Потенциал земли

Sep 10, 2023

Связь Земля и окружающая среда, том 4, Номер статьи: 39 (2023 г.) Цитировать эту статью

4815 Доступов

2 цитаты

9 Альтметрика

Подробности о метриках

Естественное восстановление растительности, облесение и выращивание лигноцеллюлозных культур для биоэнергетики, возможно, в сочетании с развивающимися технологиями, такими как улавливание и хранение углерода, являются наиболее распространенными наземными вариантами смягчения последствий изменения климата. Однако они могут конкурировать за землю и угрожать продовольственной безопасности или охране природы. Использование заброшенных пахотных земель для их развертывания может минимизировать эти риски, но связанные с этим потенциалы неясны. Здесь мы сравниваем альтернативные варианты смягчения последствий на суше путем интеграции заброшенных пахотных земель в прошлом и будущем (до 2050 года) с урожайностью биомассы на конкретных участках и выбросами в течение жизненного цикла. Учитывая естественное восстановление растительного покрова в приоритетных районах биоразнообразия и различные меры на оставшихся землях, можно достичь потенциала смягчения последствий в размере 0,8–4,0 ГтCO2-эквивалента в год (2–11% глобальных выбросов CO2 в 2021 году). Облесение, как правило, приносит больше климатических выгод, чем биоэнергетика, но биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода обеспечивает наибольшее смягчение последствий в большинстве мест. В целом, эти результаты дают точную оценку потенциала смягчения последствий от заброшенных пахотных земель и подчеркивают возможности принятия мер по смягчению последствий с учетом конкретного контекста.

Удаление углекислого газа на суше (CDR) является ключевым компонентом сценариев смягчения последствий изменения климата1,2. Биоэнергетика (BE) в сочетании или без него с улавливанием и хранением углерода (BECCS), облесением (AF) и естественным возобновлением растительности (NR) относятся к числу вариантов с наибольшим потенциалом смягчения последствий. Крупномасштабное AF считается недорогим CDR, позволяющим улавливать большую часть антропогенных выбросов CO23,4. Оценки потенциала его секвестрации варьируются от 0,5 до 10,1 ГтCO2 в год (при реалистичных цифрах около 3 ГтCO2 в год)1, с соответствующим увеличением мировых лесных площадей в 2100 году до 1 000 миллионов гектаров (Мга)5. NR является наиболее экономически эффективным экологическим решением6 для охраны природы при улавливании атмосферного углерода7. Примерно за 30 лет крупномасштабного восстановления естественной растительности можно накопить до 1,08 ГтУ в год в надземной биомассе, произрастающей на земельных участках (349 млн га), определенных обязательствами на уровне страны по Боннскому вызову и Парижскому соглашению8. BE не является вариантом CDR, но он может способствовать смягчению последствий изменения климата за счет сокращения выбросов за счет замены ископаемого топлива. BECCS, технология, которая все еще находится на предкоммерческой стадии и не развернута в больших масштабах, представляет собой вариант CDR, который одновременно обеспечивает энергию и отрицательные выбросы9,10,11. Потенциал смягчения последствий BECCS в 2100 году оценивается в 0,4–11,3 ГтCO2/год, при этом 0,4–5 ГтCO2/год определяется как вероятный устойчивый потенциал1. Ожидается, что в рамках всех общих социально-экономических путей (SSP)12,13,14,15,16,17 в 2050 году BE будет поставлять 38–310 ЭДж/год первичной энергии. BECCS приобретает значение в будущих сценариях, которые сильно зависят от о технических решениях по смягчению последствий изменения климата. Например, BECCS доминирует над наземными CDR в SSP5: годовая потребность в биомассе лигноцеллюлозных биоэнергетических культур в 2100 году составит около 10 тысяч тонн в SSP5-4,5 и более 20 тысяч тонн в SSP5-2,65.

Для всех вариантов смягчения последствий наличие земли является ключевым препятствием для реализации крупномасштабного потенциала, поскольку конкуренция с производством продуктов питания представляет собой серьезный компромисс18,19. Достижение указанного выше потенциала смягчения последствий требует изменения рациона питания в сторону растительной диеты и повышения эффективности в агропродовольственном секторе, чтобы освободить большие площади пастбищных и пахотных земель от производства продуктов питания и кормов и направить их на реализацию CDR. Таким образом, использование заброшенных пахотных земель для CDR является краеугольным камнем устойчивого смягчения последствий в будущих сценариях20,21,22. На местном уровне заброшенность пахотных земель является результатом, прежде всего, экономических, социальных и политических факторов23,24, а экологические последствия обычно являются положительными25. Заброшенные пахотные земли обычно превращаются в естественные луга или леса26, тем самым изолируя атмосферный CO2 с минимальными затратами27,28. И AF, и BE являются конкурентоспособными альтернативами NR, поскольку заброшенные пахотные земли обычно доступны по сравнению с более отдаленными районами и не требуют интенсивной подготовки территории. При устойчивом управлении многолетние травы, выращиваемые для биоэнергетики и облесения, могут принести значительные сопутствующие выгоды по сравнению с пахотными землями, такие как увеличение биоразнообразия, снижение загрязнения, улучшение здоровья почвы, более высокая водоудерживающая способность и региональное охлаждение6,29,30.