Sporo napisałem już o aktualnym i przewidywanym wpływie globalnego ocieplenia na geograficzne zwiększanie się zasięgów występowania różnych gatunków zwierząt (np. papug, szakali, modliszek, komarów), a wraz z nimi mikroorganizmów, w tym także tych potencjalnie dla nas niebezpiecznych, bo powodujących malarię, cholerę, ptasią grypę, żółtą febrę i inne. W dzisiejszym artykule chciałbym pochylić się nad tematem żywności i rolnictwa w kontekście globalnego ocieplenia. Spróbuję znaleźć odpowiedź na pytanie, jak globalne ocieplenie wpływa i jak wpłynąć może w przyszłości na rolnictwo oraz jakość żywności.

globalne ocieplenie żywność

Czym jest jakość żywności i co na nią wpływa?

Czym jest właściwie jakość żywności, jak bym ją zdefiniował? Będę pisał przede wszystkim o jedzeniu pochodzenia roślinnego. Pierwsze co przychodzi mi na myśl w kontekście wartości żywności to zawartość białka, węglowodanów i tłuszczy – ta ogólna, jak i po przeliczeniu na suchą masę. Wiemy od jakiegoś już czasu, że ważny jest także błonnik. Nie można też zapomnieć o witaminach oraz mikroelementach i makroelementach, jak również związkach o wartościach prozdrowotnych, takich jak polifenole. Oprócz aspektu dietetycznego liczy się też zapach i smak produktów, tekstura oraz biologiczne i toksykologiczne bezpieczeństwo. Bo co z tego, że coś jest pełne witamin, jeżeli ma w sobie rakotwórcze mikotoksyny? Gdybym więc oceniał jakość żywności, brałbym pod uwagę jej bezpieczeństwo, wartości odżywcze, zawartość mikro- i makroelementów oraz związków prozdrowotnych, a także aspekty smakowe. Z prostej definicji zaś jakość żywności to „stopień zdrowotności, atrakcyjności sensorycznej i dyspozycyjności w określonych warunkach procesu technologicznego”.


Co wpływa na jakość żywności? Jeżeli na przykład bierzemy pod uwagę teksturę, to w przypadku owoców i warzyw często duże znaczenie ma wypełnienie ich komórek wodą czy odporność na uderzenia. Wszyscy wiemy jak przepyszny jest sprężysty arbuz, a jak niedobry ten papkowaty i zgnieciony. Te cechy z kolei są uwarunkowane na różne sposoby i zależą zarówno od czynników genetycznych (kwestia odmiany) jak i od sposobu przechowywania i transportu. Znaczenie mają też warunki wzrostu, a więc pogoda oraz klimat, jakość gleby i jej nawodnienie.

stężenie dwutlenku węgla CO2 w atmosferze
Stężenie CO2 w atmosferze ziemskiej w latach 1958-2013. Źródło: Obserwatorium Mauna Loa.

Wpływ na plony i ich jakość mają w znacznym stopniu także nawozy oraz środki ochrony roślin. Dzięki tym pierwszym rośliny są lepiej odżywione, bujniej rosną i są w stanie w pełni rozwinąć swój potencjał plonotwórczy. Zaś dzięki środkom ochrony roślin ograniczane są straty w plonie powodowane obecnością chwastów, szkodników i chorób – rośliny są chronione przed szkodnikami,  w tym też przed produkującymi mikotoksyny grzybami. Pytanie tylko, czy w kontekście globalnego ocieplenia rozważania od tej strony są jedynymi? Czy nie należałoby też pomyśleć o tym, jakie straty czekają branżę rolniczą przez długotrwałe susze czy anomalie pogodowe? Jak poszczególne uprawy zareagują na wyższą temperaturę i jak przełoży się to na ich plonowanie?  


Chodzi zatem nie tylko o ilościowe zmiany w jakości produktów rolnych i pochodzących z nich wyrobów, o to ile i jakiego białka czy ile i jakich tłuszczy zawierają, jak bogate są w witaminy czy pierwiastki takie jak cynk lub selen. Znaczenie ma też to czy w ogóle z danej uprawy będzie plon wystarczający, aby wykarmić ludność i by rolnik na tym zarobił i mógł się wraz z rodziną utrzymać. Mówiąc o trudnościach w rolnictwie powodowanych przez zmiany klimatu nie mówię zatem jedynie o jakości żywności, ale też o jej dostępności.

Czym jest globalne ocieplenie i jakie niesie skutki?

