37 просмотров

Насколько сильно коровы влияют на глобальное потепление

К. Алан Ротц, Алекс Н. Христов | Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, Колледж сельскохозяйственных наук Пенсильванского государственного университета

За последнее десятилетие мы видели, как средства массовой информации возлагают большую часть вины за изменение климата на крупный рогатый скот. Однако научные данные не подтверждают это утверждение для крупного рогатого скота в Соединенных Штатах. Крупный рогатый скот производит много газообразного метана, в основном в результате кишечной ферментации и ферментации в навозе.Метан является мощным парниковым газом, который вместе с закисью азота, углекислым газом и некоторыми другими соединениями в атмосфере создает оболочку вокруг нашей планеты, чтобы держать нас в тепле. Это хорошая вещь; без этого атмосферного покрова земля была бы слишком холодной, чтобы мы могли выжить. Текущая проблема заключается в том, что концентрация этих газов в атмосфере увеличивается, что утолщает нашу оболочку.

Парниковые газы и атмосферные процессы

Метан от животноводства является частью естественного углеродного цикла, который происходит с момента зарождения жизни на нашей планете. В процессе фотосинтеза углекислый газ извлекается из атмосферы и фиксируется в виде углеводов в растительном материале. Крупный рогатый скот потребляет эти углеводы, которые частично разлагаются в организме животного и выделяются с навозом, где часть углерода превращается в двуокись углерода и метановые газы, выдыхаемые обратно в атмосферу. Большая часть этого метана окисляется в тропосфере (самый нижний уровень атмосферы) гидроксильными радикалами в ходе цепочки реакций (Wuebbles and Hayhoe, 2002; IPCC, 2013). В течение примерно 10 лет после его выброса более 90% метана удаляется из атмосферы, при этом углерод в метане в конечном итоге превращается обратно в углекислый газ, который становится доступным для фиксации в растениях (рис. 1).

tqa-глобальное потепление-цифра-1

Рисунок 1. Производство метана крупным рогатым скотом является частью естественного углеродного цикла, когда метан окисляется в атмосфере в течение нескольких лет, превращая углерод в двуокись углерода (CO2), которые могут закрепляться в процессе роста растений с образованием углеводов в корме. В этом цикле нет долгосрочного воздействия на климат, если выбросы метана и его окисление находятся в равновесии.

Если мы сравним выбросы крупного рогатого скота с выбросами транспортных средств в результате сжигания ископаемого топлива, то и то, и другое влияет на покров вокруг нашей планеты. Однако между этими двумя источниками парниковых газов есть большая разница.Когда мы сжигаем ископаемое топливо, мы берем углерод, хранившийся в земле с доисторических времен, и превращаем его в углекислый газ, выбрасываемый в атмосферу (рис. 2). На каждый галлон потребляемого топлива создается и выбрасывается в атмосферу около 20 фунтов углекислого газа (EPA, 2019). Часть этого углекислого газа поглощается океанами и почвой, но мы выделяем этот газ быстрее, чем он может быть поглощен. По этой причине мы наблюдаем относительно быстрое увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, и это влияние на атмосферу будет с нами в течение тысяч лет (NASA, 2019). В то время как крупный рогатый скот является частью естественного цикла с краткосрочным воздействием, сжигание ископаемого топлива оказывает гораздо более постоянное воздействие (IPCC, 2013).

tqa-глобальное потепление-цифра-2

Рисунок 2. Сжигание ископаемого топлива оказывает долгосрочное влияние на концентрацию углекислого газа в атмосфере.

Поголовье крупного рогатого скота и выбросы парниковых газов Коэффициент смешивания (объемная концентрация) метана в атмосфере увеличивается (NOAA, 2019), так что способствует ли крупный рогатый скот этому увеличению? Если поголовье крупного рогатого скота увеличивалось, то их можно было считать частью возросшего выброса метана в атмосферу. Однако поголовье крупного рогатого скота в Соединенных Штатах в течение многих лет оставалось стабильным или снижалось (NASS, 2018). Поголовье мясных коров достигло своего пика в 1975 году, и нынешнее поголовье аналогично тому, которое сохранялось в начале 1960-х годов. Количество молочных коров в Соединенных Штатах является самым низким за последние 100 лет. Их число достигло пика в 1945 году и с тех пор сокращается. Так как количество телят, телок, стадных стад и другого крупного рогатого скота в стране варьируется пропорционально количеству коров (NASS, 2018), мы можем сделать вывод, что общее поголовье крупного рогатого скота не увеличивается.

Однако численность крупного рогатого скота является лишь частью рассмотрения. Современный крупный рогатый скот становится крупнее и продуктивнее. Поэтому они потребляют больше корма и производят больше метана на одно животное. Крупный рогатый скот также становится более эффективным, производя больше мяса или молока на единицу потребляемого корма.С учетом всех аспектов оценки источников метана в Соединенных Штатах показывают снижение выбросов от крупного рогатого скота и их навоза за последние 50 лет (FAOSTAT, 2019).

Однако это недавняя история; что, если мы посмотрим еще дальше? Жвачные дикие животные были распространены в Северной Америке до заселения европейцами. Хотя нет точных данных о буйволах, лосях, оленях и других жвачных животных на континенте в то время, оценки доступны. Основываясь на этих оценках, эти животные производили метана в диапазоне от 50% меньше до 25% больше, чем нынешняя популяция крупного рогатого скота, других жвачных животных и диких животных (Христов, 2018). Таким образом, это указывает на то, что крупный рогатый скот сегодня не способствует значительному увеличению выбросов метана с земель Соединенных Штатов по сравнению с периодом до заселения.

