全球超半数人口将水稻作为主食 来源：pixabay
世界上超过半数的人口将水稻作为主要食物来源。而当全球变暖提高了地球的温度，并加剧了风暴、干旱和热浪时，这种至关重要的作物正面临一个令人担忧的未来。
科学家们说，这种发展趋势的危险性怎么夸大都不为过。水稻很容易受到极端气候的影响，而它们的生长地也已经经历了许多极端气候。这种食物来源的任何中断都会造成巨大的问题。
看看最近的历史就知道了。2008年，对稻米供应的担忧加剧了粮食危机，导致稻米价格飙升。随之而来的恐慌引发了全球各地的骚乱，从孟加拉国蔓延到埃及再到海地。
这还是十三年前，当时地球人口比现在少10亿。在未来的13年中，全球人口预计增长10亿，总人口预计达到88亿。而与此同时，地球的气候将不断变化。
国际热带农业中心土地修复小组的负责人Louis Verchot说：“最脆弱的地区会再增加几十亿人口，这真的敲响了警钟：我们需要重新思考如何构建我们的食物系统。”
研究印证了这种担忧。
水稻对干旱非常敏感 来源：Pixabay
综合了234名科学家最近气候研究的政府间气候变化专门委员会最新报告警告称，人类造成的全球变暖正在以前所未有的速度加快，并且造成了致命的洪水、高温和干旱灾难，这都是我们亲眼目睹的（Climatewire，8月9日）。而这些事件给农业带来了重大风险。
报告指出：“更高的温度导致（水）蒸发量增加，造成土壤干燥、植物逆境加重，对农业产生冲击，即使在预计降水不会显著变化的地区也是如此。”
报告得出结论，如果不减少温室气体排放，预计到本世纪末，全球约三分之一的土地将至少遭受中等程度的干旱。一些变化如海平面上升已经不可避免。
水稻特别容易受到这些变化的影响。水稻通常生长在低海拔，且易受到海平面上升影响的生态系统中，如三角洲地带。它还生长在已经经历极端高温的地区。科学家们说，任何额外的温度上升都可能使当地气温超过一个作物可以健康生长的阈值。
2018年《农学和土壤科学档案》（Archives of Agronomy and Soil Science）中的一项研究发现，随着炎热天气出现的频率和严重程度增大，到本世纪末，水稻可能会减产40%。
研究报告指出：“目前（世界上）大多数水稻都生长在现有温度接近水稻生产最佳温度范围的地区。”因此，平均温度的任何上升或在水稻敏感的生长阶段出现短暂的高温，将是灾难性的。"
研究指出，虽然水稻可以在40摄氏度的温度下生长，但炎热会损害其花朵的授粉能力。温度超过35摄氏度，产量就会大大降低。
夜间高温也会影响产量。一项研究发现，当夜间温度达到35摄氏度后，每增加1摄氏度就会导致水稻产量下降10%左右。
不仅仅是炎热，潜在发生的洪水和干旱也会威胁水稻产量。海平面上涨也会使低洼农田被盐水淹没。
国际水稻研究所的一份文件说，水稻预计将是"最容易受到未来气候变化影响的栽培作物"。
美国的水稻种植者感受到了高温
在一个粮食系统相互关联日益紧密的世界里，水稻面临的风险至关重要。
英国皇家国际事务研究所（Chatham House）新兴市场风险研究主任Tim Benton说："大米的一个特点是，它的市场参与者很少，没有很多多余的潜在供应来满足需求。因此，如果任何一个地方出现问题，国际市场上的价格就会受到大幅影响。"
例如，美国在全球供应链中的作用很小，但很重要。美国农民生产的大米只占全球大米供应的2%左右。但根据美国农业部的数据，他们运送的货物占全球出口量的6%以上。
这些美国农民几乎都在阿肯色州、加利福尼亚州、路易斯安那州、密西西比州、密苏里州和德克萨斯州这六个州。而且他们已经受到了极端天气的影响。
为主要稻米生产州的种植者发声的美国稻米协会（USA Rice）称，美国稻米种植者上个月致函国会，要求在经历了一年的严重风暴、洪水和干旱之后能获得灾难援助。
这个问题最近在加利福尼亚州比较严重，那里的水稻主要生长在Sacramento山谷。加州水稻委员会负责人Tim Johnson在当地广播电视台的一篇报道中说，由于多年来降雨量和积雪量都很少，今年该州的水稻种植面积预计将减少10万英亩。
冲击影响深远
在一些易受干旱影响的水稻种植区，即使在气候适宜的年份，生产力也可能下降。国际水稻研究所的研究表明，农民因为害怕作物损失，可能不会将钱投入到有助于提高产量的肥料和新种子等生产资料中去。
科罗拉多大学博尔德分校环境研究项目的教授Amanda Carrico说，如果产量下降，收入减少，种植户可能会搬迁或让家人到其他地方找工作。
这是依赖大米的国家所面临的几个问题之一。人口激增加上气候变化的影响和土地流转——特别是在亚洲的大米种植区——会给各国保持粮食生产的自给自足带来挑战。
“水稻是人们赖以维生的作物，是一种文化作物，它涉及宗教，信仰和历史。”设在菲律宾的国际水稻研究所的高级科学家和气候变化负责人Bjoern Ole Sander说："亚洲的生活，尤其是东南亚的生活，是围绕着水稻演变的。
康奈尔大学的研究人员最近的一项研究发现，在过去的60年里，由于气候变化，全球农业生产力已经放缓了大约21%，其影响在较温暖的热带地区更加明显。该研究发现，部分原因是农业没有适应新的极端气候，这使得它们随着时间的推移变得更糟。
康奈尔大学应用经济和管理学院副教授Ariel Ortiz-Bobea说：“你不必成为一名前沿科学家，也知道温度预计会升高。所以它导致生产力的增长日益放缓，而这会产生一系列的影响。"
他在康奈尔大学的团队正计划研究需要多少研发投资来维持或抵御气候变化的影响。其中一个目标是制定一个不单单依靠使用更多的化肥或扩大生产中的土地面积来抵御气候变化的方法。
Ortiz-Bobea说："如果我们不提高生产力，那么你就会通过更多的投入来弥补生产上的不足，而这对环境有不可逆转的后果。”
早播种，减少水，研发新种子
水稻种植需要大量的水 来源：Pixabay
20世纪60年代的绿色革命改变了全球农业，带来了更高产的品种、新的种植方法和机械化，水稻产量从此大大增加。
根据农业部最新的预测，2021-2022年的全球大米产量预计将达到创纪录的5.06亿吨，全球消费量将达到创纪录的5.14亿吨。
但气候变化可能会使大米产量无法达到预计值。湿地是海平面上升的缓冲器和二氧化碳的天然储蓄池，如果气候变化导致更多的森林被毁或湿地丧失，则大米产量会更加没有保证。
农业景象的整体转变将真正使整个人类经济事业面临风险。 国际热带农业中心的Verchot说："在许多地方，它将使我们在过去40年里取得的成果倒退，也将使最贫穷者变得更加脆弱。”
为了避免这些问题，研究人员正在努力使粮食系统更具弹性。这包括使灌溉系统脱碳，以及开发能够承受高温或洪水的抗压水稻品种。
Sander说，国际水稻研究所的种子库里有大约15万个水稻品种。但大多数品种没有投入种植或达到生产规模。他补充说，各国也有自己的水稻研究计划，并不断培育新品种。
一个目标是开发出更多的种子品种，比如对干旱或高温有更高的耐受性，或者能够在水中存活，这样就能在预计降水更多的地区生长。人们对更多的传统品种也越来越认可，这些品种在海水和缺水条件下都有很强的适应力。
更好的农场管理也会有所帮助。种植水稻使用大量的淡水，但科学家们发现即使只用了通常水量的一半，水稻也可以正常生长。这意味着在预计干旱会加剧的地区，农民可以使用节水技术来种植水稻。
甲烷对水稻种植者来说是一个问题
经过改进的种植技术也能减少潜在温室气体甲烷的排放。
水稻是仅次于畜牧业的第二大农业甲烷来源。在越南这个主要的稻米生产国，水稻种植产生的甲烷占该国总排放量的15%。
研究发现，对稻田进行干湿交替灌溉可以减少一半的甲烷排放量，并节省多达30%的灌溉用水。
在不同时间种植也有帮助。这是国际水稻研究所在2016年旱灾后与湄公河三角洲的农民合作的结果。Sander说，那一年有几十万公顷的水稻减产，部分原因是海水涌入用于灌溉的淡水。
事后，国际水稻研究所推广了一种新方法：提前几周种植水稻，这样当海水开始淹没田地时，水稻不处于最脆弱的生长阶段。
不是所有的解决方案都这么简单。极端复杂的事件会更难应对，例如接连不断的洪水和干旱，或是被炎热气候加剧的旱情。
当这些灾难变得更频繁，科学家们预计产量会下降更多。这是科学家们说随着地球升温，世界需要关注水稻的众多原因之一。
“水稻有如此之高的碳足迹，但投入仍然相对较少，”Sander说，“这绝对是一个值得更多关注的作物”。
撰文：Sara Schonhardt，E&E News记者
翻译：刘禛
审校：张乃欣
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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