Урожайность шести основных культур может значительно снизиться в этом столетии

В условиях глобального потепления урожайность шести основных сельскохозяйственных культур может значительно снизиться в этом столетии.

Новое исследование, опубликованное в Nature, показывает будущее мирового производства шести основных культур, включая пшеницу, сою, кукурузу, маниоку, сорго и рис, охватывает по словам авторов 12 658 регионов, что составляет две трети мирового урожая. Результаты представляют картину того, как изменение климата может повлиять на мировую продовольственную систему, а также предполагают, что существуют действия, которые фермеры могут предпринять, чтобы компенсировать некоторые потери.

Изменение климата приводит к учащению экстремальных погодных явлений, таких как затяжные засухи, наводнения, аномальные температуры и их перепады, что негативно влияет на урожайность всех сельскохозяйственных культур. Однако, несмотря на то, что согласно консенсусным прогнозам, урожайность культур снизится во всем мире, при умеренном прогнозе к концу столетия она составит всего около 1% для риса, тогда как падение урожайности составит от 6% для сорго до 14% для пшеницы и 22% для сои. 

«Рис более адаптивен, поэтому он более защищен», — говорит Энди Халтгрен, ведущий автор исследования и доцент Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне. — «Это сочетание характеристик культуры и действий, которые фермеры могут предпринять, чтобы извлечь из этого выгоду».

Ночи в северном полушарии становятся всё теплее, что, вероятно, негативно скажется на таких культурах, как кукуруза и соя за счет распространения грибковых заболеваний. Но прогнозируется также создание условий, при которых некоторые сорта риса будут процветать больше, чем другие культуры, особенно в очень влажном климате Южной и Юго-Восточной Азии, где он обычно выращивается.

Есть и некоторые другие исследования, например отчет NASA, который показал, что повышение температуры на 1°C снижает урожайность пшеницы на 6%, кукурузы на 7,4%, сои на 3,1%. FAO в исследовании от 2021 года также прогнозировало, что к 2050 году изменение климата может сократить производство сельхозпродукции на 10–25%, особенно в развивающихся странах из-за отсутствия доступа к адаптивным технологиям.

В текущем исследовании авторы обращают внимание на то, что наблюдающиеся все чаще в северном полушарии более жаркие ночи могут снизить урожайность основных культур, хотя в конечном счете эффект зависит от сорта и от того, насколько влажными или сухими являются местные условия. В действительно влажных условиях более высокие минимальные температуры полезны, особенно если вы обладаете технологическими возможностями, позволяющими быстро адаптировать сорта и гибриды к изменяющемуся климату.

Исследование также акцентируют внимание на том, что рост доходов в Азии, основном регионе произрастания риса, позволит местным фермерам адаптироваться, в том числе за счет перехода на более производительные сорта, что является еще одним ключевым фактором очевидного преимущества культуры.

В целом исследование прогнозирует, что адаптация может только смягчить, но не устранить снижение урожайности. Например, к 2050 году урожайность во всем мире, по прогнозам, снизится примерно на 10% без вмешательства, а с адаптацией и экономическим развитием падение составит почти 8%. Адаптация сортов и экономическое развитие могут внести еще больший вклад в смягчение воздействия повышения температуры к 2098 году, в результате чего снижение урожайности составит от 37% до 24%.

Ожидается, что некоторые из самых больших потерь урожайности произойдут на Среднем Западе США, где прогнозируется значительное снижение производства кукурузы и сои, что cвязано с наиболее пагубным воздействием изменения климата и концентрации монокультур для произрастания. Домохозяйства с низким доходом, такие как в странах Африки к югу от Сахары, которые полагаются на маниоку как на культуру для собственного потребления, также, как ожидается, столкнутся со значительными потерями урожая, в том числе за счет системных сложностей с воспроизводством устойчивых гибридов.

По сути, исследователи говорят, что основные культуры Америки будут иметь более негативные последствия от изменения климата, чем думает большинство людей, по крайней мере, в сценарии сильного потепления, говорит Тимоти Серчингер, старший научный сотрудник Принстонского университета и старший научный сотрудник Института мировых ресурсов.

«Все культуры становятся дороже в производстве. Это влияние менее выражено в богатых странах, но сильно влияет на людей в бедных странах, и это также вызывает большее изменение климата, потому что вы используете больше сельскохозяйственных земель, вырубаете больше лесов и используете менее безопасные химикаты».

Рецензенты исследования отмечают, что у подхода есть ограничения, в том числе то, что оно не учитывает в достаточной степени воздействие экстремальных наводнений или засух — условий, которые обычно трудно предсказать с помощью климатических моделей, но которые оказывают большое влияние на сельское хозяйство. Однако, в одном ученые уверены точно — в будущем засушливые периоды будут еще суше, а влажные — еще влажнее.

Мир, вероятно, движется быстрее сценария умеренных изменений, который использовали исследователи раньше, в то время как сценарий критического изменения средних температур отражает все более маловероятный результат. Сравнение этих двух вариантов дает нам представление о диапазоне будущих результатов, которые следует учитывать.

Прогнозы также отражают только текущие технологии и не могут предсказать, какие будущие разработки могут произойти. «Одна из задач наших прогнозов, — говорит Халтгрен, — это мотивация масштаба инноваций, которые должны произойти, чтобы фермеры могли продолжать выращивать то, что они привыкли выращивать, в тех местах, где они привыкли их выращивать».

Авторы исследования напоминают, что адаптация сельского хозяйства должна происходить через использование засухо- или влагоустойчивых сортов, в зависимости от региона, использование методов точного и бережливого земледелия, а также адаптации сроков посева.