Низкотехнологичные способы улучшения качества почвы на фермах и пастбищах по всему миру могут вывести значительное количество углерода из атмосферы и замедлить темпы изменения климата, согласно новому исследованию Калифорнийского университета в Беркли.
Исследователи обнаружили, что хорошо зарекомендовавшие себя методы управления сельским хозяйством, такие как посадка покровных культур, оптимизация выпаса скота и посев бобовых на пастбищах, если они будут внедрены во всем мире, могут улавливать достаточное количество углерода из атмосферы и сохранять его в почве, чтобы сделать значительный вклад в достижение международных целей глобального потепления.
Их первоначальная цель состояла в том, чтобы определить, могут ли такие методы снизить глобальную температуру по крайней мере на 0,1 градуса Цельсия (0,18 градуса по Фаренгейту). Это составляет одну десятую от цели Межправительственной группы экспертов по изменению климата по ограничению среднего глобального повышения температуры в период с настоящего момента до 2100 года до 1 градуса Цельсия (1,8ºF), или на 2 градуса Цельсия (3,6ºF) выше температуры до промышленного революция.
В сочетании с агрессивным сокращением выбросов углерода - лучшим сценарием для ограничения потепления из-за изменения климата - исследование показало, что улучшение управления сельским хозяйством может снизить глобальные температуры на 0,26 градуса Цельсия - почти на полградуса по Фаренгейту - к 2100 году.
"Как человек, который долгое время работал над секвестрацией углерода, у меня всегда был этот вопрос в глубине души: "Повлияет ли секвестрация в почве на изменение климата в глобальном масштабе?" - сказал старший автор исследования Уэнди Сильвер, профессор экологических наук, политики и менеджмента в Калифорнийском университете в Беркли.«Мы обнаружили, что существует широкий спектр практик, которые можно развертывать в больших масштабах и которые могут оказать заметное влияние во всем мире. Главный вывод заключается в том, что мы знаем, как это сделать, это достижимо».
Добавляя биоуголь, спорную добавку к почве, по сути, древесный уголь, полученную путем сжигания растительных остатков в бескислородной среде, эти методы могут компенсировать еще большее потепление, потенциально до 0,46 градуса Цельсия (0,7ºF).
Оговорка, по словам Сильвера, заключается в том, что это «достижимо только в том случае, если вы соедините секвестрацию с агрессивным сокращением выбросов». Если концентрация углерода в атмосфере увеличивается, то секвестрация становится менее эффективной при снижении температуры. Нам пришлось бы извлекать гораздо больше углерода, чтобы добиться такого же сокращения.
Она и ее коллеги, включая ведущего автора Аллегру Майер, аспирантку Калифорнийского университета в Беркли, опубликуют свои выводы 29 августа в онлайн-журнале Science Advances.
Накопление углерода в почве
МГЭИК установила цели по сокращению выбросов углерода, чтобы ограничить среднее глобальное потепление в 2100 году на 2 градуса Цельсия («3,6 °F») выше средних глобальных температур до промышленной революции, или около 1760 года. Земля уже на полпути к этому предел, потеплев на 1 градус Цельсия с 1880 года.
Сильвер изучает различные способы улавливания углерода в почве, включая компостирование, чтобы удалить часть углекислого газа из атмосферы и замедлить потепление планеты, вызванное парниковым эффектом.
Для нового исследования Сильвер, Майер и их коллеги - Зик Хаусфатер из Группы энергетики и ресурсов Калифорнийского университета в Беркли и Эндрю Джонс из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли - использовали глобальные данные о подходах к управлению сельским хозяйством, которые, как уже известно, увеличивают содержание углерода в почве. хранилище, а также модель климата, которая определила потенциальное воздействие на климат, если бы эти подходы получили широкое распространение.
Они первоначально подсчитали, сколько углерода необходимо будет изолировать из атмосферы в почву, чтобы снизить температуру до 0.1 градус Цельсия по четырем различным сценариям, от обычных выбросов до 2100 г. до агрессивного сокращения выбросов углекислого газа. Они подсчитали, что для наиболее агрессивного сценария сокращения почвы должны будут поглощать около 0,68 петаграммов углерода в год во всем мире, или 750 миллионов тонн США. Это эквивалентно 2,5 петаграммам углекислого газа. Один петаграмм равен 1015 или миллиону миллиардов граммов.
Их метаанализ существующих исследований методов управления земельными ресурсами показал, что улучшение качества почвы может достичь и даже превзойти эту цель, в основном за счет улучшения деградированных сельскохозяйственных и пастбищных угодий, которые используются, но производят меньше, чем оптимально. Улучшенное управление имеет тенденцию к увеличению биомассы сельскохозяйственных культур, травы и их корневых систем за счет улавливания углекислого газа посредством фотосинтеза, что приводит к большему накоплению углерода в почве.
Это очень часто используемые подходы, хотя люди не используют их для улавливания углерода - они делают это по другим причинам. Каждый раз, когда вы увеличиваете органическое содержание почвы, вы, как правило, повышаете плодородие, водоудерживающую способность, устойчивость, уменьшаете эрозию и общую устойчивость к изменению климата», - сказал Сильвер, биогеохимик, заведующий кафедрой лесного хозяйства и устойчивого развития Руди Гра. «Улавливание углерода - это дополнительное преимущество».
Исследователи не рассматривали новые методы, такие как компостирование, которые не так широко изучены, а также не учитывали эффект улучшения почвы на заброшенных землях, которые могут еще больше увеличить секвестрацию углерода в почве. Более новые климатические модели также могут моделировать, как изменится поглощение углерода по мере повышения температуры и изменения характера осадков.
«Цель нашей статьи заключалась в том, чтобы изучить температурный эффект внедрения существующих низкотехнологичных технологий, уже применяемых в сельском хозяйстве, как в развивающихся, так и в развитых странах», - сказал Майер. «Теоретически может быть немедленное и широкое внедрение многих из этих практик."
С жесткими целями по выбросам улучшенное управление земельными ресурсами может ежегодно удалять из атмосферы около 1,78 петаграммов углерода, а добавление биоугля в смесь может увеличить ежегодный уровень секвестрации до 2,89 петаграммов.
"Сельское хозяйство часто изображается как злодей в изменении климата", сказал Сильвер. «Что интересно, так это то, что сельское хозяйство не только может внести свой вклад в решение проблемы, но и сделать это таким образом, что оно действительно улучшит сельскохозяйственные почвы».
Проект финансировался Фондом семьи Ратманн при дополнительной поддержке Управления науки Министерства энергетики США.