Nature Climate Change｜气候变化将加剧农业和木材生产之间的土地冲突
政务
2024-09-05 09:00
湖北
转自：地球平衡与稳态
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在本世纪，木材和农业生产都必须增加，以满足不断增长的需求。了解气候引起的农业适宜性变化将如何引发与木材对生产用地的竞争至关重要。在这里，我们将不同气候变化情景（代表性浓度路径 RCP 2.6 和 RCP 8.5）下的农业适宜性预测与木材生产地图相结合，表明到2100 年，2.4-3.2 亿公顷（20-26%）的现有林地将更适合农业。尽管林地面积仅占土地面积的 10%，但林地对新的农业生产力前沿（6.7-1.05 亿公顷）的贡献率为 21-27%。林地中的农业疆界主要出现在主要的木材生产国（俄罗斯、美国、加拿大和中国），与林地以外的疆界相比，林地中的农业疆界更靠近人口中心和现有耕地。为了尽量减少农作物向林地的扩展，防止木材采伐向热带和北方原始森林转移，以满足木材需求，必须减少排放，提高农业效率，投资于可持续集约化。在该研究中，作者结合木材生产和农业适用性的全球数据，以检查这一潜在的未来冲突的规模下两个代表性的浓度途径，代表最佳和最坏情况下的全球排放量。该研究有四个主要目标：（1）确定未来农业适宜性的变化与木材生产重叠的程度;（4）评估未来耕地向林地扩张与非林地扩张的相对压力。到世纪末，预计分别有2.4亿公顷和3.2亿公顷的现有林地将在RCP 2.6和8.5下变得更适合农业。这相当于目前全球林地的20-26%，几乎相当于印度的面积。在全球范围内，在RCP 2.6和RCP 8.5下，林地的农业适宜性平均分别增加了13.3%和17.9%。农业适宜性增加的地区主要是北方，特别是加拿大西部和俄罗斯西伯利亚，以及美国和中国。在气候变化下，并非所有林地都变得更适合农业。根据RCP 2.6和8.5，到2070-2099年，27至110 Mha将分别变得不太适合。下降主要出现在热带地区，特别是巴西南部和东部以及南欧，在RCP 8.5下，适宜性下降的模式要强得多。这些地区已经经历了越来越频繁的热浪，干旱和野火，预计气候变化将在未来推动越来越严重的极端事件。这些条件反映出未来农业和木材生产的适宜性较低，进一步限制了可用面积，并可能加剧对生产性土地的竞争。在整个热带地区，大面积的林地非常适合农业生产（例如，巴西大西洋森林和马来西亚半岛），这些地区已经受到农业扩张的威胁。农业适宜性提高幅度最大的四个国家是俄罗斯、美国、加拿大和中国，这四个国家的圆木产量累计约占全球的 50%27 ，集约林业用地累计约占全球的 65%。在 RCP 2.6 和 8.5 条件下，到 2100 年，这四个国家将有 1.81 亿公顷到 2.43 亿公顷的林业用地变得更适合农业，其中包括 6000 万公顷和 7800 万公顷的新生产性农业用地（图 2）。在 RCP 2.6 和 8.5 条件下，俄罗斯的生产用地增幅最大，分别净增 4000 万公顷和 4800 万公顷，其次是美国（900 万公顷和 1300 万公顷）、加拿大（600 万公顷和 700 万公顷）和中国（400 万公顷和 1100 万公顷）。如果考虑到林业用地在农业生产用地中所占百分比的增加，俄罗斯、美国、加拿大和中国在 RCP 2.6 和 8.5 条件下分别增加了 32% 和 38%、14% 和 21%、17% 和 20%、6% 和 16%，也呈现出类似的模式。图2：与历史时期相比，2070-2099年林业用地中农业生产用地的增加、持续和损失面积预估到本世纪末，这四个国家的林地将占所有新的生产力前沿的91%，即目前不适合或边际农业，但将来将成为中度或高度适合的土地-根据RCP 2.6，86%根据RCP 8.5。新耕地（目前不可能，但将来可以进行农业生产的土地）的边界同样集中在古北和新北地区，特别是俄罗斯和加拿大，根据RCP 2.6和RCP 8.5，到2100年，分别有57和94 Mha以及17和18 Mha的林地成为可耕地。仅这两个国家就占RCP 2.6下所有新开垦林地的86%，RCP 8.5下占85%。在全球经济价值最高的五种作物中，大豆和马铃薯可能对木材产区造成最大的压力。到世纪末，在RCP 2.6和8.5的情况下，现有林地中福尔斯的生产性农业用地总面积将分别增加34和49 Mha用于马铃薯种植，35和41 Mha用于大豆种植。