Skördförlusterna för kritiska livsmedelssäd kommer att öka avsevärt när klimatet värms upp, eftersom stigande temperaturer ökar ämnesomsättningen och befolkningstillväxten av skadeinsekter, enligt ny forskning.

"Klimatförändringar kommer att ha en negativ inverkan på grödor, " sa Scott Merrill från University of Vermont, en medförfattare till studien som publicerades idag i Vetenskap . "Vi kommer att se ett ökat skadedjurstryck med klimatförändringarna."

Forskargruppen tittade på hur de skadedjur som angriper tre basgrödor - ris, majs och vete — skulle svara under en mängd olika klimatscenarier. De fann att stigande globala temperaturer skulle leda till en ökning av skördeförluster från insekter, särskilt i tempererade områden. Förlusterna beräknas öka med 10 till 25 % per uppvärmningsgrad.

Bara en 2-graders ökning av den globala medeltemperaturen kommer att resultera i totala skördeförluster på cirka 213 miljoner ton för de tre säden, säger forskarna.

Insekter gillar det varmare - upp till en viss punkt

Förlusterna kommer från en ökad insektsmetabolism, och från en snabbare tillväxttakt av insektsbefolkningen. Kopplingen till ämnesomsättningen är enkel. "När temperaturen ökar, insekternas ämnesomsättning ökar så att de måste äta mer, sa Merrill, en forskare vid UVM:s avdelning för växt- och markvetenskap och Gund Institute for Environment. "Det är inte bra för grödor."

Sambandet med befolkningsökning, dock, är mer komplext. Insekter har en optimal temperatur där deras population växer bäst. Om temperaturen är för kall eller för varm, befolkningen kommer att växa långsammare. Det är därför förlusterna kommer att vara störst i tempererade regioner, men mindre allvarlig i tropikerna.

"Tempererade regioner har inte den optimala temperaturen, så om temperaturen ökar där, befolkningen kommer att växa snabbare, sa Merrill, en ekolog som studerar växt-gröda interaktioner. "Men insekter i tropikerna är redan nära sin optimala temperatur, så befolkningen kommer faktiskt att växa långsammare. Det är för varmt för dem. "

Nyckelkornsgrödor för att ta en träff

Enligt studien, vete, som vanligtvis odlas i svala klimat, kommer att lida mest, eftersom ökade temperaturer kommer att leda till större insektsmetabolism, samt ökade skadedjurspopulationer och överlevnadsgrad under vintern. Majs, som odlas i vissa områden där befolkningstalen kommer att öka och andra där de kommer att minska, kommer att gå en mer ojämn framtid till mötes.

I ris, som mestadels odlas i varma tropiska miljöer, skördeförluster kommer faktiskt att stabiliseras om medeltemperaturen stiger över 3 ° C, när befolkningstillväxten minskar, motverka effekten av ökad ämnesomsättning hos skadedjuren. "Risförlusterna kommer att minska när temperaturen stiger över en viss punkt, sa Merrill.

Det betyder att de mest betydande avkastningsminskningarna kommer att ske i några av världens mest produktiva jordbruksregioner. "Den övergripande bilden är om du odlar mycket mat i en tempererad region, du kommer att drabbas hårdast, sa Merrill.

"Jag hoppas att våra resultat visar vikten av att samla in mer data om hur skadedjur kommer att påverka skördeförlusterna i en värmande värld - eftersom det gemensamt vårt val nu är inte om vi kommer att tillåta uppvärmning eller inte, men hur mycket uppvärmning är vi villiga att tolerera, " sa Curtis Deutsch från University of Washington, som ledde studien tillsammans med Joshua Tewksbury, chef för Future Earth vid University of Colorado, Flyttblock.

Frankrike, Kina och USA, som producerar det mesta av världens majs, är bland de länder som förväntas uppleva de största ökningarna av skördeförluster från skadeinsekter. Frankrike och Kina, som stora producenter av vete och ris, respektive, förväntas också möta stora ökningar av förluster av dessa korn också. "De områden som producerar mest spannmål, särskilt vete och majs - USA, Frankrike och Kina kommer att drabbas hårdast, sa Merrill.

Minskad avkastning i dessa tre stapelgrödor är ett särskilt problem, eftersom så många människor runt om i världen litar på dem. Tillsammans står de för 42 % av de direkta kalorierna som konsumeras av människor världen över. Ökade skördeförluster kommer att resultera i en ökad matosäkerhet, speciellt i de delar av världen där det redan är utbrett, och kan leda till konflikter.

När jordbrukare anpassar sig till ett förändrat klimat genom att flytta planteringsdatum eller byta till nya sorter, de måste också hitta sätt att hantera skadedjur, genom att införa nya växtföljder, eller använder mer bekämpningsmedel. Men alla dessa strategier kommer inte att vara tillgängliga för alla jordbrukare. "Det finns många saker som rikare länder kan göra för att minska effekten, genom att öka användningen av bekämpningsmedel eller utöka strategier för integrerad växtskydd, ", sa Merrill. "Men fattigare länder som förlitar sig på dessa grödor som baskorn kommer att ha det svårare."