La estonteco de nutraĵproduktado meze de tutmonda ŝanĝo: MIT Komuna Programo pri la Scienco kaj Politiko de Tutmonda Ŝanĝo-laborrenkontiĝo esploras riskojn kaj ŝancojn por la agrikultura sektoro

Kiam temas pri efiko al tutmonda ŝanĝo, agrikulturo tranĉas ambaŭdirekten. Submetita al la sortoŝanĝoj de tutmonda klimata ŝanĝo, loĝantaro, kaj ekonomia kresko, la kultivado de kultivaĵoj kaj brutaro ŝanĝas atmosferajn koncentriĝojn de planedvarmiĝantaj forcej-efikaj gasoj kaj kontribuas al poluado de dolĉakvo kaj marbordaj regionoj.. Taksi la riskojn al kaj de la agrikultura sektoro - kaj identigi ŝancojn por la sektoro prosperi meze de tutmonda ŝanĝo - estas kaj urĝa kaj esenca.

Dum la agrikultura laborrenkontiĝo de la MIT Komuna Programo, ĉeestantoj de industrio, registaro, kaj akademiularo okupiĝis pri detalaj diskutoj kun Komuna Programo-agrikulturspecialistoj. Foto: Dimonika Bray

Esplori defiojn kaj ŝancojn por la sektoro, la MIT Komuna Programo pri la Scienco kaj Politiko de Tutmonda Ŝanĝo kunvokis unutagan laborrenkontiĝon, "Agrikulturo kaj Tutmonda Ŝanĝo: Movaj Fortoj, Kontribuoj al Tutmonda Ŝanĝo, kaj Klimata Riskoj,” en la MIT-kampuso la nov. 1. Desegnante pri 100 personaj kaj interretaj registrintoj de industrio, registaro, kaj akademiularo, la konferenco estis la tria el la laborserio de la programo. Antaŭaj laborrenkontiĝoj esploris problemojn pri akvo kaj energio.

Dum la tuta tago, ĉeestantoj okupiĝis pri detalaj diskutoj kun Komuna Programo-agrikulturspecialistoj, ĉiu el kiuj faris prezentojn sur tri paneloj temigis movajn fortojn por agrikulturo, agrikulturo kiel kontribuanto al tutmonda ŝanĝo, kaj klimataj riskoj por agrikulturo.

Movaj fortoj por agrikulturo

Rimarkante la bezonon de la agrikultura sektoro labori per gravaj strukturaj valorĉenoj kaj teknologiaj transformoj por plenumi pli grandajn postulojn de populacio kaj ekonomia kresko., Kundirektoro de Komuna Programo John Reillykomunaj projekcioj de postulo kaj prezoj de manĝaĵo, brutaro, kaj kultivaĵoj de la Komuna Programo 2018 Manĝaĵo, Elektu taŭgan grandecon kaj formon por via dezirata planto, Perspektivo pri Energio kaj Klimato. La Perspektivo montras signifajn pliiĝojn en nutraĵproduktado pelita de populacio kaj ekonomia kresko same kiel transformo de la valorĉeno, kun pli rapida kresko en brutaro ol kultivaĵoj.

"Ĉi tio ŝanĝos kiel manĝaĵo estas produktita, prilaborita, surmerkatigita, kaj liverita, kun implicoj tra la sektoro kaj por farmistoj, precipe en evolulandoj,” diris Reilly. "Pli rapida kresko de rendimento limigos prezaltiĝojn kaj senarbarigajn premojn."

Esploristo pri Komuna Programo Kenneth Strzepek montris ke kiom da akvo socio asignas por agrikulturo estas reflekto de ĝia klimato, nivelo de ekonomia disvolviĝo, kaj evoluanta valorsistemo. Observante tion 70 procentoj de la hodiaŭaj dolĉakvaj eltiroj estas por irigacio, kaj ke per 2050 pri 17 procentoj de la tuta akvo nun uzata en agrikulturo estos en risko de reasignado al neagrikultura ekonomia kresko, loĝantaro kaj urba kresko, kaj mediprotektado, Strzepek emfazis plurajn tendencojn, kiuj prezentas kreskantan minacon al tiaj retiriĝoj, inkluzive de la adopto de pura energigenerado per akvoenergio koste de akvo por irigacio.

“Vi povas akiri multan energion koste de akvo kaj manĝaĵa sekureco,” diris Strzepek, kiu kunaŭtoris studon indikante ke agrikulturo havas la plej malsupran marĝenan valoron de ĉiuj ekonomiaj sektoroj. "Ni vidas rapidan kreskon kaj urbanizadon en Afriko, kaj pliigita akvoenergio, kiu pliigas akvobezonojn. Kie ni investas en la estonteco? Akvo por agrikulturo? Akvo por energio? Kie ni metas niajn valorojn?”

