Влияние изменения климата на сельское хозяйство

О вкладе сельскохозяйственной деятельности в изменение климата см. Выбросы парниковых газов от сельского хозяйства .

Примеры воздействия изменения климата на сельское хозяйство: наводнение реки Токи в 2019 году, вызванное тайфуном Хагибис , которое усугубилось изменением климата ; увеличение общей площади листьев, главным образом, вызванное эффектом удобрения CO2 ; Засуха на Африканском Роге в 2020–2023 годах , самая сильная засуха за всю историю наблюдений, усугубившаяся из-за воздействия изменения климата на круговорот воды ; Растение кукурузы в Бразилии атаковано осенней совкой , вредителем , который, как ожидается, выиграет от изменения климата.

оказывает многочисленные последствия Изменение климата на сельское хозяйство , многие из которых затрудняют обеспечение глобальной продовольственной безопасности сельскохозяйственной деятельностью . Повышение температуры и изменение погодных условий часто приводят к снижению урожайности сельскохозяйственных культур из-за нехватки воды , вызванной засухой , периодами сильной жары и наводнениями . Эти последствия изменения климата могут также увеличить риск одновременного неурожая в нескольких регионах . В настоящее время этот риск считается редким, но если бы эти одновременные неурожаи действительно произошли, это имело бы серьезные последствия для глобального снабжения продовольствием. многие вредители и болезни растений Ожидается также, что в мире либо станут более распространенными, либо распространятся в новые регионы. Ожидается, что на животноводство также повлияют многие из тех же проблем: от усиления теплового стресса до нехватки кормов для животных и распространения паразитов и трансмиссивных болезней .

Повышенный CO ₂ уровень в атмосфере в результате деятельности человека (в основном сжигания ископаемого топлива ) вызывает CO ₂ эффект удобрения . Этот эффект компенсирует небольшую часть пагубного воздействия изменения климата на сельское хозяйство. Однако это происходит за счет более низкого уровня необходимых микроэлементов в сельскохозяйственных культурах. Более того, внесение CO ₂ мало влияет на культуры C4, такие как кукуруза . Ожидается, что на побережьях часть сельскохозяйственных угодий будет потеряна из-за повышения уровня моря , а таяние ледников может привести к уменьшению количества для орошения . доступной воды С другой стороны, больше пахотных может появиться по мере оттаивания замерзшей земли земель . Другие последствия включают эрозию и изменения плодородия почвы и продолжительности вегетационного периода. такие бактерии, как сальмонелла и грибы , вырабатывающие микотоксин, Кроме того, по мере потепления климата растут быстрее. Их рост оказывает негативное воздействие на безопасность пищевых продуктов , продовольственные потери и цены .

Были проведены обширные исследования воздействия изменения климата на отдельные сельскохозяйственные культуры, особенно на четыре основные культуры : кукурузу (кукурузу), рис , пшеницу и соевые бобы . На эти культуры приходится около двух третей всех калорий, потребляемых человеком (как прямо, так и косвенно в виде корма для животных). Исследование изучает важные неопределенности, например, будущий рост населения , который увеличит глобальный спрос на продовольствие в обозримом будущем. Дальнейшая неопределенность связана с будущей степенью эрозии почвы и истощением грунтовых вод . С другой стороны, ряд улучшений урожайности в сельском хозяйстве, известный под общим названием « Зеленая революция» , увеличил урожайность на единицу площади земли на 250–300% с 1960 года. Отчасти этот прогресс, вероятно, продолжится.

Научный консенсус заключается в том, что глобальная продовольственная безопасность изменится относительно мало в ближайшем будущем. В 2021 году от 720 до 811 миллионов человек недоедали, при этом около 200 000 человек находились на катастрофическом уровне отсутствия продовольственной безопасности. Ожидается, что к 2050 году изменение климата приведет к увеличению числа людей, которым грозит голод, от 8 до 80 миллионов человек. Предполагаемый диапазон зависит от интенсивности будущего потепления и эффективности мер по адаптации . К тому времени рост производительности сельского хозяйства, вероятно, улучшит продовольственную безопасность сотен миллионов людей. Прогнозы, рассчитанные на более отдаленное будущее (до 2100 года и далее), редки. Существует определенная обеспокоенность по поводу воздействия на продовольственную безопасность более экстремальных погодных явлений в будущем. Тем не менее, на данном этапе не ожидается широкомасштабного глобального голода из-за изменения климата в XXI веке.

Прямые последствия изменения погодных условий

Наблюдаемые изменения в неблагоприятных погодных условиях

Наблюдаемый рост экстремальных погодных явлений в Европе с 1964 по 2015 год.

Растения сои растут меньше и имеют меньшую площадь листьев, поскольку они подвергаются воздействию температур, превышающих те, к которым они исторически привыкли.

Сельское хозяйство чувствительно к погоде, и крупные явления, такие как волны тепла , засухи или проливные дожди (также известные как экстремальные низкие и высокие осадки ), могут привести к значительным потерям. Например, австралийские фермеры, скорее всего, понесут убытки во время погодных условий Эль-Ниньо , в то время как жара в Европе в 2003 году привела к 13 миллиардов евро . незастрахованным убыткам сельского хозяйства в размере Известно, что изменение климата увеличивает частоту и силу волн тепла , а также делает осадки менее предсказуемыми и более склонными к экстремальным явлениям, но поскольку объяснение причин изменения климата все еще является относительно новой областью, связывающей конкретные погодные явления и недостатки, которые они вызывают, с изменением климата в течение длительного времени. естественная изменчивость часто затруднена. Исключением является Западная Африка , где вызванное климатом усиление экстремальных погодных условий уже привело к снижению урожайности проса на 10–20%, а урожайность сорго – на 5–15%. Аналогичным образом было обнаружено, что изменение климата усилило засуху на юге Африки в 2007 году, что привело к повышению цен на продукты питания и вызвало «острую нехватку продовольствия» в стране Лесото . Сельское хозяйство в Южной Африке также пострадало от засухи после того, как изменение климата усилило последствия явления Эль-Ниньо в 2014–2016 годах .

В Европе в период с 1950 по 2019 год экстремальные жары стали более частыми и более вероятными для последовательного возникновения, в то время как экстремальные холода сократились. В то же время было обнаружено, что в Северной Европе и большей части Восточной Европы наблюдаются экстремальные осадки чаще, а Средиземноморье больше пострадало от засухи . Аналогичным образом, было обнаружено, что серьезность воздействия волн жары и засухи на производство сельскохозяйственных культур в Европе утроилась за 50-летний период – с потерь в 2,2% в 1964–1990 годах до потерь в 7,3% в 1991–2015 годах. Летом 2018 года волны тепла, вероятно, связанные с изменением климата, значительно снизили среднюю урожайность во многих частях мира, особенно в Европе. В августе новые неурожаи привели к росту мировых цен на продовольствие .

С другой стороны, наводнения, часто связанные с изменением климата, в последние годы также оказали заметное негативное воздействие на сельское хозяйство. В мае 2019 года из-за наводнений сезон посадки кукурузы на Среднем Западе США сократился , в результате чего прогнозируемая урожайность снизилась с 15 миллиардов бушелей до 14,2. По оценкам, во время наводнений в Европе в 2021 году был нанесен серьезный ущерб сельскохозяйственному сектору Бельгии, одной из стран, наиболее пострадавших от наводнений, включая долгосрочные последствия, такие как эрозия почвы . В Китае исследование 2023 года показало, что экстремальные дожди стоили стране около 8% производства риса за два предыдущих десятилетия. Это считалось сопоставимым с потерями, вызванными сильной жарой за этот период.

Прогнозируемые последствия повышения температуры

Климатические изменения урожайности сельскохозяйственных культур на разных широтах, согласно прогнозу Национального исследовательского совета США в 2011 году.

Кукуруза не сможет воспроизводиться при температуре выше 35 ° C (95 ° F), а соя - выше 38,8 ° C (101,8 ° F).

Изменения температуры и погодных условий изменят районы, пригодные для ведения сельского хозяйства. Текущий прогноз заключается в том, что температура повысится, а количество осадков уменьшится в засушливых и полузасушливых регионах ( Ближний Восток , Африка , Австралия , юго-запад США и Южная Европа ). Кроме того, на урожайность сельскохозяйственных культур в тропических регионах окажет негативное влияние прогнозируемое умеренное повышение температуры (1–2 °C), которое, как ожидается, произойдет в первой половине столетия. Прогнозируется, что во второй половине столетия дальнейшее потепление приведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур во всех регионах, включая Канаду и север США . Многие основные культуры чрезвычайно чувствительны к жаре, и когда температура поднимается выше 36 °C (97 °F), всходы сои погибают, а пыльца кукурузы теряет свою жизнеспособность.

Более высокие зимние температуры и большее количество безморозных дней в некоторых регионах в настоящее время могут иметь разрушительные последствия, поскольку могут вызвать фенологическое несоответствие между временем цветения растений и активностью опылителей , ставя под угрозу их репродуктивный успех. Однако в долгосрочной перспективе они приведут к увеличению продолжительности вегетационного периода . Например, исследование 2014 года показало, что урожайность кукурузы в китайском регионе Хэйлунцзян увеличивалась на 7–17% за десятилетие в результате повышения температуры. 2017 года, С другой стороны, метаанализ сравнивающий данные четырех различных методов оценки эффекта потепления (два типа климатических моделей, статистические регрессии и полевые эксперименты, в которых земля вокруг определенных культур нагревалась на определенную величину, чтобы сравнить их с контрольные органы) пришли к выводу, что в глобальном масштабе потепление само по себе оказывает последовательно негативное воздействие на урожайность четырех наиболее важных сельскохозяйственных культур, предполагая, что любое увеличение будет зависеть от изменений количества осадков и эффекта удобрений CO2 .

Тепловой стресс у скота

Этот раздел представляет собой выдержку из книги « Влияние изменения климата на животноводство § Прогнозируемый рост поголовья во всем мире» . [ редактировать ]

Увеличение интенсивности глобального изменения климата приводит к еще большему увеличению теплового индекса ямайских сельскохозяйственных животных. Высокий термический индекс тепла является одним из наиболее широко используемых индикаторов теплового стресса.

Как правило, предпочтительный диапазон температуры окружающей среды для домашних животных составляет от 10 до 30 °C (от 50 до 86 °F). Подобно тому, как ожидается, что изменение климата повысит общий тепловой комфорт для людей, живущих в более холодных регионах мира, Домашний скот в этих местах также выиграет от более теплых зим. Однако во всем мире повышение летних температур, а также более частые и интенсивные волны тепла будут иметь явно негативные последствия, существенно повышая риск того, что домашний скот пострадает от теплового стресса . Согласно сценарию изменения климата с самыми высокими выбросами и наибольшим потеплением, SSP5-8.5 , «крупный рогатый скот, овцы, козы, свиньи и домашняя птица в низких широтах столкнутся с 72–136 дополнительными днями в году экстремального стресса из-за высокой жары и влажности».

