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Land sharing strategies for addressing the trade-off between carbon storage and crop production in France
Regional Environmental Change ( IF 4.2 ) Pub Date : 2021-09-13 , DOI: 10.1007/s10113-021-01818-7
Yong Shi 1, 2 , Corentin Pinsard 1 , Francesco Accatino 1
Affiliation  

Carbon storage (CS) is essential in mitigating atmospheric CO2 levels, but crop production (CP) contributes to food supply. Land management requires understanding the trade-offs between these important, but conflicting, ecosystem services. We studied land use–based strategies to identify the optimal balance between the two, in particular investigating the role of agricultural intensification. We calibrated a statistical model that linked land cover, land use, climate, and biophysical variables to CS and CP in France at 10 km by 10 km resolution. We designed four optimization scenarios: maximisation at the country scale of (1) CS; (2) CP; (3) joint optimization of CS and CP; (4) same as (3) but with minimization of total energy input. The mono-objective scenarios, (1) and (2), enhanced one ecosystem service while decreasing the other. In scenario (3), both ecosystem services were increased at the same time (+ 2.1% for CS and + 9.6% for CP) with a land sparing approach (decrease and intensification of annual crops and increased forest). In scenario (4), the minimization of energy input resulted in less of an increased in both ecosystem services compared to scenario (3): + 1% for CS and + 1.5% for CP. This scenario promoted a land sharing strategy with enhancement of heterogeneous agricultural land. The good performance of the land sparing approach comes at the cost of a high energy use; on the contrary, the land sharing approach allows improvements that, although more modest, come with energy input minimization. As a vast body of literature stresses the biodiversity conservation value and the positive social impacts of land sharing approach, we argue that scenario (4) is more sustainable.



中文翻译:

法国解决碳储存和作物生产之间权衡的土地共享策略

碳储存 (CS) 对于缓解大气 CO 2至关重要水平,但作物生产 (CP) 有助于粮食供应​​。土地管理需要了解这些重要但相互冲突的生态系统服务之间的权衡。我们研究了基于土地利用的策略,以确定两者之间的最佳平衡,特别是调查农业集约化的作用。我们校准了一个统计模型,该模型将土地覆盖、土地利用、气候和生物物理变量与法国的 CS 和 CP 联系起来,分辨率为 10 km x 10 km。我们设计了四种优化场景:(1)CS 国家规模的最大化;(2) CP;(3) CS和CP的联合优化;(4) 与 (3) 相同,但总能量输入最小。单一目标情景 (1) 和 (2) 增强了一种生态系统服务,同时减少了另一种生态系统服务。在场景 (3) 中,两种生态系统服务同时增加(CS + 2.1% 和 CP + 9.6%)和土地节约方法(一年生作物的减少和集约化以及森林的增加)。在情景 (4) 中,与情景 (3) 相比,能源输入的最小化导致两种生态系统服务的增加较少:CS + 1% 和 CP + 1.5%。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。1% 的 CS 和 + 9.6% 的 CP)和土地节约方法(减少和集约化一年生作物和增加森林)。在情景 (4) 中,与情景 (3) 相比,能源输入的最小化导致两种生态系统服务的增加较少:CS + 1% 和 CP + 1.5%。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。1% 的 CS 和 + 9.6% 的 CP)和土地节约方法(减少和集约化一年生作物和增加森林)。在情景 (4) 中,与情景 (3) 相比,能源输入的最小化导致两种生态系统服务的增加较少:CS + 1% 和 CP + 1.5%。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。CP 的 6%)采用土地节约方法(一年生作物的减少和集约化以及森林的增加)。在情景 (4) 中,与情景 (3) 相比,能源输入的最小化导致两种生态系统服务的增加较少:CS + 1% 和 CP + 1.5%。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。CP 的 6%)采用土地节约方法(一年生作物的减少和集约化以及森林的增加)。在情景 (4) 中,与情景 (3) 相比,能源输入的最小化导致两种生态系统服务的增加较少:CS + 1% 和 CP + 1.5%。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。与情景 (3) 相比,能源输入的最小化导致两种生态系统服务的增加较少:CS 增加 1%,CP 增加 1.5%。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。与情景 (3) 相比,能源输入的最小化导致两种生态系统服务的增加较少:CS 增加 1%,CP 增加 1.5%。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。该情景促进了土地共享战略,增强了异质农业用地。土地节约方法的良好表现是以高能耗为代价的;相反,土地共享方法允许进行改进,虽然比较温和,但伴随着能源输入的最小化。由于大量文献强调生物多样性保护价值和土地共享方法的积极社会影响,我们认为情景 (4) 更具可持续性。

更新日期:2021-09-13
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