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

  • 今天,他们获颁国家最高科学技术奖

  • 沿着埃德加·斯诺的足迹看当代中国

独家策划

推荐阅读
水的氢键强度及动力学过程全量子效应研究:在一滴水中探寻物理之美 在王恩哥看来,物理学研究有一个很大的特点,就是它能把复杂的事情简单化,并且抓住其中最本质的问题——这就是物理学的魅力所在。
2026-07-09 09:51
而这一切的起点,要回到半个世纪前——在中国科学院物理研究所那间废弃的鸡舍里,陈立泉铺开了这张后来冠绝全球的“电动”蓝图。自1981年起,在中国科学院的持续支持下,实验室瞄准真正实用的锂电池,牵头组织并承担了一系列国家重大项目。
2026-07-09 09:51
谈及荣获国家最高科学技术奖,贲德谦虚地说:“这不是我个人的奖,而是所有‘雷达人’的荣誉。从原理探索到技术攻关再到雷达建造,10余载春秋,为了研制代号“7010”的远程相控阵雷达,贲德与团队闯过了一个又一个难关。
2026-07-09 09:50
发展数智经济,通过促进科技创新和产业创新深度融合培育新质生产力。为此,笔者建议,应从要素供给、产业融合、创新转化和制度保障四个方面发力,把数智经济的技术势能转化为新质生产力的发展动能。
2026-07-09 09:50
耄耋之年,她坐着轮椅来到采访室,一身深蓝素装,神情温和。她,就是“七一勋章”获得者、中国工程院院士、中南大学教授钟掘。1960年,钟掘毕业后来到岳麓山下的中南矿冶学院,一头扎进被人称作“傻大黑粗”的冶金机械行业。
2026-07-09 09:49
中国科协第十一次全国代表大会是在“十五五”开局之年召开的一次重要会议,是科协系统和广大科技工作者的一次盛会。实践充分证明,我国科技工作者始终胸怀祖国、服务人民、勇攀高峰、敢为人先,不愧为党和国家充分信赖的优秀队伍和建设科技强国的中坚力量。
2026-07-09 09:49
从安装智能芯片的比赛用球,到协助裁判的视频技术,再到支持百万球迷转运的中国列车……这支“中国队”被美国消费者新闻与商业频道誉为世界杯供应链“不可或缺的一环”。
2026-07-08 10:08
7月7日是小暑节气,恰逢年度“最小太阳”现身天宇。当日凌晨2时左右,地球过远日点,这是一年中地球距离太阳最远的位置,这天观测到的太阳视直径为全年最小。
2026-07-08 10:06
近日,西南石油大学新能源与材料学院光伏材料与技术科研团队传出好消息:其研发的小尺寸超高效叠层太阳能电池光电转换效率接近35%,大幅超越常规太阳能电池的光电转换效率。
2026-07-08 10:04
目前,大连海事大学已与72家行业单位建立联合培养,共建162个专业实践基地、4个工程技术中心,聘任600余名企业导师,真正实现“工程出题、校企共答、产业阅卷”。
2026-07-08 09:52
一生钢铁报国,一生慷慨无私。崔崑院士走了,但他留下的,是钢的筋骨,是火的温度,是一颗永远滚烫的赤子之心。
2026-07-08 09:45
在河北雄安人工智能产业园的一楼展厅里,一台工业机器人正利落地演示货物搬运,机械臂精准而有力;楼上,键盘敲击声此起彼伏,研发人员专注地写着代码。产业园一年前才“开业”,如今已成为人工智能公司发展的产业高地。这里诞生的国内首个处理结构化数据的通用大模型,适用于多个工业场景;这里诞生了便携式颅脑出血检测分析仪,让医学检查更加快捷便利……
2026-07-07 09:44
从“争第一”的局部超越,到“创唯一”的向上突围,再到“守专一”的产业韧性,这三重创新路径相互交织,共同勾勒出中国从“世界工厂”迈向“创新引擎”的壮阔图景
2026-07-07 09:42
近日,在内蒙古阿拉善盟额济纳旗东风镇古日乃嘎查的航天育种试验基地内,曾搭载实践十九号卫星的荒漠肉苁蓉“太空种子”,在地面选育试验中取得关键进展——首批试验植株成功开花。
2026-07-07 09:40
高校专业目录的更新,绝非简单的名称变动,而是立足国家需要、顺应产业发展、面向科技前沿之举。新农科教育已不再是单纯的“种地养猪”,而是要有系统思维和交叉学科背景,特别是打破农学、工学、理学等传统学科壁垒。
2026-07-07 09:39
夏日时节,我们有时会看到湖泊或水库的水面被一层厚厚的绿色“油漆”覆盖,水体浑浊还伴有一股怪味。“这种差异解释了为什么蓝藻水华会出现种群层面的快速崩溃,‘死亡信号’一旦扩散,就会迅速引发整片区域的蓝藻种群崩溃,也解释了为什么蓝藻水华会‘突然消失’。
2026-07-07 09:36
天问二号探测器历经约400天、行程约10亿千米的“追星”之旅,于近日与小行星2016HO3成功交会,到达距离小行星20千米处,开始科学探测。
2026-07-06 10:03
发射节奏加快、组网进程提速……近段时间以来,商业航天领域捷报频传,产业发展动能持续增强。
2026-07-06 09:54
航运活跃,满载着中国经济的蓬勃生机,也给水上交通安全带来更大挑战。今年以来,我国海事部门接连推出新举措,通航管理越来越精细高效。
2026-07-06 09:53
6月25日,科技部党组书记、部长阴和俊作了“建设科技强国支撑高质量发展”专题报告,现以问答形式摘要刊发。
2026-07-06 09:50
加载更多