Три независимых метода моделирования воздействия изменения климата на урожайность демонстрируют одну и ту же мрачную тенденцию: при повышении глобальной температуры урожайность пшеницы будет снижаться. Это продемонстрировано в исследовании, проведенном международной группой ученых, включая профессора Йоргена Э. Олесена и постдока Мохамеда Джаблуна с факультета агроэкологии Орхусского университета.
Хорошая новость заключается в том, что сравнение трех очень разных климатических моделей позволило ученым быть еще более точными в своих прогнозах и позволило им получить более точные данные о связи между глобальным потеплением и снижением урожайности. Модели единогласно демонстрируют, что на каждый 1 °C повышения глобальной температуры прогнозируется снижение мирового производства пшеницы в среднем на 5,7 процента.
Необходимы действия, основанные на фактических данных
Население мира продолжает расти, а уровень жизни продолжает улучшаться. Эти два фактора приводят к увеличению спроса на продукты питания. Однако из-за глобального потепления мы рискуем сократить производство продуктов питания. Пшеница является одной из самых важных продовольственных культур в мире, и мы столкнемся с серьезной проблемой, если урожайность упадет одновременно с растущим спросом.
«Говоря о глобальной продовольственной безопасности, важно понимать, как изменение климата повлияет на производство сельскохозяйственных культур на глобальном уровне, чтобы мы могли разработать основанные на фактах стратегии смягчения последствий и адаптации», - говорит Йорген Э. Олесен.
Три способа предсказать будущее
Ученые сравнили три очень разных типа моделей урожая: на основе сетки, на основе точек и на основе регрессии. Первые два были имитационными моделями, а третий был основан на анализе статистических данных. Каждый тип включал ряд различных моделей и, таким образом, включал фактическую реализацию типов моделей.
Имитационная модель создает модель реальности на основе существующих знаний о реальности. Модель позволяет предсказать, что произойдет, если некоторые условия/параметры будут изменены. Примеры входных данных включают факты о том, как периоды роста и продуктивность сельскохозяйственных культур реагируют на температуру, осадки и уровни CO2, и как эвапотранспирация зависит от температуры и концентрации CO2 в атмосфере. В таких моделях можно настроить температуру и найти ответ на вопрос «Что произойдет, если глобальная температура повысится на 5°C?»
Регрессионные модели используют статистический процесс для оценки взаимосвязи между данными. Например, наблюдаемая урожайность статистически связана с температурой и осадками в течение вегетационного периода. Затем это предполагаемое соотношение можно использовать для прогнозирования урожайности при повышении температуры.
Сетки, точки и числа
Сетчатая модель, использованная учеными, была основана на разделении мира на географические ячейки сетки по долготе и широте. Вместе с данными о климате и системе сельскохозяйственных культур это разделение использовалось для оценки урожайности и производства по всему миру в существующих производственных районах.
В точечной модели использовались данные из 30 различных местоположений (точек), представляющих две трети мирового производства пшеницы. Результаты из этих 30 местоположений были расширены, чтобы охватить географические районы со схожими условиями.
Модель, основанная на регрессии, была основана на глобальных данных и данных на уровне страны. Этот тип допускает косвенные эффекты, такие как влияние колебаний климата на вредителей и болезни сельскохозяйственных культур или адаптацию сельскохозяйственных культур к изменению климата.
Теплые регионы страдают больше всего
В зависимости от рассматриваемой модели ожидаемая урожайность пшеницы будет снижаться на 4,1-6,4 процента при повышении глобальной температуры на 1 °C. Более теплые регионы, скорее всего, столкнутся с наибольшим снижением урожайности пшеницы.
Это прогнозируемое воздействие было схожим для основных стран-производителей пшеницы, таких как Китай, Индия, США и Франция, но в меньшей степени для России из-за в целом более прохладных условий в регионах, где выращивают пшеницу.
«Объединив несколько моделей, мы смогли повысить достоверность оценок влияния изменения климата на глобальную продовольственную безопасность», - говорит профессор Йорген Э. Олесен.
Прочитайте научную статью «Сходные оценки влияния температуры на глобальную урожайность пшеницы по трем независимым моделям» в Nature Climate Change здесь.