На Ямайке , считающейся представителем Карибского региона, весь домашний скот, за исключением кур-несушек, уже подвергается «очень тяжелому» тепловому стрессу в нынешнем климате, причем свиньи подвергаются ему по крайней мере один раз в день в течение 5 летних и ранних осенних месяцев. , в то время как жвачные животные и бройлеры только избегают ежедневного воздействия очень сильного теплового стресса в зимний период. Прогнозируется, что даже при глобальном потеплении на 1,5 ° C (2,7 ° F) «очень тяжелый» тепловой стресс станет повседневным явлением для жвачных животных и бройлеров . При повышении на 2 °C (3,6 °F) это будет ощущаться дольше, и обширные системы охлаждения, вероятно, станут необходимостью для животноводства в Карибском бассейне. При температуре 2,5 °C (4,5 °F) только куры-несушки смогут избежать ежедневного воздействия «очень сильного» теплового стресса в зимние месяцы.

Исследования теплового стресса и домашнего скота исторически были сосредоточены на крупном рогатом скоте, поскольку его часто содержат на открытом воздухе и поэтому он сразу же подвергается воздействию изменений климата. С другой стороны, чуть более 50% всего производства свинины и 70% всего производства птицы в мире приходилось на животных, содержавшихся полностью в закрытых помещениях, даже примерно в 2006 году, а количество сырых свиней, как ожидалось, увеличится в 3–3,5 раза. в 2–2,4 раза для кур-несушек и в 4,4–5 раз для бройлеров . Исторически домашний скот в таких условиях считался менее уязвимым к потеплению, чем животные на открытых площадках, поскольку обитали в изолированных зданиях, где системы вентиляции используются для контроля климата и сброса избыточного тепла. Однако в исторически более прохладных регионах средних широт температура в помещении уже была выше, чем температура на улице, даже летом, и, поскольку повышенное отопление превышает характеристики этих систем, животные в замкнутом пространстве остаются более уязвимыми к жаре, чем те, которые содержатся на открытом воздухе.

Изменения в доступности и надежности воды в сельском хозяйстве

Основная статья: Влияние изменения климата на круговорот воды

Ожидается, что будущее потепление приведет к постоянному увеличению количества проливных дождей, но оно также последовательно увеличит количество воды, которую растения теряют в результате эвотранспирации. Этому эффекту противодействует эффект удобрения CO ₂ , но иногда этого недостаточно, чтобы избежать таких событий, как засуха на Африканском Роге в 2020–2023 годах .

И засухи , и наводнения способствуют снижению урожайности сельскохозяйственных культур . В среднем изменение климата увеличивает общее количество воды, содержащейся в атмосфере, на 7% на каждый 1 °C (1,8 °F), тем самым увеличивая количество осадков . Однако это увеличение количества осадков не распределяется равномерно в пространстве ( модели атмосферной циркуляции уже приводят к тому, что разные районы получают разное количество осадков) или во времени: сильные дожди, которые могут вызвать наводнения, становятся более частыми. средней дальности Это означает, что при вероятном сценарии изменения климата , SSP2-4.5, количество осадков в мире увеличится на 11,5%, однако время между ними увеличится в среднем на 5,1%. с самым высоким уровнем выбросов Согласно сценарию SSP5-8.5 , размер событий увеличится на 18,5%, а продолжительность между ними увеличится на 9,6%. В то же время потери воды растениями за счет эвотранспирации практически повсеместно увеличатся из-за повышения температуры. Хотя эффект удобрения CO ₂ также снижает такие потери растениями, какой эффект будет преобладать, зависит от климата местности. Таким образом, засуха на Африканском Роге 2020–2023 годов в первую очередь объясняется значительным увеличением эвотранспирации, усугубляющим эффект постоянного небольшого количества осадков, с которыми было бы легче справиться в более прохладном доиндустриальном климате.

В целом это означает, что засухи в среднем происходят чаще из-за изменения климата. Африка, южная Европа, Ближний Восток, большая часть Америки, Австралия, Южная и Юго-Восточная Азия — это те части земного шара, где, как ожидается, засухи станут более частыми и интенсивными, несмотря на глобальное увеличение количества осадков. Засухи беспокоят наземные осадки, испарение и влажность почвы , и эти последствия могут усугубляться ростом населения и расширением городов, что приводит к увеличению спроса на воду. Конечным результатом является нехватка воды , что приводит к неурожаям и потере пастбищ для скота. усугубляя ранее существовавшую бедность в развивающихся странах и приводя к недоеданию и потенциальному голоду .

Наблюдаемая потеря массы ледников в районе Гиндукуша в Гималаях с 20 века.

Орошение сельскохозяйственных культур способно уменьшить или даже устранить влияние на урожайность меньшего количества осадков и более высоких температур за счет локального охлаждения. Однако использование водных ресурсов для орошения имеет свои недостатки и является дорогостоящим. Кроме того, некоторые источники поливной воды могут стать менее надежными. Это включает в себя орошение, вызванное стоком воды с ледников летом, поскольку с 1850 года уже наблюдается отступление ледников , и ожидается, что оно будет продолжаться, истощая ледниковый лед и уменьшая или полностью устраняя сток. В Азии глобальное потепление на 1,5 °C (2,7 °F) приведет к уменьшению массы льда в высоких горах Азии примерно на 29–43%: В бассейне гималайских рек проживает около 2,4 миллиарда человек: Только в Индии река Ганг обеспечивает водой для питья и ведения сельского хозяйства более 500 миллионов человек. В водоразделе реки Инд эти горные водные ресурсы обеспечивают до 60% орошения вне сезона дождей и еще 11% общего производства сельскохозяйственных культур. Поскольку прогнозируется, что воздействие изменения климата на круговорот воды приведет к существенному увеличению количества осадков во всех частях водораздела, кроме самых западных, ожидается, что потеря ледников будет компенсирована: однако сельское хозяйство в регионе станет более надежным в период дождей, чем когда-либо. и производство гидроэлектроэнергии станет менее предсказуемым и надежным.

Воздействие на растения, вызванное увеличением атмосферного CO ₂ и метана

Повышенное содержание углекислого газа в атмосфере влияет на растения по-разному. Повышенный уровень CO ₂ увеличивает урожайность и рост сельскохозяйственных культур за счет увеличения скорости фотосинтеза, а также снижает потерю воды в результате закрытия устьиц .

Этот раздел представляет собой выдержку из эффекта удобрения CO2 . [ редактировать ]

Вверху: степень, в которой рост растений выигрывает от CO ₂ в различных областях (красный = более положительное воздействие). Внизу: воздействие на основные типы наземных биомов : вечнозеленые широколиственные леса (EBF), другие леса (OF), низкодревесные растительность (SW), луга (GRA), пахотные земли (CRO), растения с фиксацией углерода C4 и общее количество.

Эффект CO ₂ удобрения или эффект удобрения углеродом вызывает увеличение скорости фотосинтеза , одновременно ограничивая транспирацию листьев у растений. Оба процесса являются результатом повышения уровня содержания углекислого газа в атмосфере (CO ₂ ). Эффект углеродных удобрений варьируется в зависимости от вида растений, температуры воздуха и почвы, а также наличия воды и питательных веществ. Чистая первичная продуктивность (ЧПП) может положительно отреагировать на эффект углеродных удобрений. Однако данные показывают, что повышение скорости фотосинтеза в растениях из-за внесения CO ₂ не приводит напрямую к росту всех растений и, следовательно, к накоплению углерода. Сообщается, что эффект углеродных удобрений стал причиной увеличения валовой первичной продуктивности (ВПП) на 44% с 2000-х годов. Модели системы Земли , модели земельной системы и динамические модели глобальной растительности используются для исследования и интерпретации тенденций развития растительности, связанных с увеличением уровня CO ₂ в атмосфере . Однако экосистемные процессы , связанные с эффектом удобрений CO _{2 ,} остаются неопределенными и поэтому их сложно моделировать.

Наземные экосистемы снизили концентрацию CO ₂ в атмосфере и частично смягчили последствия изменения климата . Реакция растений на эффект углеродных удобрений вряд ли приведет к значительному снижению концентрации CO ₂ в атмосфере в течение следующего столетия из-за возрастающего антропогенного воздействия на CO ₂ в атмосфере . С начала 1980-х годов на растительных землях Земли наблюдается значительное озеленение. в основном из-за повышения уровня CO ₂ в атмосфере .

Более высокая урожайность благодаря внесению CO ₂ удобрений.

удобрение CO _{2 (серый цвет) приводит к значительно менее серьезному кумулятивному воздействию на продуктивность сельского хозяйства по сравнению с его отсутствием (черный цвет).} По оценкам МГЭИК в 2007 году ,

Этот раздел представляет собой выдержку из результатов применения удобрений CO2 § Наблюдения и тенденции . [ редактировать ]

Обзор научных исследований парниковых газов, проведенный в 1993 году, показал, что удвоение концентрации CO ₂ будет стимулировать рост 156 различных видов растений в среднем на 37%. Реакция значительно различалась в зависимости от вида: некоторые показали гораздо больший прирост, а некоторые - потери. Например, тепличное исследование 1979 года показало, что при удвоении концентрации CO ₂ сухая масса 40-дневных растений хлопчатника удвоилась, но сухая масса 30-дневных растений кукурузы увеличилась только на 20%.

В дополнение к исследованиям парниковых газов, полевые и спутниковые измерения пытаются понять эффект увеличения выбросов CO ₂ в более естественных средах. В экспериментах по обогащению углекислого газа в открытом воздухе (FACE) растения выращивают на полевых участках, а концентрацию CO ₂ в окружающем воздухе искусственно повышают. В этих экспериментах обычно используются более низкие уровни CO ₂ , чем в парниковых исследованиях. Они показывают меньший прирост роста, чем исследования теплиц, причем прирост во многом зависит от изучаемых видов. Обзор 12 экспериментов 2005 года при 475–600 частей на миллион показал средний прирост урожайности сельскохозяйственных культур на 17%, при этом бобовые обычно демонстрируют более высокую реакцию, чем другие виды, а растения C4 обычно показывают меньшую реакцию. В обзоре также указано, что эксперименты имеют свои ограничения. Изученные уровни CO ₂ были ниже, и большая часть экспериментов проводилась в регионах с умеренным климатом. Спутниковые измерения показали увеличение индекса листовой площади на 25–50% растительной площади Земли за последние 35 лет (т. е. озеленение планеты), что свидетельствует о положительном _{CO 2 .} эффекте удобрения

Снижение пищевой ценности сельскохозяйственных культур

Среднее снижение плотности микроэлементов в различных культурах при повышенных концентрациях CO ₂ , реконструированное на основе многочисленных исследований посредством метаанализа . Повышенная концентрация, показанная на этом рисунке, 689 частей на миллион, более чем на 50% превышает нынешние уровни, однако ожидается, что она будет достигнута в рамках сценариев изменения климата «среднего диапазона» и будет превзойдена в сценарии с высокими выбросами.

