Изменение климата и сельское хозяйство

Эта статья нуждается в обновлении . Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Январь 2020 г. )

Согласно отчету IPCC AR5, глобальные выбросы парниковых газов, относящиеся к различным секторам экономики. 3/4 выбросов производится непосредственно, а 1/4 - за счет производства электроэнергии и тепла, поддерживающего сектор.

График чистого производства сельскохозяйственных культур во всем мире и в отдельных тропических странах. Необработанные данные из ООН. ^[1]

Изменение климата и сельское хозяйство - это взаимосвязанные процессы, которые происходят в глобальном масштабе, и отрицательные последствия изменения климата влияют на сельское хозяйство как прямо, так и косвенно. Это может происходить из-за изменений средней температуры , количества осадков и экстремальных климатических явлений (например, волн тепла ); изменения вредителей и болезней ; изменения концентрации двуокиси углерода в атмосфере и приземного озона ; изменения питательных свойств некоторых продуктов; ^[2] и изменения уровня моря .^[3]

Изменение климата уже сказывается на сельском хозяйстве, причем последствия неравномерно распределяются по всему миру. ^[4] Будущие изменения климата, скорее всего, негативно отразятся на растениеводстве в странах с низкими широтами , тогда как в северных широтах последствия могут быть положительными или отрицательными. ^[4] Животноводство также способствует изменению климата за счет выбросов парниковых газов .

Сельское хозяйство способствует изменению климата за счет антропогенных выбросов парниковых газов и преобразования несельскохозяйственных земель, таких как леса, в сельскохозяйственные угодья. ^{[5] [6]} По оценкам, в 2010 г. на изменения в сельском и лесном хозяйстве и землепользовании приходилось 20–25% глобальных годовых выбросов. ^[7] В 2020 году Европейский Союз «s Научный Совет Механизм подсчитано , что продовольственная система в целом способствовали 37% от общего объема выбросов парниковых газов, и что этот показатель был на пути к увеличению на 30-40% к 2050 году из - за населения рост и изменение диеты. ^[8]

Ряд мер политики может снизить риск негативного воздействия изменения климата на сельское хозяйство ^{[9] [10]} и выбросы парниковых газов в сельскохозяйственном секторе. ^{[11] [12] [13]}

Выбросы парниковых газов от сельского хозяйства [ править ]

Этот раздел необходимо обновить . Причина в том, что ему нужна более свежая информация, например, о вспашке и почве. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Июль 2019 г. )

Сельскохозяйственный сектор является движущей силой выбросов газа и последствий землепользования, которые, как считается, вызывают изменение климата. Помимо того , что сельское хозяйство является важным землепользователем и потребителем ископаемого топлива , оно вносит непосредственный вклад в выбросы парниковых газов посредством таких методов, как выращивание риса и животноводство; ^[14] по данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата , тремя основными причинами увеличения выбросов парниковых газов, наблюдаемых за последние 250 лет, были ископаемое топливо, землепользование и сельское хозяйство. ^[15]

Землепользование [ править ]

Сельское хозяйство способствует увеличению выбросов парниковых газов за счет землепользования по четырем основным направлениям:

• Выбросы CO _2, связанные с обезлесением
• Выбросы метана при выращивании риса
• Выбросы метана при кишечной ферментации крупного рогатого скота
• Закиси азота выбросы от удобрений применения

Вместе эти сельскохозяйственные процессы составляют 54% выбросов метана , примерно 80% выбросов закиси азота и практически все выбросы углекислого газа, связанные с землепользованием. ^[16]

Основные изменения земного покрова на планете с 1750 года были вызваны вырубкой лесов в регионах с умеренным климатом : когда леса и лесные массивы расчищаются, чтобы освободить место для полей и пастбищ , альбедо пораженной территории увеличивается, что может привести либо к потеплению, либо к охлаждению, в зависимости от по местным условиям. ^[17] Обезлесение также влияет на поглощение углерода в регионе , что может привести к увеличению концентрации CO 2 , доминирующего парникового газа. ^[18] Методы очистки земель, такие как рубка и сжигание, усугубляют эти эффекты за счет сжигания биоматериала., который напрямую выбрасывает в воздух парниковые газы и твердые частицы, такие как сажа .

Домашний скот [ править ]

Животноводство и связанные с животноводством виды деятельности, такие как вырубка лесов и все более энергоемкие методы ведения сельского хозяйства, являются причиной более 18% ^[19] антропогенных выбросов парниковых газов, включая:

• 9% мировых выбросов углекислого газа
• 35–40% мировых выбросов метана (в основном из-за кишечной ферментации и навоза )
• 64% мировых выбросов закиси азота (в основном из-за использования удобрений ^[19] ).

Животноводство также непропорционально влияет на землепользование, поскольку такие культуры, как кукуруза и люцерна , выращиваются для того, чтобы прокормить животных.

В 2010 году на кишечную ферментацию приходилось 43% общих выбросов парниковых газов от всей сельскохозяйственной деятельности в мире. ^[20] Мясо жвачных животных имеет более высокий углеродный эквивалент, чем другие виды мяса или вегетарианские источники белка, на основе глобального метаанализа исследований по оценке жизненного цикла. ^[21] Производство метана животными, в основном жвачими, оценивается в 15-20% мирового производства метана. ^{[22] [23]}

Во всем мире животноводство занимает 70% всех земель, используемых для сельского хозяйства, или 30% поверхности земли. ^[19] Способ выпаса домашнего скота также определяет плодородие земли в будущем, отказ от выпаса скота может привести к нездоровой почве, а расширение животноводческих ферм влияет на среду обитания местных животных и привело к сокращению населения многих местных виды от перемещения.

Производство удобрений [ править ]

Эрозия почвы [ править ]

Крупномасштабное земледелие может вызвать сильную эрозию почвы, в результате чего от 25 до 40 процентов почвы попадает в водные источники, а также переносятся пестициды и удобрения, используемые фермерами, тем самым еще больше загрязняя водоемы. ^[25] Тенденция к постоянному увеличению размеров фермерских хозяйств была наиболее высокой в ​​Соединенных Штатах и ​​Европе из-за финансовых договоренностей, контрактного фермерства. Более крупные фермы склонны отдавать предпочтение монокультурным культурам, чрезмерному использованию водных ресурсов, ускорению вырубки лесов и ухудшению качества почвы . Исследование 2020 года, проведенное Международной земельной коалицией совместно с Oxfamи World Inequality Lab обнаружили, что 1% землевладельцев управляет 70% сельскохозяйственных угодий в мире. Наибольшее расхождение наблюдается в Латинской Америке: 50% беднейших слоев населения владеют лишь 1% земли. Мелкие землевладельцы, как отдельные лица, так и семьи, обычно более осторожны в землепользовании. Однако доля мелких землевладельцев с 1980-х годов все больше сокращается. В настоящее время наибольшая доля мелких хозяйств находится в Азии и Африке. ^[26]

Влияние изменения климата на сельское хозяйство [ править ]

Несмотря на технологические достижения, такие как улучшенные сорта , генетически модифицированные организмы и ирригационные системы, климат по-прежнему является ключевым фактором продуктивности сельского хозяйства, а также свойств почвы и природных сообществ . Воздействие климата на сельское хозяйство связано с изменчивостью местного климата, а не с глобальными климатическими моделями. Средняя температура поверхности Земли увеличится примерно на 33 ° C в период с 2019 по 2090 год. Следовательно, при проведении оценки агрономы должны учитывать каждый район .

