Sử dụng đất: Sản xuất nhiều lương thực hơn và lưu trữ nhiều carbon hơn

STNN - Tăng gấp đôi sản lượng lương thực, tiết kiệm nước và tăng khả năng lưu trữ carbon - điều này có vẻ mâu thuẫn nhưng hoàn toàn khả thi theo lý thuyết khi xem xét tiềm năng về đặc tính sinh học và vật lý của Trái đất. Tuy nhiên, việc đạt được mục tiêu này đòi hỏi một sự tái tổ chức không gian đất đai một cách mạnh mẽ. Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) và Viện Công nghệ Thông tin Địa lý Heidelberg (HeiGIT) thuộc Đại học Heidelberg. Kết quả nghiên cứu này được công bố trong Tạp chí Học viện Khoa học Quốc gia (PNAS).

• Bí ẩn về sự cộng sinh giúp cung cấp năng lượng thu giữ carbon trên biển
• Biến đổi khí hậu khiến cây cối phát triển nhanh hơn nhưng làm giảm khả năng hấp thụ carbon

Các nhà nghiên cứu từ KIT và HeiGIT đã phát hiện rằng, thay đổi sử dụng đất đai có thể làm tăng cả sản lượng lương thực và khả năng lưu trữ carbon. Ví dụ, việc sử dụng bề mặt Trái đất để sản xuất lương thực (sử dụng đất và tài nguyên tự nhiên để trồng cây, nuôi trồng động vật, và thực hiện các hoạt động liên quan đến sản xuất thực phẩm…) của con người đã thay đổi đáng kể trong những thế kỷ qua. Dân số toàn cầu đang tăng, nhu cầu về lương thực theo đó cũng tăng cao và đòi hỏi việc vận chuyển hàng hoá toàn cầu được thực hiện một cách nhanh chóng trong thời gian ngắn nhất có thể. Tuy nhiên, lịch sử phát triển của các hệ thống sản xuất lương thực không phản ánh tiềm năng sinh thái của các hệ sinh thái của chúng ta.

Nghiên cứu cho thấy rằng, lương thực không được sản xuất ở những nơi diện tích đất được sử dụng có hiệu quả nhất với mức tiêu thụ nước và khí thải CO₂ hợp lý. Thay vào đó, việc phá rừng lấy đất trồng trọt và tưới tiêu cho những bãi cỏ và các cánh đồng khô cằn đang được tiếp tục. Những hoạt động này có tác động tiêu cực tới khả năng cung cấp nước và lưu trữ carbon.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu các cánh đồng, bãi cỏ và thảm thực vật tự nhiên được di chuyển đến nơi chúng được sử dụng sao cho hiệu quả nhất? Và nếu như đồng cỏ chỉ giới hạn trong các khu vực không yêu cầu tưới tiêu thì sẽ ra sao? Để trả lời những câu hỏi này, các nhà nghiên cứu từ KIT và HeiGIT đã kết hợp một mô hình thực vật động và một thuật toán tối ưu hóa để nghiên cứu các kịch bản sử dụng đất đai toàn cầu khác nhau và tác động của chúng.

Sử dụng đất đai được tối ưu hóa sẽ tăng sản xuất lương thực lên trên 80% và khả năng lưu trữ CO₂ lên trên 3% 

Các nhà nghiên cứu đã mô phỏng việc sử dụng đất đai được tối ưu hóa cho các điều kiện khí hậu theo một kịch bản lạc quan cùng một kịch bản thực tế hơn về biến đổi khí hậu hiện tại trong tương lai gần và xa (từ năm 2033 - 2042 và từ năm 2090 - 2099). Kết quả cho thấy, chỉ việc tái tổ chức không gian đất đai đã làm tăng sản xuất lương thực trung bình lên 83%, tăng khả năng cung cấp nước lên 8% và tăng khả năng lưu trữ CO₂ lên 3%. Mức tăng này thậm chí sẽ còn cao hơn nếu một trong ba tham số được ưu tiên hơn hai tham số còn lại.

"Nghiên cứu của chúng tôi chỉ tập trung vào tiềm năng vật lý và sinh học như cơ sở cho việc sử dụng đất đai để xem xét các mục tiêu xung đột tốt hơn", Tiến sĩ Anita Bayer từ KIT's Campus Alpine ở Garmisch-Partenkirchen nói. "Chúng tôi đã phát hiện ra rằng, thực sự có những khu vực mà sử dụng đất đai theo cách cụ thể sẽ có lợi hoặc tối ưu hơn." Theo nghiên cứu, những khu rừng nhiệt đới và rừng phương Bắc phải được bảo tồn hoặc trồng lại do khả năng lưu trữ CO₂ tuyệt vời của chúng, thay vì sử dụng làm đất trồng cấy hoặc bãi cỏ. Các khu vực thuộc vĩ độ ôn đới phải được sử dụng làm đất trồng cấy thay vì làm đồng cỏ. Điều này sẽ bù đắp cho thiếu hụt về diện tích do việc trồng lại rừng nhiệt đới và rừng phương Bắc. Các thảm thực vật savanna, cánh đồng nhiệt đới và cận nhiệt đới rộng và trống phải được sử dụng làm đồng cỏ và nơi sản xuất lương thực. "Kế hoạch sử dụng đất đai tối ưu này đã được chứng minh là rất ổn định trong nghiên cứu của chúng tôi," Bayer bày tỏ.

Thay đổi chủ ý trong việc sử dụng đất đai

Nghiên cứu cho thấy, thực tiễn tại khu vực khác xa so với mục tiêu tối ưu có thể đạt được theo lý thuyết. Để tận dụng tốt hơn tiềm năng sinh thái học và đồng thời gia tăng sản xuất lương thực, khả năng cung cấp nước và khả năng lưu trữ carbon, cần phải thực hiện các thay đổi sử dụng đất đai quy mô lớn. "Mặc dù những thay đổi về đất đai theo quy mô lớn nghe có vẻ không thực tế, chúng ta nên nhận thức một sự thật rằng, dù gì thì biến đổi khí hậu sẽ luôn đi kèm với những thay đổi lớn về diện tích canh tác," GS. Sven Lautenbach, nhà nghiên cứu của HeiGIT và Viện Địa lý của Đại học Heidelberg cho biết. "Chúng ta không nên để mặc những thay đổi này xảy ra, mà nên cố gắng quản lý dựa trên tiềm năng lý sinh của chúng."

Theo: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231020105714.htm

Minh Huyền