в атмосфере Изменения содержания углекислого газа могут снизить питательную ценность некоторых культур, например, в пшенице меньше белка и некоторых минералов. Пищевая ценность растений C3 (например, пшеницы, овса, риса) находится под особым риском: ожидается более низкий уровень белка, а также минералов (например, цинка и железа). может снизиться В продовольственных культурах содержание белка , железа и цинка на 3–17%. Это прогнозируемый результат выращивания продуктов питания при ожидаемых уровнях содержания углекислого газа в атмосфере в 2050 году. Используя данные Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН , а также другие открытые источники, авторы проанализировали 225 различных основных продуктов питания, таких как пшеница , рис , кукуруза. , овощи , корнеплоды и фрукты .

Влияние повышенного содержания углекислого газа в атмосфере на питательные качества растений не ограничивается только вышеупомянутыми категориями культур и питательными веществами. 2014 года Метаанализ показал, что сельскохозяйственные культуры и дикие растения, подвергающиеся повышенному уровню углекислого газа в различных широтах, имеют более низкую плотность некоторых минералов, таких как магний, железо, цинк и калий.

Исследования с использованием обогащения концентрации в свободном воздухе также показали, что увеличение содержания CO ₂ приводит к снижению концентрации микроэлементов в сельскохозяйственных и некультурных растениях, что имеет негативные последствия для питания человека. включая снижение содержания витаминов группы B в рисе. Это может иметь побочные эффекты и на других частях экосистем , поскольку травоядным животным придется есть больше пищи, чтобы получить такое же количество белка.

Эмпирические данные показывают, что повышение уровня CO ₂ приводит к снижению концентрации многих минералов в тканях растений. Удвоение уровня CO ₂ приводит к снижению концентрации минералов в среднем на 8%. Снижение содержания магния, кальция, калия, железа, цинка и других минералов в сельскохозяйственных культурах может ухудшить качество питания человека. Исследователи сообщают, что уровни CO2, _{ожидаемые} во второй половине 21-го века, вероятно, снизят уровень цинка, железа и белка в пшенице, рисе, горохе и соевых бобах. Около двух миллиардов человек живут в странах, где граждане получают более 60 процентов цинка и железа из этих видов культур. Дефицит этих питательных веществ уже приводит к потере 63 миллионов лет жизни ежегодно.

Данные показывают, что наряду с уменьшением содержания минералов растения содержат на 6% больше углерода, на 15% меньше азота, на 9% меньше фосфора и на 9% меньше серы при удвоении содержания CO ₂ . Увеличение содержания углерода в основном связано с углеводами, не играющими структурной роли в растениях – усваиваемым человеком, обеспечивающим калории крахмалом и простыми сахарами. Уменьшение азота напрямую приводит к снижению содержания белка. В результате более высокий уровень CO ₂ не только снижает содержание микроэлементов в растении, но и качество его комбинации макроэлементов.

Увеличение ущерба от приземного озона

Антропогенные выбросы метана вносят значительный вклад в потепление из-за высокого потенциала глобального потепления метана. В то же время метан также действует как прекурсор приземного озона , который является значительным загрязнителем воздуха . Его последствия включают снижение физиологических функций и, следовательно, урожайности и качества сельскохозяйственных культур. Вслед за уровнем метана уровень тропосферного озона «существенно увеличился с конца 19 века». и, согласно оценке 2016 года, потери урожайности четырех основных культур (см. следующий раздел) составили 5±1,5% по сравнению со сценарием без изменения климата только из-за увеличения содержания озона, что составляет почти половину негативных последствий, вызванных другими последствия изменения климата (10,9±3,2%) и нивелирует большую часть эффекта удобрений CO ₂ (6,5±1,0%).

Изменения в площади и качестве сельскохозяйственных земель

В некоторых местах вдоль побережья Соединенных Штатов более половины колодцев с пресной водой расположены ниже уровня моря, что делает их уязвимыми для проникновения соленой воды.

Эрозия и плодородие почвы

Ожидается, что более высокие температуры атмосферы, наблюдаемые в последние десятилетия, приведут к более энергичному гидрологическому циклу, включая более экстремальные дожди. эрозия и деградация почвы Более вероятны плодородие почвы . Глобальное потепление также повлияет на . Усиление эрозии сельскохозяйственных ландшафтов от антропогенных факторов может происходить с потерями до 22% почвенного углерода за 50 лет.

Изменение климата также приведет к нагреванию почв. В свою очередь, это может привести почвенных микробов к резкому увеличению численности на 40–150%. Более теплые условия будут способствовать росту определенных видов бактерий, изменяя состав бактериального сообщества. Повышенный уровень углекислого газа увеличит скорость роста растений и почвенных микробов, замедляя углеродный цикл почвы и благоприятствуя олиготрофам , которые растут медленнее и более эффективно используют ресурсы, чем копиотрофы .

Потеря сельскохозяйственных земель из-за повышения уровня моря

Повышение уровня моря приведет к потере сельскохозяйственных земель , особенно в таких регионах, как Юго-Восточная Азия . Эрозия , затопление береговой линии , засоление грунтовых вод из-за повышения уровня моря могут в основном повлиять на сельское хозяйство через затопление низменных земель . Низколежащие районы, такие как Бангладеш , Индия и Вьетнам, понесут большие потери урожая риса, если уровень моря повысится, как ожидается, к концу века. Вьетнам, например, в значительной степени зависит от своей южной оконечности, где находится дельта Меконга , для выращивания риса. Повышение уровня моря на один метр покроет несколько квадратных километров рисовых полей во Вьетнаме.

Помимо простого затопления сельскохозяйственных угодий, повышение уровня моря может также вызвать проникновение соленой воды в колодцы с пресной водой , особенно если они уже находятся ниже уровня моря. Как только концентрация соленой воды превысит 2–3%, скважина приходит в негодность. Примечательно, что в районах вдоль примерно 15% береговой линии США большая часть местных грунтовых вод уже находится ниже уровня моря.

Оттаивание потенциально пахотных земель

Изменение климата может привести к увеличению площади пахотных земель за счет сокращения количества замороженных земель. Исследование 2005 года сообщает, что температура в Сибири выросла в среднем на три градуса по Цельсию с 1960 года (намного больше, чем в остальном мире). Однако сообщения о влиянии глобального потепления на российское сельское хозяйство указывают на противоречивые возможные последствия: хотя они ожидают расширения сельскохозяйственных земель на север, они также предупреждают о возможных потерях производительности и повышенном риске засухи.

регион Арктический Ожидается, что выиграет от расширения возможностей для сельского и лесного хозяйства .

Реакция насекомых, болезней растений и сорняков

Дополнительная информация: Изменение климата, инвазивные виды и вредители (организмы) § В сельском хозяйстве и садоводстве.

Изменение климата изменит распространение вредителей , болезней растений и сорняков , что потенциально может привести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе таких основных культур , как пшеница , соевые бобы и кукуруза (кукуруза). Более высокие температуры могут увеличить скорость метаболизма и количество циклов размножения популяций насекомых . Исторически сложилось так, что низкие температуры ночью и в зимние месяцы убивали насекомых , бактерии и грибки . Более теплые и влажные зимы способствуют распространению грибковых заболеваний растений, таких как ржавчина пшеницы ( полосатая и коричневая/листовая ) и соевая ржавчина . на север Увеличение числа наводнений и проливных дождей также способствует росту различных других вредителей и болезней растений.

Насекомые-опылители и вредители

Рой саранчи возле Сатрокалы , Мадагаскар , 2014 год.

Ожидается, что изменение климата окажет негативное воздействие на многих насекомых, значительно сократив распространение их видов и тем самым увеличив риск их исчезновения . Около 9% сельскохозяйственного производства так или иначе зависит от опыления насекомыми . и некоторые виды опылителей также страдают от негативного воздействия: известно, что дикие шмели особенно уязвимы к недавнему потеплению.

В то же время насекомые являются наиболее разнообразными таксонами животных, и некоторые виды выиграют от изменений, включая известных сельскохозяйственных вредителей и переносчиков болезней . Насекомые, у которых раньше было только два цикла размножения в год, могут получить дополнительный цикл, если теплые вегетационные периоды продлятся, что вызовет популяционный бум. В регионах с умеренным климатом и в более высоких широтах чаще наблюдаются резкие изменения в популяциях насекомых: например, эпидемия горного соснового жука в Британской Колумбии , Канада, привела к гибели миллионов сосен, отчасти потому, что зимы были недостаточно холодными, чтобы замедлить или убить растущие личинки жуков. Аналогичным образом, согласно прогнозам, картофельная плодожорка и колорадский жук распространятся в районы, в настоящее время для них слишком холодные.

Кроме того, влияние изменения климата на круговорот воды часто означает, что как сезоны дождей, так и сезоны засухи станут более интенсивными. Некоторые виды насекомых будут размножаться быстрее, потому что они лучше смогут воспользоваться такими изменениями условий. Сюда входят некоторые насекомые-вредители, такие как тля и белокрылка : Аналогичным образом, стаи саранчи могут в результате нанести больший ущерб. Ярким примером стало нашествие саранчи в Восточной Африке в 2019–2022 годах , которое считается худшим в своем роде за многие десятилетия.

Осенняя совка Spodoptera frugiperda — высокоинвазивный вредитель растений, который может нанести огромный ущерб сельскохозяйственным культурам, особенно кукурузе. В последние годы он распространился на страны Африки к югу от Сахары , и это распространение связано с изменением климата. Ожидается, что эти высокоинвазивные вредители сельскохозяйственных культур распространится на другие части планеты, поскольку они обладают высокой способностью адаптироваться к различным условиям окружающей среды.

Сорняки

Исследовательская платформа континентального масштаба для долгосрочного изучения последствий изменения климата, изменений в землепользовании и инвазивных видов на экологические системы (исследовательский центр во Фронт-Рояле , Вирджиния, США)

Изменение климата может привести к тому, что на многих фермах более биологически разнообразные сорняки будут преобладать над монокультурами . Характеристики сорняков, такие как их генетическое разнообразие , способность к скрещиванию и быстрые темпы роста, дают им преимущество при изменении климата, поскольку эти характеристики позволяют им легко адаптироваться по сравнению с большинством однородных сельскохозяйственных культур и дают им биологическое преимущество.

