Adaptacja rolnictwa wobec zmiany klimatu

Jerzy Kozyra, Anna Nieróbca, Katarzyna Mizak
Zakład Agrometeorologii i Zastosowań Informatyki
IUNG-PIB w Puławach
Adaptacja rolnictwa wobec zmiany klimatu
WSTĘP
Przebieg pogody w ostatnich latach znacznie odbiega od uważanego przez dziesięciolecia za „normalny”.
Konsekwencją zmieniających się warunków klimatycznych są zarówno zagrożenia, jak i nowe możliwości.
Rolnictwo należy do tych obszarów gospodarki, które są lub będą znacząco dotknięte negatywnymi skutkami
zmiany klimatu. Większe ryzyko utraty plonów i pogorszenie ich jakości może spowodować zmniejszenie
produkcji rolniczej, czego konsekwencją może być niestabilna sytuacja ekonomiczna w rolnictwie. Znając
zagrożenia, możliwe jest opracowanie działań adaptacyjnych (dostosowawczych), które mogą zmniejszyć
negatywne skutki związane ze zmianą klimatu. Dostosowanie produkcji do zmiany warunków klimatycznych nie
jest tylko problemem rolnika w konkretnym gospodarstwie. Dostosować muszą się również rynki rolne i cały
przemysł rolno-spożywczy, który jest odbiorcą i przetwórcą płodów rolnych. W Polsce przygotowywany jest
sektorowy plan adaptacji wobec zmiany klimatu, który wskaże najpilniejsze potrzeby adaptacyjne a jego zapisy
mają być uwzględniane w głównych strategiach rozwoju kraju.
POLITYKA KLIMATYCZNA
W 1988 roku utworzono Międzyrządowy Zespół do Spraw Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate
Change – IPCC), którego celem jest systematyzowanie doniesień naukowych dotyczących zmian klimatu. IPCC
został powołany przez dwie organizacje Narodów Zjednoczonych: Światową Organizację Meteorologiczną
(WMO) oraz Program Środowiska Organizacji Narodów Zjednoczonych (ONZ): United Nations Environment
Programme (UNEP). Eksperci IPCC twierdzą, że jesteśmy świadkami zmiany klimatu, która zachodzi w
nienotowanym dotychczas tempie. Jako przyczynę tych zmian wskazuje się działalność człowieka i wywołany
przez niego proces globalnego ocieplenia. Stwierdza się również powszechnie że bez podjęcia działań
adaptacyjnych nie będzie możliwości utrzymanie poziomu produkcji zapewniającego wyżywienie wzrastającej
szczególnie w krajach rozwijających się liczby ludności. IPCC podkreśla, że oprócz polityki której celem jest
ograniczenie emisji do atmosfery gazów cieplarnianych powodujących zmianę klimatu, potrzebna jest polityka
adaptacji wobec zmiany klimatu.
Głównym dokumentem UE dotyczącym adaptacji do zmian klimatu jest Zielona Księga UE z 2007 roku
1
„Adaptacja do zmian klimatycznych w Europie – warianty działań na szczeblu UE” i Biała Księga UE z 2009 roku
2
„Adaptacja do zmian klimatu: europejskie ramy działania” . W zakresie rolnictwa opublikowano również
dokument roboczy uzupełniający Białą Księgę: Adaptacja do zmian klimatu: wyzwanie dla europejskiego
3
rolnictwa i obszarów wiejskich .
1
Green paper from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and
Social Committee and the Committee of the Regions, Adapting to climate change in Europe – options for EU
action COM(2007) 0354
2
WHITE PAPER - Adapting to climate change: Towards a European framework for action COM(2009) 0147
3
The challenge for the European agriculture and rural areas SEC/2009/ 0417
Według Zielonej Księgi UE, celem adaptacji rolnictwa wobec zmiany klimatu ma być ograniczenie zagrożeń i
szkód związanych z niekorzystnym przebiegiem pogody oraz wykorzystanie wynikających z tego procesu
ewentualnych korzyści. Zadeklarowano, że adaptacja do zmian klimatu w UE będzie uwzględniana w trakcje
realizacji i modyfikacji obowiązujących i planowanych rozwiązań legislacyjnych (tj. np. w reformie WPR 2020).
Sprawy adaptacji do zmiany klimatu mają być uwzględniane w istniejących wspólnotowych programach
finansowania oraz w tworzonych nowych programach. Zgodnie z deklaracjami Zielonej Księgi UE, mają być
stworzone programy wsparcia dla krajów najbardziej wrażliwych na zmianę klimatu. UE zobowiązała się do
intensyfikacji badań naukowych nad klimatem, publikacji cyklicznych raportów dotyczących zmian klimatu oraz
1
włączenia w dialog na temat adaptacji wszystkich zainteresowanych tym procesem .
