الغذاء لديه مشكلة مناخية:تتسارع انبعاثات أكسيد النيتروز مع تزايد الطلب على الأسمدة واللحوم - ولكن هناك حلول

لقد برز دور الغذاء في تغير المناخ باعتباره أحد التحديات المحددة في عصرنا.إن رحلة شريحة لحم أو فاكهة أو سلطة من المساحات الشاسعة من الأراضي الزراعية إلى الأطباق الموجودة على طاولاتنا تترك بصمة كبيرة على البيئة.

مثل أرض, مناخ و الغلاف الجوي العلماء, ، نحن نتتبع انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية ونشرنا للتو التقييم الأكثر شمولاً حتى الآن من غازات الدفيئة القوية الناتجة عن إنتاج الغذاء:أكسيد النيتروز، أو N₂O.

بعد ثاني أكسيد الكربون والميثان، يعد N₂O أكثر غازات الدفيئة التي يطلقها البشر في الغلاف الجوي أهمية.على الرغم من أن نسبة N₂O أقل من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، إلا أنها كذلك أقوى 300 مرة في رفع درجة حرارة الكوكب، ويبقى في الغلاف الجوي، محتفظًا بالحرارة، لأكثر من قرن.اليوم، مستويات N₂O في الغلاف الجوي هي أعلى بنحو 25% مما كانت عليه قبل الثورة الصناعية، وما زالت ترتفع بمعدل متسارع.

لقد وجدنا أن الأسمدة وإدارة روث الماشية، على مستوى العالم، تؤدي إلى زيادة انبعاثات أكسيد النيتروجين وتراكمها السريع في الغلاف الجوي.هذه أكثر من مجرد مشكلة مناخية.N₂O أيضًا يستنزف طبقة الأوزون, مما يحمي الإنسان من الإشعاع الشمسي الضار.وجريان النيتروجين من الحقول يلوث الممرات المائية, مما يزيد من تكاثر الطحالب الضارة وإنشاء مناطق ميتة مستنفدة للأكسجين.

إن نمو انبعاثات أكسيد النيتروجين أمر مثير للقلق، ولكن الناس اليوم لديهم المعرفة والعديد من التكنولوجيات اللازمة لعكس هذا الاتجاه.

من أين تأتي انبعاثات N₂O؟

قبل الثورة الصناعية، كانت المصادر الطبيعية لأكسيد النيتروجين من الميكروبات التي تعيش في تربة الغابات وفي المحيطات كانت تساوي تقريبًا المصارف الطبيعية التي تستهلك N₂O في الهواء، لذلك كانت تركيزات N₂O في الغلاف الجوي ثابتة نسبيًا.

ومع ذلك، فإن عدد السكان وحاجتهم إلى الغذاء قد تزايدا بسرعة، مما أدى إلى خروج هذا التوازن الطبيعي عن السيطرة.

لقد وجدنا أن الأنشطة البشرية وحدها أدت إلى زيادة انبعاثات أكسيد النيتروز بنسبة 40% على مدى العقود الأربعة الماضية، حيث ساهمت الزراعة بنحو 74% من إجمالي انبعاثات أكسيد النيتروز البشرية المنشأ.

أكبر المصادر البشرية لأكسيد النيتروز هي الزراعة والصناعة وحرق الغابات أو النفايات الزراعية.

وتعد الأسمدة النيتروجينية، المستخدمة على نطاق واسع في الزراعة، واحدة من أكبر المساهمين.الأسمدة مسؤولة عن 70% من إجمالي انبعاثات أكسيد النيتروز الزراعية على مستوى العالم. السماد الحيواني وتساهم الزراعة الحيوانية المكثفة بحوالي 30%.مصدر أصغر ولكنه ينمو بسرعة تربية الأحياء المائية، مثل تربية الأسماك, ، وخاصة في الصين حيث زاد خمسة وعشرين ضعفا في السنوات الأربعين الماضية.

بالإضافة إلى الزراعة والعمليات الصناعية مثل إنتاج النايلون, والمتفجرات والأسمدة، واحتراق الوقود الأحفوري تساهم أيضًا في انبعاثات أكسيد النيتروجين، ولكن بدرجة أقل من الزراعة.

انبعاثات N₂O حسب البلد

تختلف الانبعاثات بشكل كبير من بلد إلى آخر لعدد من الأسباب الاجتماعية والاقتصادية والزراعية والسياسية.

شهدت الاقتصادات الناشئة، مثل الصين والهند، اتجاهات قوية متزايدة لأكسيد النيتروز على مدى العقود الأربعة الماضية حيث عززت الإنتاجية الزراعية لتلبية احتياجاتها. تزايد الطلب على الغذاء لدى السكان.

الصين هي أكبر منتج ومستخدم الأسمدة الكيماوية.وقد تم تنفيذ خطة عملها لتحقيق النمو الصفري في استخدام الأسمدة بحلول عام 2020، والتي صدرت في عام 2015 ساعد في خفض انبعاثات N₂O.ومع ذلك، فإن انبعاثات N₂O الصناعية لديها استمر في الارتفاع.

