Para saintis menganggarkan bahawa 80 peratus daripada permukaan tanah Bumi kini menanggung tanda-tanda aktiviti manusia, dari jalan ke tanaman ke menara telefon bimbit.
Di bawah amalan penggunaan tanah sekarang, kajian menunjukkan, masyarakat merampas sumber biologi planet yang lebih besar untuk memenuhi permintaan manusia. Terdapat kebimbangan yang semakin meningkat bahawa perubahan alam sekitar yang mengakibatkan serius menjejaskan fungsi semulajadi ekosistem terestrial. Ini boleh mengancam keupayaan jangka panjang mereka untuk mengekalkan kehidupan di Bumi dengan menyediakan perkhidmatan penting seperti penghasilan makanan, penapisan air dan udara, peraturan iklim, perlindungan biodiversiti, kawalan hakisan dan simpanan karbon.
"Pada akhirnya, kita perlu mempersoalkan berapa banyak produktiviti biosfera yang dapat kita sesuai sebelum sistem planet dipecah, " kata Jonathan Foley dan sekumpulan pengarang bersama dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada Julai lalu dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan (PNAS ).
Foley, pengarah Pusat Keberlanjutan dan Alam Sekitar Global di Universiti Wisconsin-Madison, menggunakan model komputer terkini dan pengukuran satelit untuk menganalisis hubungan antara perubahan penggunaan tanah dan keadaan persekitaran di seluruh dunia. Kajian ini menunjukkan bahawa pertanian adalah bentuk penggunaan tanah manusia yang dominan hari ini, dengan kira-kira 35 peratus daripada semua tanah bebas ais yang kini digunakan untuk menanam tanaman dan meningkatkan ternakan. Itu hanya dari 7 peratus pada tahun 1700.
Walau bagaimanapun, tahap penukaran tanah untuk kegiatan manusia hanyalah sebahagian dari cerita. Keamatan aktiviti sedemikian juga penting: kegunaan tanah yang lebih intensif biasanya menggunakan lebih banyak sumber.
Salah satu gambar terbaik sejauh mana kesan kolektif manusia terhadap ekosistem daratan berasal dari kajian baru, juga pada PNAS Julai, oleh satu pasukan penyelidik Eropah. Mereka menyusun peta secara eksplisit secara eksplisit, dalam unit 6.2 batu persegi, menunjukkan bukan sahaja jenis penggunaan tanah tempatan yang mendominasi di seluruh dunia, tetapi kira-kira berapa banyak tenaga biomas - atau produktiviti semulajadi-pelbagai amalan guna tanah yang digunakan. (Tenaga biomas yang lain boleh didapati untuk menyokong fungsi biologi di semua tahap trophik lain, atau web makanan, ekosistem.)
"Keputusan kami menunjukkan bahawa manusia, hanya satu daripada 2 hingga 20 juta spesies di planet ini, menggunakan 25 peratus tenaga tropis yang terdapat di semua ekosistem daratan, " kata penulis utama Helmut Haberl dari Klagenfurt University di Vienna. "Itu agak ketaksamaan dramatik."
Corak penggunaan tanah manusia berbeza-beza di seluruh dunia, yang dipengaruhi oleh keadaan biofisik dan sosioekonomi. Di seluruh kawasan Asia dan Afrika sub-Sahara, sebagai contoh, pertanian subsisten dan ladang kecil masih standard. Tetapi pada umumnya, terdapat peralihan yang mantap ke arah penggunaan tanah yang lebih intensif hari ini, didorong oleh peningkatan taraf hidup dan pertumbuhan penduduk yang meningkatkan permintaan bahan api untuk barangan dan perkhidmatan.
Tani moden menawarkan contoh yang baik. Dalam tempoh 40 tahun yang lalu, hasil bijirin global meningkat dua kali ganda, walaupun jumlah keseluruhan tanah sawit berkembang hanya 12 peratus. Mencincang lebih banyak pengeluaran dari tanah ladang mungkin disebabkan oleh jenis bijian baru, baja kimia, mekanisasi dan pengairan. Tetapi kelemahannya adalah kerosakan alam sekitar yang lebih besar, termasuk degradasi tanah, peningkatan penggunaan racun perosak dan pencemaran air daripada larian nutrien.
Satu lagi kajian baru menggambarkan jenis kerosakan persekitaran besar-besaran yang boleh dilakukan amalan pertanian moden dalam jangka panjang. Diterbitkan di PNAS pada bulan Ogos, laporan tersebut menunjukkan bahawa asas bumi pertanian di bumi mungkin sudah lebih rapuh daripada masyarakat yang menyedari. Selepas menyusun rekod dari seluruh dunia, David Montgomery dari University of Washington di Seattle menyimpulkan bahawa kaedah perladangan berdasarkan konvensional secara dramatik mempercepatkan hakisan tanah global. Ia berlaku, katanya, pada kadar 10 hingga 100 kali di atas kadar di mana tanah baru dicipta.
"Ini bermakna kita boleh melepaskan tanah di seribu dua hingga seribu tahun, " kata Montgomery. "Kadar hakisan sekarang adalah satu yang perlu bimbang tentang tamadun selama beberapa abad yang akan datang, tetapi masalah itu berlaku dengan perlahan sehingga sukar bagi orang untuk membungkus kepala mereka."
Untuk mengatasi masalah ini, Montgomery menganjurkan penggunaan luas tanpa pertanian. Pendekatan itu menghilangkan penggunaan bajak untuk mengubah tanah, yang meninggalkan lapisan tanah lebih mudah terdedah kepada hakisan; sebaliknya, para petani ringan menenggak tunggul tanaman ke dalam tanah atas. Walaupun pertanian tidak mungkin memerlukan penggunaan racun perosak dan herbisida di bawah beberapa syarat, ini akan lebih besar daripada jangka panjang dengan beberapa faedah, kata Montgomery. Ladang tidak sehinggakan, beliau menegaskan, akan mengurangkan hakisan kepada kadar lebih dekat dengan pengeluaran tanah semula jadi. Faedah lain termasuk kesuburan tanah yang bertambah baik dan penyimpanan karbon meningkat kerana bahan organik lebih banyak terkumpul di dalam tanah.
Selama bertahun-tahun, para saintis telah banyak menganggap bahawa hakisan tanah besar dari pertanian memainkan peranan penting dalam perubahan karbon di atmosfera. Namun sifat sebenar pautan itu tidak difahami dengan baik, dan bukti dari pelbagai kajian telah sangat bertentangan. Sesetengah kajian telah menyimpulkan bahawa hakisan tanah global dari pertanian melepaskan sejumlah besar karbon ke atmosfera; yang lain menemui kesan karbon "tenggelam" yang besar.
Laporan Oktober di Science menyangkal kedua-dua tuntutan tersebut. Menggunakan kaedah analisis baru, sebuah pasukan saintis antarabangsa yang diketuai oleh Kristof Van Oost dari Universiti Katolik Leuven di Belgium mendapati bahawa hakisan tanah pertanian global mempunyai kesan minimum pada tahap karbon atmosfera. Ia menangkap karbon, kata para penyelidik, tetapi hanya serpihan, dalam jumlah yang jauh di bawah beberapa anggaran terdahulu.
Diana Parsell dari Falls Church, Va., Sering menulis mengenai topik dalam sains.
