Forskere estimerer, at 80 procent af Jordens landoverflade nu bærer præg af menneskelige aktiviteter, fra veje til afgrøder til mobiltelefontårne.
I henhold til den nuværende praksis for jordbrug, viser undersøgelser, griber samfundet en stadig større andel af planetens biologiske ressourcer til at imødekomme menneskelige krav. Der er en voksende bekymring for, at de resulterende miljøændringer alvorligt kan undergrave de naturlige funktioner i de jordiske økosystemer. Dette kan true deres langsigtede kapacitet til at opretholde liv på Jorden ved at levere vigtige tjenester såsom fødevareproduktion, vand- og luftfiltrering, klimaregulering, biodiversitetsbeskyttelse, erosionskontrol og kulstoflagring.
"I sidste ende er vi nødt til at stille spørgsmålstegn ved, hvor meget af biosfærens produktivitet, vi kan bruge, før planetariske systemer går i stykker, " advarer Jonathan Foley og en gruppe medforfattere i et papir, der blev offentliggjort i juli sidste år i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS ).
Foley, direktør for Center for Bæredygtighed og det globale miljø ved University of Wisconsin-Madison, bruger avancerede computermodeller og satellitmålinger til at analysere forbindelser mellem ændringer i arealanvendelse og miljøforhold rundt om i verden. Denne undersøgelse har vist, at landbrug er den dominerende form for menneskelig arealanvendelse i dag, med ca. 35 procent af al isfri jord, der nu bruges til at dyrke afgrøder og opdrætte husdyr. Det er steget fra kun 7 procent i 1700.
Det fysiske omfang af jordkonvertering til menneskelige aktiviteter er dog kun en del af historien. Intensiteten af sådanne aktiviteter betyder også meget: mere intensiv arealanvendelse bruger normalt flere ressourcer.
Et af de bedste billeder indtil videre af menneskehedens kollektive indflydelse på terrestriske økosystemer kommer fra en ny undersøgelse, også i juli- PNAS, af et team af europæiske forskere. De udarbejdede rumligt eksplicitte kort i enheder på 6, 2 kvadratkilometer, hvilket ikke kun angiver, hvilke typer lokal arealanvendelse der dominerer i hele verden, men omtrent hvor meget biomasseenergi - eller naturlig produktivitet - de forskellige arealanvendelsespraksis forbruger. (Den resterende biomasseenergi er tilgængelig til at understøtte biologiske funktioner i alle andre trofiske niveauer, eller fødevarer, i økosystemer.)
"Vores resultater viser, at mennesker, blot en af 2 til 20 millioner arter på planeten, bruger 25 procent af den tilgængelige trofiske energi i alle landlige økosystemer, " siger hovedforfatter Helmut Haberl fra Klagenfurt Universitet i Wien. "Det er en ganske dramatisk ulighed."
Mønstre af menneskelig arealanvendelse varierer vidt rundt om i verden, påvirket af biofysiske og socioøkonomiske forhold. På tværs af store områder i Asien og Afrika syd for Sahara er for eksempel levende landbrug og småbedrifter stadig standard. Men generelt er der en konstant skift mod mere intensiv arealanvendelse i dag, drevet af stigende levestandard og befolkningstilvækst, der fremmer den stigende efterspørgsel efter varer og tjenester.
Moderne landbrug er et godt eksempel. I de sidste 40 år fordoblet den globale kornhøst, skønt det samlede afgrødeområde udvides med kun 12 procent. Presse mere output fra landbrugsjord er muligt takket være nye kornsorter, kemisk gødning, mekanisering og kunstvanding. Men ulempen er større miljøskader, herunder jordforringelse, øget anvendelse af pesticider og vandforurening fra næringsafstrømning.
En anden ny undersøgelse illustrerer den slags enorme miljøskade, som moderne landbrugspraksis kan forårsage på lang sigt. Rapporten blev offentliggjort i PNAS i august og antyder, at planetens base af landbrugsjord allerede kan være mere skrøbelig, end samfundet er klar over. Efter at have udarbejdet optegnelser fra hele verden konkluderede David Montgomery fra University of Washington i Seattle, at konventionelle plovebaserede landbrugsmetoder dramatisk fremskynder den globale jord erosion. Det sker, siger han, med satser 10 til 100 gange over de hastigheder, hvorpå ny jord oprettes.
"Det betyder, at vi kunne fjerne bundjord i et par hundrede til et par tusinde år, " siger Montgomery. "Den aktuelle erosionshastighed er en, der bør bekymre civilisationen i de næste par århundreder, men problemet spiller så langsomt ud, at det er svært for folk at vikle hovedet rundt om det."
For at imødegå problemet foresætter Montgomery en bred anvendelse af landbrug uden jordbearbejdning. Denne fremgangsmåde glemmer brugen af en plov til at vende jorden, hvilket efterlader jordbunden mere modtagelig for erosion; I stedet klynger landmænd let afgrøderne i jordbunden. Selvom landbrug uden jordbearbejdning muligvis kræver anvendelse af pesticider og herbicider under visse betingelser, ville dette opvejes på lang sigt af en række fordele, siger Montgomery. Han hævder, at landbrug uden jordbearbejdning reducerer erosionen til hastigheder tættere på den naturlige jordproduktion. Andre fordele inkluderer forbedret jordfrugtbarhed og øget kulstoflagring, efterhånden som mere organisk materiale ophobes i jorden.
I årevis har videnskabsmænd bredt antaget, at massiv erosion fra jordbruget spiller en betydelig rolle i ændrede kulstofniveauer i atmosfæren. Alligevel er den nøjagtige natur af dette link ikke godt forstået, og bevis fra forskellige undersøgelser har været meget modstridende. Nogle undersøgelser har konkluderet, at global jorderosion fra landbrug frigiver betydelige mængder kulstof i atmosfæren; andre fandt en betydelig "synke" -effekt.
En oktoberrapport i Science tilbageviser begge disse påstande. Ved hjælp af en ny analysemetode fandt et internationalt team af videnskabsfolk ledet af Kristof Van Oost fra det katolske universitet i Leuven i Belgien, at global erosion i landbruget har en minimal effekt på niveauerne af atmosfærisk kulstof. Det fanger kulstof, siger disse forskere, men kun et fragment, i mængder langt under nogle tidligere skøn.
Diana Parsell fra Falls Church, Va., Skriver ofte om emner inden for videnskab.