С момента создания Всемирной торговой организации в 1995 году объем мировой торговли сельскохозяйственной продукцией увеличился. «Мировой экспорт сельскохозяйственной продукции увеличился более чем в три раза по стоимости и более чем в два раза по объему с 1995 года, превысив 1,8 триллиона долларов США в 2018 году». ^[28] Торговля сельскохозяйственной продукцией обеспечивает значительные объемы продовольствия для основных стран-импортеров и является источником дохода для стран-экспортеров. Международный аспект торговли и безопасности с точки зрения продовольствия подразумевает необходимость также учитывать последствия изменения климата в глобальном масштабе.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) подготовила несколько докладов , которые оценивали научную литературу по проблеме изменения климата. В третьем оценочном докладе МГЭИК , опубликованном в 2001 году, сделан вывод о том, что больше всего пострадают беднейшие страны из-за снижения урожайности в большинстве тропических и субтропических регионов из-за уменьшения доступности воды и появления новых или измененных видов насекомых-вредителей. В Африке и Латинской Америке многие богарные культуры близки к своей максимальной температурной толерантности, поэтому урожайность, вероятно, резко упадет даже при небольших изменениях климата; прогнозируется падение продуктивности сельского хозяйства до 30% в 21 веке. Морская жизнь и рыбная промышленность также будет сильно поражен в некоторых местах.

В отчете, опубликованном в 2014 году, Межправительственная группа экспертов по изменению климата говорит, что мир может достичь «порога глобального потепления, после которого нынешние методы 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, и прогнозируется снижение мирового урожая сельскохозяйственных культур на 2-6% к десятилетию. ^{[29] [30]}

Изменение климата может снизить урожайность за счет усиления волн Россби . Есть вероятность, что эффекты уже есть. ^[31]

Изменение климата, вызванное увеличением выбросов парниковых газов , вероятно, по-разному повлияет на урожай от региона к региону. Например, ожидается, что средняя урожайность в Пакистане упадет до 50% в соответствии со сценарием Метеорологического бюро, тогда как производство кукурузы в Европе, как ожидается, вырастет до 25% при оптимальных гидрологических условиях.

Более благоприятное влияние на урожайность, как правило, в значительной степени зависит от реализации потенциально благоприятного воздействия двуокиси углерода на рост сельскохозяйственных культур и повышения эффективности использования воды . Снижение потенциальной урожайности, вероятно, будет вызвано сокращением вегетационного периода, снижением водности и плохой яровизацией .

В конечном итоге изменение климата может повлиять на сельское хозяйство несколькими способами:

• урожайность по количеству и качеству урожая
• методы ведения сельского хозяйства за счет изменения водопользования (орошение) и сельскохозяйственных ресурсов, таких как гербициды , инсектициды и удобрения
• воздействие на окружающую среду , в частности, в отношении частоты и интенсивности осушения почвы (приводящей к вымыванию азота), эрозии почвы , сокращения разнообразия сельскохозяйственных культур
• сельское пространство в результате утраты и приобретения возделываемых земель, спекуляции землей, отказа от земли и создания гидротехнических сооружений.
• адаптации , организмы могут стать более или менее конкурентоспособными, а у людей может возникнуть потребность в развитии более конкурентоспособных организмов, таких как устойчивые к наводнениям или солеустойчивые сорта риса.

Они представляют собой большие неопределенности, которые необходимо раскрыть, особенно потому, что отсутствует информация о многих конкретных местных регионах, и включают неопределенности в отношении масштабов изменения климата, воздействия технологических изменений на производительность, глобального спроса на продукты питания и многочисленных возможностей адаптации.

Большинство агрономов считают, что на сельскохозяйственное производство в первую очередь повлияют суровость и скорость изменения климата, а не постепенные изменения климата. Если изменение будет постепенным, может быть достаточно времени для адаптации биоты . Однако быстрое изменение климата может нанести ущерб 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 именно изменение климата может повлиять на сельское хозяйство и продовольственную безопасность , отчасти потому, что роль поведения фермеров плохо отражается в моделях климата и сельскохозяйственных культур. Например, Эван Фрейзер, географ из Университета Гвельфа в Онтарио, Канада , провел ряд исследований, которые показывают, что социально-экономический контекст сельского хозяйства может играть огромную роль в определении того, имеет ли засуха серьезный или незначительный характер. влияние на растениеводство. ^{[32] [33]} В некоторых случаях кажется, что даже незначительная засуха имеет большое влияние на продовольственную безопасность (например, то, что произошло в Эфиопии.в начале 1980-х годов, когда небольшая засуха вызвала массовый голод ), по сравнению со случаями, когда даже относительно крупные погодные проблемы были адаптированы без особых трудностей. ^[34] Эван Фрейзер сочетает социально-экономические модели с климатическими моделями для определения «горячих точек уязвимости». ^[33] Одно из таких исследований определило, что производство кукурузы в США (кукурузы) особенно уязвимо к изменению климата, поскольку ожидается, что оно будет подвержено более сильным засухам. , но в нем нет социально-экономических условий, которые предполагали бы, что фермеры приспособятся к этим меняющимся условиям. ^[35]Вместо этого другие исследования полагаются на прогнозы ключевых агрометеорологических или агроклиматических индексов, таких как продолжительность вегетационного периода, тепловой стресс растений или начало полевых работ, определенных заинтересованными сторонами в области управления земельными ресурсами и которые предоставляют полезную информацию о механизмах, влияющих на воздействие изменения климата на сельское хозяйство. ^{[36] [37]}

Насекомые-вредители [ править ]

Глобальное потепление может привести к увеличению популяций насекомых-вредителей, что нанесет ущерб урожаю основных сельскохозяйственных культур, таких как пшеница , соя и кукуруза. ^[38] В то время как более высокие температуры создают более длительный вегетационный период и более высокие темпы роста растений, они также увеличивают скорость метаболизма и количество циклов размножения популяций насекомых. ^[38] Насекомые, у которых раньше было только два цикла размножения в год, могут получить дополнительный цикл, если теплый вегетационный период продлится, что вызовет бум популяции. В местах с умеренным климатом и в более высоких широтах численность насекомых с большей вероятностью изменится. ^[39]

Университет штата Иллинойс были проведены исследования для оценки влияния повышения температуры на рост растений сои и японской популяции жуков. ^[40] Более высокие температуры и повышенные уровни CO ₂ были смоделированы для одного поля соевых бобов, а другое оставлено в качестве контроля. Эти исследования показали, что соевые бобы с повышенным уровнем CO ₂ росли намного быстрее и давали более высокие урожаи, но привлекали японских жуков со значительно большей скоростью, чем контрольные поля. ^[40] Жуки в поле с повышенным уровнем 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 повышенным уровнем CO _{2 в} конечном итоге будет давать более низкие урожаи, чем на контрольном поле. ^[40]

Повышенный уровень CO ₂ деактивировал три гена в растении сои, которые обычно создают химическую защиту от насекомых-вредителей. Одним из таких защитных механизмов является белок, который блокирует переваривание листьев сои насекомыми. Поскольку этот ген был деактивирован, жуки смогли переваривать гораздо большее количество растительного вещества, чем жуки на контрольном поле. Это привело к наблюдаемой более продолжительной продолжительности жизни и более высокой скорости яйцекладки в экспериментальном поле. ^[40]

Есть несколько предлагаемых решений проблемы увеличения популяций вредителей. Одно из предлагаемых решений - увеличить количество пестицидов, используемых на будущих культурах. ^[41] Преимущество этого метода состоит в том, что он относительно эффективен с точки зрения затрат и прост, но может быть неэффективным. Многие насекомые-вредители вырабатывают иммунитет к этим пестицидам. Другое предлагаемое решение - использовать агенты биологической борьбы . ^[41]Это включает в себя такие вещи, как посадка рядов местной растительности между рядами сельскохозяйственных культур. Это решение оказывает положительное влияние на окружающую среду в целом. Мало того, что высаживается больше местных растений, насекомые-вредители больше не вырабатывают иммунитет к пестицидам. Однако для посадки дополнительных местных растений требуется больше места, что уничтожает дополнительные акры общественных земель. Стоимость также намного выше, чем при простом использовании пестицидов. ^[42]

