【土地利用】1961-2017年土地利用排放的全球和区域驱动因素

原文信息

题目：Global and regional drivers of land-use emissions in 1961–2017

作者：Chaopeng Hong, et al.

期刊：Nature

时间：2021.01.28

一作单位：Department of  Earth System Science, University of California, Irvine, Irvine, CA, USA

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-020-03138-y

研究背景

要将全球平均温度稳定在2°C以下，需要在本世纪中叶之前将CO2和N2O等长寿命温室气体的排放量接近于零，尽管由于寿命较短的CH4排放量的减少，零排放时间可能会有所延长。《巴黎协定》还设定了一个雄心勃勃的目标，“在本世纪后半叶实现温室气体人为源排放和汇清除之间的平衡”。为此，各国化石燃料CO2排放的趋势被严格跟踪，并定期分解为人口和经济增长的驱动力，经济活动的能源强度和能源生产的碳强度，以便评估和优先考虑气候缓解工作。相比之下，尽管农业生产(包括作物和牲畜)和土地利用变化也是温室气体排放的主要来源，此类土地利用排放量的趋势及其特定来源的变化通常被分析为一个区域内一次一个过程或产品。尽管少数研究探讨了土地利用变化和相关排放的驱动因素，但没有一项研究系统地调查和分解不同过程源、空间尺度(全球、区域和国家)和产品的所有土地利用排放驱动因素。

在这里，我们介绍了1961-2017年全球土地利用排放趋势的国家层面分析结果及其人口、经济和技术驱动因素。我们使用关于人口、作物和牲畜生产、土地收获面积和农业排放的年度时间序列数据，以及土地利用变化排放的空间明确数据，来估计和确定229个国家或地区、169种农产品和13种来源或过程的全球土地利用排放。

研究结果

图1显示了我们对1961年至2017年全球土地利用排放量的基本估计，按区域、过程、产品组和温室气体进行了细分。57年期间的净累积排放量为657 Gt CO2 eq(不同假设下的465-744 Gt CO2 eq)。拉丁美洲、撒哈拉以南非洲和东南亚一直是最大的区域土地利用排放源，在1961-2017年总计占净累积排放量的53%，尽管这些区域的森林轮作再生导致了大量的碳吸收(图1a)。在此期间，土地利用变化为耕地(LUC作物)和肠道发酵共同占全球净排放量的95%(77-109%)，农业废弃几乎代表了所有的碳吸收(图1b)。同样，谷物是全球排放量最大的产品类别，其次是牛肉，这两种产品合计占全球净排放量的71%(68-77%)(图1c)。最后，反映土地利用的重要性变化，净CO2排放量占所有GHG排放量的54%(图1d)。通过进一步分解土地利用变化和农业排放的驱动因素，我们发现单位土地利用面积排放量(以及由此产生的排放量)的波动趋势几乎完全与土地利用变化的实质性变化有关，特别是耕地扩展率。综合来看，单位农业总产量的土地面积大幅减少，单位土地面积的排放量略有增加，导致单位农业生产的排放量减少68%，这反映了在全球范围内，土地利用排放量与农业生产的逐步脱钩，主要是由农业集约化驱动的。

图2还显示了每个区域土地利用排放驱动因素的百分比变化，显示了一致的特征和深刻的差异。例如，1961年至2017年间，所有地区的人口都在增长，其中撒哈拉以南非洲(+352%)、中东(+298%)、东南亚(+194%)和南亚(+192%)的人口增长幅度最大。同样，在此期间，几乎所有地方的人均农业产量都在增长，从中东的小幅增长7%到东南亚的惊人增长279%不等。所有地区农业生产的土地密集度都在下降，东南亚的进步最大(−81%)和拉丁美洲(−81%)，工业化地区(如北美)的改善程度稍低(−67%)，欧洲和俄罗斯(−49%); 尽管20世纪90年代初苏联的衰落和崩溃是显而易见的。相比之下，土地利用排放强度的区域趋势在各区域之间存在差异，并且经常随时间波动，主要受土地利用变化的显著区域差异驱动。

当土地利用变化不是土地利用排放的主要来源时，排放趋势在很大程度上反映了农业过程排放强度的变化(图2，f)。例如，在南亚和中东，过去几十年排放量的缓慢增加反映了农业生产的增长，但这种生产的排放强度停滞不前，这表明可能需要突破才能实现大规模减排。在北美、欧洲和俄罗斯以及大洋洲，近年来农业排放量变化不大，但由于再生森林吸收碳，这些地区的土地利用总排放量仍在下降(图2g，h)。

编者按

历史上，人类对土地的利用改变了生态系统，破坏了生物多样性，破坏了碳和氮循环，向大气中排放了大量的温室气体(GHGs)。然而，与化石燃料二氧化碳(CO2)排放相比，来自土地管理和土地利用变化的温室气体排放的趋势和驱动因素(统称为“土地利用排放”)尚未得到全面和系统的评估。半个多世纪以来，全球人口增长和人均农业生产增加了土地利用的排放量。未来人口和收入的增长可能会进一步刺激粮食需求，并阻碍减少土地利用排放的努力。此外，尽管认识到当前的气候目标可能取决于农业排放的大幅减少，但相关的技术和政策挑战可能与净零排放能源系统的挑战相匹敌；农业可能总是需要大量温室气体排放。

转自：“西农RE学术社”微信公众号

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