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气候变化“酝酿”农业变革

字体 2015-01-03 06:14:00
     来源: 中国科学报  

气候变化“酝酿”农业变革
图片来源:百度图片

最新研究表明,到本世纪中期,气候变化的影响将需要全球农业系统做出重大变革,而这些变革具有极大的不确定性。

根据发表在《环境研究快报》上的最新研究,气候变化将需要农业系统做出重大变革,其中包括增加灌溉、区域间生产转移。然而研究表明,气候变化具有极大的不确定性,如果缺乏精心的规划,应对失策的几率极高。

这项由国际应用系统分析研究所(iiasa)的科研人员发起的新研究,提供了一份全球情景分析报告。其中涵盖9个不同的气候情景、18种作物和4种作物管理系统,以及作物生产、消费、价格和贸易之间的相互作用,并专门研究了属于投资密集型且不太容易逆转的适应性对策,诸如在灌溉上建造新的水管理基础设施,或是增减一个地区的生产能力。

研究人员指出,提前预测这类“变革”是有必要的,但具体实施还受到不确定性的极大困扰。

“关于气候变化如何影响农业,以及我们需要采取什么样的适应性对策,都存在众多不确定性。”该研究的领头人、iiasa生态系统服务和管理研究人员davidleclère说,“我们这项新研究是首次在全球尺度上审视,农业系统要求采取的适应性对策是否在变革范围内,这些变革在可能的情景下是否健全有力。我们通过考察什么地方、在什么时候,以及因为什么而需要做出何种变革,同时也要考察多种气候变化情景,为各国针对气候变化的影响做出更好的规划奠定基础。

与此前研究结果一致,这项研究发现,气候变化对作物产量的影响,诸如伴随大气中二氧化碳浓度的增高(这能起到给植物增加肥料的效果)而来的温度升高、降水量变化等,到2050年可能会导致全球农田产生的热量下降达18%,或增加3%之多。这种生物物理影响,在不同地区、农作物和管理系统之间存在广泛差异,因而也促成了采用各种适用性对策的机会。

根据气候与生产方面的预测,结合iiasa全球生物圈管理模型(globiom)——一种涵盖土地利用、贸易、消费、水资源和其他因素的全球模型,研究人员确定了全球农业系统很可能需要采取的适应性对策和变革。

“我们的研究证实,选择何种气候模型来评估气候变化,很大程度上决定了所需采用的适应性对策,比如区域间的生产转移。但研究也表明了地区之间通过贸易相互产生关联的重要性。例如在拉丁美洲,预计产量在所有情景下都会减少,而农田面积在某些情景下会因对北美净出口量的升高而增多。在欧洲,产量有望因气候变化而增加,而耕地面积会因农产品出口受限而减少。”leclère说。

研究人员指出,这类重大的变革很难做出,而且需要高昂代价才能逆转,所以全面分析气候直接产生的生物物理影响与区域间由市场驱动产生的关联之间的相互作用,是十分关键的。

这项研究还重申了在不断变化的气候条件下,有限的水资源对未来粮食安全的重要性。研究表明,在世界上绝大部分地区,灌溉用水可能要增加25%以上。然而研究也发现,这类情形对2030年代之前气候模型的选择表现得极端敏感。

“我们很早以前就知道,降水量的变化是一个主要的不确定性因素。这项研究表明灌溉作为一种适应性措施非常重要,但是对于不同的气候情景也非常敏感。”leclère说。

总体而言,研究发现,尽管到21世纪中叶,适用性对策很大程度上要进入变革范围内,但是几乎没有哪一种在所有情景下都是健全有力的。“人们常说农业是有适应性的——在历史上,农业系统显示出强大的演化能力”,leclère说,“这一说法有待进一步审视。要实现一种可应对气候变化的全球粮食系统,肯定会面临各种不确定性的挑战。”

“在全球研究开展了几十年之后,科学家才开始认识到气候变化对未来全球粮食系统意味着什么。”iiasa生态系统服务和管理项目主任、该研究的合作者michaelobersteiner说,“我们需要为长期决策探索出可抗不确定性的新范式,我们也需要更好地了解如何管理关键资源,例如水。水资源的严重缺乏,可能会比之前预料的来得更早。

“要了解如何在不对资源增加压力的可接受范围内防止气候变化对粮食安全造成影响,建模工具非常关键。”iiasa生态系统服务和管理研究人员、globiom建模组的领头人petrhavlík说,“我们的模型表明,对于任何单一的气候变化情景,都存在一种有效的全球适应性策略。我们面临的挑战是找到在同一时间适于一百种情景的策略。”

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