作者:闫洁 来源:中国科学报 发布时间:2015/7/30 10:00:51
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抹平气候科学与农田的鸿沟
研究人员试图与农民一起使农业更有弹性

 

能忍受干旱和洪水的作物帮助农民适应全球变暖。 图片来源:ChinaFotoPres

Frank Untersmayr在奥地利阿姆斯泰登附近长大,他发现父亲要等到4月末土壤升温时才会种植玉米。“不过,这里的气候从那以后变暖了很多,所以我们现在通常在4月中旬之前便能播种。”现年44岁、自己也是农民的Untersmayr说,“这很好,因为它意味着在我们所处的气候下无法完全成熟的玉米有了两周更长的时间生长。”

不过,更多的变化正在涌来。这就是为何Untersmayr和来自该地区的其他6位农民在5月的一个下雨天聚集在当地农业委员会的原因所在。他们同科学家碰面,探讨日益上升的温度和降水量的变化可能如何影响所在地区的农业以及农民们可能需要如何应对。

科学家和用户间存在鸿沟

维也纳自然资源与生命科学大学农业经济学家Martin Sch?觟nhart展示了对2040年平均农业产量的初步预测。一些作物和水果会从预期的变暖程度中受益。不过,包括玉米在内的其他作物的产量会减少20%,因为降水量的变化和极端天气事件会消除升高的温度所带来的益处。

听到此类负面推测,一些农民不相信地摇着头。“和任何此类预测相比,我更愿意相信自己的经验。”Untersmayr说。

他的反应显示出在规划应对气候变化方面长期将科学家同农民分离的沟通落差。“科学家及其所假定的终端用户之间存在很深的鸿沟。”在奥地利联邦农业和环境部监管适应气候变化政策的Nora Mitterb?觟ck表示,当前并不缺乏气候影响的研究,但极少有研究成果能到达农田。“这是一种必须得到完全改变的糟糕局面。”

在全球,科学家、农民、农业公司和政府正竭尽全力让农业系统更多地向“气候智能型”转变。如果农业系统要养活不断增加的全球人口,这将是必要的。一些研究人员致力于在短期内让现在的农田更有弹性。其他人则展望未来,提供作出重要改变如投资大型灌溉系统所需的信息。

Sch?觟nhart的研究是一个名为欧洲农业应对气候变化建模以确保粮食安全(MACSUR)的1400万欧元(合1500万美元)项目的一部分。该项目旨在帮助欧洲各国为气候变化作好准备并适应气候变化。另一个国际项目——农业模型比较和改善项目(AgMIP)正在将上百名研究人员聚集起来为发展中国家的政策制定者以及援助农民的农业推广机构提供信息。

诸如在阿姆斯泰登举行的此类会议是这项工作的一个关键部分。澳大利亚联邦科学与工业研究组织社会科学家Anne-Maree Dowd表示,为让气候适应项目成功,研究人员需要从农民和农业官员那儿了解哪种类型的信息将最大程度地帮助他们。

“科学家倾向于首先将发表论文作为其工作的主要回报。”她说,当涉及适应气候变化,他们需要完全转变想法,首先考虑的是其正在进行的研究的整体现实目标。

如何适应气候变化

全球农民每年生产出10亿多吨玉米以及约7.5亿吨大米、7亿多吨小麦和近20亿吨甘蔗。尽管如此,每年还是有8亿多人遭受饥饿。即便没有气候变化,随着全球人口从70亿可能增加到2050年的90亿,农业也将面临着巨大压力。

如果热浪、干旱和极端风暴变得愈发普遍,正如在某些地区所预料的那样,正在改变的降水和温度模式将为农民尤其是较为贫困国家的农民带来额外的压力。农业预报是众所周知的难题,因为它们面临多重不确定性:在气候如何发生区域性变化上,在关于哪种作物可能被种植的假设上,以及在肥料的可获得性和经济预测上都存在不确定性。不过,去年一项利用多种气候和农业模型的综合性研究预测,源自气候变化的问题总体上将超过对发展中国家聚集的低纬度地区小麦和玉米产量带来的益处。另一项研究分析了1700个模拟试验,并且预测,如果不采取适应措施,在气温升高2°C的情况下,温带和热带地区的玉米、小麦和大米产量都将下降。

