本文最初发表于EOS.org,现作为全球新闻合作组织“立即报道气候”的一部分转载于此。
在世界上许多地方,气候变化正在改变地区的生长条件,使其更加不可预测。农民们发现很难持续地种植足够的粮食来满足日益增长的需求。专家们主张,为确保未来世界的粮食供应,需要统计目前农业结构的好与坏,包括粮食分配系统的基础设施和技术。
小农场美国的农场约占世界5.7亿农场的90%,尤其容易受到季节性气候变化的影响。由家族几代人照管的土地可能突然变成未来.例如,每年雨季或ELNiño-南部振荡(ENSO)的时机或强度的变化可以带来降雨或干旱擦掉家庭的作物。
5月初,恩佐亚河决堤。导致肯尼亚西部的洪水特别严重长雨造成237人死亡,80多万人受到不利影响。洪水和山体滑坡摧毁了房屋、学校、道路、桥梁和肯尼亚8000多英亩的农田。
肯尼亚的三月五月下雨季节(与十二月十月短的降雨相反)向该国的农作物提供了重要的水分 - 确实如此,玉米生产比2020年的平均水平高出至少10%,但大多数肯尼亚人仍然面临一定程度的粮食不安全。特别是在过去的几年里,气候变化导致了地理位置的转移收到雨遭受干旱。
“通常情况下,我们知道洪水地区在哪里,但过去几年的降雨是前所未有的,”该组织的创始人露丝·k·奥尼昂奥(Ruth K. Oniang’o)说农村外联非洲计划和2017年非洲食品奖劳瑞特。"We have rain falling in areas that never used to have rain. I used to write all the time about famines and drought … but right now is something different. We can say, ‘OK, climate variability, it changes every year.’ No. This is different right now."
这种差异超出了非洲。例如,伊朗的农民也面临着类似的问题,尽管他们与肯尼亚的农民相距超过4350英里,但他们预计干旱和洪水会周期性发生。他说:“最近(中东)地区的严重干旱和洪涝灾害破坏了大部分粮食资源Mohanna Zarei.他是伊朗萨南达伊库尔德斯坦大学(University of Kurdistan)的水资源工程师。零星的降水周期不仅会降低作物产量,还会导致导致粮食安全恶化的次级影响,比如肆虐美国西部、澳大利亚、巴西和其他地方的野火。
财务和社会不平等复合气候相关的粮食安全问题。许多世界的小农农民都是穷人和食物不安全;即使是一个失去的季节也可以推动他们从努力失败。“气候变化在放大预先存在的资源问题”中发挥着关键作用,“将影响我们生产的食物的质量和数量以及我们公平地分发它的能力,”Zarei说。
“这并不像搬到受气候影响较小的地区那么简单。这仍然是气候、社会经济和技术发展的问题。韦斯顿安德森他是哥伦比亚大学气候与社会国际研究所(IRI)的水文气候学家。了解农业实践和政策如何随着气候变暖而改变,然后播下这种改变的种子,可能是农民在当地茁壮成长或迁移到更绿的牧场的区别。
强调气候系统
一个地区的农业稳定性取决于可靠,自然的气候变化,使天气季节性变化。大规模气候模式例如ENSO和印度洋偶极子一次控制一个地区的温度、降水和风暴活动达数月之久。气候模式也将遥远的地区联系在一起,随着农业贸易变得更加全球化,这一点变得越来越重要:一个粮食种植区的气候变化也会影响到半个地球之外的作物。
世界各地的玉米农民感受到气候eleconnections在过去的150年中最强壮的ElNiños中的影响。1983年ElNiño恰逢现代记录中最大的全球同步失败,最近的研究表明,ENSO在导致失败方面发挥了重要作用。
通常,您认为气候变化在这种气候变异性和加剧了我们食品系统中已经存在的压力。
