کشاورزی احیا کننده؛ بازگشت زمین به طبیعت

1402-04-091402-04-09 اخبار روزانه کشاورزی 0 دیدگاه بیوژئوشیمیایی،تخریب خاک،کشاورزی احیا کننده،محیط زیست

پایگاه خبری Da1news: سوء استفاده از زمین و مدیریت نادرست خاک منجر به تخریب گستره وسیعی از خاک ما شده است.

این مقاله به ما توضیح می‌دهد که چگونه سیستم‌های کشاورزی و غذایی جهانی می‌توانند سازگارتر با محیط زیست باشند و نقشی که کشاورزی احیاکننده می‌تواند در این زمینه ایفا کند.
یک سوم کل خاک های جهان تخریب شده است. با توجه به اثرات شدید آن بر چرخه های آب، انرژی و بیوژئوشیمیایی، تخریب انسانی خاک باید در چارچوب مرزهای سیاره ای پیشنهاد شده توسط راکستروم و همکارانش در سال 2009 شناسایی شود. تشدید تخریب خاک ممکن است خدمات حیاتی اکوسیستم را تضعیف کند و حتی خدمات زیانباری ایجاد کند. همچنین درک این نکته مهم است که مشکل شدید و جهانی تخریب خاک ناشی از سوء استفاده از زمین و سوء مدیریت خاک است. رواج و تداوم شیوه‌های کشاورزی مرسوم، فرآیندهای تخریب مانند کاهش کربن آلی خاک (SOC)، کاهش ساختار خاک، تسریع فرسایش خاک، افزایش خطرات شوری، و کاهش فعالیت و تنوع موجودات زنده خاک را تسریع می‌کند. مقاله “جانداران خاک برای خاک سالم و کشاورزی پایدار”). چنین مارپیچ نزولی باید از طریق نوآوری در شیوه های کشاورزی متوقف و معکوس شود، به طوری که کشاورزی به جای یک مشکل اصلی تخریب محیط زیست، راه حل باشد.

چرا ما به یک تغییر پارادایم نیاز داریم

تبدیل اکوسیستم های طبیعی به اکوسیستم های زراعی منبع اصلی افزایش غلظت دی اکسید کربن (CO2) اتمسفر از زمان شروع کشاورزی مستقر بوده است. در مجموع، استفاده از زمین، تغییر کاربری زمین و کشاورزی ممکن است در مجموع 555 گیگاتن (Gt) کربن را از آغاز کشاورزی حدود ده هزار سال پیش در جو منتشر کرده باشند (جدول زیر را ببینید). اکوسیستم های کشاورزی ممکن است تا 133 گیگا تن کربن آلی خاک را از دست داده باشند که اثرات نامطلوبی بر سلامت و عملکرد خاک و تشدید گرمایش جهانی انسان زایی دارد. همانطور که یانگ و تان در سال 2021 بیان کردند، مصرف جهانی کالاهای کشاورزی و جنگلداری، به استثنای سوخت چوب، منجر به از دست دادن 15.6 گیگا تن از زمین C در سال شد که 29 درصد و 25 درصد آن به ترتیب به مصرف گوشت گاو و چوب نسبت داده شد. .

اگرچه بدیهی است که سیستم های غذایی کنونی در پایان دادن به گرسنگی و سوءتغذیه شکست خورده اند و غذای مغذی/سالم و ایمن ارائه نکرده اند – این مورد پیش نیازی برای رسیدن به هدف توسعه پایدار سازمان ملل متحد (SDG) 2 – شیوع گرسنگی و پنهان است. گرسنگی هنوز به عنوان بهانه ای برای جنگل زدایی و تبدیل طبیعت به اکوسیستم کشاورزی، اختلال شدید خاک و شخم بیش از حد، استفاده بی رویه از مواد شیمیایی کشاورزی و گسترش آبیاری مبتنی بر سیل در ارتباط با سیستم های تک کشت مورد استفاده قرار می گیرد.
سلامت خاک، گیاهان، حیوانات، مردم، اکوسیستم‌ها و فرآیندهای سیاره‌ای یکی و غیرقابل تقسیم است.
چنین سیستم هایی سلامت خاک، کاهش تنوع زیستی، کاهش بهره وری زراعی، کاهش بهره وری استفاده از نهاده ها و افزایش فقر روستایی هستند. بنابراین، نیاز به تغییر پارادایم به سمت سیستم‌های کشاورزی پایدار وجود دارد که به جای تخریب سلامت خاک، تغییرات آب و هوایی را کاهش داده و به جای تشدید آن با آن سازگار می‌کنند، به‌جای اینکه منبع گازهای گلخانه‌ای (GHGs) باشند، کشاورزی انتشار منفی را ترویج می‌کنند، و باعث ایجاد زمین می‌شوند. یک غرق بزرگ به جای منبع ذخایر C اتمسفر، و بازگرداندن برخی از زمین ها به طبیعت به جای گسترش سطح زمین تحت اکوسیستم های کشاورزی. بنابراین، اکوسیستم‌های کشاورزی نوآورانه مورد نیاز است که می‌تواند منجر به کربن‌سازی مجدد بیوسفر زمینی (خاک و پوشش گیاهی) به عنوان بستر توسعه پایدار شود. به زبان ساده، کشاورزی باید خاک های تخریب شده را احیا کند و محیط زیست را بهبود بخشد و در عین حال خدمات اکوسیستمی ضروری برای رفاه انسان و حفاظت از طبیعت را تقویت کند. این فرضیه به اصطلاح کشاورزی احیا کننده است که ممکن است یک فراخوان و راه حلی برای دستیابی به سیستم های غذایی پایدار باشد.

