Kontinentalregioner för basgrödor. Kredit:Levereras av författare
Forskare från Australien, Tyskland och USA har kvantifierat effekten av klimat extremer, såsom torka eller värmeböljor, om avkastningsvariabiliteten för stapelgrödor runt om i världen.
Övergripande, förändringar av klimatfaktorer från år till år under majs växtsäsong, ris, soja och vårvete stod för 20% -49% av avkastningsfluktuationerna, enligt forskning publicerad i Miljöforskningsbrev .
Extrema klimat, såsom extrema heta och kalla temperaturer, torka och kraftig nederbörd, i sig stod för 18% -43% av dessa interårliga variationer i grödor.
För att komma till botten med klimatets extrema effekter på jordbruksavkastningen, forskarna använde en global jordbruksdatabas med hög rumslig upplösning, och nära global täckning klimat och klimat extrema datamängder. De använde en algoritm för maskininlärning, Slumpmässiga skogar, att reta ut vilka klimatfaktorer som spelade störst roll för att påverka grödorna.
"Intressant, vi fann att de viktigaste klimatfaktorerna för avkastningsanomalier var relaterade till temperatur, inte nederbörd, som man kunde förvänta sig, med den genomsnittliga växtsäsongens temperatur och extrema temperaturer som spelar en dominerande roll för att förutsäga grödor, "sade huvudförfattaren Dr. Elisabeth Vogel från Center of Excellence for Climate Extremes and Climate &Energy College vid University of Melbourne.
Indikatorer rankar global och regional produktion efter relevans för den totala grödproduktionen och känsligheten för klimatfluktuationer. Kredit:Tillhandahålls av författaren
Forskningen avslöjade också globala hotspots - områden som producerar en stor andel av världens växtodling, ändå är de mest mottagliga för klimatvariationer och extrema.
"Vi fann att de flesta av dessa hotspots - regioner som är kritiska för den totala produktionen och samtidigt starkt påverkade av klimatvariationer och klimatekstremer - verkar vara i industrialiserade växtodlingsregioner, som Nordamerika och Europa. "
Speciellt för klimat extremer, forskarna identifierade Nordamerika för soja- och vårvete, Europa för vårvete och Asien för ris- och majsproduktion som hotspots.
Men, som forskarna påpekar, globala marknader är inte det enda problemet. Utanför dessa stora regioner, i regioner där samhällen är mycket beroende av jordbruket för sin försörjning, misslyckandet med dessa stapelgrödor kan vara förödande.
Vetegrödor redo att skördas. Upphovsman:Melissa Askew (Unsplash)
"I vår studie, vi fann att majsutbytet i Afrika visade ett av de starkaste förhållandena med klimatvariationer under växtsäsongen. Faktiskt, det var den näst högsta förklarade variansen för skördeavkastningen av någon kombination av grödor/kontinenter, tyder på att det är mycket beroende av klimatförhållanden, "Dr Vogel sa.
"Även om Afrikas andel av den globala majsproduktionen kan vara liten, den största delen av den produktionen går till mänsklig konsumtion - jämfört med bara 3% i Nordamerika - vilket gör den kritisk för livsmedelsförsörjningen i regionen. "
"Med klimatförändringar förutsagda att förändra klimatets variation och öka sannolikheten och svårighetsgraden av klimat extremer i de flesta regioner, vår forskning belyser vikten av att anpassa livsmedelsproduktionen till dessa förändringar, "Dr Vogel sa.
"För att öka motståndskraften mot klimat extremer krävs en samordnad insats på lokal, regional och internationell nivå för att minska negativa effekter för bönder och samhällen beroende på jordbruk för deras liv. "
