Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Stærkere regn i varmere klima kan mindske varmeskader på afgrøder, siger undersøgelse

Landbrugsjord i det østlige Oklahoma, del af studieområdet. Kredit:Kevin Krajick/Earth Institute, Columbia University.

Intensiverede regnbyger, der er forudsagt i mange dele af USA som følge af det opvarmende klima, kan have en beskeden sølvbeklædning:de kunne mere effektivt vande nogle større afgrøder, og dette ville i det mindste delvist opveje de langt større forventede udbyttefald forårsaget af selve den stigende varme. Konklusionen, som går imod nogle accepterede visdom, er indeholdt i en ny undersøgelse offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Naturens klimaforandringer .

Adskillige undersøgelser har fremskrevet, at stigende temperaturer i vækstsæsonen drastisk vil reducere udbyttet af nogle store amerikanske afgrøder, manglende adaptive foranstaltninger. Skaden vil komme fra både støt øget fordampning af jordfugtigheden på grund af højere baggrundstemperaturer, og pludselig udtørring af afgrøder under hedebølger. Nogle undersøgelser siger, at majs, som i øjeblikket giver omkring 13 milliarder bushel om året og spiller en stor rolle i den amerikanske økonomi, kunne dykke 10 til 30 procent i midten til slutningen af ​​århundredet. Soja - USA er verdens førende producent - kan falde med så meget som 15 procent.

Da varmere luft kan holde på mere fugt, det forventes også, at nedbør i fremtiden vil komme oftere i store byger, snarere end blide regnskyl - et fænomen, der allerede observeres i mange områder. Mange videnskabsmænd har antaget, at mere ekstrem regn kan yderligere sønderlemme afgrøder, men det nye studie fandt, at dette sandsynligvis ikke vil være tilfældet. Årsagen:de fleste af de forventede kraftigere regnskyl vil falde inden for et område, der gavner afgrøder, i stedet for at passere den tærskel, hvor de sårer dem.

"Folk har talt om, hvordan mere ekstrem regn vil skade afgrøder, " sagde hovedforfatter Corey Lesk, en ph.d. studerende ved Columbia University's Lamont-Doherty Earth Obsevatory. "Det slående, vi fandt, var, den samlede effekt af kraftigere regn er ikke negativ. Det viser sig at være godt for afgrøder."

Det sagt, virkningerne vil sandsynligvis være beskedne, ifølge undersøgelsen. Det anslår, at majsudbyttet kan blive drevet op med 1 eller 2 procent igen af ​​den kraftigere regn, og soja med 1,3 til 2,5 procent. Disse stigninger overskygges af de potentielle tab på grund af varme, men selv nogle få procent tæller, når man har at gøre med så store mængder afgrøder. Og, siger forskerne, "Vores resultater kan hjælpe med at identificere nye muligheder for klimatilpasset afgrødeforvaltning og forbedret modellering."

En ny undersøgelse viser, at når regn hovedsageligt kommer ned som støvregn, udbyttet af større afgrøder er nedsat; når regnskyl er kraftigere, udbyttet stiger, et punkt op. Udbyttet falder alvorligt med de mest ekstreme nedbørsmængder, men disse er ret sjældne. Længden af ​​stænger repræsenterer indvirkning på afgrøder pr. time. Kraftig nedbør forventes at stige mere end ekstreme i fremtiden, giver et løft til afgrøder. Kredit:Corey Lesk.

Holdet nåede frem til deres konklusioner ved at studere nedbørsmønstre time for time registreret af hundredvis af vejrstationer i landbrugsregionerne i det vestlige USA, Syd og nordøst hvert år fra 2002 til 2017. De sammenlignede derefter nedbørsmønstrene med afgrødeudbyttet. De fandt ud af, at år med regn på op til omkring 20 millimeter i timen - omtrent årets kraftigste regnskyl i gennemsnit resulterede i højere udbytter. Det var først, når regnen nåede ekstreme 50 millimeter i timen eller mere, at afgrøderne led skade. (20 millimeter i timen er omkring trekvart tomme; 50 er omkring 2 tommer). år, hvor regn hovedsagelig kom som småregn, der faktisk skadede udbyttet.

Forskerne skitserede flere mulige årsager til forskellene. For en, støvregn kan være for ineffektivt til at gøre meget godt. I varmt vejr, det kan for det meste fordampe tilbage i luften, før det når underjordiske rodzoner, hvor det er nødvendigt; i køligere vejr, det kan forblive på bladene længe nok til at fremme væksten af ​​skadelige svampe. "Der er kun et fast antal timers regn, du kan få på en sæson, " sagde Lesk. "Hvis for meget af dem optages af ubrugelig støvregn, det er spildt."

Kraftigere storme på den anden side, er bedre - i det mindste op til et punkt. Disse tillader vandet at trænge grundigt ind i jorden, medbringer både fugt og kunstgødning spredt på overfladen. Det er kun de mest ekstreme begivenheder, der skader afgrøder, siger forskerne:disse kan slå planter direkte, vask gødning fra markerne, og mætte jord så grundigt, at rødder ikke kan få nok ilt.

For at studere virkningerne af fremtidige potentielle nedbørsmønstre, forskerne brugte grundlæggende fysiske modeller til at vurdere, hvor meget kraftigere regn kunne blive under forskellige niveauer af opvarmning. De fandt ud af, at i de fleste tilfælde, mere regn ville som forventet, kommer i større regnskyl - men disse kraftigere regnskyl ville falde inden for det ret brede område, hvor de er gavnlige. Den mest ekstreme, skadelig regn ville også stige - men det ville stadig være sjældent nok til, at det større antal gavnlige nedbørsmængder ville opveje deres virkninger.

Fordi undersøgelsen udgjorde gennemsnittet af statistik over store områder, og mange andre faktorer kan påvirke afgrødeudbyttet, det ville være svært at sige præcist, hvad virkningerne af fremtidig nedbør vil være i et område, sagde Lesk. "Ingen enkelt landmand ville bruge en undersøgelse som denne til at træffe beslutninger om, hvad der skal plantes eller hvordan, sagde han. Men, som avisen konkluderer, resultaterne "antyder, at ud over ekstreme begivenheder, afgrødeudbytteresponsen på mere almindelige nedbørsintensiteter fortjener yderligere opmærksomhed."


Varme artikler