تولید بیشتر از کمتر با کشاورزی احیا کننده
کشاورزی احیا کننده (RA) ادغام دو رویکرد متضاد – کشاورزی و تشدید پایدار – تحت یک پرچم است. به عبارت دیگر، این یک فناوری بیومتریک است که مبتنی بر مفهوم تولید بیشتر از کمتر است. این را نباید با کشاورزی بدون نهاده اشتباه گرفت. در واقع، این مفهوم مبتنی بر قانون بازگشت است که می گوید: “موادی که از طبیعت می گیریم باید به همان مکانی که از آن گرفته شده اند بازگردانده شوند”. استراتژی ایجاد یک بودجه کربنی مثبت برای خاک/اکوسیستم است تا ذخایر C زمینی (خاک و پوشش گیاهی) احیا شود و همیشه در روند افزایشی باشد. به دلیل چرخه همراه C با سایر عناصر (نیتروژن، فسفر، گوگرد)، حاصلخیزی کلی خاک باید از طریق ورودی (بازیافت) زیست توده-C به همراه تقویت تثبیت بیولوژیکی نیتروژن بازیابی شود.
در هسته RA اهداف بازگرداندن محتوای مواد آلی خاک (SOM)، تقویت تشکیل خاک جدید و به حرکت درآوردن روند مثبت طبیعت، از جمله سازگاری و کاهش تغییرات آب و هوایی و کاهش سندرم مکرر خشکسالی-سیل است. با کربن‌سازی مجدد خاک‌ها از طریق فتوسنتز، و با شیوه‌هایی که از طبیعت و زیست‌شناسی سرنخ می‌گیرند، RA می‌تواند C اتمسفر را جدا کند و در نتیجه یک گزینه موثر برای پاسخگویی به اقلیم است.
کشاورزی احیا کننده شامل شیوه های کشاورزی مثبت طبیعت خاص سایت است که عملکرد خاک های تخریب شده/تهی شده را بازیابی می کند و کیفیت محیط را بهبود می بخشد. این به طور خاص برای مهار قدرت پیوند غذا-انرژی-آب-خاک (FEWS) طراحی شده است. به گفته رودز (2017)، هدف خاص اتخاذ RA بهبود سلامت خاک و از طریق آن، افزایش کیفیت آب، هوا، تنوع زیستی و بهره‌وری اکوسیستم‌های کشاورزی است. استراتژی کلی جایگزینی مدل کنونی «برداشتن، ساختن، دفع زباله» با رویکرد «کاهش، استفاده مجدد، بازیافت، بازسازی» است (شکل زیر را ببینید). با توجه به رویکرد “یک اندازه متناسب با هیچکدام”، طیف گسترده ای از اقدامات (مانند کشت پوششی، آگرواکولوژی) و نتایج (مانند بهبود سلامت خاک، جداسازی C، افزایش تنوع زیستی یا ترکیبی از هر دو) را می توان تحت عنوان RA گروه بندی کرد. کشاورزی حفاظتی مبتنی بر سیستم (CA) – که در سطح جهانی در حدود 200 میلیون هکتار (M هکتار) انجام می شود – و ادغام محصولات با درختان و دام از جمله اقدامات RA هستند. پرماکالچر، اقتصاد دایره ای، دامپروری پایدار و کشاورزی شهری نیز جزء لاینفک RA هستند.

