Forskare från ETH Zürich undersöker om orsakerna till jorderosion runt om i världen – och har funnit att länder själva har ett förvånansvärt starkt inflytande på sin mark. Denna landseffekt var tidigare oupptäckt.

Markerosion är ett globalt problem som hotar livsmedelssäkerheten och ekosystemens funktion. Det har en negativ effekt på vatten och luft och, självklart, på själva jorden. Det ger också ett antal skadliga knock-on effekter; bönder, till exempel, måste kompensera för förlusten av naturlig markproduktivitet genom att öka användningen av gödningsmedel. Som det ser ut, mark går förlorad i betydligt högre takt än vad den skapas. Med tanke på att jord- och skogsbruksnäringen helt enkelt inte kan fungera utan jord, många regeringar försöker bekämpa erosionen i sina länder.

Markerosion har en mängd orsaker, många av dem är fortfarande inte väl förstådda. Vi vet fortfarande inte, till exempel, om och faktiskt hur olika länder påverkar erosionen av sina jordar. Forskning hittills har fokuserat på att identifiera ömsesidiga relationer som kallas korrelationer, som att erosionen är allvarligare i fattiga länder än i rika. Identifiera orsakseffekter, å andra sidan, har varit och förblir mycket svårt.

Fjärranalys och modellering av jorderosion

David Wüpper och Robert Finger från Group for Agricultural Economics and Policy vid ETH Zürich och Pasquale Borrelli från University of Basel har nu använt satellitbilder och många andra datakällor för att undersöka de socioekonomiska orsakerna till jorderosion runt om i världen.

På basis av högupplösta fjärranalysdata och många andra datakällor, forskarna skapade en erosionskarta över världen. Med hjälp av en statistisk modell, forskarna undersökte sedan om erosionshastigheten i allmänhet förändras kontinuerligt genom rymden men "hoppar" abrupt vid landsgränserna. Sådana plötsliga "hopp" vid politiska gränser avslöjar inflytandet från de länder som ligger till vänster och höger om gränserna.

På en andra karta, forskarna modellerade också den potentiella naturliga erosionshastigheten. Detta gjorde det möjligt för dem att se hur stor skillnaden är mellan nuvarande och naturlig erosion och om det finns naturliga diskontinuiteter i erosionshastigheten vid de politiska gränserna.

Nationella gränser avslöjar var erosionen är onaturligt hög

Det var genom detta tillvägagångssätt som Wüpper och Finger kunde identifiera "landseffekten" som en orsak till jorderosion. Forskarna presenterar sina resultat i en studie som nyligen publicerats i tidskriften Naturens hållbarhet .

Denna landseffekt är mest synlig längs politiska gränser eftersom dessa områden erbjuder den bästa basen för att jämföra observationer. "Hastigheten med vilken jordar eroderar starkt beror på vilken sida av en gräns, och följaktligen, i vilket land jorden ligger, " säger huvudförfattaren David Wüpper.

För att illustrera deras inställning, forskarna använder ön Hispaniola, hem till Haiti och Dominikanska republiken, som ett exempel. I sin naturliga form, Hispaniola skulle vara jämnt täckt med tät tropisk skog och naturlig erosion skulle vara mycket låg eftersom denna vegetation skulle skydda jorden från regn.

I verkligheten, dock, forskarna fann att längs gränsen, Haitis jordar förlorar 50 ton mer per år och per hektar än i Dominikanska republiken. Wüpper förklarar att om Hispaniola inte hade varit föremål för mänsklig inblandning och fortfarande var i sitt naturliga tillstånd, det skulle inte bli någon kraftig ökning av jorderosion längs gränsen. "Men närvaron av en sådan ökning pekar på politiska enheter, inte naturliga gränser, " han säger.

Den differentiella erosionen längs gränsen mellan de två karibiska staterna är extremt hög:30 gånger högre än det globala genomsnittet, som — enligt forskarnas beräkningar — uppgår till 1,4 ton per år och hektar åkermark. Som jämförelse, erosionshastigheten i Tyskland är 0,2 ton lägre än i grannländerna. Det anser forskarna vara mycket positivt eftersom det tyder på att erosionen också är ganska låg i de länder som gränsar till Tyskland. "Våra resultat illustrerar hur inkonsekvent mönstret som observeras runt om i världen är, " säger Wüpper. Ett lands starkaste inflytande på jorderosion är dess jordbruk och det sätt som bönderna odlar jorden där. Inkomstnivån i ett visst land, dock, har inget inflytande.

Hög potential

Förutom att lyfta fram misslyckanden och brister i markskyddet, studien visar också att det finns en klar potential för länder att förbättra sitt markskydd och hur de går tillväga. Finger förklarar att innan studien, ingen insåg den enorma hävstångseffekt som landseffekten skulle erbjuda. Förr, jorderosion hade setts som ett övervägande lokalt problem. "Nu har vi visat att storskaliga faktorer också starkt påverkar erosion i ett visst land, " han säger.

Dessutom, ETH Zürich-forskarnas metod kan användas för att avgöra om åtgärder som länder vidtar för att förbättra markskyddet är effektiva eller inte. En sådan åtgärd, till exempel, inför ekonomiska incitament för att uppmuntra större jordbeläggning eller minskad jordbearbetning. Dock, åtgärder för att skydda mot erosion kan också leda till nya intressekonflikter om, till exempel, minskad jordbearbetning leder till ökad användning av bekämpningsmedel för ogräsbekämpning. "Grunden för bra policyskapande i detta avseende är att identifiera och kvantifiera dessa motstridiga mål, " säger Finger.

Finger och Wüpper arbetar redan med en uppföljningsstudie för att undersöka sådana avvägningar. De planerar att använda samma metod för att kvantifiera den intressekonflikt som alla länder möter mellan att öka sina skördar och att spara vatten.