기후변화가 농업에 미치는 영향

Effects of climate change on agriculture
기후변화가 농업에 미치는 영향의 예: 2019년 기후변화로 악화된 태풍 하기비스로 인한 도키강 범람;[1] CO2 수정효과로 주로 발생하는 전 지구적 잎 면적 증가;[2] 2020-2023년 아프리카의 가뭄, 기록상 최악의 상황 및 기후변화의 영향 없이는 사실상 불가능 물의 순환;[3] 브라질옥수수 식물은 변화하는 기후로부터 이익을 얻을 것으로 예상되는 해충인 가을 군충의 공격을 받았습니다.[4]

기후 변화가 농업에 미치는 영향은 다양하며, 이 중 많은 부분이 농업 활동이 세계 식량 안보를 제공하는 것을 어렵게 만들고 있습니다.기온 상승과 기후 변화는 가뭄, 폭염, 홍수 등으로 인한 물 부족으로 농작물 수확량이 감소하는 경우가 많습니다.[5]이러한 기후 변화의 영향은 또한 여러 지역이 동시에 농작물 실패를 겪을 수 있는 현재 드문 위험을 증가시킬 수 있으며, 이는 전 세계 식량 공급에 중대한 결과를 가져올 것입니다.[6][7]많은 병해충과 식물병은 또한 더 널리 퍼지거나 새로운 지역으로 확산될 것으로 예상됩니다.세계의 가축들 또한 더 큰 열 스트레스부터 동물의 사료 부족, 기생충벡터로 인한 질병의 확산 등과 같은 많은 문제들에 의해 영향을 받을 것으로 예상됩니다.[5]: 746

인간의 활동으로 인해 증가된 대기CO2 수치CO2 수정 효과로 인해 농업에 미치는 해로운 영향의 일부를 상쇄합니다.그러나 옥수수와 같은 C4 작물에는 거의 영향을 미치지 않으며,[8] 필수 미세영양소의 낮은 수준을 희생시킵니다.[5]: 717 해안에서는 일부 농경지가 해수면 상승으로 유실될 것으로 예상되는 반면, 빙하가 녹으면서 관개용수가 부족해질 수 있습니다.[9]한편, 얼어붙은 땅이 녹으면서 더 많은 경작지를 이용할 수 있을 것입니다.다른 영향으로는 침식과 토양 비옥도의 변화, 성장기의 길이 등이 있습니다.기후가 따뜻해지면서 살모넬라균이나 곰팡이 독소를 생성하는 균류가 식품 안전에 미치는 악영향도 증가해 비용과 식품 손실이 증가하고 있습니다.[5]

기후 변화가 개별 작물, 특히 인간이 소비하는 모든 칼로리의 약 2/3를 차지하는 4가지 주요 작물([10]옥수수, , 밀, )에 미치는 영향에 대한 광범위한 연구가 있어 왔습니다.그러나, 가까운 미래에 세계 식량 수요만 증가시킬 미래의 인구 증가에서부터 토양 침식과 지하수 고갈이라는 관련된 거의 별개의 문제들에 이르기까지,[11] 관련된 다른 중요한 불확실성들이 여전히 존재합니다.한편, 녹색혁명으로 통칭되는 농업 수확량에 대한 다양한 개선은 이미 1960년 이후 토지 면적 단위당 수확량을 250%에서 300% 사이로 끌어올렸고, 그 일부의 진전은 계속될 것으로 예상됩니다.[5]: 727

2021년 7억 2천만 명에서 8억 1천 1백만 명의 사람들이 영양실조 상태로 간주되었으며 ~20만 명은 "파국적" 수준의 식량 불안에 처해 있습니다.[12]그 수치와 비교하면, 기후 변화는 2050년까지 (향후 온난화의 강도와 적응 조치의 효과에 따라) 800만에서 8000만 명의 사람들이 기아의 위험에 처하게 할 것으로 예상됩니다.[5]: 717 지속적인 경제 및 농업 발전은 그때쯤이면 수억 명의 사람들의 식량 안보를 향상시킬 것으로 보입니다.[13][11]미래(2100년 이후)로 더 확장되는 연구와 예측은 다소 제한적이며, 일부 과학자들은 미래 기후에 의해 가능해진 현재 전례가 없는 극단적인 기상 현상이 식량 안보에 미치는 영향에 대해 우려를 표명했습니다.[14][15][16]그럼에도 불구하고 출판된 과학 문헌에는 21세기 내에 광범위한 세계 기근이 발생할 것이라는 예상이 포함되어 있지 않습니다.[17][18]

기후변화 적응을 위한 다양한 조치들은 농업에 부정적인 기후변화 영향의 위험을 줄일 수 있습니다.이러한 조치에는 경영 관행의 변화, 농업 혁신, 제도적 변화, 기후 스마트 농업 등이 포함됩니다.[19]지속 가능한 식량 체계를 만들기 위해, 이러한 조치들은 일반적으로 지구 온난화를 줄이는 데 필요한 변화만큼 필수적이라고 여겨집니다.[20][21]

기상패턴의 변화로 인한 직접적인 영향

악천후 상황에서 관측된 변화

1964년부터 2015년까지 유럽에서 관측된 기상 이변의 증가.[22]
콩 식물은 역사적으로 익숙했던 것 이상의 온도에 노출되면서 덜 자라고 더 작은 잎 면적이 생깁니다.[23]

농업은 날씨에 민감하고, 폭염이나 가뭄, 폭우와 같은 주요 사건(강수량이 적고 강수량이 많은 극단이라고도 함)은 상당한 손실을 초래할 수 있습니다.예를 들어, 호주의 농부들은 엘니뇨 기상 조건 동안 손실을 입을 가능성이 매우 높은 반면, 2003년 유럽의 폭염으로 인해 130억 유로의 무보험 농업 손실이 발생했습니다.[24]기후변화는 폭염의 빈도와 심각성을 증가시키고, 강수량을 예측하기 어렵고 극단적인 경향이 더 강해지는 것으로 알려져 있지만, 기후변화 귀속은 여전히 비교적 새로운 분야이기 때문에, 특정한 날씨 사건과 그것들이 야기하는 부족함을 자연적인 변동성을 놓고 기후변화와 연결시키는 것은 종종 어렵습니다.예외적으로 기후로 인한 극한 기후의 심화로 이미 조 수확량이 10-20% 감소한 것으로 밝혀진 서아프리카와 수수 수확량이 5-15% 감소한 것으로 나타났습니다.마찬가지로, 기후 변화가 2007년 남아프리카의 가뭄 상태를 심화시켰으며, 이는 레소토(Lesotho) 국가의 식량 가격을 상승시키고 "급성 식량 불안"을 초래한 것으로 나타났습니다.기후 변화로 인해 2014-2016 엘니뇨 현상의 영향이 심화되면서 남아프리카의 농업 또한 가뭄의 영향을 받았습니다.[5]: 724

