Климатски промени и земјоделство

Емисија на стакленички гасови по сектори, во 2010 година.

Нето производство на земјоделски култури ширум светот и во избрани тропски земји. (Податоци од Обединетите Нации).

Климатските промени и земјоделството се меѓусебно поврзани процеси, и двата се одвиваат на глобално ниво. Климатските промени влијаат врз земјоделството на повеќе начини, како што се промени во просечните температури, врнежи од дожд и климатските екстреми (на пр., топлотни бранови); промени во штетници и болести; промени во атмосферскиот јаглерод диоксид и концентрациите на озон на ниво на земја; промени во квалитетот на нутрициската вредност на некои храни; и промени во нивото на морето.

Климатските промени веќе влијаат врз земјоделството, со ефекти нерамномерно распоредени низ целиот свет. Идните климатски промени влијаат врз производството на земјоделски култури во земјите со мала географска ширина, додека ефектите во северните географски ширини можат да бидат позитивни или негативни. Сточарството исто така игра улога за емисијата на стакленички гасови и процентот на метан во светот, и идната неплодност на земјиштето.

Земјоделството придонесува за климатските промени со антропогени емисии на стакленички гасови и со пренамена на неземјоделско земјиште, како што се шуми во земјоделско земјиште. Земјоделството, шумарството и промената во користењето на земјиштето придонеле околу 20-2% од глобалните годишни емисии во 2010 година.

За секоја сорта на растенија, постои оптимална температура за раст на растителноста, при што растот паѓа бидејќи температурите се зголемуваат или намалуваат. Слично на тоа, постои низа температури на кои растението ќе произведува семе. Надвор од овој опсег, растението нема да се репродуцира. Како што покажуваат графиконите, пченката нема да успее да се репродуцира на температури над 35 ° C и соја над 38,8° C.

Неколку правила можат да го намалат ризикот од негативни влијанија на климатските промени врз земјоделството и емисиите на стакленички гасови од земјоделскиот сектор.

И покрај технолошки достигнувања, како што се подобрување на сортите, генетски изменети организми, и системи за наводнување, времето е уште еден клучен фактор во земјоделското производство, како и својствата на почвата и природните заедници. Ефектот на климата врз земјоделството е поврзан повеќе со варијабилностите во локалните клими, отколку во глобалните климатски модели. Просечната температура на површината на Земјата е зголемена за 0,83° C од 1880 година. Како резултат на тоа, за правење проценка агрономите мора да ја земат предвид секоја локална област.

Од друга страна, земјоделската трговија расте во последниве години и сега обезбедува значителни количества на храна, на национално ниво за најголемите земји увознички, како и удобен приход за извозниците. Меѓународниот аспект на трговијата и безбедноста во однос на храната подразбира потреба да се земат предвид ефектите од климатските промени на глобално ниво.

Една студија од 2008 година објавена во списанието Наука, сугерираше дека поради климатските промени, „јужна Африка би можела да загуби повеќе од 30% од својата главна култура, пченка, до 2030 година. На многу регионални делови од Јужна Азија има загуби на ориз, просо и пченка.“

Меѓувладиниот панел за климатски промени (ИПЦЦ) изготви неколку извештаи во кои е оценета научната литература за климатските промени. Третиот извештај за проценка на ИПЦЦ, објавен во 2001 година, заклучи дека најсиромашните земји би биле најтешко погодени, со намалување на приносите на земјоделски култури во повеќето тропски и субтропски региони, како резултат на намалената достапност на водата и новите или променети инциденти на штетници на инсекти. Во Африка и Латинска Америка многу култури се близу до нивната максимална толеранција на температурата, така што приносите веројатно ќе паднат нагло дури и за мали климатски промени; се предвидува пад на земјоделската продуктивност до 30% во текот на 21 век. Морскиот живот и риболовната индустрија исто така ќе бидат сериозно погодени на некои места.

