Klimaændringer kan forårsage et dramatisk fald i risproduktionen i større voksende regioner, et fald, der kan bringe kritiske fødevareforsyninger i fare, rapporterer forskere.

Nye eksperimenter, der undersøger risproduktionen i fremtidige klimaforhold, viser, at riskeudbyttet kunne falde ca. 40% med 2100 - med potentielt ødelæggende konsekvenser i dele af verden, der er afhængige af afgrøden som en grundlæggende fødekilde.

Endvidere vil ændringer i jordprocesser på grund af forhøjede temperaturer medføre, at ris indeholder dobbelt så meget giftig arsen, end den ris, der spises i dag, ifølge undersøgelsen, der er offentliggjort i Nature Communications.

”Da vi kommer til 2100, anslås vi at have cirka 10 milliarder mennesker, så det ville betyde, at vi har 5 milliarder mennesker afhængig af ris, og 2 milliarder, der ikke ville have adgang til de kalorier, de normalt har brug for, ”siger medforfatter Scott Fendorf, professor i jordsystemvidenskab ved Stanford University's School of Earth, Energy & Environmental Sciences. ”Vi skal være opmærksomme på disse udfordringer, der kommer, så vi kan være klar til at tilpasse os.”

Ris som babymad

Forskere kiggede specifikt på ris, fordi den vokser i oversvømmede paddies, der hjælper med at løsne arsen fra jorden og gør den særlig følsom over for arsenoptagelse. Mens mange fødevareafgrøder i dag indeholder små mængder arsen, nogle voksende regioner er mere modtagelige end andre.

Fremtidige ændringer i jord på grund af højere temperaturer kombineret med oversvømmede forhold får risplanter til at optage arsen i højere niveauer - og brug af vandingsvand med naturligt forekommende høj arsen forværrer problemet.

Selv om disse faktorer ikke påvirker alle globale råvarer på samme måde, gælder de dog også for andre oversvømmelsesafgrøder, som f.eks. Taro og lotus.

”Jeg forventede bare ikke størrelsen af ​​indvirkningen på risudbyttet, som vi observerede,” siger Fendorf, der også er seniormedarbejder ved Stanford Woods Institute for the Environment. ”Det, jeg savnede, var hvor meget jord biogeokemi ville reagere på forhøjet temperatur, hvordan det ville forstærke plantetilgængeligt arsen og derefter - sammen med temperaturspændingen - hvordan det virkelig ville påvirke anlægget. ”

Et naturligt forekommende, semimetallisk kemisk arsen findes i de fleste jordarter og sedimenter, men generelt i en form, som planter ikke tager op. Kronisk eksponering for arsen fører til hudlæsioner, kræftformer, forværring af lungesygdom og i sidste ende død.

Det vedrører især ris ikke kun på grund af dets globale betydning, men også fordi fødevarer med lavallergen ofte introduceres tidligt til spædbørn.

”Jeg tror, ​​at dette problem også er afgørende for mennesker, der har små børn i vores samfund,” siger hovedforfatter E. Marie Muehe, en tidligere postdoktor ved Stanford, der nu er på University of Tübingen, Tyskland. ”Fordi spædbørn er meget mindre end vi er, hvis de spiser ris, betyder det, at de optager mere arsen i forhold til deres kropsvægt.”

'Jord er i live'

Forskerne skabte fremtidige klimaforhold i drivhuse baseret på skøn over en mulig 5-grad Celsius (9 grader Fahrenheit) temperaturstigning og dobbelt så meget atmosfærisk kuldioxid af 2100, som projiceret af Det Mellemstatslige Panel for Klimaændringer.

Mens tidligere forskning undersøgte virkningerne af stigende temperatur i sammenhæng med den globale fødevarekrise, var denne undersøgelse den første, der redegjorde for jordforholdene i kombination med klimaændringer.

Til eksperimenterne voksede gruppen en ris med mellemlang korn i jord fra den risvoksende region i Californien. De kontrollerede drivhuse med hensyn til temperatur, koncentration af kuldioxid og arsen i jorden, hvilket vil være højere i fremtiden på grund af dets opbygning i jord fra kunstvanding af afgrøder med arsenikforurenet vand, et problem, som ved overpumping af grundvand forværres.

”Vi tænker ikke ofte på dette, men jord er i live - det vrimler af bakterier og en masse forskellige mikroorganismer, ”siger Fendorf. "Det viser sig, at disse mikroorganismer bestemmer, om arsenet forbliver opdelt på mineraler og væk fra planterne eller kommer mineralerne ud i vandfasen."

Forskerne fandt, at med øgede temperaturer destabiliserede mikroorganismer mere af jordens iboende arsen, hvilket førte til større mængder toksin i jordvandet til rådighed for risen til at optage. Når arsen er optaget, hæmmer næringsstofabsorptionen og formindsker plantevækst og udvikling, faktorer, der har bidraget til 40% fald i udbytte, som forskerne observerede.

Tidlig advarsel, fremtidig planlægning

Mens det dramatiske tab i produktionen er en væsentlig årsag til bekymring, forbliver forskerne håbige på, at denne forskning vil hjælpe producenterne med at finde mulige løsninger til fodring af verden.

"Den gode nyhed er, at i betragtning af tidligere fremskridt med hensyn til det globale samfunds evne til at avle sorter, der kan tilpasse sig nye forhold sammen med revisioner af jordforvaltning, er jeg optimistisk for, at vi kan omgå problemerne i vores undersøgelse," siger Fendorf siger.

”Jeg er også optimistisk over, at når vi fortsætter med at skinne et lys over truslerne, der følger af en 5-grad Celsius-ændring, vil samfundet vedtage praksis for at sikre, at vi aldrig når den grad af opvarmning.”

Som næste trin håber Fendorf, medforfatter Tianmei Wang og Muehe at bruge fjernmåling til at lokalisere kontaminerede rismarker for at modellere fremtidige udbytter og arsenforurening.

”Dette er sandsynligvis et problem, hvor de fleste ris indtages, så vi tænker på Syd- og Østasien,” siger Wang, en ph.d.-kandidat i jordsystemvidenskab. ”Specielt for folk som min far - han spiser ris tre gange om dagen, og han kan bare ikke leve uden det.”

Original Study

Du er fri til at dele denne artikel under Attribution 4.0 International licens.

bøger_virkninger