消息,13日,将执行嫦娥七号任务的长征五号遥十四运载火箭安全运抵文昌航天发射场。后续,该火箭将与先期运抵的嫦娥七号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
2026-07-14 09:23
2025年,中国汽车取得了三个“全球第一”:汽车产销全球第一,新能源汽车产销全球第一,汽车出口全球第一——中国汽车,已然领跑全球。
2026-07-14 09:22
“数”“绿”深度融合,推动形成具有良好辐射效应的绿色数字产业集群,实现规模效率变革。“数”“绿”深度融合,提高各创新要素和资源的投入产出比,实现全要素生产率变革。
2026-07-14 09:22
正午时分,天山北坡日头正烈。新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州奇台县老奇台镇二畦村,种植户张国安又下地了。
2026-07-13 10:02
“始终坚持生态优先、绿色发展”,是青海发展的根本遵循。
2026-07-13 10:02
时隔9年,中国超算重返世界第一!不久前举行的国际超算大会上,国家超级计算深圳中心发布新一代“灵晟”超算系统,实测持续性能达到2.19EFLOPS(百亿亿次/秒),成为世界首台持续性能超2EFLOPS的超算系统。
2026-07-13 10:01
加载更多