Во извештајот објавен во 2014 година Меѓувладиниот панел за климатски промени вели дека светот може да достигне „праг на глобално затоплување над кој сегашните земјоделски практики нема да можат повеќе да поддржуваат големи човечки цивилизации“. Во 2019 година објави извештај во кој се вели дека милиони веќе страдаат од несигурност на храна заради климатските промени, и предвидува пад на глобалното производство на земјоделски култури од 2% - 6% по деценија.

Климатските промени предизвикани од зголемување на стакленичките гасови веројатно ќе влијаат врз земјоделските култури различно од регион до регион. На пример, просечниот принос на земјоделски култури се очекува да се спушти на 50% во Пакистан според сценариото на „Мет офис“, додека производството на пченка во Европа се очекува да порасне до 25% во оптимални хидролошки услови.

Поповолните ефекти врз приносот, во голема мерка зависат од реализацијата на потенцијално корисни ефекти на јаглерод диоксидот врз растот на земјоделските култури и зголемувањето на ефикасноста во употребата на водата. Намалувањето на потенцијалните приноси, најверојатно, ќе биде предизвикано од скратување на периодот на растење, намалување на достапноста на водата и лоша варнализација.

На долг рок, климатските промени може да влијаат на земјоделството на неколку начини:

• продуктивност, во однос на количеството и квалитетот на земјоделските култури
• земјоделски практики, преку промена на употребата на вода (наводнување) и земјоделски влезови како што се хербициди, инсектициди и ѓубрива
• влијанија врз животната средина, особено во однос на зачестеноста и интензитетот на дренажа на почвата (што доведува до истекување на азот), ерозија на почвата, намалување на различностите на земјоделските култури
• рурален простор, преку губење и добивка на култивирано земјиште, шпекулации за земјиште, откажување на земјиште и хидраулични удобности.
• адаптација, организмите можат да станат повеќе или помалку конкурентни, како и луѓето можат да развијат итност за развој на поконкурентни организми, како што се отпорни на поплави или сорти отпорни на сол на ориз.

Постојат големи неизвесности, особено затоа што недостасуваат информации за многу специфични локални региони и вклучуваат неизвесности за големината на климатските промени, ефектите од технолошките промени врз продуктивноста, глобалните побарувања за храна и бројните можности за адаптација.

Повеќето агрономи сметаат дека земјоделското производство најмногу ќе влијае врз сериозноста и темпото на климатските промени, а не толку од постепените трендови во климата. Ако промената е постепена, може да има доволно време за прилагодување на биомите. Сепак, брзите климатски промени би можеле да му наштетат на земјоделството во многу земји, особено во оние кои веќе страдаат од прилично лоши почвени и климатски услови, затоа што има помалку време за оптимална природна селекција и адаптација.

Но, многу останува непознато за точно како климатските промени можат да влијаат врз земјоделството и безбедноста на храната, делумно затоа што улогата на однесувањето на земјоделците е лошо зафатена од моделите на земјоделски култури. На пример, Еван Фрејзер, географ на универзитетот Гуелф во Онтарио Канада, спроведе голем број на студии кои покажуваат дека социо-економскиот контекст на земјоделството може да игра огромна улога во утврдувањето дали сушата има голема, или незначителна влјание врз производството на земјоделски култури. Во некои случаи, се чини дека дури и ситните суши имаат големи влијанија врз безбедноста на храната (како што е она што се случило во Етиопија во раните 80-ти години кога малолетната суша предизвика огромна глад), наспроти случаи кога дури и релативно големо време поврзани проблеми беа прилагодени на без многу тешкотии. Еван Фрејзер комбинира социо-економски модели заедно со климатски модели за да идентификува „жаришта на ранливост“. Една таква студија го идентификувала производството на пченка од САД како особено ранливо за климатските промени затоа што се очекува да бидат изложени на полоши суши, но ги нема социо-економските услови што сугерираат дека земјоделците ќе се прилагодат на овие променливи услови. Другите студии се потпираат наместо на проекциите на клучните агрометеролошки или агро-климатски индекси, како што се сезоната на растење, стресот на растенијата, или почетокот на операциите на теренот, идентификувани од засегнатите страни за управување со земјиштето и кои даваат корисни информации за механизмите за возење клима промена на влијанието врз земјоделството.

