Изменение климата и сельское хозяйство - Climate change and agriculture

Эта статья должна быть обновлено. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Январь 2020)

Согласно отчету IPCC AR5, глобальные выбросы парниковых газов, относящиеся к различным секторам экономики. 3/4 выбросов производится непосредственно, а 1/4 - за счет производства электроэнергии и тепла, которое поддерживает сектор.

График чистого производства сельскохозяйственных культур во всем мире и в отдельных тропических странах. Необработанные данные из ООН.^[1]

Изменение климата и сельское хозяйство являются взаимосвязанными процессами, которые происходят в глобальном масштабе, с отрицательными последствиями изменение климата влияющий сельское хозяйство как прямо, так и косвенно. Это может произойти через изменения в средние температуры, осадки, и климат крайности (например., Тепловые волны ); изменения в вредители и болезни; изменения в атмосфере углекислый газ и на уровне земли озон концентрации; изменения в питательный качество некоторых продуктов;^[2] и изменения в уровень моря.^[3]

Изменение климата уже влияет на сельское хозяйство, причем его последствия неравномерно распределяются по всему миру.^[4] Будущие изменения климата, скорее всего, повлияют растениеводство в низкая широта страны отрицательно, в то время как эффекты в северных широты может быть положительным или отрицательным.^[4] Животноводство также способствует изменению климата за счет Выбросы парниковых газов.

Сельское хозяйство способствует изменению климата за счет антропогенный выбросы парниковых газов и преобразование несельскохозяйственных земель, таких как леса в сельскохозяйственные угодья.^[5][6] По оценкам, в 2010 г. на сельское и лесное хозяйство и изменения в землепользовании приходилось 20–25% глобальных годовых выбросов.^[7] В 2020 году Евросоюз с Механизм научных консультаций По оценкам, на продовольственную систему в целом приходилось 37% общих выбросов парниковых газов, и что эта цифра должна была увеличиться на 30-40% к 2050 году из-за роста населения и изменений в питании.^[8]

Ряд мер политики может снизить риск негативного воздействия изменения климата на сельское хозяйство.^[9][10] и выбросы парниковых газов в сельскохозяйственном секторе.^[11][12][13]

Влияние изменения климата на сельское хозяйство

Для каждого сорта растений существует оптимальная температура для вегетативного роста, при этом рост прекращается при повышении или понижении температуры. Точно так же существует диапазон температур, при которых растение будет давать семена. Вне этого диапазона растение не будет воспроизводиться. Как показывают графики, кукуруза не будет воспроизводиться при температурах выше 95 ° F (35 ° C) и соя выше 102 ° F (38,8 ° C).^[14]

Несмотря на технологические достижения, такие как улучшенные сорта, генетически модифицированные организмы, и орошение систем, климат по-прежнему является ключевым фактором продуктивности сельского хозяйства, а также почва свойства и естественные сообщества. Воздействие климата на сельское хозяйство связано с изменчивостью местного климата, а не с глобальными климатическими моделями. Средняя температура поверхности Земли увеличится примерно на 33 ° C в период с 2019 по 2090 год. Следовательно, при проведении оценки агрономы должен учитывать каждый окрестности.

С момента образования Мировая Торговая Организация в 1995 году мировая торговля сельскохозяйственной продукцией увеличилась. «Мировой экспорт сельскохозяйственной продукции увеличился более чем в три раза по стоимости и более чем в два раза по объему с 1995 года, превысив 1,8 триллиона долларов США в 2018 году».^[15] Сельскохозяйственная торговля поставляет значительные количества продуктов питания для основных стран-импортеров и является источником доход для стран-экспортеров. Международный аспект торговли и безопасности с точки зрения продовольствия подразумевает необходимость также учитывать последствия изменения климата в мировом масштабе.

В межправительственная комиссия по изменению климата (IPCC) подготовила несколько отчетов, в которых оценивается научная литература по изменению климата. В Третий оценочный доклад МГЭИК, опубликованный в 2001 году, пришел к выводу, что больше всего пострадают беднейшие страны из-за снижения урожайности в большинстве тропических и субтропических регионов из-за уменьшения доступности воды и новых или измененных показателей распространения насекомых-вредителей. В Африке и Латинской Америке многие богарные культуры близки к своей максимальной температурной устойчивости, поэтому урожайность, вероятно, резко упадет даже при небольших изменениях климата; прогнозируется падение продуктивности сельского хозяйства до 30% в 21 веке. Морская жизнь и рыболовная индустрия также будет сильно поражен в некоторых местах.

В отчете, опубликованном в 2014 г. межправительственная комиссия по изменению климата говорит, что мир может достичь «порога глобального потепления, выше которого нынешние методы ведения сельского хозяйства больше не могут поддерживать крупные человеческие цивилизации». к середине 21 века. В 2019 году он опубликовал отчеты, в которых говорится, что миллионы людей уже страдают от отсутствия продовольственной безопасности из-за изменения климата, и прогнозирует снижение мирового производства сельскохозяйственных культур на 2-6% к десятилетию.^[16][17]

Изменение климата может снизить урожайность за счет увеличения Россби Волны. Есть вероятность, что эффекты уже есть.^[18]

Изменение климата, вызванное увеличением парниковые газы вероятно, повлияет на посевы по-разному в разных регионах. Например, ожидается, что средняя урожайность в Пакистане снизится до 50%, согласно Метеорологический офис сценария, тогда как производство кукурузы в Европе, как ожидается, вырастет до 25% в оптимальном гидрологический условия.

Более благоприятное влияние на урожайность, как правило, в значительной степени зависит от реализации потенциально возможного благотворное влияние углекислого газа на рост сельскохозяйственных культур и повышение эффективности в водопользование. Снижение потенциальной урожайности, вероятно, будет вызвано сокращением вегетационного периода, снижением доступности воды и плохой яровизация.

В конечном итоге изменение климата может повлиять на сельское хозяйство несколькими способами:

• продуктивность, с точки зрения количество и качественный сельскохозяйственных культур
• методы ведения сельского хозяйства, посредством изменения водопользования (орошение) и сельскохозяйственных ресурсов, таких как гербициды, инсектициды и удобрения
• экологические последствия, в частности, по частоте и интенсивности почвы дренаж (что приводит к выщелачиванию азота), эрозия почвы, сокращение разнообразие культур
• сельское пространство, за счет потери и приобретения обрабатываемых земель, земель спекуляция, отказ от земли и гидротехнические сооружения.
• приспособление, организмы могут стать более или менее конкурентоспособными, а у людей может возникнуть потребность в развитии более конкурентоспособных организмов, таких как устойчивые к наводнениям или солеустойчивый сорта риса.

Они представляют собой большие неопределенности, которые необходимо раскрыть, особенно потому, что отсутствует информация о многих конкретных местных регионах, и включают неопределенности в отношении масштабов изменения климата, влияния технологических изменений на производительность, глобального спроса на продукты питания и многочисленных возможностей адаптации.

Большинство агрономов полагают, что на сельскохозяйственное производство больше всего повлияют суровость и темпы изменения климата, а не постепенные изменения климата. Если изменение будет постепенным, может быть достаточно времени для биота корректирование. Однако быстрое изменение климата может нанести вред сельскому хозяйству во многих странах, особенно в тех, которые уже страдают от довольно плохих почвенных и климатических условий, потому что времени для оптимального естественный отбор и адаптация.

