lauantai 1. syyskuuta 2018

Science-lehti eilen: Aiempaa nälkäisemmät hyönteiset ja kasvavat hyönteispopulaatiot vaikuttavat maanviljelyyn negatiivisesti ilmaston lämmetessä

Maailmanlaajuisesti tarkasteltuna joka yhdeksäs ihminen kärsii kroonisesta nälästä. Samanaikaisesti keskimääräiset globaalit pintalämpötilat ovat kohonneet ja niiden odotetaan nousevan 2-5 astetta tämän vuosisadan aikana, millä on negatiivisia vaikutuksia globaaliin maataloustuotantoon. Huomattavista kasvinsuojelutoimista huolimatta noin kolmasosa sadosta menetetään tuhohyönteisten, kasvitautien ja rikkakasvien takia. Yksin hyönteiset kuluttavat nykyoloissa 5-20 prosenttia tärkeimpien ravintokasvien tuottamasta sadosta. Miten ilmaston lämpeneminen vaikuttaa näihin satotappioihin maailmanlaajuisesti?

Kuvan lähde: Pixabay.

Eilen ilmestyneessä Science-lehdessä tutkijat (Curtis et al.) arvioivat maapallon keskimääräisten pintalämpötilojen vaikutusta hyönteisten aiheuttamiin vehnän, maissin ja riisin satotappioihin. Nämä viljelykasvit tuottavat 42 prosenttia ihmiskunnan kuluttamasta ravinnon energiasta (kaloreista). Tutkimuksen tulosten mukaan hyönteisten aiheuttamat satotappiot lisääntyvät huomattavasti maapallon lämmetessä. Aina globaalin keskilämpötilan noustessa yhdellä celsiusasteella satotappiot lisääntyvät 10-25 prosenttia. Vehnän sato vähenee kaikkein eniten.

Tällä hetkellä hyönteiset syövät kuvaannollisesti joka kahdeksannen leipäviipaleemme ennen kuin leipä edes päätyy pöytäämme. Mikäli maapallo lämpenee keskimäärin neljä astetta, hyönteiset syövät jo kaksi kahdeksasta leipäviipaleesta. Tällainen ruokahuollon epävarmuus voi kärjistää erilaisia konflikteja.

Ilmastonmuutoksen myötä suurimmat satotappiot koetaan sellaisilla alueilla, joilla sekä hyönteisyksilöiden määrä (populaation koko) että hyönteisten aineenvaihdunta ja siten myös ruokahalu lisääntyvät. Näin käy erityisesti lauhkealla vyöhykkeellä (esimerkiksi Yhdysvalloissa, Länsi-Euroopassa ja osin myös Kiinassa), jossa pääosa maailman viljasta kasvatetaan.

Lämpimässä hyönteisten lisääntymiskierto nopeutuu tiettyyn rajaan asti, joten hyönteiset tuottavat enemmän jälkeläisiä. Tropiikissa vaikutukset kuitenkin ovat lauhkeaa vyöhykettä pienemmät, koska lämpötila on tropiikissa jo ennestäänkin lähellä lisääntymisen optimilämpötilaa. Tropiikissa viljeltävän riisin satotappioiden lisääntymistä pienentääkin hyönteisten optimilämpötilan ylittyminen.

Tämän uuden tutkimuksen tulokset ovat vieläkin huolestuttavampia kuin vuosi sitten julkaistussa tutkimuksessa (Chuang et al.). Sen mukaan jokainen asteen lämpeneminen vähentää vehnäsatoa 6,0 ± 2,9 prosenttia, riisisatoa 3,2 ± 3,7 prosenttia, maissisatoa 7,4 ± 4,5 prosenttia ja soijapapusatoa noin 3,1 prosenttia. Alueellinen satotappioiden vaihtelu on kuitenkin suurta. Esimerkiksi Intiassa riisisato pienenee aina 6,6 ± 3,8 prosenttia, kun globaali keskilämpötila nousee asteella.

