کشاورزی منبع اصلی گازهای گلخانه ای است که به اثرات گلخانه ای و تغییرات آب و هوایی کمک می کند. با این حال، تغییر اقلیم تأثیرات گسترده ای بر تولیدات کشاورزی دارد که احتمالاً امنیت غذایی را در آینده به چالش می کشد.

امنیت غذایی جهانی بر تولید غذای کافی و دسترسی به غذا متکی است و به عنوان حالتی تعریف می شود که:

“همه مردم، در همه زمان ها، دسترسی فیزیکی و اقتصادی به غذای کافی، ایمن و مغذی دارند تا نیازهای غذایی و ترجیحات غذایی خود را برای یک زندگی فعال و سالم برآورده کنند” (FAO، 1996).

مانع اصلی امنیت غذایی در حال حاضر دسترسی به غذا است. غذای کافی در سطح جهان برای تغذیه جمعیت کنونی جهان تولید می شود، با این حال بیش از 10 درصد از آنها دچار سوءتغذیه هستند.

تغییرات آب و هوایی احتمالاً با افزایش قیمت مواد غذایی و کاهش تولید مواد غذایی به ناامنی غذایی در آینده کمک می کند. ممکن است با افزایش قیمت انرژی، غذا گران‌تر شود. آب مورد نیاز برای تولید مواد غذایی ممکن است به دلیل افزایش مصرف آب و خشکسالی، کمیاب تر شود. رقابت برای زمین ممکن است افزایش یابد زیرا مناطق خاصی از نظر اقلیمی برای تولید نامناسب می شوند. علاوه بر این، رویدادهای شدید آب و هوایی مرتبط با تغییرات آب و هوایی ممکن است باعث کاهش ناگهانی بهره‌وری کشاورزی شود که منجر به افزایش سریع قیمت‌ها می‌شود. به عنوان مثال، امواج گرما در تابستان 2010 منجر به کاهش محصول در مناطق کلیدی تولید از جمله روسیه، اوکراین و قزاقستان شد و به افزایش چشمگیر قیمت مواد غذایی اصلی کمک کرد.

اجماع هیئت بین دولتی برای تغییرات آب و هوایی (IPCC) این است که تغییرات آب و هوایی قابل توجهی از دهه 1950 رخ داده است، و این احتمال وجود دارد که میانگین دمای هوای سطحی جهانی 0.4 تا 2.6 درجه سانتیگراد در نیمه دوم این قرن افزایش یابد. بسته به انتشار گازهای گلخانه ای در آینده). کشاورزی و سیستم تولید مواد غذایی گسترده تر، منبع اصلی انتشار گازهای گلخانه ای است. تشدید کشاورزی در آینده برای جبران کاهش تولید (تا حدی ناشی از تغییرات آب و هوایی) در کنار افزایش تقاضا برای محصولات حیوانی، می تواند این انتشارات را بیشتر افزایش دهد. تخمین زده می شود که تقاضا برای محصولات دامی بین سال های 2005 تا 2050 تا 70 درصد افزایش یابد.

در حالی که افزایش تدریجی دما و دی اکسید کربن ممکن است منجر به شرایط مطلوب تری شود که می تواند عملکرد برخی از محصولات را افزایش دهد، در برخی مناطق، این افزایش بالقوه عملکرد احتمالاً توسط رویدادهای شدید، به ویژه گرمای شدید و خشکسالی، در طول گلدهی محصول محدود می شود. پیش بینی می شود که تولید محصولات زراعی در بسیاری از مناطق در قرن بیست و یکم به دلیل تغییرات آب و هوایی کاهش یابد. این در شکل 2 نشان داده شده است که میانگین پیش بینی عملکرد محصول را در تمام سناریوهای انتشار، مناطق، و با یا بدون سازگاری توسط کشاورزان خلاصه می کند، که روند افزایشی به سمت کاهش گسترده عملکرد را نشان می دهد.

شکل 2: شکل SPM.9 | خلاصه ای از تغییرات پیش بینی شده در عملکرد محصول، به دلیل تغییرات آب و هوایی در قرن بیست و یکم. این شکل شامل پیش‌بینی‌هایی برای سناریوهای مختلف انتشار، برای مناطق گرمسیری و معتدل، و برای موارد سازگاری و عدم انطباق ترکیبی است. مطالعات نسبتا کمی تأثیرات را بر سیستم‌های زراعی برای سناریوهایی در نظر گرفته‌اند که میانگین دمای جهانی تا 4 درجه سانتی‌گراد یا بیشتر افزایش می‌یابد. برای پنج بازه زمانی در کوتاه مدت و بلند مدت، داده ها (1090=n) در دوره 20 ساله بر روی محور افقی که شامل نقطه میانی هر دوره پیش بینی آینده است، رسم می شود. تغییرات در عملکرد محصول نسبت به سطوح اواخر قرن بیستم است. مجموع داده ها برای هر بازه زمانی 100٪ است. © IPCC، 2014، ارزیابی پنجم

