Изменение климата и сельское хозяйство

редактировать
Влияние изменений климата в сельское хозяйство

Глобальные выбросы парниковых газов, относящиеся к различным секторам экономики, согласно отчету IPCC AR5. 3/4 выбросов существует непосредственно, а 1/4 - за счет производства электроэнергии и тепла, которое поддерживает сектор. График чистого производства сельскохозяйственных культур во всем мире и отдельных тропических странах. Исходные данные ООН.

Изменение климата и сельское хозяйство - связанные процессы, происходящие в глобальном масштабе. Глобальное потепление влияет на сельское хозяйство разными способами, в том числе через изменение средних температур, осадков и климатических экстремальных явлений (например, волны тепла ); изменения вредителей и болезней ; изменение концентраций атмосферного углекислого газа и приземного озона ; изменения питательного качества некоторых пищевых продуктов; и изменения уровня моря.

Изменение климата уже влияет на сельское хозяйство, неравномерно распределяются по всему миру. Будущее изменение климата, вероятно, отрицательно повлияет на растение в странах с низкими широтами, в то время как эффекты в северных широтах могут быть положительными или отрицательными. Животное, хотя и меньше, чем автомобили, несет ответственность за производство парникового газа CO. 2 и процентное содержание метана в мире, а также за бесплодие перемещение местных видов в будущем.

Сельское хозяйство способствует изменению климата как за счет антропогенных выбросов парниковых газов, так и за счет преобразования несельскохозяйственных земель, таких как леса, в сельскохозяйственные земельные участки. По оценкам, в 2010 г. на сельское и лесное хозяйство и изменения в землепользовании приходилось 20–25% глобальных ежегодных выбросов. В 2020 году Механизм научных встреч Европейского подсчитал, что на продовольственной системе приходилось 37% выбросов парниковых газов, и эта цифра должна увеличиться на 30–40% к 2050 году за счет роста населения и изменения режима питания.

Ряд мер политики может снизить риск негативного воздействия на сельское хозяйство и выбросы парниковых газов в сельскохозяйственном секторе.

Содержание
  • 1 Воздействие изменения климата на сельское хозяйство
    • 1.1 Вредные насекомые
    • 1.2 Болезни растений
    • 1.3 Наблюдаемые воздействия
      • 1.3.1 Примеры
    • 1.4 Прогнозы воздействия
      • 1.4. 1 Продовольственная безопасность
      • 1.4.2 Индивидуальные исследования
    • 1.5 Региональные воздействия
      • 1.5.1 Африка
      • 1.5.2 Азия
      • 1.5.3 Австралия и Новая Зеландия
      • 1.5.4 Европа
      • 1.5.5 Латинский Америка
        • 1.5.5.1 Климатическая справедливость и натуральное хозяйство
      • 1.5.6 Северная Америка
      • 1.5.7 Полярные регионы
      • 1.5.8 Малые
    • 1.6 Борьба с бедностью
    • 1.7 Модели развития сельскохозяйственных культур
    • 1,8 Эффект вегетационного периода
    • 1.9 Влияние повышенного содержания углекислого газа на посевы
      • 1.9.1 Влияние на качество
    • 1.10 Влияние града
    • 1.11 Сельскохозяйственные поверхности
    • 1.12 Эрозия и плодородие
    • 1.13 Вредители, болезни и сорняки
    • 1.14 отступление и исчезновение ледников
    • 1.15 Озон и УФ-B
    • 1.16 Воздействие ЭНСО на сельское хозяйство
  • 2 Смягчение последствий и адаптация
    • 2.1 В развитых странах
    • 2.2 В опасных странах
  • 3 Воздействие сельского хозяйства на изменение климата
    • 3.1 Землепользование
    • 3.2 Животноводство
    • 3.3 Производство удобрений
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Дополнительная литература
  • 7 Внешние ссылки
Воздействие на климат в сельском хозяйстве
см. подпись и описание изображения Для каждого сорта растений оптимальная температура для вегетативного роста, при этом росте прекращается при повышении или понижении. Точно так же существует диапазон температур, при которых растение дает семена. Вне диапазона этого растения не будет воспроизводиться. Как показывают графики, кукуруза не сможет воспроизводиться при температуре выше 95 ° F (35 ° C), а соя выше 102 ° F (38,8 ° C).

Несмотря на технологические решения таких достижений, как улучшенные сорта, генетически модифицированные организмы и ирригационные системы, погода по-прежнему является ключевой продуктивности сельского хозяйства, а также почва свойства и природные сообщества. Воздействие климата на сельское хозяйство связано с изменчивостью местного климата, а не с глобальными климатическими моделями. С 1880 года средняя температура поверхности Земли увеличилась на 1,5 ° F (0,83 ° C ). Следовательно, при оценке агрономы должны учитывать каждый локальный район.

на другой стороне, торговля сельскохозяйственной продукцией выросла в последние годы и теперь обеспечивает большие объемы продовольствия на национальном уровне для основных стран-импортеров, а также комфортный доход для стран-экспортеров. Углубление зрения и безопасности с точки зрения предположения подразумевает необходимость учитывать последствия изменения климата в глобальном масштабе.

Исследование 2008 года, опубликованное в Science, показало, что из-за изменений климата «южная часть Африки может потерять более 30% своего основного урожая, кукурузы, к 2030 году. В Южной Азии многие региональные продукты питания, такие как рис, просо и кукуруза, включают 10% ".

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) подготовила несколько отчетов, в которых оценивалась научная литература по изменению климата. В Третьем оценочном отчете МГЭИК, опубликованном в 2001 году, сделан вывод о том, что беднейшие страны пострадают больше всего из-за снижения урожайности в большинстве тропических и В Африке и Латинской Америке богарные культуры близки к своей максимальной температурной толерантности, вероятность, резко упадет прогноз даже при небольших изменениях климата; До 30% в 21 веке. Морская жизнь и рыбная промышленность также будут затронуты в некоторых местах.

В отчете, опубликованном в 2014 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата, говорится, что мир может достичь «порога глобального потепления, после нынешних методов ведения сельского хозяйства больше не могут поддерживать крупные человеческие цивилизации». к середине 21 века. В 2019 году он опубликовал отчеты, в которых говорится, что миллионы людей уже страдают от отсутствия продовольственной безопасности из-за изменения климата, прогнозируется снижение мирового производства сельскохозяйственных культур на 2-6% к десятилетию.

Изменение климата может снизить урожайность за счет усиления из волны Россби. Существует вероятность того, что эффекты уже существуют.

Изменение климата, вызванное воздействием парниковых газов, вероятно, повлияет на урожай по-разному от региона к региону. Например, ожидается, что средняя урожайность в Пакистане упадет до 50% согласно сценарию Метеорологического бюро, тогда как производство кукурузы в Европе, как ожидается, вырастет до 25% при оптимальном гидрологическом условиях.

Более благоприятное влияние на урожайность, как правило, в степени зависит от реализации положительные воздействия двуокиси углерода на рост сельскохозяйственных культур и повышения эффективности водопользования. Снижение потенциальной урожайности, вероятно, будет использоваться сокращением периода, снижение доступности воды и плохой яровизацией.

В долгосрочной перспективе изменение климата может повлиять на сельское хозяйство используемыми способами:

  • продуктивность, в условиях количество и качества сельскохозяйственных культур
  • методов ведения сельского хозяйства посредством изменения водопользования (орошение) и сельскохозяйственных ресурсов, таких как гербициды, инсектициды и удобрения
  • воздействие на эту среду, в частности, в отношении частоты и интенсивности осушения почвы дренажа (приводящего к вымыванию азота), эрозии почвы, сокращение разнообразия культур
  • площади за счет потерь и приобретенияделываемых земель, спекуляции землей, отказа от земли и гидротехнических сооружений.
  • адаптация, организмы могут стать больше или менее конкурентоспособны, а также у людей может быть потребность в развитии более конкурентоспособных организмов, таких как устойчивые к наводнениям или солеустойчивые разновидности риса.