Но многое остается неизвестным о том, как именно изменение климата может повлиять на сельское хозяйство и Продовольственная безопасность отчасти потому, что роль поведения фермеров плохо отражается в моделях климата сельскохозяйственных культур. Например, Эван Фрейзер, географ из Университет Гвельфа в Онтарио Канада, провел ряд исследований, которые показывают, что социально-экономический контекст сельского хозяйства может играть огромную роль в определении того, будет ли засуха оказывает большое или незначительное влияние на растениеводство.^[19][20] В некоторых случаях кажется, что даже незначительные засухи имеют большое влияние на продовольственную безопасность (например, то, что произошло в Эфиопия в начале 1980-х годов, когда небольшая засуха вызвала массовую голод ) по сравнению со случаями, когда даже относительно большие проблемы, связанные с погодой, были адаптированы без особых трудностей.^[21] Эван Фрейзер сочетает социально-экономические модели с климатическими моделями для определения «горячих точек».^[20] Одно такое исследование выявило Производство кукурузы (кукурузы) в США как особенно уязвимый к изменению климата, потому что он, как ожидается, будет подвержен более сильным засухам, но в нем нет социально-экономических условий, которые предполагают, что фермеры будут адаптироваться к этим меняющимся условиям.^[22] Вместо этого другие исследования полагаются на прогнозы ключевых агрометеорологических или агроклиматических индексов, таких как продолжительность вегетационного периода, тепловой стресс растений или начало полевых работ, определенных заинтересованными сторонами в области управления земельными ресурсами и которые предоставляют полезную информацию о механизмах, влияющих на воздействие изменения климата на сельское хозяйство.^[23][24]

Насекомые-вредители

Глобальное потепление может привести к увеличению популяций насекомых-вредителей, что нанесет ущерб урожаю таких основных культур, как пшеница, соевые бобы, и кукуруза.^[25] Несмотря на то, что более высокие температуры создают более длительный вегетационный период и более высокие темпы роста растений, они также увеличивают скорость метаболизма и количество циклов размножения популяций насекомых.^[25] Насекомые, у которых раньше было только два цикла размножения в год, могут получить дополнительный цикл, если теплые вегетационные сезоны продлятся, что вызовет бум популяции. Места с умеренным климатом и выше широты с большей вероятностью испытают резкие изменения в популяциях насекомых.^[26]

В Университет Иллинойса провели исследования, чтобы измерить влияние более высоких температур на рост растений сои и популяции японских жуков.^[27] Более высокие температуры и повышенный уровень CO₂ уровни были смоделированы для одного поля соевых бобов, а другое оставлено в качестве контроля. Эти исследования показали, что соевые бобы с повышенным содержанием CO₂ уровни росли намного быстрее и давали более высокую урожайность, но привлекали Японские жуки со значительно большей скоростью, чем контрольное поле.^[27] Жуки в поле с повышенным СО₂ также откладывали больше яиц на растениях сои и имели более продолжительную продолжительность жизни, что указывает на возможность быстрого роста популяции. ДеЛусия прогнозировал, что если проект будет продолжен, месторождение с повышенным уровнем CO₂ уровни в конечном итоге покажут более низкую урожайность, чем у контрольного поля.^[27]

Повышенный CO₂ уровни деактивировали три гена в растении сои, которые обычно создают химическую защиту от насекомых-вредителей. Одно из таких средств защиты - белок, блокирующий переваривание листьев сои насекомыми. Поскольку этот ген был деактивирован, жуки смогли переваривать гораздо большее количество растительного вещества, чем жуки на контрольном поле. Это привело к наблюдаемой более продолжительной продолжительности жизни и более высокой скорости яйцекладки в экспериментальном поле.^[27]

Стаи пустынной саранчи связаны с изменением климата

Существует несколько предлагаемых решений проблемы увеличения популяций вредителей. Одно из предлагаемых решений - увеличить количество пестицидов, используемых на будущих культурах.^[28] Преимущество этого заключается в том, что он относительно эффективен и прост, но может быть неэффективным. Многие насекомые-вредители накапливают иммунитет к этим пестицидам. Другое предлагаемое решение - использовать агенты биологической борьбы.^[28] Это включает в себя такие вещи, как посадка рядов местной растительности между рядами сельскохозяйственных культур. Это решение оказывает положительное влияние на окружающую среду. Мало того, что высаживается больше местных растений, насекомые-вредители больше не вырабатывают иммунитет к пестицидам. Однако для посадки дополнительных местных растений требуется больше места, что уничтожает дополнительные акры государственных земель. Стоимость также намного выше, чем при простом использовании пестицидов.^[29]

Саранча

Когда изменение климата приводит к более жаркой погоде в сочетании с более влажными условиями, это может привести к более разрушительным последствиям. саранча рои.^[30] Это произошло, например, в некоторых странах Восточной Африки в начале 2020 года.^[30]

Осенние совки

В падать совок, Spodoptera frugiperda, является высокоинвазивным вредным организмом растений, который в последние годы распространился на страны Африки к югу от Сахары. Распространение этого вредителя растений связано с изменением климата, поскольку эксперты подтверждают, что изменение климата приносит больше вредителей сельскохозяйственных культур в Африку, и ожидается, что эти высокоинвазивные вредители сельскохозяйственных культур распространятся на другие части планеты, поскольку они обладают высокой способностью к адаптации. в разные среды. Осенняя совка может нанести серьезный ущерб посевам, особенно кукуруза, что влияет на продуктивность сельского хозяйства.^[31]

Болезни растений

Исследования показали, что изменение климата может изменить стадии развития патогены растений которые могут повлиять на урожай.^[32] Изменение погодных условий и температуры из-за изменения климата приводит к распространению патогенов растений, поскольку хозяева мигрируют в районы с более благоприятными условиями. Это приводит к увеличению потерь урожая из-за болезней.^[32] Было предсказано, что влияние изменения климата добавит уровня сложности к выяснению того, как поддерживать устойчивое сельское хозяйство.^[32]

Наблюдаемые воздействия

Воздействие регионального изменения климата на сельское хозяйство было ограниченным.^[33] Изменения урожая фенология предоставить важные свидетельства реакции на недавнее региональное изменение климата.^[34] Фенология - это исследование природных явлений, которые периодически повторяются, и того, как эти явления связаны с климатом и сезонными изменениями.^[35] Значительный прогресс в фенологии наблюдается в сельском и лесном хозяйстве на большей части Северного полушария.^[33]

Засухи происходят чаще из-за глобального потепления, и ожидается, что они станут более частыми и интенсивными в Африке, южной Европе, на Ближнем Востоке, в большинстве стран Америки, Австралии и Юго-Восточной Азии.^[36] Их воздействие усугубляется повышенным спросом на воду, рост населения, городское расширение, и усилия по охране окружающей среды во многих областях.^[37] Засухи приводят к неурожаям и потере пастбищ для выпаса скота.^[38]

Наиболее наблюдаемые воздействия:

• Изменение характера осадков; более длительные периоды сильного дождя и засухи.
• Повышение среднего уровня температуры; более жаркое лето и теплая зима могут повлиять на циклы растений и привести к раннему цветению, меньшему опылению и повреждению от заморозков.
• Увеличение наводнения; вызывает повреждение урожая, загрязнение воды, эрозию почвы.
• Повышение уровня засухи; влияет на выживание растений и увеличивает риск лесных пожаров.
• Деградированные почвы; Системы монокультурного земледелия превращают почву в менее богатую органическими веществами среду, более подверженную эрозии и загрязнению воды.
• Растениеводческие фабрики; В промышленном сельском хозяйстве отсутствует биоразнообразие, которое влияет на жизнеспособность растений.
• Тяжелые удобрения и пестициды; вызывают загрязнение воды, воздействие химикатов и повышение затрат фермеров.^[39]

Примеры

Банановая ферма в Чинавал деревня в Район Джалгаон, Индия

По состоянию на десятилетие, начавшееся в 2010 году, во многих жарких странах процветают сельскохозяйственные отрасли.