Саранча [ править ]

Когда изменение климата приводит к более жаркой погоде в сочетании с более влажными условиями, это может привести к более разрушительным стаям саранчи . ^[43] Это произошло, например, в некоторых странах Восточной Африки в начале 2020 года. ^[43]

Осенние армейские черви [ править ]

Падения совка , Spodoptera frugiperda , является высоко инвазивных видов растений вредителем , который имеет в последние годы распространился в странах Африки южнее Сахары. Распространение этого вредителя растений связано с изменением климата, поскольку эксперты подтверждают, что изменение климата приносит больше вредителей сельскохозяйственных культур в Африку, и ожидается, что эти высокоинвазивные вредители сельскохозяйственных культур распространятся на другие части планеты, поскольку они обладают высокой способностью к адаптации. в разные среды. Осенняя совка может нанести серьезный ущерб посевам, особенно кукурузе , что сказывается на продуктивности сельского хозяйства. ^[44]

Болезни растений [ править ]

Исследования показали, что изменение климата может изменить стадии развития патогенов растений, которые могут повлиять на урожай. ^[45] Изменение погодных условий и температуры из-за изменения климата приводит к распространению патогенов растений, поскольку хозяева мигрируют в районы с более благоприятными условиями. Это приводит к увеличению потерь урожая из-за болезней. ^[45] Было предсказано, что влияние изменения климата добавит уровня сложности к выяснению того, как поддерживать устойчивое сельское хозяйство. ^[45]

Наблюдаемые воздействия [ править ]

Воздействие регионального изменения климата на сельское хозяйство было ограниченным. ^[46] Изменения в фенологии сельскохозяйственных культур являются важным свидетельством реакции на недавнее региональное изменение климата. ^[47] Фенология - это изучение периодически повторяющихся природных явлений и их связи с климатом и сезонными изменениями. ^[48] Значительный прогресс в фенологии наблюдается в сельском и лесном хозяйстве на большей части Северного полушария. ^[46]

Засухи случаются все чаще из-за глобального потепления, и ожидается, что они станут более частыми и интенсивными в Африке, южной Европе, на Ближнем Востоке, в большинстве стран Америки, Австралии и Юго-Восточной Азии. ^[49] Их воздействие усугубляется из-за увеличения потребности в воде, роста населения , расширения городов и усилий по охране окружающей среды во многих областях. ^[50] Засухи приводят к неурожаям и потере пастбищ для выпаса скота. ^[51]

Наиболее наблюдаемые воздействия:

• Изменение характера осадков; более длительные периоды сильного дождя и засухи.
• Повышение среднего уровня температуры; более жаркое лето и теплая зима могут повлиять на циклы растений и привести к раннему цветению, меньшему опылению и повреждению от заморозков.
• Увеличение наводнения; вызывает повреждение урожая, загрязнение воды, эрозию почвы.
• Повышение уровня засухи; влияет на выживание растений и увеличивает риск лесных пожаров.
• Деградированные почвы; Системы монокультурного земледелия превращают почву в менее богатую органическими веществами среду, более подверженную эрозии и загрязнению воды.
• Растениеводческие фабрики; В промышленном сельском хозяйстве отсутствует биоразнообразие, которое влияет на жизнеспособность растений.
• Тяжелые удобрения и пестициды; вызывают загрязнение воды, воздействие химикатов и более высокие затраты для фермеров. ^[52]

Примеры [ править ]

Начиная с десятилетия, начавшегося в 2010 году, во многих жарких странах процветают сельскохозяйственные отрасли.

В районе Джалгаон, Индия , средняя температура колеблется от 20,2 ° C в декабре до 29,8 ° C в мае, а среднее количество осадков составляет 750 мм / год. ^[53] Он производит бананы со скоростью, которая сделала бы его седьмым по величине производителем бананов в мире, если бы это была страна. ^[54]

В период 1990–2012 годов в Нигерии средняя температура колебалась от минимума 24,9 ° C в январе до максимума 30,4 ° C в апреле. ^[55] По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Организации Объединенных Наций (ФАО), Нигерия на сегодняшний день является крупнейшим в мире производителем ямса , производя более 38 миллионов тонн в 2012 году второй по 8 крупнейших производителей ямс были рядом африканских стран, при этом крупнейший неафриканский производитель Папуа-Новая Гвинея производит менее 1% нигерийской продукции. ^[56]

В 2013 году, по данным ФАО, Бразилия и Индия были безусловно ведущими производителями сахарного тростника в мире с общим объемом производства более 1 миллиарда тонн, или более половины мирового производства. ^[57]

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 августа, увеличение количества неурожаев может привести к росту мировых цен на продовольствие . ^[58] потери сравниваются 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 Р. Браун , глава независимой исследовательской организации Worldwatch Institute , предсказал, что в ближайшие несколько месяцев цены на продукты питания вырастут.

Согласно докладу ООН «Изменение климата и землепользованию: специального доклада МГЭИК об изменении климата, опустынивание, деградация земель, устойчивое управление земельными ресурсами , продовольственной безопасности и газовых потоков парниковых в наземных экосистемах» , ^{[59] [60]} Цены на продовольствие будут расти на 80% к 2050 году, что, вероятно, приведет к нехватке продовольствия. Некоторые авторы также предполагают, что нехватка продовольствия, вероятно, затронет более бедные части мира в гораздо большей степени, чем более богатые.

Для предотвращения голода, нестабильности, новых волн климатических беженцев потребуется международная помощь странам, которым не хватит денег на покупку достаточного количества продуктов питания, а также для прекращения конфликтов. ^{[61] [62]} (см. Также « Адаптация к изменению климата» ).

В начале 21 века наводнения, вероятно, связанные с изменением климата, сократили посевной сезон в регионе Среднего Запада США , что нанесло ущерб сельскохозяйственному сектору. В мае 2019 года наводнение снизило прогнозируемую урожайность кукурузы с 15 миллиардов бушелей до 14,2. ^[63]

Раннее цветение [ править ]

В результате глобального потепления времена цветения наступили раньше, и раннее цветение может угрожать сельскохозяйственным угодьям, поскольку угрожает выживанию и воспроизводству растений. Раннее цветение увеличивает риск повреждения заморозками некоторых видов растений и приводит к «несоответствиям» между цветением растений и взаимодействием опылителей. «Около 70% наиболее производимых в мире видов сельскохозяйственных культур в той или иной степени зависят от опыления насекомыми, что, по оценкам, вносит в мировую экономику 153 миллиарда евро и составляет примерно 9% сельскохозяйственного производства». ^[64]В дополнение к этому, более теплые температуры зимой вызывают цветение многих цветущих растений, потому что растениям нужна стимуляция для цветения, что обычно является длительным зимним холодом. А если растение не зацветает, оно не может воспроизводиться. «Но если зимы будут становиться мягче, растения могут не стать достаточно холодными, чтобы понять разницу, когда начнутся более теплые весенние температуры», - отметила Синдония Брет-Харт, эколог растений из Университета Аляски в Фэрбенксе. ^[65]

Влияние на период выращивания [ править ]

Продолжительность циклов роста сельскохозяйственных культур в первую очередь зависит от температуры. Повышение температуры ускорит развитие. ^[66] В случае однолетней культуры продолжительность между посевом и уборкой сократится (например, продолжительность уборки кукурузы может сократиться от одной до четырех недель). Сокращение такого цикла может отрицательно сказаться на продуктивности, поскольку старение наступит раньше. ^[67]

Влияние повышенного содержания углекислого газа на урожай [ править ]

