Kunne klimaændringer virkelig hjælpe landmænd?

Kunne klimaændringer virkelig hjælpe landmænd?

Denne artikel dukkede oprindeligt op på FactCheck.org som en del af deres SciCheck-serie.

Rep. Lamar Smith sagde, at klimaændringer 'alarmister' ignorerer de 'positive virkninger' af mere kuldioxid i atmosfæren, såsom øget fødevareproduktion og -kvalitet. Men virkningen af ​​øget COtoniveauer på landbrug er mere kompliceret end som så – og viderebalance, sandsynligvis negativ, især i fremtiden.



Bortset fra andre faktorer, en atmosfære med mere COtoøger afgrødeudbyttet på kort sigt via øgede fotosyntesehastigheder. På lang sigt fortalte flere eksperter SciCheck den positive effekt af øget COtopå afgrøder vil aftage, og de negative virkninger af klimaændringer, såsom højere temperaturer og ekstrem nedbør, vil vokse.

Smith, formanden for House Committee on Science, Space & Technology, fremsatte sin påstand i en op-ed 24. juli offentliggjort i Daily Signal, et nyhedswebsted oprettet af den konservative Heritage Foundation:

'En højere koncentration af kuldioxid i vores atmosfære ville hjælpe fotosyntesen, hvilket igen bidrager til øget plantevækst. Dette korrelerer med en større mængde fødevareproduktion og bedre kvalitetsfødevarer. Undersøgelser viser, at afgrøder ville udnytte vandet mere effektivt og kræve mindre vand. Og koldere områder langs gårdbæltet vil opleve længere vækstsæsoner.'

I sin påstand argumenterede Smith også: 'Det amerikanske folk bør gøres opmærksom på både de negative og positive virkninger af kuldioxid i atmosfæren,' og tilføjede: 'Hvordan kan vi forvente en objektiv evaluering af problemerne uden hele historien involverer klimaændringer?”

SciCheck er enig. Nedenfor tager SciCheck et kig på både fordele og ulemper ved øget COtopå landbruget.

Kuldioxids aftagende afkast

Californien hvede, via Shutterstock

Lad os tage et kig på Smiths påstande én efter én. For det første, hjælper en 'højere koncentration af kuldioxid i vores atmosfære ... fotosyntesen, hvilket igen bidrager til øget plantevækst', som Smith sagde?

Ja, men til et punkt.

I løbet af fotosyntese , bruger planter energi fra sollys til at omdanne COtoog vand til oxygen og glucose, et sukkermolekyle. Planter frigiver derefter ilt fra deres blade, men de kombinerer også ilt med glukose for at producere energi til vækst gennem en anden proces kaldet respiration.

FN's mellemstatslige panel om klimaændringer (IPCC) 2014 rapport siger, at øget atmosfærisk COtohar 'stort set sikkert forbedret [afgrøde] vandforbrugseffektivitet og udbytte.' Så Smith har ret i, at mere COtofører til mere fotosyntese, hvilket korrelerer med øget afgrødeudbytte. Og han har også ret i, at '[undersøgelser] indikerer, at afgrøder ville udnytte vandet mere effektivt' i en atmosfære med mere COto.

Men IPCC tilføjer, at COtoeffekt har større indflydelse på hvede og ris end på majs og sukkerrør.

[ Her er hvordan klimaændringer vil påvirke din morgenmad. ]

Fotosyntese i hvede og ris afhænger mere af COtoi atmosfæren, mens majs og sukkerrør er mere afhængige af 'intern cykling' under fotosyntesen, Jerry Hatfield , forklarede direktøren for det amerikanske landbrugsministeriums National Laboratory for Agriculture and The Environment over telefonen.

Med andre ord øget COtoøger ikke afgrødeudbyttet ligeligt over hele linjen.

Hatfield, som også var en del af IPCC-processen, der modtog 2007 Nobels Fredspris og som i øjeblikket tjener i en IPCC-specialkomité, forklarede også, at de positive virkninger af COtokan 'nå et punkt med faldende afkast' eller 'mætning' i fremtiden. Hvad betyder det?

Lige nu er koncentrationen af ​​COtoi atmosfæren er lidt over 400 ppm, ifølge NASA . (Til sammenligning før 1950 var niveauet af COtoikke havde oversteget 300 ppm i hundredtusinder af år.)

Hatfield fortalte SciCheck, at planter ville nå COtomætning ved omkring 550 til 600 ppm, på hvilket tidspunkt mere gas 'ikke vil være så gavnligt.'

