核心观点 

• 农业可能是最容易受到气候变化影响的产业了。 
• 温度、降雨和极端天气的变化会影响产量以及病虫害的流行。 
• 如果温度升高太多，某些作物将无法继续在原土地上生长……但其他作物可能会取而代之！ 

农业与气候变化 

由于几乎所有的投入都来自大自然，农业部门可能最容易受到气候变化的影响。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)最近的一份报告显示，气候变化已经影响到世界上所有人类居住地。50 年代以来，世界上几乎每个地区都观察到极端高温事件的发生率有所增加。欧洲、亚洲、北美洲和南非的许多地区都观察到强降水增加，而其他地区则经历了农业和生态干旱的增加。 

观测到的农业和生态干旱变化的综合评估，及人类对世界各区域观测变化的贡献置信度 

 IPCC 表示，随着全球变暖的进一步加剧，地球温度的持续升高，这些事件可能会变得更加普遍。在19世纪晚期大约每10年发生一次农业或生态干旱，现在的发生概率为19世纪的1.7倍，而每十年升高4℃的温度可能性增加了4.1倍。 

干旱地区的农业或生态干旱十年期事件 

我们已经看到气候变化对农业的影响。温度、降雨和极端天气事件的变化会影响产量和病虫害的流行。如果温度升高太多，某些作物将无法在现有土地上生长，因为超过了生长的最佳温度。在美国，1960 年至 2010 年极端天气事件对产量的影响如下图所示。 

美国1960年到2010年间的农产生产力变化 

在巴西，农业生产力受到干旱和霜冻的影响，尤其是今年，人们担心其对糖供应的影响。台湾在 2021 年还遭受了 56 年来最严重的干旱。在某些情况下，当地农民报告说，为了保护该地区半导体产业的资源，他们的供水被完全切断。世界气象组织将希腊最近的野火归因于气候变化的后果。 

巴西霜冻 

农业创新

我们所知道的农业正在发生变化，但这不一定是件坏事。逆境带来创新。只要我们继续以可持续的方式耕种，同时采取措施减轻行业内的气候影响，农业就没有理由不能适应不断变化的天气模式。 

例如，在英国，气温逐渐变暖，冬季变得更温和、夏季变得更热。在英国东南部，2020 年冬季最高气温高达 9.6 摄氏度，高于 1965 年的 6.1 摄氏度。同期，该地区秋季、春季和夏季的最高气温上升了约 2-3 摄氏度。 

英国东南部的分季节最高气温 

这使得该地区能够种植以前无法想象的农产品。根据 WineGB（英国酒业）的数据，英国葡萄酒生产总面积从 1989 年的 652
公顷成倍增加至 2018 年的
2,138 公顷，这在很大程度上要归功于更加温和的气候。 

英国东南部的分季节最高气温 

随着英国气温上升到足以适应葡萄酒种植，地中海国家的气温对于葡萄种植来说变得太热了。作为回应，农民开始避开葡萄，转而种植奇异果、芒果、鳄梨和香蕉等热带农产品。 

根据欧盟统计局的数据，用于种植亚热带和热带气候区水果的土地面积已从 2015 年的 137,550 公顷增加到 2020 年的 149,550 公顷。同期西班牙热带和亚热带水果的种植面积增加了 11,000 公顷到 76,450 公顷，希腊和葡萄牙的耕地面积增加了约 2,000-3,000 公顷。 

英国东南部的分季节最高气温 

如果您住在欧洲，那么您购买的香蕉很可能不是来自加勒比地区，而是来自西班牙，那里种植了 60% 的欧洲人消费的香蕉。鉴于运输过程中的排放量较低，这不仅有利于西班牙的农业，也有利于地球。 