建立未来农业系统的首要步骤之一是帮助农民应对当下的极端天气。例如,作物开发者正在培育能忍受洪水、干旱或由日益上升的海平面引发的盐度增加的品种。目前,生活在印度、尼泊尔和孟加拉国低洼地区的上百万农民正在种植一种由位于菲律宾洛斯巴尼奥斯的国际水稻研究所(IRRI)研发的水稻品种。相较于传统水稻品种,新品种能在洪水中更好地幸存下来。IRRI的数据显示,耐住洪水的品种使暂时被淹没的农田产量提高了45%,并且有助于在亚洲东南部发生大洪水后避免出现食物短缺。

同时,数字通讯工具为保护产量和农民收入提供了机会。由IRRI研发的一款应用软件使地方农业办公室得以向农民发送基于天气和当地土壤状况的关于何时施肥及收获的建议。在今年的前5个月里,该软件发送了17万条建议。IRRI研究主管Matthew Morrell介绍说,利用这一工具的人们获得的平均产量每公顷增加了约半吨——接近10%。随着农民们试图跟上新的天气模式,量身定做的实时建议预计会变得更加重要。

成功适应气候变化还将要求在接下来的几十年里推出更大的举措。在一些地区,农民们可能需要从灌溉作物转变为利用半干旱技术,或者甚至可能要放弃一些田地。而政府可能选择投资耗资巨大的灌溉系统。比如,今年5月,澳大利亚决定资助总耗资6500万澳元(合4800万美元)的工程,以灌溉被干旱袭击的墨累—达令河流盆地。该地区生产的粮食占全国的三分之一。

大多数发达国家已通过提出综合性适应策略进行长远规划。奥地利的规划方案列出了130多条使该国经济适应气候的举措。在农业领域,所提出的举措从使作物多样化到让田地休耕并且减少土壤翻耕以对抗侵蚀等不一而足。不过,Mitterb?觟ck表示,让农民们实施其中的一些建议是一件难事。“农民们寻求的是在短期内获利。从他们的角度来看,距离2040年还有很多年。”她同时表示,农业中成功的适应举措要求所有利益攸关者都参与到科学进程中,以便使农民们能获得信息及其需要的奖励。

聆听农民的需求

塔斯马尼亚农业研究所所长Holger Meinke表示,迄今为止大多数气候影响和适应研究无法将现代农业的复杂性考虑在内。“适应性研究必须是跨领域的,因为精明实际的决定从来不是单单基于气候变化的考量。”

在阿姆斯泰登,农民们对此不能同意更多。“我们一直在练习适应,但我们主要适应的是粮食价格和补贴计划以及现代机械。”Untersmayr说,“当然,我们必须不断地适应天气,无论气候是否正在发生变化。”

政府和研究人员开始聆听。在澳大利亚,参与一项全国性气候适应行动的科学家正在定期向农民咨询他们在诸如杂草管理等方面的问题,以及科学可能如何解决这些问题。

虽然发展中国家拥有较少的资源规划未来,但AgMIP的科学家正在向非洲和南亚20个国家的农民和利益攸关者伸出援手。这个在2010年启动的1500万欧元项目正在整合来自气候预测和基于7个区域性团队在田地中采集经验数据而建的作物及经济模型的信息。为解释模型间的不一致,AgMIP研究人员的目标是研发针对每个地区未来状况的乐观和悲观的农业情形。在接下来的5年里,他们将为当地规划人员提供关于气候变化可能如何影响当地农民以及哪个社会阶层和哪种农产品最容易遭受伤害的建议。津巴布韦北马塔贝莱兰省农业推广官员Dumisani Mbikwa Nyoni说,这将极大地帮助较贫困国家作出适应性规划。

“气候变化正在我们国家引发干旱。”他说,“因此,我们需要辨认出能忍受干旱和不充足的土壤水分的作物品种。同时,我们需要知道还有哪些能使我们的农民支撑下去的其他选择存在。我希望科学将帮助我们做到所有这些。”(闫洁)

《中国科学报》 (2015-07-30 第3版 国际)
 
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