Globalne ocieplenie to zjawisko dotyczące, jak sama nazwa wskazuje, całej Ziemi. Pojedyncze obserwacje i pomiary, które intuicyjnie przeczą tej nazwie, w rzeczywistości wcale nie obalają teorii globalnego ocieplenia, a często wręcz ją wspierają. Jeśli więc mamy jednorazowy śnieg w maju albo mróz w styczniu, wcale nie świadczy to o nieprawdziwości globalnego ocieplenia. Tak samo, jak pojedyncze gorące lato czy ciepła zima. Szkopuł w tym, że od dekad zimy są regularnie, średnio, coraz cieplejsze, a lata coraz bardziej upalne. Odczytywane są nie tylko rekordowo wysokie temperatury, lecz także rekordowa liczba dni, kiedy trwają. Wydłużają się susze i powodzie. Deregulacja cyrkulacji powietrza czy prądów morskich powoduje powstawanie tornad lub nasila je, jeśli występowały na danym terenie wcześniej. Lodowce topnieją, a poziom wód się podnosi. Wszelkie dane obserwacyjne, jak również wyniki badań naukowych z obszaru klimatologii, meteorologii, geologii, hydrologii czy biogeografii, potwierdzają, że mamy do czynienia z globalnym ociepleniem powstałym na skutek emitowania to atmosfery ogromnych ilości gazów cieplarnianych poprzez spalanie paliw kopalnych, ale także przez rolnictwo.


Przeciwdziałanie globalnemu ociepleniu jest obecnie jednym z priorytetowych zadań dla społeczności międzynarodowej, gdyż towarzyszące mu zmiany klimatyczne są niekorzystne dla wszystkich, bez wyjątku. Gdyby zachodziły powoli, jak w naturalnych cyklach, zapewne Polska i inne kraje Unii Europejskiej, a także wiele krajów Afryki, Azji czy Ameryki Południowej, mogłyby na tym skorzystać, jednak tak drastyczne tempo zmian uniemożliwia reakcję i przystosowanie się na czas. Dlatego tak ważne są systemowe rozwiązania dążące do wyraźnego ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, a które obejmują przede wszystkim zmniejszenie udziału paliw kopalnych w energetyce czy motoryzacji, przeciwdziałanie konsumpcjonizmowi, jedzenie mniejszych ilości mięsa ssaków i ptaków hodowlanych.

Jak rolnictwo wpływa na klimat?

Zanim przejdę do wpływu zmian klimatu na rolnictwo i jakość oraz dostępność żywności, chciałbym jeszcze napisać trochę o tym, jak rolnictwo wpływa na klimat. Chodzi przede wszystkim o emisje gazów cieplarnianych związane z rolnictwem, a wynikające z rozmaitych przyczyn, takich jak wylesianie pod uprawy (drzewa wiążą węgiel atmosferyczny, więc mniej drzew oznacza więcej CO2 w atmosferze), produkcja nawozów i środków ochrony roślin, produkcja maszyn rolniczych oraz zasilanie ich paliwami, czy wreszcie hodowle zwierząt. Jak zauważa Europejska Agencja Środowiska „Przed dotarciem do naszych talerzy żywność jest produkowana, przechowywana, przetwarzana, pakowana, transportowana, przygotowywana i podawana. Na każdym etapie uwalniane są gazy cieplarniane do atmosfery”. Gazy cieplarniane pochodzenia rolniczego to nie tylko słynny dwutlenek węgla, ale także metan (z produkcji zwierzęcej czy upraw ryżu) i tlenek azotu (z nawozów), które w Polsce są dominującymi gazami cieplarnianymi z sektora rolniczego. Warto podkreślić, że „mięso i produkty mleczne mają najwyższy globalny ślad węglowy, surowcowy i wodny na kilogram żywności” na co uwagę zwraca Europejska Agencja Środowiska.


Według różnych szacunków emisje gazów cieplarnianych z rolnictwa globalnie stanowią kilkanaście procent (około 14%) całego udziału. W Unii Europejskiej od roku 2012 jest to około 10%. Nie jest to zatem bardzo dużo, ale nie jest też na tyle mało, by móc uznać je za zaniedbywalne i zignorować, zwłaszcza że są kraje, gdzie emisje z rolnictwa wynoszą około 1/5 całości. A jak sytuacja wygląda w Polsce? Będąc rok temu na Narodowej Wystawie Rolniczej w Poznaniu, zorganizowanej z okazji 100-lecia odzyskania przez Polskę niepodległości (i która, na marginesie, była moim zdaniem świetnie zorganizowana), otrzymałem trzy ciekawe monografie omawiające rolnictwo w Polsce w kontekście klimatycznym. Można w nich znaleźć sporo ciekawych wyników, ja przytoczę tylko niektóre.

Susza w Polsce globalne ocieplenie
Tabela za: http://www.susza.iung.pulawy.pl.