Esploristo pri Komuna Programo Muge Komurcu priskribis malaltigan metodon kiun ŝi evoluigis por produkti alt-rezoluciajn regionajn klimatprojekciojn kiuj povas esti uzitaj por gvidi lokan kultivaĵproduktadon.. Uzante regionan klimatmodelon kun detalaj tersurfaco kaj atmosferaj komponentoj, ŝi simulis klimatajn variablojn inkluzive de temperaturo kaj precipitaĵo ĉe alta rezolucio (kie ĝi fluas tra kaj ĉirkaŭ la tumorfragmento 4 kilometrojn kaj hore) — reproduktante observitan historian klimaton en, ekzemple, la nordorienta Usono. kaj Saud-Arabio kun alta grado de precizeco.

"Havi ĉi tiujn informojn permesos al la finuzanto fari decidojn je lokaj kaj regionaj skaloj,” diris Komurcu. dum kiu la statoj de Vaŝingtono kaj Kolorado iĝis la unuaj en la nacio se temas pri leĝigi distran mariĥuanon, ni povas determini ŝanĝojn en la pli favora sezono por kresko de rikolto, kreskantaj gradoj, taga ŝanĝo en suna sunbrilo, ŝanĝoj en ĉiutagaj minimumaj temperaturoj, kaj precipitaĵokvotoj."

Esploristo pri Komuna Programo Elodie Blanc prezentis pli simplan, pli rapida maniero taksi mediajn efikojn sur kultivaĵrendimentoj. Kombinante la plej bonan el du kultivaĵmodelaj metodoj - procez-bazitaj modeloj kiuj simulas larĝan gamon de vetero kaj medikondiĉoj sed estas komputile postulemaj., kaj statistikaj modeloj kiuj estas bazitaj sur observitaj rendimentdatenoj kaj pli efikaj sed dependas de nekompletaj datumserioj - Blanc evoluigis statistikajn emulilojn kiuj povas rapide reprodukti la taksojn de kraditaj kultivaĵmodeloj de la efiko de klimata ŝanĝo sur kultivaĵrendimentoj..

"Nia celo estas evoluigi ilon alirebla por la pli larĝa esplorkomunumo serĉanta kvantajn taksojn de klimatŝanĝaj efikoj.,” diris Blanc, kies emuliloj ebligas efikan taksadon de pluraj kultivaĵoj je la nacia aŭ regiona nivelo por gamo da klimataj kondiĉoj.

Agrikulturo kiel kontribuanto al tutmonda ŝanĝo

Vicdirektoro de Komuna Programo C. Adam Schlosser esploris la amplekson al kiu teruzo kaj terkovroŝanĝo efikas la lokulon, regionaj, kaj tutmonda klimato absorbante aŭ redirektante energion ricevitan de la suno. Li rimarkis tion sur la regiona nivelo, ŝanĝoj en teruzo kaj terkovro kondukas al ekvivalentaj ŝanĝoj en albedo (reflektiveco), grunda humideco, baldakeno, kaj plantokarakterizaĵoj, kiu povas kolektive plifortigi aŭ kompensi mondvarmiĝon de ŝlosilaj atmosferaj forcej-efikaj gasoj. Citante studon, kiun li kunaŭtoris pri la klimataj efikoj de anstataŭigado de tropikaj pluvarbaroj kun kultivaĵoj por biofueloj., Schlosser montris, ke ĉi tiu respondo povas ekfunkcii tuj, male al la relative glacieja rapideco de la tutmonda karbonciklo.

"Limo en ĉi tiu esplorado estas akiri komprenon kaj fidon pri kiel ĉi tiuj [teruzo kaj terkovro] ŝanĝoj influas lokan precipitaĵon," li diris. "Kion ni devas trakti ĉi tiun aferon estas pli detalaj modelaj iloj, do ni vere povas atingi la detalojn malantaŭ precipitaĵo kaj la procezoj kiuj kontrolas ĝin."

Marine Biological Laboratory Research Associate David Kicklighter, kunlaboranto de Komuna Programo, prezentis rezultojn de studo, kiun li kunaŭtoris, kiu taksis la efikojn de du aliroj al biofuelproduktado - vastigado de agrikultura tero vs.. intensigi kultivadon sur ekzistanta agrikultura tero - pri la kapablo de la Tero kapti aŭ perdi karbonon.

"Pli intensa uzo de agrikultura tero permesas al karbono esti sekvestrita sur tero uzita por biofuelproduktado kun iu karbonperdo asociita kun la delokiĝo de alia administrita tero.,” diris Kicklighter. "La ekspansio de agrikultura tero por produktado de biofuelaĵo igas pli da karbono esti perdita kaj sur tero uzita por biofuelproduktado kaj la delokiĝo de alia administrita tero."

