Давно известно, что человечество выходит за планетарные границы использования азота. В настоящее время ученые впервые нанесли на карту эти превышения в региональном масштабе. В то время как страны северо-западной Европы и некоторые районы Индии и Китая выбрасывают слишком много азота, на самом деле есть возможности для интенсификации использования азота на большей части Африки и Южной Америки. Исследование было опубликовано сегодня в журнале Nature.

В 2009 году Nature опубликовала статью общественного мнения, в которой вводится концепция планетарных (глобальных) границ. В статье ученые определили девять границ, в пределах которых человечество должно ориентироваться, чтобы обеспечить стабильность земной системы, включая изменение климата, сокращение биоразнообразия и поступление азота.

Шесть лет спустя в статье в журнале Science, основанной на новых данных, был сделан вывод о том, что три из этих границ, включая пороговое значение для азота, были превышены. Однако в этих оценках не учитывались региональные различия в чувствительности экосистем к загрязнению азотом и в потерях азота в результате сельского хозяйства и из других источников.

Лучшее распределение по всему миру

В этом новом исследовании ученые сравнили региональные избытки и потери азота с региональными пределами воздействия на природу и качество воды, такими как сокращение биоразнообразия, ухудшение качества питьевой воды и цветение водорослей в поверхностных водах. Это показывает, что азот - многоголовый монстр.

"Существуют большие региональные различия как в степени превышения, так и в типе проблем, вызываемых азотом", - говорит доктор Лена Шульте-Уэббинг, ведущий автор исследования. "В некоторых регионах превышены пределы качества воды, в других - пределы воздействия на наземную природу, и все же в других случаях все они превышены".

Высокие превышения в Европе и Китае, в частности, контрастируют с недостаточным использованием во многих странах Юго-Восточной Азии, Южной Америки и Африки, где для производства продуктов питания требуется больше азота. В этих регионах низкое удобрение приводит к истощению запасов питательных веществ в почве, вызывая деградацию почвы до такой степени, что в крайних случаях почвы становятся непригодными для производства продуктов питания.

Более эффективное использование азота

"Изменение глобального распределения вносимого азота важно, но даже при оптимальном пространственном распределении азотных удобрений глобальная граница для азота все еще превышена при текущей эффективности использования азота", - говорит соавтор профессор доктор Вим де Фриз.

"Чтобы накормить мир, не превышая региональных и планетарных пороговых значений содержания азота, нам необходимо гораздо эффективнее использовать азот в сельском хозяйстве. И, кроме того, нам необходимо сократить выбросы из несельскохозяйственных источников азота, таких как сточные воды или промышленность. Эффективное выполнение этой задачи требует координации".