Logo bio-infomedia.ro

Schimbările climatice și impactul lor asupra culturilor agricole

  • 23 septembrie 2021
  • Mediu
Agricultura si schimbarile climatice
Schimbarea climatului afectează agricultura pe mai multe căi. Cercetătorii utilizează informații din satelit și modelarea computerizată pentru a monitoriza și atenua aceste impacturi. | Foto: NASA/EARTH OBSERVATORY/USDA/JESSE KIRSCH
  • Schimbările climatice cauzate de activitățile umane afectează fiecare aspect al vieții noastre, inclusiv producția agricolă.
  • Experimentele desfășurate în sere și în aer liber au arătat că nivelurile ridicate de dioxid de carbon din atmosferă pot acționa ca un îngrășământ, stimulând creșterea plantelor. Dar conținutul de proteine și micronutrimente este proporțional mai mic.

Pământul se încălzește. Efectele globale ale schimbărilor climatice provocate de om devin din ce în ce mai evidente, pe măsură ce vedem tot mai multe valuri de căldură record, secete intense, schimbări ale tiparelor de precipitații și o creștere a temperaturilor medii. Iar aceste schimbări de mediu afectează fiecare parte a producției agricole.

NASA, împreună cu agențiile și organizațiile partenere, monitorizează toate aceste schimbări de mediu care au loc astăzi. În plus, NASA folosește modele computerizate avansate care extrag date din satelit și apoi simulează modul în care clima Pământului va răspunde la continuarea emisiilor de gaze cu efect de seră în viitor. Cercetătorii fac acest lucru pentru a realiza o serie de scenarii pentru viitor - și apoi folosesc proiecțiile climatice rezultate pentru a vedea cum schimbările climatice vor afecta agricultura la nivel global.

Când ne uităm la viitoarele schimbări climatice, nu este același lucru cu anii fierbinți pe care îi trăim astăzi, a declarat Alex Ruane, codirector al Grupului Impacturilor Climatice la Institutul Goddard pentru Studii Spațiale (GISS) al NASA din New York. El coordonează și conduce echipa climatică pentru Proiectul de intercomparare și îmbunătățire a modelului agricol (AgMIP), un proiect internațional care conectează științele climatice, modelarea culturilor și modelarea economică pentru a analiza viitorul potențial al culturilor agricole și al securității alimentare.

Dacă ar fi să găsim o zonă și să ne uităm la un an fierbinte recent, probabil că acesta ar fi avut un val de căldură care să fi ridicat temperatura generală, a declarat Ruane. Schimbările climatice sunt diferite. Schimbările climatice sunt în fiecare zi, un pic mai mult și mai mult. Când acele valuri de căldură vin [în viitor], sunt doar puțin mai intense sau extreme și asta are un impact fiziologic diferit [asupra plantelor].

Aceste modificări fiziologice la plante pot fi complexe și sunt legate de tipul de cultură și de efectele climatice observate la nivelul regional și local.

Dioxidul de carbon ca îngrășământ

Dioxidul de carbon este principalul gaz cu efect de seră responsabil pentru creșterea temperaturii globale a Pământului. Emis în urma arderii combustibililor fosili, poate rămâne în atmosferă sute de ani, ceea ce înseamnă că în fiecare an adăugăm dioxid de carbon la cantitatea acumulată de la începutul Revoluției Industriale de acum 200 de ani.

Dioxidul de carbon este îndepărtat din atmosferă de către plante în timpul fotosintezei (deși nu în cantități suficiente pentru a îndepărta tot ceea ce emit oamenii). De fapt, experimentele desfășurate în sere și în aer liber au arătat că nivelurile ridicate de dioxid de carbon din atmosferă pot acționa ca un îngrășământ, stimulând creșterea plantelor. De exemplu, grâul, orzul și orezul beneficiază mai mult de pe urma concentrațiilor mai mari de dioxid de carbon decât porumbul. Mai mult dioxid de carbon din aer face planta mai eficientă în absorbția gazului și, în consecință, aceasta pierde mai puțină apă în timpul procesului, ceea ce este mai bine pentru creșterea plantelor. Cu suficientă apă și alte nutrimente, randamentele culturilor pot crește semnificativ.

