气候变化对农作物病害产生影响,中国和欧洲农作物疾病风险陡增

发布者:bpadmin
发布时间:2021-08-14 11:39
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近期一系列新的研究表明,随着气候变化,农业面临严重的农作物疾病压力。作物生产和粮食安全仍然是不断变化的世界中的主要关切点之一,突显了我们农产品的各种威胁和迎战食品冲击的紧迫性。 



埃克斯特大学的最新研究表明研究指出,在巴西、撒哈拉以南非洲、印度和东南亚等热带地区,作物病害的影响可能会下降;然而,在高纬度地区,离赤道更远的区域,农作物疾病风险将会增加,其中欧洲和中国尤其脆弱。研究模型表明,气温上升将提高高纬度地区大多数作物的产量,而热带地区的产量将增长很少或没有增长。研究还发现,美国、欧洲和中国可能会看到影响其农作物的病原体和疾病组合发生重大变化。

埃克塞特大学生物科学系的Daniel Bebber教授表示,植物疾病已经在全球造成毁灭性的产量损失,是全球粮食供应的主要威胁。

联合国粮农组织估计,植物病害每年给全球经济造成约2200亿美元的损失,其中20%-40%的作物产量因虫害而损失。不足为奇的是,已经有证据表明,气候变化在植物病原体和害虫的传播和管理中发挥作用。

小麦稻瘟病是由稻瘟菌引起的一种严重威胁小麦生产的病害。这种疾病最初在巴西发现,但于2016年首次在孟加拉国被报告,随后传播到世界第二大小麦生产国印度。尽管病原体本身很可能是通过人为活动传播到该地区的,但2016年的疫情据信是由异常温暖潮湿的收获前季节促成的,与气候变化有关。

根据之前的研究,作物病虫害正在远离赤道。2020年发表在《自然气候变化》上的一项研究表明,气候变暖大大增加了潜在土壤真菌病原体的传播,而2013年对600种作物害虫和病原体的研究表明,自1960年以来,它们正以接近每年3公里的速度向极地移动。

埃克斯特大学的这项新研究估计了未来几十年农作物疾病带来的风险。由气候变化带给温带地区的产量提高,将受到作物保护负担增加的影响。在全球范围内的国际贸易和运输意味着病原体很可能会迅速传播到所有适合它们的地区。

植物病原体的感染率在很大程度上取决于包括温度在内的多种条件。 研究人员使用了现有80种真菌和卵菌作物病原体的最低、最适合和最高感染温度的信息,利用3种作物模型和4种全球气候模型,对12种主要农作物的当前产量和未来60年(2061-2080)的产量预测进行了比较。

合著者之一Sarah Gurr教授认为,每个地区不断变化的病原体组合可能会对当地农业种植产生重大影响。例如,在英国,小麦的种植者,育种家和农化公司关注的是对黑斑病、黄锈病和褐锈病的抗性,但这些威胁可能会改变。总体而言,这些错综复杂的变化使本来就相对昂贵的病虫害管理方法变得更复杂。

所以,种植者和整个行业必须为未来做好准备,并考虑对尚未来到的病原体的抵抗力。目前,人们对热带地区发现的病原体知之甚少;然而,这些疾病将越来越多地蔓延到主要作物产区,因此有必要投入了解这些疾病。

进一步增加农业复杂性的是,植物病原体的变化将不是农作物生产面临的唯一挑战。更热、更干燥的天气,包括长期干旱,需要需要农业生产进一步的适应,以确保粮食安全。相关研究估计,2051-2080年发生“破纪录”持久极端高温事件的可能性将是过去30年的21倍。例如,马达加斯加南部经历了连续的农作物歉收,正处于长期而严重的“贫瘠季节”;但随着气候变暖,该地区将经历更严重的干旱。重要的是,干旱很少单独发生,在粮食产区同时发生的风险在历史上有所增加。

粮食安全面临的威胁是一个全球性问题,与许多气候变化影响一样,对已经处于不利地位的社会群体会产生不成比例的影响。除了当地影响,极端天气事件造成的农业中断可能也会产生深远的经济影响,例如2010年俄罗斯和东欧的干旱导致粮食短缺和价格飙升。尽管高收入国家的食品支出在家庭收入中所占比例较低,但这种干扰对高收入国家的经济影响比低收入国家更强烈。

因此,气候变化对作物生产力和粮食安全的影响可能是多样和灾难性的。虽然短期和长期都需要适应,以减轻损害,但很明显,还应该规划额外的预防性战略,以缓冲未来变化的冲击,例如我们一直在讨论的食品供应链多样化,以及本地化。


参考资料:
Thomas M. Chaloner, Sarah J. Gurr, Daniel P. Bebber. Plant pathogen infection risk tracks global crop yields under climate changeNature Climate Change, 2021; 11 (8): 710 DOI: 10.1038/s41558-021-01104-8

Islam, M. T., Kim, K. H. & Choi, J. Plant Pathol. J. https://doi.org/10.5423/PPJ.RW.08.2018.0168 (2019).

Delgado-Baquerizo, M. et al. Nat. Clim. Change 10, 550–554 (2020).

Bebber, D., Ramotowski, M. & Gurr, S. Nat. Clim. Change 3, 985–988 (2013).

Gaupp, F. et al. Nat. Clim. Change 10, 54–57 (2020).

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