Klimaendringer kan forårsake et dramatisk fall i risproduksjonen i store voksende regioner, en nedgang som kan sette kritiske matforsyninger i fare, melder forskere.

Nye eksperimenter som undersøker risproduksjon i fremtidige klimaforhold viser at risutbyttet kan falle rundt 40% med 2100 — med potensielt ødeleggende konsekvenser i deler av verden som er avhengige av avlingen som en grunnleggende matkilde.

Endringer i jordprosesser på grunn av økte temperaturer vil føre til at ris inneholder dobbelt så mye giftig arsen enn risen som konsumeres i dag, ifølge studien, publisert i Nature Communications.

”Da vi kommer til 2100, anslås vi å ha omtrent 10 milliarder mennesker, så det vil bety at vi har 5 milliarder mennesker avhengig av ris, og 2 milliarder som ikke ville ha tilgang til kaloriene de normalt vil trenge, sier medforfatter Scott Fendorf, professor i jordsystemvitenskap ved Stanford University's School of Earth, Energy & Environmental Sciences. "Vi må være klar over disse utfordringene som kommer, slik at vi kan være klare til å tilpasse oss."

Ris som babymat

Forskere så spesielt på ris fordi den vokser i oversvømte padder som hjelper til med å løsne arsen fra jorden og gjør den spesielt følsom for arsenopptak. Mens mange matvekster i dag inneholder små mengder arsen, noen voksende regioner er mer mottakelige enn andre.

Fremtidige endringer i jord på grunn av høyere temperaturer kombinert med oversvømte forhold fører til at risplanter tar opp arsen på høyere nivåer - og bruk av vanningsvann med naturlig forekommende høy arsen forverrer problemet.

Selv om disse faktorene ikke vil påvirke alle globale råvarer på samme måte, gjelder de også andre flomvokste avlinger, som taro og lotus.

"Jeg forventet bare ikke omfanget av påvirkningen på risutbyttet vi observerte," sier Fendorf, som også er senior stipendiat ved Stanford Woods Institute for the Environment. “Det jeg savnet var hvor mye jord biogeokjemi ville reagere på økt temperatur, hvordan det ville forsterke planten tilgjengelig arsen, og deretter - kombinert med temperaturen stress - hvordan det virkelig ville påvirke anlegget. "

Et naturlig forekommende, semimetallisk kjemisk arsen finnes i de fleste jordsmonn og sedimenter, men generelt i en form som planter ikke tar opp. Kronisk eksponering for arsen fører til hudlesjoner, kreftformer, forverring av lungesykdom og til slutt død.

Det gjelder spesielt i ris ikke bare på grunn av dets globale betydning, men også fordi maten med lite allergen ofte blir introdusert tidlig for spedbarn.

"Jeg tror dette problemet også er avgjørende for folk som har små barn i samfunnet vårt," sier hovedforfatter E. Marie Muehe, en tidligere postdoktor ved Stanford som nå er ved University of Tübingen, Tyskland. "Fordi spedbarn er mye mindre enn vi, hvis de spiser ris, betyr det at de tar mer arsen i forhold til kroppsvekten."

"Jord lever"

Forskerne skapte fremtidige klimaforhold i veksthus basert på estimater av en mulig 5-grad Celsius (9 grader Fahrenheit) temperaturøkning og dobbelt så mye atmosfærisk karbondioksid av 2100, som anslått av det mellomstatlige klimapanelet.

Mens tidligere forskning undersøkte effekten av økende temperatur i sammenheng med den globale matkrisen, var denne studien den første som redegjorde for jordforholdene i kombinasjon med klimaendringer.

For forsøkene vokste gruppen et ris med middels korn i jord fra den risvoksende regionen i California. De kontrollerte veksthusene for temperatur, karbondioksidkonsentrasjon og arsennivå i jorda, som vil være høyere i fremtiden på grunn av dets oppbygging i jord fra vanning avlinger med arsenikontaminert vann, et problem som ved å overpumpe grunnvannet forverres.

”Vi tenker ikke ofte på dette, men jord lever - det vrimler av bakterie og mange forskjellige mikroorganismer, sier Fendorf. "Det viser seg at mikroorganismene avgjør om arsen forblir delt på mineralene og vekk fra plantene eller kommer av mineralene i vannfasen."

Forskerne fant at med økte temperaturer destabiliserte mikroorganismer mer av jordens iboende arsen, noe som førte til større mengder giftstoff i jordvannet som var tilgjengelig for risen å ta opp. Når arsen er tatt opp, hemmer næringsopptaket og reduserer plantevekst og utvikling, faktorer som bidro til 40% reduksjon i utbytte forskerne observerte.

Tidlig advarsel, fremtidig planlegging

Mens det dramatiske tapet i produksjonen er en viktig årsak til bekymring, er forskerne håpefulle at denne forskningen vil hjelpe produsenter å finne mulige løsninger for fôring av verden.

"Den gode nyheten er at med tanke på tidligere fremskritt når det gjelder verdenssamfunnets evne til å avle varianter som kan tilpasse seg nye forhold, sammen med revisjoner av jordforvaltning, er jeg optimistisk for at vi kan finne problemene som er observert i studien vår," sier Fendorf sier.

"Jeg er også optimistisk for at når vi fortsetter å belyse truslene som følge av en 5 grad Celsius-endring, vil samfunnet innføre praksis for å sikre at vi aldri når den grad av oppvarming."

Som de neste trinn håper Fendorf, medforfatter Tianmei Wang og Muehe å bruke fjernmåling for å finne kontaminerte rismarker for å modellere fremtidige utbytter og arsenforurensning.

"Dette er sannsynligvis et problem der mest ris blir konsumert, så vi tenker på Sør- og Øst-Asia," sier Wang, en doktorgradskandidat i jordsystemvitenskap. "Spesielt for folk som faren min - han inntar ris tre ganger om dagen, og han kan ikke leve uten det."

Original Studie

Du er fri til å dele denne artikkelen under Attribution 4.0 International-lisensen.

bøker_virkninger