تغییرات اقلیمی دیگر تهدیدی برای آینده نیست؛ بلکه واقعیتی است که اکنون با آن زندگی می‌کنیم. فعالیت‌های بی‌وقفه انسانی باعث افزایش سطح دی‌اکسید کربن (CO2) در جو زمین شده و افزایش قابل‌توجهی در میانگین دمای سطح جهانی ایجاد کرده است.
این مسأله فقط به دانشمندان و فعالان محیط زیست مربوط نمی‌شود؛ بلکه موضوعی است که همه باید آن را درک کنند، زیرا به‌طور مستقیم محصولات کشاورزی و امنیت غذایی ما را تهدید می‌کند.
عملکرد محصولات کشاورزی و تغییرات اقلیمی
یک مطالعه اخیر توسط گروهی از محققان دانشگاه بنارس هندو (BHU) در هند انجام شد. این تیم که نگران تأثیر عوامل محیطی بر امنیت غذایی جهانی بودند، تصمیم گرفتند این مشکل پیچیده را بررسی کنند.
هدف آن‌ها پیش‌بینی تأثیر متغیرهای اقلیمی بر عملکرد محصولات کشاورزی بود که جمعیت رو به رشد ما را تغذیه می‌کنند.
مدل‌سازی روابط غیرخطی
محققان تنها به فرضیات یا تقریب‌ها اکتفا نکردند.
آن‌ها با دقت یک مدل ریاضی طراحی کردند تا روابط غیرخطی میان CO2، دما، جمعیت انسانی و رشد محصولات کشاورزی را بررسی کنند.
چرا تأکید بر روابط «غیرخطی»؟ چون دنیای طبیعی ما از قوانین خطی پیروی نمی‌کند.
سیستم‌های اکولوژیک پیچیده و اغلب بی‌نظم هستند و بیشتر به الگوهای مارپیچی شباهت دارند تا خطوط مستقیم، و این موضوع یکی از عواملی بود که محققان در طراحی مدل خود مدنظر قرار دادند.
تأثیر تغییرات اقلیمی بر رشد محصولات
«ما بررسی کرده‌ایم که چگونه افزایش سطح CO2 در ابتدا باعث رشد بیشتر محصولات از طریق اثر “کوددهی CO2” می‌شود، اما وقتی دما از یک آستانه بحرانی فراتر رود، تنش حرارتی باعث کاهش عملکرد خواهد شد.»
این توضیح را آ.ک. میسرا، یکی از دانشمندان این پروژه از دانشگاه BHU، ارائه داد.
او ادامه داد: «یک سیستم غیرخودمختار با تغییرات فصلی رفتارهای پیچیده‌ای مانند نوسانات دوره‌ای و آشفتگی را نشان می‌دهد و به همین دلیل است که پیش‌بینی واکنش محصولات به افزایش دما دشوار است.»
شمشیر دو لبه CO2
اگرچه مقدار زیاد CO2 در ابتدا می‌تواند رشد محصولات را تقویت کند، اما تصویر کلی به این سادگی‌ها خوش‌بینانه نیست.
چالش اصلی، افزایش دما است که همراه با بالا رفتن سطح CO2 در جو رخ می‌دهد.
در نتیجه، ممکن است در کوتاه‌مدت شاهد بهبود عملکرد محصولات باشیم، اما در بلندمدت چشم‌انداز چندان امیدوارکننده‌ای نخواهد بود.
نتیجه‌گیری؟ ما باید بدانیم چه زمانی باید جلوی انتشار CO2 را بگیریم.
زنگ خطر برای بقای محصولات
مطالعه نشان داد که گونه‌های مختلف محصولات کشاورزی به شرایط اقلیمی در حال تغییر واکنش‌های متفاوتی نشان می‌دهند.
میسرا توضیح داد: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که یک آستانه بحرانی برای انتشار دی‌اکسید کربن انسانی وجود دارد که پس از آن عملکرد محصولات به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. این موضوع به نوع محصول بستگی دارد؛ گونه‌های مختلف واکنش‌های متفاوتی دارند، بنابراین این نتایج ممکن است برای همه محصولات به یک شکل قابل‌اعمال نباشد.»
محصولات مقاوم به گرما: راهکاری برای مقابله با تغییرات اقلیمی
با این حال، همه چیز ناامیدکننده نیست. محققان استراتژی امیدوارکننده‌ای را نیز برای مقابله با خسارات ناشی از تغییرات اقلیمی ارائه دادند:
توسعه گونه‌هایی از محصولات که تحمل دمای بالاتری دارند.
با ایجاد محصولات مقاوم به دمای بالا، کشاورزان می‌توانند بهتر با شرایط محیطی در حال تغییر سازگار شوند و در نتیجه عملکرد محصولات را حفظ کرده و امنیت غذایی را تضمین کنند.
شاید شوک‌آورترین نکته این مطالعه این باشد که حتی افزایش‌های جزئی در دما می‌تواند تأثیرات گسترده‌ای بر عملکرد محصولات داشته باشد. این موضوع به‌روشنی یادآور می‌شود که تغییرات اقلیمی مسئله‌ای نیست که بتوان آن را به‌سادگی نادیده گرفت.
رفتار آشوب‌گونه سیستم‌های کشاورزی
میسرا توضیح داد: «با شناسایی آستانه‌های دمایی بحرانی، می‌توانیم درک بهتری از زمان شروع کاهش عملکرد محصولات داشته باشیم و این اطلاعات به سیاست‌گذاران کمک می‌کند تا استراتژی‌های مفیدتری اتخاذ کنند.»
او همچنین پیشنهاد کرد که اصلاح یا استفاده از محصولات با تحمل دمای بیشتر باید به‌عنوان یک استراتژی برای حفظ بهره‌وری در شرایط افزایش CO2 در نظر گرفته شود.
میسرا و تیمش معتقدند که درک رفتار آشوب‌گونه سیستم‌های کشاورزی می‌تواند به بهبود پیش‌بینی عملکرد و تدوین شیوه‌های کشاورزی سازگار کمک کند. این دانش برای مدیریت تغییرات فصلی و اقلیمی بسیار حیاتی خواهد بود.
جهت‌گیری‌های آینده پژوهش
این تیم قصد دارد مدل خود را با اضافه کردن متغیرهای بیشتری مانند جمعیت حشرات، دسترسی به آب، کیفیت خاک و سطح مواد مغذی که بر عملکرد محصولات تحت تغییرات اقلیمی تأثیر می‌گذارند، بهبود دهد.
میسرا در پایان گفت: «اعتبارسنجی تجربی بیشتر با داده‌های واقعی به ما کمک می‌کند تا مدل خود را دقیق‌تر تنظیم کنیم، و توسعه مدل‌های منطقه‌ای خاص، پیش‌بینی‌ها و استراتژی‌های محلی‌سازی شده را امکان‌پذیر می‌کند.»
این مطالعه در مجله Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science منتشر شده است.
