Зміна клімату та сільське господарство - Зміна клімату

Зміст

• 1 температури
• 2 опадів
• 3 екстремальні події
• 4 регіональні відмінності
• 5 доказів
• 6 веб-посилань
• 7 Повідомлення про ліцензію

1 температури

Ріст сільськогосподарських культур регулюється фотосинтезом, який поглинає вуглекислий газ з атмосфери і використовує його для побудови біомаси. Швидкості фотосинтезу залежать, серед іншого, від температурних умов атмосфери. Рослини починають рости і розвиватися лише при температурі вище 0 ° C. У міру підвищення температури швидкість фотосинтезу прискорюється до оптимальної температури. Після цього зростання знову зменшується, поки не буде досягнутий температурний максимум. При більш високих температурах ферментна система руйнується і настає загибель клітин. Фотосинтезу протидіє вдихання вуглекислого газу, яке також залежить від температури. На відміну від фотосинтезу, дихання неухильно посилюється з підвищенням температури. Максимальна продукція в культурних рослинах досягається при температурах, при яких фотосинтез максимально високий, а дихання якомога нижче. Цей діапазон становить від 18 ° C до 25 ° C для більшості сільськогосподарських культур, таких як пшениця, картопля, кукурудза та інші. [1]

Подовження часу вирощування не має позитивних наслідків для всіх рослин. Це виграють рослини з тривалим періодом росту, такі як кукурудза, просо та цукровий буряк. Однак у випадку багатьох видів зерна прискорення вегетаційного періоду призводить до зменшення врожайності, оскільки фаза заповнення зерна скорочується. Підвищення температури в зимові місяці може мати негативні наслідки для озимих злаків, оскільки ця культура потребує певних мінімальних температур в холодну пору року для оптимального розвитку. [2]

2 опадів

Для росту рослин необхідні не тільки певні діапазони температур, але й достатня кількість води. Це можна отримати безпосередньо з опадів або шляхом штучного зрошення, яке, однак, також залежить від опадів протягом середньострокових періодів, за винятком випадків, коли вони отримуються з викопних підземних вод. Поки рослини ростуть у відносно широкому температурному діапазоні, рослини дуже чутливі до недостатньої кількості опадів. Важливі не тільки самі опади, а й температура, грунт і тип рослини. При більш високій температурі опади, що випали, як із ґрунту, так і з рослини, значною мірою випаровуються і недоступні для обмінних процесів. Підвищення температури на 1 ° C збільшує швидкість випаровування на 5%.

Іншим критичним фактором є ємність ґрунту для зберігання води. Залежно від характеру ґрунту, опади можуть стікати з поверхні, швидко просочуватися або значною мірою зберігатися і поглинатися корінням рослини. Наприклад, у піщаних ґрунтах вода швидко просочується в глибину і більше не доступна для коріння рослини. Це безпосередньо впливає на фотосинтез і вихід. Це також може вплинути на якість продукції. А коли вологість ґрунту низька, поживні речовини є менш доступними. На оновлення підземних вод впливають також змінені умови опадів. Крім того, є менший об’єм стоку з річок, якому загрожує зміна клімату в середніх широтах влітку та навесні (також шляхом переміщення танення снігу вперед). [3]

Окремі культури споживають різну кількість води, частково залежно від часу вирощування. Наприклад, озимі злаки споживають менше води, ніж літні, а листові плоди, в свою чергу, більше, ніж злакові, через їх тривалий вегетаційний період. Тому це має велике значення для росту рослин, коли випадають опади, будь то взимку, коли занадто холодно для багатьох рослин у середніх та вищих широтах, або, вірніше, влітку, основний вегетаційний період в помірному та холодному кліматі.