Район Джалгаон, Индия, имеет среднюю температуру от 20,2 ° C в декабре до 29,8 ° C в мае и среднее количество осадков 750 мм / год.^[40] Он производит бананы со скоростью, которая сделала бы его седьмым по величине производителем бананов в мире, будь это страна.^[41]

В период 1990–2012 гг. Нигерия была средняя температура, которая варьировалась от минимума 24,9 ° C в январе до максимума 30,4 ° C в апреле.^[42] Согласно Продовольственная и сельскохозяйственная организация из Объединенные Нации (ФАО), Нигерия безусловно крупнейший в мире производитель батата Компания произвела более 38 миллионов тонн в 2012 году. Со второго по восьмое место по объему производства батата занимали близлежащие африканские страны, а крупнейшим неафриканским производителем - Папуа - Новая Гвинея, производя менее 1% нигерийской продукции.^[43]

В 2013 году, по данным ФАО, Бразилия и Индия были безусловно ведущими мировыми производителями сахарный тростник с общим объемом производства более 1 миллиарда тонн, или более половины мирового производства.^[44]

Летом 2018 года аномальная жара, вероятно, связанная с изменением климата, во многих частях мира, особенно в Европе, приведет к урожайности намного ниже средней. В зависимости от условий в августе может произойти больше неурожая во всем мире цены на еду.^[45] потери сравнивают с потерями 1945 года, худшего урожая на памяти. 2018 год стал третьим случаем за четыре года, когда мировое производство пшеницы, риса и кукурузы не смогло удовлетворить спрос, что вынудило правительства и пищевые компании освободить складские запасы. На прошлой неделе Индия выпустила 50% своих продовольственных запасов.Лестер Р. Браун, глава Институт Worldwatch, независимая исследовательская организация, предсказала, что цены на продукты питания вырастут в ближайшие несколько месяцев.

Согласно отчету ООН «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах»,^[46][47] к 2050 году цены на продукты питания вырастут на 80%, что, вероятно, приведет к нехватке продуктов питания. Некоторые авторы также предполагают, что нехватка продовольствия, вероятно, затронет более бедные части мира в гораздо большей степени, чем более богатые.

Чтобы предотвратить голод, нестабильность, новые волны климатические беженцы, потребуется международная помощь странам, которым не хватит денег на покупку достаточного количества еды, а также для прекращения конфликтов.^[48][49](смотрите также Адаптация к изменению климата ).

В начале 21 века наводнения, вероятно, связанные с изменением климата, сократили посевной период в регионе Среднего Запада в Соединенные Штаты, что наносит ущерб аграрному сектору. В мае 2019 года наводнение снизило прогнозируемую кукуруза доходность с 15 млрд бушелей до 14,2.^[50]

Раннее цветение

В результате глобального потепления времена цветения наступили раньше, и раннее цветение может угрожать сельскому хозяйству, поскольку угрожает выживанию и воспроизводству растений. Раннее цветение увеличивает риск повреждения заморозками некоторых видов растений и приводит к «несоответствиям» между цветением растений и взаимодействием опылителей. «Около 70% наиболее выращиваемых в мире видов сельскохозяйственных культур в той или иной степени зависят от опыления насекомыми, что, по оценкам, вносит вклад в мировую экономику в 153 миллиарда евро и составляет примерно 9% сельскохозяйственного производства».^[51] В дополнение к этому, более теплые температуры зимой вызывают цветение многих цветущих растений, потому что растениям нужна стимуляция для цветения, что обычно является длительным зимним холодом. А если растение не зацветает, оно не может воспроизводиться. «Но если зимы будут становиться мягче, растения могут не остыть достаточно, чтобы понять разницу, когда начнутся более теплые весенние температуры», - отмечает Синдония Брет-Харт, эколог растений из Университета Аляски в Фэрбенксе.^[52]

Прогнозы воздействий

Этот раздел должен быть обновлено. Причина: переход с 4-го оценочного отчета на более свежие источники. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Июль 2019)

В рамках МГЭИК Четвертый оценочный отчет, Шнайдер и другие. (2007) прогнозируемый потенциальные будущие последствия изменения климата для сельского хозяйства.^[53] С низкой или средней степенью достоверности они пришли к выводу, что при повышении средней глобальной температуры примерно на 1–3 ° C (к 2100 году по сравнению со средним уровнем 1990–2000 годов) урожайность некоторых зерновых в низких широтах снизится, а урожайность повысится в высокие широты. В Четвертом отчете об оценке МГЭИК «низкая достоверность» означает, что конкретный вывод имеет примерно 2 из 10 шансов быть правильным, основываясь на заключении экспертов. «Средняя уверенность» имеет примерно 5 из 10 шансов быть правильным.^[54] За тот же период времени со средней степенью достоверности прогнозировалось, что глобальный производственный потенциал:^[53]

• увеличить примерно до 3 ° C,
• весьма вероятно, снизится примерно до 3 ° C.

Большинство исследований глобального сельского хозяйства, оцененных Шнайдером и другие. (2007) не учли ряд критических факторов, включая изменения экстремальных явлений или распространение вредителей и болезней. Исследования также не рассматривали разработку конкретных практик или технологий для помощи адаптация к изменению климата.^[55]

В Национальный исследовательский совет США (NRC США, 2011 г.)^[56] оценил литературу о влиянии изменения климата на урожайность сельскохозяйственных культур. NRC США (2011 г.)^[57] подчеркнули неточности в своих прогнозах изменений урожайности сельскохозяйственных культур. Мета-анализ, проведенный в 2014 году, показал, что во второй половине века урожайность, как ожидается, снизится, причем в тропических регионах, чем в регионах с умеренным климатом, эффект будет сильнее.^[58]

Запись в журнал Природа Изменение климата, Мэтью Смит и Сэмюэл Майерс (2018) подсчитали, что продовольственные культуры могут сократить белок, утюг и цинк содержание в общих продовольственных культурах от 3 до 17%.^[59] Это прогнозируемый результат выращивания продуктов питания при ожидаемых уровнях углекислого газа в атмосфере к 2050 году. Использование данных Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН а также другие общедоступные источники, авторы проанализировали 225 различных основных продуктов питания, таких как пшеница, рис, кукуруза, овощи, корни и фрукты.^[60] Влияние прогнозируемых на это столетие уровней атмосферного углекислого газа на питательные качества растений не ограничивается только вышеупомянутыми категориями сельскохозяйственных культур и питательными веществами. Мета-анализ 2014 года показал, что сельскохозяйственные культуры и дикорастущие растения, подверженные повышенному содержанию углекислого газа на различных широтах, имеют более низкую плотность некоторых минералов, таких как магний, железо, цинк и калий.^[61]

Прогнозируемые изменения урожайности на разных широтах с глобальным потеплением. Этот график основан на нескольких исследованиях.[56]

Прогнозируемые изменения урожайности отдельных культур при глобальном потеплении. Этот график основан на нескольких исследованиях.[56]

Их основные оценки изменений урожайности показаны выше. Фактические изменения урожайности могут быть выше или ниже этих центральных оценок.^[57] NRC США (2011 г.)^[56] также предоставили оценку «вероятного» диапазона изменений урожайности. «Вероятно» означает более 67% вероятности быть правильным на основании экспертной оценки. Вероятные диапазоны суммированы в описаниях изображений двух графиков.

Продовольственная безопасность

Четвертый доклад об оценке МГЭИК также описывает влияние изменения климата на Продовольственная безопасность.^[62] Согласно прогнозам, может наблюдаться значительное сокращение голод глобально к 2080 г. по сравнению с (текущим) уровнем 2006 г.^[63] Снижение голода было обусловлено прогнозируемыми Социальное и экономическое развитие. Для справки: Продовольственная и сельскохозяйственная организация подсчитал, что в 2006 году число недоедающих во всем мире составляло 820 миллионов человек.^[64] Три сценарии без изменение климата (СДСВ A1, B1, B2) к 2080 году прогнозируется 100–130 миллионов недоедающих, в то время как другой сценарий без изменения климата (SRES A2) прогнозирует 770 миллионов недоедающих. Основываясь на экспертной оценке всех доказательств, эти прогнозы имели примерно 5 из 10 шансов быть верными.^[54]

Тот же набор сценариев парниковых газов и социально-экономических сценариев также использовался в прогнозах, которые включали эффекты изменения климата.^[63] Включая изменение климата, три сценария (СДСВ A1, B1, B2) прогнозируют 100–380 миллионов недоедающих к 2080 году, в то время как другой сценарий с изменением климата (СДСВ A2) прогнозирует 740–1300 миллионов недоедающих. Считалось, что эти прогнозы имеют шансы быть верными от 2 из 10 до 5 из 10.^[54]