KONCEPCJA POLITYKI ADAPTACJI
Potrzeby adaptacyjne rolnictwa wobec zmiany klimatu nie są łatwe do sprecyzowania, co wiąże się z szybkim
4
postępem w zakresie wprowadzania do praktyki nowych środków produkcji oraz odmian roślin uprawnych .
Dynamiczne zmiany w produkcji sprawiają, że rolnictwo na bieżąco dostosowuje się do obserwowanej zmiany
klimatu a proces adaptacji odbywa się w sposób autonomiczny w gospodarstwach np. przez zmianę terminów
5
prac polowych lub wprowadzanie bardziej efektywnych technologii produkcji . Ten rodzaj dostosowania
(adaptacji) do zmiany klimatu nazywany jest adaptacją autonomiczną, czyli niezależną od planowanych działań
polityki rolnej. Podkreśla się, że adaptacja autonomiczna jest możliwa przy odpowiednim poziomie dochodów
gospodarstw, niezależnym od warunków pogodowych, które w pewnym stopniu zabezpiecza w Europie
6
Wspólna Polityka Rolna .
Zgodnie z wykładnią Białej Księgi UE w sprawie adaptacji do zmian klimatu, działania adaptacyjne powinno się
prowadzić równocześnie na trzech płaszczyznach, poprzez niwelowanie potencjalnych skutków zmian
klimatycznych (obecnych i przyszłych), przez budowanie zdolności adaptacyjnej rolnictwa wobec zmian klimatu,
a następnie poprzez zmniejszanie wrażliwości na zmianę klimatu.
Adaptacja planowana wykorzystuje instrumenty polityczne do łagodzenia skutków zmian klimatu, zwiększenia
zdolności adaptacyjnej systemów produkcji, by w konsekwencji zmniejszać wrażliwość rolnictwa na zmianę
klimatu (Rys. 1). Planowana adaptacja wynika ze świadomości zachodzących zmian w klimacie lub potrzeby
ograniczenia zaobserwowanych niekorzystnych procesów, w celu utrzymania poziomu produkcji lub
zapewnienia dalszego wzrostu produkcji. Przez zdolność adaptacyjną rozumie się gotowość systemu (produkcji)
do podjęcia dostosowania wobec zmiany klimatu. Zdolność adaptacyjną ocenia się dostępem zasobów
(ludzkich, technicznych, finansowych, środowiskowych), sieci powiązań instytucjonalnych, jak również
istnieniem polityk stabilizujących produkcję. Adaptacja planowana jest zazwyczaj poprzedzona analizą potrzeb
adaptacyjnych wynikających z zachodzących zmian w klimacie. W analizie potrzeb adaptacyjnych ocenia się
zazwyczaj potencjalne konsekwencje zmiany klimatu dla rolnictwa oraz wrażliwość istniejącego systemu
produkcji na zmianę klimatu. Przyjmuje się, że w wraz ze wzrostem wrażliwości systemu produkcji na zmianę
klimatu, wzrasta ryzyko niekorzystnych konsekwencji. Należy podkreślić, że w obrębie jednego systemu mogą
istnieć elementy bardzo wrażliwe na zmianę klimatu lub mało wrażliwe. Przykładem uprawy bardzo wrażliwej
na zmianę klimatu w Polsce jest uprawa kukurydzy, której możliwości uprawy znacząco zwiększają się wraz
4
Burton I., Lim, B. 2001: An Adaptation Policy Framework: Capacity Building for Stage II Adaptation, UNDP-GEF,
National Communications Support Programme, New York.
5
Olesen J.E., Bindi M.2002: Consequences of climate change for European agricultural productivity, land use
and policy. Eur. J. Agron., 239-262.
6
Iglesias A, Avis K., Benzie M., Fisher P., Harley M., Hodgson N., Horrocks L., Moneo M., Webb J. 2007:
Adaptation to Climate Change in the Agricultural Sector, European Commission DG AGRI, AEA/ED05334/Issue
1,. (http://ec.europa.eu/agriculture/analysis/external/climate/).
1
ociepleniem . Natomiast uprawa zbóż jarych, może być uznana za wrażliwą na zmianę klimatu (w negatywnym
sensie) z powodu prognozowanych częstszych susz, które będą powodować straty.