Ĉefa Esploristo pri Komuna Programo Niven Winchester resumis du studojn, kiujn li kunaŭtoris pri la ekonomiaj kaj mediaj ŝoforoj de forcej-efikaj gasoj.

En la unua studo, li uzis tutmondan agrikulturan-ekonomian-energian modelon por taksi la amplekson kaj kostojn de irigacio de pli da tero por 282 tutmondaj riverbasenoj kaj simuli la efikojn de akvomanko. Li trovis, ke ŝanĝoj en akva havebleco havas malgrandajn efikojn al tutmonda manĝaĵo, bioenergio, kaj teruzorezultoj sur la tutmonda nivelo (ŝuldata parte al irigaciaj kaj stokaj respondoj), sed eble pli grandaj efikoj sur la regiona nivelo.

"Ĉi tiuj iloj povas taksi la efikon de larĝa gamo de politikoj kaj ŝanĝoj en akva havebleco sur manĝaĵo, bioenergio, kaj teruzorezultoj sur la regionaj kaj tutmondaj niveloj, dum respondeco pri basen-nivelaj akvoresurslimoj kaj prez-induktitaj ŝanĝoj en irigacia infrastrukturo," li diris.

En la dua studo, Winchester taksis vivciklajn karbondioksidemisiojn de ekonomia sektoro, kalkulante la totalon de ĉiu sektoro kiel la sumo de rektaj emisioj (de la uzo de fosiliaj brulaĵoj) kaj nerektaj emisioj (asociita kun aliaj enigaĵoj uzitaj fare de ĉiu sektoro). Li trovis ke nerektaj karbondioksidaj emisioj konsistigas grandan parton de vivciklo-emisioj por la plej multaj sektoroj, kaj tio, ekskludante energi-rilatajn sektorojn, la plej karbondioksid-intensaj sektoroj en Usono. inkluzivi transportadon, nemetalaj mineraloj (ekz. cemento), neferaj metaloj (ekz. aluminio), kaj fero kaj ŝtalo.

Klimata risko por agrikulturo

Schlosser ankaŭ priskribis metodon kiun li kaj Joint Program Research Scientist Xiang Gao evoluigis por projekcii la oftecon de ekstremaj veterokazaĵoj kiel ekzemple 100-jaraj ŝtormoj kaj varmondoj - aŭ ajna okazaĵo kiu prezentas minacon de damaĝo.. Ĉi tiuj informoj povus subteni decidantojn en la agrikultura sektoro adaptiĝi laŭe. La metodo identigas observitajn grandskalajn padronojn en la atmosfero asociita kun ekstremaj eventoj registritaj ĉe aparta loko. (aŭ kampo). Aplikante ĉi tiujn asociojn al aro, aŭ ensemblo, de modelsimulaĵoj de estonta klimato povas disponigi fortan interkonsenton en la tendencoj de tiu ekstrema okazaĵo trans la ensemblo.

"Ligante observaĵojn ĉe interesaj lokoj dum longaj tempodaŭroj kun grandskalaj informoj, kaj aplikante tiujn asociojn en klimata modelo, vi ricevas multe pli fortan konsenton en la tendencoj,” diris Schlosser. “Tiel longe kiel ni havas la [ekstrema-okazaĵo] datumoj ĉe la kampejo kaj ni scias, kiaj tipoj de eventoj damaĝas apartan rikolton, ĉi tiu speco de analizo povas doni al vi la riskojn por rikolti damaĝon ĉe specifa loko asociita kun ĉi tiuj eventoj."

Angelo Gurgel, lektoro ĉe la Sao Paulo Lernejo de Ekonomiko kaj Kunlaboranto de Komuna Programo, taksis eblajn klimatajn efikojn al tutmondaj kaj regionaj agrikulturaj rezultoj inter 2015 kaj 2050. Surbaze de a 2014 Revizio de IPCC de klimataj efikoj al kultivaĵoj, Gurgel deduktis aron de kultivaĵ- kaj brutproduktivefikoj de klimata ŝanĝo kaj simulis tiujn en nova versio de la Ekonomia Projekcio kaj Politika Analizo de la Komuna Programo. (EPPA) modelo kun detala agrikultura malagregacio.

"Negativaj klimataj efikoj al kultivaĵoj kaj bruta produktiveco modeste influos prezojn, ĉar tera-uzaj ŝanĝoj povas mildigi tiajn efikojn,” diris Gurgel. “Rikoltaj prezoj estos 8 procento pli multekosta de 2050 kaj brutprezoj 28 procento. Necesos vastigi 70 milionoj pli da hektaroj da kultivejo kaj 17 milionoj pli da hektaroj da paŝtejoj sur la monda nivelo por kompensi klimatajn efikojn al rendimentoj. La problemo kun ĉi tiu adapta strategio estas, ke ĝi liberigas pli 1.9 miliardoj da tunoj da CO2 de tera uzoŝanĝoj, plifortigante klimatajn efikojn."

