Технологические инновации и инвестиции потребуются для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с сельским хозяйством, до нуля, согласно новой работе младшего сотрудника Карнеги Лоренцо Розы и приглашенного научного сотрудника Паоло Габриэлли. Их выводы были недавно опубликованы в журнале Environmental Research Letters .
«Сейчас на сельское хозяйство приходится около 12% всех глобальных выбросов парниковых газов », — пояснила Роза. «Сельское хозяйство не только вносит значительный вклад в изменение климата , но и является одной из первых жертв его последствий, включая потепление, засуху и изменение характера осадков».
Роза и Габриэлли решили проанализировать различные технологии сокращения количества выбросов парниковых газов, выделяемых сельским хозяйством, чтобы увидеть, как далеко эти инструменты могут продвинуть нас на пути к нулевым выбросам. Сокращение выбросов в сельском хозяйстве является особенно сложной задачей, поскольку большая часть выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве происходит из-за метана и закиси азота , которые имеют гораздо больший потенциал потепления в краткосрочных масштабах, чем двуокись углерода .
Исследователи изучили эффективность различных методов сокращения выбросов парниковых газов в результате сельскохозяйственной деятельности , включая использование альтернативных источников энергии на ферме, более устойчивые удобрения и пестициды, производимые с нулевыми выбросами, управление удобрениями, стратегии кормления и разведения для сокращения поголовья. выбросы метана и альтернативные методы выращивания риса, сводящие к минимуму рост микробов, производящих метан, в затопленной почве.
По словам Розы и Габриэлли, стратегии декарбонизации сельского хозяйства в значительной степени зависят от использования безуглеродных источников энергии. Их успешное внедрение повлечет за собой интеграцию систем возобновляемой энергии в работу ферм и разработку устойчивых методов производства удобрений, пестицидов и других соответствующих химикатов. Внедрение разумных и устойчивых методов орошения имеет решающее значение не только для повышения устойчивости водных ресурсов, но и для сокращения потребления энергии и выбросов метана, связанных с выращиванием риса.
Роза и Габриэлли обнаружили, что технология может помочь фермерам снизить выбросы парниковых газов в сельском хозяйстве на 45%. Однако для достижения нулевых выбросов углерода потребуются стратегии удаления углекислого газа, которые являются дорогостоящими и в настоящее время широко не используются.
Подходы, которые они сочли особенно многообещающими, включают сочетание устойчивого использования биоэнергии и методов, улавливающих выбросы этих источников энергии в долгоживущих геологических формациях. Другой благоприятной возможностью была идея ускорения естественного процесса эрозии горных пород, который также удаляет углекислый газ из атмосферы. Вместе такие технологии могут превратить сельское хозяйство из сектора, который выбрасывает углерод в атмосферу, в сектор, который его забирает. В исследовании также обсуждаются новые технологии, выходящие за рамки традиционного сельского хозяйства, такие как удаление метана и производство некоторых продуктов без ферм.
Однако Роза и Габриэлли указали, что необходимы дополнительные исследования, чтобы сделать эти тактики доступными и масштабируемыми, а также понять их более широкое влияние.
«Инновации в ирригации и удобрениях повысили урожайность сельскохозяйственных культур во всем мире, но это увеличение производства игнорирует климатические последствия стратегий, от которых оно зависит», — сказал Габриэлли. «По мере увеличения потепления становится все труднее производить достаточно пищи для растущего населения , и потребуются новые подходы, учитывающие смягчение последствий изменения климата».
По словам Розы и Габриэлли, устойчивые методы ведения сельского хозяйства могут также повысить энергетическую безопасность , уменьшить нехватку воды и уменьшить биоразнообразие. нулевые выбросы от сельского хозяйства. Однако они указали, что для успеха потребуются междисциплинарные усилия, включающие науку о растениях, гидрологию, инженерию, экономику и политологию.
Роза присоединилась к Карнеги в прошлом году в качестве штатного сотрудника — престижной программы, призванной дать молодым ученым свободу и независимость для проведения смелых и нетрадиционных исследований. Его общая исследовательская программа направлена на то, чтобы понять проблемы сельского хозяйства, связанные с изменением климата, и оценить различные способы повышения устойчивости сельского хозяйства. Во время работы в Карнеги его усилия включали анализ стратегий орошения, методов удержания влаги в почве и потребностей в хранении воды, а также оценку решений по сокращению углеродного следа производства удобрений.
