Hvad driver erosion på verdensplan?

ETH Zürich-forskere genundersøger årsagerne til jorderosion rundt om i verden - og har fundet ud af, at landene selv har en overraskende stærk indflydelse på deres jord. Denne landeeffekt var tidligere uopdaget.

Jorderosion er et globalt problem, der truer fødevaresikkerheden og økosystemernes funktion. Det har en negativ effekt på vand og luft og, selvfølgelig, på selve jorden. Det giver også en række skadelige knock-on-effekter; landmænd, for eksempel, skal kompensere for tabet af naturlig jordproduktivitet ved at øge deres brug af gødning. Som tingene står, jord går tabt i en væsentligt større hastighed, end den bliver skabt. Da landbrugs- og skovbrugsindustrien simpelthen ikke kan fungere uden jord, mange regeringer forsøger at bekæmpe erosionen i deres lande.

Jorderosion har en lang række årsager, hvoraf mange stadig ikke er godt forstået. Vi ved det stadig ikke, for eksempel, om og faktisk hvordan forskellige lande påvirker erosionen af ​​deres jordbund. Forskning har hidtil fokuseret på at identificere gensidige forhold kendt som korrelationer, såsom det faktum, at erosion er mere alvorlig i fattige lande end i rige. Identificering af årsagseffekter, på den anden side, har været og er stadig meget vanskelig.

Fjernmåling og modellering af jorderosion

David Wüpper og Robert Finger fra Group for Agricultural Economics and Policy ved ETH Zürich og Pasquale Borrelli fra University of Basel har nu brugt satellitbilleder og talrige andre datakilder til at undersøge de socioøkonomiske årsager til jorderosion rundt om i verden.

På basis af fjernmålingsdata i høj opløsning og talrige andre datakilder, forskerne skabte et erosionskort over verden. Ved hjælp af en statistisk model, forskerne undersøgte derefter, om erosionshastigheden generelt ændrer sig kontinuerligt gennem rummet, men "springer" pludseligt ved landegrænser. Sådanne bratte "spring" ved politiske grænser afslører indflydelsen fra de lande, der er til venstre og højre for grænserne.

På et andet kort, forskerne modellerede også den potentielle naturlige erosionshastighed. Dette gjorde dem i stand til at se, hvor stor forskellen mellem nuværende og naturlig erosion er, og om der er naturlige diskontinuiteter i erosionsraten ved de politiske grænser.

Nationale grænser afslører, hvor erosion er unaturligt høj

Det var gennem denne tilgang, at Wüpper og Finger var i stand til at identificere "country -effekten" som en årsag til jorderosion. Forskerne præsenterer deres resultater i en undersøgelse, der for nylig er offentliggjort i tidsskriftet Naturens bæredygtighed .

Denne landeeffekt er mest synlig langs politiske grænser, da disse områder giver det bedste grundlag for at sammenligne observationer. "Jordens hastighed eroderer stærkt afhængigt af hvilken side af en grænse, og følgelig i hvilket land jorden ligger, " siger hovedforfatter David Wüpper.

For at illustrere deres tilgang, forskerne bruger øen Hispaniola, hjem til Haiti og Den Dominikanske Republik, som et eksempel. I sin naturlige form, Hispaniola ville være ensartet dækket af tæt tropisk skov og naturlig erosion ville være meget lav, fordi denne vegetation ville beskytte jorden mod regn.

I virkeligheden, imidlertid, forskerne fandt ud af, at langs grænsen Haitis jord mister 50 tons mere om året og pr. Hektar end dem i Den Dominikanske Republik. Wüpper forklarer, at hvis Hispaniola ikke havde været udsat for menneskelig indgriben og stadig var i sin naturlige tilstand, der ville ikke være nogen voldsom stigning i jorderosion langs grænsen. "Men tilstedeværelsen af ​​en sådan stigning peger på politiske enheder, ikke naturlige grænser, " han siger.

Den differentielle erosion langs grænsen mellem de to caribiske stater er ekstremt høj:30 gange højere end det globale gennemsnit, som — ifølge forskernes beregninger — ligger på 1,4 tons om året og hektar agerjord. Til sammenligning, erosionshastigheden i Tyskland er 0,2 tons lavere end i nabolandene. Det anser forskerne for at være meget positivt, fordi det tyder på, at erosionen også er ret lav i de lande, der grænser op til Tyskland. "Vores resultater illustrerer, hvor inkonsekvent det mønster, der observeres rundt om i verden, er, " siger Wüpper. Et lands stærkeste indflydelse på jorderosion er dets landbrug og den måde, bønderne dyrker jorden på. Indkomstniveauet i et bestemt land, imidlertid, har ingen indflydelse.

Højt potentiale

Ud over at fremhæve fejl og mangler i jordbeskyttelse, undersøgelsen viser også, at der er et klart potentiale for, at lande kan forbedre deres jordbundsbeskyttelse og hvordan de gør det. Finger forklarer, at før undersøgelsen, ingen indså den enorme løftestangseffekt, som landeeffekten ville give. I fortiden, jorderosion var blevet set som et overvejende lokalt problem. "Nu har vi vist, at større skalafaktorer også har stor indflydelse på erosion i et givet land, " han siger.

Ud over, ETH Zürich-forskernes metode kan bruges til at afgøre, om tiltag, som lande træffer for at forbedre jordbeskyttelsen, er effektive eller ej. En sådan foranstaltning, for eksempel, indfører økonomiske incitamenter til at tilskynde til større jorddækning eller reduceret jordbearbejdning. Imidlertid, foranstaltninger til beskyttelse mod erosion kan også resultere i nye interessekonflikter, hvis for eksempel, reduceret jordbearbejdning fører til øget brug af pesticider til ukrudtsbekæmpelse. "Grundlaget for god politik i denne henseende er at identificere og kvantificere disse modstridende mål, "Finger siger.

Finger og Wüpper arbejder allerede på en opfølgende undersøgelse for at undersøge sådanne afvejninger. De planlægger at bruge den samme metode til at kvantificere den interessekonflikt, som alle lande står over for mellem at øge deres udbytte og spare vand.