Kredit:Joran Quinten på Unsplash
Du behöver ingen doktorsexamen. inom jordbruket att veta att vatten är avgörande för växtodlingen. Men i åratal har människor som Jonathan Proctor, som har en Ph.D. i Agriculture and Resource Economics från University of California Berkeley, har försökt förklara varför vikten av vatten inte dyker upp i statistiska modeller för skördeavkastning.
"Studier som analyserar hur skörden svarar på temperatur och nederbörd tenderar att finna att temperaturen betyder mycket mer än vatten, även om vi förstår från växtfysiologi att både temperatur och vattenförsörjning är mycket viktiga för grödor", säger Proctor, en postdoktor i Prof. Peter Huybers grupp vid Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). "Att lösa detta pussel är avgörande för att kvantifiera hur klimatförändringar kommer att påverka globala skördar."
Forskargruppen hade en hypotes:Tänk om modellerna mätte fel typ av vatten? Istället för att mäta nederbörd, som tidigare studier hade gjort, använde Harvard-teamet satelliter för att mäta markfuktigheten runt rotzonen för majs, sojabönor, hirs och sorghum som växer runt om i världen.
Teamet fann att modeller som använder markfuktighet förklarar 30 % till 120 % mer av variationen från år till år i skörd mellan grödor än modeller som är beroende av nederbörd.
"Nerbörd och markfuktighet kan skilja sig ganska dramatiskt på grund av avdunstning, infiltration och avrinning", säger Proctor. "Det som faller från himlen är inte nödvändigtvis vad som finns i jorden för grödorna att dricka - och vi finner att det som finns i jorden för grödorna att dricka är det som faktiskt har betydelse för deras avkastning."
Med hjälp av satellitbaserade observationer av markfuktighet tillsammans med ett statistiskt tillvägagångssätt kunde teamet bättre separera och förstå de individuella påverkan av temperatur och vattentillförsel på avkastning, som ofta är förvirrade eftersom värme och torrhet är starkt korrelerade.
Specifikt fann teamet att extrem värme var mindre skadlig för skörden än tidigare beräknade modeller, vilket minskade de förväntade skadorna från uppvärmningen. Men teamet fann också ökad känslighet för torka och översvämningar.
"När det gäller att förutsäga jordbrukets produktivitet i ett föränderligt klimat måste vi överväga hur temperatur och vattentillgång kommer att utvecklas tillsammans", säger Huybers, professor i miljövetenskap och teknik vid SEAS och Earth and Planetary Sciences.
"Jämfört med temperatur kommer förändringar i vattentillgången att vara mer regionala och säsongsbetonade, så att regional planering och förvaltningsstrategier kommer mer i förgrunden för att hantera klimatförändringarna."
Teamet planerar att använda denna förbättrade förståelse för hur markfuktighet och temperatur påverkar den globala jordbruksproduktiviteten för att utforska hur klimatförändringar kan påverka andra aspekter av mänskligt välbefinnande, såsom migrationsbeslut eller stabiliteten i livsmedelsförsörjningen.
Tidningen publicerades i Nature Food . + Utforska vidare
