- Sự định cư của con ngườ
Chương 21: TÁC ĐỘNG CỦA THAY ĐỔI KHÍ HẬU TỒN CẦU ĐẾN SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP
CẦU ĐẾN SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP
Cĩ nhiều cơ sở để cho rằng sự thay đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng bằng nhiều cách đến sản xuất nơng nghiệp: từ cơ cấu nơng nghiệp, sinh trưởng phát triển của cây trồng đến năng suất, phẩm chất nơng sản; từ mùa vụ đến các biện pháp canh tác được sử dụng.
Bên cạnh phân bố lượng mưa và ẩm độ đất; nhiệt độ, và nhất là biên độ nhiệt độ, cĩ ảnh hưởng lớn đến sản xuất nơng nghiệp. Tuy nhiên phân bố lượng mưa, nhiệt độ thay đổi sẽ ảnh hưởng như thế nào đến sản xuất nơng nghiệp vẫn là dấu hỏi lớn (dù các nghiên cứu cũng đã đạt được những kết quả nhất định), do đĩ cĩ thể nĩi cũng chưa đánh giá chính xác được sản xuất nơng nghiệp sẽ tăng lên hay giảm xuống khi khí hậu thay đổi.
Nhiều nghiên cứu thống nhất rằng tác động của thay đổi khí hậu đến sản xuất nơng nghiệp là khơng đồng đều, nhiều vùng sẽ gánh chịu nhiều hậu quả năng nề của thiên tai, nhưng sản lượng nơng nghiệp ở một số vùng khác lại tăng lên đáng kể.
Trong tương lai, luân phiên với các trận mưa to, hạn hán cũng sẽ xuất hiện thường xuyên hơn, gây nguy hiểm chủ yếu cho các vùng bán khơ cằn. Mực nước biển dự tính tăng lên 70 – 100 cm sẽ gây thêm nhiều trận lụt thảm khốc; đồng thời dẫn đến tình trạng ngập lụt thường xuyên ở các đồng bằng ven biển, trong đĩ cĩ các đồng bằng trù phú, đơng dân, là các kho lương thực chính của một số quốc gia. Ngồi ra, một số đảo quốc trên Thái Bình Dương được dự báo sẽ chịu nhiều tổn thất nặng nề về diện tích đất đai, thậm chí một số đảo cĩ nguy cơ sẽ khơng cịn đất cho con người sinh sống.
Như đã trình bày ở các phần trên, sự thay đổi khí hậu của lục địa cĩ thể làm cho đất bị khơ hạn, làm thối hĩa đất (đất bị nhiễm phèn, mặn; hiện tượng rửa trơi, xĩi mịn tăng lên…); sâu bệnh hại cĩ thể xuất hiện phổ biến hơn, nguy hiểm hơn làm ảnh hưởng đến năng suất và sản lượng nơng nghiệp, ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc cung cấp lương thực thực
phẩm cho dân số thế giới đang tăng nhanh. Nhiều cảnh báo về nạn đĩi tồi tệ nhất sẽ xuất hiện và tàn phá lục địa đen trong thế kỷ 21.
21.1 Tác động của nồng độ CO2 tăng đến sinh trưởng, năng suất, phẩm chất cây trồng
Khí hậu bị biến đổi sẽ làm thay đổi mơi trường lý sinh trong đĩ cây trồng sinh trưởng. Những yếu tố chính bị thay đổi là khí CO2, nhiệt độ, giáng thủy và bốc thốt hơi. Phản ứng của cây trồng đối với những thay đổi trên chỉ là bước đầu tiên của những thay đổi sâu sắc tiềm tàng tiếp theo trong nền kinh tế nơng nghiệp của tồn vùng.
21.1.1 Những tác động sinh lý của mơi trường giàu CO2
Nồng độ CO2
Nồng độ CO2
Nồng độ CO2
Nồng độ CO2
Thời gian Thời gian
Tốc độ sinh trưởng tương đối Quang hợp Slá riêng Rể/chồ i Quang hợp Quang hợp (p) Hô hấp (g) High resources Low resources ( p) ( g) Low nutrients and water High nutrients and water High CO2 Ambient CO2 Ambient CO2 High CO2
Cĩ thể ghi nhận phản ứng của cây trồng đối với nồng độ CO2 cao hơn
(điều kiện bình thường) ở các mức độ khác nhau, từ mức độ vi mơ tế bào đến tầm vĩ mơ hệ sinh thái. Các quá trình quang hợp, hơ hấp và thốt hơi nước hầu như bị tác động trực tiếp bởi sự biến đổi nồng độ CO2.
21.1.1.1 Quang hợp và hơ hấp
Quang hợp và hơ hấp ảnh hưởng đến xu hướng của dịng carbon thuần (net carbon flow) giữa khí quyển và các hệ sinh thái trên cạn, cả tự nhiên và nhân tạo.
Quang hợp: Nếu sự tích lũy khí CO2 khơng xảy ra đồng thời với những thay đổi của chế độ nước và nhiệt thì điều đĩ cĩ thể thực sự là sự thuận lợi của nơng nghiệp.
Sự sống trên trái đất cơ bản phụ thuộc vào quá trình quang hợp của thực vật, và khí CO2 là một thành phần chính của quá trình này. Sự gia tăng nồng độ CO2 trong khí quyển dẫn đến sự gia tăng chênh lệch giữa khí bên ngồi và trong lá, từ đĩ thúc đẩy sự trao đổi khuếch tán và hấp thu CO2 vào lục lạp (chloroplast) và sự chuyển hĩa nĩ thành carbohydrate. Khi nồng độ CO2 trong khơng khí tăng, tốc độ quang hợp của từng lá, cũng như của tồn bộ tán đều tăng cao.
Các nhĩm cây quang hợp theo cơ chế khác nhau sẽ phản ứng khác nhau khi nồng độ CO2 trong mơi trường tăng. Thực vật C3(22) (lúa gạo, lúa mỳ, đậu nành…) tiêu hao phần năng lượng bức xạ mặt trời mà chúng hấp thu được vào quá trình quang hơ hấp(23) nhiều hơn thực vật C4(24)
(bắp, lúa miến, mía, kê) nên ở nồng độ CO2 hiện tại (~ 350 ppmv) hiệu suất quang hợp thuần của thực vật C3 thấp hơn thực vật C4. Tuy nhiên, ở nồng độ CO2 tăng cao, hiệu suất quang hợp của cây C3 cĩ thể vượt trội hơn cây C4 do sự ức chế hiện tượng quang hơ hấp. Nĩi chung, cây C3 phản ứng với điều kiện mơi trường giàu CO2 thuận lợi hơn cây C4, do đĩ cĩ thể trở thành đối tượng cạnh tranh cao hơn cây C4.
22
Sản phẩm đầu tiên của chuổi các phản ứng sinh hĩa cĩ 3 C.