• Energy Research

AbstractA global, unified dataset on Soil Organic Carbon (SOC) changes under perennial crops has not existed till now. We present a global, harmonised database on SOC change resulting from perennial crop cultivation. It contains information about 1605 paired-comparison empirical values (some of which are aggregated data) from 180 different peer-reviewed studies, 709 sites, on 58 different perennial crop types, from 32 countries in temperate, tropical and boreal areas; including species used for food, bioenergy and bio-products. The database also contains information on climate, soil characteristics, management and topography. This is the first such global compilation and will act as a baseline for SOC changes in perennial crops. It will be key to supporting global modelling of land use and carbon cycle feedbacks, and supporting agricultural policy development.

Les zones humides sont des niches importantes pour les organismes aquatiques et la biodiversité ainsi que pour la séquestration du carbone organique. Cependant, les zones humides sont souvent gérées pour la production aquacole, ce qui compromet leur capacité à agir comme un puits de carbone naturel. Dans cette expérience, les gaz à effet de serre (GES), y compris les flux de CO2, CH4 et N2O à l'interface eau-air, ont été surveillés quotidiennement et mensuellement dans quatre zones humides d'aquaculture : une zone humide naturelle (NW), une zone humide d'enceinte pour l'aquaculture intensive (EWIA), une zone humide construite à partir de rizières récupérées pour l'aquaculture intensive (CWIA) et une zone humide construite à partir de rizières récupérées pour l'aquaculture extensive (CWEA). En conséquence, les flux annuels de GES pour les zones humides CWEA, CWIA, EWIA et NW étaient en moyenne de 0,81, 1,06, 2,43 et 1,12 kg N2O-N ha−1, 23,83, 457,08, 1 360,27 et 38,29 kg CH4-C ha−1, 1 321,32, 1 877,04, 2 246,79 et 1 305,48 kg CO2-C ha−1, respectivement. En outre, le potentiel de réchauffement climatique (PRG) annuel le plus élevé pour EWIA, qui était de 60,02 t CO2-eq ha−1, était environ dix fois supérieur à celui de NW, qui était de 6,04 t CO2-eq ha−1. En outre, l'intensité des émissions de GES par unité de production variait de 1,21 (CWEA) −5,30 (EWIA) kg CO2-eq kg−1, avec EWIA ayant les facteurs d'émission de N2O et de CH4 les plus élevés par unité de production aquacole à 0,34 g N2O kg−1 et 0,19 kg CH4 kg−1. L'étude a également révélé que la quantité d'aliments et les paramètres de l'eau étaient positivement liés aux émissions de GES, ce qui suggère que l'amélioration de la gestion humaine et de la qualité de l'environnement aquatique pourrait permettre d'atténuer considérablement les effets sur les zones humides d'aquaculture naturelle et artificielle. Compte tenu de la forte hétérogénéité des émissions de GES dans les zones humides aquacoles, les recherches futures devraient mener une surveillance automatique continue à long terme des zones humides aquacoles afin de comprendre les modèles d'émissions de GES et leurs réponses et mécanismes à la gestion humaine. تعتبر الأراضي الرطبة منافذ مهمة للكائنات المائية والتنوع البيولوجي وكذلك لعزل الكربون العضوي. ومع ذلك، تتم إدارة الأراضي الرطبة في كثير من الأحيان لإنتاج تربية الأحياء المائية، مما يهدد قدرتها على العمل كمصارف طبيعية للكربون. في هذه التجربة، تمت مراقبة غازات الدفيئة (GHG) بما في ذلك تدفقات ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) و أكسيد النيتروز (N2O) في واجهة الماء والهواء، على أساس يومي وشهري في أربعة أراضٍ رطبة للاستزراع المائي: الأراضي الرطبة الطبيعية (NW)، والأراضي الرطبة المغلقة للاستزراع المائي المكثف (EWIA)، والأراضي الرطبة المشيدة المصنوعة من الأراضي الزراعية المستصلحة للاستزراع المائي المكثف (CWIA)، والأراضي الرطبة المشيدة المصنوعة من الأراضي الزراعية المستصلحة للاستزراع المائي المكثف (CWEA). ونتيجة لذلك، بلغ متوسط تدفقات غازات الدفيئة السنوية للأراضي الرطبة المصنوعة من