Они представляют собой большую неопределенность, которую необходимо раскрыть, в частности, из-за недостатка информации в некоторых местных регионах, и включают неопределенность в отношении масштабов изменения климата, влияние технологических изменений продуктивности, глобальных продовольственных требований и возможностей адаптации.

Большинство агрономов считают, что сельскохозяйственное производство больше всего повлияют на суровость и скорость изменения климата, а не отслеженные изменения климата. Если изменение будет настроенным, может быть достаточно времени для корректировки биоты. Изменение климата может нанести вред сельскому хозяйству во многих странах, особенно в тех, которые уже страдают от довольно плохих почвенных и климатических условий, потому что остается меньше времени для оптимального естественного отбора и адаптации.

Но многое остается неизвестным о том, как изменить климат может повлиять на сельское хозяйство и Продовольственную безопасность, потому что роль поведения фермеров плохо отражается в моделях климата и сельскохозяйственных культур.. Например, Эван Фрейзер, географ из Университета Гвельфов в Онтарио Канада, провел ряд исследований, которые показывают, что социально-экономический контекст сельское хозяйство может сыграть огромную роль в определение того, оказывает ли засуха значительное или незначительное влияние на растение. В некоторых случаях кажется, что даже незначительные засухи имеют большое влияние на продовольственную безопасность (например, то, что произошло в Эфиопии в начале 1980-х, когда небольшая засуха вызвала массовый голод ), по сравнению с случаями, когда даже относительно большие проблемы, связанные с погодой, адаптированы без особых затруднений. Эван Фрейзер сочетает социально-экономические модели с климатическими моделями определения «горячих точек уязвимости». Одно из таких исследований определило производство кукурузы (кукурузы) в США как особо уязвимое к изменению климата, поскольку оно будет подвержено более сильным засухам. Но в нем нет социально-экономических условий, которые предполагают, что фермеры приспособлены к этим меняющимся условиям. Вместо этого другие исследования прогнозов ключевых агрометеорологических или агроклиматических индексов, таких как продолжительность вегетационного периода, стресс растений или начало полевых работ, определенных заинтересованными сторонами в области управления земельными ресурсами и механизмами, влияющими на воздействие изменения климата на

Насекомые-вредители

Глобальное потепление может привести к увеличению численности популяций насекомых-вредителей, которые нанесли ущерб урожаю таких основных культур, как пшеница, соевые бобы, и кукуруза. Несмотря на то, что более высокие температуры представляют собой более длительный вегетационный период и более высокие темпы роста растений, они также увеличивают скорость метаболизма и количество циклов размножения популяций насекомых. Насекомые, у которых раньше было только два цикла размножения в год, могут получить дополнительный цикл, если теплые вегетационные сезоны продлятся, что вызовет бум популяции. В местах с умеренным климатом и более высоких широтах с большей вероятностью резкое изменение популяций насекомых.

Университет Иллинойс провел исследования, чтобы измерить влияние более высоких температур на сою рост растений и популяции японских жуков. Более высокие температуры и повышенные уровни CO 2 были смоделированы для одного поля соевых бобов, в то время как другое оставлено в качестве. Эти исследования показали, что соевые бобы с повышенными уровнями CO 2 росли намного быстрее и давали более высокие урожаи, но привлекали японских жуков со значительно большей скоростью, чем контрольное поле. Жуки в поле с повышенным содержанием CO 2 также откладывали больше яиц на соевые бобы и имели более длительную продолжительность жизни, что указывает на возможность быстрого роста популяции. ДеЛусия прогнозировал, что если проект будет продолжен, поле с повышенными уровнями CO 2 в конечном итоге покажет более низкую урожайность, чем контр уольного поля.

Повышенный уровень CO 2 уровни деактивировали три гена в растении сои, которые обычно используют химическую защиту от насекомых-вредителей. Одно из таких защиты - белок, блокирующий переваривание листьев сои насекомых. Когда этот ген был деактивирован, жуки смогли переваривать большее количество растительного вещества, чем жуки на контрольном поле. Это наблюдаемой более продолжительной продолжительности жизни и высокой скорости яйцекладки в экспериментальном поле.

Есть несколько предлагаемых решений проблемы увеличения популяций вредителей. Одно из предлагаемых решений - увеличить количество пестицидов, используемых на будущих культурах. Преимущество этого заключается в том, что он относительно эффективен и прост, но может быть неэффективным. Многие насекомые-вредители вырабатывают иммунитет к этим пестицидам. Другое предлагаемое решение состоит в использовании агентов биологической борьбы. Это включает в себя такие вещи, как посадка рядов местных растительности между рядами сельскохозяйственных культур. Это решение имеет положительное влияние на окружающую среду. Мало того, что высаживается больше местных растений, насекомые-вредители больше не вырабатывают иммунитет к пестицидам. Однако для посадки местных растений требуется больше места, что уничтожает дополнительные акры государственных земель. Стоимость также намного выше, чем при простом использовании пестицидов.

Болезни растений

Хотя исследования ограничены, исследования показали, что изменение климата может изменить стадию развития патогенов, которые могут повлиять на посевы. Самым большим последствием изменения климата для распространения является изменение географического распределения хозяев и патогенов, что приводит к большему потерям урожая. Это может повлиять на конкуренцию и восстановление после нарушений. Было предсказано, что влияние изменений климата добавит уровень сложности к логнению того, как устойчивое сельское хозяйство.

Наблюдаемые воздействия

Воздействие регионального изменения климата на сельское хозяйство было ограниченным. Изменения в фенологии сельскохозяйственных культур Важное значение реакции на недавнее региональное изменение климата. Фенология - это исследование природных явлений, которые периодически повторяются, и те, как эти явления связаны с климатом и сезонными изменениями. Значительный прогресс в фенологии наблюдается в сельском и лесном хозяйстве на большей части Северного полушария.

Засухи становятся все чаще из-за глобального потепления, и ожидается, что они станут более частыми и интенсивными в Африке, на юге страны. Европа, Ближний Восток, большая часть Америки, Австралия и Юго-Восточная Азия. Их воздействие усугубляет использование в воде, ростом населения, расширением городов и усилиями по охране окружающей среды во многих областях. Засуха приводит к неурожаю и потере пастбищных пастбищ для домашнего скота.

Примеры

Банановая ферма в Чинавале деревня в районе Джалгаон, Индия

Десятилетие, начавшееся в 2010 году, во многих жарких странах процветают сельскохозяйственные отрасли.

Район Джалгаон, Индия, имеет среднюю температуру от 20,2 ° C в декабре до 29,8 ° C в мае и среднее количество осадков 750 мм / год. Он производит бананы со скоростью, которая сделала бы его седьмым по величине размеров бананов в мире, если бы это была страна.

В период 1990–2012 годов Нигерия имела среднюю температуру в диапазоне от от минимума 24,9 ° C в январе до максимума 30,4 ° C в апреле. Согласно Продовольственной и сельскохозяйственной организации Организации Объединенных Наций (ФАО), Нигерия на сегодняшний день является крупнейшим производителем ямса в мире, произвела более 38 миллионов тонн в 2012 году. Со второго по восьмой по величине производители батата находились в соседних африканских странах, при этом крупнейший неафриканский производитель, Папуа-Новая Гвинея, производил менее 1% нигерийского производства.

В 2013 году, по данным ФАО, Бразилия и Индия безусловно были ведущими производителями сахарного тростника в мире, с общим объемом производства более 1 миллиардов тонн, или более половины мирового производства.

Летом 2018 года аномальная жара, вероятно, связанная с изменением климата, во многих частях мира, особенно в Европе, приведет к урожайности намного ниже среднего. В зависимости от условий в августе, увеличение количества неурожаев может привести к росту мировых цен на продовольствие. потери сравнивают с потерями 1945 года, худшего урожая на памяти. 2018 год стал третьим случаем за четыре года, когда мировое производство пшеницы, риса и кукурузы не смогло удовлетворить спрос, что вынудило правительства и пищевые компании освободить складские запасы. На прошлой неделе Индия выпустила 50% своих продовольственных запасов. Лестер Браун, глава независимой исследовательской организации Worldwatch, предсказал, что в ближайшие несколько месяцев цены на продукты питания вырастут.

