一項發表于《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的*新研究成果顯示,間歇性灌水水稻農田要比連續性灌水水稻農田多釋放45倍的一氧化二氮,而后者主要釋放甲烷。
稻米是世界上快速增長人口的重要營養來源,為人類提供了比任何其他食物都多的卡路里。但是種植水稻也是資源密集型的:水稻種植覆蓋全球11%可耕地,消耗1/3灌溉水。
研究人員根據美國環保協會發布的全球數據進行分析,稻田排放的甲烷和一氧化二氮與大約600個煤電廠具有相同的長期變暖影響。在短期內,這種變暖的影響可能與1200個平均規模的煤電廠持平。因為一氧化二氮在大氣中的持續時間比甲烷長幾十年。
這也提出了一種預測,全球水稻種植農田或許要為至少2倍于先前預估的氣候影響負責。
該研究還發現,稻田甲烷和一氧化二氮排放量之間呈負相關:水和有機物管理技術可減少甲烷排放量,但增加一氧化二氮的排放量。這是至關重要的,因為一氧化二氮是一種長期存在的溫室氣體,它在大氣中捕獲的熱量,不管是以20年為期還是以100年為期,都是甲烷的幾倍。
美國環保協會*科學家、論文主要作者Kritee表示,“水稻種植對氣候的全面影響被嚴重低估了。因為到現在為止,間歇性灌水水稻農田的一氧化二氮排放量并未包括在內。”
事實也是如此。目前,大多數水稻對氣候影響的研究已經測量了連續性灌水稻田的甲烷排放量。此外,當前水稻生產的氣候緩解戰略重點在于,通過交替的濕潤—干燥或間歇性灌水來減少甲烷排放。
但大多數稻米生產國——包括美國和世界上*的稻米生產國(中國、印度、印度尼西亞、越南和孟加拉國),沒有報告與稻米生產有關的一氧化二氮排放量,作為提交給聯合國的國家溫室氣體清單的一部分。
在當地合作伙伴的幫助下,論文作者調查了印度南部水稻農場的溫室氣體排放量,并發現,在各種間歇性灌水的稻田中,其排放的一氧化二氮可占水稻種植對氣候總影響的99%。這些排放物對全球變暖的污染貢獻很大,遠遠超過之前由多個全球水稻研究組織提出的10%的估計。
在Kritee看來,在不斷變化的氣候下,水資源有限的壓力增加,可能使更多的水稻種植區尋求間歇性灌水,這解決了水資源限制,也緩解了對甲烷排放的擔憂。但是需要對水稻田的水管理策略進行調整,以平衡農業用水與溫室氣體排放之間的氣候影響。
為了監測和減輕水稻種植對一氧化二氮排放的影響,論文作者呼吁:科學家繪制灌水狀況圖,并測量世界各地不同水稻農田的一氧化二氮排放量;報告給這些排放量所在國家;水稻生產者優化水、氮和有機物,用于減少這兩種重要溫室氣體的排放。
Kritee認為,“人們必須做這些事,以便制定有效滿足糧食需求的政策,同時減輕水稻種植對氣候的影響。”
“我們現在知道了這一結論,也應該知道如何管理這個問題。”該研究的合著者Richie Ahuja說,“亞洲主要稻米生產國正在投資改善農業部門,并可能受益于雙重減緩戰略的建議,從而節約用水、提高產量、減少氣候污染。”
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