Прогнозы также предполагали региональные изменения в глобальном распределении голода.^[63] К 2080 году К югу от Сахары может настигнуть Азия как самый неблагополучный в плане продовольственной безопасности регион в мире. В основном это связано с прогнозируемыми социальными и экономическими изменениями, а не с изменением климата.^[62]

В Южной Америке явление, известное как цикл колебаний Эль-Ниньо, между наводнениями и засухой на Тихоокеанском побережье привело к разнице в урожайности пшеницы и зерна в мире на 35%.^[65]

Глядя на четыре ключевых компонента продовольственной безопасности, мы можем увидеть влияние изменения климата. «Доступ к продуктам питания в значительной степени зависит от доходов домохозяйств и отдельных лиц, а также их возможностей и прав» (Wheeler et al., 2013). На доступ повлияли тысячи сельскохозяйственных культур, которые были уничтожены, а также то, как сообщества справляются с климатическими потрясениями и адаптируются к изменению климата. Цены на продукты питания вырастут из-за нехватки продуктов питания из-за неблагоприятных условий для растениеводства. На использование ресурсов влияют наводнения и засуха, когда водные ресурсы загрязнены, а изменение температуры создает порочные стадии и фазы болезни. На доступность влияет заражение сельскохозяйственных культур, так как в результате не будет производиться пищевой процесс для продуктов этих культур. На стабильность влияют диапазоны цен и будущие цены, поскольку некоторые источники продовольствия становятся дефицитными из-за изменения климата, поэтому цены вырастут.

Индивидуальные занятия

Прогнозы Клайна (2008)^[66]

Клайн (2008)^[66] рассмотрели, как изменение климата может повлиять на производительность сельского хозяйства в 2080-х годах. Его исследование предполагает, что не предпринимается никаких усилий по сокращению антропогенных выбросов парниковых газов, ведущих к глобальному потеплению на 3,3 ° C по сравнению с доиндустриальным уровнем. Он пришел к выводу, что изменение климата может негативно повлиять на производительность сельского хозяйства в мире, с наихудшими последствиями для развивающихся стран (см. График напротив).

Лобелл и другие. (2008a)^[67] оценили, как изменение климата может повлиять на 12 регионов с отсутствием продовольственной безопасности в 2030 году. Целью их анализа было оценить, где меры адаптации к изменению климата должны быть приоритетными. Они обнаружили, что без достаточных адаптационных мер Южная Азия и Южная Африка, вероятно, пострадают от негативных воздействий на несколько сельскохозяйственных культур, которые важны для больших групп населения, не имеющих продовольственной безопасности.

Баттисти и Нейлор (2009)^[68] рассмотрели, как повышение сезонных температур может повлиять на продуктивность сельского хозяйства. Согласно прогнозам МГЭИК, с изменением климата высокие сезонные температуры станут широко распространенными, а вероятность экстремальных температур увеличится во второй половине 21 века. Баттисти и Нейлор (2009)^[68] пришли к выводу, что такие изменения могут иметь очень серьезные последствия для сельского хозяйства, особенно в тропиках. Они предполагают, что крупные краткосрочные инвестиции в меры адаптации могут снизить эти риски.

"Изменение климата просто усиливает необходимость реформирования торговой политики для обеспечения Продовольственная безопасность потребности удовлетворяются "^[69] сказал К. Беллманн, директор программ ICTSD. Исследование 2009 ICTSD-IPC, проведенное Джоди Кин^[70] предполагает, что изменение климата может вызвать выход фермы в К югу от Сахары к 2080 году снизится на 12% - хотя в некоторых африканских странах этот показатель может достигать 60%, с экспорт сельскохозяйственной продукции снижение почти на одну пятую в других. Адаптация к изменение климата Исследование показало, что это может стоить сельскохозяйственному сектору 14 миллиардов долларов в год во всем мире.

Региональные воздействия

Африка

Африканское растениеводство. Необработанные данные из ООН.^[1]

Сельское хозяйство является особенно важным сектором в Африке, вносящим вклад в жизнеобеспечение и экономику всего континента. В среднем сельское хозяйство в странах Африки к югу от Сахары дает 15% от общего ВВП.^[71] География Африки делает ее особенно уязвимой к изменению климата, и 70% населения полагаются на богарное земледелие для их средств к существованию. Мелкий фермер Фермы составляют 80% обрабатываемых земель в Африке к югу от Сахары.^[71] Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) (2007: 13)^[72] прогнозирует, что изменчивость и изменение климата серьезно подорвут продуктивность сельского хозяйства и доступ к продовольствию. Этому прогнозу была присвоена "высокая степень достоверности". Системы земледелия, животноводство и рыболовство будут подвергаться большему риску заражения вредителями и болезнями в результате будущего изменения климата.^[73] Программа исследований по изменению климата, сельскому хозяйству и продовольственной безопасности (CCAFS) определила, что вредители сельскохозяйственных культур уже составляют примерно 1/6 часть потерь продуктивности фермерских хозяйств.^[73] Точно так же изменение климата ускорит распространение вредителей и болезней и увеличит частоту возникновения особо опасных явлений.^[73] Воздействие изменения климата на сельскохозяйственное производство в Африке будет иметь серьезные последствия для продовольственной безопасности и средств к существованию. В период с 2014 по 2018 год в Африке был самый высокий уровень отсутствия продовольственной безопасности в мире.^[74]

Восточная Африка

Ожидается, что в Восточной Африке изменение климата приведет к увеличению частоты и интенсивности засух и наводнений, что может оказать неблагоприятное воздействие на сельскохозяйственный сектор. Изменение климата будет по-разному влиять на сельскохозяйственное производство в Восточной Африке. Исследования Международного института исследований продовольственной политики (IFPRI) предполагают увеличение урожайности кукурузы на большей части Восточной Африки, но снижение урожайности в некоторых частях Эфиопии, Демократической Республики Конго (ДРК), Танзании и северной Уганды.^[75] Прогнозы изменения климата также, как ожидается, снизят способность возделываемых земель производить урожай высокого качества и количества.^[76]

В Танзания в настоящее время нет четкого сигнала в будущих климатических прогнозах для осадков.^[77] Однако существует более высокая вероятность сильных дождей в будущем.^[77]

Изменение климата в Кении Ожидается, что это окажет сильное воздействие на сельскохозяйственный сектор, который преимущественно орошается дождем и поэтому очень уязвим к изменениям температуры и режима осадков, а также к экстремальным погодным явлениям.^[78] Воздействие, вероятно, будет особенно выражено на засушливых и полузасушливых землях (ASAL), где животноводство является ключевым видом экономической деятельности и средств к существованию. В ASAL более 70% падежа домашнего скота является результатом засухи. ^[78] В течение следующих 10 лет 52% поголовья крупного рогатого скота ASAL подвержены риску гибели из-за экстремального температурного стресса.^[79]

Южная Африка

Изменение климата усугубит уязвимость сельскохозяйственного сектора в большинстве стран юга Африки, который и так ограничен плохой инфраструктурой и отставанием в использовании технологических ресурсов и инноваций.^[80] Кукуруза составляет почти половину обрабатываемых земель в южной части Африки, и в условиях будущего изменения климата урожайность может снизиться на 30%.^[81] Повышение температуры также способствует широкому распространению сорняков и вредителей.^[82] В декабре 2019 года 45 миллионов человек на юге Африки нуждались в помощи из-за неурожая. Засуха снижает поток воды в Виктории, падает на 50%. В области участились засухи.^[83]

Западная Африка

Изменение климата существенно повлияет на сельское хозяйство в Западной Африке за счет увеличения разнообразия производства, доступа и наличия продуктов питания.^[84] В этом регионе уже наблюдается уменьшение количества осадков вдоль побережья Нигерии, Сьерра-Леоне, Гвинеи и Либерии.^[85] Это привело к снижению урожайности, заставляя фермеров искать новые районы для выращивания.^[86] Основные сельскохозяйственные культуры, такие как кукуруза, рис и сорго, пострадают от незначительных дождей, что может привести к ухудшению продовольственной безопасности.^[87]

Центральная Африка
Ожидается, что более интенсивные осадки, продолжительные периоды засухи и высокие температуры негативно скажутся на производстве маниоки, кукурузы и фасоли в Центральной Африке.^[88] Ожидается, что наводнения и эрозия повредят и без того ограниченную транспортную инфраструктуру в регионе, что приведет к потерям после уборки урожая.^[88] Экспорт экономических культур, таких как кофе и какао, растет в регионе, но эти культуры очень уязвимы к изменению климата.^[88] Конфликты и политическая нестабильность повлияли на вклад сельского хозяйства в региональный ВВП, и это влияние будет усугубляться климатическими рисками.^[89]

Азия

В Восток и Юго-Восточная Азия, IPCC (2007: 13)^[72] прогнозировал, что урожайность к середине 21 века может вырасти до 20%. В Центральная и Южная Азия, согласно прогнозам, урожайность может снизиться до 30% за тот же период времени. Этим прогнозам была присвоена "средняя достоверность". В совокупности прогнозировалось, что риск голода останется очень высоким в нескольких развивающихся странах.