الأسلحة الكيميائية في أفريقيا والأراضي الرطبة المصنوعة من الأسلحة الكيميائية والأراضي الرطبة المصنوعة من الأسلحة الكيميائية والأراضي الرطبة المصنوعة من الأسلحة الكيميائية والأراضي الرطبة الواقعة في الشمال الغربي 0.81 و 1.06 و 2.43 و 1.12 كجم N2O - N هكتار-1 و 23.83 و 457.08 و 1،360.27 و 38.29 كجم CH4 - C هكتار-1 و 1،321.32 و 1،877.04 و 2،246.79 و 1،305.48 كجم CO2- C هكتار-1، على التوالي. أيضًا، كانت أعلى إمكانات الاحترار العالمي السنوية (GWP) لـ EWIA، والتي كانت 60.02 طن من ثاني أكسيد الكربون2 - eq هكتار-1، أكبر بعشر مرات تقريبًا من NW، والتي كانت 6.04 طن من ثاني أكسيد الكربون2 - eq هكتار-1. علاوة على ذلك، تراوحت كثافة انبعاث غازات الدفيئة لكل وحدة إنتاج من 1.21 (CWEA) -5.30 (EWIA) كجم من ثاني أكسيد الكربون2 - مكافئ كجم-1، مع احتواء EWIA على أعلى عوامل انبعاث N2O و CH4 لكل وحدة من مخرجات تربية الأحياء المائية عند 0.34 جم N2O كجم-1 و 0.19 كجم CH4 كجم-1. وكشفت الدراسة أيضًا أن كمية الأعلاف ومعايير المياه ترتبط ارتباطًا إيجابيًا بانبعاثات غازات الدفيئة، مما يشير إلى أن تحسين الإدارة البشرية وجودة البيئة المائية يمكن أن يحقق تخفيفًا كبيرًا لكل من الأراضي الرطبة الطبيعية والاصطناعية. بالنظر إلى عدم التجانس العالي لانبعاثات غازات الدفيئة في الأراضي الرطبة لتربية الأحياء المائية، يجب أن تجري الأبحاث المستقبلية مراقبة تلقائية مستمرة طويلة الأجل للأراضي الرطبة لتربية الأحياء المائية لفهم أنماط انبعاثات غازات الدفيئة واستجاباتها وآلياتها للإدارة البشرية. Los humedales son nichos importantes para los organismos acuáticos y la biodiversidad, así como para el secuestro de carbono orgánico. Sin embargo, los humedales se gestionan con frecuencia para la producción acuícola, lo que pone en peligro su capacidad para actuar como sumidero natural de carbono. En este experimento, los gases de efecto invernadero (GEI), incluidos los flujos de CO2, CH4 y N2O en la interfaz agua-aire, se monitorearon diaria y mensualmente en cuatro humedales de acuicultura: un humedal natural (NW), un humedal de recinto para acuicultura intensiva (EWIA), un humedal construido a partir de arrozales recuperados para acuicultura intensiva (CWIA) y un humedal construido a partir de arrozales recuperados para acuicultura extensiva (CWEA). Como resultado, los flujos anuales de GEI para los humedales CWEA, CWIA, EWIA y NW promediaron 0.81, 1.06, 2.43 y 1.12 kg N2O-N ha−1, 23.83, 457.08, 1,360.27 y 38.29 kg CH4-C ha−1, 1,321.32, 1,877.04, 2,246.79 y 1,305.48 kg CO2-C ha−1, respectivamente. Además, el potencial de calentamiento global (GWP) anual más alto para EWIA, que fue de 60.02 t CO2-eq ha−1, fue aproximadamente diez veces mayor que el de NW, que fue de 6.04 t CO2-eq ha−1. Además, la intensidad de emisión de GEI por unidad de producción osciló entre 1,21 (CWEA) −5,30 (EWIA) kg CO2-eq kg−1, teniendo EWIA los mayores factores de emisión de N2O y CH4 por unidad de producción acuícola en 0,34 g N2O kg−1 y 0,19 kg CH4 kg−1. El estudio también reveló que la cantidad de alimento y los parámetros del agua se vincularon positivamente con las emisiones de GEI, lo que sugiere que mejorar la gestión humana y la calidad ambiental del agua podría lograr una gran mitigación tanto para los humedales de acuicultura naturales como artificiales. Dada la alta heterogeneidad de las emisiones de GEI en los humedales acuícolas, las investigaciones futuras deben realizar un monitoreo automático continuo a largo plazo de los humedales acuícolas para comprender los patrones de emisiones de GEI y sus respuestas y mecanismos a la gestión humana. Wetlands are important niches for aquatic organisms and biodiversity as well as for organic carbon sequestration. However, wetlands are frequently managed for aquaculture production, which jeopardized their ability to act as a natural carbon sink. In this experiment, greenhouse gases (GHG) including CO2, CH4 and N2O fluxes at the water-air interface, were monitored on a daily and monthly basis in four aquaculture wetlands: a natural wetland (NW), an enclosure wetland for intensive aquaculture (EWIA), a constructed wetland made from reclaimed paddy land for intensive aquaculture (CWIA), and a constructed wetland made from reclaimed paddy land for extensive aquaculture (CWEA). As a result, annual GHG fluxes for CWEA, CWIA, EWIA and NW wetlands averaged 0.81, 1.06, 2.43 and 1.12 kg N2O-N ha−1, 23.83, 457.08, 1,360.27 and 38.29 kg CH4-C ha−1, 1,321.32, 1,877.04, 2,246.79 and 1,305.48 kg CO2-C ha−1, respectively. Also, the highest yearly global warming potential (GWP) for EWIA, which was 60.02 t CO2-eq ha−1, was roughly ten times greater than that of NW, which was 6.04 t CO2-eq ha−1. Furthermore, the GHG emission intensity per unit of production ranged from 1.21 (CWEA) −5.30 (EWIA) kg CO2-eq kg−1, with EWIA having the highest N2O and CH4 emission factors per unit of aquaculture output at 0.34 g N2O kg−1 and 0.19 kg CH4 kg−1. The study also revealed that feed quantity and water parameters positively linked with GHG emissions, suggesting that improving human management and water environmental quality could achieve large mitigation for both natural and artificial aquaculture wetlands. Given the high heterogeneity of GHGs emissions in aquaculture wetlands, future research should conduct long-term continuous automatic monitoring of aquaculture wetlands to understand the patterns of GHGs emissions and their responses and mechanisms to human management.

Abstract Background A One Health approach has been increasingly mainstreamed by the international community, as it provides for holistic thinking in recognizing the close links and inter-dependence of the health of humans, animals and the environment. However, the dearth of real-world evidence has hampered application of a One Health approach in shaping policies and practice. This study proposes the development of a potential evaluation tool for One Health performance, in order to contribute to the scientific measurement of One Health approach and the identification of gaps where One Health capacity building is most urgently needed. Methods We describe five steps towards a global One Health index (GOHI), including (i) framework formulation; (ii) indicator selection; (iii) database building; (iv) weight determination; and (v) GOHI scores calculation. A cell-like framework for GOHI is proposed, which comprises an external drivers index (EDI), an intrinsic drivers index (IDI) and a core drivers index (CDI). We construct the indicator scheme for GOHI based on this framework after multiple rounds of panel discussions with our expert advisory committee. A fuzzy analytical hierarchy process is adopted to determine the weights for each of the indicators. Results The weighted indicator scheme of GOHI comprises three first-level indicators, 13 second-level indicators, and 57 third-level indicators. According to the pilot analysis based on the data from more than 200 countries/territories the GOHI scores overall are far from ideal (the highest score of 65.0 out of a maximum score of 100), and we found considerable variations among different countries/territories (31.8–65.0). The results from the pilot analysis are consistent with the results from a literature review, which suggests that a GOHI as a potential tool for the assessment of One Health performance might be feasible. Conclusions GOHI—subject to rigorous validation—would represent the world’s first evaluation tool that constructs the conceptual framework from a holistic perspective of One Health. Future application of GOHI might promote a common understanding of a strong One Health approach and provide reference for promoting effective measures to strengthen One Health capacity building. With further adaptations under various scenarios, GOHI, along with its technical protocols and databases, will be updated regularly to address current technical limitations, and capture new knowledge. Graphical Abstract