《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)
  • 《美国粮食收成受气候变化影响》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2017-01-23
    • 为了更好地评估人类排放温室气体导致的气候变化可能对小麦、玉米和大豆的影响,一个国际研究团队运行了一套全面的美国农作物产量计算机模拟系统。模拟再现所观察到的历年来高温引起的作物产量锐减,从而确认他们捕获了一个可以预测未来的主要机制。重要的是,科学家们发现增加灌溉有助于减少全球变暖对农作物的负面影响,但这种情况只有在水分充足的地区才有可能实现。因此研究结果认为需要限制全球变暖以遏制作物损失。 研究的主要作者,波茨坦气候影响研究所的伯恩哈德(Bernhard Schauberger)阐明他们研究的计算机模拟是基于物理学、化学、生物学等方面的强大知识和大量的数据与详细算法。但是,它们当然代表不了整个复杂的作物系统,所以研究人员称之为模型。科学家将模型结果与实际观测数据进行比较。可以确认模型是否包含了关键计算因素,包括从温度到CO2,从灌溉到施肥。 研究认为没有有效的减排措施,2100年小麦产量可能损失20% 如果每天气温为30°C以上,玉米和大豆都会损失约5%的收成。仿真结果显示了该模型捕捉到超出阈值的热量增加多少可能会导致突然和大量的产量损失。在不受气候变化影响的情况下,气温会更加频繁、严重地影响农业生产力。预计在本世纪末,在没有有效减排的情况下,与非温度升高区相比,温度升高导致的小麦收获损失为20%,大豆为40%,玉米为50%,这些损失甚至不考虑超过36°C的极高温度,否则预计产量将进一步降低。这些影响远远不止美国这个最大的粮食出口国一地:世界市场作物价格可能会上涨,而这是贫穷国家粮食安全的关键问题。 灌溉可能是一种有效手段--然而,这只在具备充足灌溉水的地区才可行。 来自芝加哥大学的合著者乔舒亚.埃利奥特(Joshua Elliott)揭示在模拟中增加农田灌溉时,损失大大减少,因此温度升高带来的水胁迫似乎比热胁迫的影响要大得多。当从土壤到植株的供水减少时,叶片中的小开口逐渐闭合以防止水分流失。因此,这样能防止二氧化碳扩散到植物细胞。此外,作物通过牺牲地面生物量甚至产量以增加根系生长,以此作为对水分胁迫的响应。因此,埃利奥特认为灌溉可能是抑制气候变暖极端影响的一个重要适应手段。 燃烧化石燃料使空气中的CO2量急剧增加。这通常会增加植物的水分利用效率,因为对于每个吸收二氧化碳的单元会失去更少的水分。然而,科学家们认为,这并不能保证高温时的产量。温度大于约30°C时,模拟中额外的CO2施肥并不会缓解相关收益率的下降。 比较不同电脑模拟气候变化影响是ISIMIP项目的核心(部门间建模影响对比项目),项目由全球大约100个模型组组成。项目模拟工作是与AgMIP(国际农业模式比较及提高项目)共同合作完成。