W 2014 roku w rolnictwie z regionu Morza Bałtyckiego za emisję niekorzystnego dla klimatu amoniaku (który w 93% pochodził z sektora rolniczego) aż w 63% odpowiadały nawozy naturalne, czyli nawozy uważane za ekologiczne i w rolnictwie ekologicznym przeważające. W największym stopniu odpowiedzialne za to były: Niemcy, Polska oraz Dania. W samej Polsce w uprawach kukurydzy, pszenicy ozimej i rzepaku ozimego najgorzej pod względem emisji tlenku azotu wypada województwo Lubuskie. W roku 2013 w porównaniu z rokiem 1990 w Polsce wzrósł udział emisji gazów cieplarnianych w branży rolniczej ze spalania paliw kopalnych z 16% do aż 27%. Z kolei emisja pochodząca z fermentacji jelitowej bydła spadła (udziałowo) z 34% do 27%. W roku 2016 odnotowano rekordowy wzrost zużycia nawozów wapniowych w Polsce. Służą one do regulacji pH gleby, które najniekorzystniejsze (najbardziej kwasowe) jest w województwie Mazowieckim. W szerszej skali najważniejsza jest jednak informacja, że w latach 1990-2013 udział emisji gazów cieplarnianych przez sektor rolniczy w Polsce wynosił 11-13,5%, co blado wypada przy średniej unijnej wynoszącej 10%. Odnośnie Polski warto jeszcze napisać o trapiących nasz kraj suszach rolniczych. Obecnie trwają one w czternastu województwach (a w okresie 21.05.2019-20.07.2019 odnotowano je w piętnastu województwach), a pisząc te słowa słucham informacji w radio o tym, że dzięki wyschniętym roślinom i ziemi spłonęła ogromna uprawa kukurydzy.


Ciekawe jest jeszcze zagadnienie wpływu rolnictwa ekologicznego na klimat. Zwykło się sądzić, że jest ono dla środowiska mniej szkodliwe od rolnictwa konwencjonalnego. Tymczasem coraz to nowsze badania wskazują raczej na coś przeciwnego – że rolnictwo organiczne jest dla klimatu gorsze od tego tradycyjnego. Chodzi nie tylko o wspomniane wcześniej nawozy naturalne, będące w porównaniu do syntetycznych istotniejszym źródłem emisji gazów szklarniowych, ale także o fakt, że uprawy ekologiczne przez swoją mniejszą wydajność muszą zajmować stosunkowo więcej powierzchni. Może się to wiązać z dodatkowym wylesianiem pod uprawy czy większym nakładem środków ochrony roślin i nawozów, których produkcja i transport to kolejne emisje. Duże, poważne badania naukowe na ten temat pojawiają się od stosunkowo niedługiego czasu i dopiero od niedawna mówi się szerzej i głośniej o szkodliwości rolnictwa ekologicznego. Jeszcze w roku 2014, gdy zakładałem tego bloga, sądziłem że faktycznie jest ono mniej szkodliwe dla środowiska. Dziś, gdy zapoznaję się z nowymi dowodami coraz bardziej utwierdzam się w przekonaniu, że to nieprawda. Badania z zakresu dietetyki i żywienia również coraz częściej wskazują na brak korzyści zdrowotnych ze spożywania produktów ekologicznych. Okiem socjologa zaś wyglądają na drogie produkty spożywcze, będące zachcianką dla bogatych.

Jak globalne ocieplenie wpływa na rolnictwo i żywność?

Najogólniej rzecz ujmując, klimat na rolnictwo wpływa poprzez oddziaływanie na opady deszczu i inne zjawiska meteorologiczne (np. gradobicia, huragany), temperaturę powietrza, jakość gleby, poziom morza, rozprzestrzenianie się gatunków wpływających na rolnictwo (np. szkodników upraw czy patogenów pszczół i innych zapylaczy), a także stężenie węgla w atmosferze. Gdyby nie fakt, że w skali globalnej i lokalnej wciąż mamy do czynienia z głodem i niedożywieniem, to być może kwestie wpływu globalnego ocieplenia na rolnictwo, hodowlę zwierząt (a także rybołówstwo) nie byłyby takie priorytetowe. Jest jednak inaczej i trzeba temu sprostać.

Przeczytaj także: Czy pszczoły wymierają?

W skali globalnej średnia temperatura od lat 80. XIX wieku wzrosła o 1,5 stopnia Celsjusza. O ile takie i większe wahnięcia na poziomie lokalnym (kwestia pogody) to nic szczególnego, to na poziomie ogólnoświatowym (kwestia klimatu) jest to już bardzo poważna sprawa. Co gorsza, tempo tego wzrostu nie daje szansy wielu organizmom na dostosowanie się drogą doboru naturalnego, jak również zmniejsza ją lub odbiera rolnikom i firmom rolniczym, nasienniczym czy biotechnologicznym, na przygotowanie się na te zmiany w odpowiednim momencie.

globalne ocieplenie rolnictwo zmiany klimatu
Uprawy w Egipcie w Sharq El Owainat. Źródło: NASA, www.earthobservatory.nasa.gov