Более подробный анализ урожайности риса по Международный научно-исследовательский институт риса прогнозируют 20% -ное снижение урожайности по региону на каждый градус Цельсия повышения температуры. Рис становится стерильным, если во время цветения подвергаться воздействию температур выше 35 градусов более одного часа, и, следовательно, не дает зерна.^[90][91]

Глобальное потепление на 1,5 ° C уменьшит ледяную массу высокогорья Азии примерно на 29-43%,^[92] с воздействием на доступность воды и, следовательно, на семьи и сообщества, средства к существованию которых зависят от талых ледниковых и снеговых вод. В бассейне реки Инда эти горные водные ресурсы обеспечивают до 60% орошения вне сезона дождей и дополнительно 11% от общего урожая.^[93] В бассейне Ганга зависимость от таяния ледников и снега ниже, но остается критической для орошения некоторых сельскохозяйственных культур в засушливый сезон.

Исследование 2013 г. Международный научно-исследовательский институт сельскохозяйственных культур полузасушливых тропиков (ИКРИСАТ ) направлена ​​на поиск научно обоснованных подходов и методов, ориентированных на бедных, которые позволят сельскохозяйственным системам Азии справиться с изменением климата, принося пользу бедным и уязвимым фермерам. Рекомендации исследования варьировались от улучшения использования климатической информации в местном планировании и усиления агроконсультационных услуг, основанных на погодных условиях, до стимулирования диверсификации доходов сельских домашних хозяйств и предоставления фермерам стимулов для принятия мер по сохранению природных ресурсов для увеличения лесного покрова, пополнения запасов грунтовых вод и использовать Возобновляемая энергия.^[94] Исследование 2014 года показало, что потепление привело к увеличению урожайности кукурузы в Хэйлунцзян регион Китая увеличивался от 7 до 17% за десятилетие в результате повышения температуры.^[95]

Из-за изменения климата домашний скот производство будет уменьшено в Бангладеш болезнями, нехваткой кормов, тепловым стрессом и стратегиями разведения.^[96]

Эти вопросы, связанные с сельским хозяйством, важно учитывать, поскольку страны Азии полагаются на этот сектор для экспорта в другие страны. Это, в свою очередь, способствует дальнейшей деградации земель, чтобы удовлетворить этот глобальный спрос, что, в свою очередь, вызывает каскадные экологические последствия.^{[нужна цитата ]} Экологический фактор # Социально-экономические факторы

Австралия и Новая Зеландия

Хеннесси и другие.. (2007:509)^[97] оценил литературу для Австралия и Новая Зеландия. They concluded that without further adaptation to climate change, projected impacts would likely be substantial: By 2030, production from agriculture and лесное хозяйство was projected to decline over much of southern and eastern Australia, and over parts of eastern New Zealand; In New Zealand, initial benefits were projected close to major rivers and in western and southern areas. Хеннесси и другие.. (2007:509)^[97] placed high confidence in these projections.

Европа

With high confidence, IPCC (2007:14)^[72] projected that in Южная Европа, climate change would reduce crop productivity. В Центральная и Восточная Европа, forest productivity was expected to decline. В Северная Европа, the initial effect of climate change was projected to increase crop yields. 2019 год Европейское агентство по окружающей среде report "Climate change adaptation in the agricultural sector in Europe" again confirmed this. According to this 2019 report, projections indicate that yields of non-irrigated crops like wheat, corn and sugar beet would decrease in southern Europe by up to 50% by 2050 (under a high-end emission scenario). This could result in a substantial decrease in farm income by that date. Also farmland values are projected to decrease in parts of southern Europe by more than 80% by 2100, which could result in land abandonment. The trade patterns are also said to be impacted, in turn affecting agricultural income. Also, increased food demand worldwide could exert pressure on food prices in the coming decades.^[98]

В 2020 году Евросоюз с Scientific Advice Mechanism published a detailed review of the EU's policies related to the food system, especially the Общая сельскохозяйственная политика и Общая политика в области рыболовства, in relation to their sustainability.^[99]

Латинская Америка

The major agricultural products of Латиноамериканская regions include домашний скот and grains, such as кукуруза, пшеница, соевые бобы, и рис.^[100][101] Increased temperatures and altered hydrological cycles are predicted to translate to shorter growing seasons, overall reduced biomass production, and lower grain yields.^[101][102] Бразилия, Мексика и Аргентина alone contribute 70-90% of the total agricultural production in Latin America.^[101] In these and other dry regions, maize production is expected to decrease.^[100][101] A study summarizing a number of impact studies of climate change on agriculture in Latin America indicated that wheat is expected to decrease in Brazil, Argentina and Уругвай.^[101] Livestock, which is the main agricultural product for parts of Argentina, Uruguay, southern Brazil, Венесуэла, и Колумбия is likely to be reduced.^[100][101] Variability in the degree of production decrease among different regions of Latin America is likely.^[100] For example, one 2003 study that estimated future maize production in Latin America predicted that by 2055 maize in eastern Brazil will have moderate changes while Venezuela is expected to have drastic decreases.^[100]

Suggested potential adaptation strategies to mitigate the impacts of global warming on agriculture in Latin America include using plant breeding technologies and installing irrigation infrastructure.^[101]

Climate justice and subsistence farmers

Several studies that investigated the impacts of climate change on agriculture in Latin America suggest that in the poorer countries of Латинская Америка, agriculture composes the most important economic sector and the primary form of sustenance for small farmers.^{[100][101][102][103]} Кукуруза is the only grain still produced as a sustenance crop on small farms in Latin American nations.^[101] Scholars argue that the projected decrease of this grain and other crops will threaten the welfare and the economic development of subsistence communities in Latin America.^{[100][101][102]} Food security is of particular concern to rural areas that have weak or non-existent food markets to rely on in the case food shortages.^[104]

According to scholars who considered the environmental justice implications of climate change, the expected impacts of climate change on subsistence farmers in Latin America and other developing regions are unjust for two reasons.^[103][105] First, subsistence farmers in developing countries, including those in Latin America are disproportionately vulnerable to climate change^[105] Second, these nations were the least responsible for causing the problem of anthropogenic induced climate.^[105]

According to researchers John F. Morton and T. Roberts, disproportionate vulnerability to climate disasters is socially determined.^[103][105] For example, socioeconomic and policy trends affecting smallholder and subsistence farmers limit their capacity to adapt to change.^[103] According to W. Baethgen who studied the vulnerability of Latin American agriculture to climate change, a history of policies and economic dynamics has negatively impacted rural farmers.^[101] During the 1950s and through the 1980s, high inflation and appreciated real exchange rates reduced the value of agricultural exports.^[101] As a result, farmers in Latin America received lower prices for their products compared to world market prices.^[101] Following these outcomes, Latin American policies and national crop programs aimed to stimulate agricultural intensification.^[101] These national crop programs benefitted larger commercial farmers more. In the 1980s and 1990s low world market prices for cereals and livestock resulted in decreased agricultural growth and increased rural poverty.^[101]

In the book, Fairness in Adaptation to Climate Change, the authors describe the global injustice of climate change between the rich nations of the north, who are the most responsible for global warming and the southern poor countries and minority populations within those countries who are most vulnerable to climate change impacts.^[105]

Adaptive planning is challenged by the difficulty of predicting local scale climate change impacts.^[103] An expert that considered opportunities for climate change adaptation for rural communities argues that a crucial component to adaptation should include government efforts to lessen the effects of food shortages and famines.^[106] This researcher also claims that planning for equitable adaptation and agricultural sustainability will require the engagement of farmers in decision making processes.^[106]

Северная Америка

A number of studies have been produced which assess the impacts of climate change on agriculture in Северная Америка. The IPCC Fourth Assessment Report of agricultural impacts in the region cites 26 different studies.^[107] With high confidence, IPCC (2007:14–15)^[72] projected that over the first few decades of this century, moderate climate change would increase aggregate yields of rain-fed agriculture by 5–20%, but with important variability among regions. Major challenges were projected for crops that are near the warm end of their suitable range or which depend on highly utilized water resources.