Globaalisti tutkittujen viljelykasvien sadot pienentyvät vuosisadan loppuun mennessä pienellä kasvihuonekaasujen päästöskenaariolla (RCP2.6) keskimäärin 5,6 prosenttia ja suurella päästöskenaariolla (RCP8.5) 18,2 prosenttia. Tutkijoiden mukaan satotappiot tulevat kuitenkin suuren päästöskenaarion (RCP8.5) mahdollisesti toteutuessa olemaan arvioitua suurempia, koska todellisessa maailmassa ja myös simulaatioiden mukaan suurempi lämpeneminen aiheuttanee suuremmat vaikutukset kuin vain parin asteen muutos. RCP8.5-skenaariossa kasvihuonekaasupäästöt jatkuvat nykyiseen tahtiin ja maapallo lämpenee lähes neljä astetta vuosisadan loppuun mennessä. Todennäköisesti epärealistisen toiveikkaassa RCP2.6-skenaariossa kasvihuonekaasupäästöjen hillintä kääntää globaalit päästöt selvään laskuun jo vuoden 2020 jälkeen ja ne päätyvät lähes nollatasolle vuosisadan lopulla, jolloin lämpeneminen jää alle kahteen asteeseen.

Tutkimuksessa tarkasteltiin vain lämpötilan muutosta, mutta sen lisäksi todellisiin satomääriin vaikuttavat negatiivisesti myös sateisuuden muutokset (erityisesti kuivuuden lisääntyminen) ja positiivisesti hiilidioksidin kasvua lisäävä vaikutus (ns. hiilidioksidilannoitus), mikäli ravinteita on saatavilla riittävästi. Vaikka lisääntynyt hiilidioksidi voikin toimia kasvua nopeuttavana lannoitteena, toukokuussa julkaistun tutkimuksen (Chunwu et al.) mukaan hiilidioksidilannoituksen myötä nopeasti kasvaneiden kasvien ravintoarvot heikkenevät merkittävästi. Esimerkiksi riisillä, joka on maailmalla merkittävä ravintokasvi, sekä proteiini-, rauta-, sinkki- että vitamiinipitoisuudet pienentyvät. Vastaaviin tuloksiin on päädytty aiemminkin (Myers et al.).

Ilmastonmuutokseen sopeutuminen edellyttää maanviljelijöiltä vuosirytmin muuttamista (esimerkiksi erilaiset kylvöajankohdat), uusien lajikkeiden käyttämistä ja entistä tehokkaampaa tuholaistorjuntaa vaikkapa viljelykierron (vuoroviljelyn) tai aiempaa suurempien myrkkymäärien avulla. Rikkaissa valtioissa tämä onnistuu helpommin kuin kehitysmaissa.

Lähteet

Chuang Zhao, Bing Liu, Shilong Piao, Xuhui Wang, David B. Lobell, Yao Huang, Mengtian Huang, Yitong Yao, Simona Bassu, Philippe Ciais, Jean-Louis Durand, Joshua Elliott, Frank Ewert, Ivan A. Janssens, Tao Li, Erda Lin, Qiang Liu, Pierre Martre, Christoph Müller, Shushi Peng, Josep Peñuelas, Alex C. Ruane, Daniel Wallach, Tao Wang, Donghai Wu, Zhuo Liu, Yan Zhu, Zaichun Zhu, and Senthold Asseng: Temperature increase reduces global yields of major crops in four independent estimates

Chunwu Zhu, Kazuhiko Kobayashi, Irakli Loladze, Jianguo Zhu, Qian Jiang, Xi Xu, Gang Liu, Saman Seneweera, Kristie L. Ebi, Adam Drewnowski, Naomi K. Fukagawa and Lewis H. Ziska: 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

Curtis A. Deutsch, Joshua J. Tewksbury, Michelle Tigchelaar, David S. Battisti, Scott C. Merrill, Raymond B. Huey, Rosamond L. Naylor: Increase in crop losses to insect pests in a warming climate

Kendra Pierre-Louis: The Bugs Are Coming, and They’ll Want More of Our Food

Markus Riegler: Insect threats to food security

Phys.org: More insects, eating more crops

Samuel S. Myers, Antonella Zanobetti, Itai Kloog, Peter Huybers, Andrew D. B. Leakey, Arnold J. Bloom, Eli Carlisle, Lee H. Dietterich, Glenn Fitzgerald, Toshihiro Hasegawa, N. Michele Holbrook, Randall L. Nelson, Michael J. Ottman, Victor Raboy, Hidemitsu Sakai, Karla A. Sartor, Joel Schwartz, Saman Seneweera, Michael Tausz & Yasuhiro Usui: Increasing CO2 threatens human nutrition

Lue myös nämä

Ilmastonmuutoksen haitalliset vaikutukset maailman maatalouteen olisivat kalliimmat kuin ilmastonmuutosta hillitsevän bioenergiatuotannon aiheuttama hintojen nousu

Vaikuttivatko ilmasto ja elintarvikkeiden hintapiikki Arabikevään mellakoihin vuonna 2011?

Ilmastonmuutos ja maailman ruokatuotanto – haasteita edessä

Ei kommentteja: