Как избежать климатических катастроф? План Б 4.0: спасение цивилизации

При сохранении прежней энергетической политики модели глобального климата прогнозируют сокращение объема снежного покрова в западной части США на 70% к середине XXI в. Национальная лаборатория Тихоокеанского северо-запада министерства энергетики США провела подробное исследование долины реки Якима, огромного района в штате Вашингтон, в котором выращивают фрукты. Исследование показывает прогрессирующее снижение урожаев, происходящее по мере уменьшения снежного покрова и сокращения ирригационных стоков64.

Существование массы снега и льда на главных горных хребтах мира и хранимые этими массами запасы воды считаются чем-то само собой разумеющимся только потому, что они существовали с момента появления на Земле сельского хозяйства. По мере нагревания Земли мы рискуем лишиться этих «небесных резервуаров», от которых зависит жизнь и фермеров, и горожан.

ПОВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И СНИЖЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ

За тысячи лет существования земледелия люди вывели такие сельскохозяйственные культуры, которые обеспечивают максимальную урожайность в условиях сравнительно стабильного климата. Теперь все меняется.

Поскольку сельскохозяйственные культуры обычно выращивают при оптимальной для них температуре или при близкой к оптимальной, даже сравнительно незначительное, на 1–2 °С, повышение в период роста может сократить урожайность зерновых в основных регионах производства продовольствия – таких как Северокитайская равнина, долина Ганга в Индии или «кукурузный пояс» в США65.

Более высокие температуры могут блокировать фотосинтез и опыление и привести к обезвоживанию посевов. Хотя повышенные концентрации СО2 в атмосфере, повышающие температуру, могут также повысить урожайность, по достижении определенной точки вредное воздействие более высокой температуры на урожайность превосходит положительное воздействие СО2 на основные сельскохозяйственные культуры.

Индийские ученые К. С. Кави Кумар и Джойти Парих оценили воздействие более высоких температур на урожайность пшеницы и риса. Строя свою модель на основании данных, полученных в 10 разных точках, они пришли к выводу, что в северной Индии повышение средней температуры на 1 °С не вызывает сколько-нибудь существенного снижения урожаев пшеницы, но повышение температуры на 2 °С снижает урожайность почти во всех контрольных точках. Рассматривая только температурные изменения, ученые отметили, что повышение температуры на 2 °С привело к снижению урожаев пшеницы на поливных площадях на 37–58%. Совместив же негативные последствия повышения температуры с позитивным воздействием, которое оказывает на растения поглощение ими атмосферного СО2, ученые увидели, что уровень снижения урожаев, собранных в разных контрольных точках, составляет от 8 до 38%. Для страны, население которой к середине XXI в. должно, согласно прогнозам, увеличиться на 400 млн человек, повышение температуры – тревожная перспектива66.

В исследовании, посвященном устойчивости местной экосистемы, Мохан Вали и его коллеги из университета штата Огайо отмечают, что при повышении температуры процессы фотосинтеза в растениях протекают более активно до момента, когда температура достигает 20 °С (68 °F). Затем, при повышении температуры до 35 °С (95 °F) фотосинтез не изменится, а при дальнейшем повышении температуры процесс фотосинтеза начинает замедляться до тех пор, пока температура не достигнет 40 °С (104 °F). На этой точке фотосинтез полностью прекращается67.

В последние несколько лет экологи из нескольких стран, занимающиеся изучением растений, сосредотачивают внимание на точной взаимосвязи температуры и урожайности. Одно из самых всесторонних исследований подобного рода было проведено Международным институтом изучения риса (IRRI) на Филиппинах. Команда видных ученых, занимающихся изучением растений, использовали данные об урожайности риса на экспериментальных орошаемых участках и подтвердили эмпирическое правило, которым пользуются специалисты в этой области знаний и которое гласит: повышение температуры на 1 °С выше нормы снижает урожаи пшеницы, риса и кукурузы на 10%. Открытие IRRI соответствует выводам, недавно сделанным участниками других исследовательских проектов. Ученые заключили, что «повышение температуры из-за глобального потепления усложнит задачу обеспечения растущего населения Земли продовольствием»68.

Самый уязвимый период жизненного цикла любого растения – период опыления. Из трех основных сельскохозяйственных культур, возделываемых в мире, – риса, пшеницы и кукурузы, – особенно уязвима кукуруза. Для того чтобы кукуруза дала урожай, необходимо, чтобы пыльца из мужского соцветия попала на женские рыльца, которые выбрасывает кончик каждого початка. Каждое из таких женских соцветий соединено со стержнем початка. Для того чтобы стержень развился, частица пыльцы должна упасть на рыльца и затем проделать путь до основания стержня початка. Если температура необычайно высока, рыльца быстро высыхают, становятся бурыми и не могут выполнять свою роль в процессе оплодотворения.