تغییر اقلیم و راهکارهای سازگاری با آن در کشاورزی
بر اساس گزارش ریسک‌های جهانی تغییر اقلیم در سال ۲۰۱۱ پنجمین ریسک جهانی ازنظر احتمال وقوع بوده و بر اساس همین گزارش این پدیده ازلحاظ میزان اثرات آن برجهان و محیط‌زیست رتبه دوم را در بین سایر ریسک‌ها و در این سال به خود اختصاص داده است The Global Risk .(Report, ۲۰۱۸) بر اساس مدل‌ها و مطالعات جهانی متأسفانه کشور ما در اثر تغییر اقلیم گرم‌تر و خشک‌تر خواهد شد و اثرات نامطلوب این تغییرات در بخش کشاورزی به‌صورت افزایش تنش حرارتی و افزایش نیاز آبی گیاهان زراعی است که درمجموع به کاهش عملکرد محصول و کاهش تولیدات کشاورزی و درخطر افتادن امنیت غذایی کشور منجر خواهد شد.
تغییر در عملکرد محصول
مقایسه وضعیت کشورهای درحال‌توسعه و توسعه‌یافته ازلحاظ تغییرات متوسط عملکرد غلات نتیجه‌گیری می‌کند که تفاوت آشکار در وضعیت کشورهای توسعه‌یافته نسبت به درحال‌توسعه وجود دارد. در هیچ‌یک از سناریوها وضعیت منفی برای کشورهای توسعه‌یافته وجود ندارد درحالی‌که در گروه دوم کاهش تولید تا ۱۱ درصد را نیز شاهد خواهند بود.
عوامل مرتبط در تولید محصولات کشاورزی شامل آب قابل‌دسترس خاک حاصلخیز گیاه مناسب اقلیم، آفات بیماری‌ها علف‌های هرز تغییرات CO۲ اتمسفر، دما، بارش و رطوبت خاک به‌طور مجزا و یا با همدیگر می‌توانند باعث تغییر در نوع کمیت و کیفیت محصول شوند. بنابراین تغییر پارامترهای اقلیمی در آینده بر تولید محصولات زراعی (سالانه یا دائمی) کشورها تأثیرگذار خواهند بود. موارد مطلوب احتمالی از تغییر اقلیم عبارت‌اند از اثرات کودی CO۲ بر خاک افزایش فصل رشد و افزایش بارندگی در برخی نقاط محدود است. از طرف دیگر وقوع بیشتر خشک‌سالی‌ها افزایش آفات و بیماری‌ها افزایش تنش‌های حرارتی کاهش فصل رشد در برخی نواحی و نشان می‌دهد که در اغلب کشورها چشم‌انداز مناسبی را نمی‌توان از تولید محصولات کشاورزی ملاحظه کرد. تنها قاره آمریکا، استرالیا و بخش‌هایی از غرب اروپا وضعیت نسبی بهتری دارند.
در مطالعه‌ای که با حمایت مالی اتحادیه اروپا و بنیاد علوم آمریکا و به استناد تعدادی از مطالعات جهانی انجام گرفت، نشان داده‌شده است که منطقه خاورمیانه جزو مناطقی از جهان است که بخش کشاورزی آن بالنسبه خسارات سنگینی را از بابت تغییر اقلیم متحمل خواهد شد. نتایج حاکی از آن هستند که در صورت افزایش دمای جهانی ناشی از تغییر اقلیم و به میزان ۲٫۵ درجه سانتی‌گراد منطقه خاورمیانه می‌تواند تا ۴۰ درصد از تولیدات بخش کشاورزی خود را از دست دهد. از طرفی سازگاری با این پدیده می‌تواند جهت این مسیر را تغییر دهد و درمجموع این منطقه حتی رشدی معادل ۱۰ درصد در تولیدات کشاورزی داشته باشد
اهمیت سازگاری با تغییر اقلیم
بسیاری از ارقام و گونه‌های گیاهی در اقلیم‌ها مناطق و خاک‌های مختلف کشور رشد می‌کنند مشخصه‌های آب هوایی و اقلیمی از قبیل درجه حرارت میزان بارش میزان گاز دی‌اکسید کربن (CO۲) و موجودیت و دسترسی به آب به‌طور مستقیم بر رشد و سلامت گیاه و همچنین تولید مزارع تأثیرگذار هستند. همچنین توزیع گیاهان زراعی در یک منطقه معین به‌وسیله منابع اقلیمی تعیین می‌شود لذا در مناطق دچار تغییر اقلیم می‌توان با کشت محصولات کشاورزی و حتی تولیدات دامی سازگار از این تغییرات استفاده