Diện tích đất trồng trọt trên toàn cầu có thể giảm gần một nửa do tăng năng suất nông nghiệp

Sơ đồ tổng quan về ba chiến lược tiết kiệm đất khác nhau. Tiết kiệm đất lý sinh (BLS), tiết kiệm đất đồng bộ (ULS) và tiết kiệm đất kinh tế xã hội (SLS). Các chiến lược khác nhau ở giả định về việc duy trì các mô hình canh tác hiện tại (BLS, ULS) so với sự thay đổi của chúng đối với các mô hình canh tác tối ưu hóa lợi nhuận (SLS) và việc thực hiện tiết kiệm đất theo không gian tại các địa điểm có năng suất thấp nhất (BLS), thống nhất trong toàn khu vực tại các vị trí có năng suất cao và thấp (ULS) hoặc các vị trí có lợi nhuận thấp nhất (SLS). Nguồn: DOI: 10.1371/journal.pone.0263063.

Với nhu cầu toàn cầu về các mặt hàng nông nghiệp được sử dụng làm lương thực, thức ăn chăn nuôi và năng lượng sinh học ngày càng tăng, áp lực đối với đất đai ngày càng tăng. Đồng thời, đất đai là nguồn lực quan trọng để giải quyết những thách thức chính của thế kỷ 21 đó là mất đa dạng sinh học và biến đổi khí hậu toàn cầu. Một giải pháp cho cuộc xung đột này có thể là tăng năng suất nông nghiệp và giảm diện tích đất trồng trọt. Trong một nghiên cứu dựa trên mô hình liên ngành, các nhà địa lý của LMU Julia Schneider và tiến sỹ Florian Zabel, cùng với các nhà nghiên cứu từ Đại học Basel và Hohenheim, đã phân tích diện tích đất có thể được tiết kiệm trên toàn cầu thông qua các phương pháp sản xuất hiệu quả hơn và những tác động kinh tế về giá cả và thương mại. Như các tác giả đã báo cáo trên tạp chí PLOS ONE, mô hình của họ cho thấy rằng trong các điều kiện tối ưu hóa, có thể tiết kiệm được gần một nửa diện tích đất trồng trọt hiện tại. Do hiệu quả tăng lên, giá nông sản sẽ giảm ở tất cả các khu vực và sản lượng nông nghiệp toàn cầu sẽ tăng 2,8%.

Schneider nói: “Khởi đầu công việc của chúng tôi có một cuộc tranh luận khoa học về việc bảo vệ đa dạng sinh học ở phương pháp nào tốt hơn, canh tác rộng rãi trên nhiều đất hay thâm canh trên ít đất, ưu và khuyết điểm của từng loại. Trong bối cảnh này, chúng tôi quan tâm đến tiềm năng thực tế của việc lấy đất ra khỏi sản xuất nông nghiệp và những hiệu quả kinh tế mà việc thực hiện tiết kiệm đất như vậy sẽ mang lại”. Để trả lời câu hỏi này, các nhà khoa học đã sử dụng một qui trình dựa trên mô hình lý sinh cây trồng cho 15 loại cây lương thực và năng lượng quan trọng trên toàn cầu để phân tích tiềm năng tiết kiệm đất có thể thu được khi thâm canh nông nghiệp. Đối với phân tích của họ, họ giả định rằng khoảng cách lợi nhuận giữa sản lượng hiện tại và năng suất có thể đạt được có thể đạt tới 80% thông qua các phương pháp canh tác hiệu quả hơn, chẳng hạn như sử dụng phân bón hiệu quả và tối ưu hóa ngày gieo hạt hoặc kiểm soát sâu bệnh hại, khối lượng nông sản tổng thể phải tương ứng với sản lượng ngày nay.

Gần một nửa diện tích đất trồng trọt sẽ là đủ

Các tác giả đi đến kết luận chung rằng trong những điều kiện này, nhu cầu về đất trồng trọt trên toàn cầu hiện nay có thể giảm từ 37 đến 48%. Theo khu vực, tiềm năng tiết kiệm đất khác nhau: ví dụ, ở Châu Âu và Bắc Mỹ, có rất ít tiềm năng tiết kiệm đất, vì canh tác đã được công nghiệp hóa nhiều và mức độ thâm canh là rất cao. Đồng tác giả Zabel cho biết: “Tùy thuộc vào hệ thống canh tác được thiết lập, năng suất tối đa có thể đạt được trong một số trường hợp. Ngược lại, ở các khu vực như Châu Phi cận Sahara, sản lượng hiện tại hầu như thấp hơn nhiều so với mức có thể dựa trên điều kiện môi trường địa phương và với các phương pháp canh tác được tối ưu hóa”. Theo mô phỏng mô hình, trường hợp này cũng xảy ra ở Ấn Độ và một số khu vực của Mỹ Latinh, mặc dù ở một mức độ ít hơn ở châu Phi cận Sahara. Do đó, sản xuất hiệu quả hơn có thể dẫn đến tiềm năng tiết kiệm đất lớn ở những vùng này. Đối với các loại cây trồng riêng lẻ, các nhà nghiên cứu đã xác định tiềm năng tiết kiệm đất đặc biệt lớn, đặc biệt là đối với các loại ngũ cốc như lúa miến và kê, hiện chủ yếu được canh tác bởi nông dân sản xuất nhỏ ở những vùng có khoảng cách năng suất lớn. Tuy nhiên, đối với các loại cây công nghiệp như cọ dầu hoặc mía, vốn đã được trồng rất thâm canh, nên mô hình cho thấy ít tiềm năng tiết kiệm đất. 