Повышенный уровень углекислого газа в атмосфере влияет на растения по-разному. Повышенный уровень CO 2 увеличивает урожайность и рост растений за счет увеличения скорости фотосинтеза, а также снижает потерю воды в результате закрытия устьиц. ^[68] Он ограничивает испарение воды, достигающей стебля растения. « Кислородный метаболизм крассуловых» - это кислород по всему слою листьев каждого растения, который поглощает CO ₂ и выделяет O ₂ . Реакция роста является наибольшим в C 3 растения , C 4 растения , также повышается , но в меньшей степени, и CAM Растениянаименее развитые виды. ^[69] Стома в этих магазинах «CAM plant» остается закрытой в течение всего дня, чтобы уменьшить воздействие. быстро растущие уровни углекислого газа в атмосфере влияют на усвоение растениями азота, который является питательным веществом, ограничивающим рост сельскохозяйственных культур в большинстве наземных экосистем. Сегодняшняя концентрация растений составляет 400 частей на миллион. Растения относительно недоедают. Оптимальный уровень СО2 для роста растений примерно в 5 раз выше. Повышенная масса СО2 увеличивает фотосинтез , этот СО2 потенциально тормозит рост растений. Это ограничивает сокращение потерь сельскохозяйственных культур из-за транспирации .

Повышение глобальных температур вызовет увеличение скорости испарения и годовых уровней испарения. Повышенное испарение приведет к увеличению количества штормов в одних областях, а в других - к ускоренному высыханию. Эти затронутые штормом районы, вероятно, испытают повышенный уровень осадков и повышенный риск наводнений, в то время как районы за пределами штормового пути будут испытывать меньшее количество осадков и повышенный риск засух. ^[70] Водный стресс влияет на развитие и качество растений по-разному. Прежде всего, засуха может вызвать плохое прорастание и нарушение развития всходов растений. ^[71] В то же время рост растений зависит от клеточного деления, увеличения и дифференциации клеток. Стресс засухи нарушает митоз и удлинение клеток из-за потеридавление тургора, которое приводит к плохому росту. ^[72] Развитие листьев также зависит от давления тургора, концентрации питательных веществ и ассимиляции углерода, все из которых уменьшаются в условиях засухи, таким образом, стресс засухи приводит к уменьшению размера и количества листьев. ^[72] Было показано, что высота растений, биомасса, размер листьев и обхват стебля кукурузы уменьшаются в условиях ограничения воды. ^[72] Урожайность сельскохозяйственных культур также отрицательно зависит от стресса, вызванного засухой, снижение урожайности является результатом снижения скорости фотосинтеза, изменений в развитии листьев и изменения распределения ресурсов - все из-за стресса, вызванного засухой. ^[72]Культурные растения, подверженные стрессу засухи, страдают от снижения водного потенциала листьев и скорости транспирации, однако было показано, что эффективность водопользования увеличивается у некоторых сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, и снижается у других, таких как картофель. ^{[73] [74] [72]} Растения нуждаются в воде для поглощения питательных веществ из почвы, а также для транспортировки питательных веществ по всему растению, условия засухи ограничивают эти функции, что приводит к задержке роста. Стресс засухи также вызывает снижение фотосинтетической активности растений из-за сокращения фотосинтетических тканей, закрытия устьиц и снижения производительности фотосинтетических механизмов. Это снижение фотосинтетической активности способствует снижению роста растений и урожайности. ^[72]Другой фактор, влияющий на снижение роста и урожайности растений, включает распределение ресурсов; После стресса засухи растения будут выделять больше ресурсов корням, чтобы способствовать поглощению воды, увеличивая рост корней и уменьшая рост других частей растения при одновременном снижении урожайности. ^[72]

Влияние на качество [ править ]

Согласно ТДО МГЭИК, «важность воздействия изменения климата на качество зерна и кормов вытекает из новых исследований. Изменение климата может изменить соотношения адекватности определенных макроэлементов, углеводов и белка. ^[75] Для риса содержание амилозы в зерне - главный фактор, определяющий качество приготовления, - увеличивается при повышенном содержании CO ₂ »(Conroy et al., 1994). Приготовленное рисовое зерно из растений, выращенных с высоким содержанием CO
2окружающая среда будет более жесткой, чем у 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). ^[76] Исследования с использованием FACE показали, что увеличение содержания CO ₂ приводит к снижению концентрации питательных микроэлементов в сельскохозяйственных и некультурных растениях с негативными последствиями для питания человека ^{[77] [78],} включая снижение содержания витаминов группы B в рисе. ^{[79] [80]} Это может иметь косвенные последствия для других частей экосистем.поскольку травоядным животным нужно есть больше пищи, чтобы получить такое же количество белка. ^[81]

Исследования показали, что более высокие уровни CO ₂ приводят к снижению поглощения азота растениями (и меньшее число показывает то же самое для микроэлементов, таких как цинк), что приводит к снижению питательной ценности сельскохозяйственных культур. ^{[82] [83] [84]} Это в первую очередь повлияет на население в более бедных странах, менее способное компенсировать это потреблением большего количества пищи, более разнообразным рационом или, возможно, приемом пищевых добавок.

Также было показано, что пониженное содержание азота в пастбищных растениях снижает продуктивность животных у овец, которые зависят от микробов в кишечнике, переваривающих растения, которые, в свою очередь, зависят от потребления азота. ^[82] 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. ^[85]

Эффект града [ править ]

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). ^{[86] [87]} Град размером более 1,6 дюйма может довольно легко разбить (стеклянные) теплицы. ^[88]

Сельскохозяйственные поверхности [ править ]

Изменение климата может увеличить количество пахотных земель в высокоширотных регионах за счет уменьшения количества замороженных земель. В исследовании 2005 года сообщается, что с 1960 года температура в Сибири повысилась в среднем на три градуса по Цельсию (намного больше, чем во всем остальном мире). ^[89] Однако отчеты о влиянии глобального потепления на сельское хозяйство России ^[90] указывают на противоречивые вероятные последствия: хотя они ожидают расширения сельскохозяйственных земель на север ^[91], они также предупреждают о возможных потерях производительности и повышенном риске засухи. ^[92]

Ожидается, что к 2100 году уровень моря повысится на один метр, хотя этот прогноз оспаривается. Повышение уровня моря приведет к потере сельскохозяйственных земель , особенно в таких областях, как Юго-Восточная Азия . Эрозия , затопление береговых линий , минерализация в грунтовых вод из - за повышенный уровень моря, может главным образом влиять на сельское хозяйство через затопление из низинных земель .

В низменных районах, таких как Бангладеш, Индия и Вьетнам, урожай риса сильно упадет, 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 будет тонуть в нескольких километрах ² рисовых полей, что делает Вьетнам не в состоянии производить его основной продукт и экспорт риса. ^[93]

Эрозия и плодородие [ править ]

Ожидается, что более теплые атмосферные температуры, наблюдавшиеся в последние десятилетия, приведут к более активному гидрологическому циклу, включая большее количество экстремальных дождей. Эрозия и деградация почвы более вероятны. Глобальное потепление также повлияет на плодородие почвы . Усиление эрозии сельскохозяйственных ландшафтов из-за антропогенных факторов может происходить с потерей до 22% почвенного углерода за 50 лет. ^[94] Однако, поскольку отношение органического углерода почвы к азоту опосредовано биологией почвы таким образом, что оно поддерживается в узком диапазоне, удвоение содержания органического углерода в почве, вероятно, будет означать удвоение запасов азота.в почвах в виде органического азота, тем самым 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 внесения удобрений .

Из-за экстремальных климатических условий, которые могут произойти, 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 в почве , концентрация CO ₂ в атмосфере будет иметь тенденцию к его увеличению. .