زیادی برد. اصولاً اثرات تغییر اقلیم بر کشاورزی و تولید محصولات کشاورزی را باید از زاویه واکنش گیاهان زراعی به تولید و باروری نگاه کرد. در این میان واکنش گیاهان به درجه حرارت فتوسنتز و تولید ماده گیاهی بیوماس ناشی از تغییرات میزان گاز دی‌اکسید کربن هوا، تغییرات نیاز آبی و درمجموع کارایی مصرف آب و بهره‌وری آب و تولید است (۲۰۰۸,.Hatfield et al). اساس بیانیه روز جهانی غذا در سال ۲۰۱۶، هفت حوزه مرتبط با کشاورزی و تولید غذا وجود دارد که به‌منظور تأمین غذای گرسنگان باید تغییرات لازم مرتبط با سازگاری با تغییر اقلیم در آن‌ها ایجاد شود این حوزه‌های هفت‌گانه عبارت‌اند از کشاورزی زراعت و باغبانی، جنگل مدیریت تولیدات دامی تلفات و ضایعات غذا، منابع طبیعی، شیلات و سیستم‌های غذا برافزایش موارد سیل و توسعه اراضی شور از اثرات نامطلوب احتمالی تغییر اقلیم در بعضی از نقاط جهان ازجمله کشور ایران خواهد بود
اول تسکین و بعد سازگاری
برای مواجهه با تغییر اقلیم دو رویکرد توأم و کلی وجود دارد: اول تسکین و سپس سازگاری . . تسکین تغییر اقلیم به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به‌طور عمده دی‌اکسید کربن مربوط است درحالی‌که هدف سازگاری در درجه اول ملایم کردن اثرات غیرقابل‌اجتناب ناشی از تغییر اقلیم است که از طریق طیف گسترده‌ای از اقدامات در یک سیستم آسیب‌پذیر موردتوجه قرار می‌گیرد سازگاری با تغییر اقلیم بیشتر جنبه محلی دارد و عملی‌تر هستند ولی راهکارهای تسکین تغییر اقلیم به فعالیت‌های وسیع و تعامل با فعالیت‌های جهانی و سایر کشورها نیاز دارد لذا این مقاله با توجه به هدف از تهیه و مخاطبان آن با تمرکز بر رویکرد دوم یعنی سازگاری با تغییر اقلیم تدوین‌شده است.
اثرات تغییر اقلیم بر گیاه از دیدگاه تغییرات درجه حرارت و تأثیر نامطلوب آن بر عملکرد گونه‌های گیاهی مختلف ازلحاظ دامنه درجه حرارت بحرانی موردنیاز برای چرخه زندگی خود تفاوت دارند. یک درجه حرارت کمینه پایه وجود دارد که گیاه در آن شروع به رشد می‌کند. لیکن در درجه حرارت، بهینه رشد گیاه سریع و حداکثر می‌شود. به‌طورمعمول با افزایش درجه حرارت رشد گیاه در چرخه زندگی آن فنولوژی گیاه شدت و شتاب می‌یابد و این شتاب در رشد تا درجه حرارت بهینه گیاه که بستگی به گونه و رقم گیاهی دارد ادامه می‌یابد. اگر دمای محیط از دمای بهینه فراتر رود گیاه با کاهش رشد در اندام‌های خود روبرو خواهد شد. بسته به درجه حرارت بحرانی هرگونه گیاهی واکنش عملکرد آن به درجه حرارت متفاوت خواهد بود گیاهانی که دامنه دمای بهینه آن‌ها شامل دماهای خنک‌تری، است، کاهش عملکرد در آن‌ها در اثر افزایش حرارت به بیش‌ازحد بهینه، فراوان‌تر خواهد بود. بااین‌وجود کاهش عملکرد در مزرعه ممکن است تنها ناشی از دما نباشد زیرا دماهای بالا در بسیاری از اقلیم‌ها با کاهش یا فقدان بارندگی نیز همراه است. واکنش بیولوژیکی گیاه به تغییرات و افزایش درجه حرارت یک واکنش خطی نیست بنابراین هر چه افزایش درجه حرارت محیط بیشتر باشد این تأثیرات بیشتر و فراوان‌تر خواهد بود. همچنین ارتباط درجه حرارت و کمبود آب به‌صورت منفی عملکرد گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به‌عنوان‌مثال در ایالت ایلی نویز آمریکا عملکرد شبیه‌سازی‌شده ذرت با