Исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change, сосредоточено на бразильском штате Мату-Гросу, формирующейся глобальной житнице, которая по состоянию на 2013 год давала 10 процентов мировых соевых бобов. Исследователи использовали изменения температуры и количества осадков по всему штату за восьмилетний период, чтобы оценить чувствительность сельскохозяйственного производства региона к изменению климата. Эти исторические сравнения могут помочь в прогнозировании чувствительности сельского хозяйства к будущим изменениям климата.
Исследование показало, что если модели с 2002 по 2008 год сохранятся и в будущем, повышение средней температуры в Мату-Гросу всего на 1 градус Цельсия приведет к сокращению общего производства сои и кукурузы на 9–13 процентов. «Это вызывает беспокойство, учитывая, что температура в исследуемом регионе, по прогнозам, вырастет на целых 2 градуса к середине столетия в рамках диапазона вероятных сценариев выбросов парниковых газов», — сказал Эвери Кон, доцент кафедры экологической и ресурсной политики в Тафтсе. руководил работой, когда был приглашенным исследователем в Браун.Но более широкое значение исследования проистекает из механизмов, лежащих в основе изменений в сельскохозяйственном производстве.
В большинстве исследований такого рода рассматривается только степень, в которой климатические потрясения влияют на урожайность сельскохозяйственных культур — количество продукта, собранного с данной единицы сельскохозяйственных земель. Но, глядя только на эту единственную переменную, исследователи могут упустить критическую динамику, которая может повлиять на общий результат, говорит Лия ВанВей, профессор социологии Брауна и старший заместитель директора Института Брауна по изучению окружающей среды и общества (IBES).«Если вы посмотрите только на урожайность, вы не увидите всю информацию, потому что происходят экономические и социальные изменения», — сказал ВанВей, один из старших авторов исследования. «Вы не учитываете реакцию фермеров на климатические потрясения».
Например, фермеры могут реагировать на снижение урожайности, вкладывая в производство меньше земли, потому что это просто невыгодно. Фермеры также могут варьировать количество культур, которые они высаживают за вегетационный период. Двойной посев — посев двух последовательных культур на одном поле в один и тот же вегетационный период — обычен в Мату-Гросу. Если погода плохая, фермеры могут изменить свое решение о посеве второго урожая.
В этом новом исследовании исследователи изучали не только урожайность, но и межгодовые колебания посевных площадей и двойного сбора урожая.
Чтобы разработать эти дополнительные наборы данных, Кон и ВанВей работали с Джеком Мастардом, профессором наук о Земле, окружающей среде и планетах в Браун, и аспирантом Стефани Спера. Мастард и Спера собрали изображения региона Мату-Гросу со спутника НАСА MODIS, который отслеживает растительный покров и землепользование во всем мире.В спутниковых данных пахотные земли определены как участки, которые в течение вегетационного периода становятся зелеными, а затем быстро становятся коричневыми, что указывает на урожай.
Два зеленых насаждения в один и тот же вегетационный период указывают на то, что земля обрабатывается дважды.«Изменения в посеве, которые мы количественно оценили с помощью данных дистанционного зондирования, были ошеломляющими», — сказал Мастард. «Мы можем использовать эти спутниковые данные, чтобы лучше понять, что происходит с климатической, экономической и социологической точки зрения».Исследование показало, что повышение температуры на 1 градус Цельсия было связано со значительным сокращением как общей посевной площади, так и двойного сбора урожая. Фактически, это сокращение составило 70 процентов общих потерь производства, обнаруженных в исследовании.
Только оставшиеся 30 процентов приходятся на урожай.«Если бы мы смотрели только на урожайность, как это делается в большинстве исследований, мы бы пропустили производственные потери, связанные с этими другими переменными», — сказал ВанВей.
Взятые вместе, результаты показывают, что традиционные исследования «могут недооценивать масштабы связи между климатом и сельскохозяйственным производством», — сказал Кон.Это особенно верно в таких странах, как Бразилия, где сельскохозяйственные субсидии скудны по сравнению с такими местами, как США.«Это сельскохозяйственный рубеж в тропиках в стране со средним уровнем дохода», — сказал ВанВей. «Именно здесь в ближайшие 30-50 лет произойдет большая часть сельскохозяйственного развития.
Поэтому понимание того, как люди реагируют в такой среде, будет действительно важным».ВанВей сказал, что следующим шагом в этом направлении исследования может стать повторение его в США, чтобы увидеть, помогают ли увеличение субсидий или страхование защититься от подобных потрясений. Если так, это может послужить основой для принятия политических решений в развивающихся сельскохозяйственных регионах, таких как Мату-Гроссо.
«Возможно, нам потребуется найти способ создать стимулы — кредитные продукты или страхование — которые могут снизить реакцию фермеров на климатические шоки», — сказал ВанВей.