science >> Wetenschap >  >> Natuur

Sterkere regens in een warmer klimaat kunnen de schade door hitte aan gewassen verminderen, zegt studie

Landbouwgrond in het oosten van Oklahoma, een deel van het studiegebied. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute, Universiteit van Colombia.

Verhevigde regenbuien die voor veel delen van de Verenigde Staten worden voorspeld als gevolg van het opwarmende klimaat, kunnen een bescheiden zilveren randje hebben:ze kunnen sommige belangrijke gewassen efficiënter water geven, en dit zou op zijn minst gedeeltelijk de veel grotere verwachte opbrengstdalingen compenseren die door de stijgende hitte zelf worden veroorzaakt. De conclusie, wat indruist tegen een geaccepteerde wijsheid, is vervat in een nieuwe studie die deze week in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Klimaatverandering .

Talrijke studies hebben geprojecteerd dat stijgende temperaturen in het groeiseizoen de opbrengsten van enkele belangrijke Amerikaanse gewassen drastisch zullen verminderen, adaptieve maatregelen ontbreken. De schade wordt veroorzaakt door zowel een gestaag verhoogde verdamping van bodemvocht als gevolg van hogere achtergrondtemperaturen, en plotselinge uitdroging van gewassen tijdens hittegolven. Sommige studies zeggen dat maïs, die momenteel ongeveer 13 miljard bushels per jaar oplevert en een belangrijke rol speelt in de Amerikaanse economie, zou tegen het midden van de late eeuw 10 tot 30 procent kunnen duiken. Soja - de Verenigde Staten zijn 's werelds grootste producent - zou tot 15 procent kunnen dalen.

Omdat warmere lucht meer vocht kan vasthouden, er wordt ook voorspeld dat regenval in de toekomst vaker in grote uitbarstingen zal komen, in plaats van zachte stortbuien - een fenomeen dat al in veel gebieden wordt waargenomen. Veel wetenschappers zijn ervan uitgegaan dat meer extreme regens de gewassen verder zouden kunnen schaden, maar de nieuwe studie wees uit dat dit waarschijnlijk niet het geval zal zijn. De reden:de meeste verwachte zwaardere stortbuien zullen binnen een bereik vallen dat gunstig is voor gewassen, in plaats van de drempel te overschrijden waarop ze hen pijn doen.

"Mensen hebben gesproken over hoe meer extreme regen gewassen zal beschadigen, " zei hoofdauteur Corey Lesk, een doctoraat student aan de Lamont-Doherty Earth Obsevatory van Columbia University. "Het opvallende dat we vonden was, het algehele effect van hevigere regenval is niet negatief. Het blijkt goed te zijn voor de gewassen."

Dat gezegd hebbende, de effecten zullen waarschijnlijk bescheiden zijn, volgens de studie. Het schat dat de maïsopbrengsten met 1 of 2 procent kunnen worden opgedreven door de zwaardere regens, en soja met 1,3 tot 2,5 procent. Deze stijgingen vallen in het niet bij de potentiële verliezen door warmte, maar zelfs een paar procent klopt bij zulke enorme hoeveelheden gewassen. En, zeggen de onderzoekers, "Onze bevindingen kunnen helpen bij het identificeren van nieuwe kansen voor klimaatadaptief gewasbeheer en verbeterde modellering."

Een nieuwe studie toont aan dat wanneer regen voornamelijk in de vorm van motregen, de opbrengsten van belangrijke gewassen staan ​​onder druk; als de buien heviger zijn, rendementen stijgen, een punt omhoog. De opbrengsten dalen sterk bij de meest extreme regenval, maar deze zijn vrij zeldzaam. De lengte van de staven geeft de impact op de gewassen per uur weer. De verwachting is dat hevige regenval in de toekomst meer dan extreem zal toenemen, een boost geven aan gewassen. Krediet:Corey Lesk.

Het team kwam tot hun conclusies door regenpatronen van uur tot uur te bestuderen die werden geregistreerd door honderden weerstations in de landbouwgebieden van het westen van de VS, Van 2002 tot 2017 elk jaar zuid en noordoost. Vervolgens vergeleken ze de regenpatronen met gewasopbrengsten. Ze ontdekten dat jaren met regens tot ongeveer 20 millimeter per uur - gemiddeld de zwaarste stortbui van het jaar - resulteerden in hogere opbrengsten. Pas als de regen de extreme 50 millimeter per uur of meer bereikte, leden de gewassen schade. (20 millimeter per uur is ongeveer driekwart inch; 50 is ongeveer 2 inch.) Bovendien, jaren waarin regen voornamelijk als motregen viel, beschadigde de opbrengsten.

De onderzoekers schetsten verschillende mogelijke redenen voor de verschillen. Voor een, motregen kan te inefficiënt zijn om veel goeds te doen. Bij warm weer, het kan meestal weer in de lucht verdampen voordat het de ondergrondse wortelzones bereikt waar het nodig is; bij koeler weer, het kan lang genoeg op bladeren blijven om de groei van schadelijke schimmels te stimuleren. "Er is maar een vast aantal uren regen dat je in een seizoen kunt krijgen, "zei Lesk. "Als er te veel van worden opgenomen door nutteloze motregen, het is verspild."

Zwaardere stormen daarentegen, zijn beter - in ieder geval tot op zekere hoogte. Deze laten het water goed in de grond trekken, het inbrengen van zowel vocht als kunstmest verspreid over het oppervlak. Het zijn alleen de meest extreme gebeurtenissen die gewassen schaden, zeggen de onderzoekers:deze kunnen planten direct aantasten, was meststof van velden, en verzadig de grond zo grondig dat de wortels niet genoeg zuurstof kunnen krijgen.

Om de effecten van toekomstige potentiële regenvalpatronen te bestuderen, de onderzoekers gebruikten fysieke basismodellen om te schatten hoeveel zwaardere regens zouden kunnen worden onder verschillende niveaus van opwarming. Ze ontdekten dat in de meeste gevallen meer regen zou, zoals verwacht, komen in grotere stortbuien, maar deze zwaardere regens vallen binnen het vrij brede bereik waar ze gunstig zijn. De meest extreme, schadelijke regens zouden ook toenemen, maar zouden nog steeds zeldzaam genoeg zijn dat het grotere aantal gunstige regenval opweegt tegen hun effecten.

Omdat de studie statistieken over uitgestrekte gebieden uitgemiddelde, en vele andere factoren kunnen de gewasopbrengsten beïnvloeden, het zou moeilijk zijn om precies te zeggen wat de effecten van toekomstige regenval in een bepaald gebied zullen zijn, zei Lesk. "Geen enkele boer zou een onderzoek als dit gebruiken om beslissingen te nemen over wat te planten of hoe, "zei hij. Maar, zoals de krant concludeert, de resultaten "suggereren dat buiten extreme gebeurtenissen, de reactie van de gewasopbrengst op meer algemene neerslagintensiteiten verdient verdere aandacht."