افزایش درجه حرارت به میزان ۲ درجه سلسیوس (C)، به میزان ۵۸ درصد کاهش یافت. همچنین پیش‌بینی می‌گردد با افزایش درجه حرارت به میزان ۱٫۲ (C°) در طی ۳۰ سال آینده در منطقه «میدوست آمریکا، عملکرد ذرت ۴ درصد تحت شرایط آبیاری و مدیریت خوب رطوبت خاک کاهش یابد. پیش‌بینی‌شده است که افزایش هر یک درجه سلسیوس دما در آمریکا منجر به ۱۷ درصد کاهش عملکرد در محصولات ذرت و سویا خواهد شد ۲۰۰۸,Hatfield. et al البته بعضی از منابع اظهار‌کرده‌اند که این درصد کاهش ممکن است اتفاق نیفتد زیرا اثرات پیچیده بارندگی و درجه حرارت در نظر گرفته نشده است. در ارزیابی‌های جدید واکنش تولید جهانی ذرت بـه درجه حرارت توأم با در نظر گرفتن اثرات بارندگی پیش‌بینی گردیده است که طی سال‌های آماری ۲۰۰۲-۱۹۶۱ با C ۱٫۰ افزایش دما عملکرد محصول ذرت ۸٫۳ درصد کاهش خواهد یافت اثر درجه حرارت‌های بالا ناشی از تغییر اقلیم بر رشد و عملکرد ذرت در پنج شهرستان استان خوزستان، آبادان، امیدیه، اهواز دزفول و مسجدسلیمان را پیش‌بینی کردند در مناطق، مذکور، سناریوهای اقلیمی افزایش درجه حرارت به میزان
۱ ۲ ۳ و ۴ درجه سانتی‌گراد برای شبیه‌سازی عملکرد ذرت با استفاده از مدل APSIM مورداستفاده قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که در بین تمام مناطق موردبررسی عملکرد دانه ذرت روند کاهشی خواهد داشت. بیشترین درصد تغییرات عملکرد دانه ذرت در مقایسه با دوره پایه و تحت سناریوی،C ۴ در شهرستان‌های امیدیه ۵۲ درصد و آبادان ۴۳ درصد به دست آمد کمترین تغییرات عملکرد دانه نیز در مقایسه با دوره پایه در شهرستان مسجدسلیمان (۲۹) درصد) برآورد گردید. در مورد گندم و سایر غلات دانه‌ریز دوره پر شدن دانه با افزایش درجه حرارت به‌صورت فراوان ای کاهش می‌یابد. درجه حرارت بهینه برای عمل فتوسنتز در گندم بین ۳۰-۲۰ است ۲۰۰۸,Hatfield. et al هرگونه افزایش دما بالاتر از دامنه ۲۵-۳۵°C که معمولاً در دوره پر شدن دانه گندم اتفاق می‌افتد، سبب کوتاه شدن دوره پر شدن دانه و نهایتاً کاهش عملکرد خواهد شد با فرض عدم تفاوت در میزان فتوسنتز روزانه گیاه با کوتاه شدن دوره پر شدن دانه ناشی از افزایش درجه حرارت عملکرد محصول به نسبت مستقیم کاهش می‌یابد. این تأثیر درجه حرارت یکی از دلایل اصلی عملکرد پتانسیل کمتر گندم در منطقه میدوست آمریکا نسبت به اروپا حتی در شرایط عدم وجود کمبود آب و تنش رطوبتی هست. بر اساس مطالعات انجام‌شده در گریت پلین آمریکا، کاهش عملکرد (بدون) در نظر گرفتن کاهش فتوسنتز ناشی از افزایش یک درجه دمای هوا در بازه دمای هوای ۲۱-۱۸، ۷ درصد و در دمای هوا بالاتر از ۲۱ درجه برابر ۴ درصد است. همچنین گزارش‌شده است که یک درجه افزایش دما باعث کاهش دوره زایشی گندم به میزان ۶ درصد و دوره پر شدن دانه به میزان ۵ درصد شده و می‌تواند عملکرد دانه و شاخص برداشت (HI) را به همین نسبت‌ها کاهش دهد. بر اساس مطالعات انجام‌شده در تعداد ۹ سایت در اروپا مشخص گردید به ازای هر ۱C افزایش دما عملکرد گندم ۶ درصد کاهش می‌یابد. مطالعات انجام‌شده همچنین کاهش عملکرد جهانی گندم را به ازای هر ۱°C افزایش درجه حرارت ۵٫۴ درصد گزارش کرده‌اند. همچنین علاوه بر کاهش عملکرد در اثر افزایش درجه حرارت اندازه دانه گندم و سایر غلات نیز کاهش می‌یابد.
