Bönder i Kaliforniens Central Valley är inte kända för sin kärlek till statliga regler, men samma odlare har sett en ökning av produktiviteten hos sina högvärdiga grödor – och större inkomster – som ett resultat av Golden States strikta luftföroreningskontroller.

För en studie publicerad idag i Natur mat , forskare vid University of California, Irvine och andra institutioner genomförde en statistisk analys av föroreningsexponering och avkastning från 1980 till 2015 på en nyckelsektor som utgör cirka 38 procent av statens totala jordbruksproduktion:fleråriga grödor som mandel, vindruvor, nektariner, persikor, jordgubbar och valnötter. De fann att minskningar av markozon under denna 35-årsperiod resulterade i 600 miljoner dollar i ökad produktion årligen.

"Många bönder i Kalifornien kanske inte uppskattar att luftkvalitetsstandarder har haft en sådan fördel för deras förmåga att odla grödor, " sa medförfattaren Steven Davis, UCI docent i jordsystemvetenskap. "Det ironiska är att genom att kämpa mot vissa miljöbestämmelser, dessa människor kan skada sin egen intjäningsförmåga."

Forskarna beräknade också avkastningsförändringar fram till 2050 under olika scenarier, fastställa att förväntade minskningar av omgivande ozon kommer att resultera i en ökning med 5 procent av vindruvor, en stigning på 8 procent i nektariner och ett hopp på 20 procent i bordsdruvor. De upptäckte, dock, som ger andra grödor, som mandel, kan drabbas av jämförbara minskningar på grund av högre temperaturer.

Davis noterade att tidigare studier om inverkan av klimatuppvärmning och omgivande ozon på vår förmåga att odla mat har fokuserat på basgrödor med stora volymer som vete, soja och ris. Men han och hans kollegor valde att koncentrera sig på perenner på grund av de långsiktiga investeringar de representerar och det faktum att Kalifornien är en stor leverantör av denna typ av produkter.

"Det här är inte de saker som förser den globala befolkningen med sin huvudsakliga källa till kalorier. Det här är de söta sakerna i livet - frukter, nötter och vindruvor för vin, " sa Davis. "Också, monetärt, några av dessa grödor är mycket mer värda än vete eller majs."

En annan skillnad är att vissa spannmål kan modifieras för att klara högre värme och ännu högre ozonnivåer i luften. Men, till exempel, en gång planterad, det finns inget sätt att göra mandelträd mer toleranta mot förändrade förhållanden, och kapitalinvesteringarna i dem förväntas återvinnas under decennier.

Studien visade att effekterna av uppvärmningen inte har varit statistiskt signifikanta för många fleråriga grödor hittills, men omgivande ozon – varav mycket härrör från utsläpp från Kaliforniens energiproduktion och transportsektorer – minskar avsevärt skörden av jordgubbar, vindruvor, persikor och nektariner — med så mycket som 22 procent när det gäller bordsdruvor.

"Om du tittar på en karta över staten, du kommer att se en överlappning i områden som San Joaquin Valley där många fleråriga grödor odlas och som har höga nivåer av ozonföroreningar, " sa huvudförfattaren Chaopeng Hong, en UCI-postdoktor i jordsystemvetenskap. "Denna samlokalisering indikerar att det finns möjligheter att öka statens växtodling med till och med en lokal minskning av mängden ozonföroreningar."

Troposfäriskt ozon skapas när kväveoxid, släpps ut främst genom mänskliga aktiviteter, reagerar med flyktiga organiska föreningar i solljus. När ozon tränger in i växternas blad genom deras stomater, det bränner växtceller via oxidation, försämrar fotosyntesen och den energi växterna kan ägna åt att producera frukt.

Davis sa att nu när han och hans andra klimatforskare vet mer om sambandet mellan luftföroreningar och jordbruksproduktion, Kalifornien är i en position att fungera som en testbädd för olika klimatförändringsscenarier.

"Vi kan verkligen titta på statens energi- och transportsystem och vara kvantitativa om hur dessa saker kan hjälpa eller skada jordbruket, ", sa han. "När vi går bort från fossila bränslen till förmån för sol- och vindenergi och elfordon, det kommer att ske stora förändringar i ozonföroreningarna. Vi kan simulera dessa förändringar och projicera effekterna på Kaliforniens mest värdefulla grödor."