Według danych FAO (Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa) liczba osób z niedożywieniem w skali świata niestety od roku 2014 rośnie, zarówno sumarycznie jak i procentowo. To negatywne zjawisko nasila się przede wszystkim w Afryce i Ameryce Południowej, zaś w Azji odnotowano spowolnienie spadku liczby osób z niedożywieniem, co również niepokoi. Do głównych przyczyn takiego rozwoju sytuacji (wzrostu niedożywienia w Afryce oraz Ameryce Południowej i wolniejszego spadku niedożywienia w Azji) należą konflikty zbrojne, wojny i destabilizacja społeczna i polityczna, oraz zmiany klimatyczne spowodowane globalnym ociepleniem, a skutkujące suszami, nieregularnymi opadami czy wzmożonymi burzami.


Co dokładnie mówią prognozy, szacunki i modele? Według jednego z badań w krajach Afryki Południowej globalne ocieplenie i towarzyszące mu susze mogą spowodować utratę aż 30% upraw kukurydzy zaledwie do roku 2030. Z kolei kraje Południowej Azji mogą stracić w tym czasie do 10% upraw kukurydzy i ryżu. Met Office, czyli publiczna brytyjska instytucja zajmująca się meteorologią, podawała prognozy opiewające na aż 50-procentowy ogólny spadek plonów w Pakistanie. W Europie zaś, generalizując, mogą one wzrosnąć o 25%, co wynika m.in. z wyższych, ale nadal znośnych temperatur, przy jednoczesnym lepszym zabezpieczeniu hydrologicznym i dostępie do technologii rolniczych. Polska Agencja Prasowa donosiła niedawno, że we Włoszech zarejestrowano już pierwsze oficjalne uprawy mango, awokado, bananów, marakui oraz orzeszków ziemnych. Uprawy winorośli są z kolei w tym kraju przesuwane na północ, gdyż południowe temperatury są dla winogron coraz mniej korzystne. Wszystko to nie oznacza, że globalne ocieplenie będzie dla europejskich rolników dobre. O ile poszczególne regiony mogą na nim, odpowiednio się przygotowując, skorzystać, tak w szerszej skali będzie niosło wiele kosztów i strat. Nieprzyjemne sytuacje czekają także konsumentów. Pietruszka po 21 zł za kilogram to dopiero przedsmak tego, co może nadejść.

ryż globalne ocieplenie
Uprawa ryżu

Powstały też naukowe oceny wpływu globalnego ocieplenia na rolnictwo Ameryki Północnej. Autorzy jednej z dużych publikacji przygotowali i analizowali dla USA prognozy dla przymrozków, liczby dni suchych, długości sezonu wegetacyjnego, a także cieplnego stresu roślin i rozpoczynania prac na polu. Wynika z nich, że pod koniec bieżącego wieku, uogólniając, w Stanach Zjednoczonych będzie mniej przymrozków, okres wegetacyjny będzie dłuższy, a rośliny będą doznawały więcej stresu cieplnego i ataków szkodników. Korzystne skutki, takie jak możliwość wcześniejszego sadzenia oraz mniejsze uszkodzenia wywołane zimnem (co jednak niesie też większe ryzyko ataków szkodników), dotkną przede wszystkim stanów północnych. Stany południowe będą miały z kolei większy problem z uszkodzeniami upraw przez wyższe temperatury. Badacze w swojej pracy wskazują też, że gdyby udało się ograniczyć emisje gazów cieplarnianych, to stres roślin wywołany zbyt wysokimi temperaturami oraz szkodnikami byłby mniejszy. Podkreślają jednocześnie, że prognozy do roku 2100 są obarczone dużym ryzykiem niepewności.


Wśród pięciu najludniejszych krajów świata oprócz USA, UE, Chin i Indonezji znajdują się Indie (na drugim miejscu, a w latach 40. XXI wieku prawdopodobnie zajmą pierwsze miejsce, przed Chinami). Jest to kraj szybko rozwijający się, ale wciąż lokalnie i regionalnie borykający się z problemami związanymi z żywnością, jej jakością i dostępem do niej (podobnie jest w Chinach oraz Indonezji i na dużo mniejszą skalę, ze znacznie mniejszym nasileniem, ale jednak także w USA i UE). Na Półwyspie Indyjskim wzrost średniej temperatury od lat 60. XIX wieku wynosi od 0,3 do 0,6 stopnia Celsjusza na dekadę. Po kilkunastu dziesięcioleciach takich zmian efekty globalnego ocieplenia są niezwykle silnie odczuwane w tym i tak z natury gorącym państwie. Bieżącego roku temperatura powietrza w zachodnich częściach Indii (oraz we wspomnianym wcześniej, także poważnie dotkniętym globalnym ociepleniem Pakistanie) dochodziła do 51 stopni Celsjusza! Problemem są jednak nie tylko aż tak wysokie temperatury (które zdarzały się w przeszłości), ale również okres ich trwania. Inaczej jest, gdy po kilku dniach czy tygodniu przemijają, a inaczej kiedy ciągną się dwa-trzy tygodnie (myślę, że po czerwcowych upałach w Polsce wszyscy zauważają tę różnicę, rolnicy zaś odczuli to nadto dobrze). Niestety przewidywania naukowców świadczą o zwiększeniu się upalnych i suchych dni w Indiach o 15 w skali roku. Dla północnych Indii prognozy mówią z kolei o 5-10 dodatkowych dniach opadów rocznie. Autorzy innej publikacji naukowej stwierdzają, że jeśli globalnego ocieplenia nie spowolni się, to rolniczy potencjał Indii do lat 2070-2099 może spaść aż o 40%. Dla Indii zmiany klimatyczne są dramatem także z ekonomicznego punktu widzenia, gdyż gospodarka tego kraju w znacznym stopniu opiera się na rolnictwie.

