Kryzys klimatyczny zmieni rolnictwo, jakie znamy
Jaki wpływ będą miały zmiany klimatu na bezpieczeństwo żywnościowe? Wnioski z najnowszych badań powinny być ostrzeżeniem.
Ziemia się nagrzewa. Skutki globalnej zmiany klimatu spowodowanej działalnością człowieka stają się coraz bardziej widoczne. Obserwujemy bowiem kolejne rekordowe fale upałów, intensywne susze, zmiany w strukturach opadów i wzrost średnich temperatur.
Tego rodzaju zmiany środowiskowe dotykają każdej części upraw roślinnych. NASA, wraz z partnerskimi agencjami i organizacjami, monitoruje wszystkie takie zmiany. Wykorzystuje także zaawansowane modele komputerowe, które pobierają dane satelitarne, a następnie symulują, jak klimat Ziemi zareaguje na dalszą emisję gazów cieplarnianych w przyszłości.
Naukowcy robią to dla różnych scenariuszy przyszłości, a następnie wykorzystują uzyskane w ten sposób prognozy klimatyczne, aby sprawdzić, jak zmiany klimatu wpłyną na światowe rolnictwo.
Dwutlenek węgla jako nawóz
Dwutlenek węgla jest głównym gazem cieplarnianym odpowiedzialnym za wzrost globalnej temperatury na Ziemi. Emitowany w wyniku spalania paliw kopalnych, może pozostawać w atmosferze przez setki lat, co oznacza, że każdego roku dokładamy CO2 do tego, co już nagromadziło od początku rewolucji przemysłowej. Dwutlenek węgla jest usuwany z atmosfery przez rośliny w procesie fotosyntezy - lecz nie w ilościach wystarczających do usunięcia wszystkiego, co emituje człowiek.
Eksperymenty wykazały, że wyższy poziom dwutlenku węgla w atmosferze może działać, jak nawóz i przyspieszać wzrost roślin. Jednak to nie znaczy, że im więcej CO2, tym lepiej dla upraw. "Rośliny uprawne rosną szybciej i są większe przy wyższym poziomie CO2, ale ich zawartość białka i mikroelementów jest proporcjonalnie niższa" - stwierdził Jonas Jäegermeyr, koordynator projektu Global Gridded Crop Model Intercomparison w ramach Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP), międzynarodowego projektu łączącego nauki o klimacie, modelowanie upraw i modelowanie ekonomiczne w celu przyjrzenia się potencjalnej przyszłości plonów i bezpieczeństwa żywnościowego.
Dodatkowo wyższe poziomy dwutlenku węgla przynoszą również ciepło. Wzrost temperatury spowodowany zmianami klimatycznymi, szczególnie w tropikach, może prowadzić do stresu cieplnego wszystkich rodzajów upraw. Najbardziej widoczną oznaką stresu cieplnego jest więdnięcie spowodowane utratą wody.
Badanie modelowe z 2019 r. symulowało przyszłą globalną produkcję pszenicy przy przewidywanych średnich globalnych temperaturach wyższych o 1,5 st. Celsjusza i 2 st. Celsjusza w stosunku do temperatur przed rewolucją przemysłową. Biorąc pod uwagę efekt nawożenia przez dwutlenek węgla, wyniki wykazały, że plony ziarna pszenicy ozimej lub wiosennej wzrosły o około 5 proc. w bardziej umiarkowanych regionach (Stany Zjednoczone i Europa) i spadły o około 2 do 3 proc. w cieplejszych regionach, takich jak Ameryka Środkowa i części Afryki. Dodatkowo w gorących regionach, na przyład w Indiach, które produkują 14 proc. światowej pszenicy, częściej występowały lata z niskimi jej plonami.
Temperatura wpływa również na cykl życia roślin. Niewielki wzrost dziennych temperatur podczas sezonu wegetacyjnego go przyspiesza. Rezultatem jest mniejsza ilość ziaren i mniejsze plony.
Zmiany klimatu a woda
Ostatnim ważnym elementem układanki jest woda. Zmiany klimatyczne wpływają na strukturę opadów deszczu i śniegu, powodując ekstremalne susze i opady. "Dodatkowe opady na niektórych obszarach przyniosą korzyści, ale inne poniosą negatywne skutki nadmiaru deszczu. Mnóstwo regionów doświadczy natomiast suszy" - stwierdza Jäegermeyr.
Na przykład monsuny mogą przynieść więcej deszczu w Azji Południowo-Wschodniej, a susze mogą stać się bardziej intensywne w zachodnich Stanach Zjednoczonych, Australii, Afryce i Ameryce Środkowej.
Ilość wody dostępnej do nawadniania już teraz jest kształtowana przez zmiany klimatu. Poziomy wód gruntowych są również wrażliwe na efekty zmian klimatu. Badanie z 2018 r. wykazało, że tam, gdzie wody gruntowe są wykorzystywane do celów rolniczych, ich poziom na ogół obniża się zarówno z powodu zużycia wody, jak i wrażliwości jej zasobów na zmiany. Dostęp do wody ma natomiast bezpośredni wpływ na zdrowie upraw.
"Troszczymy się o zmiany klimatyczne nie z powodu abstrakcyjnych stopni Celsjusza czy części CO2 na milion, ale dlatego, że zmiany klimatu wpływają na wszystkie sektory i nasze życie" - powiedział Alex Ruane, który koordynuje i przewodzi Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP).
Zespoły badawcze w ramach AgMIP analizują również możliwości adaptacji, praktyki zarządzania i bodźce ekonomiczne, które pomogą złagodzić najgorsze skutki wpływu zmian klimatu na produkcję rolną.
Ruane stwierdził, że istnieją trzy rodzaje strategii adaptacyjnych: rzeczy, o których decyduje się co roku, takie jak czas sadzenia i płodozmian na polu; inwestycje długoterminowe, takie jak nowy traktor, ulepszone systemy nawadniania lub nowa infrastruktura irygacyjna; oraz działania transformacyjne, takie jak hodowla nowych odmian roślin lub zmiana diety populacji.
