Landmændenes klimaforandringer:Lavt udbytte eller ustabil indtægt

Klimaændringer vil efterlade nogle landmænd med en vanskelig gåde, ifølge en ny undersøgelse foretaget af forskere fra Cornell University og Washington State University:Enten risikerer du mere volatilitet i omsætningen, eller leve med et mere forudsigeligt fald i afgrødeudbyttet.

Da vandmangel og højere temperaturer sænker afgrødeudbyttet i regioner, der er stærkt afhængige af sæsonbestemt sne, valget om at bruge mere tørketolerante afgrødesorter har en pris, ifølge modelfremskrivninger beskrevet i papiret "Water Rights Shape Crop Yield and Revenue Volatility Tradeoff for Adaptation in Snow Dependent Systems, " udgivet 10. juni i Naturkommunikation .

Undersøgelsen undersøgte Yakima River Basin i Washington, hvor en kompleks kombination af sne, reservoirer og vandrettigheder kontrollerer tilgængeligheden af ​​kunstvandingsvand. Det vand dikterer succesen for nogle af U.S.A. største producenter af hvede, majs, kartofler, pærer, kirsebær, druer, æbler og humle. Med ordentlig snefald og smeltning, den samlede landbrugsproduktivitet i bassinet kan nå op på mere end 4 milliarder dollars om året.

Forskerholdet forsøgte at kvantificere klimaændringernes direkte og indirekte virkninger på kunstvandet landbrug i bassinet. Forskere ønskede også at vide, om tørke-resistente afgrødesorter kunne hjælpe med at genoprette produktiviteten i tørketider.

Klimarisikomodellering er et speciale hos Patrick Reed, Joseph C. Ford professor i ingeniørvidenskab ved Cornell's School of Civil and Environmental Engineering. I denne samarbejdsundersøgelse Reeds gruppe byggede på tidligere forskning ved Washington State University, der udviklede en modelleringsplatform, der forbinder afgrødevækst og udvikling, land-overflade hydrologi og flodsystem processer. Modellen simulerer dæmningsoperationer og prioriterer fordeling af vand mellem forskellige sektorer i Yakima-flodbassinet.

Holdet fandt ud af, at højere vandstress og temperaturer førte til lavere afgrødeudbytte, som forventet, sagde Keyvan Malek, en postdoc-forsker i Reeds gruppe og hovedforfatter af undersøgelsen.

"Imidlertid, modellerne viser, at variabiliteten fra år til år i forventede afgrødeudbytter falder, fordi forskellen mellem det bedste og det værste udbytte er reduceret, " sagde Malek. "Selvom dette ikke er et positivt resultat, år-til-år udsving i afgrødeudbytteindtægter er meget vigtige for, hvordan afgrødeforsikringsprogrammer balancerer indtægtsudsving."

Holdet brugte derefter sin model til at udforske potentialet i nye tørketolerante afgrødesorter, som forventes at forbedre det årlige udbytte under klimaændringer. Resultaterne viste, at selvom disse sorter kunne forbedre det gennemsnitlige udbytte væsentligt, landmænd kan også opleve meget større indtægtsvolatilitet fra afgrødeproduktion.

"Typiske og bedst mulige årlige udbytter er meget højere, " sagde Jennifer Adam, Berry Distinguished Professor of Engineering ved Washington State University og medforfatter af undersøgelsen. "Men klimaændringer vil sandsynligvis stadig forårsage alvorlig tørke, hvor de nuværende vandforvaltningsinstitutioner i Yakima-flodbassinet simpelthen ikke kan levere nok vand, og der er alvorlige worst-case afgrødesvigt."

Forskerne hævder, at de bedste resultater for afgrødeudbytte og volatilitet i indtægterne skal være gennem en samtidig forbedring af afgrødesorter - f.eks. ved at bevare agrobiodiversiteten – og i vandsystemer, gennem forbedringer i vandstyrende institutioner og infrastruktur.

Det er vigtigt omhyggeligt at fange en sneafhængig regions specifikke forvaltningsbegrænsninger og samtidig være innovativ med klimatilpasningsstrategier, sagde forskerne.

"Ellers, systemer kan utilsigtet finde den forkerte balance, da de afvejer forbedrede gennemsnitlige udbytter og landmænds indtægtsvolatilitet, " sagde Reed.