유럽에서는 1950년에서 2019년 사이에 더위의 극단이 잦아지고 연속적으로 발생할 가능성이 높아진 반면, 추위의 극단은 감소했습니다.동시에, 북유럽동유럽의 많은 지역은 더 자주 극심한 강수를 경험하는 반면, 지중해가뭄의 영향을 더 많이 받는 것으로 밝혀졌습니다.[25]마찬가지로 유럽 농작물 생산에 미치는 폭염 및 가뭄 영향의 심각성은 1964-1990년 2.2%의 손실에서 1991-2015년 7.3%의 손실로 50년 동안 3배 증가한 것으로 나타났습니다.[26][22]2018년 여름, 아마도 기후 변화와 관련된 폭염은 세계의 많은 지역, 특히 유럽에서 평균 수확량을 크게 줄였을 것입니다.8월 한 달 동안, 더 많은 농작물 실패가 세계 식량 가격의 상승을 초래했습니다.[27]

한편, 종종 기후 변화와 관련된 홍수는 최근 몇 년간 농업에도 현저한 악영향을 미쳤습니다.2019년 5월 홍수로 인해 미국 중서부 지역의 옥수수 재배 기간이 단축되어 예상 수확량이 150억 부셸에서 14.2로 감소했습니다.[28]2021년 유럽 홍수 동안, 토양 침식과 같은 장기적인 영향을 포함하여 홍수로 가장 큰 피해를 입은 국가 중 하나인 벨기에의 농업 부문에 심각한 피해가 발생한 것으로 추정됩니다.[29]중국에서는 2023년 연구에서 지난 20년 동안 극심한 강우로 인해 쌀 생산량의 약 8%가 손실을 입었다는 사실을 발견했습니다.이는 이 기간 동안의 극심한 열로 인한 손실에 버금가는 것으로 여겨졌습니다.[30]

온도 상승으로 예상되는 영향

2011년 미국 국립연구위원회가 예상한 기후에 따른 위도별 농작물 수확량 변화.[31]: Figure 5.1
옥수수는 35°C(95°F) 이상의 온도에서, 은 38.8°C(101.8°F) 이상에서 번식에 실패합니다.[32]

기온과 날씨 패턴의 변화는 농사에 적합한 지역을 변화시킬 것입니다.[33]현재 예측으로는 건조 지역과 반건조 지역(중동, 아프리카, 호주, 미국 남서부, 남유럽)에서 기온이 상승하고 강수량이 감소할 것입니다.[33][34]또한, 열대 지방의 농작물 수확량은 금세기 전반에 발생할 것으로 예상되는 중간 정도의 기온 상승(1~2℃)에 부정적인 영향을 받을 것입니다.[24]금세기 후반 동안, 온난화가 더 진행되면 캐나다미국 북부를 포함한 모든 지역의 농작물 수확량이 감소할 것으로 예상됩니다.[34]많은 주요 작물들은 열에 매우 민감하고 온도가 36°C (97°F) 이상 올라가면 콩 모종이 죽고 옥수수 꽃가루가 활기를 잃습니다.[35][36]

일부 지역에서 겨울 온도가 높아지고 서리가 내리지 않는 날이 많아지면 식물의 개화 시기와 꽃가루 매개자의 활동 사이에 현상학적 불일치를 초래하여 번식 성공을 위협할 수 있기 때문에 현재 파괴적일 수 있습니다.[37]하지만, 장기적으로 보면, 성장기가 길어질 것입니다.[38][39]예를 들어, 2014년의 한 연구에서는 기온 상승의 결과로 중국 헤이룽장 지역의 옥수수 수확량이 10년마다 7%에서 17%까지 증가한 것으로 나타났습니다.[40]한편, 온난화의 영향을 추정하는 네 가지 다른 방법(기후 모델, 통계적 회귀 및 특정 작물 주변의 토지를 대조군과 비교하기 위해 특정 양만큼 따뜻해진 현장 실험)의 데이터를 비교한 2017년 메타 분석은 지구적 규모에서 온난화 만이 사기를 가지고 있다는 결론을 내렸습니다.가장 중요한 농작물 4종의 수확량에 지속적으로 부정적인 영향을 미치는데, 이는 증가가 강수량 변화와 CO2 수정 효과 때문임을 시사합니다.[10]

가축의 열응력

지구 기후 변화의 강도 증가는 자메이카 농장 동물들의 열 열 지수를 훨씬 더 크게 증가시킵니다.높은 열 열 지수는 열 스트레스를 나타내는 지표 중 하나입니다.

일반적으로 가축의 선호되는 주변 온도 범위는 10°C(50°F)에서 30°C(86°F) 사이입니다.[41]: 747 기후 변화가 세계의 더 추운 지역에 사는 사람들의 전반적인 열 쾌적성을 증가시킬 것으로 기대되는 것과 마찬가지로,[42] 그러한 지역의 가축들도 따뜻한 겨울로부터 혜택을 받을 것입니다.[43]하지만 전 세계적으로 여름철 기온 상승과 폭염의 빈도가 높아지고 강도가 세지는 것은 분명히 부정적인 영향을 미쳐 가축들이 더위 스트레스를 받을 위험성을 크게 높일 것입니다.SSP5-8.5, "저위도 지역의 소, 양, 염소, 돼지 및 가금류는 높은 열과 습도로 인해 연간 72-136일의 극심한 스트레스를 받게 됩니다."[41]: 717

카리브해 지역의 대표적인 지역으로 여겨지는 자메이카의 경우, 층암탉을 제외한 모든 가축 동물들이 현재의 기후에서 이미 "매우 심각한" 더위 스트레스에 노출되어 있고, 돼지들은 여름과 초가을 5개월 동안 하루에 한 번 이상 노출되고 있습니다.반추동물석쇠는 겨울 동안 매일 극심한 열 스트레스에 노출되는 것을 피합니다.지구 온난화의 1.5°C(2.7°F)에서도 "매우 심각한" 열 스트레스는 반추동물고기 굽는 사람들에게 일상적인 사건이 될 것으로 예상됩니다.2°C(3.6°F)까지 더 긴 시간 동안 느낄 수 있을 것이고, 광범위한 냉각 시스템은 카리브해의 가축 생산에 필수적인 것이 될 것입니다.2.5°C(4.5°F)에서 층암탉만이 겨울 동안 매일 "매우 심각한" 열 스트레스에 노출되는 것을 피할 수 있습니다.[44]

가축의 체온이 정상보다 3~4°C(5.4~7.2°F) 높아지면, 이것은 곧 " 뇌졸중, 열탈진, 열실신, 열경련, 그리고 궁극적으로 장기 기능 장애"로 이어집니다.가축 폐사율은 폭염 기간뿐만 아니라 1년 중 가장 더운 달에 더 높은 것으로 이미 알려져 있습니다.예를 들어, 2003년 유럽의 폭염 동안, 수천 마리의 돼지, 가금류, 토끼들이 프랑스의 BrittanyPay-de-la-Loire 지역에서만 죽었습니다.[43]

농업용수 가용도 및 신뢰도 변화

미래의 온난화는 폭우의 강도를 지속적으로 증가시킬 것으로 예상되지만, 또한 증발을 통해 수초가 손실되는 양을 지속적으로 증가시킬 것입니다.[45]이 효과는 CO2 수정 효과에 의해 상쇄되지만, 2020-2023년 아프리카의 가뭄[3] 같은 현상을 피하기에는 충분하지 않습니다.

