科學(xué)家們近日繪制了一張地圖，顯示了世界上主要糧食作物的種植地點(diǎn)，以實現(xiàn)產(chǎn)量最大化和環(huán)境影響最小化。這將捕獲大量的碳，增加生物多樣性，并將農(nóng)業(yè)對淡水的使用減少到零。

重新設(shè)想的世界農(nóng)業(yè)地圖包括美國中西部玉米帶周圍和撒哈拉沙漠下面的許多主要農(nóng)作物的大片新耕地。歐洲和印度的大片農(nóng)田將被恢復(fù)為自然棲息地。

重新設(shè)計--假設(shè)是高投入的機(jī)械化耕作--將使全球農(nóng)田的碳影響減少71%，允許土地恢復(fù)到其自然的森林狀態(tài)。這相當(dāng)于捕獲了我們目前20年的二氧化碳凈排放量。樹木在生長過程中捕獲碳，也能使土壤比種植作物時捕獲更多的碳。

在這種優(yōu)化的情況下，作物生產(chǎn)對世界生物多樣性的影響將減少87%。這將極大地減少許多物種的滅絕風(fēng)險，而農(nóng)業(yè)對這些物種是一個主要的威脅。研究人員說，農(nóng)田將迅速恢復(fù)到其自然狀態(tài)，通常在幾十年內(nèi)恢復(fù)其原始碳儲量和生物多樣性。

重新設(shè)計將完全消除對灌溉的需求，通過在降雨提供它們生長所需的所有水的地方種植農(nóng)作物。目前，農(nóng)業(yè)約占全球淡水使用量的70%，這導(dǎo)致了世界上許多干旱地區(qū)的飲用水短缺。

研究人員使用了25種主要作物的當(dāng)前種植區(qū)的全球地圖，包括小麥、大麥和大豆，這些作物共占全球耕地的四分之三以上。他們開發(fā)了一個數(shù)學(xué)模型，研究在全球范圍內(nèi)分配這些耕地的所有可能方式，同時保持每種作物的總體生產(chǎn)水平。這使他們能夠確定對環(huán)境影響最小的方案。

該研究報告于2022年3月10日發(fā)表在《自然通訊：地球與環(huán)境》雜志上。

“在許多地方，耕地已經(jīng)取代了含有大量碳和生物多樣性的自然棲息地--而且作物在那里甚至生長得并不理想。如果我們讓這些地方再生，并將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到更適合的地區(qū)，我們將很快看到環(huán)境效益，”Robert Beyer博士說，他曾是劍橋大學(xué)動物學(xué)系的研究員，是這項研究的第一作者。Beyer現(xiàn)在在德國的波茨坦氣候影響研究所（PIK）工作。

以前的研究已經(jīng)確定了生態(tài)恢復(fù)的優(yōu)先區(qū)域，但這是第一次繪制農(nóng)業(yè)用地搬遷圖，以便在不影響糧食安全的情況下實現(xiàn)長期環(huán)境效益最大化。

雖然在全球范圍內(nèi)完全遷移耕地顯然不是一個目前可以付諸實施的方案，但科學(xué)家們說，他們的模型強(qiáng)調(diào)了目前耕地非常不具生產(chǎn)力的地方，但有可能成為生物多樣性和碳儲存的熱點(diǎn)。

采取簡化的方法，只在國家邊界內(nèi)而不是在全球范圍內(nèi)重新分配耕地，仍將帶來巨大的好處：全球碳影響將減少59%，生物多樣性影響將比目前低77%。

第三種更現(xiàn)實的選擇是只在全國范圍內(nèi)遷移最糟糕的25%的耕地，這將導(dǎo)致所有耕地的最佳遷移效益的一半。

“目前，實施這整個重新設(shè)計是不現(xiàn)實的。但是，即使我們只遷移世界上一小部分耕地，把重點(diǎn)放在種植作物效率最低的地方，環(huán)境效益也是巨大的，”Beyer說。

該研究發(fā)現(xiàn)，無論氣候以何種具體方式變化，在本世紀(jì)末之前，耕地的最佳分布將變化不大。

“最佳的耕地位置不是移動的目標(biāo)?！闭撐牡馁Y深作者、劍橋大學(xué)動物學(xué)系的Andrea Manica教授說：“在目前的氣候條件下，環(huán)境足跡低、作物產(chǎn)量高的地區(qū)在未來仍將是最佳的?！?/div>