7
Rys. 1. Diagram pojęciowy dotyczący wrażliwości na zmiany klimatu i planowanej adaptacji .
WPŁYW ZMIANY KLIMATU NA ROLNICTWO
Zmiana klimatu wpływa na produkcję roślinną w sposób bezpośredni i pośredni. Wpływ bezpośredni
wyraża się przez zmianę warunków atmosferycznych dla produktywności upraw, między innymi przez zmianę
warunków termicznych, sum opadu atmosferycznego częstości i intensywności zjawisk ekstremalnych (Tubiello
i in. 2007). Wraz ze zmianą klimatu zmieniają się również czynniki pośrednie decydujące o plonowaniu roślin i
rozwoju rolnictwa, takie jak wymagania roślin dotyczące uprawy i nawożenia, występowanie i nasilenie chorób i
szkodników roślin uprawnych, ale również oddziaływanie rolnictwa na środowisko (np. zwiększona erozja,
degradacja materii organicznej w glebie) (Olesen i inni 2011). Na zmianę produktywności upraw ma również
wpływ wzrost koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze oraz ozonu w dolnej warstwie atmosfery (Gornall i
in. 2010). Powyższe czynniki jednocześnie mogą wywrzeć duży wpływ na rozwój technologii i organizację
produkcji rolniczej (Ewert i in. 2005). Jednakże czynnikiem decydującym o kształcie systemów produkcji w
rolnictwie, obok zmiany klimatu będzie zapotrzebowanie na żywność dla wzrastającej gwałtownie liczy ludności
na Świecie oraz konkurencja o wodę (Godfray i in. 2010).
Zmiana klimatu może wpłynąć na produkcję zwierzęcą poprzez ograniczenie dostępności zbóż
przeznaczonych na pasze oraz ich cenę, wpływ na dostępność pastwisk, zmiany w dostępności roślin
przeznaczonych na pasze oraz ich jakość (Smit 1996). Pod wpływem zmian cyklu opadowego o wzrostu
temperatury może nastąpić zmian zasięgów ale również wektorów rozpowszechnienia się chorób zwierząt oraz
pasożytów przekraczając kontrolowany obecnie poziom bezpieczeństwa dla zwierząt hodowlanych. Pośrednio,
na produkcje zwierzęcą mogą mieć wpływ fale upałów i stres cieplny spowodowany długotrwałym działaniem
wysokiej temperatury, co może przejawiać się w wpływie na rozwój, produktywność i reprodukcję (Simm
2010).
7
SEC(2009) 388; Dokument roboczy Służb Komisji uzupełniający Białą Księgę: Adaptacja do zmian klimatu:
europejskie ramy działania – streszczenie oceny skutków
2
ZMIANA ZASOBÓW CIEPŁA I CYKLU OPADOWEGO
W obszarach północnych Europy, gdzie dotychczas warunki termiczne ograniczały uprawę wielu roślin, na
skutek ocieplenia nastąpi wzrost produktywności oraz zwiększy się możliwość uprawy nowych upraw. Efekt ten
ma być spowodowany prognozowanym wydłużeniem się okresu wegetacyjnego, zmniejszeniem wpływu na
rozwój roślin niskiej temperatury podczas okresu zimowego i wydłużeniem się okresu bez występowania
przymrozków. W południowej Europie znaczący spadek produktywności upraw ma być spowodowany
skróceniem się okresu wypełniania ziarna w warunkach wysokiej temperatury lata oraz suszą (Iglesias i inni
2009). Z powodu prognozowanego wzrostu temperatury i wydłużenia okresu wegetacyjnego rośliny takie jak
kukurydza, słonecznik, soja czy winorośl mają zwiększyć znacząco zasięg uprawy w kierunku północnym Europy
(Maracchi i in. 2005). W Centralnej Europie w analizach z wykorzystaniem scenariuszy klimatycznych do końca
XXI wieku z powodu zmiany klimatu nie prognozuje się jednak znaczących zmian w strukturze upraw.
Ocieplenie powinno skutkować nieznacznym wzrostem produktywności upraw, jednakże pod warunkiem
wprowadzenia zmian w praktykach rolniczych, takich jak zmiana terminów zabiegów agrotechnicznych oraz
zmiany w doborze odmian roślin dotychczas uprawianych. W szerokościach geograficznych Polski ocieplenie
o
sezonu wegetacyjnego o 2 C, powinno np. zwiększyć produktywność pszenicy o około 10%, natomiast w
Europie południowej zmniejszyć o podobną wielkość (Gornall i in. 2011). Podkreśla się jednocześnie, że
prognozy produktywności upraw na podstawie czynnika cieplnego cechują się dużym stopniem niepewności, co
jest związane z niepewnością scenariuszy zmian w cyklu opadowym.
Opady atmosferyczne są czynnikiem decydującym o produktywności upraw. Modele globalne klimatu dla
XXI wieku prognozują ogólny wzrost opadów i wskazują w wielu regionach na zmiany cyklu opadowego (IPCC
2007). Scenariusze klimatyczne zgadzają się, co wzrostu sum opadów na północy Europy, szczególnie w zimie,
oraz do zmniejszenia sum opadu w południowych regionach Europy. Efektem takiej prawidłowości może być
wzrost plonowania w północnych regionach Europy i spadek na południu Europy (Iglesias i in. 2009). Rozbieżne
są jednak prognozy co do rozkładu opadów atmosferycznych w warunkach globalnego ocieplenia., co wynika
głównie z niepewności w kształtowaniu sią układów cyrkulacji atmosferycznej (Christensen i in. 2007).
Podkreślić należy, że dla rolnictwa ważniejsza jest informacja o zmianach w rozkładzie opadów w ciągu roku niż
o zmianach w średniej rocznej sumie opadów.
ZJAWISKA EKSTREMALNE
Częstsze zjawiska ekstremalne poprzez bezpośrednie zniszczenia upraw, ograniczenie plonowania jak
również pośrednio poprzez utrudnianie wykonania poprawnych i terminowych zabiegów agrotechnicznych,
sprzyjanie rozwojowi chorób i szkodników roślin uprawnych ograniczają produktywność rolnictwa (Tubiello i
inni 2007). Największe straty plonów roślin są notowane w przypadku gdy groźne zjawiska pogodowe
występują w okresach krytycznych dla plonowania roślin. Większość zbóż jest np. bardzo wrażliwa na warunki
suszy w fazie kwitnienia i wypełnienia ziarna. W latach z nadmiarem opadu atmosferycznego spadki plonów są
powodowane przez stagnowanie wody na polach, większe nasilenie chorób i szkodników roślin uprawnych oraz
trudności w terminowym i precyzyjnym wykonywaniu zabiegów agrotechnicznych. Intensywne opady, burze,
opady gradu mogą powodować bezpośrednie zniszczenia roślin lub plonu w fazie dojrzewania, jak również
powodować erozję gleb. Wielkość strat spowodowanych pogodowymi zjawiskami jest uzależniona od
intensywności, czasu trwania, zasięgu przestrzennego oraz od typu zjawiska meteorologicznego. Znaczące
ograniczenie plonowania mogą powstawać w wyniku działania w okresach krytycznych na rośliny niskiej jak i
wysokiej temperatury, związanej z późnymi przymrozkami i falami upałów. Zjawiska te są zaliczane do
największych zagrożeń powodowanych prognozowanymi zmianami klimatu. Straty powodowane przez zjawiska
ekstremalne zgodnie z analizami dla obszaru Europy mają być głównym powodem większej zmienności
plonowania w Europie (Trnka i inni 2011). Wskazuje się, że adaptacja do większej częstości zjawisk
3
ekstremalnych może być znacznie trudniejsza dla rolników niż do zmian wynikających ze zmian norm
klimatycznych (Olesen i in. 2011).
EFEKT ZAWARTOŚCI DWUTLENKU WĘGLA I OZO NU W ATMOSFERZE
Reakcja roślin na zawartość dwutlenku węgla w atmosferze jest zróżnicowana pomiędzy grupą roślin
zaliczanych typu fotosyntezy C3 i C4. Uprawy zaliczane do grypy roślin C3, do których należy pszenica i
podstawowe rośliny uprawne w Polsce, reagują bardzo wyraźnie na wzrost koncentracji dwutlenku węgla w
atmosferze poprzez wzrost efektywności fotosyntezy. Efekt ten jest znacznie mniejszy w przypadku grupy roślin
C4, do których zalicza się między innymi kukurydzę i proso. Rośliny z grupy C4 w warunkach wyższej koncentracji
CO2 w atmosferze reagują prowadza natomiast bardziej efektywną gospodarkę wodną (Gornall i in. 2010). W
początkowych pracach związanych z szacowaniem wpływu zmiany klimatu na produktywność upraw, efekt
koncentracji CO2 w atmosferze był znacząco zawyżany. Przyczyną było wykorzystywanie modeli opracowanych
w warunkach laboratoryjnych. Obecne szacunki zmian plonowania z uwzględnieniem bardzie realnych
wskaźników opracowany w warunkach polowych, przy scenariuszu zakładającym koncentracje CO2 na poziomie
550 ppm (scenariusz bardzo „optymistyczny” na koniec XXI wieku przy wprowadzeniu działań na rzecz ochrony
klimatu ), wskazują na wzrost produktywności roślin z grupy C3 o 10-20%, natomiast od 0-10% w grupie roślin C4
(Long i in. 2005). Badania dowodzą, że zakładany wzrost produktywności wywołany większą zawartością
dwutlenku węgla w warunkach klimatycznych końca XXI wieku nie będzie równoważyć strat powodowanych
przez niekorzystne warunki związane ze zjawiskami ekstremalnymi (Long i in. 2006). Prowadzone badania
dotyczące globalnej produktywności upraw wskazują, że efekt wzrostu produktywności spowodowany
czynnikiem obecnie już większej koncentracji CO2 w atmosferze już występuje, jednak jest on niwelowany przez
obserwowane straty plonów w wyniku występujących zjawisk ekstremalnych (Lobell i Field 2007).