水稻可能对木材生产造成的压力最小，农业生产用地仅小幅增加170万公顷和210万公顷。在RCP 2.6下，木材生产区的小麦适宜性显著增加，但从2070年起，在RCP 8.5下，由于整个欧亚大陆的适宜性显著丧失，林业地区的总生产性土地的净增加最小。在全球范围内，林地占陆地面积的10%15，但到世纪末，林地将占新生产性农业用地的21%至27%，分别是RCP 2.6和8.5下的2.9倍和2.3倍。特别是俄罗斯，在全球陆地面积份额和林业土地农业生产边界之间表现出最大的不匹配，其生产边界份额分别是RCP 2.6和8.5下陆地面积份额的4.8倍和6.8倍。同样，森林面积第二大的三个国家的林地生产边界份额都高于仅按面积计算的预期（美国，2.2倍和1.9倍;加拿大，2.5倍和1.3倍;中国，分别为RCP 2.6和8.5下的1.9倍和2.9倍）。图4：在RCP 2.6和RCP 8.5下，2070-2099年林地对新生产力边界的相对贡献气候引起的农业生产变化对木材生产的未来构成重大威胁。到2100年，目前用于木材生产的240-320 Mha土地将增加农业适用性，62-80 Mha将成为新的生产力。来自农业的压力主要集中在四个最大的木材生产国，这些国家占全球林业用地的91%。与此同时，目前的林地不成比例地包含生产性农业边界，这些边界比非林地边界更接近人口中心和现有耕地。农业向林地扩张的这种未来威胁，以及野火、虫害和日益极端的气候事件等其他并发威胁，都指向本世纪可持续木材生产的严重威胁。在乐观情景（RCP 2.6）和最坏情景（RCP 8.5）下，气候变化主要在北方纬度创造了大量新的可用农业用地，为农业扩张和生产提供了潜力，以满足不断增长的全球营养需求。包括加拿大、俄罗斯和中国在内的多个政府已经在支持鼓励北方纬度地区农业和宅基地以及将林地转化为耕地的政策。鉴于目前用于林业的土地在支持全球木材市场方面发挥着关键作用，无限制地将农业扩展到这些地区可能会导致木材供应严重短缺。随着农业生产向极地方向追踪适宜的气候，全球木材生产中心也可以这样做。然而，这将对全球气候和生物多样性目标极为不利。林业向北扩展将增加对北方古老森林的开发，这些森林在全球为数不多的完好森林地区中占很大比例。这些森林拥有至关重要的全球碳储量，特别是在其富碳土壤中。此外，森林及其所需的基础设施（道路、城镇等）侵入少数几个未受破坏的荒野地区，这些地区今后也将面临与农业的激烈竞争，这将进一步削弱这些地区在维持生物和文化多样性方面发挥的关键作用。维持未来木材生产的另一个选择是增加对世界热带木材供应的开采，特别是亚马逊和刚果。热带森林对于生物多样性是不可替代的，拥有全球重要的碳储存，支持全世界16亿人的生计，是基于自然的气候解决方案的关键要素。必须避免增加对热带森林的开采。为了最大限度地减少木材和农业生产之间的未来土地冲突，增加农业产量主要通过提高全球粮食生产系统的效率来实现。缩小产量差距，同时实施复种和经济高效的土地利用决策，可以使农业产量增加79-148%，而每年生产的粮食中有多达三分之一从未被消费，每年浪费的粮食价值约为1万亿美元。从反刍动物肉类转移饮食将减少高达70%的粮食生产的土地需求，允许用于反刍动物生产的约10亿公顷土地中的一部分重新用于扩大木材种植园。总之，将农业生产广泛扩展到目前的木材生产系统可能会对全球重要的木材生产和其他生态系统服务产生连锁反应。全球木材和粮食生产的供应方生产动态的系统性转变必须以证据为主导，并预先规划，以防止对森林、经济和生计造成不可预见的后果。除了在二十一世纪尽早弯曲排放曲线之外，加强和优化当前的农业和木材生产系统对于避免未来的土地冲突和林业向自然土地覆盖扩展至关重要。Bousfield, C.G., Morton, O. & Edwards, D.P. Climate change will exacerbate land conflict between agriculture and timber production. Nat. Clim. Chang. (2024).【知识转载，翻译难免有误，详细查看原文，侵权联系删除】【详细的数据和方法介绍，请查看原文，如没有浏览权限，可私信笔者】投稿、转载、合作、申请入群可在后台留言（备注：姓名+微信号）或发邮件至sthjkx1@163.com