Штетниците и климатските промени

Глобалното затоплување може да доведе до зголемување на популацијата на штетници, да им наштети на приносите на главните култури како пченица, соја и пченка. Додека потоплите температури создаваат подолги сезони на растење и побрзи стапки на раст на растенијата, исто така ја зголемуваат стапката на метаболизмот и бројот на циклуси на размножување на популацијата на инсекти. Инсектите кои претходно имале само два циклуса на размножување годишно може да добијат дополнителен циклус ако продолжат топлите сезони на растење, предизвикувајќи бум на населението. Умерените места и повисоките ширини имаат поголема веројатност да доживеат драматична промена во популацијата на инсекти.

Универзитетот во Илиноис спроведе студии за мерење на ефектот на потоплите температури врз сојата и популацијата на јапонски бубачки. Потоплите температури и зголемено ниво на CO₂ се симулирани за едно поле на соја, додека другото е оставено како контрола. Овие студии открија дека сојата со покачено ниво на СО₂ пораснала многу побрзо и имала повисоки приноси, но привлекла јапонски бубачки со значително повисока стапка од контролното поле. Бубачките во полето со зголемено СО_2, исто така, положувале повеќе јајца на растенијата соја и имале подолг век на траење, што укажува на можноста за брзо ширење на инсектите. Де Лусија предвидуваше дека доколку проектот продолжи, полето со покачено ниво на СО₂ на крајот ќе покаже пониски приноси од контролното поле.

Зголемените нивоа на CO₂ деактивираат три гени во сојата, која вообичаено си создава хемиска одбрана против инсекти штетници. Една од овие одбрани е белковина што блокира варење на лисјата од соја кај инсектите. Бидејќи овој ген бил деактивиран, бубачките биле во можност да варат многу поголемо количество на растителни материи од бубачките во контролното поле. Ова довело до повисоки стапки на положување јајца во експерименталното поле.

Постојат неколку предложени решенија за прашањето за проширување на популацијата на штетници. Едно предложено решение е да се зголеми бројот на пестициди што се користат во идните култури. Ова има придобивка да биде релативно економично и едноставно, но може да биде неефикасно. Многу штетници создаваат имунитет на овие пестициди. Друго предложено решение е да се користат агенси за биолошка контрола. Ова вклучува работи како садење редови на домашна растителност помеѓу редови на земјоделски култури. Ова решение е корисно во целокупното влијание врз животната средина. Не само што повеќе домашни растенија би биле засадени, туку штетните инсекти повеќе нема да создаваат имунитет на пестицидите. Сепак, садењето дополнителни домашни растенија бара повеќе простор, што уништува дополнителни хектари плодно земјиште. Цената е исто така многу поголема отколку едноставно да се користат пестициди.

Европа

Со голема доверба, IPCC (2007: 14) предвидуваше дека во Јужна Европа климатските промени ќе ја намалат продуктивноста на земјоделските култури. Во Централна и Источна Европа, продуктивноста на шумите се очекуваше да опаѓа. Во Северна Европа, првичниот ефект на климатските промени предвидуваше зголемување на површините на земјоделските култури. Извештајот на Европската агенција за животна средина од 2019 година, „Адаптација на климатските промени во земјоделскиот сектор во Европа“, повторно го потврди ова. Според овој извештај за 2019 година, проекциите индицираат дека приносите на незагадените култури како пченица, пченка и шеќерна репка ќе се намалат во јужна Европа до 50% до 2050 година (под сценарио за високо ниво на емисија). Ова може да резултира со значително намалување на приходот на фармата до тој датум. Исто така, се предвидува дека вредностите на обработливо земјиште се намалуваат во делови од јужна Европа за повеќе од 80% до 2100 година, што може да резултира во напуштање на земјиштето. Трговските модели, исто така, се вели дека влијаат врз земјоделскиот приход. Исто така, зголемената побарувачка на храна ширум светот може да изврши притисок врз цените на храната во наредните децении.