Driving factors, decoupling effects and trend Prediction of Carbon Footprint in the production of major grain Crops in the Yellow River Basin

पृथ्वी का वायुमंडल गर्म हो रहा है, और उस गर्मी का एक बड़ा हिस्सा मानव गतिविधियों से निकलने वाली गैसों से आता है। हालांकि जीवाश्म ईंधन जलाने पर अक्सर सबसे अधिक ध्यान दिया जाता है, लेकिन जिस तरह से हम अपना भोजन उगाते हैं, वह भी एक बड़ी भूमिका निभाता है। खेती कई माध्यमों से ग्रीनहाउस गैसों को छोड़ती है: रासायनिक उर्वरकों के उत्पादन और उपयोग, फसल के अवशेषों जैसे कि पुआल (स्ट्रॉ) को जलाने, सिंचाई के लिए पानी पंप करने में लगने वाली ऊर्जा, और बाढ़ वाले धान के खेतों से प्राकृतिक रूप से निकलने वाली गैसों के माध्यम से। वैज्ञानिक इन गैसों की एक विशिष्ट गतिविधि द्वारा उत्पन्न कुल मात्रा को "कार्बन फुटप्रिंट" के रूप में मापते हैं। चीन में, पीली नदी (येलो रिवर) बेसिन खाद्य उगाने के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है, जो देश के कुल अनाज का एक तिहाई से अधिक उत्पादन करता है। हालांकि, यह क्षेत्र एक कठिन चुनौती का सामना कर रहा है: यह पारिस्थितिक रूप से नाजुक है, जहाँ पानी की कमी है और मिट्टी आसानी से कट जाती है, फिर भी यह लाखों लोगों को खिलाने के लिए गहन कृषि पद्धतियों पर निर्भर है। जैसे-से देश अपने समग्र कार्बन उत्सर्जन को कम करने के लक्ष्य (2030 तक शिखर पर पहुँचाने और 2060 तक तटस्थता प्राप्त करने) की ओर बढ़ रहा है, यह समझना कि यह महत्वपूर्ण अनाज उत्पादन वास्तव में कितना कार्बन उत्पन्न करता है, और वे संख्याएँ किन कारणों से संचालित होती हैं, अत्यंत आवश्यक हो गया है।

बाओटू टीचर्स कॉलेज के शोधकर्ताओं ने पीली नदी के नौ प्रांतों के लिए इस जटिल चित्र को समझने का प्रयास किया। उन्होंने क्षेत्र को खिलाने वाली तीन मुख्य फसलों पर ध्यान केंद्रित किया: गेहूं, मक्का और चावल। केवल एक वर्ष को देखने के बजाय, उन्होंने 2004 से 2024 तक के बीस वर्षों के डेटा का परीक्षण किया, ताकि यह देखा जा सके कि इन फसलों का कार्बन फुटप्रिंट समय के साथ कैसे बदला। उन्होंने खेती की प्रक्रिया के हर चरण से होने वाले उत्सर्जन की गणना की, बीज और उर्वरक बनाने से लेकर कटाई के बाद पुआल जलाने तक। उनके विश्लेषण ने एक स्पष्ट रुझान प्रकट किया: इन अनाजों को उगाने से होने वाला कुल कार्बन उत्सर्जन लगातार बढ़ रहा है। दो दशकों में, कुल उत्सर्जन लगभग 63 मिलियन टन से बढ़कर लगभग 94 मिलियनटन हो गया। यह वृद्धि पूरे क्षेत्र में एक समान नहीं थी; यह मुख्य रूप से बेसिन के उत्तरी हिस्सों में मक्का की खेती में भारी विस्तार के कारण हुई, विशेष रूप से इनर मंगोलिया में, जहाँ मक्के के लिए रोपाई किए गए क्षेत्र में इतनी वृद्धि हुई कि इसने अकेले उस फसल से जुड़े कार्बन उत्सर्जन को दोगुना कर दिया। गेहूं के उत्सर्जन में भी वृद्धि हुई, लेकिन धीमी गति से, जबकि चावल का उत्सर्जन अपेक्षाकृत स्थिर रहा और इसमें मामूली उतार-चढ़ाव देखा गया।

