Сокращение загрязнения воздуха может помочь нам прокормить весь мир

Посадка большего количества сельскохозяйственных культур - не единственный способ прокормить растущее население. Согласно новым исследованиям, сокращение загрязнения воздуха может значительно увеличить производство сельскохозяйственных культур, сэкономив при этом драгоценные земли и деньги.

Если мир вдвое сократит выбросы только одного вида загрязнителей воздуха, то, по оценкам, урожайность озимых культур в Китае увеличится на 28%, а в других регионах мира - на 10%. 

Речь идет об оксидах азота - семействе невидимых, ядовитых газов, образующихся в результате выхлопных газов автомобилей и промышленных выбросов, в состав которых входит диоксид азота. 

Выбросы оксидов азота являются одними из самых распространенных загрязнителей воздуха в мире, и есть подозрение, что если растения подвергаются воздействию повышенного уровня этих газов, их листья могут быть повреждены, а рост замедлен, хотя эксперты все еще выясняют, как именно.

В то же время, оксиды азота являются предшественниками образования озона и крошечных аэрозолей в атмосфере, которые могут приглушать солнечный свет и, в свою очередь, снижать урожайность сельскохозяйственных культур.

В прошлом году исследование тех же авторов показало, что сокращение содержания озона, твердых частиц, диоксида азота и диоксида серы привело к 20-процентному увеличению урожайности кукурузы и сои в США в период с 1999 по 2019 год. 

Это примерно 5 миллиардов долларов США, которые ежегодно спасают урожай благодаря сокращению выбросов всего четырех видов загрязнителей воздуха. 

Диоксид азота - один из загрязнителей, который легче всего измерить на региональном уровне и напрямую сопоставить с ростом урожая. При выбросе в атмосферу диоксид азота взаимодействует с ультрафиолетовым светом, что легко обнаруживается спутниками.

"Оксиды азота невидимы для человека, но новые спутники смогли составить их карту с невероятно высокой точностью", - объясняет сельскохозяйственный эколог Дэвид Лобелл из Стэнфордского университета.

"Поскольку мы также можем измерять урожайность сельскохозяйственных культур из космоса, это открыло возможность быстро улучшить наши знания о том, как эти газы влияют на сельское хозяйство в разных регионах".

Сравнивая выбросы двуокиси азота в различных регионах мира с зеленью пахотных земель, команда обнаружила неизменно негативный эффект.

Потеря зелени была особенно заметна в Китае и для озимых культур, таких как пшеница. Используя эту корреляцию, исследователи подсчитали, что сокращение выбросов диоксида азота на 50 процентов повысит урожайность озимых культур в Китае примерно на 28 процентов. Летом урожайность может повыситься на 16 процентов.

В Индии, по прогнозам исследователей, сокращение выбросов диоксида азота может повысить урожайность на 8 процентов зимой и на 6 процентов летом. Между тем, в Западной Европе урожайность летних и зимних культур может увеличиться на 10 процентов. 

Когда показатели урожайности обычно колеблются около одного процента в год, эффект от сокращения загрязнения воздуха может быть огромным для некоторых регионов мира.

"Главный вывод этого исследования заключается в том, что сельскохозяйственные выгоды от этих действий могут быть действительно значительными, достаточными для того, чтобы облегчить проблему пропитания растущего населения", - говорит эколог Дженнифер Берни из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Возможно, мы еще не знаем, как оксиды азота непосредственно влияют на рост растений, но обнаруженная в данном исследовании тесная взаимосвязь позволяет предположить, что загрязнение воздуха способствует потере урожая во всем мире".

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.