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Science刊文指出气候变化加剧了农业的环境影响
原文题名Climate Change Exacerbates the Environmental Impacts of Agriculture
《科学》(Science)
译者刘莉娜
发表日期2024-09-09
原文网址https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn3747
正文

9月9日,《科学》(Science)发表题为《气候变化加剧了农业的环境影响》(Climate Change Exacerbates the Environmental Impacts of Agriculture)的综述文章,探讨了气候变化如何加剧农业的环境影响,并提出促进农业可持续发展的解决方案。

气候变化不仅会直接降低农业生产力,集约化农业还带来了诸多环境挑战,如过量养分流失、化学农药使用、生物多样性丧失和温室气体排放等。对此,来自重庆大学、美国明尼苏达大学(University of Minnesota)、英国阿伯丁大学(University of Aberdeen)等机构的研究人员,就气候变化如何加剧农业的环境影响问题进行探究。研究结论主要包括以下8个方面:

(1)气候变化对农业生产影响显著。主要包括:气候变化对提高农业生产力(包括作物产量、生产力等)及稳定性带来挑战;降水量变化改变了农作物生产格局,极端降水和干旱将加剧这一影响;二氧化碳(CO2)浓度升高将影响某些作物光合作用及产量;臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、二氧化硫(SO2)、PM2.5等污染物排放降低作物产量。

(2)气候变化对水资源利用和稀缺性具有影响。主要包括:气候变化对降水(强度、季节性和时间)和变暖均具有影响,如陆地-大气反馈增强可能会改变农业用水需求和可用性;气候变化可能会通过增加干旱程度、持续时间和频率,进而改变降水模式;降水变化对农业的影响可能会导致地下水使用的依赖性增加,从而导致更多能源使用,进而产生更多温室气体排放。

(3)气候变化对农业N2O和甲烷(CH4)排放的影响。主要包括:气候变化将加剧农业(包括土壤、稻田)N2O和CH4排放增加;泥炭地是储存碳的重要生态系统,气候变化对农业泥炭地的影响亟需关注;全球变暖对牲畜CH4排放产生重要影响,但其机制比较复杂,总体影响的大小仍无法量化。

(4)气候变化对土壤退化的影响。气候变化将通过以下几个途径加剧土壤退化:气候变暖将加速土壤有机质分解,从而增加CO2排放;气候变化将增加极端降水事件数量,进而冲走土壤和养分,造成土壤侵蚀;气候变化下干旱加剧土壤退化,因风蚀加剧,作物产量降低,扩大灌溉增加土壤盐碱化风险。

(5)气候变化对氮磷污染的影响。主要包括:气候变化可能会加剧氮肥和磷肥对环境的负面影响;降水模式改变和气温升高正在改变农业土壤中氮磷流失形式、数量、时机和景观迁移;气候变暖会增加氨和氮氧化物排放,这种空气污染对人类健康产生重大影响;因气候变化导致的夏季热浪、极端干旱或寒冷,会导致氮磷损失加剧;氮磷排放增加可能会通过刺激其他生态系统的温室气体产生气候反馈效应。

(6)气候变化对病虫害和农药污染的影响。主要包括:气候变化导致病虫害加剧,比如增加有害生物群的空间扩散和迁移;气候异常现象增加和极端天气事件可能会增加作物虫害的发病率和严重程度;气候变化可能会导致杀虫剂功效降低,从而增加农药使用量影响人类健康。

(7)气候变化对农业生物多样性丧失的影响。主要包括:生物多样性为社会提供了极具价值的生态系统服务,如提高粮食安全服务,但农业土地清理是全球灭绝风险的重要原因之一;极端气候事件导致农作物产量下降,从而推高全球作物价格,增加农业土地清理风险;气候变化对生物多样性的直接影响可能通过减少多样化生态系统对农业系统提供的服务,进而影响农业系统。

(8)多种气候农业反馈效应。根据上述影响,气候变化有可能加剧了农业对环境的多重不利影响。在加剧的环境问题中,气候农业反馈效应亟需关注,因为农业产生的温室气体排放已经占到全球温室气体排放总量的1/4。如果将全球增幅幅度限制在1.5 ℃或2 ℃内,这些反馈效应就必须彻底评估和缓解。

为此,该研究提出以下解决方案:①许多现有的农业可持续实践和技术可提高农业生产力,并有效减轻农业系统的负面环境影响。如扩大使用改良品种、增加单位粮食产量、加强虫害管理及土壤肥力管理等。②推出有效方向,需要针对目前阻碍进行识别。如采取推广和教育活动来增强意识、补贴采购成本、对有害实践进行征税、为采取最佳实践提供激励等。③在促进可持续粮食生产的同时,还应加大努力,减缓并扭转人类对于饲料或燃料作物(而非粮食)日益增长的需求,以及由此产生的健康和环境影响。④在目前农业集约化措施导致大量温室气体排放以及水和空气污染的地区(如美国中西部、中国中北部、印度北部),加速采用已证实的和新的农业措施至关重要。

文献类型快报文章
条目标识符http://gcip.llas.ac.cn/handle/2XKMVOVA/310949
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GB/T 7714
《科学》(Science). Science刊文指出气候变化加剧了农业的环境影响. 2024.
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