بخشی از مقاله
چکیده
با ظهور انقلاب صنعتی و به دنبال آن افزایش بی رویه جمعیت، جنگل زدایی، تغییر الگوی کشت و افزایش شخم عمیق، گرم شدن جهانی به سرعت در حال افزایش بوده است. از عوامل مؤثر در بروز این پدیده میتوان به انتشار گازهای گلخانه ای، تغییر در ضریب انعکاس زمین و آلودگی های حرارتی اشاره کرد. تغییر اقلیم در عصر حاضر به عنوان مهمترین تهدید برای توسعه پایدار مطرح است، که به منابع طبیعی، منابع پایه، محیط زیست، سلامت انسان، امنیت غذایی، فعالیت های اقتصادی و ..... آسیب می رساند.
بخش کشاورزی بعلت ارتباط بسیار نزدیک با منابع طبیعی و شرایط آب و هوایی تاثیرات زیادی رو از تغییر اقلیم می پذیرد. تغییر اقلیم با تاثیر بر روی الگوی بارش، الگوی کشت، تغییر در میزان میزان CO 2، آب قابل دسترس گیاه و تغییرات دمایی می تواند بر روی عملکرد محصولات کشاورزی اثر بگذارد.
در نتیجه کشاورزان کشورهای درحال توسعه نیازمند تعدیل با اقلیمی هستند که در حال تغییر است و این تغییر در آینده افزایش خواهد داشت. عملیات زراعی، الگوی کشت، و استفاده از ارقام زراعی در بسیاری از مناطق بایستی تغییر یابد. بطور کلی میتوان گفت که اثرات منفی و مثبت تغییرات اقلیمی بستگی به نوع گیاه، عرض جغرافیایی و عملیات زراعی دارد.
-1-1 مقدمه
یکی از بزرگترین مسائل جامعه جهانی، موضوع گرمایش جهانی و پیامدهای آن بر زندگی و فرآیند توسعه در جوامع انسانی است، اقلیم کره زمین در طول تاریخ همواره در حال تغییر بوده، اما با شروع انقلاب صنعتی نقش بشر در تغییرات اقلیمی افزایش پیدا کرده است. از آن جا که اقلیم به عنوان یک جز فراگیر و مهم اکوسیستم انسانی محسوب میگردد، تغییرات هر چند ناچیز آن میتواند سایر اجزا را به درجات مختلف تحت تأثیر خود قرار دهد. یک جنبه مهم اقلیم، تغییرات اقلیم است.
طی دومیلیون سال گذشته، متوسط سالانه دمای زمین چندین درجه سانتی گراد بالا و پائین رفته است. انتظار می رود که افزایش دمای جهان، الگوی بارندگی، رطوبت خاک و سایر عوامل اقلیمی مرتبط با پدیده های طبیعی و محصولات کشاورزی را به شدت تغییر دهد. درگزارشات ارائه شده توسط ناسا، دمای کره زمین به مقدار 0/6 درجه سانتی گراد و یا 1/08 درجه فارنهایت گرمتر شده است
تغییرات اقلیم متأثر از دو عامل دما و مقدار بارش است. با تغییر هرکدام از این عوامل، تغییرات اقلیم رخ می دهد که در پی آن چگونگی زندگی انسانها نیز تغییر میکند. یکی از این اثرها، آسیبهای ایجاد شده در بخش کشاورزی و محیط زیست میباشد. شواهد حاکی از آن است که امروزه فعالیت انسانها میتواند اقلیم را که یکی از بخشهای اصلی محیط می باشد تحت تأثیر قرار دهد. اقلیم نیز به نوبه ی خود بر کشاورزی، محیط زیست و سیستمهای منابع آب تأثیر می گذارد
بیان اثر تغییر اقلیم بر کشاورزی پیچیده است. افزایش سطوح CO 2، تغییرات دما و تغییرات الگوهای بارش می توانند باعث اثرات مهمی بر کشاورزی جهانی شوند. انتظار می رود که بهره وری تولید در نتیجه تغییرات در اقلیم و اتفاقات آب و هوایی، همچنین تغییرات در الگوهای آفات و بیماری ها تغییر یابد
تغییر اقلیم در عصر حاضر به عنوان مهمترین تهدید برای توسعه پایدار مطرح است، که به منابع طبیعی، منابع پایه، محیط زیست، سلامت انسان، امنیت غذایی، فعالیت های اقتصادی و ..... آسیب می رساند. بخش کشاورزی به سبب تعاملات گسترده و مستقیم با محیط ، بیشترین تاثیر را از فرآیند پدیده تغییر اقلیم می پذیرد، اندک تغییر دما سبب دامن زدن به موضوع خشکسالی، تاثیر در اکوسیستمهای طبیعی و فعالیتهای کشاورزی خواهد شد. به تعبیر دیگر تحت شعاع قرار گرفتن امنیت غذایی و گسترش فقر در جوامع کشاورزی از مفاد بارز و آشکار پدیده تغییر اقلیم در بخش کشاورزی است
