科學家繪制了一幅地圖，顯示了世界上主要糧食作物應該種植在哪里，從而最大限度提高產量，并把對環境的影響降至最低。這將捕獲大量的碳，增加生物多樣性，并將淡水的農業使用量減少為零。相關成果3月10日發表于《自然通訊—地球與環境》。
重新設計的世界農業地圖包括美國中西部玉米帶周圍和非洲撒哈拉沙漠以南的大片新耕地，而歐洲和印度的大片農田被恢復為自然棲息地。
重新設計（假設高投入、機械化耕作）將使土地恢復至自然森林狀態，從而將全球農田的
碳排放量減少71%。這相當于目前20年的二氧化碳凈排放量。樹木在生長過程中會吸收碳，而且與作物相比，還能使土壤固定更多的碳。
在這種優化情境下，農作物生產對世界生物多樣性的影響將減少87%。這將大大降低許多物種的滅絕風險，而農業是這些物種面臨的主要威脅。研究人員表示，農田將很快恢復到自然狀態，通常在幾十年內恢復其原始碳儲量和生物多樣性。
通過在雨水能滿足生長所需的地方種植作物，重新設計將完全消除對灌溉的需求。農業用水目前占全球淡水使用量的70%左右，導致了許多干旱地區的飲用水短缺。
研究人員使用了包括小麥、大麥和大豆在內的當前25種主要作物的全球種植面積圖，這些作物的種植面積占全球耕地面積的3/4以上。他們建立了一個數學模型，研究在保持每種作物總體產量水平的情況下，在全球范圍內分配這些耕地的所有可能方式。這使研究人員確定了對環境影響最小的方案。
“在許多地方，農田已經取代了含有大量碳和生物多樣性的自然棲息地，并且那里的作物長得并不太好。如果讓這些地方‘重生’，并將農業生產轉移到更適合的地區，我們將很快看到環境效益。”德國波茨坦氣候影響研究所研究員、
論文第一作者Robert Beyer說。
之前的研究已經確定了生態恢復的優先領域，但這是第一次規劃轉移農業用地，從而在不損害糧食安全的情況下實現長期環境效益的最大化。
顯然，全球農田的完全遷移目前還不能付諸實踐，但科學家說，他們的模型強調了目前農業生產力非常低下的地方有潛力成為生物多樣性和碳儲存的熱點地區。
“目前實施整個設計方案是不現實的。但即使只遷移一小部分耕地，把重點放在種植作物效率最低的地方，環境效益也將是巨大的。”Beyer說。
該研究發現，無論氣候以何種方式變化，在本世紀末之前，耕地的最佳分配方式都不會發生多大變化。
研究人員強調，重新安置農田的方式必須在經濟和社會上為人們所接受。他們列舉了一些補貼休耕計劃的例子。這些計劃給予農民財政補貼，讓他們為了環境效益而休耕部分土地，并鼓勵他們在更合適的地點耕作。
該模型還根據土地的耕種方式生成了另一幅全球分布圖——從先進的全機械化生產（高產作物品種、最優的化肥和農藥應用）到傳統的以自給自足為基礎的有機農業。研究發現，即使將相對不集約的耕作方式重新分配到最佳地點，也將大大減少對碳和生物多樣性的影響。
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