Wzrost zawartości ozonu (O3) w atmosferze ogranicza potencjał plonowania roślin. Do szacowania tego
efektu nie ma jeszcze modeli opracowanych w warunkach polowych, a przeprowadzone szacunki wpływu
zwiększonej zawartości O3 w dolnej warstwie atmosfery na produktywność roślin wykorzystywały modele
opracowane w warunkach laboratoryjnych. Stwierdzono, że 20% wzrost koncentracji O 3 przy powierzchni ziemi
prognozowany na 2050 rok, może ograniczać plonowanie pszenicy o 9%, a kukurydzy o 5% (Long i in. 2005).
Wstępne badania efektu wpływu zwieszonej zawartości O3 w dolnej warstwie atmosfery w warunkach
polowych wykazały, ze efekt zwiększonej o 25%, zawartości ozonu w przyziemnej warstwie atmosfery w 2002 i
2003 spowodował o około 20% większe starty plonu niż oczekiwano. Badania te sugerują ze szacunki
plonowania w warunkach zmiany klimatu poprzez nie uwzględnienie efektu zawartości O 3 w dolnej warstwie
atmosfery mogą być zawyżone.
CHOROBY I SZKODNIKI ROŚLIN UPRAWNYCH
Warunki klimatyczne wpływają na przeżywanie, wzrost i rozprzestrzenianie się patogenów chorób i
szkodników roślin uprawnych ale również kształtują odporność roślin żywicielskich. Po wprowadzeniu do
uprawy nowych gatunków roślin uprawnych (Ewans 2008) lub zmianach w technologiach uprawy można
spodziewać się zasiedlania ich przez nowe agrofagi lub wzrostu nasilenia dotychczasowych agrofagów na tych
uprawach. Na zmianę warunków rozprzestrzeniania się patogenów chorób i szkodników roślin uprawnych będą
mieć również wpływ takie czynniki jak: zwiększone stężenie dwutlenku węgla, ozonu oraz promieniowania
ultrafioletowego. Większa częstości zjawisk ekstremalnych powodujący stresy i osłabienie roślin może
zwiększać nasilenie występowania chorób i szkodników roślin uprawnych (Lipa 2008).
4
WRAŻLIWOŚĆ POLSKIEGO ROLNICTWA NA ZMIANĘ KLIMATU
Według Górskiego i innych (2003) począwszy od końca lat siedemdziesiątych XX wieku w Polsce, zwiększa się z
powodów klimatycznych zmienność plonowania. Szczególnie duży wzrost zmienności plonów w ostatnim
okresie wykazują zboża jare, co może być efektem większej częstości susz późnowiosennych. Poszczególne
uprawy różnią się wrażliwością na niekorzystne warunki pogodowe; tym niemniej całkowita produkcja roślinna
wykazuje stały wzrost zmienności. Śledząc zmienność indeksów pogodowych plonu w ostatnich czterech
dekadach, stwierdzono spadek średnich wartości dla głównych ziemiopłodów (poza kukurydzą i burakiem
cukrowym). Analizy wpływu warunków pogodowych na plony wskazują, że począwszy od końca lat
siedemdziesiątych XX wieku w Polsce, zwiększa się zmienność plonowania z powodów klimatycznych (Rys. 2).
