
作物害虫对粮食供应的破坏正因气候危机而被进一步放大,分析结果显示,损失预计将急剧上升。
研究人员指出,全球至今还能避免一次重大冲击是幸运的,实际上已经在借用时间生存,必须采取行动多样化作物并提升害虫的天敌数量。
研究人员称,全球升温至2摄氏度时,关键全球作物——小麦、稻谷和玉米——因害虫造成的损失将分别增加约46%、19%和31%。
全球变暖帮助蚜虫、稻飞虱、茎螟、毛毛虫和蝗虫等昆虫繁衍。更高的温度使害虫发育更快、每年产生更多代数,并且因冬季缩短而延长侵害作物的时间。气温升高还让害虫向赤道以外、更高海拔的地区扩散,这些地区过去因太冷而不适宜它们生存。
因此,研究人员表示,气候驱动的害虫繁荣在温带地区(如欧洲和美国)将最为严重。他们认为热带地区的某些昆虫可能已经接近温度上限,尽管热带森林被开垦为农田却为害虫提供了更多栖息空间。
害虫的迁移还通过全球贸易网络的粮食出口被加速。与此同时,天然栖息地的破坏以及农药和化肥的重度使用削弱了害虫的天敌,而耕地的扩张又为作物害虫提供了新的侵染场所。
研究人员指出,害虫和病害毁掉约40%的全球作物产量,“对全球粮食安全构成重大挑战”。气候危机对小麦、稻谷和玉米的直接影响预计每升高1摄氏度,产量就会下降6%至10%。
“世界的关注点集中在这些主要粮食——小麦、稻谷、玉米、大豆——上,这是一套非常简化且脆弱的系统,”英国埃克塞特大学的丹·贝伯教授说。单一种植的大面积农田可能会被一种害虫全线击垮。“我们至今走运。但面对气候变化的多重威胁以及众多害虫和病害,我们必须开始思考建立一个能够养活所有人的韧性系统。”
“绿色革命通过简化、育种、大量使用化肥、杀菌剂和农药,使数百万人摆脱了饥饿,”他补充道。“但那时的世界并未快速变暖,害虫和病原体才刚开始全球扩散,土壤和生物多样性的负面影响也尚未回馈给我们。我们一直在借用时间,但现在正进入关键时刻,必须改变做法。”
这篇发表在《Nature Reviews Earth & Environment》期刊上的分析,由贝伯及其国际同事撰写,对气候危机导致的作物害虫损害进行了保守评估,研究重点是昆虫和主要粮食作物,并未涵盖微生物病害、真菌、线虫以及所有种类的食物作物。
作物害虫与其目标植物共同进化,植物为其提供高质量食源,害虫能够快速繁殖和扩散,并常常产生农药抗性。
集约化农业使用化肥和灌溉提升了植物的质量和产量,这使得作物害虫对自然栖息地的破坏不那么敏感,而后者的破坏已导致许多野生昆虫数量骤减。
分析指出,气温升高会产生突发性影响,微小的温度上升就能让昆虫在一个季节内多出一代。“当科罗拉多马铃薯甲虫再完成一次生命周期时,就会带来大问题,”贝伯说。
气候危机不仅提升了热度,还导致部分地区出现更强降雨。这些降雨可能冲刷掉小型害虫,但整体上对害虫更有利。首先,作为小型生物,昆虫极易因干燥而死亡;其次,雨水蒸发会降低局部温度,帮助它们抵御高温。
科学家们表示,通过恢复自然栖息地以增加寄生蜂等天敌数量,可以实现环保的害虫防治。
“我们日益简化的农业系统本身就很脆弱,但依赖于杀菌剂和农药来维持,只要它们有效就可以,”贝伯说。“然而我们已经面临农药抗性的进化,必须现在认真思考是否要采用多样化策略,使系统更具韧性。”
多样化还可以包括同地种植不同品种的作物以及农牧结合。例如,日本传统稻田里放养鸭子让其捕食螺类和侵袭稻谷的昆虫;英国则让羊在冬小麦田里啃食受真菌病害侵染的叶片。
分析还指出,人工智能可以通过分析田间和气象数据,预测害虫爆发并制定相应对策,从而提升作物保护水平。
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