Согласно докладу ООН «Изменение климата и земля: специальный отчет МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах» к 2050 году цены на продукты питания вырастут на 80%, и, вероятно, возникнет нехватка продуктов питания. Некоторые авторы также предположили, что нехватка продовольствия, вероятно, затронет более бедные части мира в гораздо большей степени, чем более богатые

Чтобы предотвратить голод, нестабильность, новые волны климатических беженцев, потребуется международная помощь странам, которым не хватит денег на покупку достаточного количества продуктов питания, а также для прекращения конфликтов (см. также Адаптация к изменению климата ).

В начале 21 века наводнения, вероятно, связанные с изменением климата, сократили посевной сезон в регионе Среднего Запада в Соединенных Штатах, что нанесло ущерб сельскохозяйственному сектору. В мае 2019 года наводнения снизили прогнозируемую урожайность кукурузы с 15 миллиардов бушелей до 14,2.

Прогнозы воздействий

В рамках Четвертого оценочного отчета МГЭИК, Шнайдер и др. (2007) спрогнозировал потенциальные будущие последствия изменения климата для сельского хозяйства. С низкой или средней степенью достоверности они пришли к выводу, что при повышении средней глобальной температуры примерно на 1–3 ° C (к 2100 году по сравнению со средним уровнем 1990–2000 годов) урожайность некоторых зерновых в низких широтах снизится, а урожайность повысится в высокие широты. В Четвертом отчете об оценке МГЭИК «низкая достоверность» означает, что конкретный вывод имеет примерно 2 из 10 шансов быть правильным, основываясь на заключении экспертов. «Средняя уверенность» имеет примерно 5 из 10 шансов быть правильным. За тот же период времени со средней степенью достоверности прогнозировалось, что глобальный производственный потенциал:

  • увеличится примерно до 3 ° C,
  • весьма вероятно снизится выше примерно 3 ° C.

Большинство исследований по мировому сельскому хозяйству по оценке Schneider et al. (2007) не учли ряд критических факторов, включая изменения экстремальных явлений или распространение вредителей и болезней. В исследованиях также не рассматривалась разработка конкретных методов или технологий для помощи адаптации к изменению климата.

. Национальный исследовательский совет США (US NRC, 2011) оценил литературу о последствиях изменения климата. по урожайности. US NRC (2011) подчеркнула неопределенность в своих прогнозах изменений урожайности сельскохозяйственных культур. Мета-анализ, проведенный в 2014 году, показал, что во второй половине века урожайность, как ожидается, снизится, причем с большим эффектом в тропических, чем в умеренных регионах.

Записи в журнале Nature Climate Change, Мэтью Смит и Сэмюэл Майерс (2018) подсчитали, что содержание белка, железа и цинка в обычных продовольственных культурах может снизиться с 3 до 17%. Это прогнозируемый результат выращивания продуктов питания при ожидаемых уровнях углекислого газа в атмосфере к 2050 году. Используя данные из Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, а также из других открытых источников, авторы проанализировали 225 различных основных продуктов питания, таких как как пшеница, рис, кукуруза, овощи, корнеплоды и фрукты. Влияние прогнозируемых на это столетие уровней атмосферного углекислого газа на питательные качества растений не ограничивается только вышеупомянутыми категориями сельскохозяйственных культур и питательными веществами. Метаанализ 2014 года показал, что сельскохозяйственные культуры и дикорастущие растения, подверженные повышенному содержанию углекислого газа на разных широтах, имеют более низкую плотность некоторых минералов, таких как магний, железо, цинк и калий.

См. Заголовок Прогнозируемые изменения урожайности сельскохозяйственных культур на разных широтах с глобальное потепление. Этот график основан на нескольких исследованиях.См. Заголовок Прогнозируемые изменения урожайности выбранных культур с глобальным потеплением. Этот график основан на нескольких исследованиях.

Их основные оценки изменений урожайности показаны выше. Фактические изменения урожайности могут быть выше или ниже этих центральных оценок. US NRC (2011) также предоставил оценку «вероятного» диапазона изменений доходности. «Вероятно» означает более 67% вероятности быть правильным на основании экспертной оценки. Вероятные диапазоны суммированы в описаниях изображений двух графиков.

Продовольственная безопасность

Четвертый оценочный отчет МГЭИК также описывает влияние изменения климата на продовольственную безопасность. Согласно прогнозам, к 2080 году голод во всем мире может значительно сократиться по сравнению с (текущим) уровнем 2006 года. Уменьшение голода было обусловлено прогнозируемым социальным и экономическим развитием. Для справки: Продовольственная и сельскохозяйственная организация подсчитала, что в 2006 году число недоедающих во всем мире составляло 820 миллионов. Три сценария без изменения климата (SRES A1, B1, B2) прогнозируют 100-130 миллионов недоедающих к 2080 году, в то время как другой сценарий без изменения климата (SRES A2) прогнозирует 770 миллионов недоедающих. Основываясь на экспертной оценке всех доказательств, эти прогнозы имели шанс быть верными примерно 5 из 10.

Тот же набор сценариев парниковых газов и социально-экономических сценариев также использовался в прогнозы, которые включали последствия изменения климата. Включая изменение климата, три сценария (СДСВ A1, B1, B2) прогнозируют 100–380 миллионов недоедающих к 2080 году, в то время как другой сценарий с изменением климата (СДСВ A2) прогнозирует 740–1300 миллионов недоедающих. Считалось, что эти прогнозы имеют шансы быть верными от 2 из 10 до 5 из 10.

Прогнозы также предполагали региональные изменения в глобальном распределении голода. К 2080 году Африка к югу от Сахары может обогнать Азию как регион с самым низким уровнем продовольственной безопасности. В основном это связано с прогнозируемыми социальными и экономическими изменениями, а не с изменением климата.

В Южной Америке явление, известное как цикл колебаний Эль-Ниньо, между наводнениями и засухой на Тихоокеанском побережье принесло столько же Разница в урожайности пшеницы и зерна в мире составляет 35%.

Рассматривая четыре ключевых компонента продовольственной безопасности, мы можем увидеть влияние изменения климата. «Доступ к продуктам питания в значительной степени зависит от доходов домохозяйств и отдельных лиц, а также их возможностей и прав» (Wheeler et al., 2013). На доступ повлияли тысячи сельскохозяйственных культур, которые были уничтожены, а также то, как сообщества справляются с климатическими потрясениями и адаптируются к изменению климата. Цены на продукты питания вырастут из-за нехватки продуктов питания из-за неблагоприятных условий для растениеводства. На использование ресурсов влияют наводнения и засуха, когда водные ресурсы загрязнены, а изменение температуры создает порочные стадии и фазы болезни. На доступность влияет заражение сельскохозяйственных культур, так как в результате не будет производиться пищевой процесс для продуктов этих культур. На стабильность влияют диапазоны цен и будущие цены, поскольку некоторые источники продовольствия становятся дефицитными из-за изменения климата, поэтому цены вырастут.

Индивидуальные исследования

См. Заголовок и смежный текст Прогнозы Клайна (2008)

Клайн (2008) рассмотрели, как изменение климата может повлиять на продуктивность сельского хозяйства в 2080-х годах. Его исследование предполагает, что не предпринимается никаких усилий по сокращению антропогенных выбросов парниковых газов, ведущих к глобальному потеплению на 3,3 ° C по сравнению с доиндустриальным уровнем. Он пришел к выводу, что изменение климата может негативно повлиять на производительность сельского хозяйства в мире, с наихудшими последствиями для развивающихся стран (см. График напротив).

Лобелл и др. (2008a) оценили, как изменение климата может повлиять на 12 регионов с отсутствием продовольственной безопасности в 2030 году. Цель их анализа заключалась в том, чтобы оценить, где меры адаптации к изменению климата должны быть приоритетными. Они обнаружили, что без достаточных адаптационных мер Южная Азия и Южная Африка, вероятно, пострадают от негативных воздействий на несколько сельскохозяйственных культур, которые важны для больших групп населения, не имеющих продовольственной безопасности.

Баттисти и Нейлор (2009) изучили, как повышение сезонных температур может повлиять на продуктивность сельского хозяйства. Прогнозы МГЭИК предполагают, что с изменением климата высокие сезонные температуры станут широко распространенными, а вероятность экстремальных температур увеличится во второй половине 21 века. Баттисти и Нейлор (2009) пришли к выводу, что такие изменения могут иметь очень серьезные последствия для сельского хозяйства, особенно в тропиках. Они предполагают, что крупные краткосрочные инвестиции в меры адаптации могут снизить эти риски.

"Изменение климата просто увеличивает безотлагательность реформирования торговой политики для обеспечения удовлетворения глобальных потребностей продовольственной безопасности », - сказал К. Беллманн, директор программ ICTSD. Исследование ICTSD-IPC 2009 года, проведенное Джоди Кин предполагает, что изменение климата может привести к сокращению производства в Африке к югу от Сахары на 12% к 2080 году, хотя в некоторых африканских странах этот показатель может достигать 60%, с экспорт сельскохозяйственной продукции в других странах сокращается на одну пятую. Адаптация к изменению климата может стоить сельскохозяйственному сектору 14 миллиардов долларов в год, говорится в исследовании.

Региональные последствия

Африка

Производство сельскохозяйственных культур в Африке. Необработанные данные Организации Объединенных Наций.

Сельское хозяйство является особенно важным сектором в Африке, вносящим свой вклад в жизнеобеспечение и экономику всего континента. В среднем сельское хозяйство в Африке к югу от Сахары составляет 15% от общего ВВП. География Африки делает ее особенно уязвимой к изменению климата, и семьдесят Источником средств к существованию процентов населения является неорошаемое земледелие. Мелкие фермерские хозяйства составляют 80% обрабатываемых земель в Африке к югу от Сахары. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) (2007: 13) прогнозирует, что изменчивость и изменение климата серьезно подорвут сельскохозяйственное производство и доступ к продовольствию. Этому прогнозу была присвоена "высокая степень достоверности". Системы земледелия, животноводство и рыболовство будут подвергаться большему риску заражения вредителями и болезнями в результате изменения климата в будущем. Программа исследований по изменению климата, сельскому хозяйству и продовольственной безопасности (CCAFS) определила, что вредители сельскохозяйственных культур уже составляют примерно 1/6 часть потерь продуктивности фермерских хозяйств. Точно так же изменение климата ускорит распространение вредителей и болезней и увеличит возникновение весьма значительных событий. Воздействие изменения климата на сельскохозяйственное производство в Африке будет иметь серьезные последствия для продовольственной безопасности и средств к существованию. В период с 2014 по 2018 год в Африке был самый высокий уровень отсутствия продовольственной безопасности в мире.

Восточная Африка

Ожидается, что в Восточной Африке изменение климата приведет к увеличению частоты и интенсивности засух и наводнений, что может иметь неблагоприятные последствия. по аграрному сектору. Изменение климата будет по-разному влиять на сельскохозяйственное производство в Восточной Африке. Исследования Международного института исследований продовольственной политики (IFPRI) предполагают увеличение урожайности кукурузы на большей части Восточной Африки, но снижение урожайности в некоторых частях Эфиопии, Демократической Республики Конго (ДРК), Танзании и северной Уганды. Прогнозы изменения климата также, как ожидается, уменьшат потенциал возделываемых земель для производства урожая высокого качества и количества.

В Танзании в настоящее время нет четкого сигнала в будущих климатических прогнозах для осадков. Однако существует большая вероятность сильных дождей в будущем. По состоянию на 2005 год ожидалось, что в результате будет выращено на 33% меньше кукурузы - основной культуры страны.

Южная Африка

Изменение климата усугубит уязвимость сельскохозяйственного сектора в большинстве стран юга Африки, что уже ограничены плохой инфраструктурой и отставанием в технологических ресурсах и инновациях. На кукурузу приходится почти половина обрабатываемых земель в южной части Африки, и в условиях будущего изменения климата урожайность может снизиться на 30%. Повышение температуры также способствует широкому распространению сорняков и вредителей. В декабре 2019 года 45 миллионам человек на юге Африки потребовалась помощь из-за НЕУРОЖАЙ. Из-за засухи поток воды в Виктории падает на 50%. Засухи в регионе участились.

Западная Африка

Изменение климата существенно повлияет на сельское хозяйство в Западной Африке, увеличив разнообразие в производстве, доступе и наличии продуктов питания. В этом регионе уже наблюдается уменьшение количества осадков вдоль побережья Нигерии, Сьерра-Леоне, Гвинеи и Либерии. Это привело к снижению урожайности, заставляя фермеров искать новые районы для выращивания. На основные культуры, такие как кукуруза, рис и сорго, повлияет небольшое количество осадков, что может привести к ухудшению продовольственной безопасности.

Центральная Африка . Ожидается, что более высокая интенсивность осадков, продолжительные периоды засухи и высокие температуры окажут негативное влияние на маниоку производство кукурузы и фасоли в Центральной Африке. Ожидается, что возникновение наводнений и эрозии нанесет ущерб и без того ограниченной транспортной инфраструктуре в регионе, что приведет к потерям после сбора урожая. Экспорт таких хозяйственных культур, как кофе и какао, в регионе растет, но эти культуры очень уязвимы к изменению климата. Конфликты и политическая нестабильность повлияли на вклад сельского хозяйства в региональный ВВП, и это влияние будет усугубляться климатическими рисками.

Азия

В Востоке и Юго-Восточная Азия, IPCC (2007: 13) прогнозирует, что урожайность может вырасти до 20% к середине 21 века. Согласно прогнозам, в Центральной и Южной Азии урожайность может снизиться до 30% за тот же период времени. Этим прогнозам была присвоена "средняя достоверность". В совокупности прогнозировалось, что риск голода останется очень высоким в нескольких развивающихся странах.

Более подробный анализ урожайности риса, проведенный Международным научно-исследовательским институтом риса, прогнозирует снижение урожайности на 20% в регионе на каждый градус Цельсия повышения температуры. Rice becomes sterile if exposed to temperatures above 35 degrees for more than one hour during flowering and consequently produces no grain.

A 2013 study by the International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT ) aimed to find science-based, pro-poor approaches and techniques that would enable Asia's agricultural systems to cope with climate change, while benefitting poor and vulnerable farmers. The study's recomm цели варьировались от улучшения использования климатической информации в местном планировании и усиления агроконсультационных услуг, основанных на погодных условиях, до стимулирования диверсификации доходов сельских домохозяйств и предоставления фермерам стимулов для принятия мер по сохранению природных ресурсов для увеличения лесного покрова, пополнения запасов грунтовых вод и использования возобновляемая энергия. Исследование 2014 года показало, что потепление привело к увеличению урожайности кукурузы в регионе Хэйлунцзян Китая, который увеличивался на 7-17% за десятилетие в результате повышения температуры.

Из-за изменения климата, животноводство сократится в Бангладеш из-за болезней, нехватки кормов, теплового стресса и стратегий разведения.

Эти вопросы, связанные с сельским хозяйством, важно учитывать, потому что страны Азия полагается на этот сектор для экспорта в другие страны. Это, в свою очередь, способствует дальнейшей деградации земель, чтобы удовлетворить этот глобальный спрос, который, в свою очередь, вызывает каскадные экологические эффекты. Экологический фактор # Социально-экономические факторы

Австралия и Новая Зеландия

Хеннесси и др.. ( 2007: 509) оценили литературу для Австралии и Новой Зеландии. Они пришли к выводу, что без дальнейшей адаптации к изменению климата прогнозируемые воздействия, вероятно, будут значительными: к 2030 году прогнозировалось сокращение производства в сельском хозяйстве и лесном хозяйстве на большей части юга и востока Австралии, а также в некоторых частях восточной части Новой Зеландии. ; В Новой Зеландии первоначальные выгоды прогнозировались вблизи крупных рек, а также в западных и южных районах. Хеннесси и др. (2007: 509) очень доверяют этим прогнозам.