تغییر اقلیم و راهکارهای سازگاری با آن در کشاورزی
برای مثال زعفران به ازای هر یک درجه افزایش میانگین درجه حرارت نسبت به شرایط فعلی حداقل ۳۲ و حداکثر ۳۸ روز افزایش خواهد داشت؛ بنابراین درصورتی‌که گرمایش جهانی ناشی از تغییر اقلیم باعث افزایش میانگین درجه حرارت هوا به میزان ۱٫۵ تا ۲ درجه سانتی‌گراد، شود زمان ظهور گل در مناطق تولید زعفران در استان‌های خراسان رضوی و جنوبی بسـته به‌شدت گرمایش تا اواخر آذرماه به تعویق افتاده و کاهش عملکرد این محصول را در بر خواهد داشت.
حرارت سالانه در مناطق مختلف کشور علیرغم اختلاف بین دو مدل گردش عمومی جو مورداستفاده، (GISS و GFDL) در محدوده ۳٫۵ تا ۴٫۴ درجه سانتی‌گراد قرار داشته و شدت افزایش دما از غرب به شرق و از شمال به جنوب کشور افزایش می‌یابد. این الگوی گرمایش باعث خواهد شد تا فراوانی درجه حرارت‌های بالاتر از C۳۰ در مرحله گلدهی و گرده‌افشانی گندم در اغلب مناطق تولید گندم کشور در مقایسه با شرایط فعلی به‌طور فراوان ای افزایش یابد. بر اساس نتایج شبیه‌سازی با افزایش میانگین دمای روزانه به میزان ۳°C یا بیشتر، عملکرد گندم حتی با افزایش غلظت گاز CO۲ در شرایط تغییر اقلیم نیز کاهش خواهد یافت.
پیش‌بینی عملکرد برای سال هدف ۲۰۵۰ میلادی حاکی از آن است که عملکرد گندم آبی در مناطق مختلف تولید آن در کشور بین ۱۴ الی ۲۱ درصد کاهش خواهد یافت در تحقیق مذکور همچنین از راهکارهای سازگاری با تغییر اقلیم برای جلوگیری از افت عملکرد گندم، به‌عنوان نمونه تغییر تاریخ کاشت و اصلاح ارقامی از گندم با دامنه مقاومت بالاتر به گرما (۲) تا ۴ درجه در مرحله گلدهی معرفی‌شده است. در خصوص اثر افزایش دمای هوا بر کاهش عملکرد برنج مطالعات زیادی انجام‌شده است درجه حرارت بهینه برای تشکیل دانه و عملکرد مناسب گیاه برنج پایین‌تر از ۲۵ هست و درجه حرارت متوسط هوا در طی دوره رشد پر شدن دانه برنج در تابستان در جنوب ایالات‌متحده و بسیاری دیگر از مناطق حاره مشابه در حدود ۲۶-۲۷°C است که از حدود درجه حرارت بهینه این محصول (۲۵°C) بیشتر است. بر اساس مطالعه انجام‌شده در آمریکا و بسیاری از مناطق حاره با افزایش دمای هوا به میزان oC۱ بالاتر از دمای بهینه برنج، عملکرد محصول به میزان یک درصد کاهش می‌یابد و با افزایش ۱٫۲°C کاهش عملکرد ۱۲ درصد خواهد بود. ۲۰۰۸,Hatfield. et al با اجرای آزمایش در محیط کنترل‌شده رفتار گلدهی زعفران در پاسخ به افزایش درجه حرارت در مراحل نموی را موردبررسی قراردادند. نتایج آن‌ها نشان داد که با افزایش درجه حرارت در دوره تلقیح تغییراتی در رفتار گلدهی زعفران بروز کرده به‌طوری‌که در دمای ۳۰ درجه سانتی‌گراد بدون توجه به‌طول دوره تلقیح گلدهی انجام نشد. افزایش طول دوره تلقیح نیز اثرات منفی بر ظهور گل‌ها داشت و در دوره تلقیح ۱۲۰ روزه گلدهی تنها در رژیم دمایی ۲۷٫۲ درجه سانتی‌گراد صورت گرفت نتایج شبیه‌سازی با مدل‌های رگرسیونی نشان داد که افزایش میانگین دمای روزانه در محدوده ۰٫۵ تا ۲ درجه سانتی‌گراد باعث کاهش سرعت نمو و درنتیجه افزایش طول هر دو مرحله از گلدهی گیاه خواهد شد.
منبع و تلخیص: نشریه مدیریت آب در کشاورزی