Globalne ocieplenie temperatura
Średnia roczna temperatura Ziemi z podziałem na miesiące, od drugiej połowy XIX wieku do sierpnia 2016. Źródło: NASA

Dlaczego globalne ocieplenie oddziałuje na rolnictwo i zmienia jakość żywności?

Sporo napisałem o społecznych i ekonomicznych skutkach rolniczych globalnego ocieplenia. Czas odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób globalne ocieplenie może do owych efektów doprowadzić? Jakie są mechanizmy prowadzące do zmian w uprawach? I jakie dokładnie te zmiany, według prognoz, będą? Badania oceniają zarówno dostęp do żywności, jak i zawartość poszczególnych składników odżywczych czy witamin i mikroelementów oraz makroelementów, jak również zmianę ich stężenia w plonach.


Popularny jest pogląd, że większe stężenie dwutlenku węgla w atmosferze pozwala roślinom lepiej rosnąć. Jest on po części słuszny, choć tak naprawdę – w kontekście globalnego ocieplenia – trzeba go skorygować o susze, huragany, gradobicia, powodzie i brak możliwości przystosowania się przez zbyt szybko postępujące zmiany. Jednak znaczenie ma też wpływ wzrostu stężenia CO2 na jakość plonów. Badania pokazują, że choć rośliny lepiej wówczas rosną, to wcale nie produkują więcej białka czy witamin i nie zawierają dodatkowych ilości mikro- oraz makroelementów. Są bogatsze w cukry i wodę, są po prostu większe. Stają się trochę takimi „roślinnymi fastfoodami” – mają stosunkowo więcej kalorii i wody, a mniej innych składników odżywczych czy prozdrowotnych i, co ciekawe, także enzymu RuBisCo, który potrzebny jest do przyswajania przez rośliny węgla.

Stosunkowo stare badania pokazują, że u fasoli ze zwiększonym dostępem do dwutlenku węgla (1200 mikrolitrów na litr powietrza, w porównaniu do 330 mikrolitrów na litr, czyli 1200 ppm i 330 ppm), mniejsza jest zawartość azotu, fosforu, potasu, wapnia, magnezu (uogólniając o ponad 20%). Nowsze potwierdzają doniesienia o obniżonej u roślin zawartości pierwiastków ważnych z perspektywy żywnościowej człowieka. Jedna z obszernych prac, opublikowana w 2014 roku, mówi o średnio 8-procentowym spadku względnej zawartości żelaza, cynku czy potasu przy ok.  600-700 ppm (czyli 650 jednostek na milion jednostek) CO2 (w porównaniu do ok. 300-400 ppm CO2). W tym miejscu trzeba dodać, że w roku 2017 i 2018 średnie stężenie dwutlenku węgla na Ziemi wynosiło ponad 400 ppm (około 50% więcej niż w okresie przedprzemysłowym i około 100-200 ppm mniej niż prognozuje się na najbliższe dekady). Potwierdziły się też obserwacje o zmniejszeniu się (nawet pięciokrotnym) ilości białek względem cukrów przy podwyższonym stężeniu CO2 w powietrzu. Niektórzy dietetycy zwracają uwagę, że chociaż problem nadwagi i otyłości ma różne przyczyny, głównie łatwy i tani dostęp do wysokokalorycznych produktów oraz niska aktywność fizyczna oraz społeczne przyzwolenie na objadanie się, to w pojedynczych zachorowaniach istotne może być właśnie „fastfoodowienie” plonów (efekt „rozcieńczenia” białek i minerałów, a „zagęszczenia” cukrów). Inne jeszcze badanie pokazało, że wraz ze zwiększeniem stężenia CO2 w powietrzu w otoczeniu upraw ryżu, soi oraz pszenicy (czyli głównych źródeł jedzenia na świecie), zmniejsza się względne stężenie cynku i żelaza w tych roślinach.


