Secondo un nuovo studio della NASA pubblicato sulla rivista Nature Food, i cambiamenti climatici potrebbero influenzare la produzione di mais e frumento già nel 2030 in uno scenario di elevate emissioni di gas serra. Si prevede che i raccolti di mais diminuiranno del 24% mentre il grano potrebbe potenzialmente vedere una crescita di circa il 17%.

Utilizzando modelli climatici e di agricoltura avanzati, gli scienziati hanno osservato che le modifiche nella produzione dei raccolti è dovuto agli aumenti della temperatura, ai cambiamenti nei modelli delle precipitazioni e alle elevate concentrazioni di anidride carbonica in superficie dovute alle emissioni di gas serra causate dall’uomo. Questi cambiamenti renderebbero più difficile la coltivazione del mais ai tropici, ma potrebbero ampliare la gamma di coltivazione del grano.

Per arrivare a queste proiezioni, il team di ricerca ha utilizzato due serie di modelli: in primis cinque simulazioni di modelli climatici del progetto internazionale Climate Model Intercomparison Project-Phase 6 (CMIP ) che esegue la propria elaborazione dell’atmosfera terrestre rispetto agli scenari di emissione di gas serra fino al 2100. In seguito, i risultati dei modelli climatici sono state utilizzate come input per ulteriori 12 modelli di colture globali dell’Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP), una partnership internazionale coordinata dalla Columbia University.

Le previsioni degli impatti sulle colture mondiali date dai cambiamenti climatici. Credits: NASA/Kay Mersmann
https://svs.gsfc.nasa.gov/13979

Le previsioni

Questi modelli simulano su larga scala la crescita colture e rispondono a condizioni ambientali come temperatura, precipitazioni e anidride carbonica atmosferica, fornite dai modelli climatici. Il comportamento di ogni specie di coltura si basa sulle risposte biologiche reali studiate in esperimenti di laboratorio sia indoor che all’esterno. Il team ha infine creato circa 240 simulazioni di modelli climatici globali per ciascuna coltura poiché, utilizzando più modelli climatici e colturali in varie combinazioni, i risultati sono più attendibili.

Questo studio si è concentrato solo sugli impatti dei cambiamenti climatici e questi modelli non considerano gli incentivi economici, il cambiamento delle pratiche agricole e gli adattamenti di varietà di colture più resistenti, sebbene questa sia un’area di ricerca che il team prevede di esaminare successivamente.

Il team ha esaminato le modifiche ai raccolti medi a lungo termine e ha introdotto una nuova stima per quando gli impatti dei cambiamenti climatici “emergono” come segnale riconoscibile dalla consueta variabilità storicamente nota nei raccolti. Le proiezioni su soia e riso hanno mostrato un calo in alcune regioni, ma su scala globale i diversi modelli sono ancora in disaccordo sugli impatti complessivi dei cambiamenti climatici. Per il mais e il frumento l’effetto climatico è stato molto più evidente, con la maggior parte dei risultati dei modelli che puntavano nella stessa direzione.

Il mais, o mais, viene coltivato in tutto il mondo e grandi quantità vengono prodotte nei paesi più vicini all’equatore. L’America settentrionale e centrale, l’Africa occidentale, l’Asia centrale, il Brasile e la Cina vedranno potenzialmente diminuire i loro raccolti di mais a partire dai prossimi anni, poiché le temperature medie sono in aumento in queste regioni mettendo sotto stress le piante.

Al contrario il grano, che cresce meglio nei climi temperati, potrà godere di un’area più ampia dove potrà essere coltivato, compresi gli Stati Uniti settentrionali e il Canada, le pianure della Cina settentrionale, l’Asia centrale, l’Australia meridionale e l’Africa orientale, con livelli che si stabilizzeranno intorno a metà del secolo.

La temperatura non è l’unico fattore che i modelli considerano quando simulano i raccolti futuri. Livelli più elevati di anidride carbonica nell’atmosfera hanno un effetto positivo sulla fotosintesi e sulla ritenzione idrica, aumentando i raccolti, anche se spesso a scapito della nutrizione. L’aumento delle temperature globali è anche collegato ai cambiamenti nei modelli delle precipitazioni, alla frequenza e alla durata delle ondate di calore e della siccità, che possono influire sulla salute e sulla produttività delle colture. Le temperature più elevate influiscono anche sulla durata delle stagioni della crescita e accelerano la maturità delle colture. Se una crescita avviene troppo rapidamente, la pianta non ha raccolto molta energia dal sole e quindi produce meno grano.

Anche in scenari ottimistici di cambiamento climatico, in cui le società mettono in atto sforzi ambiziosi per limitare l’aumento della temperatura globale, l’agricoltura globale sta affrontando una nuova realtà climatica e gli impatti si faranno sentire in tutto il mondo.

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