Høst i USA for at lide under klimaændringer, ifølge undersøgelse

Nogle af de vigtigste afgrøder risikerer betydelig skade på grund af stigende temperaturer. For bedre at kunne vurdere, hvordan klimaændringer forårsaget af menneskelige drivhusgasemissioner sandsynligvis vil påvirke hvede, majs og sojabønner, et internationalt hold af videnskabsmænd udførte et hidtil uset omfattende sæt computersimuleringer af amerikanske afgrødeudbytter. Simuleringerne reproducerede en stærk reduktion i tidligere afgrødeudbytter induceret af høje temperaturer, derved bekræfter, at de fanger en hovedmekanisme for fremtidige fremskrivninger. Vigtigere, forskerne finder, at øget kunstvanding kan reducere de negative virkninger af global opvarmning på afgrøder - men dette er kun muligt i regioner, hvor der er tilstrækkeligt med vand. Til sidst, at begrænse den globale opvarmning er nødvendig for at holde afgrødetab i skak.

"Vi ved fra observationer, at høje temperaturer kan skade afgrøder, men nu har vi en meget bedre forståelse af processerne, " siger Bernhard Schauberger fra Potsdam Institute for Climate Impact Research, hovedforfatter af undersøgelsen. "De computersimuleringer, vi laver, er baseret på robust viden fra fysik, kemi, biologi; på en masse data og omfattende algoritmer. Men de kan ikke repræsentere hele kompleksiteten af ​​afgrødesystemet; dermed, vi kalder dem modeller. I vores undersøgelse, de har bestået en kritisk test." Forskerne sammenligner modelresultaterne med data fra faktiske observationer. Således, de kan bestemme, hvilke kritiske faktorer der skal medtages i deres beregninger, inklusive temperatur, CO ₂ , kunstvanding og gødskning.

Uden effektive emissionsreduktioner, udbyttetab på 20 procent for hvede er mulige i 2100

For hver eneste dag over 30°C, majs- og sojaplanter kan miste omkring 5 procent af deres høst. Simuleringerne har vist, at modellerne fanger effekterne af små varmestigninger ud over denne tærskel, hvilket resulterer i bratte og betydelige udbyttetab. Sådanne temperaturer vil være hyppigere under uformindskede klimaændringer og kan alvorligt skade landbrugets produktivitet. Høsttab fra forhøjede temperaturer på 20 procent for hvede, 40 procent for sojabønner og næsten 50 procent for majs, i forhold til ikke-forhøjede temperaturer, kan forventes i slutningen af ​​vort århundrede uden effektive emissionsreduktioner. Disse tab tager ikke engang højde for ekstremt høje temperaturer over 36°C, som forventes at sænke udbyttet yderligere.

Effekterne går langt ud over USA, en af ​​de største afgrødeeksportører; verdensmarkedets afgrødepriser kan stige, hvilket er et problem for fødevaresikkerheden i fattige lande.

Kunstvanding kunne være et middel til tilpasning - men kun i områder, hvor der er tilstrækkeligt med vand

"Tabene blev væsentligt reduceret, da vi øgede vanding af marker i simuleringen, så vandstress som følge af temperaturstigning ser ud til at være en større faktor end selve varmen, " siger medforfatter Joshua Elliott fra University of Chicago. Når vandforsyningen fra jorden til planten falder, de små åbninger i bladene lukker sig gradvist for at forhindre vandtab. Dette udelukker diffusion af CO ₂ ind i cellerne, som er et væsentligt byggemateriale til planterne. Derudover afgrøder reagerer på vandstress ved at øge rodvæksten på bekostning af overjordisk biomasse og, til sidst, udbytter. "Vanding kunne derfor være et vigtigt middel til tilpasning for at dæmpe de mest alvorlige virkninger af opvarmning, " siger Elliott. "Men, dette er begrænset af manglen på vandressourcer i nogle regioner."

Afbrænding af fossile brændstoffer øger mængden af ​​CO ₂ i luften. Dette øger normalt planternes vandforbrugseffektivitet, da de mister mindre vand for hver CO-enhed ₂ taget op fra luften. Imidlertid, dette kan ikke bekræftes som en sikring af udbytte under høje temperaturer, argumenterer forskerne. Den yderligere CO ₂ gødskning i simuleringerne afhjælper ikke faldet i udbyttet forbundet med høje temperaturer over ca. 30°C.

Sammenligningen af ​​forskellige klimaændringssimuleringer og deres påvirkninger er kernen i ISIMIP-projektet (Inter-Sectoral Impacts Modeling Intercomparison Project), der omfatter omkring 100 modelleringsgrupper verden over. Simuleringerne er genereret i samarbejde med AgMIP, det internationale Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project.