شواهد علمی برای مزایای کشاورزی احیا کننده

شاخص های کیفیت خاک تحت کشاورزی احیا کننده برای ارزیابی تأثیرات بر خدمات اکوسیستم به طور کلی توسعه یافته است. با این حال، اثرات خاص RA بر محتوای ماده آلی خاک و ذخایر کربن آلی خاک باید در رابطه با اقدامات آب و هوایی کمی تعیین شود. جوردون و همکارانش (2022)، به عنوان مثال، از مدل کربن Rothamsted (Roth C) برای ارزیابی اثرات سه روش RA بر ذخایر SOC استفاده کردند: کشت پوششی، کاهش خاکورزی و چرخش لی مبتنی بر چمن. آنها دریافتند که کشت پوششی ذخیره SOC را به میزان 10 تن کربن در هکتار (t C/ha) طی 30 سال پس از پذیرش در سراسر بریتانیا افزایش داد. ذخایر SOC با 3 تا 16 تن در هکتار برای سیستم‌های کشت‌زاری بسته به طول فاز لی افزایش یافت، اما تغییر کمی در ذخایر SOC تحت سیستم‌های خاک‌ورزی کاهش‌یافته مشاهده شد.
دی اوتالورا و همکارانش (2021) مشاهده کردند که چرای چرخشی احیاکننده گوسفندان شیری 30 درصد بالاتر از چرای مرسوم، ذخیره C و خدمات اکوسیستم خاک سطحی را به دست آورد. کلپل (2020) اهمیت فعل و انفعالات گیاهخوار-گوشتخوار را در رابطه با عملکرد اکوسیستم علفزار و تغذیه انسان ارزیابی کرد و مشاهده کرد که مدیریت احیاکننده چند پدوک (RM) ممکن است برداشت آب آبی و انتشار گازهای گلخانه ای (GHG) را تا 75 درصد نسبی کاهش دهد. به مدیریت سنتی صنعتی کلپل همچنین مشاهده کرد که مقدار قابل توجهی از انتشار CO2eq انسانی را می توان از اتمسفر حذف کرد و توسط خدمات مدیریت RM در خاک جدا شد. هورتون و همکارانش (2021) گزارش کردند که شیوه‌های RA که همراه با اصلاح سیلیکات خاک‌ها برای جداسازی CO2 اتمسفر استفاده می‌شوند، باعث افزایش ذخایر SOC و عملکرد و بهبود ذخیره‌سازی C شد. این شیوه ها شامل RA با شدت کمتر، جنگل کاری، محصولات زراعی انرژی زیستی و غیره است.
انسان ها حدود 150 گونه از حدود 30000 گونه گیاهی خوراکی را در سطح جهان کشت می کنند و اکثر رژیم های غذایی در کل فقط 30 گونه گیاهی را شامل می شوند. بنابراین، استفاده‌های تجاری از محصولات جدید و گیاهان وحشی با منشاء محلی می‌تواند به تنوع سیستم‌های غذایی محلی کمک کند، و سازگاری با محیط‌های متنوعی را که انسان در آن زندگی می‌کند، بهبود بخشد. استدلال می‌شود که شیوه‌های کشاورزی مرسوم مواد مغذی ضروری را از غذا حذف می‌کنند و آن را با مواد شیمیایی آلوده می‌کنند و افزایش می‌دهند. خطرات بیماری های مدرن چندین مطالعه بهبودهایی را در مشخصات غذایی محصولات و دام های پرورش یافته با RA برای رسیدگی به چالش های سلامت انسان ثبت کرده اند. برای مثال، مونتگومری و همکارانش (2022)، گزارش کردند که محصولات گندم در شمال اورگان دارای تراکم ریزمغذی‌های معدنی بالاتری در محصولات کشت شده توسط RA نسبت به محصولات معمولی هستند. آنها همچنین سطوح بالاتری از چربی‌های امگا 3 و نسبت سلامتی مفیدتری از چربی‌های امگا 6 به امگا 3 را در گوشت گاو و خوک که تحت درمان با آرتریت روماتوئید پرورش یافته بودند، یافتند. این اثرات مفید بر غلظت ریز مغذی‌ها و فیتوشیمیایی تحت RA می‌تواند به پیشگیری از بیماری مزمن کمک کند.

بازگشت منابع به طبیعت
بازگرداندن مقداری زمین به طبیعت یکی از معیارهای مهم کشاورزی احیاکننده است. برای پنج میلیارد (B) هکتار زمین تحت کشاورزی (1.5 بایت هکتار زیر زمین زراعی و 3.73 بایت هکتار زیر چرا/ مرتع)، باید برنامه خوبی برای بازگرداندن برخی از زمین ها به طبیعت وجود داشته باشد (جدول زیر را ببینید). هدف کلی این است که تا سال 2100 0.75 بایت هکتار از زمین های زراعی و 2 بایت هکتار از چراگاه ها طبیعی شود. بهبود راندمان مصرف کود و آب آبیاری منجر به کاهش شدید مصرف هر دو و در عین حال افزایش متوسط عملکرد جهانی غلات خواهد شد. برای دستیابی به هدف بهبود راندمان مصرف کود، باید بر کربن، نیتروژن، فسفر و پتاسیم (CPNK) تاکید شود تا فقط NPK، به طوری که افزایش ذخیره C خاک می تواند در طول زمان استفاده از کودهای شیمیایی را کاهش دهد.