Сорняки также подвергаются такому же ускорению циклов, как и возделываемые культуры , и им также будут полезны CO ₂ удобрения . Поскольку большинство сорняков являются растениями C3 , они, вероятно, будут конкурировать даже больше, чем сейчас, с культурами C4, такими как кукуруза. повышенный уровень CO ₂ Ожидается, что повысит толерантность сорняков к гербицидам , снизив их эффективность. Однако этому можно противодействовать за счет повышения температуры, повышающей их эффективность.

Фитопатогены

В настоящее время патогены приводят к потерям 10–16% мирового урожая, и этот уровень, вероятно, будет расти, поскольку растения подвергаются постоянно возрастающему риску воздействия вредителей и патогенов . Исследования показали, что изменение климата может изменить стадии развития растительных патогенов , которые могут повлиять на урожай. Сюда входят несколько патогенов, связанных с черной ножкой картофеля (например, Dickeya ), поскольку они растут и размножаются быстрее при более высоких температурах. Ожидается, что потепление также приведет к обострению проблем безопасности пищевых продуктов и порчи пищевых продуктов, вызываемых грибами, продуцирующими микотоксины , и такими бактериями, как сальмонелла .

Изменение климата вызовет увеличение количества осадков в некоторых районах, что приведет к увеличению влажности воздуха и продолжительности влажных сезонов . В сочетании с более высокими температурами эти условия могут способствовать развитию грибковых заболеваний, таких как фитофтороз . или бактериальные инфекции, такие как Ralstonia solanacearum , которые также могут легче распространяться через внезапные наводнения .

Изменение климата может изменить взаимодействие патогена и хозяина, в частности, уровень заражения патогеном и устойчивость растения-хозяина. Болезни растений также влияют на экономические затраты, связанные с выращиванием различных растений, которые могут принести меньшую прибыль, а также с лечением и уходом за уже больными культурами. Например, соевая ржавчина — это опасный патоген растений, который может уничтожить целые поля за считанные дни, опустошая фермеров и нанося миллиарды сельскохозяйственных потерь. Изменение погодных условий и температуры из-за изменения климата приводит к распространению патогенов растений , поскольку хозяева мигрируют в районы с более благоприятными условиями. Это увеличивает потери урожая из-за болезней. Например, тля выступает переносчиком многих картофельных вирусов и сможет распространяться дальше из-за повышения температуры.

Влияние на урожайность сельскохозяйственных культур

Наблюдаемые эффекты

Уже наблюдаемое влияние изменения климата на производство четырех основных сельскохозяйственных культур.

Согласно шестому оценочному докладу МГЭИК за 2022 год, существует высокая степень уверенности в том, что само по себе изменение климата на сегодняшний день оказало преимущественно негативное воздействие как на урожайность сельскохозяйственных культур , так и на качество продукции, хотя и наблюдались некоторые региональные различия: более негативные последствия наблюдались для некоторых культур в низких широтах (кукуруза и пшеница), тогда как положительные последствия изменения климата наблюдались для некоторых культур в высоких широтах (кукуруза, пшеница и сахарная свекла ). То есть в период с 1981 по 2008 год глобальное потепление оказало негативное воздействие на урожайность пшеницы в особенно тропических регионах, при этом средняя глобальная урожайность снизилась на 5,5%. Исследование, проведенное в 2019 году, отслеживало около 20 000 политических единиц по всему миру для 10 культур ( кукуруза , рис , пшеница , соя , ячмень , маниока , масличная пальма , рапс , сорго и сахарный тростник ), предоставляя более подробную информацию о пространственном разрешении и большем количестве культур, чем ранее изучено. Было обнаружено, что урожайность сельскохозяйственных культур в Европе, странах Африки к югу от Сахары и Австралии в целом снизилась из-за изменения климата (по сравнению с базовым значением средних данных за 2004–2008 годы), хотя имеются исключения. Влияние глобального изменения климата на урожайность различных культур в зависимости от климатических тенденций колебалось от −13,4% (масличная пальма) до 3,5% (соя). Исследование также показало, что в Латинской Америке эффект в целом положительный. Эффекты в Азии, Северной и Центральной Америке неоднозначны.

Хотя Зеленая революция обеспечила рост общего производства сельскохозяйственных культур на площадь земли на 250–300% с 1960 года, причем около 44% приходится на одни только новые сорта сельскохозяйственных культур, считается, что этот рост был бы еще больше, если бы изменение климата не повлияло на урожайность основных сельскохозяйственных культур за тот же период. В период с 1961 по 2021 год мировая производительность сельского хозяйства могла бы быть на 21% выше, чем она была на самом деле, если бы ей не пришлось бороться с изменением климата. повлиял бы на продовольственную безопасность : уязвимых групп населения Такой дефицит больше всего исследование, проведенное в 2019 году, показало, что изменение климата уже увеличило риск отсутствия продовольственной безопасности во многих странах с отсутствием продовольственной безопасности. даже в таких развитых странах, как Австралия Было обнаружено, что , экстремальные погодные условия, связанные с изменением климата, вызывают широкий спектр каскадных побочных эффектов через нарушение цепочки поставок , в дополнение к их основному воздействию на сектор фруктов, овощей и животноводства, а также на сельские общины, зависящие от их.

Между 1961 и 1985 годами производство зерновых в развивающихся странах увеличилось более чем вдвое , в основном благодаря развитию ирригации, удобрений и сортов семян. Даже в отсутствие дальнейших научных/технологических разработок многие из существующих достижений не были распределены равномерно, и ожидается, что их распространение из развитого мира в развивающийся само по себе приведет к некоторым улучшениям. Кроме того, в последние годы рост сельского хозяйства замедлился, но многие ожидают, что эта тенденция изменится в будущем, чтобы поддерживать глобальные запасы продовольствия при всех сценариях изменения климата, кроме самых оптимистичных, соответствующих Парижскому соглашению .

Обобщенные прогнозы доходности

Карта прогнозируемого воздействия изменения климата на урожайность сельского хозяйства в период с 2003 по 2080 год (данные за 2007 год).

В 2007 году в Четвертом оценочном отчете МГЭИК было высказано предположение, что глобальный производственный потенциал увеличится примерно до 3 ° C (5,4 ° F) глобального среднего потепления, поскольку рост урожайности зерновых в высоких широтах перевесит снижение в низких широтах и ​​глобальное совокупное потепление. урожайность неорошаемого земледелия увеличится на 5–20% в первой половине 21 века. Потепление, превышающее этот уровень, весьма вероятно, приведет к глобальному снижению урожайности. С тех пор последующие отчеты были более негативными в отношении глобального производственного потенциала.

Национальный исследовательский совет США оценил литературу о влиянии изменения климата на урожайность сельскохозяйственных культур в 2011 году. и предоставил централизованные оценки по ключевым культурам. Метаанализ, проведенный в 2014 году, выявил консенсус в отношении того, что урожайность, как ожидается, снизится во второй половине века, причем с большим эффектом в тропических, чем в умеренных регионах.

Влияние на урожайность четырех основных культур

Прогнозы Национального исследовательского совета США о влиянии изменения климата на наиболее важные сельскохозяйственные культуры.

Существует большое количество сельскохозяйственных культур , но не все они одинаково важны. Большинство оценок изменения климата сосредоточены на «четырех основных культурах» – кукурузе (кукурузе), рисе , пшенице и соевых бобах – которые потребляются прямо или косвенно в качестве корма для животных (основное назначение соевых бобов). На эти три злака приходится половина общего потребления калорий человеком . а вместе с соевыми бобами они составляют две трети. Для прогнозирования будущей урожайности этих культур использовались разные методы, и к 2019 году было достигнуто согласие, что потепление приведет к совокупному снижению этих четырех культур. Производство кукурузы и сои снизится при любом потеплении, тогда как производство риса и пшеницы может достичь пика при потеплении на 3 °C (5,4 °F).

В 2021 году в документе, в котором использовался ансамбль из 21 климатической модели, было подсчитано, что при наиболее интенсивном сценарии изменения климата, использовавшемся в то время, RCP8.5 , глобальная урожайность этих четырех культур снизится на 3–12% примерно к 2050 году и на 11% к 2050 году. –25% к 2100 году. Потери были сосредоточены в странах, которые в настоящее время являются крупнейшими производителями и экспортерами сельскохозяйственной продукции. Например, даже к 2050 году в некоторых сельскохозяйственных районах Австралии , Бразилии , Южной Африки , Юго-Восточного Китая , Южной Европы и США потери производства, в основном кукурузы и соевых бобов, превысят 25%. Аналогичный вывод о том, что некоторые крупные «житницы» начнут ощущать однозначные последствия изменения климата, как положительные, так и отрицательные, до 2040 года, был сделан в другом исследовании, проведенном в том же году. Поскольку он представляет собой наихудший сценарий постоянного увеличения выбросов без каких-либо усилий по их сокращению, RCP8.5 часто считается нереалистичным. а менее интенсивный сценарий RCP4.5 (который по-прежнему приведет к повышению температуры почти на 3 °C (5,4 °F) к концу столетия, что намного превышает цели Парижского соглашения ) теперь обычно считается более подходящим для текущей траектории.

кукуруза

Выращивание кукурузы в Уганде осложняется из-за волн жары и засух, усугубляемых изменением климата в Уганде .

Из четырех культур кукуруза считается наиболее уязвимой к потеплению: один метаанализ пришел к выводу, что каждый 1 °C (1,8 °F) глобального потепления снижает урожайность кукурузы на 7,4%.

Это также установка по фиксации углерода C4 , а это означает, что она не получает особой выгоды от повышения уровня CO ₂ . Когда в 2021 году были опубликованы результаты экспериментов по моделированию, сравнивающих совокупные результаты последних моделей системы Земли и специальных моделей сельскохозяйственных культур, наиболее заметным новым открытием стало существенное снижение прогнозируемой глобальной урожайности кукурузы. В то время как предыдущее поколение предполагало, что при сценарии низкого потепления урожайность кукурузы к концу столетия увеличится примерно на 5%, последнее показало снижение на 6% при эквивалентном сценарии SSP1-2.6 . В соответствии с SSP5-8.5 с высоким уровнем выбросов к 2100 году произошло глобальное снижение на 24%, в отличие от более раннего предположения об увеличении на 1%.

Рис

Рисовое поле, страдающее от последствий засухи в районе Бинь Туи , Кантхо, Вьетнам.

