Изменение климата сместит зону выращивания кукурузы и сои в США
Новое исследование Университета Коннектикута, опубликованное в Agricultural Systems, показывает, как изменение климата повлияет на урожайность кукурузы и сои в основном сельскохозяйственном регионе США — так называемом Кукурузном поясе (Corn Belt).
Смена главного стресс-фактора
Используя процессную модель Decision Support System for Agrotechnology Transfer и климатические данные с высоким разрешением (4 км) из базы MACA-2 (на основе CMIP5), учёные смоделировали отклик культур на условия среды.
- До середины века: Основным фактором, ограничивающим урожай, остаётся водный стресс (засуха).
- После 2050-х годов: Главным стрессором и ограничивающим фактором становится тепловой стресс. Это новый вызов для фермеров региона.
Разная судьба двух культур
Из-за различий в стратегиях фотосинтеза и оптимальной температуре кукуруза и соя отреагируют по-разному:
- Соя может получить пользу от увеличения концентрации CO2 (эффект "удобрения CO2"). К середине века её урожайность сохранится или вырастет с расширением продуктивной зоны на север. Однако к концу века негативное влияние жары и засухи перевесит этот эффект, что приведёт к значительному снижению урожайности на юге.
- Кукуруза продемонстрирует чёткий северный сдвиг продуктивной зоны как к середине, так и к концу столетия.
Цифры и последствия
К концу века модели предсказывают:
- Снижение урожайности кукурузы примерно на 40%.
- Снижение урожайности сои примерно на 22%.
Расширение зоны выращивания на север не компенсирует потерь урожая на юге. Также этот сдвиг не учитывает практическую сложность изменения землепользования.
Стратегии адаптации и их ограничения
Исследователи протестировали возможные меры адаптации:
- Создание жароустойчивых сортов станет ключевой задачей для селекционеров в долгосрочной перспективе.
- Более ранний посев может смягчить часть негативных последствий в некоторых южных штатах, но не компенсирует потери полностью.
- Орошение поможет бороться с засухой, но не решает проблему теплового стресса.
Вывод: Технологический прогресс будет и дальше повышать урожайность, но изменение климата значительно замедлит этот рост. Чтобы максимизировать производство, сельскохозяйственная система должна мигрировать вместе с климатом.