世界上一半以上的人口依賴大米作為主要食物來源。然而，隨著全球變暖加劇地球溫度並增強風暴、乾旱和熱浪，這種重要的作物正面臨著令人擔憂的未來。
科學家們表示，這種發展的危險性怎麼強調都不過分。水稻容易受到極端氣候的影響，並且生長在已經經歷許多極端氣候的地方。這種食物來源的任何中斷都可能導致大規模的問題。
看看最近的歷史就知道了。2008年，對大米供應的擔憂加劇了糧食危機，導致價格飆升。隨後的恐慌引發了全球範圍內的騷亂，從孟加拉國到埃及再到海地。
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那是13年前的事了，當時地球上的人口大約少了10億。再過13年，世界人口預計將再增加10億，總數預計將達到88億。與此同時，世界氣候將持續變化。
國際熱帶農業中心土地恢復小組負責人路易斯·弗肖特說：“在我們的人口將在最脆弱地區增加數十億之際，這真是一個警鐘。” “我們將需要真正反思如何組織我們的食物系統。”
研究強調了這種擔憂。
政府間氣候變化專門委員會的最新報告——該報告彙集了234位科學家來綜合最近的氣候研究——警告說，人為造成的全球變暖正以前所未有的速度發生，並且正在驅動我們已經目睹的致命洪水、高溫和乾旱（Climatewire，8月9日）。這些事件對農業構成重大風險。
報告指出：“更高的溫度會導致蒸發增加，從而導致土壤乾燥、植物壓力增加以及對農業的影響，即使在預計降水量不會發生巨大變化的地區也是如此。”
報告結論稱，如果溫室氣體排放量不減少，到本世紀末，全球約三分之一的陸地面積預計將遭受至少中等程度的乾旱。一些變化，如海平面上升，已經無法逆轉。
水稻尤其容易受到這些變化的影響。水稻通常生長在生態系統中，例如海拔較低且容易受到海平面上升影響的三角洲。它也生長在已經經歷極端高溫的地區。科學家們表示，任何額外的溫度升高都可能使其超過健康作物可以生長的閾值。
《農學與土壤科學檔案》上發表的2018年的一項研究發現，到本世紀末，炎熱天氣頻率和嚴重程度的增加可能會使水稻產量減少多達 40%。
該研究指出：“目前，世界上大部分水稻種植區現有溫度已經接近水稻生產的最佳範圍。” “因此，平均溫度的任何進一步升高或敏感生長階段的短暫高溫都將是災難性的。”
研究指出，雖然水稻可以在高達 40 攝氏度（104 華氏度）的溫度下生長，但熱應激會損害其花朵授粉的能力。高於 35 攝氏度的溫度會顯著降低產量。
高溫夜間溫度也會影響生產力。一項研究發現，夜間溫度每升高 1 攝氏度超過 35 攝氏度，水稻產量就會下降約 10%。
不僅僅是高溫。洪水和乾旱可能性增加也威脅著生產。海平面上升也會淹沒低窪農田，使其遭受鹽水侵蝕。
國際水稻研究所的一份論文稱，水稻預計將成為“最容易受到未來氣候變化影響的栽培作物”。
美國水稻種植者感受到壓力
在一個糧食系統日益相互關聯的世界中，水稻的風險至關重要。
查塔姆研究所新興市場風險研究主任蒂姆·本頓表示：“水稻的特殊性之一是市場非常薄弱，因為潛在的超額供應量不足以滿足需求。” “因此，如果任何一個地方出現故障，它往往會徹底影響國際價格。”
例如，美國在全球供應鏈中扮演著雖小但重要的角色。根據美國農業部的資料，美國農民僅生產全球約 2% 的大米供應量，但其出口量卻佔全球出口量的 6% 以上。
這些美國農民幾乎全部位於六個州：阿肯色州、加利福尼亞州、路易斯安那州、密西西比州、密蘇里州和得克薩斯州。他們已經感受到了極端天氣的影響。
美國水稻種植者上個月向國會發出一封信，要求在遭受嚴重風暴、洪水和乾旱的一年後提供災難援助，這是根據美國稻米協會（USA Rice）的說法，該協會代表主要水稻產區的稻米生產商。
加利福尼亞州的問題最近有所加劇，該州的水稻主要生長在薩克拉門託谷。加州稻米委員會負責人蒂姆·約翰遜在當地哥倫比亞廣播公司（CBS）電視臺的一份報告中表示，由於多年降雨量和積雪量偏低，預計該州今年水稻種植面積將減少 10 萬英畝。
影響深遠
在一些易受乾旱影響的水稻種植區，即使在有利的年份，生產力也可能會下降。