Европа

С высокой степенью уверенности IPCC (2007: 14) прогнозирует, что в Южной Европе изменение климата приведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Ожидалось, что в Центральной и Восточной Европе продуктивность лесов снизится. В Северная Европа прогнозировалось, что первоначальный эффект изменения климата приведет к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. Отчет Европейского агентства по окружающей среде за 2019 год «Адаптация к изменению климата в сельскохозяйственном секторе Европы» еще раз подтвердил это. Согласно этому отчету за 2019 год, прогнозы показывают, что урожайность неорошаемых культур, таких как пшеница, кукуруза и сахарная свекла, сократится в южной Европе на 50% к 2050 году (при высоком уровне выбросов). Это может привести к значительному снижению доходов фермерских хозяйств к этой дате. Также прогнозируется снижение стоимости сельскохозяйственных угодий в некоторых частях южной Европы более чем на 80% к 2100 году, что может привести к заброшению земель. Утверждается, что это также повлияет на структуру торговли, что в свою очередь скажется на доходах от сельского хозяйства. Кроме того, рост спроса на продукты питания во всем мире может оказать давление на цены на продукты питания в ближайшие десятилетия.

В 2020 году Механизм научных консультаций Европейского Союза опубликовал подробный обзор политики ЕС в отношении продовольственной системы, особенно Общей сельскохозяйственной политики и Общей политики в области рыболовства, в отношении их устойчивости.

Латинская Америка

Основные сельскохозяйственные продукты регионов Латинской Америки включают домашний скот и зерновые, такие как кукуруза, пшеница, соя. и рис. Согласно прогнозам, повышение температуры и изменение гидрологических циклов приведут к сокращению вегетационного периода, общему снижению производства биомассы и снижению урожайности зерна. Только Бразилия, Мексика и Аргентина вносят свой вклад 70-90% всего сельскохозяйственного производства в Латинской Америке. Ожидается, что в этих и других засушливых регионах производство кукурузы сократится. В Бразилии, Аргентине и Уругвае ожидается исследование, обобщающее ряд исследований воздействия изменения климата на сельское хозяйство в Латинской Америке. Поголовье скота, Бразилия является основным сельскохозяйственным продуктом в некоторых частях Аргентины, Уругвая, южной, Венесуэлы и Колумбии, вероятно, будет сокращено. Вероятна изменчивость степени снижения производства в разных регионах Латинской Америки. Например, в одном исследовании 2003 года, в котором оценивалось будущее производство кукурузы в Латинской Америке, прогнозировалось, что к 2055 году кукуруза в восточной части Бразилии претерпит умеренные изменения, в то время как в Венесуэле ожидается резкое сокращение.

Предлагаемые возможные стратегии адаптации для смягчения Глобальное воздействие на сельское хозяйство в Латинской Америке включает использование технологий селекции растений и установку ирригационной инфраструктуры.

Климатическая справедливость и натуральное хозяйство

Несколько исследований, посвященных изучению воздействия изменения климата на сельское хозяйство в Латинской Америке, предполагают, что в более бедных странах Латинской Америки сельское хозяйство составляет наиболее важный сектор экономики и основную форму существования мелких фермеров. Кукуруза - единственное зерно, которое до сих пор создается в качестве поддерживающей культуры на малых фермах в странах Латинской Америки. Ученые утверждают, что прогнозируется сокращение урожая этого зерна и других культур, поставит под угрозу благосостояние и экономическое развитие натуральных сообществ в Латинской Америке. Продовольственные товары представляют собой сельскохозяйственные товары, которые имеют слабые продовольственные рынки, на которые можно рассчитывать продовольственные товары.

По мнению ученых, которые рассматривают последствия изменения климата для экологической справедливости, ожидаемые последствия изменения климата для натуральных фермеров в Латинской Америке и других регионах несправедливо по двум причинам. Во-первых, натуральные фермеры в странах, в том числе в странах Латинской Америки, непропорционально уязвимы к климату. Во-второй, эти страны наименее ответственны за возникновение проблемы антропогенного климата.

По мнению исследователей Джона Ф. Мортона и Т. Робертс, непропорциональная уязвимость перед климатическими катаклизмами общества детерминирована. Например, социально-экономические и политические тенденции, влияющие на частные фермеров и фермеров, ведущее натуральное хозяйство, ограничивают их способность адаптироваться к изменениям. По словам У. Бетгена, изучавшая уязвимость сельского хозяйства Латинской Америки к климату, история политики и экономическая динамика оказывает негативное влияние на сельско-хозяйственную политику. В течение 1950-х и в течение 1980-х годов высокая инфляция и повышение реального обменного курса снизили стоимость сельскохозяйственного экспорта. В результате фермеры в Латинской Америке предлагают более низкие цены на продукцию по сравнению с ценами мирового рынка. После этих результатов латиноамериканская политика и национальные программы растениеводства были стимулированием интенсификации сельского хозяйства. Эти национальные программы растениеводства принесли больше пользы крупным коммерческим фермерам. В 1980-х и 1990-х годах низкие мировые цены на зерновые и домашний скот привели к снижению сельского хозяйства и увеличению бедности в областях.

В книге «Справедливость в адаптации к изменению климата» авторы осуществляют глобальную несправедливость изменения климата между богатыми странами севера, которые несут наибольшую ответственность за глобальное потепление, и бедные южные страны и меньшинства в тех странах, которые наиболее уязвимы к воздействию. изменения климата.

Адаптивное планирование затруднено из-за трудности прогнозирования воздействия изменения климата местного масштаба. Эксперт, рассматривавшим возможности адаптации системы помощи сообществ к изменению климата, утверждает, что важнейшим компонентом адаптации усилий по уменьшению последствий нехватки продовольствия. Этот исследователь также утверждает, что планирование справедливой адаптации и устойчивого развития сельского хозяйства принимает участие в процессах принятия решений.

Северная Америка

Был проведен ряд исследований, в которых оценивается влияние климата на изменения в сельском хозяйстве Северной Америки. В Четвертом отчете МГЭИК об оценке воздействия сельского хозяйства в цитируется 26 различных исследований. МГЭИК (2007: 14–15) с высокой степенью уверенности прогнозирует, что в течение первых нескольких десятилетий этого столетия умеренное изменение климата увеличит совокупный урожайность неорошаемого земледелия на 5–20%, но со степенью изменчивости между регионами. Основные проблемы были спроектированы для сельскохозяйственных культур, которые находятся в теплой части своего приемлемого диапазона или которые зависят от высоко используемых водных ресурсов.

Засухи становятся более частыми и интенсивными в засушливых и полузасушливых западных регионах Северной Америки, поскольку повышаются, увеличиваются сроки и масштабы весенних паводков из-за таяния снегов и уменьшая объем речного стока летом. Прямые последствия изменения климата включают усиление теплового и водного стресса, изменение фенологии культур и нарушение симбиотических взаимодействий. Эти эффекты могут усугубляться климатическими изменениями в речном потоке, совокупные эффекты, вероятно, увеличат численность местных деревьев в неместных травянистых и устойчивых к засухе конкурентов, снизят качество среды обитания для многих аборигенных животных, медленное разложение подстилки и круговорот питательных веществ. Воздействие изменения климата на человеческий спрос на воду ирригацию может усилить эти эффекты.

