Forskere anslår at 80 prosent av jordoverflaten nå bærer preg av menneskelige aktiviteter, fra veier til avlinger til mobiltelefontårn.
I henhold til gjeldende praksis for arealbruk, viser studier, utnytter samfunnet en stadig større andel av planetens biologiske ressurser for å tilfredsstille menneskelige krav. Det er økende bekymring for at de resulterende miljøendringene alvorlig kan undergrave de naturlige funksjonene til terrestriske økosystemer. Dette kan true deres langsiktige kapasitet til å opprettholde liv på jorden ved å tilby viktige tjenester som matproduksjon, vann- og luftfiltrering, klimaregulering, biologisk mangfoldsbeskyttelse, erosjonskontroll og karbonlagring.
"Til syvende og sist må vi stille spørsmål ved hvor mye av biosfærens produktivitet vi kan passende før planetariske systemer går i stykker, " advarer Jonathan Foley og en gruppe medforfattere i en artikkel publisert i juli i fjor i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS ).
Foley, direktør for Center for Sustainability and the Global Miljø ved University of Wisconsin-Madison, bruker avanserte datamodeller og satellittmålinger for å analysere koblinger mellom endringer i arealbruk og miljøforhold rundt om i verden. Denne forskningen har vist at jordbruk er den dominerende formen for menneskelig arealbruk i dag, med omtrent 35 prosent av alt isfritt land som nå brukes til å dyrke avlinger og oppdra husdyr. Det er opp fra bare 7 prosent i 1700.
Det fysiske omfanget av landomlegging for menneskelige aktiviteter er imidlertid bare en del av historien. Intensiteten til slike aktiviteter betyr også mye: mer intensiv arealbruk bruker vanligvis mer ressurser.
Et av de beste bildene så langt av menneskehetens kollektive innvirkning på terrestriske økosystemer kommer fra en ny studie, også i juli- PNAS, av et team av europeiske forskere. De samlet romlig eksplisitte kart, i enheter på 6, 2 kvadrat miles, som indikerer ikke bare hvilke typer lokal arealbruk som dominerer over hele verden, men omtrent hvor mye biomasseenergi - eller naturlig produktivitet - de forskjellige landbrukspraksisene bruker. (Den gjenværende biomasseenergien er tilgjengelig for å støtte biologiske funksjoner i alle andre trofiske nivåer, eller matvev, til økosystemer.)
"Resultatene våre viser at mennesker, bare en av 2 til 20 millioner arter på planeten, bruker opp 25 prosent av den trofiske energien som er tilgjengelig i alle terrestriske økosystemer, " sier hovedforfatter Helmut Haberl ved Klagenfurt universitet i Wien. "Det er ganske dramatisk ulikhet."
Mønster av menneskelig landbruk varierer mye rundt om i verden, påvirket av biofysiske og sosioøkonomiske forhold. Over store områder i Asia og Afrika sør for Sahara, for eksempel, er livsoppholdslandbruk og småbedrifter fortsatt standard. Men generelt er det en jevn forskyvning mot mer intensiv arealbruk i dag, drevet av økende levestandard og befolkningsvekst som gir økende etterspørsel etter varer og tjenester.
Moderne jordbruk tilbyr et godt eksempel. I løpet av de siste 40 årene doblet global kornhogst seg selv om det totale avlingsland utvidet med bare 12 prosent. Pressing av mer produksjon fra jordbruksland er mulig takket være nye kornsorter, kjemisk gjødsel, mekanisering og vanning. Men ulempen er større miljøskader, inkludert jordforringelse, økt bruk av plantevernmidler og vannforurensning fra næringsavrenning.
En annen ny studie illustrerer den typen enorme miljøskader som moderne jordbrukspraksis kan forårsake på lang sikt. Rapporten ble publisert i PNAS i august, og antyder at planetens base av jordbruksland allerede kan være mer skjør enn samfunnet er klar over. Etter å ha samlet poster fra hele verden, konkluderte David Montgomery fra University of Washington i Seattle at konvensjonelle plogbaserte oppdrettsmetoder dramatisk akselererer global jorderosjon. Det skjer, sier han, med en hastighet på 10 til 100 ganger over hastighetene som ny jord skapes.
"Dette betyr at vi kunne fjerne av jordsmonnet om et par hundre til et par tusen år, " sier Montgomery. "Den nåværende erosjonshastigheten er en som bør bekymre sivilisasjonen de neste par århundrene, men problemet spiller så langsomt ut at det er vanskelig for folk å pakke hodet rundt det."
For å motvirke problemet, tar Montgomery til orde for en omfattende adopsjon av jordfritt landbruk. Denne tilnærmingen glemmer bruken av en plog for å snu jorda, noe som gjør at jordjord er mer utsatt for erosjon; i stedet kaster bønder lett avlingsstubb inn i jordbruken. Selv om jordbruk uten jordbearbeiding kan kreve bruk av plantevernmidler og ugressmidler under noen forhold, vil dette oppveies over lang sikt av en rekke fordeler, sier Montgomery. Han hevder at jordbruk uten jordbruk vil redusere erosjonen til nivåer som er nærmere den for naturlig jordproduksjon. Andre fordeler inkluderer forbedret jordfruktbarhet og økt karbonlagring etter hvert som mer organisk materiale akkumuleres i jorden.
I årevis har forskere bredt antatt at massiv erosjon fra jordbruket spiller en betydelig rolle i endrede karbonnivåer i atmosfæren. Likevel er den nøyaktige arten av denne koblingen ikke godt forstått, og bevis fra forskjellige studier har vært meget motstridende. Noen studier har konkludert med at global erosjon fra jordbruket frigjør betydelige mengder karbon i atmosfæren; andre fant en betydelig "sink" -effekt av karbon.
En oktoberrapport i Science tilbakeviser begge påstandene. Ved hjelp av en ny analysemetode fant et internasjonalt team av forskere ledet av Kristof Van Oost fra det katolske universitetet i Leuven i Belgia at global jordbrukserosjon har en minimal effekt på nivåene av atmosfærisk karbon. Det fanger opp karbon, sier disse forskerne, men bare et fragment, i mengder godt under noen tidligere estimater.
Diana Parsell fra Falls Church, Va., Skriver ofte om emner i vitenskap.
