Влияние изменения климата на сельское хозяйство на Среднем Западе

Фермеры на Среднем Западе уже ощущают на себе последствия изменения климата. Например, в 2019 году в некоторых районах выпало от 200 до 600 процентов исторического нормального количества осадков. Эти экстремальные осадки и историческое наводнение в регионе стали основной причиной того, что фермеры по всей стране не смогли засеять почти 20 миллионов акров застрахованных культур, установив новый рекорд.

Я поговорил с членом научной сети UCS, доктором Урсулой Мелиссой Руис Вера, чтобы узнать больше о ее исследованиях воздействия повышенного содержания CO.₂ в сочетании с повышением температуры влияет на фотосинтез, развитие и урожайность наиболее важных современных культур Среднего Запада, сои и кукурузы.

Спасибо, что поговорили со мной сегодня, Урсула. Можете ли вы рассказать мне немного о вашем прошлом и исследованиях?

Я научный сотрудник Иллинойсского университета в Шампейн-Урбана. Я сосредотачиваюсь на физиологических реакциях растений на различные условия окружающей среды, включая повышение температуры и повышенный уровень CO.₂ концентрации, которые являются некоторыми изменениями окружающей среды, связанными с изменением климата. Я получил степень бакалавра биологических наук в Национальном аграрном университете Ла Молина в Лиме, ​​Перу, и защитил докторскую диссертацию по биологии растений в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн (UIUC). Меня интересует изменение климата, которое, на мой взгляд, в настоящее время является самой большой угрозой, стоящей перед человечеством.

Сельское хозяйство — огромная отрасль в регионе Среднего Запада. Можете ли вы конкретно рассказать о важности посевов кукурузы и сои?

«Кукурузный пояс» простирается на большей части Среднего Запада, включая большую часть Индианы, Иллинойса, Айовы, Миссури, Небраски и Канзаса. В течение нескольких месяцев в году кукурузный пояс является самым продуктивным районом в мире, более продуктивным, чем Амазонка. Регион Среднего Запада важен для сельскохозяйственной экономики США, поскольку мы являемся крупным игроком на мировом рынке торговли кукурузой, при этом от 10 до 20 процентов урожая кукурузы экспортируется в другие страны. Айова и Иллинойс являются двумя ведущими штатами-производителями кукурузы, производящими одну треть урожая США, используемого в основном в качестве топлива и корма для скота.

Изменение климата представляет серьезную угрозу Среднему Западу и этим ценным культурам.

Что обнаружили ваши исследования в отношении воздействия повышенного содержания CO?₂ в сочетании с повышением температуры, влияющим на фотосинтез, развитие растений и урожайность кукурузы и сои на Среднем Западе?

Мой кандидат наук. Исследование, которое я провел, когда был сотрудником лаборатории Бернакки из UIUC, финансируемого Министерством сельского хозяйства США, показало, что эти два фактора изменения климата, повышение температуры и повышенное содержание CO₂ концентрации в совокупности отрицательно сказывались на фотосинтезе и продуктивности как кукурузы, так и сои. Этот эксперимент очень важен, потому что это был первый случай, когда воздействие высокой температуры и CO₂ вместе были оценены и количественно определены в культурах, растущих «в поле» с использованием CO Free Air.₂ технология обогащения и инфракрасные обогреватели. Следовательно, в этом эксперименте мы смогли лучше понять, как растения будут реагировать на условия изменения климата, по сравнению с предыдущими экспериментами в теплицах и ограждениях.

Скорость фотосинтеза увеличивается до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная температура, но, согласно прогнозам изменения климата, будущие температуры, скорее всего, превысят эту цель. Кукуруза очень чувствительна к теплу, особенно на стадии репродуктивного развития, которая имеет короткую продолжительность.Это негативно влияет на его урожайность, как сообщается в моем исследовании.

В отличие от кукурузы, соя имеет длительный репродуктивный период, что позволяет ей быть более устойчивой к стрессу, поддерживая адекватную семенную продуктивность. Кроме того, соя, растение C3, может использовать преимущества CO.₂ внесение удобрений и получение большего урожая, конечно, до тех пор, пока не будет достигнута определенная пороговая температура.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) заявила, что изменение климата уже влияет на Средний Запад из-за повышения температуры, изменения характера осадков и увеличения числа экстремальных явлений. Можете ли вы рассказать о том, что может сделать сельское хозяйство, чтобы помочь фермерам и сельским общинам избежать наихудших последствий и даже стать частью решения?

Как я упоминал ранее, кукуруза и соевые бобы являются критически важными культурами для сельскохозяйственной экономики США и всего мира. Четким выводом из моей работы является острая необходимость повышения физиологической устойчивости сельскохозяйственных культур к условиям потепления, если мы хотим хотя бы сохранить или повысить урожайность. Вполне возможно, что в будущем генетические методы помогут сельскохозяйственным культурам увеличить скорость фотосинтеза и устойчивость к определенным условиям окружающей среды, таким как жара и засуха. Существуют и другие рекомендации, которым можно следовать, чтобы смягчить последствия изменения климата, подобные тем, которые перечислены в отчете МГЭИК. Диверсификация продовольственной и фермерской системы является ключевой стратегией снижения рисков.

В более широком плане, что мы можем сделать, чтобы сдержать наихудшие последствия изменения климата?

Мы можем принять разумную политику в области экологически чистой энергии, которая приведет нас к использованию возобновляемых источников энергии и отказу от ископаемого топлива. Существует настоятельная необходимость принять меры в связи с изменением климата путем обезуглероживания нашей экономики, и важным шагом в достижении этого является принятие государственного законодательства о переходе штатов на 100% чистое и безуглеродное электричество.

Большое спасибо, что поделились с нами своим исследованием, Урсула.Ваши выводы ясно дают мне понять, что мы должны действовать сейчас, чтобы смягчить некоторые из худших последствий изменения климата, приняв смелую политику в области чистой энергии в регионе Среднего Запада, такую ​​​​как Закон штата Иллинойс о рабочих местах в области чистой энергии.