وفي البرازيل وإندونيسيا، أدى قطع الغابات وحرقها لإفساح المجال أمام المحاصيل والماشية، إلى جانب الممارسات الزراعية المكثفة على نحو متزايد، إلى تفاقم المشكلة. تفاقم فقدان النيتروجين من المصادر الطبيعية وتزايد انبعاثات الغازات الدفيئة.

لدى أفريقيا فرص لزيادة إنتاج الغذاء دون زيادة التسميد النيتروجيني.ومع ذلك، فإن دول شمال أفريقيا أكثر من تضاعف نمو انبعاثاتها ثلاث مرات في العقدين الماضيين، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى النمو الكبير في أعداد الماشية في أفريقيا.

ومع ذلك، تمكنت بعض المناطق من الحد من بعض انبعاثات أكسيد النيتروز من خلال ممارسات أكثر استدامة.

ويملك الاتحاد الأوروبي واليابان وكوريا الجنوبية كل ذلك نجح في خفض انبعاثات أكسيد النيتروز البشرية المنشأ على مدى السنوات الأربعين الماضية، على الرغم من أنها لا تزال مصدرًا رئيسيًا للانبعاثات على نطاق عالمي؛وقد جاءت التخفيضات إلى حد كبير من الصناعة الكيميائية في التسعينيات.كما أصبح استخدام النيتروجين في الزراعة أكثر كفاءة؛ومع ذلك، لا يزال لديهم عمل للقيام به.ولم تنخفض انبعاثاتها من الاستخدام المباشر للأسمدة والسماد إلا بشكل طفيف واستقرت مؤخرًا.

وفي الولايات المتحدة، تستمر الانبعاثات الزراعية في الارتفاع، في حين انخفضت الانبعاثات الصناعية بشكل طفيف. ترك الانبعاثات الإجمالية ثابتة إلى حد ما.

كيفية الحد من انبعاثات N₂O

يتطلب التصدي للتحدي المتمثل في الحد من انبعاثات أكسيد النيتروجين مزيجًا من التدخلات السياسية والابتكار التكنولوجي والإجراءات الفردية.على سبيل المثال:

• يمكن للسياسات تشجيع المزارعين على ذلك اعتماد ممارسات فعالة للنيتروجين, الاستخدام الأمثل للأسمدة والحد من انبعاثات N₂O وغيرها من أشكال التلوث بالنيتروجين من خلال مجموعة متنوعة من برامج الحوافز.

• تقنيات الزراعة الدقيقة, بما في ذلك استخدام أجهزة الاستشعار عن بعد والمعدات الموجهة بواسطة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عبر الأقمار الصناعية، يمكن أن تساعد المزارعين على تغيير معدل الأسمدة المستخدمة لتحسين إدارة المغذيات وتقليل خسائر النيتروجين، وبالتالي تقليل انبعاثات أكسيد النيتروجين.

• تطوير واعتماد الأسمدة ذات الكفاءة النيتروجينية، مثل تركيبات الإطلاق الخاضعة للرقابة و مثبطات النترجة, ، كما تقدم طرقًا واعدة لتقليل جريان النيتروجين والحد من انبعاثات أكسيد النيتروجين من التربة الزراعية.

• وبالمثل، فإن الابتكارات في إدارة الثروة الحيوانية, ، مثل المكملات الغذائية وممارسات إدارة النفايات المحسنة، يمكن أن تقلل من كمية أكسيد النيتروجين من الماشية.

• ويمكن للصناعات، وخاصة إنتاج النايلون والأسمدة، تركيب تكنولوجيات موجودة وبأسعار معقولة للحد من جميع انبعاثات أكسيد النيتروجين تقريبا.وهذا فوز سهل للتنفيذ والمناخ.لقد فعل معظم العالم ذلك بالفعل، وغادر الصين والولايات المتحدةمسؤول بالنسبة لمعظم الانبعاثات الصناعية المتبقية من N₂O.

• يمكن للمستهلكين أيضًا القيام بذلك الأطعمة النباتية جزء أكبر من وجباتهم الغذائية.لا يتعين عليك أن تصبح نباتيًا إلا إذا كنت ترغب في ذلك، ولكن تقليل تكرار وأحجام استهلاك اللحوم ومنتجات الألبان يمكن أن يكون صحيًا لك وللبيئة.كما تساعد الممارسات الصديقة للبيئة مثل تحويل مخلفات الطعام إلى سماد وتقليل استخدام الأسمدة في المروج.

وبشكل عام، هناك حاجة إلى نهج شامل يجمع بين السياسات والتكنولوجيا والإجراءات الفردية لمعالجة انبعاثات أكسيد النيتروجين ومكافحة تغير المناخ.ومع عمل الحكومات والصناعات والمواطنين جميعًا نحو مستقبل مستدام، يمكن لهذه الاستراتيجيات أن تساعد في ضمان الأمن الغذائي والاستدامة البيئية للأجيال القادمة.