اقلیم بر عملکرد محصولات کشاورزی تاثیر بسزایی داشته و تغییرات بارش و دما باعث بروز تغییراتی در برداشت محصول می شود و این تغییرات می تواند باعث فراوانی محصول یا خشکسالی و کاهش محصول و به دنبال آن باعث رکود اقتصادی شود. چنانچه در ارتباط با فعالیت های کشاورزی برنامه ریزی مناسبی نسبت به تغییر اقلیم صورت گیرد، اثرات تغییر اقلیم تعدیل می شود. لذا، آگاهی از مقدار و آهنگ سریع تغییرات اقلیمی و بررسی اثرات اقلیم بر روی کشاورزی در سطح منطقه ای و سیاست گزاری مناسب و به موقع توسط دولت ها ضروری به نظر می رسد
نجف پور - 1385 - در مطالعه خود به بررسی راهکارهای مقابله با کاهش اثرات تغییرات اقلیمی در کشور پرداخت. نتایج نشان داد که مدیریت ریسک و بحران دو راهکار مهم برای مقابله با اثرات تغییرپذیری و تغییرات اقلیمی هستند. مطالعات گذشته نشان میدهد پدیده تغییر اقلیم با تغییر در تبخیر و تعرق گیاهان، عملکرد محصولات و بهره وری آب، میتواند بخش کشاورزی را در دوره های آتی تحت تأثیر قرار دهد
در اثر تغییرات اقلیمی و گرم شدن هوا ممکن است مناطق جنگلی به سمت شمال جابجا شوند و بنابراین جغرافیای کشاورزی در چنین مناطق حاشیه ای باعث تغییر مرز کشاورزی و تغییر مرز جنگل ها شود
در مطالعه ای که در شمال ایالات متحده انجام شد، جابه جایی فصول و آغاز فعالیت گیاهان از اواسط بهار به اوایل بهار گزارش شده است
همچنین کاهشی معنی دار در تعداد روزهای یخبندان در منطقه خاور میانه گزارش شده است
در مقیاس جهانی نیز تغییرات اقلیمی، فصل رشد را طولانی تر کرده و تعداد روزهای یخبندان را کاهش داده است
-2-2 علل بروز تغییرات آب وهوا
دی اکسید کربن، متان، اکسید نیترو، پرفلوئوروکربنها، هیدروفلوئوروکربنها و سولفور هگزافلوراید از گازهای گلخانه ای مهمی هستند که در اثر فعالیت های انسانی باعث پدیده گلخانه ای در جو شده اند. دی اکسید کربن به عنوان مهمترین گاز گلخانه ای ساخت انسان، ازسوزاندن سوختهای فسیلی، جنگل زدایی، و تخمیر هوازی ضایعات جامد و مایع تولید می شود. منابع جذب این گاز که اصطلاحا" چاهک " نامیده می شوند شامل اقیانوس ها و جنگلها است. گاز متان نیز از فضولات حیوانی، شالیزارهای برنج، سوزاندن سوخت های فسیلی، و تخمیر بی هوازی ضایعات جامد و مایع ایجاد می شود. منابع جذب متان باکتری های موجود در خاک و انجام واکنشهای شیمیایی در جو است.
اکسید نیترو - N2O - از طریق خاکهای تقویت شده با کودهای شیمیایی، سوختن زیست توده و احتراق سوختهای فسیلی حاصل می شود. هیدروفلوئوروکربنها، پرفلوئوروکربنها و سولفور هگزافلوراید از طریق فرآیندهای صنعتی تولید میشوند. با اینکه برخی از این گازها به طور طبیعی در جو زمین وجود دارند اما به طور غیر طبیعی فعالیتهای انسان و آلودگی های ناشی از آنها، مقدار گازهای مذکور را به طور غیر عادی افزایش می دهد و چنانکه باعث تمرکز بیش ازحد طبیعی این گازها در جو شود، پدیده گرمایش زمین و تغییرات آب و هوایی آن را موجب می شود
-3-3 پیش بینی اثرات تغییرات اقلیمی بر روی محصولات کشاورزی
بر اساس تحقیقات انجام شده توسط محققان دانشگاه پرینستون عواقب اثرات تغییرات اقلیمی بر روی عملکرد محصولات کشاورزی تا حد زیادی بسته به مدل مورد استفاده دارد. بطوریکه نتایج حاصل از کاربرد برخی از این مدل ها ممکن است عواقب این اثرات را نزد افکار عمومی و سیاستگزاران بسیار بزرگ جلوه دهند. واین در حالی استکه هیچ یک از این کاربران از نحوه کار مدل استفاده شده برای رسیدن به نتیجه خاص آگاهی ندارند.گزارش چاپ شده در مجله Global Change Biology یکی از اولین گزارشاتی است که در آن نتایج بدست آمده ازکاربرد مدل های مختلف در این زمینه را به تصویر کشیده و مقایسه کرده است.