가뭄홍수 모두 농작물 수확량 감소의 원인이 되고 있습니다.평균적으로 기후 변화는 대기 중에 포함된 물의 양을 1°C(1.8°F)마다 7%씩 증가시켜 강수량을 증가시킵니다.[46][47]그러나, 이러한 강수량의 증가는 공간에 균등하게 분포되지 않습니다(대기 순환 패턴은 이미 다른 지역이 다른 양의 강우량을 받게 합니다). 홍수를 일으킬 가능성이 있는 폭우는 더 자주 발생합니다.이는 중거리 기후변화 시나리오[48][49]SSP2-4.5에서는 전 세계적으로 강수 현상이 11.5% 더 커지지만 그 사이의 시간은 평균 5.1% 증가할 것임을 의미합니다.최대 배출량 시나리오 SSP5-8.5에서는 이벤트의 크기가 18.5% 증가하고 이벤트 간 지속 시간이 9.6% 증가합니다.동시에 증발을 통한 식물에 의한 수분 손실은 기온 상승으로 인해 거의 모든 곳에서 증가할 것입니다.[45]CO2 수정 효과는 또한 식물에 의한 그러한 손실을 감소시키지만, 어떤 효과가 지배적이 될 지역의 기후에 따라 달라집니다.와 같이, 2020-2023년 아프리카의 뿔 가뭄은 주로 지속적인 낮은 강우량의 영향을 악화시키는 증발량의 큰 증가에 기인하며, 이는 산업화 이전의 더 시원해진 기후에서 더 관리하기 쉬웠을 것입니다.[3]

전체적으로, 이것은 기후 변화 때문에 가뭄이 평균적으로 더 자주 발생하고 있다는 것을 의미합니다.아프리카, 남유럽, 중동, 대부분의 아메리카, 호주, 남아시아, 동남아시아는 전세계적인 강수량 증가에도 불구하고 가뭄이 더 자주 일어나고 더 심해질 것으로 예상되는 지역입니다.[50]가뭄 대란지구상의 강수, 증발과 토양의 습기, 그리고 이러한 영향은 물에 대한 수요 증가에 박차를 가하는 인구 증가도시 확장에 의해 악화될 수 있습니다.[53]궁극적인 결과는 물 부족으로 농작물의 실패와 가축을 위한 목초지 방목지의 상실을 초래하고 [54]개발도상국의 기존 빈곤을 악화시키며 영양실조와 잠재적 기근으로 이어집니다.[55][35]

20세기 이후 힌두쿠시 히말라야 지역에서 관측된 빙하 질량 [56]감소

농작물의 관개는 국지적인 냉각을 통해 강우량 감소와 기온 상승에 대한 영향을 줄이거나 심지어 제거할 수 있습니다.그러나 관개를 위해 수자원을 사용하는 것은 단점이 있고 비용이 많이 듭니다.[33]또한 일부 관개 용수 공급원은 신뢰성이 떨어질 수 있습니다.여기에는 1850년 이후 이미 빙하가 후퇴하는 현상이 관찰되고 있기 때문에 여름 동안 빙하의 물 유출로 인한 관개가 포함되며, 이는 계속되어 빙하의 얼음이 고갈되고 유출이 줄거나 완전히 사라질 것으로 예상됩니다.[57]아시아에서는 1.5°C (2.7°F)의 지구 온난화로 아시아의 높은 산들의 얼음 덩어리가 약 29-43% 감소할 것입니다.[58] 히말라야 강의 배수 분지에는 약 24억 명의 사람들이 살고 있습니다.[59]인도에서만 갠지스 강은 5억 명 이상의 사람들에게 식수와 농사를 제공합니다.[60][61]인더스강 유역에서, 이러한 산지 수자원은 몬순기 이외의 관개의 최대 60%를 차지하고, 전체 작물 생산량의 11%를 추가로 차지합니다.[9]기후 변화가 물의 순환에 미치는 영향은 유역의 가장 서쪽을 제외한 모든 지역에서 강수량을 상당히 증가시킬 것으로 예상되기 때문에 빙하의 손실은 상쇄될 것으로 예상됩니다. 그러나 이 지역의 농업은 어느 때보다 몬순에 신뢰성이 높아질 것입니다.그리고 수력발전은 예측가능성과 신뢰성이 떨어지게 됩니다.[62][56][63]

대기 중 CO와2 메탄의 증가로 인한 식물에 미치는 영향

대기 중 이산화탄소의 상승은 식물에 다양한 방식으로 영향을 미칩니다.CO2 상승은 광합성 속도의 증가를 통해 작물의 수확량과 성장을 증가시키고, 또한 기공 폐쇄로 인한 수분 손실을 감소시킵니다.[64]

상단: 다양한 영역에서 CO로 인한 식물 생장 이득의 정도(빨간색=더 긍정적인 영향).바닥: 지상 생물의 주요 유형에 미치는 영향: 상록활엽수림(EBFs), 기타림(OF), 짧은 목본식물(SW), 초원(GRA), 경작지(CRO),[65] C4 탄소고정 식물 및 전체.

CO2 수정 효과 또는 탄소 수정 효과는 식물에서 잎의 생성을 제한하면서 광합성의 비율을 증가시킵니다.두 과정 모두 대기이산화탄소(CO2)의 증가로 인해 발생합니다.[66][67]탄소 수정 효과는 식물의 종, 공기와 토양의 온도, 그리고 물과 영양분의 이용가능성에 따라 달라집니다.[68][69]1차 생산성(NPP)은 탄소 수정 효과에 긍정적으로 반응할 수 있습니다.[70]그러나, CO2 수정으로 인한 식물의 광합성 속도의 향상이 모든 식물의 성장을 직접적으로 향상시키지는 않는다는 증거가 있습니다. 따라서 탄소 저장이 증가합니다.[68]탄소 수정 효과는 2000년대 이후 총 1차 생산성(GPP) 44% 증가의 원인으로 보고되고 있습니다.[65]지구 시스템 모델(Earth System Model), 토지 시스템 모델(Land System Model) 및 동적 지구 식생 모델(Dynamic Global Vegetation Model)은 대기 CO의 증가2 수준과 관련된 식생 동향을 조사하고 해석하는 데 사용됩니다.[68][71]그러나 CO2 수정 효과와 관련된 생태계 프로세스는 여전히 불확실하기 때문에 모델링하기가 어렵습니다.[72][73]

