آیا می‌توان بحران غذایی تغییرات اقلیمی را مهار کرد؟

تأثیر فعالیت‌های انسانی بر دما و تولید محصولات کشاورزی

فعالیت‌های انسانی باعث افزایش سطح دی‌اکسید کربن (CO2) در جو زمین شده است که این امر به افزایش دمای متوسط سطح جهانی منجر می‌شود و تهدیدی برای رشد محصولات کشاورزی به حساب می‌آید. نگرانی‌های فزاینده درباره تأثیر تغییرات اقلیمی بر امنیت غذایی جهانی، محققان دانشگاه هندو بنارس در هند را بر آن داشت تا راهی برای بررسی چگونگی تأثیر این عوامل بر عملکرد محصولات کشاورزی ایجاد کنند.

مدل ریاضی برای تحلیل روابط غیرخطی

در نشریه Chaos که توسط انتشارات AIP منتشر شده است، محققان مدلی ریاضی را معرفی می‌کنند که برای درک روابط غیرخطی بین CO2، دما، جمعیت انسانی و رشد محصولات کشاورزی طراحی شده است. شواهد فزاینده‌ای از دینامیک‌های پیچیده و آشوبناک در سیستم‌های اکولوژیکی آن‌ها را به استفاده از مدل‌های خودکار و غیرخودکار ترغیب کرده است تا درک عمیق‌تری از تغییرات فصلی و استراتژی‌های ممکن برای کاهش اثرات منفی، مانند توسعه محصولات مقاوم به دما، به دست آورند.

ادغام مفاهیم کلیدی در مطالعه

مطالعه این تیم مفاهیم کلیدی دینامیک‌های دی‌اکسید کربن جوی، افزایش دما، جمعیت انسانی و عملکرد محصولات کشاورزی را در هم ادغام می‌کند. آ.ک. میسرا گفت: “ما در نظر گرفته‌ایم که چگونه افزایش سطح CO2 در ابتدا باعث افزایش رشد محصولات کشاورزی از طریق اثر کوددهی CO2 می‌شود، اما زمانی که دما از یک آستانه بحرانی فراتر رود، استرس گرما باعث کاهش عملکرد خواهد شد.” او افزود: “یک سیستم غیرخودکار با تغییرات فصلی رفتارهای پیچیده‌ای مانند نوسانات دوره‌ای و آشوب را نشان می‌دهد و غیرقابل پیش‌بینی بودن واکنش محصولات کشاورزی به افزایش دما را برجسته می‌کند.”

اهمیت مدیریت متغیرها برای حفظ تولید کشاورزی

مفاهیمی که توسط این تیم مورد بررسی قرار گرفته‌اند، برای درک پیچیدگی تعاملات اقلیمی و محصولات کشاورزی که ممکن است به نتایج شدید و غیرمنتظره منجر شود، حیاتی هستند. کار آن‌ها نشان می‌دهد که مدیریت مؤثر این متغیرها برای حفظ بهره‌وری کشاورزی اهمیت دارد. میسرا گفت: “یافته‌های ما یک آستانه بحرانی برای انتشار CO2 ناشی از فعالیت‌های انسانی را نشان می‌دهد که فراتر از آن، عملکرد محصولات به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.”

تأثیر تنوع گیاهی بر تولید محصولات کشاورزی

این موضوع به نوع واریته‌های کشت شده بستگی دارد. واریته‌های مختلف پاسخ‌های متفاوتی نشان می‌دهند، بنابراین نتایج ممکن است به طور یکنواخت در تمام محصولات صدق نکند. کار تیم تحقیقاتی بر لزوم فوری رسیدگی به انتشار گازهای CO2 برای حفظ بهره‌وری کشاورزی تأکید می‌کند. همچنین این تحقیق یک استراتژی امیدوارکننده برای کاهش خسارت محصولات ناشی از تغییرات اقلیمی را کشف کرده است: توسعه واریته‌های گیاهی با تحمل بالاتر در برابر دما.

با پرورش یا مهندسی ژنتیکی گیاهان برای تحمل دماهای بالا، کشاورزان می‌توانند بهتر با شرایط محیطی در حال تغییر سازگار شوند و از محصول خود محافظت کنند. این سازگاری به ویژه در برابر گرمایش جهانی اهمیت زیادی دارد و کشاورزی مقاوم در برابر تغییرات اقلیمی به عنوان یک عامل کلیدی در تأمین امنیت غذایی مطرح می‌شود.

تأثیرات کوچک دما بر عملکرد محصولات

یکی از نکات شگفت‌انگیز این مطالعه، میزان تأثیر افزایش‌های نسبتاً کوچک دما بر عملکرد محصولات است. این تحقیق کاربردهایی برای کشاورزی در مواجهه با تغییرات اقلیمی دارد. با شناسایی آستانه‌های دمایی بحرانی، ما بینش‌هایی درباره زمان شروع کاهش عملکرد محصولات به دست می‌آوریم که به سیاست‌گذاران در تدوین استراتژی‌های مؤثرتر کمک می‌کند، به گفته میسرا. “یافته‌های ما نشان می‌دهد که پرورش یا استفاده از گیاهان با تحمل بالاتر در برابر دما باید به عنوان یک استراتژی برای حفظ بهره‌وری در سطوح بالا CO2 در نظر گرفته شود.”

بهبود پیش‌بینی عملکرد محصولات

درک رفتار پیچیده سیستم‌های گیاهی به بهبود پیش‌بینی عملکرد و اطلاع‌رسانی به شیوه‌های کشاورزی سازگار برای مدیریت تغییرات فصلی و اقلیمی کمک می‌کند. مراحل بعدی برای تیم شامل بهبود مدل آن‌ها با اضافه کردن متغیرهای بیشتری مانند جمعیت حشرات، دسترسی به آب، کیفیت خاک و سطح مواد مغذی است که همچنین بر عملکرد محصولات تحت تغییرات اقلیمی تأثیر می‌گذارد. تأیید تجربی بیشتر با داده‌های واقعی به ما کمک خواهد کرد تا مدل خود را دقیق‌تر کالیبره کنیم، در حالی که توسعه مدل‌های خاص منطقه‌ای پیش‌بینی‌ها و استراتژی‌های محلی را امکان‌پذیر می‌سازد، میسرا اضافه کرد.