Загалом очікується, що глобальне потепління посилить кругообіг води. Це означає, з одного боку, більшу кількість опадів, але з іншого боку, вищу швидкість випаровування. Збільшення кількості опадів та випаровування не буде рівномірно розподілено просторово та в часі. Цілорічні опади збільшуватимуться лише у вищих широтах та в деяких тропічних районах. У середніх широтах вірогідніше, що взимку кількість опадів збільшиться, а влітку зменшиться. А в субтропіках, наприклад у регіоні Середземномор’я, можна очікувати цілорічного зменшення опадів, хоча це буде особливо виражено влітку. Це створює серйозні проблеми для сільського господарства, особливо в субтропіках, а також у середніх широтах. Наприклад, вегетаційний період зменшиться, наприклад, у Середземноморському регіоні та сухіших районах Південно-Східної Європи, незважаючи на підвищення температури через більшу посуху. Північно-східна Бразилія, Карибський басейн, Південна Африка та Центральна Азія - також райони, що знаходяться під великим зникненням.

Через збільшення населення потреба у воді для сільськогосподарського виробництва знову сильно зросте у найближчі десятиліття. Це буде ще більше, якщо будуть досягнуті цілі, встановлені Всесвітньою продовольчою організацією (ФАО) - зменшити вдвічі кількість недоїдаючих у всьому світі до 2015 року та викорінити бідність до 2030 та 2050 років. Вже в 20 столітті сільськогосподарські потреби у воді між 1960 і 2002 роками зросли з 1000 км 3 на рік до понад 4000 км 3 на рік. До 2030 року йому доведеться знову подвоїтись. Особливо в тих регіонах, де попит вимагає найбільшого збільшення через нестабільне становище населення, в Африці на південь від Сахари та в Південній Азії передумови для досягнення поставлених цілей мають тенденцію погіршуватися внаслідок зміни клімату.

3 екстремальні події

Екстремальні події, такі як хвилі спеки, посухи або сильні опади, мають більш серйозний і прямий вплив на сільське господарство, ніж поступово мінливі кліматичні умови, до яких як врожаї, так і методи виробництва можуть певною мірою адаптуватися. У глобальному масштабі, зокрема, тривала посуха мала катастрофічні наслідки для сільського господарства, наприклад, «Пилова чаша» на Великих рівнинах Північної Америки в 30-х роках минулого століття або засуха Сахеля в Західній Африці в 70–80-х роках. Чаша для пилу знищила численні врожаї своїми пиловими бурями і змусила фермерів загинути. Посуха в Сахелі призвела до руйнівного голоду і зробила багатьох людей екологічними біженцями.

У Європі хвиля спеки 2003 року, яку широко розглядають як передвістя майбутніх кліматичних умов, призвела не тільки до тисяч смертей та жорстоких лісових пожеж, але й сильно вплинула на сільське господарство. На додаток до високих температур в липні та серпні, той факт, що в багатьох регіонах було надзвичайно сухо з лютого 2003 року, також позначився. Посуха призводить до закриття продихів, щоб запобігти втраті води. Це запобігає транспірації і, таким чином, охолодженню поверхні листя, що збільшує частоту дихання. Коріння рослин також чутливі до високих температур грунту та сухості грунту. Однак сільськогосподарські культури по-різному реагують на тепловий стрес.

Загалом шкода, заподіяна посухою та лісовими пожежами в Західній та Центральній Європі, склала близько 13 млрд. Євро. [4] Особливо сильно постраждали Франція та Італія - ​​близько 4 мільярдів євро кожна, але сільське господарство Німеччини також зазнало збитків у 1,5 мільярда євро. Вплив на пропозицію кормів для великої рогатої худоби був особливо сильним, дефіцит склав, наприклад, 30% у Німеччині та 60% у Франції. Але пшениця та кукурудза також значно постраждали від посухи.

У Німеччині втрати врожаю становили до 20% для окремих видів продукції. [5] Особливо постраждало пасовищне господарство, врожайність якого впала на 1/5. Але врожай картоплі також зменшився на 16%. Врожайність озимої пшениці знизилася на 12%, а урожай яблук - на 5%. Хоча обсяг урожаю вина зменшився на 11%, частка якісних вин зросла на 13%.

Окрім спеки та посухи, рясні опади можуть також згубно позначитися на сільському господарстві. Повені можуть призвести до затоплення сільськогосподарських територій та заболочування. Крім того, поживні речовини можуть вимиватися з ґрунту, а ерозія може посилюватися.

