Jak dotąd Ziemia była bardzo łaskawa dla rodzaju ludzkiego. Wszystkie ludzkie osiągnięcia w ostatnich 10000 lat – rolnictwo, miasta, kultura, przemysł i populacja sięgająca 7 miliardów – miały miejsce w bardzo sprzyjającym okresie… Dzisiaj o cyklach azotowych i fosforowych oraz o użytkowaniu gruntów.
5. Cykle azotowe i fosforowe
Granica 1 – Nie więcej niż 35 milionów ton azotu wiązanego z atmosfery rocznie
Obecny poziom – 121 milionów ton rocznie
Diagnoza – Granica znacznie przekroczona, sytuacja stale się pogarsza
Granica 2 – Nie więcej niż 11 milionów ton fosforu trafiającego rocznie do oceanów
Obecny poziom – 9 milionów ton rocznie
Diagnoza – Granica jeszcze nie przekroczona
Azot jest niezbędnym składnikiem wszystkich form życia, jednak tylko niewielka jego ilość jest dostępna w formie, którą żywe organizmy mogą przyswoić. Jest on wiązany z azotu atmosferycznego przez wyspecjalizowane bakterie żyjące w towarzystwie roślin z rodzaju strączkowych.
Ale co za dużo to niezdrowo. Dlatego inne bakterie denitryfikują (pozbawiają azotu) ekosystem, nadając azotowi z powrotem formę nieprzyswajalną dla żywych organizmów. Jest to tzw. cykl azotowy.
Rolnicy od zawsze ingerowali w ten cykl, jako że dostępność azotu była głównym czynnikiem wpływającym na żyzność gleb. Zwiększali oni produkcję azotu poprzez sadzenie roślin z rodzaju strączkowych, jak na przykład koniczyna.
Jednakże 100 lat temu cykl azotowy został zmieniony na zawsze, gdy niemiecki chemik Fritz Haber wynalazł przemysłowy proces pozyskiwania azotu z powietrza, w celu produkcji nawozów sztucznych. Obecnie w ten sposób uzyskiwane jest około 80 milionów ton azotu, który później trafia na światowe pola.
Nieefektywność zabiegów agrotechnicznych sprawia, że większa część tego azotu zamiast do gleby, trafia do rzek i mórz. Natomiast znaczna część zawarta w roślinach uprawnych poprzez ludzkie odchody ląduje w ściekach. Ponadto cykl azotowy zakłócany jest przez uprawę roślin takich jak koniczyna czy spalanie paliw kopalnych . Biorąc to wszystko razem, wiążemy z atmosfery około 121 milionów ton rocznie azotu, ilość z którą światowe ekosystemy nie mają szans sobie poradzić.
Nadwyżka azotu powoduje zakwaszanie gleb, wymieranie co wrażliwszych gatunków i nasycenie ekosystemów azotem do tego stopnia, że nie są one w stanie z powrotem wprowadzić go do atmosfery. Spadkiem po zakłóceniu cyklu azotowego są wciąż powiększające się martwe strefy. Ostatnio obliczono, że istnieje około 400 takich stref, pokrywających ponad 250 tys. km2, włączając w to dużą część Zatoki Meksykańskiej, Morza Bałtyckiego i wód między Koreą a Japonią.
Rockström wstępnie szacuje bezpieczną nadwyżkę azotu wprowadzaną do cyklu przez człowieka na około 35 milionów ton rocznie, co stanowi jedną czwartą aktualnego poziomu emitowanego przez ludzkość. Biorąc pod uwagę rosnące potrzeby żywnościowe świata, zadanie to – lekko mówiąc – będzie co najmniej trudne.
Fosfor, również używany w postaci nawozów, jest potencjalnie częścią tego samego problemu. Około 20 milionów ton tego pierwiastka jest co roku wydobywane ze złóż, z czego połowa w końcu trafia do oceanów, w ilościach ośmiokrotnie przekraczających naturalny strumień i przyczyniając się do powstawanie zakwitów glonów i powstawania martwych stref. Rockström i jego zespół szacują, że możemy jeszcze pozwolić sobie na zwiększenie ilości fosforu trafiającego do mórz z 9 do około 11 milionów ton rocznie – ale nie więcej.
6. Użytkowanie gruntów
Granica – nie więcej niż 15 procent powierzchni lądów wolnych od lodu zajętych pod uprawy.
Aktualny poziom – 12 procent
Prognoza – Punkt krytyczny zostanie osiągnięty w połowie stulecia.
Rozprzestrzenianie się obszarów rolniczych kosztem naturalnych ekosystemów, szczególnie lasów tropikalnych, nadal kontynuowane jest z zawrotną prędkością. Połowa powierzchni lasów tropikalnych już została zajęta przez rolnictwo, podczas gdy olbrzymie obszary terenów trawiastych zostały ogrodzone z myślą o hodowli zwierząt. Według Rockströma ekspansja rolnictwa jest główną przyczyną stojącą za niszczeniem ekosystemów, która wzmacnia zjawisko zmian klimatycznych oraz zakłóca cykl obiegu słodkiej wody. Do tego dochodzi powiększanie się obszarów zurbanizowanych w najgęściej zaludnionych regionach południowej Azji, Europy i Ameryki Północnej.
Rockström określa limit obszaru zajętego przez rolnictwo na poziomie nie większym niż 15 procent wolnej od lodu powierzchni lądów. Ale jak bezpieczny ten poziom się okaże, zależy od tego w jaki sposób będziemy użytkować grunty. Czy ważne biologicznie i hydrologicznie ekosystemy będą chronione? Czy zezwoli się rolnictwu na kolejne ingerencje w systemy rzeczne i dodatkową emisję azotu? Czy miasta będą w stanie ograniczyć emisję zanieczyszczeń tylko do obszarów przez nie zajmowanych?
Granica 15 procent zostanie prawdopodobnie osiągnięta w połowie stulecia. By zapobiec jej przekroczeniu należy skoncentrować się na zwiększeniu produktywności najbardziej kluczowych obszarów, jednocześnie dbając o minimalizację skutków ubocznych takiej intensyfikacji.
Tłumaczenie: Tomasz Kłoszewski
Źródło: New
Scientist
