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

L'atmosfera terrestre si sta riscaldando e una parte significativa di questo calore proviene da gas rilasciati dalle attività umane. Sebbene la combustione di combustibili fossili attiri spesso la maggior parte dell'attenzione, il modo in cui coltiviamo il nostro cibo gioca un ruolo fondamentale. L'agricoltura rilascia gas serra attraverso diverse vie: la produzione e l'uso di fertilizzanti chimici, la combustione degli scarti delle colture come la paglia, l'energia necessaria per pompare l'acqua per l'irrigazione e il rilascio naturale di gas dalle risaie allagate. Gli scienziati misurano la quantità totale di questi gas generati da una specifica attività come "impronta di carbonio". In Cina, il bacino del Fiume Giallo è una regione critica per la produzione di cibo, producendo oltre un terzo dei cereali della nazione. Tuttavia, quest'area affronta una sfida difficile: è ecologicamente fragile, con scarsità d'acqua e suolo che si erode facilmente, pur facendo affidamento su metodi agricoli intensivi per nutrire milioni di persone. Poiché il Paese mira a ridurre le sue emissioni complessive di carbonio per raggiungere un picco entro il 2030 e la neutralità entro il 2060, comprendere esattamente quanto carbonio genera questa vitale produzione di cereali, e cosa guidi questi numeri, è diventato urgente.

I ricercatori del Baotou Teachers College si sono posti l'obiettivo di mappare questo quadro complesso per le nove province lungo il Fiume Giallo. Si sono concentrati sui tre principali raccolti che nutrono la regione: grano, mais e riso. Invece di guardare solo a un singolo anno, hanno esaminato vent'anni di dati, dal 2004 al 2024, per vedere come l'impronta di carbonio di queste colture sia cambiata nel tempo. Hanno calcolato le emissioni di ogni fase del processo agricolo, dalla fabbricazione dei semi e dei fertilizzanti alla combustione della paglia dopo il raccolto. La loro analisi ha rivelato una tendenza chiara: la quantità totale di emissioni di carbonio derivanti dalla coltivazione di questi cereali è aumentata costantemente. Nel corso dei due decenni, le emissioni totali sono cresciute da circa 63 milioni di tonnellate a quasi 94 milioni di tonnellate. Questo aumento non è stato uniforme in tutta la regione; è stato guidato principalmente da una massiccia espansione della coltivazione del mais nelle parti settentrionali del bacino, in particolare in Mongolia Interna, dove l'area destinata alla semina del mais è cresciuta in modo così significativo da raddoppiare le emissioni associate a tale coltura. Le emissioni del grano sono aumentate, ma più lentamente, mentre le emissioni del riso sono rimaste relativamente stabili, fluttuando solo leggermente.

Quando i ricercatori hanno esaminato le emissioni per unità di terreno, è emersa una storia diversa. Sebbene l'inquinamento totale sia aumentato perché gli agricoltori hanno piantato più ettari, l'inquinamento generato da ogni specifico ettaro di terreno è cresciuto solo molto lentamente. Ciò suggerisce che il principale motore dell'aumento delle emissioni totali sia la pura scala della semina, non un improvviso picco in quanto ogni singola azienda agricola sia diventata più inquinante. Tuttavia, il panorama dell'inquinamento non è lo stesso ovunque. Lo studio ha scoperto che la fonte dell'impronta di carbonio cambia a seconda di dove ci si trova nel bacino del fiume. Nei tratti superiori, dove il clima è più secco e il riso viene coltivato in condizioni specifiche, le emissioni provengono principalmente dai campi di riso stessi e dall'acqua utilizzata per l'irrigazione. Nei tratti medi e inferiori, dove predominano grano e mais, la principale fonte di emissioni è la combustione della paglia residua. Di fatto, la coltivazione del riso e la combustione della paglia insieme rappresentano più del sessanta per cento dell'intera impronta di carbonio del bacino.

Per capire perché questi numeri stiano cambiando, il team ha analizzato i fattori umani ed economici che li sottendono. Hanno scoperto che man mano che il valore economico dell'agricoltura per persona aumenta, gli agricoltori tendono a utilizzare più input come fertilizzanti e macchinari, il che spinge verso l'alto le emissioni. Al contrario, man mano che la popolazione rurale diminuisce e meno persone vivono sulla terra, le aziende agricole rimanenti diventano spesso più grandi ed efficienti, il che aiuta effettivamente ad abbassare l'impronta di carbonio per unità di prodotto. Lo studio ha anche esaminato la relazione tra il denaro guadagnato dall'agricoltura e il carbonio emesso. Per la maggior parte del periodo di vent'anni, i due si sono mossi insieme: mentre l'economia cresceva, crescevano anche le emissioni, sebbene le emissioni crescessero a un ritmo più lento. Questo è noto come "disaccoppiamento debole", il che significa che i progressi vengono fatti, ma i due sono ancora legati. Tuttavia, negli ultimi anni, ci sono stati momenti di "disaccoppiamento forte", in cui l'economia è cresciuta mentre le emissioni sono effettivamente diminuite, offrendo uno sguardo su ciò che è possibile.

Guardando al futuro, i ricercatori hanno utilizzato un modello predittivo per prevedere cosa potrebbe accadere tra il 2025 e il 2060. Il modello suggerisce che, sebbene l'impronta di carbonio per tonnellata di cereali prodotta continuerà a scendere man mano che l'agricoltura diventa più efficiente, l'impronta di carbonio per unità di terreno probabilmente continuerà ad aumentare leggermente. Ciò crea una tensione: anche se gli agricoltori diventano più efficienti, le emissioni totali potrebbero comunque salire se l'area di semina continua a espandersi o se l'intensità degli input per ettaro aumenta. Per raggiungere gli obiettivi nazionali di picco delle emissioni entro il 2030 e la neutralità entro il 2060, lo studio stabilisce obiettivi specifici. L'impronta di carbonio per unità di terreno deve essere mantenuta al di sotto di un certo limite, e le emissioni per tonnellata di cereali devono scendere a un livello specifico entro il 2060. Raggiungere questo obiettivo richiederà un cambiamento nel modo in cui l'agricoltura viene praticata. I ricercatori suggeriscono che la strada da seguire comporta la riduzione dell'uso intensivo di fertilizzanti chimici, la ricerca di modi migliori per utilizzare la paglia delle colture in modo da non doverla bruciare e la promozione di macchinari più efficienti dal punto di vista energetico. Adattando queste strategie alle condizioni specifiche di ogni provincia — che si tratti di gestire l'irrigazione nel nord arido o di gestire la paglia nel sud fertile — il bacino del Fiume Giallo può continuare a nutrire la nazione pur muovendosi verso un futuro più pulito e a basse emissioni di carbonio.