En ny studie från Columbia University finner att kväveutsläpp från jordbruksproduktion i tropikerna sannolikt kommer att öka och, i vissa fall, ta om tempererade klimat, utsätta fler människor för förorenad luft och vatten.

"Från Amazonas till Afrika, tropiska regioner förväntas spela en växande roll när det gäller att förse vår värld med mat, sa Alexandra Huddell, en doktorand vid Columbia University och huvudförfattare till en nyligen publicerad studie publicerad i Global förändringsbiologi . "Men vi måste vara försiktiga för att förhindra de skador som kväveföroreningar orsakar på platser som Kina, Europa och USA."

Mycket av skulden för global kväveförorening, orsakad av läckage av gödselmedel från jorden till vår luft och vatten, ligger med världens tempererade regioner, som omfattar större delen av Nordamerika och hela Europa.

Jordbrukare tillämpar kvävebaserat gödningsmedel inte bara för att öka skörden för livsmedel som vi äter, men också för foder för att underhålla boskapen. Överskott av kväve producerar föroreningar, som bidrar till klimatförändringarna, försämrar sötvattenkvaliteten och försämrar vår förmåga att andas.

Forskare hade förutspått att den sura och näringsfattiga jorden skulle hålla industriellt jordbruk på avstånd i tropikerna, området på jorden som omger ekvatorn. Så forskarna blev förvånade över att finna utsläppshastigheten i dessa heta, fuktigt klimat liknade det i de tempererade zonerna.

"Kväveoxid, en förorenande gas som orsakar smog och surt regn, var ännu högre i tropikerna, Sa Huddell.

Den Columbia-ledda studien är den första som syntetiserar kväveföroreningar från jordbruket i tropikerna. Forskarna analyserade data från mer än 100 studier för att bedöma mängden kväveutsläpp, inklusive lustgas, kväveoxid och ammoniak, som flydde från jord till atmosfären i de tropiska zonerna. De bedömde också mängden nitrat som sipprade ner i grundvattnet.

Forskningen har enorma konsekvenser inte bara för vår egen hälsa utan för planeten.

För att föda en växande befolkning, förutspås nå 9,8 miljarder människor år 2050, World Resources Institute uppskattar att jordbruksproduktionen måste öka med 70 procent globalt.

De tropiska områdena, som inkluderar Brasilien, Mexiko, hela Centralamerika, Indien och mer än 100 andra länder och territorier, utgör cirka 40 procent av jordens landmassa och är hem för en tredjedel av världens människor. Det uppskattas att hälften av världens befolkning kommer att bo i tropikerna under de kommande 30 åren.

"Vi måste balansera behovet av att mata världens växande befolkning med det absolut nödvändiga att hantera kväve ansvarsfullt, minimera skadorna på vår luft, vatten och klimat, "Sa Huddell.

Produktionsvinster måste komma från en rad lösningar, inklusive växter med högre avkastning, hitta bättre sätt att säkerställa att gödselmedel endast appliceras när och var det faktiskt kommer att plantera rötter, och hitta fler växtbaserade köttersättningar.

"Sådana lågteknologiska insatser kan räcka långt, "Men vi måste integrera vår förståelse av ekologi i våra jordbruksförvaltningsbeslut för att göra jordbruket mer hållbart och produktivt."

Utan detta, tillade hon, kväveavtrycket i tropikerna, och över hela världen, kommer att växa okontrollerat.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.