지상 생태계는 대기 중 CO2 농도를 감소시키고 기후 변화 효과를 부분적으로 완화시킵니다.[74]탄소 수정 효과에 대한 식물의 반응은 대기 CO에2 대한 증가하는 인위적인 영향으로 인해 다음 세기 동안 대기 CO2 농도를 크게 감소시키지 않을 것으로 보입니다.[67][68][75][76]지구의 초목지는 1980년대[77] 초부터 대기 중 이산화탄소의2 증가로 인해 상당한 녹화를 보여왔습니다.[78][79][80][81]

CO2 수정으로 인한 수확량 증가

2007년 IPCC가 추정한 바와 같이 CO2 수정(회색)은 부재(검은색)에 비해 농업 생산성에 대한 상당히 낮은 누적 영향을 초래합니다.[82]

1993년 과학적 온실 연구 검토에 따르면 CO2 농도가 두 배로 증가하면 156종의 식물 종의 성장이 평균 37% 증가할 것이라고 합니다.반응은 종에 따라 크게 달라졌는데, 일부는 훨씬 더 큰 이득을 보였고 일부는 손실을 보였습니다.예를 들어, 1979년 온실 연구에 따르면 CO2 농도가 두 배로 증가하면 40일 된 목화 식물의 건조 중량은 두 배로 증가했지만 30일 된 옥수수 식물의 건조 중량은 20%[83][84] 증가하는 데 그쳤습니다.

온실 연구 외에도 현장 및 위성 측정에서는 보다 자연 환경에서의 CO 증가 효과를2 파악하고자 합니다.자유 공기 이산화탄소 농축(FACE) 실험에서 공장은 현장에서 성장하고 주변 공기의 CO2 농도는 인위적으로 상승합니다.이러한 실험은 일반적으로 온실 연구보다 낮은 CO2 수준을 사용합니다.그들은 온실 연구보다 성장률이 낮은 것으로 나타났으며, 그 증가는 연구 중인 종에 크게 의존하고 있습니다.2005년 475–600 ppm의 12개 실험을 검토한 결과 작물 수확량이 평균 17% 증가한 것으로 나타났으며 콩류는 일반적으로 다른 종보다 더 큰 반응을 보였고 C4 식물은 일반적으로 더 적게 나타났습니다.또한 검토는 실험들이 각각의 한계를 가지고 있다는 것을 명시했습니다.연구된 CO2 수치는 더 낮았고, 대부분의 실험은 온대 지역에서 수행되었습니다.[85]위성 측정 결과 지난 35년 동안 지구 식물 면적의 25%에서 50%까지 증가하는 잎 면적 지수가 발견되었으며(즉, 지구의 녹화), 긍정적인 CO2 수정 효과에 대한 증거를 제공했습니다.[86][87]

농작물 영양가 하락

CO2 농도가 상승한 작물 전체에 걸친 미세영양소 밀도의 평균 감소, 메타분석을 통한 여러 연구에서 재구성.[88]이 수치의 상승된 농도인 689ppm은 현재보다 50% 이상 높지만, '중거리' 기후변화 상황에서는 접근할 수 있을 것으로 예상되며, 고배출량에서는 추월할 것으로 보입니다.[89]

대기 의 이산화탄소의 변화는 일부 작물의 영양의 질을 감소시킬지도 모릅니다. 예를 들어 밀은 단백질이 적고 미네랄이 적습니다.[90]: 439 [91]C3 식물(예: 밀, 귀리, 쌀)의 영양 품질은 특히 위험합니다: 단백질뿐만 아니라 미네랄(예: 아연 및 철)의 낮은 수준이 예상됩니다.[5]: 1379 식량작물은 일반 식량작물의 단백질, 철분, 아연 함량이 3~17%[92] 감소할 수 있습니다.이것은 예상되는 대기 중 이산화탄소 수치인 2050년에서 재배된 음식의 예상 결과입니다.저자들은 UN 식량 농업 기구와 다른 공공 자료의 데이터를 사용하여 , , 옥수수, 채소, 뿌리 그리고 과일과 같은 225개의 다른 주식을 분석했습니다.[93]

대기 중 이산화탄소의 증가된 수준이 식물의 영양 품질에 미치는 영향은 위에 언급된 작물 분류 및 영양분에만 국한되지 않습니다.2014년 메타 분석에 따르면 다양한 위도에서 이산화탄소 수치의 상승에 노출된 농작물과 야생 식물은 마그네슘, 철, 아연, 칼륨과 같은 여러 미네랄의 밀도가 더 낮습니다.[88]

Free-Air Concentration Enrichment를 사용한 연구들은 또한 CO의2 증가가 쌀의 B 비타민 감소를 [94][88]포함하여 인간의 영양에 부정적인 결과를 가져오는 작물 및 비작물 식물의 미세영양소의 농도 감소로 이어진다는 것을 보여주었습니다.[95][96]초식동물이 같은 양의 단백질을 얻기 위해 더 많은 음식을 먹어야 하기 때문에 이것은 생태계의 다른 부분에 연쇄적인 영향을 미칠 수 있습니다.[97]

경험적 증거는 CO의2 수준이 증가하면 식물 조직에서 많은 미네랄의 농도가 낮아진다는 것을 보여줍니다.CO2 농도가 두 배로 증가하면 평균적으로 광물 농도가 8% 감소합니다.[88]농작물의 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 철, 아연 그리고 다른 미네랄의 감소는 인간 영양의 질을 악화시킬 수 있습니다.연구원들은 21세기 후반에 예상되는 이산화탄소2 수치가 밀, 쌀, 완두콩, 콩의 아연, 철분, 그리고 단백질의 수치를 감소시킬 것이라고 보고했습니다.약 20억 명의 사람들이 시민들이 아연과 철의 60% 이상을 이러한 종류의 농작물로부터 받는 나라에 살고 있습니다.이러한 영양소의 결핍은 이미 매년 6천 3백만 년의 수명 손실을 야기합니다.[98][99]

광물의 감소와 함께, 식물이 이산화탄소2 조건에서 탄소를 6% 더 포함하고, 질소를 15% 더 포함하고, 인을 9% 더 포함하고, 황을 9% 더 적게 포함하고 있다는 증거가 있습니다.탄소의 증가는 대부분 식물에서 구조적인 역할이 없는 탄수화물, 즉 사람이 소화할 수 있고 칼로리를 제공하는 전분과 단당류에 기인합니다.질소의 감소는 단백질 함량의 감소로 직결됩니다.결과적으로, CO가2 높을수록 공장의 미세영양소가 감소할 뿐만 아니라, 대영양소 조합의 품질도 저하됩니다.[88]

지표면 오존 피해 증가

인위적인 메탄 배출은 메탄의 높은 지구 온난화 잠재력으로 인해 온난화에 상당한 기여를 합니다.동시에 메탄은 대기 오염 물질인 오존 표면의 전구체 역할도 합니다.그것의 효과는 생리학적 기능을 저하시키고 따라서 농작물의 수확량과 질을 낮추는 것을 포함합니다.[5]: 732 메탄 수준에 이어 대류권 오존 수준은 "19세기 후반 이후 크게 증가"했으며,[5]: 732 2016년 추정에 따르면 주요 작물 4종(이후 섹션 참조)은 오존 증가로 인한 비기후 변화 시나리오에 비해 5±1.5%의 수확량 손실을 경험했으며, 이는 오존으로 인한 부정적 영향의 거의 절반에 해당합니다.기후 변화의 영향(10.9±3.2%), CO2 수정 효과의 대부분(6.5±1.[5]: 724 0%)을 상쇄합니다.