Szczególnie duży wzrost zmienności plonów w ostatnim okresie wykazują zboża jare, co może być efektem
większej częstości susz późnowiosennych. Poszczególne uprawy różnią się wrażliwością na niekorzystne
warunki pogodowe, tym niemniej całkowita produkcja roślinna wykazuje wzrost zmienności. Śledząc zmienność
indeksów pogodowych plonu w ostatnich czterech dekadach, stwierdzono spadek średnich wartości dla
głównych ziemiopłodów (poza kukurydzą i burakiem cukrowym).
Spodziewany wzrost temperatury okresu wegetacyjnego, umożliwi szersze wprowadzenie w Polsce gatunków i
odmian o wysokich wymaganiach cieplnych, na co wskazuje ocena warunków termicznych do uprawy późno
dojrzewających odmian kukurydzy (FAO 290) w Polsce (Rys. 3) dla okresu bazowego (1941-1990) i
prognozowanej normy klimatycznej na lata 2011-2020. Wzrost średniej temperatury w Polsce wpływa również
na przyspieszenie rozwoju szkodników stwarzając większe zagrożenie dla upraw. Jest to negatywny efekt
wzrostu temperatury.
Rys. 2 Rzeczywisty przebieg całkowitej produkcji roślinnej w Polsce (prod.) na tle funkcji produkcji (f.prod.) w
miliardach złotych (mld. PLN). Ceny stałe, odpowiadające średniej z lat 2003-2005. Materiał: dane GUS,
(uzupełnione do 2010 roku)
Analiza warunków do przeprowadzenia siewu kukurydzy w Polsce w wieloleciu 1940-1990 i 2001-2010, tj.
o
przejścia na wiosnę średniej temperatury powietrza przez próg 9,4 C, która odpowiada przeciętnie
5
o
8
temperaturze gleby 8 C, prowadzi do wniosku o potrzebie zmian optymalnych terminów siewu kukurydzy . Na
Dolnym Śląsku, południu Wielkopolski i na Podkarpaciu, w warunkach ostatniego dziesięciolecia 2001-2010
optymalnie siew kukurydzy można było przeprowadzić w połowie kwietnia. Na większości obszaru Polski siew
kukurydzy powinno się przeprowadzić do 25 kwietnia, a w północnych rejonach siew należało wykonać w
ostatnich dniach kwietnia lub na początku maja (Rys. 4). Wskazuje to również na potrzebę zmian terminów
innych praktyk rolniczych w Polsce.
A
B
Rys. 3 Prawdopodobieństwo dojrzewania kukurydzy (FAO 290) w latach 1941-1990 (A) oraz prognozowane na
lata 2011-2020 (B) (Górski,Kozyra 2011)
A
B
Rys. 4 Optymalny termin siewu kukurydzy w Polsce dla normy temperatury z lat 1941-1990 (A) i normy
o 8
temperatury z lat 2001-2010 (B), wyznaczony przez datę przejścia temperatury powietrza przez próg 9,4 C
8
Nieróbca A., Kozyra J., Mizak K. 2008: Zmiany warunków termicznych dla uprawy kukurydzy w Polsce. [W:]
Michalski T., (red.) Problemy Agrotechniki oraz wykorzystania kukurydzy i sorgo. Uniwersytet przyrodniczy w
Poznaniu, 26-30.
6
W Polsce zaobserwowano zmiany w zasięgu szkodników i chorób roślin uprawnych. W Polsce pojawił się już
problem wcześniejszego występowania szkodników zbóż np. skrzypionek, powodujących potrzebę większego
zużycia środków ochrony roślin i większe ryzyko strat w plonach (Walczak, Tratwal, 2009). Z powodu wzrostu
powierzchni kukurydzy w ostatnich latach w Polsce, do czego przyczynia się wzrost zasobów ciepła (Nieróbca,
Kozyra, 2010), wzrasta w kierunku północnym zasięg szkodników kukurydzy, występujących dotychczas w tylko
południowej Polsce, takich jak omacnica prosowianka (Lisowicz, 2003) oraz zachodnia kukurydziana stonka
korzeniowa (Bereś, Sionek, 2007). Udowodniono laboratoryjnie, a następnie zaobserwowano w warunkach
polowych, że wyższa temperatura w jesieni zmienia cykl rozwojowy mszycy czeremchowej, która żeruje
obecnie jesienią na oziminach i przenosi choroby wirusowe (Ruszkowska, 2010).