علاوه بر این، بهبود سلامت خاک باعث ایجاد خاک های سرکوب کننده بیماری و کاهش نیاز به استفاده از آفت کش ها می شود. ادغام محصولات زراعی با درختان (و دام) باعث افزایش پوشش جنگلی در اکوسیستم های کشاورزی و افزایش ذخایر C زمینی می شود. تغییر سیستم آبیاری سیلابی یا بارانی به آبیاری زیر قطره ای ممکن است سطح زمین مجهز به آبیاری را افزایش دهد و در عین حال کل مصرف آب برای کشاورزی را کاهش دهد.

کاهش دام بسیار مهم است
به طور گسترده اعتقاد بر این است که میانگین جهانی محصول می تواند از طریق اتخاذ شیوه های کشاورزی اثبات شده بیش از دو برابر شود. این استراتژی کاهش سطح زمین زراعی را تا حدود 50 درصد از وسعت فعلی آن امکان پذیر می کند. بر اساس گزارش ها، 25 درصد از سطح زمین به عنوان چراگاه برای پرورش دام استفاده می شود. چرای دام مقدار زیادی C را از مراتع جهانی حذف می کند. در سطح جهان، 35 درصد از کل برداشت محصولات اولیه و 24 درصد از کل بقایای محصولات توسط دام مصرف می شود. علاوه بر این منابع علوفه، دام های جهانی در حال حاضر در حدود 25 درصد از کل زمین های عاری از یخ چرا می کنند، در حالی که قبل از شروع انقلاب صنعتی تنها دو درصد بود.

در حال حاضر، زیست توده جهانی دام پستانداران 67 درصد بیشتر از انسان، 1329 درصد بزرگتر از تمام پستانداران وحشی و 318 درصد بزرگتر از کل زیست توده پستانداران است که 100000 سال پیش توسط زمین پشتیبانی می شد. بنابراین، ارزیابی عینی زمین‌های چرا و صرفه‌جویی در بخشی از آن برای طبیعت با کاهش جمعیت دام (از طریق تغییر در رژیم غذایی انسان) برای انسان در هماهنگی با طبیعت حیاتی است.

محرک های تغییر برای تبدیل علم به عمل
ارتقاء جهانی شیوه های RA مستلزم درک آنچه مدیران زمین را برای اتخاذ آنها ترغیب می کند. بر اساس مطالعه ای در نیو ساوت ولز، استرالیا، گاسنل (2022) به این نتیجه رسید که، همراه با تجربیات مثبت با میکروبیوم، تجربیات منفی با مواد شیمیایی کشاورزی در ترکیب با افزایش هزینه ها و کاهش نتایج، انگیزه های مهمی برای ایجاد تحول مطلوب در جهت ارتقاء مقیاس هستند. تمرینات RA مداخلات سیاستی برای تشویق کشاورزان از طریق پرداخت برای خدمات اکوسیستم گزینه دیگری است. پتانسیل فنی ترسیب کربن آلی در خاک‌های سراسر جهان حدود 2.5 گیگا تن در سال یا 25 درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از احتراق سوخت‌های فسیلی است. پتانسیل تجمعی جداسازی C در خاک و پوشش گیاهی بین سال‌های 2020 و 2100، 333 Gt C یا کاهش CO2 اتمسفر تقریباً 157 ppm برآورد شده است. با این حال، برای بهره‌برداری از آن، پرداخت‌ها باید با ارزش اجتماعی C برآورد شده در حدود 120-125 دلار آمریکا در هر تن C برای ترویج کشاورزی C ارائه شود. در این زمینه نمی توان بر نقش بخش خصوصی در تبدیل علم به عمل بیش از حد تاکید کرد. آموزش در مورد رژیم های غذایی سالم و استفاده از پروتئین های گیاهی ممکن است یک استراتژی مهم دیگر برای کاهش سطح زمین تحت چرا و همچنین انتشار روده ای متان باشد (همچنین به کادر مراجعه کنید). کاهش ضایعات مواد غذایی، با بهبود ماندگاری و امکانات ذخیره سازی، از جمله راهکارهای مهم برای صرفه جویی در زمین برای طبیعت است. ترویج فرهنگ بدون خاک در ارتباط با کشاورزی شهری و باغبانی خانگی یک گزینه مناسب برای ترویج RA و زمین های مازاد است. کمبود غذا یا ظرفیت برای تولید غذای کافی برای تغذیه مناسب جمعیت فعلی و قابل پیش بینی در سطح جهان وجود ندارد.