Naukowcy szacują, że 80 procent powierzchni Ziemi nosi teraz ślady działalności człowieka, od dróg po uprawy do wież telefonii komórkowej.
Badania pokazują, że zgodnie z obecnymi praktykami użytkowania gruntów społeczeństwo wykorzystuje coraz większą część zasobów biologicznych planety, aby zaspokoić ludzkie potrzeby. Narasta obawa, że wynikające z tego zmiany środowiskowe mogą poważnie osłabić naturalne funkcje ekosystemów lądowych. Może to zagrozić ich długoterminowej zdolności do podtrzymywania życia na Ziemi poprzez zapewnienie podstawowych usług, takich jak produkcja żywności, filtracja wody i powietrza, regulacja klimatu, ochrona różnorodności biologicznej, kontrola erozji i magazynowanie węgla.
„Ostatecznie musimy zastanowić się, ile produktywności biosfery możemy wykorzystać, zanim systemy planetarne się zepsują”, ostrzega Jonathan Foley i grupa współautorów w artykule opublikowanym w lipcu w Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS ).
Foley, dyrektor Center for Sustainability and the Global Environment na University of Wisconsin-Madison, wykorzystuje najnowocześniejsze modele komputerowe i pomiary satelitarne do analizy związków między zmianami użytkowania gruntów a warunkami środowiskowymi na całym świecie. Te badania wykazały, że rolnictwo jest obecnie dominującą formą użytkowania ziemi przez ludzi, a około 35 procent wszystkich obszarów pozbawionych lodu jest obecnie wykorzystywanych do uprawy roślin i hodowli zwierząt. To wzrost z zaledwie 7 procent w 1700 roku.
Fizyczny zasięg przekształcenia ziemi pod działalność człowieka to jednak tylko część historii. Intensywność takich działań również ma duże znaczenie: bardziej intensywne użytkowanie gruntów zwykle pochłania więcej zasobów.
Jedno z najlepszych dotychczasowych zdjęć zbiorowego wpływu ludzkości na ekosystemy lądowe pochodzi z nowego badania, również przeprowadzonego w lipcowym PNAS, przez zespół europejskich naukowców. Opracowali przestrzennie wyraźne mapy, w jednostkach 6, 2 mil kwadratowych, wskazujące nie tylko, jakie rodzaje lokalnego użytkowania gruntów dominują na całym świecie, ale w przybliżeniu, ile energii biomasy - lub naturalnej wydajności - zużywają różne praktyki użytkowania gruntów. (Pozostała energia biomasy jest dostępna do wspierania funkcji biologicznych na wszystkich innych poziomach troficznych lub sieci pokarmowych ekosystemów.)
„Nasze wyniki pokazują, że ludzie, tylko jeden z 2 do 20 milionów gatunków na planecie, zużywają do 25 procent energii troficznej dostępnej we wszystkich ekosystemach lądowych” - mówi główny autor Helmut Haberl z Uniwersytetu Klagenfurt w Wiedniu. „To dość dramatyczna nierówność”.
Schematy użytkowania ziemi przez ludzi są bardzo zróżnicowane na całym świecie, na co wpływ mają warunki biofizyczne i społeczno-ekonomiczne. Na przykład na dużych obszarach Azji i Afryki Subsaharyjskiej rolnictwo na własne potrzeby i małe gospodarstwa rolne są nadal standardem. Ale ogólnie rzecz biorąc, obecnie następuje stopniowa zmiana w kierunku bardziej intensywnego użytkowania gruntów, spowodowana rosnącym poziomem życia i wzrostem populacji, które napędzają rosnące zapotrzebowanie na towary i usługi.
Dobrym przykładem jest nowoczesne rolnictwo. W ciągu ostatnich 40 lat globalne zbiory zbóż podwoiły się, chociaż całkowita powierzchnia użytków rolnych wzrosła tylko o 12 procent. Zwiększenie produkcji ziemi uprawnej jest możliwe dzięki nowym odmianom zbóż, nawozom chemicznym, mechanizacji i nawadnianiu. Ale wadą są większe szkody dla środowiska, w tym degradacja gleby, zwiększone zużycie pestycydów i zanieczyszczenie wody z odpływu składników pokarmowych.
Kolejne nowe badanie ilustruje rodzaj ogromnych szkód w środowisku, które współczesne praktyki rolnicze mogą wywoływać w perspektywie długoterminowej. Raport opublikowany w PNAS w sierpniu sugeruje, że baza gruntów rolnych na naszej planecie może być już bardziej wrażliwa, niż społeczeństwo zdaje sobie z tego sprawę. Po zebraniu danych z całego świata David Montgomery z University of Washington w Seattle stwierdził, że konwencjonalne metody uprawy oparte na pługach dramatycznie przyspieszają globalną erozję gleby. Dzieje się tak, mówi, w tempie 10 do 100 razy wyższym niż tempo tworzenia nowej gleby.
„Oznacza to, że moglibyśmy zedrzeć wierzchnią warstwę gleby za kilkaset do kilku tysięcy lat”, mówi Montgomery. „Obecne tempo erozji powinno martwić cywilizację w ciągu następnych kilku stuleci, ale problem pojawia się tak wolno, że trudno jest ludziom się wokół niego owinąć”.
Aby przeciwdziałać temu problemowi, Montgomery opowiada się za szeroko zakrojonym przyjęciem uprawy rolnej. Podejście to rezygnuje z użycia pługa do obracania gleby, co sprawia, że gleba jest bardziej podatna na erozję; zamiast tego rolnicy lekko ubijają ściernisko w górną warstwę gleby. Chociaż uprawa bez uprawy może pod pewnymi warunkami wymagać stosowania pestycydów i herbicydów, w dłuższej perspektywie wiele korzyści zostanie zrównoważonych, mówi Montgomery. Twierdzi, że uprawa „bez uprawy” zmniejszyłaby erozję do poziomu zbliżonego do naturalnego poziomu produkcji gleby. Inne korzyści obejmują poprawę żyzności gleby i zwiększone magazynowanie węgla, ponieważ w glebie gromadzi się więcej materii organicznej.
Przez lata naukowcy powszechnie zakładali, że masowa erozja gleby w rolnictwie odgrywa znaczącą rolę w zmianach poziomu węgla w atmosferze. Jednak dokładna natura tego związku nie jest dobrze poznana, a dowody z różnych badań były wysoce sprzeczne. Niektóre badania wykazały, że globalna erozja gleby z rolnictwa uwalnia znaczne ilości węgla do atmosfery; inni odkryli znaczny efekt „pochłaniania” węgla.
Październikowy raport w nauce obala oba te twierdzenia. Stosując nową metodę analizy, międzynarodowy zespół naukowców pod przewodnictwem Kristof Van Oost z Katolickiego Uniwersytetu w Leuven w Belgii stwierdził, że globalna erozja gleby rolniczej ma minimalny wpływ na poziomy węgla atmosferycznego. Naukowcy twierdzą, że wychwytuje węgiel, ale tylko fragment, w ilościach znacznie poniżej niektórych wcześniejszych szacunków.
Diana Parsell z Falls Church w stanie Wirginia często pisze na tematy naukowe.