Cu toate acestea, aceste randamente mai mari vin adesea cu dezavantaje din punct de vedere al nutriției. Culturile cresc mai repede și mai mari cu un nivel mai ridicat de dioxid de carbon, a declarat Jonas Jägermeyr, coordonatorul proiectului de intercomparare a modelului de cultură la nivel global în cadrul AgMIP al GISS. Dar conținutul de proteine și micronutrimente este proporțional mai mic.

Cantitatea versus calitate este o complicație atunci când analizăm efectele climatice asupra culturilor. O alta este aceea că, deși nivelurile mai ridicate de dioxid de carbon aduc unele beneficii, ele aduc și căldura.

Intensificarea căldurii

Creșterile temperaturilor regionale datorate schimbărilor climatice, în special la tropice, pot duce la stres termic pentru toate tipurile de culturi. Multe culturi încep să se simtă stresate la temperaturi de peste 32-35 de grade Celsius, a spus Jägermeyr, deși acest lucru va varia în funcție de tipul de cultură și va depinde de disponibilitatea apei. Cel mai vizibil semn al stresului termic este ofilirea din cauza pierderii de apă, care poate duce la diminuarea permanentă a planului de producție.

Harta temperatru globale
Această hartă codificată în culori, în proiecție Robinson, arată o progresie a anomaliilor globale ale temperaturii de suprafață. Temperaturile normale sunt media pe perioada de referință de 30 de ani (1951-1980). Temperaturile mai ridicate decât cele normale sunt afișate cu roșu, iar temperaturile mai mici decât cele normale sunt afișate cu albastru. | Foto: NASA/SCIENTIFIC VISUALIZATION STUDIO

Regiuni diferite vor experimenta intensități de căldură diferite în viitor, mai ales în timpul evenimentelor extreme, cum ar fi valurile de căldură. Modelul în care se cultivă culturile decide modelul impacturilor, a spus Jägermeyr. Cu cât cultivi mai mult la tropice, cu atât vei fi mai puternic afectat. Deoarece este deja destul de cald, o cantitate suplimentară de căldură va fi mai severă decât la latitudini mari.

Un studiu-model din 2019 a simulat producția mondială viitoare de grâu, la temperaturile globale de 1,5 grade Celsius și 2,0 grade Celsius peste temperaturile preindustriale. Luând în considerare efectul de fertilizare al dioxidului de carbon, rezultatele au arătat că producția pentru grâul de iarnă sau de primăvară a crescut cu aproximativ 5% în regiunile mai temperate, precum Statele Unite și Europa, și a scăzut cu aproximativ 2-3% în regiunile mai calde, cum ar fi America Centrală și părți din Africa. În plus, regiunile fierbinți, inclusiv India, care produce 14% din grâu la nivel mondial, au cunoscut mai des ani cu randamente scăzute la cultura de grâu.

Temperatura afectează și ciclul de viață al culturilor. O creștere mică a temperaturilor zilnice în timpul sezonului de creștere accelerează ciclul de viață al plantei, a spus Ruane. Deci, ceea ce se întâmplă este că planta se maturizează mai repede, iar când ajunge la sfârșitul sezonului, ea nu a petrecut suficient timp pentru a-și dezvolta frunzele, pentru a capta energia solară și pentru a înmagazina energia de care oamenii de nevoie. Aceasta duce la recolte mai mici.

Rolul apei

Ultima piesă majoră a puzzle-ului este apa. Schimbările climatice afectează tiparele precipitațiilor și dau naștere la mai multe fenomene extreme.

Unele zone vor înregistra precipitații suplimentare și, prin urmare, vor avea beneficii, a spus Jägermeyr. Unele regiuni vor primi prea multe precipitații suplimentare și vor avea apoi efecte adverse din cauza ploii în exces. Și o grămadă de regiuni vor avea de fapt secetă. De exemplu, musonii pot aduce mai multe ploi în Asia de Sud-Est, iar secetele pot deveni mai intense în vestul Statelor Unite, Australia, Africa și America Centrală.