Wraz z ociepleniem zwiększa się ryzyko występowania wysokiej temperatury i powstawania tzw. fal upałów,
które mogą negatywnie wpływać na plonowanie roślin. Odchylenie od normy średniej temperatury lata w
o
Polsce coraz częściej przekracza 2 C (
Rys. 5). Wysoka temperatura podczas lata sprzyja zwiększonej ewapotranspiracji (parowaniu). Klimatyczny
bilans wodny, który jest różnicą pomiędzy ewapotranspiracji i opadem, w ostatnich latach coraz częściej
przyjmuje wartości poniżej -60 mm (
Rys. 6), co przyczynia się do powstawania susz. Zagrożenie ryzykiem wystąpienia suszy, która może tak jak w
2008 roku, w przypadku grupy roślin zboża jare, objąć duże obszary kraju, powoduje zwiększenie strat w
plonach. Wraz z postępującym globalnym ociepleniem należy oczekiwać dalszego wzrostu zmienności
plonowania i stopniowego zmniejszania się plonów roślin uprawnych w Polsce, choć nie przewiduje się
9
znaczącego obniżenia potencjału plonowania do połowy XXI wieku . W warunkach scenariuszy klimatycznych
opracowanych dla klimatu lat 2030 roku, należy oczekiwać, że z powodów klimatycznych, spadek poziomu
plonowania osiągnie wartości do 15%, natomiast dla ziemniaków do 30%. Analizy wskaźników
agroklimatycznych pokazujące zgeneralizowany obraz warunków agroklimatycznych w zachodniej i centralnej
o
Europie, dla przyszłych warunków (2030, 2050 i dla warunków wzrostu globalnej temperatury o 5 C), wskazują
na wzrost ryzyka wystąpienia suszy i fal upałów. Rolnictwo będzie zatem wystawione na jeszcze większe ryzyko
10
klimatyczne .
9
Sadowski M., Wyszyński Z., Górski T., Liszewska M., Olecka A., Łoboda T., Pietkiewicz S.: Adaptacja produkcji
rolnej w województwie podlaskim do oczekiwanych zmian klimatu. IOŚ, 2009, Warszawa
10
Trnka M., Olesen J.E., Kersebaum K.C., Skjelvåg A.O, Eitzinger J., Seguin B., Peltonen-Sainioa P., Rotter R.,
Iglesias A., Orlandini S., Dubrowski M., Hlavinka P., Balek J., Eckersten H., Cloppet E., Gobin A., Vučetić V.,
Nejedlik P., Kumar S., Lalic B., Mestre A., Rossi F., Kozyra J., Alexandrov V., Semerádová D., Žalud Z., 2011.
Agroclimatic conditions in Europe under climate change. Global Change Biology, 17: 2298-2318.
7
Rys. 5 Odchylenie od normy z lat 1961-1990 średniej temperatury lata (czerwiec-sierpień) w Puławach w latach
1871-2010
Rys. 6 Klimatyczny bilans wodny w Polsce (od maja do czerwca) w latach 1959-2011, obliczony na podstawie 33
stacji synoptycznych IMGW. Oś pionowa przecina oś poziomą w wartości średniej dla wielolecia 1961-1990,
która wynosi -65 mm
8
PODSUMOWANIE
W dziedzinie adaptacji rolnictwa wobec zmiany klimatu (dostosowania rolnictwa) podejmuje się działania na
poziomie światowym, w ramach Unii Europejskiej jak i w poszczególnych krajach. Działania międzynarodowe
mają ukierunkować proces adaptacji rolnictwa w poszczególnych krajach. Celem działań na poziomie krajowym
ma być zagwarantowanie stabilności produkcji oraz pomoc rolnictwu w wypadku wystąpienia klęsk
nieurodzaju. Problem rolnictwa i zmian klimatycznych w skali gospodarstwa to przede wszystkim problem
dostosowania zasad agrotechniki do nowych warunków klimatycznych. W nowych uwarunkowaniach
klimatycznych nabierają szczególnej wagi podstawowe kwestie związane z płodozmianem i agrotechniką.
Ponownie należy zadać pytanie, które odmiany roślin uprawnych będą wysoko i stabilnie plonowały w
obecnych warunkach klimatycznych. Równie ważne są odpowiedzi na pytania dotyczące sposobów uprawy,
terminów siewu, nawożenia czy terminów zbioru.
LITERATURA
1.
Christensen J. H. i in. 2007. Regional climate projections. In Climate change 2007: the physical science
basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental
Panel on Climate Change (eds. Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., Averyt K. B.,
Tignor M., Miller H. L.), pp. 847–940. Cambridge, UK: Cambridge University Press.
2. Evans N. 2008. Range and severity of a plant disease increased by global warming. J. R. Soc. Interface.
5, 525–531 (doi:10.1098/rsif.2007.1136).