Bước tiếp theo, các nhà khoa học đã tích hợp các tiềm năng tiết kiệm đất của khu vực vào một mô hình kinh tế do Đại học Basel và Hohenheim phát triển, nhằm điều tra tác động kinh tế của việc giảm diện tích đất trồng trọt. Schneider nói: “Điều này cho thấy việc sử dụng đất hiệu quả hơn sẽ dẫn đến việc giảm giá ở tất cả các vùng và cho tất cả các loại cây trồng. Ở một số vùng, điều này có thể có tác động tích cực đến an ninh lương thực. Tuy nhiên, các mô phỏng cho thấy hiệu quả tăng lên sẽ thúc đẩy nông dân ở một số vùng tăng sản lượng, làm sản lượng hàng hóa nông nghiệp toàn cầu tăng 2,8%.

Hiệu quả kinh tế mạnh mẽ nhất ở các vùng có áp lực cao về đất đai

Có sự khác biệt lớn về hiệu quả kinh tế của việc tiết kiệm đất giữa các vùng điều tra. Schneider nói: “Đáng ngạc nhiên là chúng tôi phát hiện ra rằng những tác động kinh tế mạnh nhất, tức là những thay đổi lớn nhất về giá cả, sản xuất và dòng chảy thương mại không xảy ra ở những vùng có tiềm năng tiết kiệm đất lớn nhất, mà ở những vùng đông dân cư với áp lực lớn về đất đai, chẳng hạn như ở Malaysia và Indonesia và một số khu vực của Nam Mỹ. Ở những nước này, đất đai đặc biệt khan hiếm và là một nguồn tài nguyên đắt đỏ, do đó chiếm một phần lớn trong tổng chi phí sản xuất”. Thông qua thị trường nông sản toàn cầu hóa và thương mại quốc tế, tác động của tiết kiệm đất có thể được trải nghiệm ở các vùng xa xôi về mặt không gian. Ví dụ: giá giảm trên toàn cầu, có thể dẫn đến tăng nhập khẩu khoảng 30% ở Trung Đông và các vùng của Bắc Phi, khi chúng trở nên rẻ hơn sản xuất trong nước.

Các tiềm năng tiết kiệm đất được tính toán có thể là điểm khởi đầu để đánh giá tiềm năng sử dụng thay thế đất giải phóng, chẳng hạn như hấp thụ carbon thông qua trồng rừng và tái trồng rừng để giảm thiểu biến đổi khí hậu. Bằng cách định lượng tiềm năng hấp thụ carbon trên đất đã được cứu thông qua việc phục hồi thảm thực vật tự nhiên, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng thêm từ 114Gt đến 151Gt CO₂ có thể được cô lập trên đất đã được tiết kiệm. So sánh với lượng khí thải toàn cầu hàng năm hiện vào khoảng 42Gt CO₂. Các lựa chọn khác để sử dụng thay thế đất đã tiết kiệm có thể là trồng cây năng lượng sinh học hoặc bảo vệ đa dạng sinh học, ví dụ bằng cách thiết lập các khu bảo tồn thiên nhiên và các biện pháp tương tự. Schneider nói: “Trong bối cảnh dân số toàn cầu ngày càng gia tăng và cách tiêu dùng và chế độ ăn uống thay đổi, việc mở rộng diện tích đất trồng trọt hiện tại vẫn được thảo luận như một chiến lược để tăng sản lượng nông nghiệp. Nghiên cứu của chúng tôi đã chỉ ra rằng điều này cần được thảo luận một cách nghiêm túc, vì việc sử dụng hiệu quả hơn đất trồng trọt hiện tại có thể giúp giảm áp lực lên tài nguyên đất. Hơn nữa, chúng tôi thấy tầm quan trọng của các phương pháp tiếp cận nghiên cứu toàn cầu và tích hợp, cho phép xác định sự đánh đổi tiềm năng và đồng lợi ích giữa an ninh lương thực, giảm thiểu biến đổi khí hậu và bảo vệ đa dạng sinh học. Do đó, chúng đóng vai trò chính trong việc dung hòa các mục tiêu quan trọng của thế kỷ 21 đó là vì sự phát triển bền vững.

Huỳnh Thị Đan Anh theo Phys.org