Программа исследований глобального изменения США (2009 г.) провела оценку воздействия на климат в сельском хозяйстве в Штатах, обнаружив, что многие культуры извлекают выгоду из повышенных концентраций CO. 2 в атмосфере и низких уровни потепления, но более высокие уровни потепления отрицательно влияет на рост и урожайность; что экстремальные погодные явления, вероятно, снизилась урожайность; что сорняки, болезни и насекомые вредители выиграют от потепления и потребуют дополнительных вредителей и борьба с сорняками ; и что погодные условия CO. 2 снизит способность земли обеспечить достаточный корм скоту, в то время как усиление жары, болезней и экстремальных условий, вероятно, снизит продуктивность животноводства.

Полярные регионы

Анисимов и др. (2007: 655) провели оценку литературы для полярного региона (Арктика и Антарктида ). Со средней степенью достоверности они пришли к выводу, что преимущества менее сурового климата зависят от местных условий. Одним из этих преимуществ было расширение возможностей для сельского и лесного хозяйства.

The Guardian сообщила о том, как изменить климат повлияло на сельское хозяйство Исландии. Повышение температуры сделало возможным массовый посев ячменя, который двадцать лет назад был неприемлемым. Некоторое потепление было вызвано локальным (возможно временным) эффектом, вызванным океанскими течениями из Карибского моря, которые также повлияли на рыбные запасы.

Малые острова

Согласно оценке литературы, Mimura et al.. (2007: 689) пришел к выводу, что на малых островах натуральное хозяйство и коммерческое сельское хозяйство, скорее всего, пострадают от изменения климата. Этому прогнозу была присвоена "высокая степень достоверности".

Снижение уровня бедности

Исследователи из Института зарубежного развития (ODI) исследовали потенциальное воздействие изменения климата на сельское хозяйство и то, как это повлияет на борьбу с бедностью. в развивающемся мире. Они утверждают, что последствия умеренного изменения климата для различных стран, вероятно, будут неоднозначными. Уязвимость бедных слоев населения в экстремальных погодных условиях изменения климата, увеличение частоты и серьезности неблагоприятных явлений, вероятно, будет иметь негативные последствия. По их мнению, это следует учитывать при оценке сельскохозяйственных моделей развития сельскохозяйственных культур

Модели поведения часто неубедительны. Для изучения воздействия на глобальное потепления на сельское хозяйство другие модели развития, такие как модели развития сельскохозяйственных культур, прогноз урожайности, количества потребляемой воды или удобрений. Такие модели объединяют накопленные знания о климате, почве и эффектах, наблюдаемых в результате различных сельскохозяйственных практик. Таким образом, они могут тестировать стратегии адаптации к изменениям окружающей среды.

эти модели упрощают естественные условия (часто основанные на предположении, что сорняки, болезни и насекомые вредители находятся под контролем), неясно, будут ли результаты, которые они дают, имеют поле поле реальности. Однако некоторые результаты приведены в силе.

Также используются другие модели, такие как модели развития насекомых и болезней, основанные на климатических прогнозах (например, моделирование размножения тли или развития септориоза (грибковая болезнь злаков)).

Сценарии используются для оценки воздействия климатических изменений на развитие сельскохозяйственных культур и урожайность. Каждый сценарий определяется как набор метеорологических набор на основе общепринятых прогнозов. Например, многие модели запускают моделирование, основанное на двойных прогнозах углекислого газа, повышение температуры от 1 ° C до 5 ° C и увеличение или уменьшение уровня осадков на 20%. Другие могут быть переменные влажность, ветер и солнечная активность. Сцена такой модели сельскохозяйственных культур тестируют адаптацию на уровне фермы, как смещение дата посева, адаптированные к климату виды (яровизация потребность, устойчивость к жаре и холоду), орошение и адаптация удобрений, устойчивость к болезням. Наиболее разработанные модели касаются пшеницы, кукурузы, риса и сои.

Влияние на вегетационный период

Продолжительность урожая роста циклы прежде всего связаны с размером. Повышение температуры ускорит развитие. В случае однолетнего урожая продолжительность между посевом и уборкой сократится (например, продолжительность уборки кукурузы может сократиться от одной до четырех недель). Сокращение такого цикла может отрицательно сказаться на урожайности, поскольку старение наступит раньше.

Влияние повышенного содержания углекислого газа на сельскохозяйственные культуры

Повышенное содержание двуокиси углерода в атмосфере влияет на растения разными способами. Повышенный уровень CO2 увеличивает урожайность и рост за счет увеличения скорости фотосинтеза, а также снижает потерю воды в результате закрытия устьиц. Он ограничивает испарение воды, достигающей стебля растения. «Кислотный метаболизм крассулосовых» кислород находится по всему слою листьев каждого листа растения, поглощая CO 2 и выделяя O 2. Ростовая реакция является наибольшей у C3растений, C4растений, также усиливается, но в меньшей степени, и растения CAM имеют название усиленными видами. Стома в этих магазинах "CAM plant" остается закрытой весь день, чтобы уменьшить воздействие. Быстро растущие уровнилекислого газа в атмосфере, влияющие на усвоение растениями азота, который является питательным веществом, ограничивающим рост сельскохозяйственных культур в наземных экосистемах. Сегодняшняя рост растений составляет 400 частей на миллион. Растения относительно недоедают. Оптимальный уровень CO2 для роста растений примерно в 5 раз выше. Повышенная масса СО2 увеличивает фотосинтез, этот СО2 тормозит рост растения. Он ограничивает сокращение, которое культуры теряют из-за транспирации.

Повышение глобальных температурных вызовет увеличение скорости испарения и годовых уровней испарения. Повышенное испарение дополнительно к увеличению количества штормов в одних областях, а в других - к ускоренному высыханию. Эти благоприятные штормом районы, вероятно, испытают повышенный уровень осадков и повышенный риск, в то время как районы за пределами штормового пути будут испытывать меньше осадков и повышенный риск засух. Водный стресс влияет на развитие и качество растений по-разному. Прежде всего, засуха может вызвать плохое прорастание и нарушение развития всходов растений. В то же время рост растений зависит от клеточного деления, увеличения и дифференциации клеток. Стресс засухи нарушает митоз и удлинение клеток из-за потери роста тургорного давления, что приводит к плохому росту. Увеличение листьев также зависит от тургорного давления, количество питательных веществ и ассимилятов углерода, все из которых уменьшаются в условиях засухи, таким образом, стресс от засухи приводит к уменьшению размера и количества листьев. Было показано, что высота, биомасса, размер листьев и обхват стебля кукурузы уменьшаются в условиях ограничения воды. Урожайность сельскохозяйственных культур также отрицательно сказывается, снижение урожайности является результатом снижения фотосинтеза, изменения в развитии листьев и изменений распределения ресурсов - все из-за стресса засухи. Культурные растения, повышенные стрессу засухи, увеличивают снижение водного увеличения листьев и скорости транспирации, однако показано, что эффективность использования воды у одних культурных растений, как пшеница, и снижается у других, таких как картофель. Растения нужны вода для доставки питательных веществ из почвы и для доставки питательных веществ по всему растению, засуха ограничивает эти функции, что приводит к задержке роста. Стресс засухи также снижение производительности фотосинтетических растений из-за сокращения фотосинтетических тканей, закрытия производительности фотосинтетических механизмов. Это снижение фотосинтетической активности снижения роста растений и урожайности. Другой фактор, влияющий на снижение роста растений и урожайности, включает распределение ресурсов; после стресса засухи растения будут выделять больше ресурсов корням, чтобы способствовать поглощению воды, увеличивая рост корней и уменьшая рост других частей растений при одновременном снижении урожайности.

Влияние на качество

Согласно ТДО IPCC «Важность воздействия изменения климата на качество зерна и кормов подтверждается результатами нового исследования. Изменение климата может изменить соотношения адекватности определенных макроэлементов, углеводов и белка. Для риса содержание амилозы в зерне - главный фактор, определяющий качество приготовления - увеличивается при повышенном уровне CO 2 "(Conroy et al., 1994). Приготовленное рисовое зерно из растений, выращенных в среде с высоким содержанием CO. 2, будет более твердым, чем зерно сегодняшних растений. Однако концентрации железа и цинка, которые важны для питания человека, будут ниже (Seneweera and Conroy, 1997). Более того, содержание белка в зерне снижается при комбинированном повышении температуры и CO 2 (Ziska et al., 1997). Исследования с использованием FACE показали, что увеличение CO 2 приводит к снижению концентраций питательных микроэлементов в сельскохозяйственных и некультурных растениях с негативными последствиями для питания человека, включая снижение содержания витаминов группы B в рисе. Это может иметь косвенные последствия для других частей экосистем, поскольку травоядным нужно будет есть больше пищи, чтобы получить тако е же количество белка.