Cantitatea de apă disponibilă pentru irigații este deja afectată de schimbările climatice. Straturile de zăpadă montane se micșorează în Himalaya și în Sierra Nevada din California, care sunt surse primare atât de apă potabilă, cât și de apă pentru irigații.

Nivelurile apelor subterane sunt, de asemenea, sensibile la schimbările climatice, cum ar fi seceta persistentă și ploaia excesivă. Un studiu din 2018 a arătat că, acolo unde apa subterană este utilizată pentru agricultură, nivelul apelor subterane scade. În plus, plantele preiau apa din sol, care, în regiunile mai calde și într-un viitor mai fierbinte, este mai predispus la evaporare, lăsând mai puțină apă disponibilă pentru plante.

Accesul la apă are un efect direct asupra sănătății culturilor, iar observațiile din satelit sunt unul dintre elementele cheie pentru instrumentele pe care cercetătorii și partenerii NASA le construiesc pentru a ajuta la gestionarea viitorului nostru mai cald.

Adaptare

Ne pasă de schimbările climatice, nu din cauza gradelor Celsius sau a părților per milion de dioxid de carbon, ci pentru că acestea, la rândul lor, afectează toate sectoarele și viața noastră, a spus Ruane, referindu-se nu numai la sectorul agricol și economia pe scară largă, ci și la schimbările din viața de zi cu zi care vor apărea pe măsură ce comunitățile răspund la schimbările climatice.

Pe lângă faptul că analizează consecințele directe ale factorilor de mediu ai schimbărilor climatice asupra culturilor, echipele de cercetare din cadrul AgMIP analizează și potențialul de adaptare, practicile de gestionare și stimulentele economice care vor contribui la atenuarea celor mai grave urmări.

Există trei tipuri de strategii de adaptare, a spus Ruane: lucruri decise în fiecare an, cum ar fi când să se planteze și rotația culturilor; investiții pe termen mai lung, cum ar fi un tractor nou, sisteme de irigare îmbunătățite sau o nouă infrastructură de irigații; și acțiuni transformatoare, cum ar fi producerea de noi soiuri de cultură sau modificarea pe scară largă a dietei unei populații.

Putem testa diferite opțiuni în câmpurile agricole virtuale [ale modelului], a spus Ruane. De asemenea, putem pune întrebări despre cum se modifică prețurile [calculate în] modelele noastre economice dacă oamenii adoptă tipul de dietă pe care o avem aici în SUA, comparativ cu dieta mediteraneeană sau est-asiatică. De exemplu, ce se întâmplă atunci când o populație mănâncă mai multă sau mai puțină carne sau trece de la consumul de alimente pe bază de grâu la consumul de alimente pe bază de orez sau invers? Modelele pot explora și alte efecte secundare ale acestor schimbări majore, mai cu seamă pe cele neprevăzute.

Ruane adaugă: Dacă vrem cu adevărat să știm ce se va întâmpla cu fermierii sau consumatorii, trebuie să avem în vedere aspectul economic al situației. Pe măsură ce schimbările climatice vor avea un impact asupra sistemelor alimentare din viitor, efectele se vor răsfrânge asupra economiei și gospodăriilor în funcție de modul în care reacționează oamenii.

Source Sursa: nasa.gov
Text: Ellen Gray



Din aceeași categorie

Mangrove

Trei lucruri de făcut pentru stabilizarea planetei

16 septembrie 2021 | Schimbări climatice
Pădure în flăcări

Temperaturile globale for depăși limita Acordului de la Paris

14 septembrie 2021 | Schimbări climatice
Severnaya Zemlya

Zona arctică din Rusia pierde miliarde de tone de gheață

13 septembrie 2021 | Schimbări climatice
Indigeni din nord-vestul Groenlandei

Încălzirea globală amenință o oază din Arctica

8 septembrie 2021 | Schimbări climatice