農(nóng)業(yè)對(duì)氣候和天氣條件極為敏感。如果可以更好地了解氣候變化對(duì)作物的影響及作物所做出的反應(yīng),可以大大提高作物生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力。
亞洲和非洲的一些國(guó)家,因?yàn)闅夂蜃兓蛩囟鴵p失了大約2.8億噸的潛在谷物產(chǎn)量,其中氣溫的上升和長(zhǎng)期的干旱是最主要的風(fēng)險(xiǎn)因子。亞洲的發(fā)展中國(guó)家,這種負(fù)面影響最為明顯,預(yù)計(jì)在這些國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)下降了4%~10%的比例,具體則與不同國(guó)家的社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景和氣候變化情況有關(guān)。氣溫的升高會(huì)降低耕地的肥沃程度,預(yù)計(jì)到2050年,玉米產(chǎn)量大約下降6%~23%,而小麥產(chǎn)量會(huì)降低40%~45%。食物的供應(yīng),主要來(lái)自于糧食作物(包括小麥、水稻、玉米、大豆、大麥和高粱)種子的消費(fèi),種子也最容易受到氣候變化影響。糧食生產(chǎn)的增長(zhǎng)率比人口的增長(zhǎng)率低,因此,如果糧食作物的產(chǎn)量不足,糧食安全自然受到挑戰(zhàn)。
氣候變化的另一個(gè)重要影響在于,雨養(yǎng)作物的耕作面積占了農(nóng)田面積的60%。據(jù)預(yù)測(cè),南非和撒哈拉以南非洲地區(qū)將嚴(yán)重遭受氣候變化的影響。如果增加使用高產(chǎn)抗逆品種,同時(shí)綜合地增加水分和養(yǎng)分的投入,作物產(chǎn)量仍然是可以增加的。氣候變化將影響糧食安全,主要表現(xiàn)在可食用性、可獲得性、供應(yīng)穩(wěn)定性和食物利用率四個(gè)方面。而種子將在食物生產(chǎn)中產(chǎn)生重要作用,因此,應(yīng)在合適時(shí)間和合適地點(diǎn)提供高產(chǎn)抗逆品種。此外,氣候變化還將影響到病蟲(chóng)害方面,如導(dǎo)致新的病蟲(chóng)的發(fā)生,影響蟲(chóng)害和疾病的發(fā)展以及新的害蟲(chóng)種族在整個(gè)種群生態(tài)中的地位。
優(yōu)質(zhì)種子的生產(chǎn)還受到糧食作物—雜草間的相互作用,這會(huì)導(dǎo)致授粉生物多樣性和遺傳多樣性的喪失。氣候變化會(huì)同時(shí)改變糧食作物的物候、繁殖、開(kāi)花、花粉活力、授粉和施肥、種子填充時(shí)間、結(jié)實(shí)、種子的大小、種子休眠狀態(tài)、種子產(chǎn)量等等因素,最終結(jié)果是種子生長(zhǎng)受到嚴(yán)重影響。同時(shí),種子生產(chǎn)成本極有可能增加,因?yàn)闅夂虿粩嘧兓瘯?huì)對(duì)土地和水資源的管理、除草劑和殺蟲(chóng)劑的應(yīng)用,收分的管理及種子管理調(diào)度等產(chǎn)生影響。與種子相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IPR),包括侵犯專利權(quán)、單一種植的盛行、跨國(guó)公司的收購(gòu)和兼并以及生物多樣性和授粉損失等問(wèn)題將進(jìn)一步復(fù)雜化。還需注意的一點(diǎn)是,傳統(tǒng)作物育種馴化、作物生理學(xué)家和種子技術(shù)專家、農(nóng)學(xué)家、生物學(xué)家之間的跨學(xué)科合作都還有所欠缺。更進(jìn)一步地說(shuō),與沒(méi)有產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)的常規(guī)育種相比,要獲得高產(chǎn)的作物和種子,意味著要增加基因工程育種的成本,以及提高除草劑的應(yīng)用量,也就是說(shuō),氣候變化將導(dǎo)致發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)凈收入的下降。