مدل هایی که بیشتر براساس مشاهدات میدانی - مدل های تجربی - ایجاد شده اند و مدل های مکانیکی - mechanitic - به منظور درک چگونگی اثرات عوامل زیست محیطی بر روی رشد محصولات کشاورزی مورد مقایسه قرار گرفته اند. طبق بررسی های انجام شده توسط محققان خسارت برآورد شده توسط مدل های تجربی بسیار بیشتر بوده و مدل های مکانیکی نتایج خوش بینانه تری را نشان می دهند.
در کشور افریقای جنوبی محققان این دو مدل را جهت پیش بینی و نشان دادن اثرات تغییرات اقلیمی بر روی عملکرد ذرت و گندم برای سال های 2046 تا 2065 آزمایش نمودند. افریقای جنوبی نهمین کشور بزرگ تولیدکننده ذرت درجهان و دومین تولیدکننده گندم در قاره افریقا است. با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی گرمتر و مرطوب تر با مدل تجربی میزان عملکرد ذرت 3/6 درصد کاهش و عملکرد گندم 6/2 درصد افزایش را نشان داده است در حالیکه مدل مکانیکی 6/5 در صد افزایش برای ذرت و 15/2 درصد افزایش را برای گندم برآورد نموده است. بنا بر نظر محققان دو مدل نقاط قوت و ضعف هایی دارند که باید شناسایی گردند و پیشنهاد شده است که هر دو مدل مورد استفاده قرار گیرند زیرا می توانند مکمل یکدیگر باشند.
در این مدل ها ویژگی های مختلف زیست محیطی و اثرات آنها بر روی محصولات مورد آزمایش و سایر گیاهان در نظرگرفته شده است. با کاربرد همزمان دو مدل به عدم قطعیت - uncertainity - ، خطاها و محدودیت های موجود در مدلها و اطلاعات مورد استفاده می توان پی برد. زیرا ساختار و فرضیات مورد استفاده در این دو مدل متفاوت بوده بنابراین درصد اطمینان به مواردی که در آنها نتایج یکسان از کاربرد این دو مدل بدست آمده باشد، بیشتر قابل اعتماد خواهند بود
-4-4 واکنش های احتمالی اکوسیستم های کشاورزی به تغییرات اقلیمی
-1-4-4 اثرات افزایش دی اکسید کربن بر رشد گیاهان زراعی:
گیاهان با یک روش شناخته شده به نام فتوسنتز، از نور خورشید، آب و دی اکسید کربن، اکسیژن، قند، نشاسته و سلولز تولید می نمایند. این کربوهیدراتها مبنا و پایه زنجیره غذایی است. CO2 از طریق برگها وارد گیاه می شود. افزایش غلظت این گاز موجب ازدیاد اختلاف فشار بین هوای خارج و داخل برگهای گیاه شده و نتیجتا CO2 بیشتری جذب و تبدیل به کربوهیدرات می گردد.
گونه های مختلف گیاهی پاسخهای متفاوتی به این پدیده دا رند. گندم، برنج و سویا که در گروه گیاهان 3 کربنه قرار دارند، واکنش سریعی به افزایش غلظت این گاز نشان می دهند. واکنش ذرت، سورگوم، نیشکر و ارزن که از نوع 4 کربنه هستند، با گیاهان دسته اول تفاوت دارد. با اینکه در غلظت کنونی دی اکسید کربن، کارائی فتوسنتز گیاهان 4 کربنه نسبت به گیاهان 3 کربنه بیشتر می باشد، ولی واکنش این گیاهان نسبت به افزایش غلظت دی اکسید کربن کمتر است.
انباشتگی بیش از اندازه CO2 در اتمسفر، موجب بسته شدن روزنه گیاهان و کاهش جذب این گاز و کمتر شدن اندازه تبخیر آب از این منافذ می شود. بنابراین در صورت اشباع اتمسفر از دی اکسید کربن، گیاهان زراعی احتمالا آبکمتری مصرف نموده و هیدرات کربن بیشتری تولید می نمایند.
این اثر دوگانه احتمالا کارایی مصرف آب را - نسبت زیست توده گیاه به آب مصرف شده - بهبود می بخشد. در عین حال، افزایش دما، تغییر الگوی بارش و رطوبت خاک و افزایش توالی وقوع رخدادهای شدید جوی، که همگی ناشی از تغییر اقلیم در کره زمین می باشند، می تواند موجب تقویت یا خنثی نمودن اثرات سودمند افزایش غلظت این گاز بر عملکرد فیزیولوژیک گیاهان زراعی گردد