I en e-mail, Frances Moore , en adjunkt, der studerer klimaændringernes indvirkning på landbruget ved University of California, Davis, udtrykte det på denne måde: 'Min forskning viser, at højere COtokoncentrationer er gavnlige for afgrøder, men denne effekt aftager hurtigt ved højere og højere koncentrationer, fordi plantevækst bliver begrænset af andre næringsstoffer.'

Højere niveauer af COtoville ikke nødvendigvis være skadeligt for afgrøder, tilføjede Hatfield. Alligevel ved vi så lidt om virkningerne af superhøje koncentrationer af COtopå plantevækst,” sagde han.

Med en stigning på 3 ppm pr. år var hastigheden i 2015 og 2016, ifølge National Oceanic and Atmospheric Administration , ville Jorden nå mætning i god tid før århundredets slutning. Siden 1960 har satsen svinget, så den kan falde, men tendensen viser generelt en stigende hastighed.



Mad af bedre kvalitet?

I sin udtalelse sagde Smith også øget COtokorrelerer med 'mad af bedre kvalitet.' SciCheck kontaktede sit kontor for at få en afklaring på, hvad formanden mente med 'bedre kvalitet'.

Alicia Criscuolo, presseassistent for House science committee, fortalte SciCheck via e-mail, 'Formand Smith bruger 'kvalitet' som et udtryk for at omfatte en lang række fordele,' såsom en 'stigning i produktion og størrelse af planter dyrket i en COtoforbedret miljø' og en 'øget koncentration af C-vitamin som følge af øget COtoeksponering.'

Konkret pegede hans kontor SciCheck på to papirer, et om jordbær og et andet om sure appelsiner.

Det papir om jordbær, udgivet i Fotosynteseforskning i 2001, konkluderede ikke ligefrem, at forøgede COto'fører til en stigning i biomasse og den samlede produktion af jordbær,' som Criscuolo sagde i en e-mail.

Snarere undersøgelsen, forfattet af USDA-samarbejdspartner James A. Bunce , undersøgte, hvordan andre faktorer, såsom temperatur og jordkvalitet, påvirkede en jordbærplantes tilbøjelighed til at øge dens fotosyntesehastighed i et miljø med forhøjet CO2toniveauer.Mens undersøgelsen viser, at jordbær fotosyntetiserer mere med øget COtoniveauer, så den ikke på jordbærkvantitet eller kvalitet.

[ Et panel af uddannelseseksperter diskuterer undervisning i klimaændringer i klasseværelset. ]

Det papir om sure appelsiner, offentliggjort i tidsskriftet Landbrug, økosystemer og miljø i juni 2002,fandt, at når en 75 procent stigning i COtoniveauer - fra 400 ppm til 700 ppm - fordobler frugtproduktionen, det øger også C-vitaminkoncentrationen i frugtsaften med 7 procent.

Det er vigtigt at bemærke to ting om denne undersøgelse. For det første dens primære forfatter, SherwoodB. Idso , er formand for Center for undersøgelse af kuldioxid og globale forandringer , en nonprofit, der benægter der øgede COtoforårsager global opvarmning. For det andet bør sure appelsiner ikke forveksles med juice af appelsiner. Sure appelsiner bruges mest til at lave marmelade .

SciCheck spurgte også Samuel S. Myers , en seniorforsker ved Harvard, der studerer de menneskelige sundhedsvirkninger af klimaændringer, hvad han mente om ideen om øget atmosfærisk CO2tovil føre til 'mad af bedre kvalitet', som Smith sagde.

'Rep. Smiths påstand om mad af bedre kvalitet er ren opspind.'

'Rep. Smiths påstand om mad af bedre kvalitet er ren opspind,” fortalte han SciCheck via e-mail. 'Al vores forskning viser, at stigende koncentrationer af COtoreducere næringsværdien af ​​basisfødevareafgrøder,” såsom hvede, byg og ris. 'Vi har vist … at basisfødevareafgrøder mister betydelige mængder af jern, zink , og protein (kritiske næringsstoffer for menneskers sundhed), når de dyrkes under åben mark' ved forhøjet COtoniveauer, sagde han, selvom videnskabsmænd er ikke sikker på hvorfor øget COtofører til nedsatte næringsstoffer i basisafgrøder.