4 регіональні відмінності

Глобальне потепління суттєво змістить температурні діапазони, в яких можливе вирощування в середніх і високих широтах, до полюсів і вгору. Наприклад, у північній півкулі кліматичний пояс помірних широт значно розшириться на північ, тобто в Сибір та північ Канади. Крім того, в середніх і високих широтах, якщо випадає достатня кількість опадів, тривалість вегетаційного періоду також значно збільшиться. Рослини починають листя раніше навесні, а пізніше припиняють фотосинтез восени. Області високих широт з періодом зростання менше 120 днів на рік зменшаться приблизно на 20% до кінця 21 століття. З іншого боку, час зростання, ймовірно, зменшиться в субтропіках, оскільки тут слід очікувати довших посушливих періодів. [6]

Дослідження зміни орних земель внаслідок кліматичних змін приходить до висновку, що ці райони зменшаться у нижчих та середніх широтах, але будуть розширюватися у вищих широтах північної півкулі. [7] Загалом рілля із приблизно 50 млн. Км 2 дещо зменшується відповідно до сценарію A1B та незначно збільшується відповідно до сценарію B1. Відповідно до цих розрахунків, залежно від сценарію та методу розрахунку, слід очікувати зростання Росії (на 37-67%), північного Китаю (22-36%) та США (4-17%). В Африці та Південній Америці слід очікувати зниження на 0,5-18 та 1-21% відповідно. Також для Європи прогнозуються втрати ріллі на 11-17%, а для Індії на 1,7-3,6%.

5 доказів

1. ↑ Франк-Майкл Хмелевський (2007): Наслідки зміни клімату для сільського та лісового господарства, у: Вільфрід Ендліхер, Фрідріх-Вільгельм Герстенгарбе: Der Klimawandel - Insights, Retrospects and Outlook, pp. 75-85
2. ↑ Марк Зебіш; Торстен Гротман; Дагмар Шретер; Клеменс Хассе; Ута Фріч; Вольфганг Крамер (2005): Зміна клімату в Німеччині - стратегії вразливості та адаптації чутливих до клімату систем (Федеральне агентство з охорони навколишнього середовища)
3. ↑ Міхаела Шаллер та Ганс-Йоахім Вайгель (2007): Аналіз сучасного рівня впливу кліматичних змін на сільське господарство Німеччини та заходи щодо адаптації, сільськогосподарські дослідження, спеціальний випуск 316
4. ↑ COPA-COGECA (2003): Оцінка впливу спекотної хвилі та посухи літа 2003 року на сільське та лісове господарство
5. ↑ Міхаела Шаллер та Ганс-Йоахім Вайгель (2007): Аналіз сучасного рівня впливу кліматичних змін на сільське господарство Німеччини та заходи щодо адаптації, сільськогосподарські дослідження, спеціальний випуск 316
6. ^ Фішер, Г., М. Шах та Х. ван Велтуайзен (2002): Зміна клімату та сільська вразливість, Йоганнесбург
7. ↑ Сяо Чжан та Сімін Цай (2011): Вплив зміни клімату на доступність сільськогосподарських земель у світі, Листи досліджень навколишнього середовища 6, doi: 10.1088/1748-9326/6/1/014014

6 веб-посилань

• Стаття DWD про клімат та сільське господарство
• Випаровування та зміна клімату - вплив на сільське господарство стаття DWD
• Зміна клімату та перспективи сільського господарства в гамбургському столичному регіоні
• Інтернет-база даних KLIMAPS-JKI про вплив кліматичних змін на сільське господарство, зокрема захист посівів. KLIMAPS-JKI постійно оновлюється фахівцями.

7 Повідомлення про ліцензію

Ця стаття заснована на статті «Зміна клімату та сільське господарство» з вільної енциклопедії «Вікіпедія» та ліцензована під ліцензією «Creative Commons Attribution/Share Alike». Список авторів доступний у Вікіпедії.

---