농경지의 면적과 질적 변화

미국 해안을 따라 있는 일부 지역은 해수면 아래에 담수정의 절반 이상을 보유하고 있어 바닷물 침투에 취약합니다.[100]

침식 및 토양 비옥도

지난 수십 년간 관측된 따뜻한 대기 온도는 더 극심한 강우 현상을 포함하여 더 강력한 수문 순환으로 이어질 것으로 예상됩니다.침식토양의 퇴화가 발생할 가능성이 더 높습니다.토양의 비옥함 또한 지구 온난화에 영향을 받을 것입니다.인위적 요인으로 인한 농업 경관의 침식 증가는 50년 안에 토양 탄소의 최대 22%의 손실과 함께 발생할 수 있습니다.[101]

기후 변화는 또한 토양을 따뜻하게 할 것입니다.는 토양 미생물의 개체수를 40-150%까지 급격하게 증가시킬 수 있습니다.따뜻한 조건은 특정 박테리아 종의 성장을 선호하여 박테리아 공동체 구성을 변화시킬 것입니다.이산화탄소의 상승은 식물과 토양 미생물의 성장 속도를 증가시켜 토양 탄소 순환을 늦추고 부영양소보다 성장 속도가 느리고 자원 효율이 높은 올리고트로프를 선호할 것입니다.[102]

해수면 상승으로 인한 농경지 손실

해수면 상승은 특히 동남아시아와 같은 지역에서 농경지 손실을 초래할 것입니다.[103]해수면 상승으로 인한 침식, 해안선의 침수, 수상염도는 주로 저지대 침수통해 농업에 영향을 미칠 수 있습니다.방글라데시, 인도, 베트남과 같은 저지대는 금세기 말까지 해수면이 예상대로 상승하면 쌀 수확량이 크게 감소할 것입니다.예를 들어, 베트남은 모내기를 위해 메콩 삼각주가 있는 남단에 크게 의존하고 있습니다.해수면이 1미터 상승하면 베트남의 논 평방 킬로미터를 덮을 것입니다.[104]

단순히 농경지가 침수되는 것 외에도 해수면 상승은 담수 우물염수 침입을 유발할 수 있으며, 특히 담수가 이미 해수면 아래에 있다면 더욱 그렇습니다.일단 소금물의 농도가 2-3%를 초과하면 우물은 사용할 수 없게 됩니다.특히 미국 해안선의 약 15%를 따라 있는 지역은 이미 해수면 아래 지역 지하수의 대부분을 보유하고 있습니다.[100]

잠재적 경작지의 해빙

기후 변화는 얼은 땅의 양을 줄임으로써 경작지의 양을 증가시킬 수 있습니다.2005년의 한 연구는 시베리아의 기온이 1960년 이래로 평균 섭씨 3도 상승했다고 보고했습니다.[105][needs update] (세계의 다른 지역보다)그러나 지구 온난화가 러시아 농업에[106] 미치는 영향에 대한 보고서는 서로 상충될 수 있는 영향을 나타내고 있습니다. 그들은 농경지의 북쪽 확장을 기대하는 반면,[107] 생산성 감소와 가뭄의 위험 증가에 대해서도 경고하고 있습니다.[108][needs update]

북극 지역은 농업과 임업의 기회 증가로 이익을 얻을 것으로 예상됩니다.[109]

곤충, 식물병, 잡초의 반응

기후 변화는 , 콩, 옥수수와 같은 주요 작물을 포함한 농작물 수확량을 감소시킬 가능성이 있는 해충, 식물 질병잡초 분포를 변화시킬 것입니다.[110]따뜻한 기온은 곤충 개체군의 신진대사율과 번식 주기를 증가시킬 수 있습니다.[110]역사적으로, 겨울추운 온도곤충, 박테리아 그리고 곰팡이를 죽일 것입니다.따뜻해지고 습한 겨울은 밀 녹(줄무늬와 갈색/잎)과 녹과 같은 곰팡이 식물 질병이 북쪽으로 이동하는 것을 촉진하고 있습니다.[111]홍수와 폭우의 발생은 또한 다양한 다른 식물 해충과 질병의 성장을 촉진합니다.[112]

곤충의 수분 및 해충

2014년 마다가스카르사트로칼라 근처에 메뚜기떼가 모여듭니다.

기후 변화는 많은 곤충들에게 부정적인 영향을 미칠 것으로 예상되어, 그들의 종 분포를 크게 감소시키고 따라서 그들의 멸종 위험을 증가시킵니다.[113]농업 생산량의 약 9%가 곤충 수분에 어떤 식으로든 의존하고 있으며,[114] 일부 꽃가루 매개체 종들도 악영향을 받고 있는데, 야생 호박벌은 최근 온난화에 특히 취약한 것으로 알려져 있습니다.[115][116]

동시에, 곤충은 가장 다양한 동물 분류군이고, 주목할 만한 농업 해충과 질병 벡터를 포함한 몇몇 종들은 이러한 변화로부터 이익을 얻을 것입니다.[111]기존에 1년에 번식주기가 2회에 불과했던 곤충들은 따뜻한 성장기가 길어지면서 개체수가 급증하면 추가적인 번식주기를 얻을 수 있습니다.온대지방과 위도가 높은 지역은 곤충 개체수에 있어서 극적인 변화를 경험할 가능성이 더 높습니다.[117] 예를 들어, 캐나다 브리티시 컬럼비아 주의 마운틴 소나무 딱정벌레 전염병은 수백만 그루의 소나무를 죽였는데, 부분적으로 겨울이 자라나는 딱정벌레의 유충을 늦추거나 죽일 만큼 충분히 춥지 않았기 때문이었습니다.[35]마찬가지로, 감자 덩이줄기 나방콜로라도 감자 딱정벌레는 현재 그들에게 너무 추운 지역으로 퍼져나갈 것으로 예측됩니다.[118]

게다가, 기후 변화가 물의 순환에 미치는 영향은 종종 우기와 가뭄 계절 모두 더 강렬해질 것을 의미합니다.어떤 곤충 종은 그러한 조건의 변화를 더 잘 이용할 수 있기 때문에 더 빨리 번식할 것입니다.[119]진딧물흰파리와 같은 특정한 해충을 포함합니다: 비슷하게, 메뚜기 떼는 결과적으로 더 많은 피해를 입힐 수도 있습니다.[35]주목할 만한 예는 수십 년 만에 최악으로 여겨지는 동아프리카를 중심으로 한 2019-2022년의 메뚜기떼 감염입니다.[120][121]

