Kryzys klimatyczny zmieni rolnictwo, jakie znamy

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 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.

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.

Dołącz do ZIELONA INTERIA także na Facebooku