Вредители, болезни и сорняки [ править ]

Очень важный момент, который следует учитывать, заключается в том, что сорняки будут подвергаться такому же ускорению 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 от сорняков может возрасти с повышением температуры. ^[95]

Глобальное потепление вызовет увеличение количества осадков в некоторых областях, что приведет к увеличению влажности воздуха и продолжительности влажных сезонов . В сочетании с более высокими температурами это может 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 [ править ]

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

Примерно 2,4 миллиарда человек проживает в водосборном бассейне Гималайских рек. ^[96] Индия , Китай, Пакистан , Афганистан, Бангладеш , Непал и Мьянма могут столкнуться с наводнениями, за которыми последуют сильные засухи в ближайшие десятилетия. ^[97] В одной только Индии Ганг обеспечивает водой для питья и ведения сельского хозяйства более 500 миллионов человек. ^{[98] [99]} Западное побережье Северной Америки, которое получает большую часть воды из ледников в горных хребтах, таких как Скалистые горы и Сьерра-Невада , также будет затронуто. ^[100]

Озон и УФ-В [ править ]

Некоторые ученые считают , сельское хозяйство может повлиять на любое снижение стратосферного озона , что может привести к увеличению биологически опасного ультрафиолетового излучения B . Избыточное ультрафиолетовое излучение B может напрямую влиять на физиологию растений и вызывать огромное количество мутаций , а также косвенно через изменение поведения опылителей , хотя такие изменения непросто определить количественно. ^[101] Однако еще 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. ^[102]

Влияние ЭНСО на сельское хозяйство [ править ]

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 под тропической циркуляцией 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 области, 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 ^[ МГЭИК] за 2007 год ^[103]и 20 различных логистических моделей, отображающих климатические факторы, такие как давление ветра, уровень моря и влажность, и обнаружили, что урожай риса снизится. Бали и Ява, на которые приходится 55% урожая риса в Индонезии, вероятно, испытают 9–10% отложенных муссонов, что продлит голодный сезон. Нормальный посев риса начинается в октябре, а урожай - к январю. Однако, поскольку изменение климата влияет на ЭНСО и, как следствие, задерживает посевы, сбор урожая будет задерживаться и в более засушливых условиях, что приведет к снижению потенциальной урожайности. ^[104]

Прогнозы воздействий [ править ]

Этот раздел необходимо обновить . Причина: переход с 4-го оценочного отчета на более свежие источники. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Июль 2019 г. )

В рамках Четвертого оценочного доклада МГЭИК Schneider et al. (2007) спрогнозировали потенциальные будущие последствия изменения климата для сельского хозяйства. ^[105] 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, и урожайность увеличивается в высоких широтах. В Четвертом отчете об оценке МГЭИК «низкая достоверность» означает, что конкретный вывод имеет примерно 2 из 10 шансов быть верным, основываясь на заключении экспертов. «Средняя уверенность» имеет примерно 5 из 10 шансов быть правильным. ^[106]За тот же период со средней степенью достоверности прогнозировалось, что глобальный производственный потенциал составит: ^[105]

• увеличить примерно до 3 ° C,
• очень вероятно, снизится примерно до 3 ° C.

Большинство исследований глобального сельского хозяйства, оцененных 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 практик или технологий, способствующих адаптации к изменению климата . ^[107]

Национальный исследовательский совет США (US NRC, 2011) ^[108] оценили литературу о влиянии изменения климата на урожайность сельскохозяйственных культур. US NRC (2011) ^[109] подчеркнула неопределенность своих прогнозов изменений урожайности сельскохозяйственных культур. Мета-анализ, проведенный в 2014 году, показал, что во второй половине века урожайность, как ожидается, снизится, причем в тропических регионах, чем в регионах с умеренным климатом, эффект будет сильнее. ^[110]

В своей статье в журнале Nature Climate Change Мэтью Смит и Сэмюэл Майерс (2018) подсчитали, что в продовольственных культурах может снизиться содержание белка , железа и цинка в обычных продовольственных культурах на 3-17%. ^[111] Это прогнозируемый результат выращивания продуктов питания при ожидаемых уровнях углекислого газа в атмосфере к 2050 году. Используя данные Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, а также из других открытых источников, авторы проанализировали 225 различных основных продуктов питания, таких как пшеница , рис , кукуруза , овощи , коренья и фрукты . ^[112]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 различных широтах, имеют более низкую плотность некоторых минералов, таких как магний, железо, цинк и калий. ^[78]

Их центральные оценки изменений урожайности показаны выше. Фактические изменения урожайности могут быть выше или ниже этих центральных оценок. ^[109] US NRC (2011) ^[108] также предоставил оценку «вероятного» диапазона изменений урожайности. «Вероятно» означает более 67% вероятности быть правильным на основании экспертной оценки. Вероятные диапазоны суммированы в описаниях изображений двух графиков.

Продовольственная безопасность [ править ]

В Четвертом оценочном докладе МГЭИК также описывается влияние изменения климата на продовольственную безопасность . ^[113] Согласно прогнозам, к 2080 году масштабы голода во всем мире могут значительно снизиться по сравнению с (текущим) уровнем 2006 года. ^[114] Сокращение голода было обусловлено прогнозируемым социально и экономическим развитием . Для справки, Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН подсчитала, что в 2006 году число недоедающих во всем мире составляло 820 миллионов человек. ^[115] Три сценария без изменения климата ( СДСВA1, B1, B2) прогнозируется, что к 2080 году недоедают 100–130 миллионов человек, в то время как по другому сценарию без изменения климата (СДСВ A2) прогнозируется 770 миллионов недоедающих. Основываясь на экспертной оценке всех свидетельств, эти прогнозы имели шанс быть верными примерно 5 из 10. ^[106]

Тот же набор сценариев парниковых газов и социально-экономических сценариев также использовался в прогнозах, которые включали последствия изменения климата. ^[114] Включая изменение климата, по трем сценариям (СДСВ A1, B1, B2) к 2080 году прогнозируется от 100 до 380 миллионов недоедающих, в то время как по другому сценарию с изменением климата (СДСВ A2) прогнозируется 740–1300 миллионов недоедающих. Считалось, что эти прогнозы имеют вероятность быть верными от 2 из 10 до 5 из 10. ^[106]

Прогнозы также предполагали региональные изменения в глобальном распределении голода. ^[114] К 2080 году страны Африки к югу от Сахары могут обогнать Азию как регион с наибольшим отсутствием продовольственной безопасности. В основном это связано с прогнозируемыми социальными и экономическими изменениями, а не с изменением климата. ^[113]

В Южной Америке явление, известное как цикл колебаний Эль-Ниньо, между наводнениями и засухой на Тихоокеанском побережье привело к разнице в урожайности пшеницы и зерна в мире на 35%. ^[116]

Глядя на четыре ключевых компонента продовольственной безопасности, мы можем увидеть влияние изменения климата. «Доступ к продуктам питания во многом 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 засухи, 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.

Индивидуальные исследования [ править ]

Клайн (2008) ^[117] рассмотрел, 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).

Lobell et al. (2008a) ^[118] оценили, как изменение климата может повлиять на 12 регионов с отсутствием продовольственной безопасности в 2030 году. Целью их анализа было 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 имеют важное значение для больших групп населения, не имеющих продовольственной безопасности.

Баттисти и Нейлор (2009) ^[119] изучали, как повышение сезонных температур может повлиять на продуктивность сельского хозяйства. Согласно прогнозам МГЭИК, с изменением климата высокие сезонные температуры станут широко распространенными, а вероятность экстремальных температур увеличится во второй половине 21 века. Баттисти и Нейлор (2009) ^[119] 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 в области продовольственной безопасности » ^{[120], -} сказал К. Беллманн, директор программ ICTSD. Исследование ICTSD-IPC 2009 года, проведенное Джоди Кин ^[121], предполагает, что изменение климата может привести к сокращению сельскохозяйственного производства в странах Африки к югу от Сахары на 12% к 2080 году, хотя в некоторых африканских странах этот показатель может достигать 60%, если учитывать сельское хозяйство. экспорт сократился до одной пятой в других странах. Исследование показывает, что адаптация к изменению климата может стоить сельскохозяйственному сектору 14 миллиардов долларов в год во всем мире.

