De omzetting van bossen in landbouwgrond wordt erkend als een belangrijke oorzaak van de stijgende niveaus van broeikasgassen. En toch is het niet duidelijk geweest hoe het verlies van gesekwestreerde koolstof in de atmosfeer het beste kan worden geminimaliseerd. Is het beter om de landbouwopbrengsten te maximaliseren om in totaal minder landoppervlak te gebruiken? Of moeten boerderijen worden geëxploiteerd om meer koolstof op het terrein vast te houden, zelfs ten koste van de oogst? Onderzoekers rapporteren in Huidige biologie op 26 juli zeggen dat, op basis van hun uitgebreide studies van landbouwactiviteiten in de vochtige tropen van Ghana, het droge tropische woud in Mexico, en gematigde wetlands en bossen in Polen, de beste weg in alle gevallen is om de omzetting van natuurlijke habitat in landbouwgrond te beperken, een strategie die bekend staat als land sparen. Dat betekent het maximaliseren van de opbrengsten op bestaande landbouwgronden.

"Aan het ene uiterste, boeren kunnen proberen al hun voedsel te produceren op een zo klein mogelijke oppervlakte landbouwgrond, door zeer hoge opbrengsten te hebben, " zegt David Williams van de Universiteit van Californië, Santa Barbara. "Dit zal waarschijnlijk de hoeveelheid koolstof die is opgeslagen op hun landbouwgrond verminderen, maar stelt beleidsmakers en boeren in staat meer ruimte vrij te maken voor het behoud van natuurlijke habitats, waar waarschijnlijk veel koolstof wordt opgeslagen. Aan het andere uiterste, boeren kunnen proberen landbouwmethoden met een lagere opbrengst te gebruiken om de koolstofopslag op landbouwgrond te vergroten, waardoor het areaal aan natuurlijke habitats dat voor instandhouding beschikbaar is, zal verminderen. En dan zijn er nog alle tussenstrategieën die een mix van landbouwgrond met een hoge en een lage opbrengst gebruiken.

"We ontdekten dat de eerste strategie - wat we 'land sparen' noemen - resulteerde in een grotere hoeveelheid koolstof die werd opgeslagen dan welke andere dan ook. Dus, enigszins contra-intuïtief, proberen koolstof te besparen op landbouwgrond resulteerde in minder koolstofopslag in het landschap als geheel. Dit kwam omdat het resulteerde in lagere opbrengsten en dus grotere gebieden nodig had om dezelfde hoeveelheid voedsel te produceren, en daarom betekende dat er minder land kon worden gespaard voor natuurlijke habitats."

Om de effecten van verschillende landgebruikstrategieën te onderzoeken, de onderzoekers moesten studieplekken hebben over het hele scala van mogelijke landgebruiken, van natuurlijke habitats met nulopbrengst via landbouw met een lage opbrengst en vervolgens tot locaties met een hoge opbrengst. Die locaties moesten ook vergelijkbaar zijn:met dezelfde gronden, klimaat, helling, en meer. Ze hadden ook betrouwbare manieren nodig om de opbrengst te meten - hoeveel voedsel elke site per oppervlakte-eenheid produceerde - en de koolstof die op elke site was opgeslagen.

Williams en co-auteurs Ben Phalan en Claire Feniuk voerden veldonderzoeken uit bij meer dan 11, 000 bomen. Ze voerden ook diepte-interviews met boeren en gebruikten bestaande landbouwgegevens om de mogelijke effecten van verschillende landbouwstrategieën op bovengrondse koolstofvoorraden in een breed scala van landbouw- en natuurlijke systemen te evalueren. Om ervoor te zorgen dat hun bevindingen breed toepasbaar zijn, ze omvatten boslandbouw en oliepalmplantages in de vochtige tropen van Ghana, veeboerderijen in droog tropisch bos in Mexico, en akkerbouw in gematigde wetlands en bossen in Polen.

"We waren een beetje verrast door hoe consistent en hoe sterk het resultaat was, Williams zegt. "De drie systemen die we hebben onderzocht, zijn heel verschillend, zowel wat betreft de natuurlijke habitats als de landbouwsystemen, maar in elk van de gevallen was het duidelijk dat het sparen van land - het combineren van hoogrenderende landbouw met het behoud of herstel van natuurlijke habitats - consequent het potentieel had om grotere hoeveelheden koolstof op te slaan dan enig ander systeem."

Het bewijsmateriaal toonde duidelijke potentiële voordelen aan van landsparing voor het verminderen van het totale verlies aan koolstofvoorraden. Dat patroon hield stand, ongeacht hoeveel (of hoe weinig) voedsel er werd geproduceerd. Natuurlijk, hij zegt, die voordelen gelden alleen als het land dat wordt 'gespaard' daadwerkelijk wordt gebruikt voor het behoud van natuurlijke habitats.

De bevindingen benadrukken het belang van het beschouwen van het hele landschap, niet alleen landbouwgrond.

"Als je de effecten van verschillende soorten landbouw beoordeelt, it is vital to look at the off-farm, as well as the on-farm impacts:lower-yield farmland consistently held more carbon than high-yield farms, so it is tempting to think that it would be better for overall carbon stocks, " Williams says. "But, once you account for the greater land use required, you see that the opposite is true. We've got to make sure that we look at all of the impacts of food production, no matter where they are."

Regardless of which land-use strategies are chosen going forward, the researchers say that there are sure to be big losses of carbon into the atmosphere if the amount of food produced increases. That means efforts to reduce food demand, including reducing food waste and meat consumption, will be also essential for conserving carbon stocks across the world.

Williams says they are now working to uncover policy approaches with potential to alleviate threats to biodiversity at the global scale. "Many of these revolve around reducing the area of farmland that we will need to feed the 10 billion people that the world is likely to hold in the next few decades, " he says. "So things like increasing agricultural yields, reducing meat consumption, and even leveraging trade to concentrate production in high-yield regions could all be important.