가을철 군충인 Spodoptera galfisperda는 매우 침습적인 식물 해충으로 농작물, 특히 옥수수에 막대한 피해를 줄 수 있습니다.최근 몇 년간 사하라 사막 이남의 아프리카 국가들로 퍼져나갔고, 이 확산은 기후 변화와 관련이 있습니다.이러한 고도로 침입하는 농작물 해충은 다양한 환경에 적응할 수 있는 능력이 크기 때문에 지구의 다른 지역으로 확산될 것으로 예상됩니다.[4]

침습성 식물종(잡초)

기후 변화, 토지 이용 변화 및 침입종이 생태 시스템에 미치는 영향에 대한 장기적인 연구를 위한 대륙 규모의 연구 플랫폼(미국 버지니아주 Front Royal의 연구 사이트)

변화하는 기후는 대부분의 농장이 단일 작물로 구성된 것보다 생물학적으로 다양한 잡초를 선호할 수 있습니다.[112]잡초의 유전적 다양성, 교배 능력, 빠른 생장 속도 등의 특성은 대부분의 농장의 균일한 작물에 비해 쉽게 적응할 수 있고 생물학적 이점을 제공하기 때문에 기후 변화에 유리합니다.[35]

잡초도 재배 작물과 같은 주기의 가속화를 거치며 CO2 수정의 혜택도 받을 수 있습니다.대부분의 잡초가 C3 식물이기 때문에 옥수수 등 C4 작물과 지금보다 훨씬 더 경쟁할 가능성이 높습니다.[122]이산화탄소2 수치의 증가는 제초제에 대한 잡초의 내성을 증가시켜 잡초의 효율성을 감소시킬 것으로 예상됩니다.[112]그러나, 이것은 온도가 상승하여 효과가 상승하는 것으로 대응될 수 있습니다.[122]

식물병원체

현재, 병원균은 전세계 수확량의 10-16%의 손실을 가져오며, 식물들이 해충과 병원균에 노출될 위험이 계속 증가함에 따라 이 수준은 증가할 가능성이 있습니다.[123]기후 변화가 농작물에 영향을 미칠 수 있는 식물 병원체의 발달 단계를 바꿀 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다.여기에는 더 높은 온도에서 더 빨리 자라고 번식하기 때문에 감자 흑다리병과 관련된 여러 병원균(예: 케야)이 포함됩니다.[124]온난화는 또한 곰팡이 독소를 생산하는 곰팡이와 살모넬라균과 같은 박테리아로 인한 식품 안전 문제와 식품 부패를 증가시킬 것으로 예상됩니다.[125]

기후 변화로 인해 일부 지역에서 강우량이 증가하여 대기 습도가 증가하고 우기가 지속될 것입니다.더 높은 온도와 결합하여, 이러한 조건은 늦은 암과 같은 진균성 질병이나 [126]갑작스러운 홍수를 통해 더 쉽게 퍼질 수 있는 랄스토니아 솔라나세룸과 같은 박테리아 감염의 발생을 선호할 수 있습니다.[118]

기후 변화는 병원체와 숙주 상호작용, 특히 병원체 감염률과 숙주 식물의 저항을 변화시킬 수 있습니다.[127]또한 식물 질병의 영향을 받는 것은 이미 질병에 걸린 농작물을 치료하고 관리하는 것뿐만 아니라 수익을 적게 낼 수 있는 다양한 식물을 재배하는 것과 관련된 경제적 비용입니다.[128]예를 들어, 콩 녹은 해로운 식물 병원체인데, 수 일 내에 전 밭을 죽일 수 있고, 농부들을 황폐화시키고 수십억 달러의 농업 손실을 입힐 수 있습니다.[35]기후변화로 인한 기후패턴과 기온의 변화는 숙주가 더 유리한 조건을 가진 지역으로 이동함에 따라 식물병원체의 분산을 초래합니다.이것은 질병으로 인한 농작물 손실을 증가시킵니다.[125][111]예를 들어, 진딧물은 많은 감자 바이러스의 벡터 역할을 하며 온도가 상승하여 더 많이 퍼질 수 있습니다.[129]

농작물 수확량에 미치는 영향

관측된 영향

이미 관측된 기후변화가 주요 작물 4종의 생산에 미치는 영향.[130]

2022년 IPCC 6차 평가 보고서에 따르면, 비록 지역적인 차이가 있지만, 지금까지의 기후 변화는 농작물 수확량과 농작물의 질에 주로 부정적인 영향을 남겼다는 높은 확신이 있습니다. [5]: 724 저위도 지역(마이즈 및 밀)의 일부 농작물에 더 많은 부정적인 영향이 관찰되었습니다.기후 변화의 긍정적인 영향은 고위도의 일부 작물(maize, 밀, 사탕무)에서 관찰되었습니다.즉, 1981년에서 2008년 사이에 지구 온난화는 특히 열대 지역의 밀 수확량에 부정적인 영향을 미쳤으며, 평균 지구 수확량은 5.5%[132] 감소했습니다.2019년의 한 연구는 10개 작물(마이즈, , , , 보리, 카사바, 오일 팜, 유채, 수수사탕수수)에 대해 전 세계적으로 ~20,000개의 정치 단위를 추적하여 공간 해상도와 이전에 연구된 것보다 더 많은 작물 수에 대해 더 많은 세부 정보를 제공했습니다.[130]유럽, 사하라 사막 이남 아프리카 및 호주 전역의 농작물 수확량은 기후 변화(2004-2008년 평균 데이터의 기준치와 비교)로 인해 전반적으로 감소한 것으로 나타났습니다.지구의 기후변화가 기후추세와 다른 작물의 수확량에 미치는 영향은 -13.4%(오일팜)~3.5%(콩)로 다양했습니다.이 연구는 또한 라틴 아메리카에서 영향이 대체로 긍정적이라는 것을 보여주었습니다.아시아와 북중미의 영향은 서로 엇갈리고 있습니다.[130]

녹색 혁명이 1960년 이래로 토지 면적당 전체 작물 생산량의 250%에서 300%의 성장을 보장했지만,[5]: 727 [133] 같은 기간 동안 주요 작물 수확량에 대한 기후 변화의 역작용이 없었다면 이러한 성장은 훨씬 더 컸을 것으로 생각됩니다.1961년에서 2021년 사이에 기후 변화와 씨름하지 않았더라면 세계 농업 생산성은 실제보다 21% 더 커질 수 있었습니다.이러한 부족은 취약한 인구식량 안보에 가장 큰 영향을 미쳤을 것입니다:[5]: 724 2019년의 한 연구는 기후 변화가 이미 많은 식량 불안정 국가에서 식량 불안의 위험을 증가시켰다는 것을 보여주었습니다.[130]호주와 같은 선진국에서도 기후변화와 관련된 극단적인 날씨는 과일, 채소, 축산 분야와 이에 의존하는 농촌 지역사회에 주요한 영향을 미칠 뿐만 아니라 공급망 붕괴를 통해 광범위한 연쇄적인 파급효과를 유발하는 것으로 밝혀졌습니다.[134]