Исследования показали, что более высокий уровень CO 2 Уровни приводят к снижению поглощения азота растениями (и меньшее число показывает то же самое для микроэлементов, таких как цинк), что приводит к получению сельскохозяйственных культур с более низкой питательной ценностью. Это в первую очередь скажется на населении в более бедных странах, которое менее способно компенсировать это за счет большего количества еды, более разнообразного питания или, возможно, приема пищевых добавок.

Пониженное содержание азота в пастбищных растениях также снижает продуктивность животных у овец, которые зависят от микробов в их кишечнике для переваривания растений, которые, в свою очередь, зависят от потребления азота. Из-за нехватки воды для сельскохозяйственных культур в более теплых странах они борются за выживание, поскольку страдают от обезвоживания, принимая во внимание растущий спрос на воду вне сельского хозяйства, а также другие потребности сельского хозяйства.

Эффект града

В Северной Америке в целом будет меньше дней с градом из-за изменения климата, но штормы с более сильным градом могут стать более распространенными (включая град размером более 1,6 дюйма). Град размером более 1,6 дюйма может легко разбить (стеклянные) теплицы.

Сельскохозяйственные поверхности

Изменение климата может увеличить площадь пахотных земель в высоких широтах области за счет уменьшения количества мерзлых земель. В исследовании 2005 года сообщается, что с 1960 года температура в Сибири повысилась в среднем на три градуса по Цельсию (намного больше, чем в остальном мире). Однако отчеты о влиянии глобального потепления на российское сельское хозяйство указывают на противоречивые вероятные последствия: хотя они ожидают расширения сельскохозяйственных земель на север, они также предупреждают о возможных потерях производительности и повышенном риске засухи.

Ожидается уровень моря. подняться на один метр к 2100 году, хотя этот прогноз оспаривается. Повышение уровня моря приведет к потере сельскохозяйственных земель , особенно в таких областях, как Юго-Восточная Азия. Эрозия, затопление береговой линии, соленость уровня грунтовых вод из-за повышения уровня моря, могут главным образом повлиять на сельское хозяйство через затопление низменных земель.

Низменные районы, такие как Бангладеш, Индия и Вьетнам, испытают большую потерю урожая риса, если к концу века уровень моря повысится, как ожидалось. Вьетнам, например, в значительной степени полагается на свою южную оконечность, где находится дельта Меконга, для выращивания риса. Любое повышение уровня моря не более чем на метр приведет к затоплению нескольких километров рисовых полей, что сделает Вьетнам неспособным производить свой основной продукт и экспорт риса.

Эрозия и плодородие

Более теплая атмосфера Ожидается, что температуры, наблюдаемые в течение последних десятилетий, приведут к более активному гидрологическому циклу, включая большее количество экстремальных дождей. Эрозия и деградация почвы более вероятны. На плодородие почвы также повлияет глобальное потепление. Усиление эрозии сельскохозяйственных ландшафтов из-за антропогенных факторов может происходить с потерей до 22% углерода почвы за 50 лет. Однако, поскольку отношение органического углерода почвы к азоту опосредовано биологией почвы, так что оно поддерживает узкий диапазон, удвоение содержания органического углерода в почве, вероятно, будет означать удвоение запасов азота в почвах, поскольку органический азот, таким образом обеспечивая более высокий уровень доступных питательных веществ для растений, поддерживая более высокий потенциал урожайности. Спрос на импортные азотные удобрения может снизиться, что даст возможность изменить дорогостоящие стратегии удобрения.

Из-за экстремальных климатических условий, увеличение количества осадков, вероятно, приведет к большему риску эрозии, в то же время обеспечивая лучшую гидратацию почвы в зависимости от интенсивности дождя. Возможная эволюция органического вещества в почве является очень спорным вопросом: в то время как повышение температуры вызовет более высокую скорость производства минералов, уменьшая содержание органического вещества почвы, концентрация CO 2 в атмосфере будет иметь тенденцию к его увеличению.

Вредители, болезни и сорняки

Очень важный момент, который следует учитывать, - это то, что сорняки претерпят такое же ускорение цикла, что и культивируемые культуры, и также выиграют от углеродсодержащих удобрений. Поскольку большинство сорняков являются растениями C3, они, вероятно, будут конкурировать даже больше, чем сейчас, с культурами C4, такими как кукуруза. Однако, с другой стороны, некоторые результаты позволяют предположить, что эффективность средств для борьбы с сорняками может возрасти с повышением температуры.

Глобальное потепление вызовет увеличение количества осадков в некоторых районах, что приведет к увеличению влажности воздуха и продолжительности влажных сезонов. В сочетании с более высокими температурами они могут способствовать развитию грибковых заболеваний. Точно так же из-за более высоких температур и влажности может возникнуть повышенное давление со стороны насекомых и переносчиков болезней.

отступление и исчезновение ледников

Продолжающееся отступление ледников будет иметь количество различных количественных воздействий. В районах, которые сильно зависят от стока с ледников, которые тают в более теплые летние месяцы, продолжение текущего отступления в конечном итоге приведет к истощению ледникового льда и существенно уменьшит или устранит сток. Уменьшение стока повлияет на способность орошать посевы и сократит летний сток рек, необходимый для пополнения плотин и водохранилищ.

Приблизительно 2,4 миллиарда человек живут в водосборе Гималайских рек. Индия, Китай, Пакистан, Афганистан, Бангладеш, Непал и Мьянма могут столкнуться с наводнениями, за которыми последуют сильные засухи в ближайшие десятилетия. Только в Индии Ганг обеспечивает водой для питья и ведения сельского хозяйства более 500 миллионов человек. Западное побережье Северной Америки, которое получает большую часть воды из ледников в горных хребтах, таких как Скалистые горы и Сьерра-Невада, также будет затронуто.

Озон и УФ-B

Некоторые ученые считают, что на сельское хозяйство может повлиять любое уменьшение стратосферного озона, которое может увеличить биологически опасное ультрафиолетовое излучение B. Избыточное ультрафиолетовое излучение B может напрямую влиять на физиологию растений и вызывать огромное количество мутаций, а также косвенно через изменение поведения опылителя, хотя такие изменения непросто определить количественно. Однако пока не установлено, приведет ли увеличение выбросов парниковых газов к снижению уровней стратосферного озона.

Кроме того, возможным эффектом повышения температуры является значительно более высокий уровень приземного озона, что существенно снизит урожайность.

Влияние ЭНСО на сельское хозяйство

ЭНСО (Южное колебание Эль-Ниньо ) будет сильнее влиять на характер муссонов в будущем, поскольку изменение климата нагревает воду океана. Посевы, расположенные в экваториальном поясе или в тропической циркуляции Уокера, такие как рис, будут подвержены влиянию различных моделей муссонов и более непредсказуемой погоды. Плановые посевы и сбор урожая, основанные на погодных условиях, станут менее эффективными.

Такие районы, как Индонезия, где основная культура состоит из риса, будут более уязвимы к усилению воздействия ЭНСО в будущем из-за изменения климата. Профессор Вашингтонского университета Дэвид Баттисти исследовал влияние будущих моделей ЭНСО на выращивание риса в Индонезии, используя годовой отчет [IPCC] за 2007 год и 20 различных логистических моделей, отображающих климатические факторы, такие как давление ветра, море -уровень и влажность, и было обнаружено, что урожай риса будет снижаться. Бали и Ява, на которые приходится 55% урожая риса в Индонезии, вероятно, испытают 9-10% отложенных муссонов, что продлит голодный сезон. Нормальные посевы риса начинаются в октябре, а урожай - к январю. Однако, поскольку изменение климата влияет на ЭНСО и, следовательно, задерживает посевы, сбор урожая будет задерживаться и в более засушливых условиях, что приведет к снижению потенциальной урожайности.