Модели развития сельскохозяйственных культур [ править ]

Модели поведения климата часто неубедительны. Для дальнейшего изучения воздействия глобального потепления на сельское хозяйство можно использовать другие типы моделей, такие как модели развития сельскохозяйственных культур , прогноз урожайности , количества потребляемой воды или удобрений . Такие модели концентрируют накопленные знания о климате, почве и наблюдаемых эффектах результатов различных сельскохозяйственных практик . Таким образом, они могут дать возможность тестировать стратегии адаптации к изменениям окружающей среды.

Поскольку эти модели неизбежно упрощают естественные условия (часто основанные на предположении, что сорняки, болезни и насекомые- вредители находятся под контролем), неясно, будут ли результаты, которые они дают, будут иметь место в полевых условиях . Однако некоторые результаты частично подтверждаются увеличением числа экспериментальных результатов.

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

Сценарии используются для оценки воздействия климатических изменений на развитие и урожай сельскохозяйственных культур. Каждый сценарий определяется как набор метеорологических переменных, основанный на общепринятых прогнозах. 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 параметры могут включать влажность , ветер и солнечную активность . Сценарии моделей сельскохозяйственных культур тестируют адаптацию на уровне фермы, такую ​​как смещение даты посева, виды, адаптированные к климату ( потребность в яровизации , устойчивость к жаре и холоду), орошениеадаптация к удобрениям, устойчивость к болезням. Наиболее разработанные модели касаются пшеницы, кукурузы, риса и сои .

Борьба с бедностью [ править ]

Исследователи из Института зарубежного развития (ODI) исследовали потенциальные воздействия изменения климата на сельское хозяйство и то, как это повлияет на попытки сокращения бедности в развивающихся странах . ^[122] Они утверждали, что последствия умеренного изменения климата, вероятно, будут неоднозначными для развивающихся стран. Однако уязвимость бедных слоев населения в развивающихся странах к краткосрочным воздействиям изменения климата, в частности, увеличение частоты и серьезности неблагоприятных погодных явлений, вероятно, будет иметь негативные последствия. Это, по их мнению, следует учитывать при определении аграрной политики . ^[122]

Региональные воздействия [ править ]

Африка [ править ]

Сельское хозяйство является особенно важным сектором в Африке, вносящим свой вклад в жизнеобеспечение и экономику всего континента. В среднем сельское хозяйство в странах Африки к югу от Сахары дает 15% от общего ВВП. ^[123] География Африки делает ее особенно уязвимой к изменению климата, и 70% населения полагаются на неорошаемое земледелие как источник средств к существованию. На мелкие фермерские хозяйства приходится 80% возделываемых земель в Африке к югу от Сахары. ^[123] Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) (2007: 13) ^[124]прогнозирует, что изменчивость и изменение климата серьезно подорвут продуктивность сельского хозяйства 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. ^[125] Исследовательская программа по изменению климата, сельскому хозяйству и продовольственной безопасности (CCAFS) определила, что вредители сельскохозяйственных культур уже составляют примерно 1/6 часть потерь производительности фермерских хозяйств. ^[125] Точно так же изменение климата ускорит распространение вредителей и болезней и увеличит возникновение весьма негативных явлений. ^[125]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. ^[126]

Восточная Африка [ править ]

Ожидается, что в Восточной Африке изменение климата приведет к увеличению частоты и интенсивности засух и наводнений, что может оказать неблагоприятное воздействие на сельскохозяйственный сектор. 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. ^[127] Прогнозы изменения климата также, как ожидается, уменьшат потенциал возделываемых земель для производства сельскохозяйственных культур высокого качества и количества. ^[128]

В Танзании в настоящее время нет четкого сигнала в будущих климатических прогнозах относительно количества осадков. ^[129] Однако существует более высокая вероятность сильных дождей в будущем. ^[129]

Ожидается, что изменение климата в Кении окажет сильное воздействие на сельскохозяйственный сектор, который в основном является неорошаемым и поэтому очень уязвим к изменениям температуры и режима осадков, а также экстремальным погодным явлениям. ^[130] Воздействие, вероятно, будет особенно выражено на засушливых и полузасушливых землях (ASAL), где животноводство является ключевым видом экономической деятельности и средств к существованию. В ASAL более 70% падежа домашнего скота является результатом засухи. ^[130] В течение следующих 10 лет 52% поголовья крупного рогатого скота ASAL подвержены риску потери из-за экстремального температурного стресса. ^[131]

Южная Африка [ править ]

Изменение климата усугубит уязвимость сельскохозяйственного сектора в большинстве стран юга Африки, который и без того ограничен плохой инфраструктурой и отставанием в использовании технологических ресурсов и инноваций. ^[132] Кукуруза составляет почти половину возделываемых земель в южной части Африки, и в условиях будущего изменения климата урожайность может снизиться на 30% ^[133] Повышение температуры также способствует широкому распространению сорняков и вредителей ^[134] В декабре 2019 г., 45 миллионам людей на юге Африки потребовалась помощь из-за неурожая. Из-за засухи поток воды в Виктории падает на 50%. В регионе участились засухи. ^[135]

Западная Африка [ править ]

Изменение климата существенно повлияет на сельское хозяйство в Западной Африке, увеличив разнообразие производства, доступа и наличия продуктов питания. ^[136] В регионе уже наблюдалось уменьшение количества осадков вдоль побережья Нигерии, Сьерра-Леоне, Гвинеи и Либерии. ^[137] Это привело к снижению урожайности, заставляя фермеров искать новые районы для выращивания. ^[138]  Основные культуры, такие как кукуруза, рис и сорго, пострадают от незначительных дождей, что может привести к ухудшению продовольственной безопасности. ^[139]

Центральная Африка
Ожидается, что более интенсивные осадки, продолжительные периоды засухи и высокие температуры окажут негативное влияние на производство маниоки, кукурузы и фасоли в Центральной Африке. ^[140] Ожидается, что наводнения и эрозия повредят и без того ограниченную транспортную инфраструктуру в регионе, что приведет к потерям после уборки урожая. ^[140] Экспорт экономических культур, таких как кофе и какао, растет в регионе, но эти культуры очень уязвимы к изменению климата. ^[140] Конфликты и политическая нестабильность повлияли на вклад сельского хозяйства в региональный ВВП, и это влияние будет усугубляться климатическими рисками. ^[141]

Азия [ править ]

В Восточной и Юго-Восточной Азии МГЭИК (2007: 13) ^[124] прогнозирует, что урожайность сельскохозяйственных культур может возрасти 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 в регионе на 20% на каждый градус Цельсия повышения температуры. Рис становится стерильным, если во время цветения подвергаться воздействию температур выше 35 градусов в течение более одного часа, и, следовательно, не дает зерна. ^{[142] [143]}

Глобальное потепление на 1,5 ° C сократит ледяную массу высокогорья Азии примерно на 29-43% ^{[144], что} повлияет на доступность воды и, следовательно, на семьи и сообщества, средства к существованию которых зависят от ледниковых и талых вод. . В водоразделе Инда эти горные водные ресурсы обеспечивают до 60% орошения вне сезона дождей и дополнительно 11% от общего урожая сельскохозяйственных культур. ^[145] В бассейне Ганга зависимость от таяния ледников и снега ниже, но остается критической для орошения некоторых сельскохозяйственных культур в засушливый сезон.