1961년에서 1985년 사이에 개발도상국에서 곡물 생산량은 두 배 이상 증가했는데, 이는 주로 관개, 비료 및 종자 품종의 개발에 기인합니다.[135]더 이상의 과학적/기술적 발전이 이루어지지 않고 있는 상황에서도 기존의 많은 발전이 균등하게 분배되지 못하였으며, 선진국에서 개발도상국으로의 확산은 자체적으로 어느 정도의 발전을 견인할 것으로 예상됩니다.게다가, 농업 확장은 최근 몇 년 동안 둔화되었지만, 파리 협정과 일치하는 가장 낙관적인 기후 변화 시나리오를 제외하고는 전 세계 식량 공급을 유지하기 위해 이러한 추세는 미래에 역전될 것이라는 전망이 우세합니다.[136][89]

일반수익률투영

2003년에서 2080년 사이에 기후변화가 농업 수확량에 미치는 영향을 예측한 지도(2007년 자료).[82]

2007년 IPCC 제4차 평가 보고서는 지구 평균 온난화의 약 3°C(5.4°F)까지 지구 생산 잠재력이 증가할 것이라고 제시했습니다.고위도 지역의 곡물 생산성 증가가 저위도 지역의 감소를 능가하고 21세기 전반에 비를 공급하는 농업의 전세계 총 수확량이 5-20% 증가할 것이기 때문입니다.이 수준을 초과하는 온난화는 전 세계적으로 수확량이 감소할 가능성이 매우 높습니다.[137][138]: 14–15 그 이후로, 후속 보고서들은 전세계 생산 가능성에 대해 더 부정적이었습니다.[5]

미국 국립 연구 위원회는 2011년 기후 변화가 농작물 수확량에 미치는 영향에 대한 문헌을 평가하고 주요 농작물에 대한 중심 추정치를 제공했습니다.[31]: 160 2014년 메타 분석에서는 금세기 후반에 수확량이 감소하고 온대 지역보다 열대 지역에서 더 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다는 의견이 일치했습니다.[139]

4대 작물 수확량에 미치는 영향

기후변화가 가장 중요한 작물에 미치는 영향에 대한 미국 국립연구위원회의 예측.[31]: Figure 5.1

농작물이 많지만 모두 똑같이 중요한 것은 아닙니다.대부분의 기후 변화 평가는 동물 사료(콩의 주요 목적)로서 직간접적으로 소비되는 옥수수, , , 콩 "4대 작물"에 초점을 맞추고 있습니다.이 세 가지 시리얼은 전체 인체 칼로리 섭취량의 절반을 차지하며 콩과 함께 3분의 2를 차지합니다.[140][10]이 농작물들의 미래 수확량을 예측하기 위해 다양한 방법들이 사용되어 왔고, 2019년까지 온난화가 네 가지 작물의 총 감소로 이어질 것이라는 데 의견이 일치했습니다.옥수수와 은 온난화와 함께 감소하는 반면 쌀과 밀의 생산량은 온난화의 3°C(5.4°F)에서 최고조에 이를 수 있습니다.[90]: 453

2021년에 21개 기후 모델의 앙상블을 사용한 논문은 당시 사용된 가장 강력한 기후 변화 시나리오RCP8.5에서 2050년경 이 4개 작물의 세계 수확량이 3-12% 감소하고 2100년까지 11-25% 감소할 것으로 추정했습니다.손실은 현재 주요 농산물 생산자와 수출자들에게 집중되었습니다.예를 들어 2050년이 되더라도 호주, 브라질, 남아프리카, 중국 남동부, 남유럽미국의 일부 농업 지역은 대부분 옥수수와 콩의 생산 손실이 25%[141]를 초과할 것입니다.유사한 연구 결과 - 일부 주요 "빵 바구니"가 2040년 이전에 기후 변화의 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 보기 시작할 것이라는 것이 같은 해의 또 다른 연구에서 밝혀졌습니다.[142]RCP8.5는 감축 노력 없이 배출량을 지속적으로 증가시키는 최악의 시나리오이기 때문에 종종 비현실적인 것으로 [143]간주되며 세기 말까지 거의 3°C(5.4°F)에 가까운 강도의 RCP4.5 시나리오를 제공합니다.파리협정의 목표를 훨씬 초과하는)는 현재의 궤도에 더 적합한 것으로 여겨집니다.[48][49]

옥수수

우간다옥수수 농사는 우간다의 기후 변화로 악화폭염가뭄으로 인해 더욱 어려워지고 있습니다.

4개 작물 중 옥수수가 온난화에 가장 취약한 것으로 간주되며, 한 메타 분석에서는 지구 온난화의 1°C(1.8°F)마다 옥수수 수확량이 7.4%[10] 감소한다고 결론을 내렸습니다.

또한 C4 탄소 고정 공장으로, CO2 수치의 증가로 인한 이점을 거의 느끼지 못합니다.[8]2021년에 최신 지구 시스템 모델과 전용 농업 작물 모델의 통합 생산량을 비교한 모델링 실험 결과가 발표되었을 때, 가장 주목할 만한 새로운 발견은 예상되는 옥수수의 세계 수확량의 상당한 감소였습니다.이전 세대는 낮은 온난화 시나리오 하에서 옥수수 생산성이 세기 말까지 약 5% 증가할 것이라고 제안했지만, 최근 세대는 동등한 시나리오인 SSP1-2.6 하에서 6% 감소를 보였습니다.배출량이 많은 SSP5-8.5 하에서는 앞서 1% 증가를 제시했던 것과 달리 2100년까지 전 세계적으로 24% 감소했습니다.[142]

베트남 칸토 빈투이 지역의 가뭄 피해로 어려움을 겪고 있는 논.
전세계 쌀 생산량은 다른 어떤 식물성 식품보다 총 온실가스 배출량(GHG)을 더 많이 차지합니다.[144]2021년에는 농업용 메탄 배출의 30%, 농업용 아산화질소 배출의 11%를 담당할 것으로 추정되었습니다.[145]메탄 배출은 장기간의 논 범람으로 인해 토양이 대기 산소를 흡수하지 못하게 되는데, 이는 토양 속 유기물의 혐기성 발효를 유발하는 과정입니다.[146]2021년 연구에서는 2010년 쌀이 총 470억 톤 [144]중 20억 톤의 인위적인 온실가스를 기여한 것으로 추정했습니다.[147]이 연구는 생산, 운송, 소비를 포함한 전체 라이프사이클의 온실가스 배출량을 합산하고 다양한 식품의 전 세계 총계를 비교했습니다.[148]쌀값은 쇠고기값의 절반 수준이었습니다.[144]