安德森解释说:“El Niño-Southern振荡,因为它组织了全球天气和全球降水,通过重新安排一年中干旱更多和更少的地方,提供了全球农业风险的结构。”“这并不一定是创造更多的干旱在全年里,但它可能正在以一种不成比例地影响我们一些作物增长地区的方式安排这些干旱。“
安德森的研究小组发现,ENSO是唯一能在全球范围内影响玉米、小麦和大豆作物产量的气候变化模式。其他大尺度气候模式对某些作物产量的影响更为局部性。例如,热带大西洋的变化同时影响西非的玉米生产和南美洲东南部的小麦和大豆生产,但北大西洋振荡只影响北非和欧洲的小麦生产。
安德森说:“气候变化将在很大程度上继续通过气候变化影响我们的粮食系统。”“你经常会看到气候变化在这种气候变化之上发挥作用,加剧了我们粮食系统中已经存在的压力。”例如,他说,一个地区的作物可能会承受正常的enso相关干旱,但如果气候变化导致的干旱恶化,也可能会失败。
在泥泞中
此外,气候变化还影响着地球表面下的活动。为了使农业系统保持稳定、高质量的产量,“你首先需要土壤系统能够支持植物,”他说Asmeret Asefaw Berhe他是加州大学默塞德分校的土壤生物地球化学家。“植物需要土壤的物质支持,它们也需要养分和水,以便在植物需要它们的时候以正确的形式出现。”
根据一项2015年的报告来自联合国粮食及农业组织,大约三分之一世界上的土壤是中度到高度退化的,总的来说,导致退化的条件正在恶化。贝尔赫说,不可持续的农业做法导致土壤健康状况下降,有些是由气候变化造成的。“例如,高温与土壤中有机物的快速流失有关。这是一个重大问题,因为有机物是土壤中微生物的食物和能量的主要仓库,而微生物是调节养分有效性的关键。”
此外,“断断续续的高强度降雨、潮湿期和干旱期,以及极端情况之间的反复,也可能导致土壤实际上以快速的速度侵蚀,特别是在强降水事件下,”贝尔赫补充说。“这是一个主要问题。”改变降雨模式也会使土壤的氧气可用性、酸度、盐度和持水能力失衡,阻碍新土壤的形成。
“气候变化重塑了作物、害虫、病原体和杂草之间的关系,”扎雷说。它加剧了几个趋势,包括传粉昆虫的减少、水资源短缺加剧、地面臭氧浓度增加和渔业下降。气候变化对可用性造成了压力水资源通过改变降水模式、更早的季节性融雪和咸水侵入沿海含水层来促进农业发展。”
的确,面对气候变化,世界上的一些地区正变得更加可耕地,尤其是北极.全球变暖推动了农业的发展向极以及融化的永久冻土和泥炭地中富含碳的区域。“气候范围的移动意味着某些地区现在能够支持不同类型的栖息地,”贝尔赫说。“但我认为,从我们实现这一目标的方式来看,很难称之为改善土壤健康。”
植被下土壤的健康,称为相对土壤健康,是粮食安全的一个基本方面。根据联合国粮食及农业组织的数据,世界上大约有三分之一的土壤处于中度退化状态(粉色)或更糟的状态(红色和酒红色)。土壤保持良好(绿色)或只是轻微退化(黄色)的地区大部分是未开垦的。//图片由粮农组织.
他说:“最可能出现的新农业前沿之一,就是向北转移我们种植商业化食品的地方。图瑞斯基梅里特.“在北极,进口食品的成本可能过高。”图雷茨基是科罗拉多大学博尔德分校的生态学家,也是Eos的科学顾问。“在高纬度地区增加商业或地方粮食产量能解决高粮价的问题吗?”也许吧,但这可能会给北部地区和依赖这些土地的人们带来一些复杂的挑战。”
世界各地土壤健康状况的恶化也鼓励各国政府这样做培养未触及的生态系统,长期以来可以恶化环境问题。例如,“我们知道,棕榈油产量的热带泥炭泥的排水已释放出大量储存的泥炭碳碳,”Tartorsky继续。“作为一个社会,我们必须保护我们的北部泥炭块和富含碳的土壤免受排水和培养。”
短期修复会造成长期问题