Так что же может быть причиной увеличения концентрации метана в атмосфере? Глобальные оценки показывают, что за последние 50 лет поголовье крупного рогатого скота на Земле увеличилось примерно на 40% (FAOSTAT, 2019). Метан также выделяется при добыче, переработке и транспортировке ископаемого топлива. Природный газ — это метан, и в последние годы мы наблюдаем рост добычи природного газа в Соединенных Штатах (EIA, 2018). Утечки из нефтяных и газовых скважин и при распределении природного газа являются источниками повышенных выбросов. Это снова берет углерод, который был сохранен в земле, и высвобождает его в нашу атмосферу. Этот метан также будет окисляться с образованием углекислого газа, но это не является частью природного цикла. Этот источник добавляет в атмосферу новый углекислый газ с очень долгосрочными последствиями (IPCC, 2013).

МОЖЕТ ЛИ КРУПНЫЙ КРУПНЫЙ КОРОЛЕСТ БЫТЬ ЧАСТЬЮ РЕШЕНИЯ?

Нижняя линия: Факт остается фактом: крупный рогатый скот производит много метана. Этот энтеросолюбильный метан, по сути, представляет собой потраченную впустую энергию, уходящую из рубца. Сокращение этих отходов за счет повышения эффективности работы рубца может обеспечить существенную выгоду за счет производства большего количества мяса или молока при меньшем потреблении корма.Изменения в рационе, такие как кормление большим количеством концентратов, силоса из бобовых или липидов, могут снизить выработку кишечного метана (Hristov et al., 2013). Кормовые добавки также изучаются для снижения выбросов кишечного метана при одновременном повышении эффективности корма (Hristov et al., 2013; 2015).

В зависимости от стоимости диетических изменений и добавок эти вмешательства могут принести экономическую выгоду производителю за счет повышения эффективности и производительности. Кроме того, существует возможность требовать углеродных кредитов для этого сокращения. Компании и другие учреждения, желающие уменьшить свой углеродный след, могут быть готовы платить производителям молочных продуктов и крупного рогатого скота за использование этих методов смягчения последствий для сокращения выбросов (Powers et al., 2009). На данный момент это в значительной степени будущее; мы подождем и посмотрим, как сработают технологии кормления и углеродная экономика.

Таким образом, хотя крупный рогатый скот в Соединенных Штатах не способствует глобальному потеплению и связанному с ним изменению климата, с которыми мы сталкиваемся, он может быть частью решения. Сокращение любого источника выбросов парниковых газов пойдет на пользу нашей планете.

использованная литература
  • АООС. 2019. Выбросы парниковых газов от типичного легкового автомобиля. Агентство по охране окружающей среды США. По состоянию на 26 февраля 2019 г. https://www.epa.gov/greenvehicles/greenhouse-gas-emissions-typed-passengervehicle.
  • ФАОСТАТ. 2019. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. По состоянию на 26 февраля 2019 г. http://www.fao.org/faostat/en/#data/GE
  • Христов, А.Н. 2012. Исторический, доевропейский поселок и современный вклад диких жвачных животных в выбросы кишечного метана в Соединенных Штатах. Дж. Аним. науч. 90:1371-1375. Христов А.Н., Дж. О, Ф. Джаллонго, Т.В. Фредерик, М.Т. Харпер, Х.Л. Уикс, А.Ф. Бранко, П.Дж. Моат, М.Х. Дейтон, С.Р.О. Уильямс, М. Киндерманн и С. Дюваль. 2015. Ингибитор стойко снижал выделение кишечного метана молочными коровами без негативного влияния на надои. ПНАС 112:10663-10668.
  • Христов А.Н., Ю.О, Дж. Л. Фиркинс, Дж. Дейкстра, Э. Кебреаб, Г. Вагхорн, Х. П. С. Маккар, А. Т. Адесоган, В. Ян, К. Ли, П. Дж. Гербер, Б. Хендерсон и Дж. М. Трикарико. 2013. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕМЫ — Снижение выбросов метана и закиси азота при животноводстве: I. Обзор вариантов снижения выбросов метана в кишечнике J. Anim. науч. 91:5045–5069.
  • МГЭИК. 2013. Изменение климата 2013: Основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тигнор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П.М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
  • НАСА. 2019. Круговорот углерода. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Обсерватория Земли. По состоянию на 26 февраля 2019 г. https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle
  • НАСС. 2018. Быстрая статистика 2.0. Национальная служба сельскохозяйственной статистики. Департамент сельского хозяйства США. По состоянию на 9 ноября 2018 г., http://quickstats.nass.usda.gov. НОАА. 2019. Тенденции атмосферного метана. Лаборатория исследования систем Земли, Национальное управление океанических и атмосферных исследований. По состоянию на 26 февраля 2019 г. https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends_ch4/#global_growth
  • Пауэрс, Калифорния, Д.Д. Шульте и Р. Р. Стоуэлл. 2009. Углеродные кредиты от животноводства. Дополнительный бюллетень G1962, Университет Небраски-Линкольн. По состоянию на 26 февраля 2019 г. http://extensionpublications.unl.edu/assets/pdf/g1962.pdf
  • Уэбблс, Д.Дж. и К. Хейхо. 2002. Атмосферный метан и глобальные изменения. наук о Земле. Откр. 57:177-210.
0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x