Droughts are becoming more frequent and intense in arid and semiarid western North America as temperatures have been rising, advancing the timing and magnitude of spring snow melt floods and reducing river flow volume in summer.^[108] Direct effects of climate change include increased heat and water stress, altered crop фенология, and disrupted symbiotic interactions. These effects may be exacerbated by climate changes in river flow, and the combined effects are likely to reduce the abundance of native trees in favour of non-native травянистый and drought-tolerant competitors, reduce the habitat quality for many native animals, and slow litter decomposition and питательное вещество кататься на велосипеде. Climate change effects on human water demand and irrigation may intensify these effects.^[109]

The US Global Change Research Program (2009) assessed the literature on the impacts of climate change on agriculture in the United States, finding that many crops will benefit from increased atmospheric CO
2 concentrations and low levels of warming, but that higher levels of warming will negatively affect growth and yields; that extreme weather events will likely reduce crop yields; который weeds, болезни и насекомое вредители will benefit from warming, and will require additional вредитель и борьба с сорняками; and that increasing CO
2 concentrations will reduce the land's ability to supply adequate livestock feed, while increased heat, disease, and weather extremes will likely reduce livestock productivity.^[110]

Полярные регионы

Anisimov и другие.. (2007:655)^[111] assessed the literature for the Полярный регион (Арктический и Антарктида ). With medium confidence, they concluded that the benefits of a less severe climate were dependent on local conditions. One of these benefits was judged to be increased agricultural and forestry opportunities.

Хранитель reported on how climate change had affected agriculture in Iceland. Rising temperatures had made the widespread sowing of ячмень possible, which had been untenable twenty years ago. Some of the warming was due to a local (possibly temporary) effect via ocean currents from the Caribbean, which had also affected fish stocks.^[112]

Small islands

In a literature assessment, Mimura и другие. (2007:689)^[113] concluded that on small islands, пропитание и commercial agriculture would very likely be adversely affected by climate change. This projection was assigned "high confidence."

Борьба с бедностью

Исследователи из Институт зарубежного развития (ODI) have investigated the potential impacts climate change could have on agriculture, and how this would affect attempts at alleviating poverty in the Развивающийся мир.^[114] They argued that the effects from moderate climate change are likely to be mixed for developing countries. However, the vulnerability of the poor in developing countries to short-term impacts from climate change, notably the increased frequency and severity of adverse weather events is likely to have a negative impact. This, they say, should be taken into account when defining agricultural policy.^[114]

Crop development models

Models for climate behavior are frequently inconclusive. In order to further study effects of global warming on agriculture, other types of models, such as crop development models, yield prediction, quantities of water or fertilizer consumed, can be used. Such models condense the knowledge accumulated of the climate, soil, and effects observed of the results of various методы ведения сельского хозяйства. They thus could make it possible to test strategies of adaptation to modifications of the environment.

Because these models are necessarily simplifying natural conditions (often based on the assumption that weeds, disease and insect вредители are controlled), it is not clear whether the results they give will have an в поле реальность. However, some results are partly validated with an increasing number of experimental results.

Other models, such as insect and disease development models based on climate projections are also used (for example simulation of тля reproduction or septoria (cereal fungal disease) development).

Scenarios are used in order to estimate climate changes effects on crop development and yield. Each scenario is defined as a set of метеорологический variables, based on generally accepted projections. For example, many models are running simulations based on doubled углекислый газ projections, temperatures raise ranging from 1 °C up to 5 °C, and with rainfall levels an increase or decrease of 20%. Other parameters may include влажность, wind, and solar activity. Scenarios of crop models are testing farm-level adaptation, such as sowing date shift, climate adapted species (яровизация need, heat and cold resistance), орошение and fertilizer adaptation, resistance to disease. Most developed models are about wheat, maize, rice and соя.

Effect on growing period

Duration of crop рост циклы are above all, related to temperature. An increase in temperature will speed up development.^[115] In the case of an annual crop, the duration between sowing и harvesting will shorten (for example, the duration in order to harvest corn could shorten between one and four weeks). The shortening of such a cycle could have an adverse effect on productivity because старение would occur sooner.^[116]

Effect of elevated carbon dioxide on crops

Elevated atmospheric carbon dioxide affects plants in a variety of ways. Повышенный CO₂ increases crop yields and growth through an increase in photosynthetic rate, and it also decreases water loss as a result of stomatal closing.^[117] It limits the vaporization of water reaching the stem of the plant. "Crassulacean Acid Metabolism" oxygen is all along the layer of the leaves for each plant leaves taking in CO₂and release O₂. The growth response is greatest in C₃ растения, C₄ растения, are also enhanced but to a lesser extent, and CAM Plants are the least enhanced species.^[118] The stoma in these "CAM plant" stores remain shut all day to reduce exposure. rapidly rising levels of carbon dioxide in the atmosphere affect plants' absorption of nitrogen, which is the nutrient that restricts crop growth in most terrestrial ecosystems. Today's concentration of 400 ppm plants are relatively starved for nutrition. The optimum level of CO2 for plant growth is about 5 times higher. Increased mass of CO2 increases фотосинтез, this CO2 potentially stunts the growth of the plant. It limit's the снижение that crops lose through испарение.

Increase in global temperatures will cause an increase in evaporation rates and annual evaporation levels. Increased evaporation will lead to an increase in storms in some areas, while leading to accelerated drying of other areas. These storm impacted areas will likely experience increased levels of precipitation and increased flood risks, while areas outside of the storm track will experience less precipitation and increased risk of droughts.^[119] Water stress affects plant development and quality in a variety of ways first off drought can cause poor germination and impaired seedling development in plants.^[120] At the same time plant growth relies on cellular division, cell enlargement, and differentiation. Drought stress impairs mitosis and cell elongation via loss of тургорное давление which results in poor growth.^[121] Development of leaves is also dependent upon turgor pressure, concentration of nutrients, and carbon assimilates all of which are reduced by drought conditions, thus drought stress lead to a decrease in leaf size and number.^[121] Plant height, biomass, leaf size and stem girth has been shown to decrease in Maize under water limiting conditions.^[121] Crop yield is also negatively effected by drought stress, the reduction in crop yield results from a decrease in photosynthetic rate, changes in leaf development, and altered allocation of resources all due to drought stress.^[121] Crop plants exposed to drought stress suffer from reductions in leaf water potential and transpiration rate, however water-use efficiency has been shown to increase in some crop plants such as wheat while decreasing in others such as potatoes.^{[122][123][121]} Plants need water for the uptake of nutrients from the soil, and for the transport of nutrients throughout the plant, drought conditions limit these functions leading to stunted growth. Drought stress also causes a decrease in photosynthetic activity in plants due to the reduction of photosynthetic tissues, stomatal closure, and reduced performance of photosynthetic machinery. This reduction in photosynthetic activity contributes to the reduction in plant growth and yields.^[121] Another factor influencing reduced plant growth and yields include the allocation of resources; following drought stress plants will allocate more resources to roots to aid in water uptake increasing root growth and reducing the growth of other plant parts while decreasing yields.^[121]