说到人类在土壤健康状况下降和作物产量日益不可预测方面所起的作用,有些方面是农民无法控制的:快速城市化;低效的基础设施;不稳定的政治关系;战争。普遍存在的贫困、饥饿、政府腐败、性别不平等和缺乏教育等问题加剧了全球的粮食安全问题。
然而,农民缓解农业不确定性的一些方法可能会提高短期产量,但从长期来看实际上会恶化种植条件。这些土地“提供我们从它们那里获得的食物、饲料和纤维的能力正在受到损害,”贝尔赫说。“因此,保持土地生产力的唯一方法,就是以化肥、灌溉水的形式,以比我们现在更具有破坏性的耕作方式,不断地给土地补充养分。”
当农作物产量下降时,农民就设法开拓新的土地。“但有时扩展到其他地区意味着人们现在在边际土地上工作,我们知道这些土地很容易退化,”贝尔赫解释说。边缘土地通常已经有贫瘠的土壤或容易被侵蚀。“当人们搬离家园或扩大生产系统时,这可能会以非常灾难性的方式上演,”贝尔赫补充说。
图雷茨基补充说,土地也可能因为潮湿而处于边缘,湿地和季节性洪水泛滥的土地往往比生产力更高的土地储存更多的碳。她说:“这意味着,随着新土壤被破坏,扩大农业活动会向大气中释放更多的温室气体。”
许多种植者相信增加肥料的用量就等于有好收成。
化肥的使用也会造成严重的长期环境破坏。“肥料问题是塞内加尔河谷的中心问题,”他说mor ndiaye.他是一名农业工程师和土壤科学家,与山谷里的小农一起工作。Ndiaye工作SAED该组织位于塞内加尔圣路易,致力于推广可持续农业。
恩迪亚耶说:“由于在农业中使用化肥变得越来越重要,然而,农民和生产者在购买化肥时往往没有考虑到土壤的质量。”“许多种植者认为,增加肥料用量就等于有好收成。”
但是,“添加氮化肥流入农业地区是一氧化二氮排放到大气的最重要原因之一,也是我们最难控制的一个原因。”一氧化二氮是第三大最普遍的温室气体。“这是一个非常恶性的循环。”
缺乏数据在努力保护农业生产时也会造成一个问题。遥感数据通过卫星可以提供环境信息,如温度、湿度和植被覆盖,但它有数据缺口。“通常,遥感可以帮我们完成90%的任务,”他说马修库珀他是马萨诸塞州剑桥市哈佛数据科学计划的环境地理学家。“你确实需要大量的地面数据来验证遥感变量。测量地面上的实际降雨量或测量地面上的实际作物产量总是比你试图从太空估计的更准确。”
此外,如果小农能够在购买和耕种新土地之前分析土壤样本,他们更有可能茁壮成长,但Ndiaye说,这些数据“有时很难获得,因为成本往往过高”。
库珀说,卫星无法收集有关“与贸易和接入围绕贸易和接入有关的事情”的数据,例如市场价格。然而,许多政府缺乏用于地下数据收集倡议的资源,因为它们在解决了更多的立即关注的情况下,或者因为他们试图掩盖环境问题的程度,就像发生一样巴西的森林砍伐.
培养食物安全的未来
农产品市场已经不可逆转地全球化了,而且大多数国家都参与其中远远落后于在气候目标方面,气候变化对农民的影响不大可能减弱。地球科学家可以做些什么来支持当前粮食种植区更可持续的农业,并保持新种植区的土壤健康?
在世界上一些最食用不安的地区,很难确定所需要的行动,因为粮食安全研究根本不包括这些地区。根据最近的一项研究该文本从粮食安全文献中提取了16000多篇摘要,世界上一些粮食最不安全的地区在粮食安全研究方面的存在非常少,而一些粮食安全程度高的地区的研究代表过多。该研究的首席研究员库珀说:“研究人员倾向于聚集在没有突然爆发内战风险的国家,或者有现成研究机构的国家,或者人们已经完成了全部职业生涯的国家。”在更不稳定的地区,“当地的政策制定者对当地情况非常了解,但……似乎盎格鲁圈以外的地方对国际社会来说不那么显眼。”
目前粮食安全文献中涉及的领域并不是平均分布在全球各地。一些地区尽管粮食安全程度高(亮绿色),但代表比例过高,而许多粮食不安全地区代表比例偏低(亮粉色),需要更多关注。目前研究实践(灰色)所代表的粮食安全水平较低的地区可能已经有支持学术研究的基础设施,比如东非和西非。//图片由库珀等.
