《研究人员报告称,到2050年,由于气候变化导致美国的一些水域耗竭,灌溉作物产量下降,西南地区的棉花和饲料将会大大减少。》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2017-07-31
  • 麻省理工学院气候学家、经济学家和农业专家的一项新研究发现,由于气候变化对灌溉的影响,到2050年,该国的某些受关注地区将面临严重的作物产量下降。研究人员的数据显示,受影响最严重的地区将是西南地区。这个地区本已是该国水力不足的一个地区,预计本世纪中期其降水量仍会减少。该地区降雨量的减少意味着灌溉区域的水域径流减少。这项研究项目显示,尤其是在西南和亚利桑那州南部,主要灌溉作物即棉花的产量将下降到最佳灌溉条件下作物产量的10%以下。同样,由于进一步的气候导致的水资源短缺,在犹他州种植的玉米目前只能获得40%的最佳预期产量,将会随着气候变化降至其产量的10%。在西北地区,大流域地区的水资源短缺将导致灌溉草料的大量减少,比如干草、稻草、以及其他用于牲畜饲养的作物。然而,研究人员预测南部平原水资源灌溉压力的减少,将导致灌溉高粱和大豆产量的提高。研究人员发现,若积极减少温室气体和缓解气候变化,可避免缺水及其相关的棉花和饲料减少。麻省理工学院全球变化科学与政策联合计划的研究科学家Elodie Blanc说:“在西南地区,灌溉用水量早已是一个关注点。如果我们改善这些情况,将会防止与美国西部气候变化的相关压力变大及径流的严重下降。但如果我们什么都不做,将来情况更差。“Blanc的研究出现在“地球的未来”杂志上,她的合著者是麻省理工学院一位主要研究科学家Erwan Monier、HEC蒙特利尔助理教授Justin Caron以及前麻省理工学院博士后的Charles Fant。

相关报告
  • 《发展适应性农业以应对气候变化,提升2050年作物产量》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:徐倩
    • 发布时间:2017-11-28
    • 未来全球气温的继续上升,将对农业生态系统产生影响,如果不能采取应对措施,农作物将会减产。但对于西非国家的高粱种植者来说,采取新的措施尤为困难,因为该地区种子资源匮乏、土壤贫瘠、干旱频发、降雨量难以预测。最新研究表明,种植更多的耐热型高粱品种可以最大程度提高收益。 此研究成果《评估西非谷物体系的气候适应措施和不确定性》(Assessing climate adaptation options and uncertainties for cereal systems in West Africa)一文刊登在期刊《农业和林业气象学》(Agricultural and Forest Meteorology)上,由洛克菲勒基金、美国国家科学基金、英国自然环境研究委员会/国际发展部(NERC/DFID)非洲未来气候研究计划以及法国斯坦福跨学科研究中心提供资金支持。 研究人员在不同气候条件中模拟农民可采用的适应性措施,并衡量其有效性,最终得出5个对种植高粱的西非农民可能更为可行的方案。 研究团队统计了过去30年(1961-1990年)的降雨和气温数据,并对未来(2031-2060年)气候做出了8种不同预测。斯坦福大学的大卫·勒贝尔(David Lobell),曾经在不同的历史、当前和未来气候条件下绘制了一个新的农作物产量表,研究人员根据该表格计算出了5种管理方案对产量的影响。结论表明: 1.推迟耕种,或选择更安全的种植时间无助于产量的提高; 2.增加播种密度并多施肥可以增加农作物产量,但与气候是否变化无关; 3.改变高粱种植所需的受热时间会使作物减产; 4.在干旱时期用收集的雨水进行灌溉仅能小幅改善作物产量,而且与气候是否变化无关; 5.未来随着气温不断上升,种植在花期更加耐热的高粱品种会大大提高作物产量。 8种气候条件下,分别应用5项适应措施和不采取措施情况下,作物产量会发生变化,研究人员运用可靠的农作物模型对每项措施下的作物产量进行量化,从而确定每项措施的效果,这种全新的方法在衡量各种措施的潜在影响时非常有价值。此研究还为西非地区的高粱种植提供了许多详细数据,也为政府应对气候变化,做出投资决策提供有用信息。 接下来的挑战可能是帮助西非农民获得新的耐热品种。目前惯例是农民从每年收获的谷物中保留一部分作为种子,年复一年种植相同的品种。研究人员建议政府资助机构和非政府组织建立一个向这些发展中国家提供耐热高粱品种的渠道。 (编译 徐倩)
  • 《从太空测量作物产量》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2015-11-19
    • 随着地球人口的增长,2050年预计将达90亿,气候变化对世界农业影响的压力越来越大。关开玉(音译)是斯坦福大学地球、能源和环境科学学院地球系统科学的博士后,他的研究团队开发出一个作物产量估算方法,该方法主要是利用卫星测量植物发出的太阳诱导荧光,这比以往任何时候都更准确。这一进展将有助于科学家研究农作物对气候变化的反应。该研究小组在《全球变化生物学》杂志上发表了其研究成果。 从1972年,科学家就开始利用卫星收集农业数据,当时美国国家航空航天局(NASA)率先使用阳光反射的颜色或“绿色”制成整个地球的植物覆盖地图。然而,这些植被图不是理想的作物生产力预测方式。科学家需要知道的是增长率而不是绿色。生长速率可以告诉研究者在生长季节结束时作物的预期产量。比如,一个大豆植株或玉米秆的生长速率越高,那么这个成熟植物的收获也越大。科学家们需要测量的是流量,是在植物和大气之间交换的二氧化碳,这样可以了解光合作用和植物生长。 最近,美国航空航天局和一些欧洲研究所的研究人员从最初设计用于测量大气中臭氧和其他气体的卫星发现了如何测量这种流量,他们称之为太阳诱导荧光。植物的这种发光与其增长速度非常成比例。所以它们长的越多,光合作用越多,它们的荧光越亮。研究小组看到了利用这一新的数据来了解作物生长知识差距的机遇,研究始于美国中西部的一个主要的玉米和大豆产区。现在可以从太空中检测到荧光的事实使得研究人员在更大的领域和很长一段时间监测植物的生长,并给出植物如何在变化的天气条件下产生波动的清晰画面。 如果某时植物受到协迫,荧光大幅下降,捕捉植物对这些短期环境变化的响应,将有助于科学家了解什么样的因素使植物在每日时间尺度上做出响应。有助于研究人员找出需要担心的作物响应胁迫。有助于科学家应该如何关注下一代种植系统,有助于科学家了解下一代的种植系统能否承受目前农作物无法承受的环境。 在这个早期阶段,荧光测量是相对较低的分辨率(一个单一的测量覆盖约50平方公里),因为它每天只收集一次,多云的天空会干扰荧光信号。现在,研究人员必须用其他信息来补充数据,并辅以地面观测完善测量。研究人员希望很快就可以运行一些新的卫星,特别是为了使荧光测量具有更好的空间和时间分辨率。该小组继续使用该技术研究美国农作物产量,同时希望直接使用这一技术来监测全球粮食生产。