Marco Bindi

气候变化带来的得与失

意大利佛罗伦萨大学农艺学和土地管理系的Marco Bindi参加了由欧盟资助的气候变化对自然和农业生态系统影响的项目,而且是政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告:气候变化2007 的主要作者。

大气温室气体的聚集是怎样影响马铃薯生产的?

“在诸如马铃薯等C3植物中,大气中二氧化碳浓度的增加会导致光合作用速度的提高。目前,二氧化碳的水平为大约385 ppm,而IPCC对到2100年排放情景最新预测水平在540至970 ppm之间。对马铃薯进行的实验表明,二氧化碳浓度的增加对地上生物质的生产影响不大,但通过块茎数量和大小的增加则会明显加重对地下生物质的影响。每额外增加100 ppm便意味着产量提高10%左右。在臭氧水平上升的影响方面,实验表明,光合效率总体下降,块茎的淀粉含量大大降低,但抗坏血酸浓度增加。”

全球变暖对马铃薯有何影响?

“本世纪将会看到全球平均表面温度上升1.8至4°C。当温度超过17°C时,马铃薯的块茎形成率将下降,因此,温度的升高会导致目前在接近气候上限地区种植的马铃薯品种的产量减少,而这种损失将无法通过二氧化碳水平的提高而恢复。在另一方面,模拟研究表明,在北欧国家的气候变暖会延长生长季节并使产量大幅增加。目前温度太低而不适于种植马铃薯的地区,例如加拿大、西伯利亚和斯堪的纳维亚的部分地区,将如同秘鲁和玻利维亚的altopiano高原地区,有可能成为适宜的种植区。但全球的情况非常令人担忧:世界各地的研究表明,如果不采取适应措施,在2010-2039年,温度的升高将使产量下降10%至19%,到2040-2069年则下降18%至32%。热带地区是最为脆弱的,其损失可能超过50%。”

马铃薯对水的短缺高度敏感。气候将如何改变水的供应?

“温度的变化将是一致的,而降雨则不然。中高纬度地区(不缺水的地区)的降雨量将会增加,然而地中海和亚热带地区则会出现缺水问题。在这些地方,降水天数将减少,强度增加。根据欧盟测量标准进行的一项作物生长模拟实验研究报告,在目前的气候变化情况下,雨育作物的产量受到水资源短缺的严重影响,产量减少50%。在干旱地区,旱灾发生的频率和强度都将加大,生产力将明显下降。”

气候变化也会导致马铃薯病虫害增加吗?

“在欧洲,鉴于晚疫病的热极限(22°C),温度超过了这一限度可以防止感染。目前在美国、加拿大和俄罗斯中部等最北部的马铃薯栽培地区,随着温度的升高,晚疫病会明显增加,但与此同时,气候变暖还可能进一步向北开辟新的马铃薯产区,而且晚疫病的风险也最小。降雨数量和频率的增加也将为病毒性疾病的传播媒介创造更有利的条件。据其他研究人员预测,科罗拉多马铃薯甲虫在欧洲的传播区域以及受马铃薯孢囊线虫病侵染的地区都将会扩大。”

马铃薯的栽培如何适应气候变化?

“提前种植日期、使用不同的马铃薯品种和改善土壤水分供应,尤其是在干旱地区或许是有益的 – 根据计算,这些战略可能会将全球产量的预期下降幅度减半。在欧洲南部,根据当前和未来气候情景,提前种植将使马铃薯的产量增加,并减少水的需求量。但在实践中,适应办法可能并非如此简单。种植季节还取决于其他因素,如上一茬作物、水的供应、病虫害和市场。目前已经培育出能够更好地适应气候变化的栽培品种,但一些地区的农民可能得不到。另一项措施是将马铃薯生产转向生产率更高的或目前还没有马铃薯生产的区域。在一些热带高原地区,可将栽培品种扩大到纬度更高的地区。在高纬度地区,扩大马铃薯面积的潜力会相当大。”