改善数据访问是关键。库珀说,即使没有地面数据网络,“我们也可以通过遥感告诉大量的东西,尤其是任何有关环境的东西。”“你可以得到植被健康、降水、降雨和干旱的指数。”但这些信息需要以一种他们可以利用的方式传递给农民。
Ndiaye的工作有助于将小农农民联系在开发农业领域,以数字土壤图等高级别数据产品。获取该信息已帮助塞内加尔河谷的稻田加强其农业部门的能力,在农民,供应商和买家之间建立贸易伙伴关系。
大多数专家认为,水资源的可用性将继续成为扩大现有农业地区和建立新的农业地区的瓶颈。扎雷说:“灌溉用水占每年取水量的66%,是人类用水的最大单一领域。”但是她解释说,在世界上的一些地区,包括一些中东国家,水资源被用作政治杠杆,而不是作为支持地区稳定的共同资源。
而且,过去70年左右的是“灌溉农业面积增加了200%,”安德森说。“在我们从地表水或地下水中汲取灌溉水的意义上,约有50%的人不可持续。”
亚喀巴,约旦等城市;曼谷,泰国;武士坎帕拉;秘鲁利马;Zarei说,菲律宾,菲律宾,菲律宾已经转移到更可持续的水费“通过重用其废水,在能源部门,食品,农业灌溉,水部门[和]转换到循环经济中的循环水。”betway必威体育手机版
安德森还说,回顾1950年以来的农业生产,农业地理位置的变化在很大程度上与灌溉技术的改善直接相关,比如中国的水稻种植地点。“当我们思考未来和未来对气候变化的反应,以及把东西移出这些更热地区的可能性时,”安德森解释说:“这确实与我们可持续用水的能力以及以一种有利于在我们有可用土地和营养的地方种植这些作物的方式建设灌溉基础设施交织在一起。”
脆弱的气候
去年东非的洪水可能提高了农作物产量,缓解了农村地区人民的粮食安全担忧,但这种缓解是暂时的。“气候影响是触发因素,而不是主要驱动因素”,促使小农陷入贫困和不安全,Ángelg.Muñoz.说。他说,确保世界未来的粮食供应不仅关乎可持续农业,也关乎公平和经济稳定。
考虑,例如,因素驱使着成千上万的人从中美洲,尤其是危地马拉,前往美国。IRI的气候科学家Muñoz解释说:“我们发现,近年来危地马拉的人类迁移与2015年至2017年发生的多年干旱有关。”处于贫困边缘的小农年复一年地面临着歉收、收入损失和政治动荡,最终迫使他们向北迁移,寻找养家糊口的办法。
“我们发现的是,实际上,虽然有一个清晰的气候信号,但是指的是,”我们没有看到这种特别的迁移中的一个非常重要的气候变化信号......社会经济因素和理解当地人口的脆弱性比仅在一个压力源的实际思考的脆弱性更为重要,“如气候变化,让农民到新地区。
并非所有国家或地区都面临与危地马拉相同的社会经济问题,但这一例子突出表明,需要制定气候智能型农业政策,考虑气候之外的脆弱性,并考虑社会经济背景。“这使它成为一个难以解决的问题,”安德森说。“因为这肯定不是完全可以由科学家解决的问题,也不是完全可以通过气候预测相关的方法,或完全在政策领域解决的问题。你需要所有这些元素,所以很多工作就是让合适的人相互交流。”
Oniang'o的这些组件的细节大大依赖于这个国家,但每个漏洞都使任何农业适应解决方案更难以实现。在许多人U.N.指定的发展中经济体在美国,女孩和妇女的受教育程度严重不足,在劳动大军中的代表人数也不足。在一些国家,政府腐败使资金援助无法到达有需要的农民手中。然而,她说,大多数国家在组织农业地区迁移和支持实现迁移所需的农民方面都没有取得成功。
它需要成为国家政策,但要在当地实施,并牢记弱势群体,这样我们就不会把他们推向危险的边缘。
她说:“即使新的政策出台,新的贸易惯例出台,或者世界秩序发生变化,即使应该是积极的,也不会对小农产生积极的影响。”他说:“我看到脆弱性在增加,因为我们没有能够解决许多与我一起工作的人的贫困、低收入和饥饿问题。
“人们自己说,‘我们必须行动。我们得离开这里。“但总得有人组织他们搬家。它需要成为国家政策,但要在当地实施,并牢记弱势群体,这样我们就不会把他们推向边缘。”
最终,几代农民可能已经习惯了通向气候智能型全球农业的道路。图雷茨基说:“依靠自己收获或捕猎的乡村食物生活的北方土著社区往往是粮食最安全的社区。”“这是因为这些社区和传统重视北方森林或北极苔原的健康。当地或商业食品生产的任何变化,如果不维护土地或水的这一价值,都可能干扰文化传统和做法。我们必须从历史和现有粮食产区吸取教训,确保不再重复同样的错误。”