Исследования показывают, что сами по себе изменения температуры снижают глобальную урожайность риса на 3,2% на каждый 1 °C (1,8 °F) глобального потепления. изменения в количестве осадков, эффект от CO2- _{удобрений} Прогнозы становятся более сложными, если необходимо принять во внимание и другие факторы: например, влияние климата на рост риса в Восточной Азии до сих пор было в целом положительным, хотя исследования 2023 года показали, что к концу века Китай может потерять до 8% урожая риса только из-за увеличения количества экстремальных дождей. По состоянию на 2021 год глобальные прогнозы урожайности риса, основанные на самых передовых климатических и сельскохозяйственных моделях, были менее последовательными, чем в отношении пшеницы и кукурузы, и в меньшей степени позволяли выявить четкую статистически значимую тенденцию.

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Рис § Влияние изменения климата на производство риса» . [ редактировать ]

Прогнозы о влиянии изменения климата на выращивание риса различаются. Согласно прогнозам, глобальный урожай риса снизится примерно на 3,2% при повышении средней глобальной температуры на каждый 1°C. в то время как другое исследование предсказывает, что глобальное выращивание риса первоначально увеличится, достигнув плато при потеплении примерно на 3°C (2091–2100 гг. По сравнению с 1850–1900 гг.).

Воздействие изменения климата на выращивание риса варьируется в зависимости от географического положения и социально-экономического контекста. Например, повышение температуры и снижение солнечной радиации в последние годы 20-го века снизили урожайность риса на 10–20% на 200 фермах в семи азиатских странах. Это могло быть вызвано усилением дыхания в ночное время. IRRI прогнозирует, что урожайность риса в Азии упадет примерно на 20% при повышении средней глобальной температуры на 1°C. Кроме того, рис не может дать зерна, если цветы подвергаются воздействию температуры 35 °C и более в течение более одного часа, поэтому в таких условиях урожай будет потерян.

В долине По в Италии сорта риса для ризотто арборио и карнароли пострадали от плохого урожая из-за засухи в 21 веке. Ente Nazionale Risi занимается выведением засухоустойчивых сортов; его сорт nuovo prometeo имеет глубокие корни, которые позволяют ему переносить засуху, но не подходит для ризотто.

Пшеница

Пшеничное поле в Венгрии , пострадавшее от сильных дождей в 2016 году.

Дополнительная информация: Пшеница и озимая пшеница.

Влияние изменения климата на неорошаемую пшеницу будет варьироваться в зависимости от региона и местных климатических условий. Исследования в Иране, посвященные изменениям температуры и количества осадков, репрезентативны для нескольких различных частей мира, поскольку там существует широкий диапазон климатических условий. Они варьируются от умеренного до жарко-засушливого и холодного полузасушливого. Сценарии, основанные на повышении температуры до 2,5 °C (4,5 °F) и уменьшении количества осадков до 25%, показывают, что потери урожая зерна пшеницы могут быть значительными. Потери могут достигать 45% в регионах с умеренным климатом и более 50% в районах с жарким и засушливым климатом. Но в холодных полузасушливых районах урожайность может быть несколько повышена (около 15%). Наиболее перспективные стратегии адаптации связаны с датами посева семян. Поздняя посадка в ноябре-январе может оказать значительное положительное влияние на урожайность из-за сезонности осадков. Однако в этих экспериментах не учитывались последствия увеличения выбросов CO ₂ .

Ожидается, что в глобальном масштабе только изменение температуры приведет к снижению годового урожая пшеницы на 6% на каждый 1 °C (1,8 °F) глобального потепления. Однако другие факторы, такие как осадки и воздействие CO _{2 ,} приносят гораздо большую пользу урожайности пшеницы. результаты экспериментов по моделированию, сравнивающих совокупные результаты последних моделей системы Земли В ноябре 2021 года были опубликованы и специальных моделей сельскохозяйственных культур. Хотя он прогнозировал последовательное снижение будущей глобальной урожайности кукурузы, особенно в условиях более сильного потепления, он обнаружил обратное в отношении урожайности пшеницы. Когда предыдущее поколение моделей предполагало увеличение мировой урожайности пшеницы на 9% к 2100 году в соответствии со сценарием высоких выбросов, обновленные результаты показывают, что в соответствии со сценарием SSP5-8,5 с самым высоким потеплением, она увеличится на 18%.

Соевые бобы

Piezodorus guildinii , широко известный как клоп-вонючка с красными полосами, является заметным вредителем соевых бобов, который, как ожидается, будет распространяться дальше и наносить больший ущерб в ответ на изменение климата.

Исследования показали, что когда _{CO 2} уровень повышается, листья сои становятся менее питательными; поэтому растительноядным жукам приходится есть больше, чтобы получить необходимые питательные вещества . Кроме того, соевые бобы менее способны защищаться от хищных насекомых в условиях высокого содержания CO ₂ . CO ₂ уменьшает выработку растениями жасмоновой кислоты , яда, убивающего насекомых, который выделяется, когда растение чувствует, что на него нападают. Без этой защиты жуки могут свободно поедать листья сои, что приводит к снижению урожайности. Это проблема не только соевых бобов: защитные механизмы многих видов растений нарушаются в среде с высоким содержанием CO ₂ .

Исследования показывают, что сами по себе изменения температуры снижают глобальную урожайность сои на 3,1% на каждый 1 °C (1,8 °F) глобального потепления. изменения количества осадков, влияние удобрений CO ₂ Эти прогнозы становятся более сложными, когда необходимо принять во внимание и другие факторы: по состоянию на 2021 год глобальные прогнозы урожайности сои на основе самых передовых климатических и сельскохозяйственных моделей были менее способны установить сильную тенденцию. по сравнению с прогнозами по кукурузе и пшенице.

Другие культуры

Изменение климата, вызванное увеличением выбросов парниковых газов , вероятно, будет различаться в зависимости от сельскохозяйственной культуры и страны.

Просо и сорго

Поле сорго на берегу озера Хайк в Эфиопии .

Просо и сорго не так широко потребляются, как четыре основные культуры, но они являются важнейшими продуктами питания во многих африканских странах. В статье, опубликованной в 2022 году, было обнаружено, что при сценарии максимального потепления SSP5-8.5 изменения температуры и влажности почвы снизят совокупный урожай проса, сорго, кукурузы и соевых бобов на 9–32%, в зависимости от модели. . Примечательно, что это был менее пессимистичный результат, чем в более ранних моделях, которые авторы объясняли прямым моделированием влажности почвы, а не попыткой косвенно объяснить ее путем отслеживания изменений осадков , вызванных воздействием изменения климата на круговорот воды .

Чечевица (кроме соевых бобов)

Вызванный изменением климата стресс от засухи в Африке, вероятно, приведет к снижению питательных качеств фасоли. Это в первую очередь повлияет на население в более бедных странах, которое не сможет компенсировать это за счет употребления большего количества еды, более разнообразного питания или, возможно, приема пищевых добавок.

Картофель

Реакция шести известных сортов картофеля на условия засухи.

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Картофель § Влияние изменения климата на производство» . [ редактировать ]

Прогнозируется, что растения картофеля и урожайность сельскохозяйственных культур выиграют от эффекта внесения CO2 . что увеличит скорость фотосинтеза и, следовательно, рост, уменьшит потребление воды за счет снижения транспирации из устьиц и увеличит содержание крахмала в съедобных клубнях. Однако картофель более чувствителен к дефициту почвенной воды, чем некоторые другие основные культуры, такие как пшеница. в Великобритании количество пахотных земель, пригодных для выращивания богарного картофеля, сократится как минимум на 75%. Прогнозируется, что Эти изменения, вероятно, приведут к увеличению спроса на оросительную воду, особенно в период выращивания картофеля.

Картофель лучше всего растет в умеренных условиях. Температура выше 30 °C (86 °F) оказывает негативное воздействие на урожай картофеля: от физиологических повреждений, таких как коричневые пятна на клубнях, до замедления роста, преждевременного прорастания и снижения содержания крахмала. Эти эффекты снижают урожайность, влияя как на количество, так и на вес клубней. В результате регионы, где текущие температуры близки к пределам температурного диапазона картофеля (например, большая часть Африки к югу от Сахары ) в будущем, вероятно, пострадает от значительного снижения урожайности картофеля. С другой стороны, низкие температуры замедляют рост картофеля и создают риск повреждения его заморозками.

Изменение климата не только напрямую затронет картофель, но и повлияет на распространение и популяцию многих болезней и вредителей картофеля. Например, фитофтороз прогнозируется, что станет более серьезной угрозой в некоторых регионах (например, в Финляндии) . ) и стать меньшей угрозой в других странах (например, в Соединенном Королевстве) . В целом, одна оценка 2003 года предполагает, что в будущем (2040–2069 годы) урожайность картофеля во всем мире будет на 18–32% ниже, чем в то время, что обусловлено снижением урожая в более жарких регионах, таких как Африка к югу от Сахары. если фермеры и сорта картофеля не смогут адаптироваться к новой среде.

Виноградные лозы (производство вина)

Этот раздел представляет собой отрывок из книги Vitis vinifera § Изменение климата . [ редактировать ]

Виноград Шардоне , поврежденный солнечным ожогом.

Виноградные лозы очень чувствительны к окружающей среде: сезонные колебания урожайности составляют 32,5%. Климат является одним из ключевых факторов, контролирующих производство винограда и вина. влияющие на пригодность тех или иных сортов винограда для конкретного региона, а также на тип и качество производимого вина. Состав вина во многом зависит от мезоклимата и микроклимата , а это означает, что для производства высококачественных вин необходимо поддерживать равновесие климата, почвы и сорта. Взаимодействие между климатом и разнообразием почв в некоторых случаях окажется под угрозой из-за последствий изменения климата . Идентификация генов, лежащих в основе фенологической изменчивости винограда, может помочь поддерживать стабильную урожайность определенных сортов в будущих климатических условиях.

Постепенное повышение температуры приведет к смещению подходящих регионов выращивания. По оценкам, северная граница европейского виноградарства будет смещаться на север на 10–30 километров (от 6,2 до 18,6 миль) за десятилетие вплоть до 2020 года, причем в период с 2020 по 2050 год прогнозируется удвоение этой скорости. Это имеет как положительные, так и отрицательные последствия, поскольку открывает двери для выращивания новых сортов в определенных регионах, но приводит к потере пригодности других сортов, а также может поставить под угрозу качество и количество продукции в целом.

Влияние на животноводство

Этот раздел представляет собой отрывок из книги « Влияние изменения климата на животноводство» . [ редактировать ]

Карта стран, которые считаются наиболее и наименее уязвимыми к неблагоприятному воздействию изменения климата на выпас скота.

Многогранное воздействие изменения климата на животноводство.

Существует множество взаимосвязанных последствий изменения климата на животноводство . Эта деятельность находится под сильным влиянием антропогенного изменения климата и является его существенной движущей силой из-за выбросов парниковых газов . По состоянию на 2011 год около 400 миллионов человек в той или иной степени полагались на животноводство как источник средств к существованию. Коммерческая стоимость этого сектора оценивается примерно в 1 триллион долларов . Поскольку полный отказ от потребления человеком мяса и/или продуктов животного происхождения в настоящее время не считается реалистичной целью, любая комплексная адаптация к последствиям изменения климата должна также учитывать животноводство.

Наблюдаемые негативные последствия для животноводства включают усиление теплового стресса во всех странах, кроме самых холодных. Это вызывает как массовую смертность животных во время волн жары , так и сублетальные последствия, такие как снижение качества продуктов, таких как молоко , повышенная уязвимость к таким заболеваниям, как хромота или даже нарушение воспроизводства . Другое воздействие касается снижения количества или качества кормов для животных , будь то из-за засухи или вторичного воздействия CO2-удобрений . Трудности с выращиванием кормов могут привести к сокращению поголовья скота во всем мире на 7–10% к середине столетия. животных Паразиты и трансмиссивные болезни также распространяются дальше, чем раньше, и данные, указывающие на это, зачастую превосходят по качеству данные, используемые для оценки воздействия на распространение патогенов для человека.

Ожидается, что некоторые районы, где в настоящее время содержится домашний скот, смогут избежать «чрезвычайного теплового стресса» даже при сильном потеплении в конце века, другие могут перестать быть подходящими уже в середине столетия. В целом, страны Африки к югу от Сахары считаются наиболее уязвимым регионом к потрясениям в области продовольственной безопасности , вызванным воздействием изменения климата на их домашний скот, поскольку ожидается, что более 180 миллионов человек в этих странах увидят значительное снижение пригодности своих пастбищ вокруг середина века. С другой стороны, Япония, США и страны Европы считаются наименее уязвимыми. Это в равной степени является продуктом ранее существовавших различий в индексе человеческого развития и других показателях национальной устойчивости и широко варьирующейся важности скотоводства для национальной диеты, а также результатом прямого воздействия климата на каждую страну.

Глобальная продовольственная безопасность и недостаточное питание

См. Также: Влияние изменения климата на рыболовство.

Прогнозируемые изменения в средней доступности продовольствия (представленной как потребление калорий на душу населения ), численности населения, подверженного риску голода, и количестве лет жизни с поправкой на инвалидность в рамках двух общих социально-экономических путей : базового уровня, SSP2 и SSP3, сценария высокого глобального соперничества и конфликтов. Красная и оранжевая линии показывают прогнозы для SSP3, предполагающие высокую и низкую интенсивность будущих выбросов и связанное с этим изменение климата.

Научное понимание того, как изменение климата повлияет на глобальную продовольственную безопасность, со временем развивалось. В последнем шестом оценочном докладе МГЭИК в 2022 году предполагается, что к 2050 году число людей, которым грозит голод, увеличится при всех сценариях на 8–80 миллионов человек, причем почти все из них будут проживать в странах Африки к югу от Сахары , Южной Азии и Центральной Америке. . Однако это сравнение было сделано относительно мира, где не произошло никаких изменений климата, и поэтому оно не исключает возможности общего снижения риска голода по сравнению с современными условиями.

В более раннем специальном докладе об изменении климата и земельных ресурсах предполагалось, что при сценарии относительно высоких выбросов (RCP6.0) зерновые могут стать на 1–29% дороже в 2050 году в зависимости от социально-экономического развития. По сравнению со сценарием, в котором изменение климата отсутствует, это поставит под угрозу голода от 1 до 181 миллиона человек с низкими доходами.

Трудно спрогнозировать влияние изменения климата на использование (защита продуктов питания от порчи, достаточное здоровье, чтобы усваивать питательные вещества и т. д.). В 2016 году моделирование показало, что к середине столетия наиболее интенсивный сценарий изменения климата сократится на снизилось на 0,7% доступность продовольствия на душу населения в мире увеличилась на 3,2%, при этом потребление красного мяса снизилось на 4% , а потребление фруктов и овощей . По его данным, в период с 2010 по 2050 год в результате умрут 529 000 человек, в первую очередь в Южной и Восточной Азии : две трети этих смертей будут вызваны нехваткой микроэлементов из-за сокращения поставок фруктов и овощей , а не прямым голоданием. . Действия по замедлению изменения климата позволят снизить эти прогнозы почти на 71%. Ожидается, что цены на продовольствие также станут более волатильными.

По состоянию на 2017 год от голода страдало около 821 миллиона человек. Это эквивалентно примерно 11% мирового населения: в региональном разрезе это включает 23,2% стран Африки к югу от Сахары , 16,5% стран Карибского бассейна и 14,8% стран Южной Азии . В 2021 году от 720 до 811 миллионов человек считались недоедающими (из них 200 000, 32,3 миллиона и 112,3 миллиона человек находились на «катастрофическом», «чрезвычайном» и «кризисном» уровнях отсутствия продовольственной безопасности соответственно).

В 2020 году исследования показали, что базовый прогнозируемый уровень социально-экономического развития ( Общий социально-экономический путь 2 ) сократит это число до 122 миллионов во всем мире к 2050 году, даже если население вырастет до 9,2 миллиарда. Эффект изменения климата в лучшем случае увеличит эту цифру к 2050 году примерно на 80 миллионов, а негативный эффект может быть снижен до 20 миллионов за счет облегчения торговли продовольствием с помощью таких мер, как отмена тарифов .

В 2021 году метаанализ 57 исследований по продовольственной безопасности был более пессимистичным, предполагая, что в 2050 году население, которому грозит голод, составит около 500 миллионов человек в рамках SSP2. Некоторые варианты « Общих социально-экономических путей» с резкими изменениями климата и отсутствием справедливого глобального развития вместо этого привели к прямому увеличению глобального голода на 30% по сравнению с уровнем 2010 года.

В более раннем Четвертом оценочном отчете МГЭИК в 2007 году анализ четырех основных путей СДСВ показал со средней степенью достоверности (около 50% достоверности) ), что тенденции социального и экономического развития в трех из них (A1, B1, B2) приведут к сокращению числа недоедающих людей до 100–130 миллионов человек к 2080 году, в то время как тенденции в A2 прогнозируют 770 миллионов недоедающих – аналогично современные (начало XXI века) цифры ~700 миллионов человек. Если принять во внимание последствия изменения климата, подразумеваемые этими сценариями, то в сценариях A1, B1 и B2 к 2080 году будет недоедать 100–380 миллионов человек (что по-прежнему является значительным снижением уровня голода по сравнению с уровнями 2006 года), а в сценариях A2 — 740–1300 миллионов человек. была от низкой (20% достоверности) до средней . , хотя достоверность этих цифр Африка к югу от Сахары, скорее всего, обгонит Азию как регион с наибольшей продовольственной безопасностью в мире, в первую очередь из-за различий в социально-экономических тенденциях.

Последствия экстремальных погодных условий и синхронного неурожая

Районы земного шара, где сельское хозяйство станет более трудным, возможно, до такой степени, что к 2100 году покинут исторически подходящие для него условия при сценариях с низкими и высокими выбросами.

Некоторые ученые считают, что вышеупомянутые прогнозы урожайности и продовольственной безопасности имеют ограниченное применение, поскольку, по их мнению, они в первую очередь моделируют изменение климата как изменение среднего состояния климата и не так хорошо подготовлены к рассмотрению экстремальных климатических явлений. Например, в статье, опубликованной в 2021 году, также была предпринята попытка подсчитать количество людей, столкнувшихся с голодом в 2050 году, но теперь исходя из предположения, что климатическое событие с вероятностью 1% (то есть один раз в 100 лет) произойдет в новом климате ( то есть это было бы практически невозможно в нынешних условиях), если бы это повлияло на тот год. По оценкам, такое событие приведет к увеличению базового числа на 11–33% даже в сценарии с низкими выбросами и на 20–36% в сценарии с высокими выбросами. Если бы такое событие затронуло более уязвимые регионы, такие как Южная Азия , то им потребовалось бы утроить уровень известных запасов продовольствия на 2021 год, чтобы смягчить удар.

Примечательно, что другие статьи показывают, что моделирование недавних исторических экстремальных явлений в климатических моделях, таких как европейская волна тепла в 2003 году , обычно приводит к более низким последствиям, чем те, которые наблюдались в реальном мире, что указывает на то, что последствия будущих экстремальных явлений также, вероятно, будут недооценен.

Прогнозы урожайности семи ключевых культур в 2100 и 2500 годах по второму по величине сценарию потепления, RCP6.0 . (Исследование 2021 года.)

Разница между средними и экстремальными климатическими показателями может быть особенно важна для определения областей, где сельское хозяйство может перестать быть жизнеспособным. В 2021 году исследовательская группа стремилась расширить прогнозы климатической модели средних изменений температуры и водного цикла до 2500 года. Они предположили, что в соответствии со вторым по силе сценарием потепления RCP6.0 площадь суши способна выращивать четыре основные культуры умеренного пояса ( кукуруза, картофель, соя и пшеница) станет примерно на 11% меньше к 2100 году и на 18,3% меньше к 2500 году, в то время как для основных тропических культур ( маниока , рис, сладкий картофель , сорго , таро и ямс ) она сократится всего на 2,3%. % примерно к 2100 году, но примерно на 15% к 2500 году. В рамках сценария с низкими выбросами RCP2.6 изменения гораздо меньше: к 2500 году площадь земель, пригодных для выращивания культур умеренного климата, сократится примерно на 3%, а к тому времени произойдет эквивалентный прирост для выращивания тропических культур. .

Тем не менее, в другом документе 2021 года предполагается, что к 2100 году в соответствии с SSP5-8,5 с высоким уровнем выбросов 31% и 34% текущего производства сельскохозяйственных культур и животноводства покинут то, что авторы определили как «безопасное климатическое пространство»: то есть, в этих регионах (большая часть Южной Азии и Ближнего Востока , а также части стран Африки к югу от Сахары и Центральной Америки ) произойдет очень быстрое изменение жизненных зон Холдриджа (HLZ) и связанных с этим погодных условий, при этом они будут иметь низкую социальную устойчивость. Примечательно, что аналогичная доля мирового производства сельскохозяйственных культур и животноводства также претерпит большие изменения в HLZ, но в более развитых регионах, которые будут иметь больше шансов на адаптацию. Напротив, в рамках SSP1-2.6 с низким уровнем выбросов 5% и 8% продукции растениеводства и животноводства покинут то, что определяется как безопасное климатическое пространство.

Некоторые страны мира особенно зависят от импорта конкретных экспортеров, что делает их наиболее уязвимыми к неурожаю в этих странах.

Также в 2021 году было высказано предположение, что сценарий с высокими выбросами приведет к увеличению в 4,5 раза вероятности сбоев в хлебных корзинах (определяемых как потеря урожая на 10% и более) к 2030 году, а к 2050 году эта вероятность может увеличиться в 25 раз. . Это соответствует достижению пороговых значений в 1,5 °C (2,7 °F) и 2 °C (3,6 °F) в соответствии с этим сценарием: более ранние исследования показали, что для кукурузы это увеличит риски одновременного отказа нескольких хлебных корзин (потеря урожая на 10% и более). ) с 6% в условиях климата конца 20 века до 40% и 54% соответственно.

Некоторые страны особенно зависят от импорта определенных экспортеров, а это означает, что неурожай в этих странах нанесет им непропорциональный удар. Т.е. только запрет на экспорт основных сельскохозяйственных культур из России , Таиланда и США поставит около 200 миллионов человек (90% из стран Африки к югу от Сахары) под угрозу голодной смерти.

Кроме того, существует проблема представления синхронизации – когда экстремальные климатические явления одновременно затрагивают несколько важных регионов-производителей. Было подсчитано, что если гипотетически в каждом регионе с синхронизированным вегетационным периодом произойдет неурожай одновременно, это приведет к потерям четырех основных культур от 17% до 34%. Если говорить более реалистично, анализ исторических данных показал, что уже произошли синхронизированные климатические явления, связанные с потерями урожая до 20%.

По оценкам 2016 года, если мировой экспорт кукурузы, риса и пшеницы сократится на 10%, 55 миллионов человек в 58 бедных странах потеряют как минимум 5% своего продовольствия. , что две конкретные волновые модели Россби Кроме того, известно вызывают одновременные экстремальные жары либо в Восточной Азии , Восточной Европе и Центральной Северной Америке, либо в Западной Азии , Западной Европе и западной части Центральной Северной Америки, соответственно. Уже было показано, что эти экстремальные жары приводят к снижению урожайности сельскохозяйственных культур на 3–4% в пострадавших регионах: однако, к сожалению, климатические модели переоценивают последствия таких исторических событий в Северной Америке и недооценивают их в других местах, фактически не моделируя чистую потерю урожая.

Трудовые и экономические эффекты

Ожидается, что изменение климата усугубит тепловой стресс на Северо-Китайской равнине , которая особенно уязвима, поскольку широкое орошение приводит к очень влажному воздуху. Существует риск того, что сельскохозяйственные рабочие будут физически неспособны работать на открытом воздухе в жаркие летние дни в конце века, особенно при сценарии наибольших выбросов и потепления.

По мере того, как экстремальные погодные явления становятся все более распространенными и интенсивными, наводнения и засухи могут уничтожить посевы и прекратить снабжение продовольствием, одновременно нарушая сельскохозяйственную деятельность и делая рабочих безработными. Из-за увеличения затрат для фермеров некоторые из них больше не сочтут экономически целесообразным заниматься сельским хозяйством: т.е. некоторые фермеры могут решить навсегда покинуть районы, пострадавшие от засухи. В большинстве стран с низкими доходами в сельском хозяйстве занято большинство населения, и рост затрат может привести к увольнениям рабочих или сокращению заработной платы. Другие фермеры ответят повышением цен на продукты питания ; затраты, которые напрямую перекладываются на потребителя и влияют на доступность продуктов питания. Некоторые фермы не продают свою продукцию, а вместо этого кормят семью или общину; без этой еды людям будет нечего есть. Это приводит к снижению производства, росту цен на продукты питания и потенциальному голоду в некоторых частях мира. Сельскохозяйственная промышленность Индии обеспечивает 52% занятости, а канадские прерии обеспечивают 51% канадского сельского хозяйства; Любые изменения в производстве продовольственных культур в этих районах могут иметь глубокие последствия для экономики .

Примечательно, что одна оценка предполагает, что потепление на 3 °C (5,4 °F) по сравнению с концом 20-го века (т.е. ближе к 4 °C (7,2 °F) по сравнению с доиндустриальными температурами – уровень, связанный со сценарием SSP5-8,5) приведет к снижению производительности труда в странах Африки к югу от Сахары и Юго-Восточной Азии на 30–50%, поскольку количество дней, в течение которых работники на открытом воздухе испытывают тепловой стресс, увеличивается: до 250 дней в наиболее пострадавших частях этих двух континентов, а также Центральной и Южная Америка . Это может привести к увеличению цен на урожай примерно на 5%.

Аналогичным образом, ожидается, что Северо-Китайская равнина сетей региона, также сильно пострадает, отчасти из-за обширных ирригационных приводящих к необычно влажному воздуху. В сценариях без агрессивных действий по прекращению изменения климата некоторые волны тепла могут стать достаточно экстремальными, чтобы вызвать массовую смертность среди работников, работающих на открытом воздухе, хотя они останутся относительно редкими (примерно один раз в десятилетие, начиная с 2100 при самом экстремальном сценарии).

Кроме того, роль изменения климата в недостаточном питании и дефиците микроэлементов можно рассчитать как потерю «лет полного здоровья». Одна оценка, представленная в 2016 году, предполагает, что при сценарии сильного потепления и низкой адаптации из-за высокого уровня глобальных конфликтов и соперничества, такие потери могут составить 0,4% мирового ВВП и 4% ВВП в Индии и регионе Южной Азии к концу 2016 года. 2100 год.

Долгосрочные прогнозы (после 2050 г.)

Ожидается, что в Южной Азии площадь пахотных земель увеличится при большинстве климатических и социально-экономических сценариев, причем некоторые из крупнейших увеличений будут наблюдаться при сценариях сильного потепления. Ожидается, что в сценариях с низким потеплением площадь территории сократится из-за снижения спроса. Подобные тенденции ожидаются во всем мире.

Прогнозов на период после 2050 года меньше. В целом, даже несмотря на то, что изменение климата будет оказывать все более серьезное воздействие на производство продуктов питания, большинство ученых не ожидают, что оно приведет к массовой смертности людей в этом столетии. Частично это связано с тем, что исследования также предполагают, по крайней мере, некоторое продолжение текущих улучшений в сельском хозяйстве, а также из-за расширения сельского хозяйства . Например, в документе 2013 года было подсчитано, что, если сильное потепление сценария РТК 8.5 не будет смягчено эффектом удобрений CO ₂ , это приведет к снижению совокупной урожайности на 17% к 2050 году: тем не менее, предполагалось, что это будет в основном компенсировано за счет на 11% Увеличение площади пахотных земель .

Аналогичным образом, одно из предположений « Общих социально-экономических путей» заключается в значительном увеличении земель, отведенных под сельское хозяйство (и соответствующем уменьшении площади лесов и «других природных земель») по каждому пути, кроме SSP1 (официально озаглавленного « Устойчивое развитие » или «Принятие Зеленая дорога»), где происходит обратное – и который имеет как самый низкий уровень будущего потепления, так и самый низкий прогнозируемый рост населения .

Региональные эффекты

См. Также: Последствия изменения климата.

Африка

Этот раздел представляет собой отрывок из книги « Изменение климата в Африке § Сельское хозяйство» . [ редактировать ]

Сельское хозяйство является особенно важным сектором в Африке, вносящим вклад в обеспечение средств к существованию и экономики всего континента. В среднем сельское хозяйство в странах Африки к югу от Сахары обеспечивает 15% общего ВВП. География Африки делает ее особенно уязвимой к изменению климата, и 70% населения полагаются на неорошаемое земледелие как источник средств к существованию. На долю мелких фермерских хозяйств приходится 80% обрабатываемых земель в странах Африки к югу от Сахары. МГЭИК в 2007 году прогнозировала, что изменчивость и изменение климата серьезно подорвут продуктивность сельского хозяйства и доступ к продовольствию. Этому прогнозу присвоена «высокая степень достоверности». В результате будущего изменения климата системы земледелия, животноводства и рыболовства подвергнутся большему риску заражения вредителями и болезнями. На долю вредителей сельскохозяйственных культур уже приходится примерно 1/6 потерь производительности сельского хозяйства. Изменение климата ускорит распространение вредителей и болезней и увеличит количество крайне разрушительных явлений. 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 наблюдался самый высокий уровень отсутствия продовольственной безопасности в мире.

Что касается сельскохозяйственных систем, сильная зависимость от неорошаемого натурального земледелия и низкий уровень внедрения климатически оптимизированных методов ведения сельского хозяйства способствуют высокому уровню уязвимости этого сектора. Ситуация усугубляется плохой надежностью и доступом к климатическим данным и информации для поддержки действий по адаптации. Наблюдаемые и прогнозируемые нарушения режима осадков из-за изменения климата, вероятно, приведут к сокращению вегетационного периода и повлияют на урожайность сельскохозяйственных культур во многих частях Африки. Более того, в сельскохозяйственном секторе Африки доминируют мелкие фермеры, имеющие ограниченный доступ к технологиям и ресурсам для адаптации.

Изменчивость и изменение климата были и продолжают оставаться основным источником колебаний мирового производства продуктов питания в развивающихся странах, где производство сильно зависит от дождей. Сельскохозяйственный сектор чувствителен к изменчивости климата. особенно межгодовая изменчивость осадков, температурных режимов и экстремальных погодных явлений (засух и наводнений). Прогнозируется, что в будущем эти климатические явления увеличатся и будут иметь серьезные последствия для сельскохозяйственного сектора. Это окажет негативное влияние на цены на продовольствие, продовольственную безопасность и решения о землепользовании. Урожайность неорошаемого земледелия в некоторых африканских странах может сократиться на 50% к 2020 году. Чтобы предотвратить будущее разрушительное воздействие изменчивости климата на производство продуктов питания, крайне важно скорректировать или предложить возможную политику, позволяющую справиться с возросшей изменчивостью климата. Африканским странам необходимо создать национальную правовую базу для управления продовольственными ресурсами в соответствии с ожидаемой изменчивостью климата. Однако прежде чем разрабатывать политику по преодолению последствий изменчивости климата, особенно для сельскохозяйственного сектора, крайне важно иметь четкое понимание того, как изменчивость климата влияет на различные продовольственные культуры. Это особенно актуально в 2020 году из-за серьезного нашествия саранчи , отрицательно влияющего на сельское хозяйство в Восточной Африке. Частично нашествие было связано с изменением климата – повышением температуры и обильными дождями, которые вызвали аномальный рост численности саранчи.

