最初的农民可能对世界没有产生巨大的影响。这位原始农业先驱撒播一些种子,守护它们,或许清理掉一些其他植物物种,将成为首位为人类福祉利用光合作用力量的人。如今,数千年后,现代农业从业者——连同工程师、林务员和消费者——直接控制了全球 23.8% 的光合作用,根据一项新的分析。
奥地利克拉根福特大学的生态学家赫尔穆特·哈伯尔和他的同事利用联合国粮食及农业组织截至 2000 年的关于耕种面积、收获作物和放牧动物的统计数据,以及全球植被光合生产力的模型和全球森林面积数据,计算了在没有人为干预的情况下植物产生的能量与人类获取份额后生态系统可用的实际光合能量之间的差异。
哈伯尔说:“我们发现,由于人类活动,特别是过去和现在的土地利用,目前生态系统中剩余的[光合能量]比没有人为活动的情况下减少了 23.8%。”
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这影响着从地球生命多样性到荒漠化的一切。人类所占光合能量份额的一半以上来自农业耕作,但其他形式的土地利用贡献了 40%,人为造成的森林火灾占足足 7%。
而且负担分布不均。例如,人类所占份额在南亚高达 63%,而在中亚和俄罗斯则低至 11%。工业肥料等技术通过提高单位面积产量同时限制耕地面积,帮助降低了人类的负担,但这种不断增长的农业产量仅限于全球某些地区,哈伯尔指出。
随着未来几年人口持续增长,哈伯尔和他的同事预计,人类的份额将消耗越来越多的可用生物量。哈伯尔说:“在全球范围内,我们的初步结果——目前尚未发表——强烈表明,无论如何,[人类的份额] 都在上升,并且在过去 300 年里一直如此。”
如果生物燃料的转变在广泛范围内发生,那么这一份额可能会爆炸式增长。哈伯尔补充说,这种转变可能会导致未来几十年收获的作物翻一番,“这可能会对生态系统产生巨大影响,尤其是它们的韧性和生物多样性”,因为能量从喂养动物转向为汽车提供燃料。哈伯尔已经在其他论文中展示了土地利用变化如何在局部范围内削弱奥地利复杂的生命之网——从鸟类繁殖物种到蟋蟀再到植物本身——并危及其繁荣能力。
哈伯尔说,下一步将在规模更大的北美和南美背景下探索这种关系。尽管如此,研究人员在《美国国家科学院院刊》中写道,已经清楚地表明,“全球[光合生产]的相当大一部分被用于满足地球上仅仅一个物种的需求和欲望。”