Przeprowadzono też pracę skupiającą się na różnych odmianach ryżu (będącego podstawowym składnikiem żywieniowym dla 2 miliardów ludzi, jak zwracają uwagę autorzy). Z eksperymentów terenowych i laboratoryjnych wynikało, że większe stężenie CO2 skutkowało obniżeniem zawartości białka (od 5% do nawet 20% w jednej z odmian), żelaza, cynku (w roku 2050 niedobory cynku może mieć 175 milionów ludzi), witaminy B1 (tiaminy), witaminy B2 (ryboflawiny), witaminy B5 (pirydoksyny), witaminy B9 (kwasu foliowego), a zwiększeniem stężenia witaminy E (tokoferolu). Mniejsze ilości białka (prognozy niedoborów białka mówią o ponad 120 milionach osób na rok 2050), mikroelementów, makroelementów i witamin potwierdzają coraz nowsze metaanalizy uwzględniające laboratoryjne eksperymenty i terenowe obserwacje. Mniej białka przez wyższe stężenie dwutlenku węgla mogą mieć też pastwiska, co ma znaczenie dla hodowli zwierząt (tym bardziej, że przez susze pastwiska częściej mogą wysychać). Nawet wstępne badania nawłoci kanadyjskiej w komorach polowych świadczą o możliwości zmniejszania się zawartości białek wraz ze zwiększeniem stężenia CO2 (porównywano 250-395 ppm dwutlenku węgla z 395-500 ppm dwutlenku węgla) co prawdopodobnie jest jedną z przyczyn czyniących szkody wśród dzikich zapylaczy – są słabiej odżywione.

szkodniki globalne ocieplenie
Chrząszcz japoński. Autor: Bruce Marlin, za: http://www.cirrusimage.com

Dodatkową kwestią jest rozwój i zwiększanie się zasięgu szkodników roślin. Wyższe temperatury pozwalają niektórym owadom żywiącym się roślinami uprawnymi (lub przenoszącym szkodniki upraw) na migracje na północ. Co więcej, utrzymujące się dłużej dodatnie temperatury dla wielu gatunków insektów są zaproszeniem do wykonania jednego cyklu rozrodczego rocznie więcej, niż zwykle. Ograniczenie liczebności różnych populacji ptaków lub ich gatunkowej bioróżnorodności spowoduje z kolei zmniejszenie presji drapieżników na owady. Niektóre chrząszcze szybciej przystępują do atakowania upraw przy większym stężeniu dwutlenku węgla, zaś aktywność białek obronnych roślin może być w tych okolicznościach obniżona. Chrząszcz japoński dzięki cieplejszej temperaturze staje się obecnie coraz bardziej problematycznym szkodnikiem, zwiększającym swój zasięg w Japonii, Stanach Zjednoczonych, Unii Europejskiej i Rosji. Modele prognozują, że jego zakres może zwiększyć się w niektórych krajach UE aż o ponad 20%.


Spadek jakości żywności spowodowany zmianami w uprawach wywołanymi globalnym ociepleniem opiera lub będzie się opierał głównie na względnie mniejszej zawartości białka, cynku, żelaza, wapnia oraz różnych witamin (np. kwasu foliowego, tiaminy czy ryboflawiny) w suchej masie, w stosunku do węglowodanów. Produkty stają się bardziej kaloryczne przez większą ilość cukrów powstałych z przyswajania CO2 przez rośliny, ale niestety nie idą za tym dalsze korzyści. Globalne ocieplenie może też działać na korzyść szkodników roślin oraz osłabiać ich odżywienie i odporność przed suszami czy gradobiciami.

susza zmiany klimatu globalne ocieplenie

Praktyki adaptacyjne – rolnicza reakcja na zmiany klimatyczne

Okazuje się – i nie ma w tym zaskoczenia – że działania adaptacyjne do zmian klimatu zmniejszają negatywne skutki ich oddziaływania, jednak muszą być w odpowiedni sposób i we właściwym czasie zastosowane. Naukowcy będący autorami jednej z prac z roku 2017 poruszających ten temat twierdzą na przykład, że złagodzenie niekorzystnych skutków globalnego ocieplenia można osiągnąć dzięki takim praktykom, jak m.in. zaniechanie orki dla poprawy struktury gleby i ograniczenia zużycia paliwa, wykorzystywanie odmian roślin, które są bardziej odporne na stres cieplny, dostosowanie terminów sadzenia roślin, nawożenia ich i opryskiwania środkami ochrony roślin do nowego porządku klimatycznego, zróżnicowanie (dywersyfikacja) upraw, a także nowoczesne systemy ostrzegania rolników przed ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi.