Азия

По в Восточной и Юго-Восточной Азии оценкам, сделанным в 2007 году, урожайность сельскохозяйственных культур может увеличиться до 20% к середине 21 века. Прогнозы предполагали, что в Центральной и Южной Азии урожайность может снизиться до 30% за тот же период времени. В целом риск голода, согласно прогнозам, останется очень высоким в ряде развивающихся стран.

Различные азиатские страны испытывают различные последствия изменения климата. Китай , например, получает выгоду от сценария повышения температуры на 1,5 °C (2,7 °F), сопровождающегося внесением углеродных удобрений и приводящего к 3%-ному приросту в размере 18 миллиардов долларов США в год; однако Индия понесет две трети совокупных потерь континента в сельском хозяйстве, поскольку ее высокие чистые доходы корпораций страдают от высокой весенней температуры. на Индо-Гангской равнине Индии тепловой стресс и наличие воды окажут существенное негативное влияние на урожайность пшеницы. Прогнозируется, что Прогнозируется, что прямое воздействие повышения средней и максимальной температуры приведет к снижению урожайности пшеницы до 10%. Эффект от снижения доступности воды для орошения более значителен и приводит к потерям урожая до 35%.

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

Австралия и Новая Зеландия

Без дальнейшей адаптации к изменению климата прогнозируемые последствия, вероятно, будут значительными. к 2030 году производство в сельском и лесном хозяйстве снизится на большей части южной и восточной Австралии, а также в некоторых частях восточной Новой Зеландии. Прогнозируется, что В Новой Зеландии первоначальные выгоды прогнозировались вблизи крупных рек, а также в западных и южных районах.

Европа

для Южной Европы изменение климата приведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. В 2007 году прогнозировалось, что в Центральной и Восточной Европе Ожидалось, что продуктивность лесов снизится. В Северной Европе первоначальный эффект изменения климата, по прогнозам, должен был увеличить урожайность сельскохозяйственных культур. за 2019 год Отчет Европейского агентства по окружающей среде «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, снизится в южной Европе на 50% к 2050 году (при сценарии высокого уровня выбросов). Это может привести к существенному снижению доходов фермеров к этой дате. Также прогнозируется, что к 2100 году стоимость сельскохозяйственных земель в некоторых частях южной Европы снизится более чем на 80%, что может привести к заброшенности земель. Утверждается, что это также повлияет на структуру торговли, что, в свою очередь, повлияет на доходы от сельского хозяйства. Кроме того, растущий спрос на продовольствие во всем мире может оказать давление на цены на продовольствие в ближайшие десятилетия. В Украине , где температуры повышаются в течение всего года и прогнозируется увеличение количества осадков, урожайность озимой пшеницы (пшеницы, посеянной под зиму) может увеличиться на 20–40% в северных и северо-западных регионах к 2050 году по сравнению с 2010 годом.

Латинская Америка

См. Также: Климатическая справедливость § Примеры.

Основная сельскохозяйственная продукция Латинской Америки включает домашний скот и зерно; такие как кукуруза, пшеница, соевые бобы и рис. Прогнозируется, что повышение температуры и изменение гидрологических циклов приведут к сокращению вегетационного периода, общему снижению производства биомассы и снижению урожайности зерна. Только на Бразилию , Мексику и Аргентину приходится 70-90% общего сельскохозяйственного производства в Латинской Америке. Ожидается, что в этих и других засушливых регионах производство кукурузы снизится. Исследование, обобщающее ряд исследований по влиянию изменения климата на сельское хозяйство в Латинской Америке, показало, что ожидается сокращение производства пшеницы в Бразилии, Аргентине и Уругвае . Животноводство, которое является основным сельскохозяйственным продуктом в некоторых частях Аргентины, Уругвая, южной Бразилии, Венесуэлы и Колумбии , вероятно, сократится. Вероятна вариабельность степени снижения производства в разных регионах Латинской Америки. Например, одно исследование 2003 года, оценивающее будущее производство кукурузы в Латинской Америке, предсказало, что к 2055 году кукуруза в восточной Бразилии претерпит умеренные изменения, в то время как в Венесуэле ожидается резкое снижение.

Увеличение изменчивости количества осадков стало одним из наиболее разрушительных последствий изменения климата в Центральной Америке и Мексике. С 2009 по 2019 год в регионе наблюдались годы сильных дождей в периоды с количеством осадков ниже среднего. Весенние дожди в мае и июне были особенно нерегулярными, создавая проблемы для фермеров, сажающих кукурузу в начале весенних дождей. Большинство фермеров, ведущих натуральное хозяйство в регионе, не имеют орошения и, таким образом, рост урожая зависит от дождей. В Мексике только 21% ферм орошаются, а остальные 79% зависят от осадков.

Предлагаемые потенциальные стратегии адаптации для смягчения последствий глобального потепления для сельского хозяйства в Латинской Америке включают использование технологий селекции растений и установку ирригационной инфраструктуры.

Северная Америка

Смотрите также: Изменение климата и сельское хозяйство в Соединенных Штатах.

Лидеры США и африканских стран встречаются на Саммите лидеров по продовольственной безопасности и изменению климата в Национальной академии наук в Вашингтоне, округ Колумбия, в 2014 году.

Засухи становятся все более частыми и интенсивными в засушливых и полузасушливых западных районах Северной Америки, поскольку температура повышается, что приводит к опережению сроков и масштабов весенних паводков из-за таяния снега и уменьшению объема речного стока летом. Прямые последствия изменения климата включают усиление теплового и водного стресса, изменение фенологии сельскохозяйственных культур и нарушение симбиотических взаимодействий. Эти последствия могут усугубляться климатическими изменениями в речном стоке, а совокупные эффекты, вероятно, приведут к сокращению численности местных деревьев в пользу чужеродных травянистых и засухоустойчивых конкурентов, ухудшению качества среды обитания для многих местных животных и замедлению выбрасывания мусора. разложение и круговорот питательных веществ . Влияние изменения климата на спрос человека на воду и орошение может усилить эти последствия.

В Канаде прогнозируется заметный рост цен на яровую пшеницу.

Приспособление

Климатически оптимизированное сельское хозяйство в округе Мачакос , Кения

Меры по адаптации к изменению климата могут снизить риск негативного воздействия изменения климата на сельское хозяйство. Адаптация может происходить посредством изменений в методах управления, сельскохозяйственных инновациях, институциональных изменениях и климатически оптимизированном сельском хозяйстве . Для создания устойчивой продовольственной системы эти меры считаются столь же важными, как и изменения, необходимые для снижения глобального потепления в целом.

Сельскохозяйственные инновации необходимы для решения потенциальных проблем изменения климата. Это включает в себя лучшее управление почвой, водосберегающие технологии, адаптацию культур к окружающей среде, внедрение различных сортов сельскохозяйственных культур, севооборот, правильное использование удобрений и поддержку стратегий адаптации на уровне общин. На правительственном и глобальном уровне необходимо проводить исследования и инвестиции в производительность сельского хозяйства и инфраструктуру, чтобы получить лучшее представление о связанных с этим проблемах и лучших методах их решения. Правительственная политика и программы должны предусматривать экологически чувствительные государственные субсидии , образовательные кампании и экономические стимулы, а также фонды, страхование и системы защиты для уязвимых групп населения. Кроме того, предоставление систем раннего предупреждения и точных прогнозов погоды в бедных или отдаленных районах позволит лучше подготовиться.

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Адаптация к изменению климата § Изменение режима выпадения осадков в сельском хозяйстве» . [ редактировать ]

Изменение климата меняет глобальную структуру осадков. Это влияет на сельское хозяйство. На неорошаемое земледелие приходится 80% мирового сельского хозяйства. Многие из 852 миллионов бедных людей в мире живут в некоторых частях Азии и Африки, где выращивание продовольственных культур зависит от осадков. Изменение климата приведет к изменению количества осадков , испарения , стока и хранения влаги в почве . Длительная засуха может привести к банкротству мелких и маргинальных ферм. Это приводит к усилению экономических, политических и социальных потрясений.

Наличие воды сильно влияет на все виды сельского хозяйства. изменения общего количества сезонных осадков Важны как , так и характер их изменчивости. Влажный стресс во время цветения, опыления и налива зерна вредит большинству сельскохозяйственных культур. Особенно вреден он для кукурузы, сои и пшеницы. Повышенное испарение из почвы и ускоренная транспирация в самих растениях вызовут водный стресс.

Вариантов адаптации много. Одним из них является создание сортов сельскохозяйственных культур с большей засухоустойчивостью. а другой – построить местное хранилище дождевой воды. Использование небольших посадочных бассейнов для сбора воды в Зимбабве привело к повышению урожайности кукурузы. или скудны осадки Это происходит независимо от того, обильны . А в Нигере они привели к увеличению урожайности проса в три или четыре раза.

Изменение климата может поставить под угрозу продовольственную и водную безопасность . Можно адаптировать продовольственные системы для повышения продовольственной безопасности и предотвращения негативных последствий изменения климата в будущем.

Выбросы парниковых газов в сельском хозяйстве

Этот раздел представляет собой выдержку из данных о выбросах парниковых газов в сельском хозяйстве . [ редактировать ]

Объем выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве значителен: на долю сельского хозяйства, лесного хозяйства и землепользования приходится от 13% до 21% глобальных выбросов парниковых газов . Выбросы происходят в результате прямых выбросов парниковых газов (например, в результате производства риса и животноводства ). И от косвенных выбросов. Что касается прямых выбросов, закись азота и метан составляют более половины общих выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве. Косвенные выбросы, с другой стороны, возникают в результате преобразования несельскохозяйственных земель, таких как леса, в сельскохозяйственные земли. Кроме того, существует также потребление ископаемого топлива для транспорта и удобрений производства . Например, на производство и использование азотных удобрений приходится около 5% всех мировых выбросов парниковых газов. Животноводство является основным источником выбросов парниковых газов. В то же время на животноводство влияет изменение климата .

См. также

• Продовольственный кризис 2022 года
• Агроэкология
• Изменение климата и инвазивные виды
• Изменение климата и производство мяса
• Климатическая устойчивость
• Климатически оптимизированное сельское хозяйство
• Последствия изменения климата
• Влияние изменения климата на рыболовство
• Экологические проблемы в сельском хозяйстве
• Специальный отчет об изменении климата и земельных ресурсах (отчет МГЭИК 2019 г.)

Внешние ссылки

• Изменение климата ( Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций)
• Адаптация к изменению климата и смягчение его последствий (CGIAR)