Effect on quality

According to the IPCC's TAR, "The importance of climate change impacts on grain and forage quality emerges from new research. Climate change can alter the adequacy ratios for specific macronutrients, carbohydrates and protein.^[124] For rice, the amylose content of the grain—a major determinant of cooking quality—is increased under elevated CO₂" (Conroy et al., 1994). Cooked rice grain from plants grown in high-CO
2 environments would be firmer than that from today's plants. However, concentrations of iron and zinc, which are important for human nutrition, would be lower (Seneweera and Conroy, 1997). Moreover, the protein content of the grain decreases under combined increases of temperature and CO₂ (Ziska et al., 1997).^[125] Исследования с использованием ЛИЦО have shown that increases in CO₂ lead to decreased concentrations of micronutrients in crop and non-crop plants with negative consequences for human nutrition,^[126][61] including decreased B vitamins in rice.^[127][128] This may have knock-on effects on other parts of экосистемы as herbivores will need to eat more food to gain the same amount of protein.^[129]

Studies have shown that higher CO₂ levels lead to reduced plant uptake of nitrogen (and a smaller number showing the same for trace elements such as zinc) resulting in crops with lower nutritional value.^{[130][131][132]} This would primarily impact on populations in poorer countries less able to compensate by eating more food, more varied diets, or possibly taking supplements.

Reduced nitrogen content in grazing plants has also been shown to reduce animal productivity in sheep, which depend on microbes in their gut to digest plants, which in turn depend on nitrogen intake.^[130] Because of the lack of water available to crops in warmer countries they struggle to survive as they suffer from dehydration, taking into account the increasing demand for water outside of agriculture as well as other agricultural demands.^[133]

Effect of hail

In North America, fewer hail days will occur overall due to climate change, but storms with larger hail might become more common (including hail that is larger than 1.6-inch).^[134][135] Hail that is larger than 1.6-inch can quite easily break (glass) greenhouses.^[136]

Agricultural surfaces

Climate change may increase the amount of пахотная земля in high-latitude region by reduction of the amount of frozen lands. A 2005 study reports that temperature in Siberia has increased three-degree Celsius in average since 1960 (much more than the rest of the world).^[137] However, reports about the impact of global warming on Russian agriculture^[138] indicate conflicting probable effects: while they expect a northward extension of farmable lands,^[139] they also warn of possible productivity losses and increased risk of drought.^[140]

Sea levels are expected to get up to one meter higher by 2100, though this projection is disputed. A rise in the sea level would result in an agricultural land loss, in particular in areas such as Юго-Восточная Азия. Эрозия, submergence of shorelines, соленость из уровень грунтовых вод due to the increased sea levels, could mainly affect agriculture through наводнение из low-lying lands.

Low-lying areas such as Bangladesh, India and Vietnam will experience major loss of rice crop if sea levels rise as expected by the end of the century. Vietnam for example relies heavily on its southern tip, where the Mekong Delta lies, for rice planting. Any rise in sea level of no more than a meter will drown several km² of rice paddies, rendering Vietnam incapable of producing its main staple and export of rice.^[141]

Erosion and fertility

The warmer atmospheric temperatures observed over the past decades are expected to lead to a more vigorous hydrological cycle, including more extreme rainfall events. Эрозия и деградация почвы is more likely to occur. Почва плодородие would also be affected by global warming. Increased erosion in agricultural landscapes from anthropogenic factors can occur with losses of up to 22% of soil carbon in 50 years.^[142] However, because the ratio of soil organic carbon to nitrogen is mediated by soil biology such that it maintains a narrow range, a doubling of soil organic carbon is likely to imply a doubling in the storage of азот in soils as organic nitrogen, thus providing higher available nutrient levels for plants, supporting higher yield potential. The demand for imported fertilizer nitrogen could decrease, and provide the opportunity for changing costly оплодотворение стратегии.

Due to the extremes of climate that would result, the increase in precipitations would probably result in greater risks of erosion, whilst at the same time providing soil with better hydration, according to the intensity of the rain. The possible evolution of the органическая материя in the soil is a highly contested issue: while the increase in the temperature would induce a greater rate in the production of минералы, lessening the органическое вещество почвы content, the atmospheric CO₂ concentration would tend to increase it.

Pests, diseases and weeds

A very important point to consider is that weeds would undergo the same acceleration of cycle as cultivated crops, and would also benefit from carbonaceous fertilization. Since most weeds are C3 plants, they are likely to compete even more than now against C4 crops such as corn. However, on the other hand, some results make it possible to think that weedkillers could increase in effectiveness with the temperature increase.^[143]

Global warming would cause an increase in rainfall in some areas, which would lead to an increase of atmospheric humidity and the duration of the влажные сезоны. Combined with higher temperatures, these could favour the development of fungal болезни. Similarly, because of higher temperatures and humidity, there could be an increased pressure from insects and переносчики болезней.

Glacier retreat and disappearance

The continued retreat of glaciers will have a number of different quantitative impacts. In the areas that are heavily dependent on сток воды из ледники that melt during the warmer summer months, a continuation of the current retreat will eventually deplete the glacial ice and substantially reduce or eliminate runoff. A reduction in runoff will affect the ability to орошать crops and will reduce summer stream flows necessary to keep dams and reservoirs replenished.

Approximately 2.4 billion people live in the водосборный бассейн of the Himalayan rivers.^[144] Индия, Китай, Пакистан, Афганистан, Бангладеш, Непал и Мьянма could experience floods followed by severe droughts in coming decades.^[145] В Индия alone, the Ganges provides water for drinking and farming for more than 500 million people.^[146][147] The west coast of North America, which gets much of its water from glaciers in mountain ranges such as the скалистые горы и Сьерра-Невада, also would be affected.^[148]

Ozone and UV-B

Some scientists think agriculture could be affected by any decrease in стратосферный озон, which could increase biologically dangerous ultraviolet radiation B. Excess ultraviolet radiation B can directly affect физиология растений and cause massive amounts of мутации, and indirectly through changed опылитель behavior, though such changes are not simple to quantify.^[149] However, it has not yet been ascertained whether an increase in greenhouse gases would decrease stratospheric ozone levels.

In addition, a possible effect of rising temperatures is significantly higher levels of приземный озон, which would substantially lower yields.^[150]

ENSO effects on agriculture

ENSO (Эль-Ниньо Южное колебание ) will affect monsoon patterns more intensely in the future as climate change warms up the ocean's water. Crops that lie on the equatorial belt or under the tropical Walker circulation, such as rice, will be affected by varying monsoon patterns and more unpredictable weather. Scheduled planting and harvesting based on weather patterns will become less effective.

Areas such as Indonesia where the main crop consists of rice will be more vulnerable to the increased intensity of ENSO effects in the future of climate change. University of Washington professor, David Battisti, researched the effects of future ENSO patterns on the Indonesian rice agriculture using [IPCC]'s 2007 annual report^[151] and 20 different logistical models mapping out climate factors such as wind pressure, sea-level, and humidity, and found that rice harvest will experience a decrease in yield. Bali and Java, which holds 55% of the rice yields in Indonesia, will be likely to experience 9–10% probably of delayed monsoon patterns, which prolongs the hungry season. Normal planting of rice crops begin in October and harvest by January. However, as climate change affects ENSO and consequently delays planting, harvesting will be late and in drier conditions, resulting in less potential yields.^[152]

Mitigation and adaptation

In developed countries

Several mitigation measures for use in developed countries have been proposed:^[153]

• breeding more resilient crop varieties, and diversification of crop species
• using improved agroforestry species
• capture and retention of rainfall, and use of improved irrigation practices
• Increasing forest cover and Агролесоводство
• use of emerging water harvesting techniques (such as contour trenching, ...)