Faktisk udgav Myers og kolleger tidligere på måneden en papir i Miljøsundhedsperspektiver der fandt, at 'yderligere 1,6 procent eller 148,4 millioner af verdens befolkning kan være udsat for en risiko for proteinmangel' på grund af forhøjet COtoniveauer.

Længere vækstsæsoner?

I sin udtalelse hævdede Smith også, at på grund af øget COto, 'koldere områder langs gårdbæltet vil opleve længere vækstsæsoner.' Det er sandt, men varmere regioner, såsom de sydlige stater, vil også opleve negative effekter på grund af klimaændringer.

For at støtte hans påstand pegede Smiths kontor SciCheck på en juni 2014 papir i Natur ved Melissa Reyes-Fox , en tekniker ved USDA og andre. Artiklen forklarer, at videnskabsmænd tidligere har fundet beviser, der tyder på at global opvarmning har forårsaget en forlængelse af vækstsæsonen i tempererede og polære områder af Jorden.

Reyes-Fox og hendes gruppe fandt ud af, at en længere vækstsæson, især når vand er en begrænsende faktor, 'ikke alene skyldes opvarmning, men også højere atmosfærisk COtokoncentrationer.' Forskerne kiggede dog ikke på madafgrøder, men en græsmark i Wyoming.

[ Sådan taler du om klimaændringer med en benægter. ]

Alligevel IPCC's 2014 rapport siger med 'høj tillid til, at opvarmningen har gavnet afgrødeproduktionen i nogle regioner med høj breddegrad, såsom det nordøstlige Kina eller Storbritannien', og at 'placeringer på høje breddegrader generelt vil blive mere egnede til afgrøder.' Dette skyldes til dels det faktum, at 'fald i frostforekomsten vil føre til længere vækstsæsoner,' siger rapporten.

Men denne 'breddegradsudvidelse af kuldeklima-afgrødezoner mod polen ... kan i vid udstrækning opvejes af reduktioner i afgrødeproduktionen på mellembreddegrader som følge af nedbørsreduktion og temperaturstigning,' tilføjer IPCC. 'For tropiske systemer, hvor tilgængelighed af fugt eller ekstrem varme frem for frost begrænser vækstsæsonens længde, er der en sandsynlighed for, at længden af ​​vækstsæsonen og den generelle egnethed til afgrøder vil falde.'

Færre frostdage kan også påvirke frugt- og nøddetræer negativt, fortalte Hatfield ved USDA til SciCheck. Det IPCC og USAs globale forandringsprogram drage lignende konklusioner i deres rapporter.

Global Change-rapporten forklarer f.eks., at frugt- og nøddetræer 'har et vinterafkølingsbehov' eller et antal timer om året, hvor temperaturerne er mellem 32 og 50 grader fahrenheit, spænder fra 200 til 2.000 timer afhængigt af typen af træ. Disse temperaturer signal frugttræer for at udvikle blomsterknopper om foråret.

Men ikke alle afgrøder og ikke alle regioner vil blive påvirket på samme måde.

'Projektioner viser, at nedkølingskravene til frugt- og nøddetræer i Californien ikke vil blive opfyldt i midten til slutningen af ​​dette århundrede,' siger Global Change-rapporten. Imidlertid tilføjer rapporten, at forskere forventer, at æbler i det nordøstlige område vil have tilstrækkelige kølige timer i resten af ​​århundredet, selvom dette måske ikke er tilfældet for blommer og kirsebær i regionen.

IPCC-rapporten påpeger også, 'Flere undersøgelser har fremskrevet negative udbyttevirkninger af klimatendenser for flerårige træer, herunder æbler i det østlige Washington … og kirsebær i Californien … selvom COtostigninger kan opveje nogle af eller alle disse tab.'

Fremskrivningerne for vin og kaffe er endnu mindre gunstige. Stigende temperaturer forbundet med stigende COtoemissioner vil sandsynligvis reducere det areal, der er egnet til druer, der bruges til at producere vine af højeste kvalitet 'med mere end 50 procent i slutningen af ​​dette århundrede,' siger Global Change-rapporten. .Proceedings of the National Academy of Sciences,103, 11217-11222, doi:10.1073/pnas.0603230103. URL | Detalje

'> Og kaffeproduktionen i Costa Rica, Nicaragua og El Salvador 'vil blive reduceret med mere end 40 procent,' ifølge IPCC-rapporten.