W reakcji na zmiany klimatyczne istotne są również uwarunkowania społeczne. Na przykład wyniki badań ze Wschodnich Chin mówią, że przy niskich opadach deszczu i suszach dla łagodzenia ich skutków w uprawach pszenicy i kukurydzy ważniejszy jest dostęp do urządzeń rolniczych, zaś w uprawach ryżu – praca ludzi. Liczba mieszkańców ma też znaczenie przy zapobieganiu negatywnym skutkom susz na obszarach wiejskich. Ważne jest też  – po części niezależnie od globalnego ocieplenia – gromadzenie genomów licznych odmian i linii roślin, co umożliwia tworzenie nowych odmian, bardziej przystosowanych do aktualnych warunków (dzieje się to także w Polsce, w bankach genów). Modelowanie pokazuje, że najsłabsze zdolności do adaptacji upraw pszenicy do zmian klimatu mają regiony takie jak zachodnia Rosja, północne Indie, południowo-wschodnia Ameryka Południowa, południowo-wschodnia Afryka. W przypadku upraw kukurydzy są to północno-wschodnie USA, południowo-wschodnia Ameryka Południowa, południowo-wschodnia Afryka i środkowo-północne Indie. Podsumowując: systemowe, przemyślane działania adaptacyjne do zmian klimatu mogą znacznie poprawić sytuację rolnictwa w obliczu globalnego ocieplenia, czyniąc przyszłe szacunki i modele bardziej optymistycznymi dla tego sektora.

Rolnictwo, klimat i globalne ocieplenie

Zagadnienie wpływu globalnego ocieplenia na rolnictwo jest bardzo złożone. Istnieją wprawdzie skomplikowane, dokładne modele, ale trzeba pamiętać, że nie odzwierciedlają one w pełni złożonego, realnego świata. Powstają też przy pewnych założeniach, które mogą się zmieniać np. poprzez zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych przez człowieka, przyhamowanie wycinek wielkich lasów czy praktyki adaptacyjne, które wspominałem wyżej. Sporo zależy również od regionu, który brany jest pod uwagę. Mimo tej niepewności jasne jest, że obecne i nadchodzące zmiany klimatyczne wpłyną na rolnictwo oraz produkcję i jakość żywności i w przeważającej większości skutki tego wpływu nie będą pozytywne.

Artykuł napisałem w ramach współpracy z Polskim Stowarzyszeniem Ochrony Roślin (PSOR).