Смягчение последствий и адаптация

В развитых странах

Было предложено несколько смягчающих мер для использования в развитых странах:

  • выведение более устойчивых сортов сельскохозяйственных культур и диверсификация видов сельскохозяйственных культур
  • с использованием улучшенных видов агролесоводства
  • улавливание и удержание осадков, и использование улучшенных методов орошения
  • Увеличение лесного покрова и агролесоводство
  • использование новых методов сбора воды (таких как создание контурных траншей,...)

В развивающихся странах

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC ) сообщила, что на сельское хозяйство приходится более четверти общих глобальных выбросов парниковых газов. Учитывая, что доля сельского хозяйства в мировом валовом внутреннем продукте (ВВП) составляет около 4%, эти цифры предполагают, что сельское хозяйство имеет высокую интенсивность выбросов парниковых газов. Инновационные методы ведения сельского хозяйства и технологии могут сыграть роль в смягчении последствий изменения климата и адаптации. Этот потенциал адаптации и смягчения последствий нигде не проявляется так ярко, как в развивающихся странах, где производительность сельского хозяйства остается низкой; бедность, уязвимость и отсутствие продовольственной безопасности остаются высокими; ожидается, что прямые последствия изменения климата будут особенно серьезными. Создание необходимых сельскохозяйственных технологий и их использование, чтобы позволить развивающимся странам адаптировать свои сельскохозяйственные системы к изменяющемуся климату, также потребуют нововведений в политике и учреждениях. В этом контексте институты и политика важны на разных уровнях.

Трэвис Либберт и Дэниел Самнер предлагают шесть принципов политики:

  1. Лучшие меры политики и институциональные меры повысят информационные потоки, стимулы и гибкость.
  2. Политика и институты, которые способствуют экономическому развитию и сокращают бедность часто улучшит адаптацию к сельскому хозяйству, а также может проложить путь к более эффективному смягчению последствий изменения климата с помощью сельского хозяйства.
  3. Обычный бизнес среди бедняков мира не подходит.
  4. Существующие технологические возможности должны быть расширены. доступны и доступны без учета дополнительных возможностей и инвестиций.
  5. Адаптация и смягчение последствий в сельском хозяйстве потребуют местных ответных мер, но эффективные политические меры также должны отражать глобальные воздействия и взаимосвязи.
  6. Торговля будет играть решающую роль как в смягчении последствий, так и в адаптации, но само по себе будет во многом определяться изменением климата.

Проект взаимного сравнения и улучшения сельскохозяйственных моделей (AgMIP) был разработан в 2010 для оценки сельскохозяйственных моделей и взаимного сравнения их способности предсказывать воздействия на климат. В странах Африки к югу от Сахары и Южной Азии, Южной Америке и Восточной Азии региональные исследовательские группы AgMIP (RRT) проводят комплексные оценки для улучшения понимания сельскохозяйственных воздействий изменения климата (включая биофизические и экономические воздействия ) на национальном уровне. и региональные масштабы. Другие инициативы AgMIP включают глобальное сеточное моделирование, разработку инструментов данных и информационных технологий (ИТ), моделирование вредителей и болезней сельскохозяйственных культур, исследования чувствительности сельскохозяйственных культур к климату на местах, а также агрегирование и масштабирование.

Один из самых важных проектов по смягчению последствий изменения климата с помощью сельского хозяйства и в то же время адаптации сельского хозяйства к изменению климата был запущен в 2019 году «Глобальным альянсом вечнозелености». Об этой инициативе было объявлено на Саммите ООН по борьбе с изменением климата 2019 года. Один из основных методов - Агролесоводство. Другой важный метод - это природоохранное земледелие. Одна из целей - изолировать углерод из атмосферы. К 2050 году восстановленная земля должна улавливать 20 миллиардов углерода ежегодно. Коалиция, среди прочего, хочет восстановить деревьями территорию в 5,75 миллиона квадратных километров, добиться баланса дерева и травы здоровья на территории 6,5 миллиона квадратных километров и увеличить улавливание углерода на территории в 5 миллионов квадратных километров.

Первая фаза - это проект «Зеленая саванна в Африке». Уже миллионы семей внедрили эти методы, и средняя площадь, покрытая деревьями на фермах в Сахеле, увеличилась до 16%.

Воздействие сельского хозяйства на изменение климата
см. подпись и описание изображения Выбросы парниковых газов от сельского хозяйства по регионам, 1990-2010 гг.

Сельскохозяйственный сектор является движущей силой выбросов газа и последствий землепользования, которые, как считается, вызывают изменение климата. Помимо того, что сельское хозяйство является важным пользователем земли и потребителем ископаемого топлива, сельское хозяйство вносит непосредственный вклад в выбросы парниковых газов за счет таких методов, как выращивание риса и выращивание скот; Согласно Межправительственной группе экспертов по изменению климата, тремя основными причинами увеличения выбросов парниковых газов, наблюдаемых за последние 250 лет, были ископаемое топливо, землепользование и сельское хозяйство.

Землепользование.

Сельское хозяйство способствует увеличению выбросов парниковых газов за счет землепользования четырьмя основными способами:

В совокупности эти сельскохозяйственные процессы составляют 54% от выбросов метана, примерно 80% Выбросы закиси азота и практически все выбросы углекислого газа, связанные с землепользованием.

Основные изменения земельного покрова на планете с 1750 года произошли в результате обезлесения в регионах с умеренным климатом : когда леса и лесные массивы очищаются, чтобы освободить место для полей и пастбищ, альбедо пораженная площадь увеличена, что может привести к нагреванию или охлаждению, в зависимости от местных условий. Обезлесение также влияет на обратное поглощение углерода в регионе, что может привести к увеличению концентрации CO2, доминирующего парникового газа. Методы очистки земель, такие как разрезание и сжигание, усугубляют эти эффекты за счет сжигания биоматериала, которое напрямую выбрасывает парниковые газы и твердые частицы, такие как сажа, в воздух.

Животноводство

Животноводство и связанные с животноводством виды деятельности, такие как вырубка лесов и все более энергоемкие методы ведения сельского хозяйства, являются причиной более 18% антропогенных выбросов парниковых газов, в том числе:

Животноводство также вносит непропорциональный вклад в последствия землепользования, как такие культуры, как кукуруза люцерну выращивают для кормления животных.

в 2010 году на кишечное брожение приходилось 43% общих парниковых газов от всей сельскохозяйственной деятельности в мире. Высокий углеродный эквивалент, чем другие виды мяса или вегетарианские источники белка, со гласно результатам глобального метаанализа исследований по оценке жизненного цикла. Производство метана животным, в основном жвачным, производится 15-20% мирового производства метана.

В мире животноводство занимает 70% всех земель, используемых для сельского хозяйства, или 30% поверхности земли. Способ выпаса домашнего скота также определяет плодородие земли в будущем, отсутствие оборотного выпаса может привести к нездоровой почве, а расширение животноводческих ферм влияет на среду обитания местных животных и привело к сокращению населения многих местных видов от перемещения.

Производство удобрений

парниковые газы двуокись углерода, метан и закись азота образуются во время производство азотных удобрений. Эффекты можно объединить в эквивалентное количество углекислого газа. Сумма варьируется в зависимости от эффективности процесса. Цифра для Соединенного Королевства составляет более 2 килограммов эквивалента диоксида углерода на каждый килограмм нитрата аммония.

Азотные удобрения могут быть преобразованы почвенными бактериями в закись азота, a парниковый газ.
См. Также
  • значок Портал глобального потепления
  • значок Экологический портал
  • значок Энергетический портал
Ссылки
Дополнительная литература
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-15 11:31:33
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте