Mantendo o Uso de Nitrogênio na China dentro do Limite Planetário Usando uma Abordagem Espacialmente Explícita

O nitrogênio (N) apoia a produção de alimentos, mas seu excesso causa poluição da água. Faltam-nos entendimentos sobre o limite de N para a qualidade da água, considerando as complexas relações entre os insumos de N e as concentrações de N nos cursos d'água. Nosso conhecimento é limitado às metas regionais de redução para garantir a produção de alimentos. Aqui, buscamos derivar um limite espacialmente explícito de insumos de N para rios visando a qualidade da água superficial, utilizando uma abordagem de baixo para cima, e explorar maneiras de atender ao limite de N derivado, enquanto consideramos os impactos associados tanto na qualidade da água superficial quanto na produção de alimentos na China. Modificamos um sistema de modelagem de nutrientes multiescalar que simula cerca de 6,5 Tg de insumos de N para rios permitidos para toda a China em 2012. Os insumos máximos permitidos de N para rios são maiores em regiões de produção intensiva de alimentos e menores em regiões altamente urbanizadas. Quando o uso de fertilizantes e esterco é reduzido, 45–76% dos cursos d'água poderiam atender ao limite de qualidade da água N sob diferentes cenários. Uma comparação entre os cenários "qualidade da água em primeiro lugar" e "produção de alimentos em primeiro lugar" indica que existem trade-offs entre a qualidade da água e a produção de alimentos em 2–8% dos cursos d'água, o que pode colocar em risco 7–28% da produção de culturas. Nossas percepções podem apoiar políticas específicas para regiões voltadas à melhoria da qualidade da água.