國際水稻研究所的研究表明，這是因為擔心作物歉收的農民可能會避免將資金投入到肥料和新種子等有助於提高產量的事物上。
科羅拉多大學博爾德分校環境研究專案教授阿曼達·卡里科說，如果產量下降且收入減少，農業家庭可能會搬遷或派一些成員到其他地方找工作。
這是依賴水稻的國家面臨的幾個問題之一。人口激增、氣候變化影響和土地轉換——尤其是在亞洲水稻種植區——可能會給各國保持糧食生產自給自足增加挑戰。
國際水稻研究所高階科學家兼氣候變化負責人比約恩·奧勒·桑德說：“這是一個整體生計，是一種文化作物，其中涉及宗教、信仰、故事。亞洲，特別是東南亞的生活，都是圍繞水稻演變而來的。”國際水稻研究所總部設在菲律賓。
康奈爾大學研究人員最近領導的一項研究發現，由於氣候變化，過去 60 年全球農業生產力放緩了約 21%，而這種影響在更溫暖的熱帶地區更為明顯。該研究發現，部分原因是農業未能適應新的極端氣候，這使得情況隨著時間的推移而變得更糟。
康奈爾大學應用經濟與管理學院副教授阿里爾·奧爾蒂斯-博貝亞說：“你不需要成為火箭科學家也知道預測是溫度會更高。” “因此，這表明生產力增長將持續放緩，這將產生一系列影響。”
他在康奈爾大學的團隊正計劃研究需要多少研發投資才能維持或抵消氣候變化的影響。一個目標是制定一項不完全依賴於使用更多肥料或擴大生產用地面積的策略。
奧爾蒂斯-博貝亞說：“如果我們不提高生產力，那麼你將透過更多投入來彌補生產缺口，這將對環境造成不可逆轉的後果。”
提早種植、減少用水、開發新種子
自 20 世紀 60 年代綠色革命改變全球農業並帶來更高產的品種、新的耕作方法和機械化以來，水稻產量已大大提高。
根據美國農業部最新的水稻展望，全球水稻產量預計將在 2021-2022 年創下 5.06 億噸的紀錄。它預測全球消費量將達到創紀錄的 5.14 億噸。
氣候變化可能會使其中一些成果倒退，尤其是在導致更多森林砍伐或溼地喪失的情況下，溼地是抵禦海平面上升的緩衝，也是二氧化碳的天然匯。
國際熱帶農業中心的弗肖特說：“景觀的整體轉變將真正使整個人類經濟事業面臨風險。它將使我們在過去 40 年中在許多地方取得的成果倒退，並將增加最貧困人口的脆弱性。”
為了避免這些問題，研究人員正在努力提高糧食系統的韌性。這包括灌溉系統的脫碳以及開發能夠承受高溫或洪水的耐脅迫水稻品種。
桑德說，國際水稻研究所的種子庫中大約有 150,000 個水稻品種。但大多數都沒有種植或達到生產規模。他還補充說，各國也有自己的水稻研究計劃，並且不斷培育新品種。
一個目標是開發對乾旱或高溫具有更高耐受性的種子品種，或者可以在預計降水量會增加的地區在淹沒下生存。人們也越來越認識到更傳統的品種，這些品種對鹽水和缺水具有很強的抵抗力。
更好的農場管理也有幫助。水稻消耗大量淡水，但科學家們發現，它可以用典型水量的一半生長。這意味著農民可以在預計乾旱會加劇的地區應用節水技術。
甲烷是水稻種植者面臨的問題
改進的耕作技術還可以減少甲烷的排放，甲烷是一種強效的全球變暖氣體。
水稻是農業甲烷的第二大來源，僅次於牲畜。在主要水稻生產國越南，水稻排放量佔該國總排放量的 15%。
研究發現，稻田的乾溼交替可以使排放量減半，並節省高達 30% 的灌溉用水。
在不同時間種植也有幫助。這就是國際水稻研究所與農民合作在 2016 年乾旱後在湄公河三角洲所做的事情。桑德說，那一年，數十萬公頃水稻產量下降，部分原因是海水湧入用於灌溉的淡水供應。
在那之後，國際水稻研究所推廣了一種新方法：提前幾周種植水稻，這樣當海水開始淹沒田地時，水稻就不會處於最脆弱的生長階段。
並非每個解決方案都那麼容易。極端和複合事件——例如連續的洪水和乾旱或因熱應激加劇的乾旱——將更難克服。
隨著這些災害變得越來越頻繁，科學家們預計會更頻繁地看到產量下降。科學家們表示，這是世界需要關注水稻，應對地球變暖的眾多原因之一。
桑德說：“水稻的碳足跡很高，但投資仍然相對較低。” “這絕對是一種值得更多關注的作物。”
轉載自E&E News，經 POLITICO, LLC 許可。版權所有 2021 年。E&E News 為能源和環境專業人士提供重要新聞。