下图显示了未来潜在农业区的建模。蓝色区域代表目前没有种植但气候变化将提供种植至少一种主要商品的可能性的区域。红色区域代表可以种植多种主要商品的区域。 

 Source: PLOS Journals 

一些农民可能会欢迎气候变暖的一些特征。在《自然气候变化》上发表的一项研究中，研究人员预测，随着气候变暖，热带国家的作物疾病风险将降低。 

然而，硬币的另一面是产量也会随着虫害风险而停滞。这不是好消息，尤其是因为当今该行业面临的一个巨大问题是如何在可持续耕作的同时提高产量、减少农药和水的使用以及减少温室气体排放。 

不出所料，随着农田的扩张，农业产量的绝对值多年来一直在增加。 

英国东南部的分季节最高气温 

但是，当将不断增长的人口加入等式时，情况略有变化。按人均计算，过去 20 年的农业生产力相对持平，自 1970 年代以来有所下降。 

人均农业生产力 

显然，以可持续性（和物理学）的名义，农业用地面积不能无限扩大来喂养更多的新兴人口，那么该行业应该怎么做？第一步是继续解决农业中典型的损失问题。 

在制糖业，20世纪60 年代的损失高达可实现产量的 51%。随着新技术和更高效率的引入，这一比例一直在稳步下降，但截至 2018 年产量差距仍保持可实现产量的 15% 左右。 

糖料（甘蔗和甜菜）的损耗比例 

除了提高产量外，农民（以及供应链的其余部分）还需要最大限度地减少损失。产量损失的一种方式是在栽培过程中受害虫侵袭。在区域层面和逐年基础上，估计值存在巨大差异，但粮农组织表示，平均而言，世界上大约 14% 的粮食在收获和零售之间损失了。 

多年来已经开发了几种解决方案，最基本的是杀虫剂。现在，由于担心这些化学品对环境和健康的影响，已经开发出其他想法，包括合成肥料、综合虫害管理 以及在某些情况下的 杀虫剂替代品 。我们在可持续农业系列中对此进行了详细介绍。 

研究发现，土壤退化、单一栽培、重型机械和过度耕作是第一次收获后降低甘蔗产量的因素。这就是再生农业可以发挥作用的地方。 

再生农业的前提不是对土壤没有伤害，而是在耕作的同时提高其质量。这种做法包括有机农业、保护性耕作、覆盖作物、轮作和堆肥等行动。根据研究，有机土壤物质每增加 1% 就可以帮助它多容纳 20,000 加仑的水。因此，它不仅提高了作物的质量，而且还保护了资源。 

耕种之后就是收获，在这个过程中的损失在很大程度上是通过增加技术和机械化的使用来解决的。与所有事物一样，人为错误和疲劳总是会在农业中发挥作用，而机器只是更加精确和高效。那些从事农业的人则需要考虑运输过程中发生的损失。 

科学的突破 

科学正在取得巨大突破，以帮助农民在可持续耕作的同时提高产量。也许最有趣的选择是基因编辑，它仍处于起步阶段，但已经显示出积极的结果。就像选择新车的改装一样，该技术可以修改作物的基因组成，以输入许多理想的特征。这些可以包括但不限于对害虫的抵抗力、对极端温度的适应能力和较低的水需求。该技术还可以去除不需要的基因。 

这项技术很有前途，可能是农业行业正在等待的答案。但仍有许多障碍需要克服，包括监管、公众的不信任，以及可能未知的环境和健康风险。中国严重依赖 CRISPR 基因编辑技术来养活其不断增长的人口，美国、巴西、阿根廷和日本等几个国家已将 CRISPR 豁免于适用于转基因生物 (GMO) 的法规。英国和欧洲都在审查他们对 CRISPR 改良作物的立场，这可能预示着农业的新机遇。 

 Source: Vox 

佛罗里达大学高级生物能源和生物产品创新中心 (CABBI) 的研究人员本月宣布，他们已成功开始编辑甘蔗的基因组以改变其外观并降低其对除草剂的抗性。该团队表示，下一步是针对作物中的选定基因，以增加生物质、脂质产量和脂肪酸产量，以提高生产力。 

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