Исследование 2013 года, проведенное Международным научно-исследовательским институтом сельскохозяйственных культур для полузасушливых тропиков ( ICRISAT ), было направлено на поиск научно обоснованных подходов и методов, ориентированных на бедных, которые позволили бы сельскохозяйственным системам Азии справиться с изменением климата, принося пользу бедным и уязвимым фермерам. Рекомендации исследования 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 использовать возобновляемые источники энергии . ^[146] Исследование 2014 года показало, что потепление привело к увеличению урожайности кукурузы вРайон Хэйлунцзян в Китае увеличивался на 7-17% за десятилетие в результате повышения температуры. ^[147]

Наблюдается широкий диапазон потерь урожая из-за воздействия изменения климата на посевы пшеницы, риса и кукурузы в ЮА. Исследования влияния потепления на урожайность в Индии показали снижение урожайности пшеницы, ^[148] риса и кукурузы на 5%, 6–8% и 10–30% соответственно. Недавнее исследование показало, что такая температура, наносящая ущерб урожаю, привела к увеличению количества самоубийств среди мелких фермеров в Индии (Carleton 2017). Тем не менее, отсутствие страхования урожая и невозможность выплатить ссуды могут быть одними из вероятных причин самоубийств среди фермеров. ^[149]

Из-за изменения климата животноводство в Бангладеш сократится из- за болезней, нехватки кормов, теплового стресса и стратегий разведения. ^[150]

Эти вопросы, связанные с сельским хозяйством, важно учитывать, поскольку страны Азии полагаются на этот сектор при экспорте в другие страны. Это, в свою очередь, способствует еще большей деградации земель, чтобы удовлетворить этот глобальный спрос, что, в свою очередь, вызывает каскадные экологические последствия. ^{[ необходима цитата ]} Экологический фактор # Социально-экономические факторы

Австралия и Новая Зеландия [ править ]

Без дальнейшей адаптации к изменению климата прогнозируемые воздействия, вероятно, будут значительными: к 2030 году прогнозировалось сокращение производства в сельском и лесном хозяйстве на большей части юга и востока Австралии, а также в некоторых частях восточной части Новой Зеландии. ^[151] В Новой Зеландии первоначальные выгоды прогнозировались вблизи крупных рек, в западных и южных районах. ^[151]

Европа [ править ]

IPCC (2007: 14) ^[124] с большой уверенностью прогнозирует, что в Южной Европе изменение климата приведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. В Центральной и Восточной Европе , продуктивность лесов , как ожидается спад. В Северной Европе прогнозировалось, что первоначальный эффект изменения климата приведет к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. Европейское агентство по окружающей среде 2019 г.Отчет «Адаптация к изменению климата в аграрном 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 до 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, отразится на доходах от сельского хозяйства. Кроме того, рост спроса на продовольствие во всем мире может оказать давление на цены на продовольствие в ближайшие десятилетия. ^[152]

В 2020 году Европейский Союз «s Научный Совет Механизм опубликовал подробный обзор политики ЕС , связанных с системой питания, особенно в Общей сельскохозяйственной политики и общей политики в области рыболовства , в отношении их устойчивости. ^[153]

Латинская Америка [ править ]

Основные сельскохозяйственные продукты в регионах Латинской Америки включают животноводство и зерновые, такие как кукуруза , пшеница , соя и рис . ^{[154] [155]} Согласно прогнозам, повышение температуры и изменение гидрологических циклов приведут к сокращению вегетационного периода, общему снижению производства биомассы и снижению урожайности зерна. ^{[155] [156]} Только Бразилия , Мексика и Аргентина обеспечивают 70-90% всего сельскохозяйственного производства в Латинской Америке. ^[155] Ожидается, что в этих и других засушливых регионах производство кукурузы сократится.^{[154] [155]} Исследование, обобщающее ряд исследований воздействия изменения климата на сельское хозяйство в Латинской Америке, показало, что ожидается сокращение пшеницы в Бразилии, Аргентине и Уругвае . ^[155] Поголовье скота, являющегося основным сельскохозяйственным продуктом в некоторых частях Аргентины, Уругвая, южной Бразилии, Венесуэлы и Колумбии , вероятно, будет сокращено. ^{[154] [155]} Вероятна изменчивость степени снижения производства между различными регионами Латинской Америки. ^[154]Например, в одном исследовании 2003 года, в котором оценивалось будущее производство кукурузы в Латинской Америке, прогнозировалось, что к 2055 году кукуруза в восточной Бразилии претерпит умеренные изменения, в то время как в Венесуэле ожидается резкое сокращение. ^[154]

Предлагаемые потенциальные стратегии адаптации для смягчения воздействия глобального потепления на сельское хозяйство в Латинской Америке включают использование технологий селекции растений и установку ирригационной инфраструктуры. ^[155]

Климатическая справедливость и натуральное хозяйство [ править ]

Несколько исследований, посвященных изучению воздействия изменения климата на сельское хозяйство в Латинской Америке, показывают, что в более бедных странах Латинской Америки сельское хозяйство составляет наиболее важный сектор экономики и основную форму существования мелких фермеров. ^{[154] [155] [156] [157]} Кукуруза - единственное зерно, которое до сих пор производится в качестве поддерживающей культуры на небольших фермах в странах Латинской Америки. ^[155] Ученые утверждают, что прогнозируемое сокращение урожая этого зерна и других культур будет угрожать благосостоянию и экономическому развитию натуральных сообществ в Латинской Америке. ^{[154] [155] [156]}Продовольственная безопасность вызывает особую озабоченность в сельских районах, которые имеют слабые или полностью отсутствующие продовольственные рынки, на которые можно рассчитывать в случае нехватки продовольствия. ^[158]

По мнению ученых, которые рассматривали последствия изменения климата для экологической справедливости, ожидаемые последствия изменения климата для натуральных фермеров в Латинской Америке и других развивающихся регионах несправедливы по двум причинам. ^{[157] [159]} Во-первых, натуральные фермеры в развивающихся странах, в том числе в Латинской Америке, непропорционально уязвимы к изменению климата. ^[159] Во-вторых, эти страны несут наименьшую ответственность за возникновение проблемы антропогенного климата. ^[159]

По мнению исследователей Джона Ф. Мортона и Т. Робертса, непропорциональная уязвимость перед климатическими бедствиями обусловлена ​​социальными факторами. ^{[157] [159]} Например, социально-экономические и политические тенденции, влияющие на мелких фермеров и фермеров, ведущих натуральное хозяйство, ограничивают их способность адаптироваться к изменениям. ^[157] По словам У. Бетгена, изучавшего уязвимость сельского хозяйства Латинской Америки к изменению климата, история политики и экономическая динамика оказали негативное влияние на сельских фермеров. ^[155] В течение 1950-х и 1980-х годов высокая инфляция и повышение реального обменного курса снизили стоимость сельскохозяйственного экспорта. ^[155] В результате фермеры в Латинской Америке получали более низкие цены на свою продукцию по сравнению с ценами на мировом рынке.^[155] Следуя этим результатам, латиноамериканская политика и национальные программы растениеводства были направлены на стимулирование интенсификации сельского хозяйства. ^[155] Эти национальные программы растениеводства принесли больше пользы крупным коммерческим фермерам. В 1980-х и 1990-х годах низкие мировые рыночные цены на зерновые и домашний скот привели к снижению темпов роста сельского хозяйства и росту бедности в сельских районах. ^[155]

В книге «Справедливость в адаптации к изменению климата» авторы описывают глобальную несправедливость изменения климата между богатыми странами севера, которые несут наибольшую ответственность за глобальное потепление, и бедными южными странами и меньшинствами в тех странах, которые находятся в наиболее уязвимом положении. уязвимы к воздействиям изменения климата. ^[159]

