Nghiên cứu về sử dụng đất để sản xuất nhiều lương thực hơn và lưu trữ nhiều carbon hơn

Các nhà nghiên cứu từ KIT và HeiGIT nhận thấy rằng thay đổi sử dụng đất có thể tăng cả sản xuất lương thực và khả năng lưu trữ carbon. Tuy nhiên, các hệ thống sản xuất lương thực phát triển trong lịch sử không phản ánh tiềm năng của hệ sinh thái. Nghiên cứu cho thấy thực phẩm không được sản xuất ở những nơi hiệu quả nhất về sử dụng diện tích, tiêu thụ nước và phát thải CO2. Thay vào đó, nạn phá rừng vẫn tiếp tục diễn ra để lấy đất trồng trọt, đồng cỏ và những cánh đồng khô cằn đang được tưới tiêu. Những hoạt động này có tác động tiêu cực lớn đến nguồn nước và khả năng lưu trữ carbon.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu các cánh đồng, đồng cỏ và thảm thực vật tự nhiên được chuyển đến nơi hiệu quả nhất? Điều gì sẽ xảy ra nếu đất trồng trọt bị hạn chế ở những khu vực không cần tưới tiêu rộng rãi? Để trả lời những câu hỏi này, các nhà nghiên cứu từ KIT và HeiGIT đã kết hợp mô hình thảm thực vật động với thuật toán tối ưu hóa để nghiên cứu các kịch bản sử dụng đất toàn cầu thay thế và tác động của chúng.

Việc sử dụng đất được tối ưu hóa sẽ tăng sản lượng lương thực lên hơn 80% và khả năng lưu trữ CO2 trung bình thêm 3%

Các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa việc sử dụng đất được tối ưu hóa cho các điều kiện khí hậu theo một kịch bản lạc quan và một kịch bản biến đổi khí hậu thực tế hơn hiện nay trong tương lai gần và xa (2033 đến 2042 và 2090 đến 2099). Kết quả: Chỉ riêng việc tổ chức lại không gian sẽ tăng sản lượng lương thực lên trung bình 83%, lượng nước sẵn có tăng 8% và khả năng lưu trữ CO2 thêm 3%. Mức tăng này thậm chí còn cao hơn nếu một trong ba tham số được ưu tiên hơn hai tham số còn lại.

Tác giả đầu tiên của nghiên cứu, Tiến sĩ Anita Bayer từ Cơ sở Alpine của KIT ở Garmisch-Partenkirchen, cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi chỉ đề cập đến tiềm năng sinh lý làm cơ sở cho việc sử dụng đất nhằm xem xét các xung đột mục tiêu tốt hơn nhiều. Chúng tôi thấy rằng thực sự có những khu vực mà việc sử dụng đất nhất định sẽ có lợi hoặc tối ưu. Theo nghiên cứu, các khu rừng nhiệt đới và phương bắc sẽ phải được bảo tồn hoặc trồng lại rừng do khả năng lưu trữ CO2 tuyệt vời của chúng thay vì được sử dụng làm đất trồng trọt hoặc đồng cỏ. Điều này sẽ bù đắp cho sự mất mát diện tích do việc trồng lại rừng nhiệt đới và phương bắc. Các thảo nguyên và đồng cỏ nhiệt đới và cận nhiệt đới rộng lớn sẽ phải được sử dụng làm đồng cỏ và sản xuất lương thực. Bayer cho biết: “Kế hoạch sử dụng đất tối ưu này tỏ ra rất ổn định trong nghiên cứu của chúng tôi”.

Nghiên cứu cho thấy rằng thực tiễn khu vực rất khác so với mức tối ưu có thể đạt được về mặt lý thuyết. Cần phải có những thay đổi lớn về sử dụng đất để tận dụng tốt hơn tiềm năng, đồng thời tăng cường sản xuất lương thực, nguồn nước và khả năng lưu trữ carbon. Giáo sư Sven Lautenbach, nhà nghiên cứu của HeiGIT và Viện Địa lý của Đại học Heidelberg, cho biết: “Mặc dù những thay đổi lớn về sử dụng đất như vậy có vẻ không thực tế, nhưng chúng ta nên biết thực tế là biến đổi khí hậu dù sao cũng sẽ liên quan đến những thay đổi lớn về diện tích canh tác. Chúng ta không nên để những thay đổi này xảy ra mà hãy cố gắng quản lý chúng có tính đến tiềm năng”.

Giáo sư Almut Arneth từ Phòng Nghiên cứu Môi trường Khí quyển của Viện Khí tượng và Nghiên cứu Khí hậu của KIT, Cơ sở KIT'S Alpine ở Garmisch, cho biết: "Đảm bảo cung cấp lương thực toàn cầu là một trong những thách thức lớn của thời đại chúng ta và biến đổi khí hậu sẽ làm trầm trọng thêm vấn đề này ở nhiều khu vực. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rõ ràng rằng bất chấp những thay đổi khí hậu không thuận lợi, việc sử dụng đất tối ưu có thể đồng thời tăng đáng kể năng suất nông nghiệp và hạn chế tiêu thụ diện tích. Điều quan trọng hiện nay là tìm cách thực hiện những thay đổi sử dụng đất có tính đến cả điều kiện và các khía cạnh xã hội”.