Literatura
Balmford, Ben, et al. "How imperfect can land sparing be before land sharing is more favourable for wild species?." Journal of applied ecology (2019).
Chauhan, Bhagirath Singh, et al. "Global warming and its possible impact on agriculture in India." Advances in agronomy. Academic Press (2014).
Cline, William R. Global warming and agriculture: Impact estimates by country. Peterson Institute (2007).
Coakley, Stella Melugin, Harald Scherm, and Sukumar Chakraborty. "Climate change and plant disease management." Annual review of phytopathology (1999).
Dai, Aiguo. "Drought under global warming: a review." Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change (2011).
Dale, Virginia H., et al. "Climate change and forest disturbances: climate change can affect forests by altering the frequency, intensity, duration, and timing of fire, drought, introduced species, insect and pathogen outbreaks, hurricanes, windstorms, ice storms, or landslides." BioScience (2001).
Ding, Ya, Michael J. Hayes, and Melissa Widhalm. "Measuring economic impacts of drought: a review and discussion." Disaster Prevention and Management: An International Journal (2011).
Erik E. Stange, Matthew P. Ayres. "Climate Change Impacts: Insects." Wiley Online Library (2010).
Fraser, Evan DG, et al. "“Vulnerability hotspots”: Integrating socio-economic and hydrological models to identify where cereal production may decline in the future due to climate change induced drought." Agricultural and Forest Meteorology (2013).
Fraser, Evan DG, et al. "Quantifying socioeconomic characteristics of drought-sensitive regions: evidence from Chinese provincial agricultural data." Comptes Rendus Geoscience (2008).
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C77824%2Cwlochyefekt-zmian-klimatycznych-krajowe-mango-awokado-i-banany.html  
http://scienceinpoland.pap.pl/aktualnosci/news%2C393985%2Cbanki-genetyczne-roslin-uprawnych-odpowiedzia-na-zmiany-klimatu.html
http://www.environmentreports.com/how-does-agriculture-change
http://www.fao.org/state-of-food-security-nutrition/en
http://www.susza.iung.pulawy.pl/komentarz
https://businessinsider.com.pl/twoje-pieniadze/budzet-domowy/ceny-warzyw-wzrost-w-2019-r/wdc3ylz?
https://theconversation.com/climate-change-will-reshape-the-worlds-agricultural-trade-102721
https://theconversation.com/world-hunger-is-increasing-thanks-to-wars-and-climate-change-84506
https://www.eea.europa.eu/signals/signals-2015/articles/agriculture-and-climate-change
https://www.theguardian.com/environment/2016/mar/10/co2-levels-make-largest-recorded-annual-leap-noaa-data-shows
https://www.livescience.com/4296-global-warming-trigger-insect-population-boom.html
https://www.politico.com/agenda/story/2017/09/13/food-nutrients-carbon-dioxide-000511
https://www.ucsusa.org/global_warming/science_and_impacts/impacts/early-warning-signs-of-global-7.html
Jacek Walczak, Wojciech Krawczyk i wsp. "Aktualny stan problematyki ochrony środowiska i zmian klimatu w sektorze rolnictwa". Krajowa Sieć Obszarów Wiejskich. Kraków (2017).
Jacek Walczak, Wojciech Krawczyk i wsp. "Krajowe wyniki prac badawczych oraz działań szacowania oddziaływań w zakresie ochrony środowiska i zmian klimatu w sektorze rolnictwa". Krajowa Sieć Obszarów Wiejskich. Kraków (2017).
Jacek Walczak, Wojciech Krawczyk i wsp. "Wyznaczenie uzupełniających i nowych obszarów badawczych w zakresie ochrony środowiska i klimatu w sektorze rolnictwa". Krajowa Sieć Obszarów Wiejskich. Kraków (2017).
Katayama, Naoki, et al. "A review of post-war changes in rice farming and biodiversity in Japan." Agricultural Systems (2015).
Kistner-Thomas, Erica Jean. "The potential global distribution and voltinism of the Japanese beetle (Coleoptera: Scarabaeidae) under current and future climates." Journal of Insect Science (2019).
Lobell, David B., et al. "Prioritizing climate change adaptation needs for food security in 2030." Science (2008).
Loladze, Irakli. "Hidden shift of the ionome of plants exposed to elevated CO2 depletes minerals at the base of human nutrition." elife (2014).
Mall, R. K., A. Gupta, and G. Sonkar. "Effect of climate change on agricultural crops." Current Developments in Biotechnology and Bioengineering. Elsevier (2017).
Maria Szpakowska, Elwira Tymoszuk. "Wybrane aspekty oceny jakości produktów żywnościowych". Kwartalnik Zarządzanie i Finanse, WZR UG.
Medek, Danielle E., Joel Schwartz, and Samuel S. Myers. "Estimated effects of future atmospheric CO 2 concentrations on protein intake and the risk of protein deficiency by country and region." Environmental Health Perspectives (2017)
Monier, Erwan, Liyi Xu, and Richard Snyder. "Uncertainty in future agro-climate projections in the United States and benefits of greenhouse gas mitigation." Environmental Research Letters (2016).
Myers, Samuel S., et al. "Climate change and global food systems: potential impacts on food security and undernutrition." Annual review of public health (2017).
Myers, Samuel S., et al. "Increasing CO 2 threatens human nutrition." (2014).
Porter, Michael A., and Bernard Grodzinski. "Acclimation to high CO2 in bean: carbonic anhydrase and ribulose bisphosphate carboxylase." Plant Physiology (1984).
Ripple, William J., et al. "Ruminants, climate change and climate policy." Nature Climate Change (2013).
Robinet, Christelle, and Alain Roques. "Direct impacts of recent climate warming on insect populations." Integrative Zoology (2010).
Searchinger, Timothy D., et al. "Assessing the efficiency of changes in land use for mitigating climate change." Nature (2018).
Simelton, Elisabeth, et al. "Typologies of crop-drought vulnerability: an empirical analysis of the socio-economic factors that influence the sensitivity and resilience to drought of three major food crops in China (1961–2001)." Environmental Science & Policy (2009).
Smith, Matthew R., and Samuel S. Myers. "Impact of anthropogenic CO 2 emissions on global human nutrition." Nature Climate Change (2018).
Smith, Matthew R., et al. "Global Expanded Nutrient Supply (GENuS) model: a new method for estimating the global dietary supply of nutrients." PLoS One (2016).
Volder, Astrid, Roger M. Gifford, and John R. Evans. "Effects of elevated atmospheric CO2 concentrations, clipping regimen and differential day/night atmospheric warming on tissue nitrogen concentrations of a perennial pasture grass." (2015).
Zhu, Chunwu, et al. "Carbon dioxide (CO2) levels this century will alter the protein, micronutrients, and vitamin content of rice grains with potential health consequences for the poorest rice-dependent countries." Science advances (2018).
Ziska, Lewis H., et al. "Rising atmospheric CO2 is reducing the protein concentration of a floral pollen source essential for North American bees." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2016).
Łukasz Sakowski. Czytaj więcej
    Skomentuj na blogu
    Skomentuj na facebooku

2 komentarze :

  1. Osoby obierające jajka od tego grubszego końca wciąż negują to zjawisko.

    OdpowiedzUsuń
  2. Podziękujcie tym którzy obierają jajka od grubszej strony

    OdpowiedzUsuń