Адаптивное планирование затруднено из-за сложности прогнозирования воздействий изменения климата в местном масштабе. ^[157] Эксперт, рассматривавший возможности адаптации сельских сообществ к изменению климата, утверждает, что важнейшим компонентом адаптации должны быть усилия правительства по уменьшению последствий нехватки продовольствия и голода. ^[160] Этот исследователь также утверждает, что планирование справедливой адаптации и устойчивости сельского хозяйства потребует участия фермеров в процессах принятия решений. ^[160]

Северная Америка [ править ]

Был проведен ряд исследований, в которых оценивается влияние изменения климата на сельское хозяйство в Северной Америке . Четвертый отчет МГЭИК об оценке воздействия сельского хозяйства в регионе цитирует 26 различных исследований. ^[161] МГЭИК (2007: 14–15) ^{[124 ]} с высокой степенью уверенности прогнозирует, что в течение первых нескольких десятилетий этого столетия умеренное изменение климата увеличит совокупную урожайность неорошаемого земледелия на 5–20%, но с важным вариативность 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 все более частыми и интенсивными в засушливых и полузасушливых западных регионах Северной Америки, поскольку температуры повышаются, увеличивая сроки и масштабы весенних паводков из-за таяния снега и уменьшая объем речного стока летом. ^[162] Прямые последствия изменения климата включают усиление теплового и водного стресса, изменение фенологии сельскохозяйственных культур и нарушение симбиотических взаимодействий. Эти эффекты могут усугубляться климатическими изменениями в речном потоке, а комбинированные эффекты, вероятно, уменьшат численность местных деревьев в пользу неместных травянистых и устойчивых к засухе конкурентов, снизят качество среды обитания для многих местных животных и замедлит подстилку. разложение и питательные веществакататься на велосипеде. Воздействие изменения климата на человеческий спрос на воду и ирригацию может усилить эти эффекты. ^[163]

Программа исследования глобальных изменений США (2009 г.) провела оценку литературы о воздействии изменения климата на сельское хозяйство в Соединенных Штатах и ​​пришла к выводу, что многие культуры выиграют от увеличения содержания CO в атмосфере.
2концентрации и низкие уровни потепления, но что более высокие уровни потепления отрицательно скажутся на росте и урожайности; что экстремальные погодные явления, вероятно, снизят урожайность; что сорняки , болезни и насекомые- вредители выиграют от потепления и потребуют дополнительной борьбы с вредителями и сорняками ; и что увеличение CO
2их концентрация снизит способность земли обеспечивать достаточный корм для скота, в то время как усиление жары, болезней и экстремальных погодных условий, вероятно, снизит продуктивность скота. ^[164]

Полярные регионы [ править ]

Анисимов и др. (2007: 655) ^[165] оценили литературу по полярному региону ( Арктика и Антарктида ). Со средней степенью уверенности 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 изменение климата повлияло на сельское хозяйство Исландии. Повышение температуры сделало возможным массовый посев ячменя , который двадцать лет назад был неприемлемым. Отчасти потепление произошло из-за местного (возможно, временного) воздействия океанских течений из Карибского моря, которые также повлияли на рыбные запасы. ^[166]

Малые острова [ править ]

При оценке литературы Mimura et al. (2007: 689) ^[167] пришли к выводу, что на малых островах натуральное и коммерческое сельское хозяйство , скорее всего, пострадает от изменения климата. Этому прогнозу была присвоена "высокая степень достоверности".

Смягчение и адаптация [ править ]

Внешнее видео
Сельское хозяйство, рост населения и проблема изменения климата: группа Санта-Крус-Эмерити

В развитых странах [ править ]

Было предложено несколько смягчающих мер для использования в развитых странах: ^[168]

• выведение более устойчивых сортов сельскохозяйственных культур и диверсификация видов сельскохозяйственных культур
• использование улучшенных видов агролесоводства
• улавливание и удержание осадков, а также использование улучшенных методов орошения
• Увеличение лесного покрова и агролесоводство
• использование новых методов сбора воды (таких как контурная траншея , ...)

В развивающихся странах [ править ]

Межправительственная группа экспертов по изменению климата ( IPCC ) сообщила , что сельское хозяйство приходится более четверти от общего объема выбросов парниковых газов. ^[169] Учитывая, что доля сельского хозяйства в мировом валовом внутреннем продукте (ВВП) составляет около 4%, эти цифры предполагают, что сельскохозяйственная деятельность производит высокие уровни парниковых газов . Инновационные методы ведения сельского хозяйство и технологии могут играть определенную роль в климате по смягчению последствий изменения ^[170] 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: ^[171]

1. Лучшие меры политики и институциональные меры повысят информационные потоки, стимулы и гибкость.
2. Политика и институты, способствующие экономическому развитию и сокращению бедности, часто улучшают адаптацию сельского хозяйства, а также могут проложить путь к более эффективному смягчению последствий изменения климата с помощью сельского хозяйства.
3. Обычный бизнес среди бедняков мира неадекватен.
4. Существующие варианты технологий должны быть более доступными и доступными, не упуская из виду дополнительные возможности и инвестиции.
5. Адаптация и смягчение последствий в сельском хозяйстве потребуют местных ответных мер, но эффективные политические меры должны также отражать глобальные воздействия и взаимосвязи.
6. Торговля будет играть решающую роль как в смягчении последствий, так и в адаптации, но сама по себе будет определяться изменением климата.

Проект взаимного сравнения и улучшения сельскохозяйственных моделей (AgMIP) ^[172] был разработан в 2010 году для оценки сельскохозяйственных моделей и взаимного сравнения их способности прогнозировать 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 ) в национальном и региональном масштабах. 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 наиболее 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 в 2019 году . Один из основных методов - агролесоводство . Другой важный метод - это ресурсосберегающее земледелие . Одна из целей - улавливать 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 между деревом и травой на территории в 6,5 миллиона квадратных километров и увеличить улавливание углерода на территории в 5 миллионов квадратных километров.

Первый этап - это проект «Зеленая саванна в Африке». Уже миллионы семей внедрили эти методы, и средняя площадь, покрытая деревьями на фермах в Сахеле, увеличилась до 16%. ^[173]

Климатически оптимизированное сельское хозяйство [ править ]

См. Также [ править ]

• Агроэкология
• Засушливость
• Biochar
• Изменение климата и инвазивные виды
• Изменение климата и производство мяса
• Устойчивость к изменению климата
• Экологические проблемы с сельским хозяйством
• Рыболовство и изменение климата
• Продовольственная безопасность
• Глобальное потепление и вино
• Международная оценка сельскохозяйственных наук и технологий в целях развития, посвященная взаимосвязи между изменением климата и сельским хозяйством
• Система поддержки принятия решений о выделении земли - инструмент исследования, который используется для проверки того, как изменение климата может повлиять на сельское хозяйство (например, урожайность и качество)
• Слэш-и-символ
• Terra preta

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Изменение климата на веб-сайте Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций.
• Доклад о взаимосвязи между изменением климата, сельским хозяйством и продовольственной безопасностью по Международным научно - исследовательскому институту продовольственной политики
• Изменение климата, рис и азиатское сельское хозяйство: 12 вещей, которые нужно знать Азиатский банк развития
• LADSS - Изменение климата и сельское хозяйство - задаем ли мы правильные вопросы?
• Освещение проблемы изменения климата в The Guardian часто включает обсуждения продовольственной безопасности.
• Инфографика « История сельского хозяйства и изменения климата в рамках РКИК ООН »
• Как изменение климата угрожает сельскому хозяйству? раздел официальной популяризированной версии сводного отчета IAASTD (2008 г.)
• Воздействие изменения климата на европейские леса и варианты адаптации (2008 г.)
• Изменение климата, сельское хозяйство и продовольственная безопасность ( Консультативная группа по международным сельскохозяйственным исследованиям )