Upålidelig nedbør

Smith talte ikke om, hvordan ændringer i nedbør kan påvirke landbruget i fremtiden. Men alle de eksperter, SciCheck talte med, understregede vigtigheden af ​​pålidelig vandtilgængelighed ud over temperatur og COto, for afgrødeproduktion og kvalitet. Af denne grund er det værd at skitsere, hvordan klimaændringer vil ændre nedbørsmønstre.

Først som SciCheck har skrevet før , er forskerne mere sikre, når de forbinder temperaturrelateret vejr til global opvarmning, end de forbinder ændringer i nedbør med global opvarmning. Men der er stadig masser af beviser, der tyder på, at global opvarmning vil påvirke nedbørsmønstre over hele kloden.

Hatfield, ved USDA, forklarede, at afgrøder generelt foretrækker konstant nedbør i løbet af sommeren, hvor der sker mest vækst. Men klimaændringer på grund af øget COto, får USA til at se mere nedbør i form af forårsstorme.

Global Change-rapporten noterer sig også dette.

[Hvordan vil klimaændringer påvirke økonomien? Det afhænger af, hvor du bor.]

Midtvesten oplever for eksempel 'stigende intensitet af storme og skift af nedbørsmønstre mod mere forårsnedbør,' siger rapporten. Især i Iowa har der ikke været en stigning i den samlede nedbør om året, men der har været en 'stor stigning i antallet af dage med kraftig nedbør,' tilføjer rapporten.

Ekstrem nedbør er dårligt for afgrøder af en række årsager, en er at det fører til jorderosion. Under disse vejrbegivenheder skylles næringsstofferne fra jorden væk i nærliggende søer og floder og forurener dem. Den ekstreme nedbør efterlader så jorden mindre i stand til at understøtte afgrødevækst, tilføjer Global Change-rapporten.

Endnu flere ulemper ved COto

Øget COtokan også have en negativ indvirkning på afgrødeproduktionen ved at være uforholdsmæssigt gavnlig for ukrudt, siger Global Change rapport . Hatfield forklarede til SciCheck, at ukrudt er genetisk forskelligartet og som et resultat kan tilpasse sig skiftende miljøer. Afgrøder er på den anden side som standard indavlede og genetisk ensartede. Af denne grund er de ikke så tilpasningsdygtige til skiftende miljøer.

Der er også andre negative effekter af afbrænding af fossile brændstoffer - såsom en stigning i jordnær ozon, hvilkethindrer fotosyntese og andre vigtige plantefunktioner, som IPCC forklarer i sin rapport .'Dette resulterer i hæmmede afgrødeplanter, ringere afgrødekvalitet og nedsatte udbytter ... og udgør en voksende trussel mod den globale fødevaresikkerhed,' tilføjer rapporten.

Samlet set sagde hver ekspert, SciCheck talte med, nettopåvirkningen af ​​COtoog klimaændringer vil efterlade afgrødeproduktion og kvalitet dårligere i fremtiden, ikke bedre.

“Mens der kan være en lille gødningseffekt af forhøjet COtopå plantevækst vil denne stigning blive mere end opvejet af klimaændringer, som forårsager øgede temperaturer, ændringer i nedbør og komplekse ændringer i landbrugets skadedyr, patogener og bestøvere.'

For eksempel fortalte Myers på Harvard til SciCheck,“Mens der kan være en lille gødningseffekt af forhøjet COtopå plantevækst vil denne stigning blive mere end opvejet af klimaændringer, som forårsager øgede temperaturer, ændringer i nedbør og komplekse ændringer i landbrugets skadedyr, patogener og bestøvere.'

Moore, ved University of California, Davis, fortalte os også: 'Overvejer bare COtogødskning og effekten af ​​højere temperaturer, finder vi, at ved meget små mængder af opvarmning (dvs. en grad celsius) kan nettoeffekten være en lille stigning i afgrødeudbyttet.' (Siden 1880 er Jorden blevet varmet næsten 1 grad celsius allerede, ifølge NASA .)

Men Moore tilføjede, at 'ved højere niveauer af opvarmning kommer den negative effekt af højere temperaturer hurtigt til at dominere den positive effekt af COtogødskning, hvilket får afgrødeudbyttet til at falde markant, også i USA.' Og det tager ikke engang hensyn til andre negative effekter, såsom 'forstyrrende nedbørsmønstre' og fordele for ukrudt, sagde hun.

Så Smith har ret i, at der er nogle positive sider ved øget COtoi atmosfæren,men nettopåvirkningen er sandsynligvis negativ, især i fremtiden.

[ Hvordan genopfinder landmænd landbruget for et foranderligt klima? ]