امواج گرما (دوره‌های دمای بسیار بالا) احتمالاً در آینده بیشتر می‌شوند و چالش بزرگی برای کشاورزی است. امواج گرما می تواند باعث استرس گرمایی هم در حیوانات و هم در گیاهان شود و تأثیر منفی بر تولید مواد غذایی داشته باشد. دوره های شدید دمای بالا به ویژه برای تولید محصولات زراعی مضر است اگر در زمان گلدهی گیاهان رخ دهد – اگر این مرحله منفرد و بحرانی مختل شود، ممکن است اصلا بذری وجود نداشته باشد. در حیوانات، استرس گرمایی می تواند منجر به کاهش بهره وری و باروری شود و همچنین می تواند اثرات منفی بر سیستم ایمنی داشته باشد و آنها را مستعد ابتلا به برخی بیماری ها کند.

شواهدی برای افزایش امواج گرمایی از گرمایشی که قبلاً رخ داده است و افزایش بیش از حد انتظار در فرکانس و بزرگی موج گرما وجود دارد (شکل 3). پیش‌بینی دقیق در مورد فرکانس و بزرگی امواج گرما در آینده دشوار است، اما بین پیش‌بینی‌ها اتفاق نظر وجود دارد که اندازه‌گیری‌ها برای هر دو در بریتانیا، اروپا و در مقیاس جهانی به افزایش خود ادامه خواهد داد. انتظار می رود تاثیر امواج گرما غیر یکنواخت باشد و در کشورهای کمتر توسعه یافته اثرات منفی نامتناسبی داشته باشد. همراه با دیگر جنبه های تغییرات آب و هوایی مانند افزایش بروز خشکسالی، ممکن است مسائل موجود در مورد امنیت غذایی را تشدید کند.

شکل 3: شکل SPM.7 | نقشه‌های میانگین نتایج چند مدلی CMIP5 برای سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 در سال‌های 2081-2100 مربوط به (الف) تغییر میانگین دمای سطح سالانه، (ب) میانگین درصد تغییر در میانگین بارندگی سالانه. © IPCC، 2014، ارزیابی پنجم .

تغییرات پیش بینی شده در آب و هوا محدود به افزایش دما و امواج گرما نیست. همچنین انتظار می رود تغییرات زیادی در الگوهای بارندگی رخ دهد. در حالی که برخی از مناطق احتمالاً در آینده دچار خشکسالی های بیشتری خواهند شد، انتظار می رود مناطق دیگر با مسائل متضاد باران های سیل آسا و افزایش سیل مواجه شوند. در نواحی ساحلی، بالا آمدن سطح دریا ممکن است منجر به از دست رفتن کامل زمین های کشاورزی شود. آب و هوای گرمتر همچنین ممکن است منجر به مشکلات بیشتر آفات و بیماری ها و تغییر در توزیع جغرافیایی برخی از آفات شود. به عنوان مثال، حشراتی که به عنوان یک ناقل برای انتقال بیماری عمل می کنند، احتمالاً در آینده به سمت قطب های بیشتری مهاجرت می کنند، جایی که دام ها تاکنون در معرض این بیماری ها نبوده اند.

پاسخ عملکرد به تنش های مختلف از طریق آزمایش در بسیاری از محصولات به خوبی تعریف شده است. کمی کردن این پاسخ‌ها و شناسایی زمانی که کشاورزی در برابر استرس آسیب‌پذیرتر است، برای کمک به شناسایی کارآمدترین استراتژی‌ها برای سازگاری مفید است. انتظار می‌رود سازگاری سطح محصول با تغییرات آب و هوایی برای به حداقل رساندن تلفات محصول در آینده کلیدی باشد و ممکن است شامل موارد زیر باشد: تغییر ارقام محصول، زمان کاشت، تکنیک‌های کشت و/یا شیوه‌های آبیاری. تحقیقات در حال انجام به چالش های حفظ و/یا افزایش تولید محصول تحت تغییرات جهانی می پردازد. برخی از خطرات برای تولید محصولات زراعی ناشی از تغییرات آب و هوایی و رویدادهای شدید آب و هوایی شناسایی شده است و استراتژی هایی برای کمک به حفظ تولید پیشنهاد شده است. این موارد عبارتند از: بازگرداندن تنوع نوع مزرعه، محصول یا مقیاس رقم در سیستم های غذایی، برای بهبود انعطاف پذیری و بهبود محصول که تحمل استرس را افزایش می دهد. استراتژی‌های دیگر ممکن است شامل ایجاد پاسخ‌های از پیش تعریف‌شده و بین‌المللی به کمبود مواد غذایی به منظور جلوگیری از شوک‌های قیمت مواد غذایی باشد که ممکن است دسترسی مردم به غذا را کاهش دهد.