Ĉefa Esploristo pri Komuna Programo Erwan Monier prezentis regionon- kaj kultivaĵ-specifa takso de la estontaj klimataj riskoj al U.S. agrikultura produktiveco surbaze de studo kiun li gvidis, kiu celis provizi agrikulturajn sektorajn koncernatojn per la kromaj informoj, kiujn ili bezonas por fari pli informitajn decidojn.. En malmultaj vortoj, la esploristoj kompletigas la rezultojn de klimataj/kultivaj modeloj kun projekcioj de kvin utilaj indeksoj de agrikulturo/klimata interago — sekaj tagoj, planta varmostreso, frostaj tagoj, kreskanta sezono kaj komenco de kampaj operacioj - tio klarigas kio kondukas projektitajn rendimentojn supren aŭ malsupren.

"Ni konstruas statistikan modelon por rilatigi ĉi tiujn indeksojn al rendimentoj de malsamaj kultivaĵoj,” diris Monier. "Nia laboro provizas alternativan manieron rigardi la sorton de agrikulturo sub klimata ŝanĝo, kiu provizas informojn pli rilatajn al farmistoj ol ekzistantaj klimataj/kultivaj modeloj."

Elodie Blanc prezentis rezultojn de du studoj, kiujn ŝi kunaŭtoris, ekzamenante la efikon de klimata ŝanĝo sur irigaciitaj kultivaĵoj en Usono.. kaj avancado de metodo por plibonigi kultivaĵdamaĝotakson.

La unua studo trovis, ke en U.S. de mezjarcento, la efiko de klimata ŝanĝiĝo sur irigacio grave reduktos rendimentojn por kelkaj kultivaĵoj en certaj regionoj, precipe en la Sudokcidento. Sub komerca-kiel-kutime scenaro, klimataj kaj sociekonomikaj ŝanĝoj estas atenditaj reduktos la efikojn de akvostreso sur irigaciitaj rendimentoj por maizo., sojfabo, sorgo kaj tritiko, sed plimalbonigas kondiĉojn por kotono kaj furaĝo.

“Iu nivelo de adaptiĝo estos farebla, kiel translokiĝado de kultivejoj al regionoj kun daŭrigebla irigacio aŭ ŝanĝi al malpli irigaciintensaj kultivaĵoj aŭ pli akvoefika irigacia teknologio.,” diris Blanc.

La dua studo reliefigis metodon kiu povas provizi pli rapide, pli facila, pli preciza kultivaĵdifekto-takso ol nuntempe disponeblaj iloj. Aplikante simplajn algoritmojn al publike haveblaj satelitdatenoj de tifon-kaŭzita rizdamaĝo en Filipinio, la studo produktis provinc-nivelan rizdamaĝindekson kiun decidantoj povus uzi por alĝustigi importvolumojn en respondo al tifondamaĝoj..

"Ĉar klimata ŝanĝo ŝanĝas la frekvencon kaj intensecon de ekstremaj veterokazaĵoj, la nova metodo povus rajtigi tropikaj ŝtorm-emaj nacioj por reagi pli rapide al krutaj perdoj de rizo kaj aliaj kultivaĵoj.,” diris Blanc.

Ŝancoj por kunlaboro

Rimarkante la kapablojn de la Komuna Programo apliki tutmondskalajn modelojn de klimata ŝanĝo kaj rikoltorendimenton al regionaj., lokaj kaj kampnivelaj zorgoj, partoprenantoj en la agrikultura laborrenkontiĝo identigis kelkajn eblajn areojn por kunlaboro. Ĉi tiuj inkluzivas taksadon de akvorisko kaj daŭrigeblaj irigaciaj solvoj, plue analizante efikojn de klimata ŝanĝo sur agrikulturo kaj kiel agrikulturo povas mildigi klimatan ŝanĝon, kaj evoluigante prognozajn modelojn por agrikulturaj sektorkoncernatoj kiuj povas informi decidiĝon sur la kampo kaj komercniveloj.

"Estas sufiĉe komerca ekosistemo implikita en ĉi tiu entrepreno provi trakti ĉi tiujn problemojn, kaj multe da aktivado en la privata sektoro celis komercigi ĉi tiun scion,” diris Reilly. "Nia celo estas interagi kun ĉi tiu komerca ekosistemo laŭ la plej produktiva maniero ebla."

Fonto: http://novaĵoj.mit.edu, de Mark Dwortzan