气候变化威胁美国农业

美国的粮仓会枯竭吗?

你可能已经在哀悼气候变化给像巧克力和咖啡这样深受喜爱的外国农产品敲响丧钟,但《Nature Communications》上的一项最新研究将坏消息带到了家门口。研究发现,气候变化也将损害国内的农作物——小麦、玉米和大豆——当这些作物经历 30 摄氏度(86 华氏度)或更高的温度时,它们的产量每天都在下降。研究发现,玉米和大豆田每经历一天这样的高温,产量就会下降高达 6%。

average annual temperature increases in the midwest
美国中西部年平均温度(红线)显示出温度上升的趋势。国家气候评估

研究人员使用了结合了物理学、化学、生物学和作物产量实测数据的计算机作物模型。“首先,我们模拟了过去几年的产量,并检查它们是否与报告的产量表现出相同的响应,”该研究的首席作者、波茨坦气候影响研究所 (PIK) 的研究员 Bernhard Schauberger 说。当数据匹配后,他们就使用该模型在不同的气候情景下进行预测。

“例如,”Schauberger 说,“26、27 摄氏度(79-80 华氏度)的温度对玉米非常有益,因为这是最佳的生长温度。但一旦温度超过 30 摄氏度,对产量就会产生非常负面的影响。”

这项研究与其他研究一致:研究表明,气温升高会提高作物产量,但产量会在某个阈值后崩溃。

Schauberger 的研究确实发现了一种可能的补救方法——灌溉。

“当我们打开作物模型中的灌溉功能时,它们就不会显示这种下降,”Schauberger 说。事实上,在主要依靠灌溉的地区——例如美国西部——进行的观察性研究并没有显示出随着温度升高而导致的产量下降。

这假设会有足够的水来灌溉这些田地。根据美国农业部经济研究局的数据,目前美国中西部约占美国玉米和大豆产量的 65%——而且主要是非灌溉土地。区域气候模型预测,这些地区春季降雨量将增加,但夏季降雨量将减少——而夏季温度无疑会最高。

“由于我们种植的是一年生夏季作物,降雨模式的任何变化都会影响谷物产量,”Jerry Hatfield 通过电子邮件表示。Hatfield 未参与这项新研究,他是美国农业部农业和环境国家实验室的主任。

该地区的地下含水层已经不堪重负。横跨怀俄明州、内布拉斯加州、新墨西哥州和得克萨斯州的奥加拉拉含水层,在一些东南部城镇已经干涸。同样,为爱荷华州——这个玉米和大豆产量第一的州——提供水源的约旦含水层也面临类似的压力

“长期来看,气温升高将降低产量,”Hatfield 说。这显然对美国人的饮食不利,但对整个地球也是坏消息。我们种植的大豆和小麦中,约有 50%出口

 

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