In developing countries

В межправительственная комиссия по изменению климата (IPCC ) has reported that agriculture is responsible for over a quarter of total global greenhouse gas emissions.^[154] Given that agriculture's share in global валовой внутренний продукт (GDP) is about 4%, these figures suggest that agricultural activities produce high levels of парниковые газы. Innovative agricultural practices and technologies can play a role in климат change mitigation^[155] и adaptation. This adaptation and mitigation potential is nowhere more pronounced than in developing countries where agricultural productivity remains low; poverty, vulnerability and food insecurity remain high; and the direct effects of climate change are expected to be especially harsh. Creating the necessary agricultural technologies and harnessing them to enable developing countries to adapt their agricultural systems to changing climate will require innovations in policy and institutions as well. In this context, institutions and policies are important at multiple scales.

Travis Lybbert and Daniel Sumner suggest six policy principles:^[156]

1. The best policy and institutional responses will enhance information flows, incentives and flexibility.
2. Policies and institutions that promote economic development and reduce poverty will often improve agricultural adaptation and may also pave the way for more effective climate change mitigation through agriculture.
3. Business as usual among the world's poor is not adequate.
4. Existing technology options must be made more available and accessible without overlooking complementary capacity and investments.
5. Adaptation and mitigation in сельское хозяйство will require local responses, but effective policy responses must also reflect global impacts and inter-linkages.
6. Торговля will play a critical role in both mitigation and adaptation, but will itself be shaped importantly by climate change.

The Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP)^[157] was developed in 2010 to evaluate agricultural models and intercompare their ability to predict climate impacts. In sub-Saharan Africa and South Asia, South America and East Asia, AgMIP regional research teams (RRTs) are conducting integrated assessments to improve understanding of agricultural impacts of climate change (including biophysical and экономические последствия ) at national and regional scales. Other AgMIP initiatives include global gridded modeling, data and information technology (IT) tool development, simulation of crop pests and diseases, site-based crop-climate sensitivity studies, and aggregation and scaling.

One of the most important projects to mitigate climate change with agriculture and adapting agriculture to climate change at the same time, was launched in 2019 by the "Global EverGreening Alliance". The initiative was announced in the Саммит ООН по борьбе с изменением климата 2019 г.. One of the main methods is Агролесоводство. Another important method is Conservation farming. One of the targets is to sequester carbon from the atmosphere. By 2050 the restored land should sequestrate 20 billion of carbon annually. The coalition wants, among other, to recover with trees a territory of 5.75 million square kilometres, achieve a health tree - grass balance on a territory of 6.5 million square kilometres and increase carbon capture in a territory of 5 million square kilometres.

The first phase is the "Grand African Savannah Green Up" project. Already millions families implemented these methods, and the average territory covered with trees in the farms in Сахель increased to 16%.^[158]

Климатически оптимизированное сельское хозяйство

Impact of agriculture on climate change

Этот раздел должен быть обновлено. The reason given is: it needs more recent info e.g. on plowing and soil. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Июль 2019)

Greenhouse gas emissions from agriculture, by region, 1990-2010

The agricultural sector is a driving force in the gas emissions and land use effects thought to cause climate change. In addition to being a significant user of земельные участки and consumer of ископаемое топливо, agriculture contributes directly to парниковый газ emissions through practices such as rice production and the raising of livestock;^[164] согласно межправительственная комиссия по изменению климата, the three main causes of the increase in greenhouse gases observed over the past 250 years have been fossil fuels, land use, and agriculture.^[165]

Землепользование

Agriculture contributes to greenhouse gas increases through land use in four main ways:

• CO₂ releases linked to вырубка леса
• Methane releases from выращивание риса
• Methane releases from enteric fermentation in cattle
• Оксид азота releases from удобрение заявление

Together, these agricultural processes comprise 54% of выбросы метана, roughly 80% of nitrous oxide emissions, and virtually all carbon dioxide emissions tied to land use.^[166]

The planet's major changes to растительного покрова since 1750 have resulted from вырубка леса в умеренные регионы: when forests and woodlands are cleared to make room for fields and пастбища, то альбедо of the affected area increases, which can result in either warming or cooling effects, depending on local conditions.^[167] Deforestation also affects regional carbon reuptake, which can result in increased concentrations of CO₂, the dominant greenhouse gas.^[168] Land-clearing methods such as рубить и сжигать compound these effects by burning biomatter, which directly releases greenhouse gases and particulate matter such as сажа в воздухе.

Домашний скот

Livestock and livestock-related activities such as deforestation and increasingly fuel-intensive farming practices are responsible for over 18%^[169] of human-made greenhouse gas emissions, including:

• 9% of global углекислый газ выбросы
• 35–40% of global метан emissions (chiefly due to enteric fermentation и навоз )
• 64% of global nitrous oxide emissions (chiefly due to удобрение использовать.^[169])

Livestock activities also contribute disproportionately to land-use effects, since crops such as кукуруза и люцерна are cultivated in order to feed the animals.

В 2010, enteric fermentation accounted for 43% of the total greenhouse gas emissions from all agricultural activity in the world.^[170] The meat from ruminants has a higher carbon equivalent footprint than other meats or vegetarian sources of protein based on a global meta-analysis of lifecycle assessment studies.^[171] Methane production by animals, principally ruminants, is estimated 15-20% global production of methane.^[172][173]

Worldwide, livestock production occupies 70% of all land used for agriculture, or 30% of the land surface of the Earth.^[169] The way livestock is grazed also decides the fertility of the land in the future, not circulating grazing can lead to unhealthy soil and the расширение of livestock farms affects the habitats of local animals and has led to the drop in population of many local species from being displaced.

Fertilizer production

Эрозия почвы

Large scale farming can cause large amounts of soil erosion, causing between 25 and 40 percent of soil to reach water sources, with it carrying the pesticides and fertilizers used by farmers, thus polluting bodies of water further.^[175] The trend to constantly bigger farms has been highest in United States and Europe, due to financial arrangements, contract farming. Bigger farms tend to favour monocultures, overuse water resources, accelerate the вырубка леса and a decline in качество почвы. A study from 2020 by the International Land Coalition, вместе с Oxfam and World Inequality Lab found that 1% of the land owners manage 70% of the world's farmland. The highest discrepance can be found in Latin America: The poorest 50% own just 1% of the land. Small landowners, as individuals or families, tend to be more cautious in land use. The proportion of small landowners however, is increasingly decreasing since the 1980ties. Currently, the largest share of smallholdings can be found in Asia and Africa.^[176]

Смотрите также

• Агроэкология
• Aridification
• Biochar
• Изменение климата и инвазивные виды
• Climate change and meat production
• Устойчивость к изменению климата
• Экологические проблемы с сельским хозяйством
• Fisheries and Climate Change
• Продовольственная безопасность
• Глобальное потепление и вино
• International Assessment of Agricultural Science and Technology for Development addressing the links between climate change & agriculture
• Land Allocation Decision Support System – a research tool that is used to test how climate change may affect agriculture (e.g. yield and quality)
• Мальтузианская катастрофа
• Отступление ледников с 1850 г.
• Слэш-и-символ
• Terra preta
• Водный кризис

Рекомендации

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

• Изменение климата на Продовольственная и сельскохозяйственная организация веб-сайта Организации Объединенных Наций.
• Отчет о взаимосвязи между изменением климата, сельским хозяйством и продовольственной безопасностью посредством Международный научно-исследовательский институт продовольственной политики
• Изменение климата, рис и азиатское сельское хозяйство: 12 вещей, которые нужно знать Азиатский банк развития
• LADSS - Изменение климата и сельское хозяйство - Мы задаем правильные вопросы?
• Хранитель освещение изменения климата часто включает дискуссии о продовольственной безопасности
• "История сельского хозяйства и изменения климата в РКИК ООН "инфографика
• Как изменение климата угрожает сельскому хозяйству? раздел официальной популяризированной версии IAASTD сводный отчет (2008 г.)
• Воздействие изменения климата на европейские леса и варианты адаптации (2008)
• Изменение климата, сельское хозяйство и продовольственная безопасность (Консультативная группа по международным сельскохозяйственным исследованиям )