3. Ewert F., Rounsevell M. D. A., Reginster I., Metzger M. J., Leemans R. 2005. Future scenarios of
European agricultural land use I. Estimating changes in crop productivity. Agric. Ecosyst. Environ. 107,
101–116. (doi:10.1016/j.agee.2004.12.003).
4. Godfray Ch. J.,. Beddington J.R., Crute I.R., Haddad L., Lawrence D., Muir J. F., Pretty J., Robinson S.,
Thomas S.M., Toulmin C., 2010. Food Security: The Challenge of Feeding 9 Billion People, Science 327,
812. (DOI: 10.1126/science.1185383).
5. Gornall J., Betts R., Burke E., Clark R., Camp J., Willett K., Wiltshire A. 2011: Implications of climate
change for agricultural productivity in the early twenty-first century. Phil. Trans. R. Soc. B 2010 365,
2973-2989 (doi: 10.1098/rstb.2010.0158).
6. Górski T., Kozyra J., 2011. Agroklimatyczna norma śrdniej temperatury powietrza w Polaksce na lata
2011-2020. Polish Journal of Agronomy, 5, 21-28
7. Iglesias A., Garrote L., Quiroga S., Moneo M., 2009. Impacts of climate change in agriculture in Europe.
PESETA-Agriculture study. JRC 55386
8. Kundzewicz Z.W., Kozyra J.: Ocena zmian klimatu i ograniczanie wpływu zagrożeń klimatycznych w
odniesieniu do rolnictwa i obszarów wiejskich. Polish Journal of Agronomy, 2011, 7, 68-81.
9. Lipa J. J. 2008. Nastepstwa zmian klimatycznych dla kwarantanny I ochrony roślin Progress in Plant
Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 48 (3), 777-791.
10. Lisowicz F.2003: Narastająca szkodliwość omacnicy prosowianki (Ostrinia nubilalis Hbn.) dla kukurydzy
w południowo-wschodniej Polsce. Prog. Plant Protection/ Post. Ochr. Roślin, 43: 247–250.
11. Lobell D.B., Field C.B., 2007. Global scale climate–crop yield relationships and the impacts of recent
warming, Environ. Res. Lett., 2, 1-7.
12. Long S.P., Ainsworth E.A., Leakey A.D. B., Morgan P.B., 2005. Global food insecurity. Treatment of
major food crops with elevated carbon dioxide or ozone under large-scale fully open-air conditions
suggests recent models may have overestimated future yields. Phil. Trans. R. Soc. B 360, 2011–2020.
(doi:10.1098/rstb.2005.1749).
9
13. Long S.P., Ainsworth E.A., Leakey A.D., Nosberger J., Ort D.R., 2006. Food for Thought: Lower-ThanExpected Crop Yield Stimulation with Rising CO2 Concentrations, Science, 312, 1918-1921.
14. Maracchi G., Sirotenko O., Bindi, M. 2005. Impacts of present and future climate variability on
agriculture and forestry in the temperate regions: Europe. Clim. Change 70, 117–135.
(doi:10.1007/s10584-005-5939-7).
15. Nieróbca A., Kozyra J., 2010. Wpływ warunków pogodowych na plonowanie kukurydzy w Polsce.
Materiały z konferencji: Produkcja i wykorzystanie kukurydzy uprawianej na cele spożywcze i
przemysłowe, 29-30.
16. Olesen J.E., Trnka M., Kersebaum K.C., Skjelvåg A.O., Seguin B., Peltonen-Sainio P., Rossi F., Kozyra J.,
Micale F., 2011. Impacts and adaptation of European crop production systems to climate change.
Europ. J. Agronomy 34, 96–112.
17. Ruszkowska M., 2010. Mszyce niosą kłopoty. http://www.farmer.pl/srodki-produkcji/ochronaroslin/artykuly/mszyce-niosa-klopoty,18018,0.html.
18. Simm G. 2010. Guest editorial: Livestock and global climate change. Animal 4, 377–392.
19. Smit B., Mc Nabb D., Smihers J. 1996. Agricultural adaptation to climatic variation. Climatic Change,
33, 7-29.
20. Tubiello F.N., Soussana J.F., Howden S. M. 2007. Crop and pasture response to climate change. PNAS,
104, 19686-19690.
21. Walczak F., Tratwal A. 2009. Importance of pests and diseases observed in agricultural plants in Poland
in the years 1991-2008 in the context of climate changes. W: Leśny J. (red.) Climate change and
agricultural in Poland – Impacts, Mitigations and Adaptation Measures. Acta Agrophysica, 169, 108121.
10