जब शोधकर्ताओं ने प्रति इकाई भूमि के उत्सर्जन को देखा, तो एक अलग कहानी सामने आई। जबकि कुल प्रदूषण इसलिए बढ़ा क्योंकि किसानों ने अधिक एकड़ में खेती की, लेकिन प्रत्येक विशिष्ट हेक्टेयर भूमि द्वारा उत्पन्न प्रदूषण बहुत धीरे-धीरे बढ़ा। इससे पता चलता है कि बढ़ते कुल उत्सर्जन का मुख्य चालक खेती का व्यापक पैमाना है, न कि प्रत्येक व्यक्तिगत खेत के अचानक अधिक "गंदा" या प्रदूषणकारी होने का स्तर। हालांकि, प्रदूषण का परिदृश्य हर जगह एक जैसा नहीं है। अध्ययन से पता चला कि नदी बेसिन में आप जहाँ भी हों, कार्बन फुटप्रिंट का स्रोत बदल जाता है। ऊपरी क्षेत्रों में, जहाँ जलवायु शुष्क है और चावल विशिष्ट परिस्थितियों में उगाया जाता है, उत्सर्जन मुख्य रूप से चावल के खेतों और उनकी सिंचाई के लिए उपयोग किए जाने वाले पानी से आता है। मध्य और निचले क्षेत्रों में, जहाँ गेहूं और मक्का का वर्चस्व है, उत्सर्जन का सबसे बड़ा स्रोत बचे हुए पुआल (स्ट्रॉ) को जलाना है। वास्तव में, चावल की खेती और पुआल जलाना मिलकर पूरे बेसिन के कुल कार्बन फुटप्रिंट का साठ प्रतिशत से अधिक हिस्सा बनाते हैं।

इन संख्याओं के क्यों बदल रहे हैं, इसे समझने के लिए टीम ने इसके पीछे के मानवीय और आर्थिक कारकों का विश्लेषण किया। उन्होंने पाया कि जैसे-जैसे प्रति व्यक्ति कृषि का आर्थिक मूल्य बढ़ता है, किसान उर्वरक और मशीनरी जैसे अधिक इनपुट का उपयोग करते हैं, जिससे उत्सर्जन बढ़ जाता है। इसके विपरीत, जैसे-जैसे ग्रामीण आबादी कम होती है और भूमि पर रहने वाले लोग कम होते जाते हैं, शेष खेत अक्सर बड़े और अधिक कुशल हो जाते हैं, जो वास्तव में प्रति इकाई उत्पादन के कार्बन फुटप्रिंट को कम करने में मदद करता है। अध्ययन ने खेती से होने वाली कमाई और उत्सर्जित कार्बन के बीच संबंध की भी जांच की। बीस वर्षों की अधिकांश अवधि के दौरान, दोनों एक साथ चलते थे: जैसे-जैसे अर्थव्यवस्था बढ़ी, उत्सर्जन भी बढ़ा, हालांकि उत्सर्जन की दर धीमी रही। इसे "कमजोर अलगाव" (वीक डिकपलिंग) कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि प्रगति तो हो रही है, लेकिन दोनों अभी भी आपस में जुड़े हुए हैं। हालांकि, हाल के वर्षों में, ऐसे क्षण भी आए हैं जहाँ "मजबूत अलगाव" (स्ट्रॉन्ग डिकपलिंग) देखा गया, जहाँ अर्थव्यवस्था बढ़ी लेकिन उत्सर्जन वास्तव में कम हुआ, जो एक संभावित भविष्य की झलक देता है।

भविष्य की ओर देखते हुए, शोधकर्ताओं ने 2025 से 2060 के बीच क्या हो सकता है, इसका पूर्वानुमान लगाने के लिए एक प्रेडिक्टिव मॉडल का उपयोग किया। मॉडल बताता है कि जैसे-जैसे खेती अधिक कुशल होगी, अनाज के प्रति टन उत्पादन के कार्बन फुटप्रिंट में गिरावट जारी रहेगी, लेकिन प्रति इकाई भूमि का फुटप्रिंट थोड़ा बढ़ता रहेगा। यह एक तनाव पैदा करता है: भले ही किसान अधिक कुशल हो जाएं, यदि रोपाई का क्षेत्र बढ़ता रहता है या प्रति एकड़ इनपुट की तीव्रता बढ़ती है, तो कुल उत्सर्जन फिर भी बढ़ सकता है। 2030 तक उत्सर्जन को चरम पर पहुँचाने और 2060 तक तटस्थता प्राप्त करने के राष्ट्रीय लक्ष्यों को पूरा करने के लिए, अध्ययन विशिष्ट लक्ष्य निर्धारित करता है। प्रति इकाई भूमि का कार्बन फुटप्रिंट एक निश्चित सीमा से नीचे रखा जाना चाहिए, और 2060 तक प्रति टन अनाज का उत्सर्जन एक विशिष्ट स्तर तक गिरना चाहिए। इसे हासिल करने के लिए खेती करने के तरीके में बदलाव की आवश्यकता होगी। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि आगे का रास्ता रासायनिक उर्वरकों के भारी उपयोग को कम करने, फसल के पुआल के बेहतर उपयोग के तरीके खोजने ताकि उसे जलाना न पड़े, और अधिक ऊर्जा-कुशल मशीनरी को बढ़ावा देने में निहित है। प्रत्येक प्रांत की विशिष्ट स्थितियों के अनुसार अपनी रणनीतियों को तैयार करके—चाहे वह शुष्क उत्तर में सिंचाई का प्रबंधन करना हो या उपजाऊ दक्षिण में पुआल का प्रबंधन करना हो—पीली नदी बेसिन राष्ट्र को खिलाना जारी रखते हुए एक स्वच्छ, कम-कार्बन वाले भविष्य की ओर बढ़ सकता है।