연구에 따르면 온도 변화는 지구 온난화의 1°C(1.8°F)마다 지구 쌀 수확량을 3.2% 감소시키는 것으로 나타났습니다.[10]강수량의 변화, CO2 수정 효과, 그리고 다른 요인들을 고려해야 할 때 예상은 더 복잡해집니다: 예를 들어, 동아시아의 쌀 성장에 대한 기후 영향은 지금까지 순 긍정적이었지만,[5]: 728 2023년 연구는 세기 말까지,중국은 극심한 강우량 증가만으로도 쌀 수확량의 최대 8%를 잃을 수 있습니다.[30]2021년 기준, 가장 발전된 기후와 농업 모델의 쌀 수확량에 대한 세계적인 예측은 밀과 옥수수에 대한 예측보다 일관성이 낮았고 명확한 통계적 유의성 있는 추세를 식별할 수 없었습니다.[142]

2016년 폭우의 영향을 받았던 헝가리의 밀밭.

기후 변화가 를 맞은 밀에 미치는 영향은 지역과 지역 기후 조건에 따라 다를 것입니다.다양한 기후 조건이 존재하기 때문에 기온과 강우량의 변화를 둘러싼 이란의 연구는 세계 여러 지역에서 대표적입니다.그들은 온대에서 고온 건조, 저온 반 건조에 이르기까지 다양합니다.온도가 최대 2.5°C(4.5°F) 증가하고 강우량이 최대 25% 감소하는 것을 기준으로 한 시나리오는 밀 곡물 수확량 손실이 상당할 수 있음을 보여줍니다.온대 지역에서는 손실이 45%, 고온 건조 지역에서는 50% 이상이 발생할 수 있습니다.그러나 추운 반건조 지역에서는 수확량이 다소 증가할 수 있습니다(약 15%).씨앗 심기 날짜를 중심으로 한 가장 유망한 센터와의 적응 전략.11월부터 1월까지의 늦은 식재는 강우의 계절성으로 인해 수확량에 상당한 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.[149]그러나 이 실험들은 CO2 증가의 영향을 고려하지 않았습니다.

전 세계적으로 온도 변화만으로도 지구 온난화가 1°C(1.8°F)당 연간 밀 수확량이 6% 감소할 것으로 예상됩니다.[10]그러나 강수와 CO2 수정 효과와 같은 다른 요소들은 밀 수확량에 훨씬 더 많은 이득을 줍니다.2021년 11월, 최신 지구 시스템 모델과 전용 농업 작물 모델의 복합 생산량을 비교한 모델링 실험 결과가 발표되었습니다.특히 온난화가 심할 때 옥수수의 미래 세계 수확량이 지속적으로 감소할 것으로 예상했지만 밀 수확량은 그 반대였습니다.이전 세대의 모델들이 고배출 시나리오 하에서 2100년까지 전 세계 밀 수확량을 9% 증가시킬 것을 제안했을 때, 업데이트된 결과는 가장 따뜻한 SSP5-8.5 시나리오 하에서 18%[142] 증가할 것임을 나타냅니다.

흔히 붉은띠 구취벌레로 알려진 피에조도루스 길디니는 기후변화에 대응하여 더 확산되고 더 많은 피해를 줄 것으로 예상되는 대표적인 콩 해충입니다.

연구에 따르면 이산화탄소2 수치가 높아지면 잎의 영양가가 낮아지기 때문에 식물을 먹는 딱정벌레는 필요한 영양분을 얻기 위해 더 많이 먹어야 합니다.[35]게다가, 콩은 높은 이산화탄소2 아래에서 포식성 곤충들로부터 자신들을 방어하는 능력이 떨어집니다.이산화탄소는2 식물이 공격을 받고 있다는 것을 감지했을 때 배설되는 곤충을 죽이는 독인 자스모닉산의 생성을 감소시킵니다.이 보호가 없으면 딱정벌레는 콩잎을 자유롭게 먹을 수 있고, 결과적으로 수확량이 줄어듭니다.[35]이것은 콩만의 문제가 아니며, 많은 식물 종들의 방어 메커니즘은 높은 CO2 환경에서 손상됩니다.[123]

연구에 따르면 온도 변화는 지구 온난화가 일어날 때마다 지구 콩 수확량을 3.1% 감소시키는 것으로 나타났습니다.[10]강수량의 변화, CO2 수정 효과 및 기타 요인을 고려해야 할 경우 이러한 예측은 더욱 복잡해집니다. 2021년 기준,가장 발전된 기후와 농업 모델로부터 대두 수확량에 대한 세계적인 예측은 옥수수와 밀에 대한 예측과 비교했을 때 강력한 추세를 확립할 수 없었습니다.[142]

타작물

온실가스의 증가로 인한 기후변화는 농작물과 국가에 따라 다를 가능성이 높습니다.[150]

밀레와 수수

에티오피아하이크 호수 해안에 있는 수수밭.

밀레와 수수는 4대 작물만큼 널리 소비되지는 않지만, 많은 아프리카 국가에서 중요한 주식입니다.2022년에 발표된 논문에 따르면 가장 따뜻한 SSP5-8.5 시나리오 하에서 온도와 토양 수분의 변화는 모델에 따라 기장, 수수, 옥수수 및 콩의 총 수확량을 9%에서 32% 사이로 감소시킬 것으로 나타났습니다.특히 이는 기후변화가 물의 순환에 미치는 영향으로 인한 강수량 변화를 간접적으로 설명하기보다는 토양수분을 직접 시뮬레이션한 결과로 저자들은 이전 모델들보다 덜 비관적인 결과를 보였습니다.[151]

렌틸콩(콩 이외)

기후 변화로 인한 아프리카의 가뭄 스트레스는 보통 콩의 영양 질 저하로 이어질 가능성이 높습니다.[152]이것은 주로 가난한 나라의 인구들이 더 많은 음식을 먹거나, 더 다양한 식단을 먹거나, 보충제를 복용함으로써 보상을 덜 받는 데 영향을 미칠 것입니다.

감자

가뭄 [153]상황에 대한 6대 감자 품종의 반응

다른 식물들과 마찬가지로, 감자 식물과 농작물 수확량은 광합성 속도를 증가시키고 따라서 성장을 증가시키고, 기공으로부터의 낮은 증산을 통해 물 소비를 감소시키고, 식용 튜브에 있는 전분 함량을 증가시키는 [154]CO2 수정 효과의 혜택을 받을 것으로 예측됩니다.[155]그러나 감자는 밀과 같은 다른 주요 작물보다 토양수 부족에 더 민감하기 [156]때문에 볼리비아와 같은 국가에서는 최근 몇 십 년 동안 장마가 짧아진 시기에 감자 재배 시기도 짧아졌습니다.[157]예를 들어, 영국에서 가 오는 감자 생산에 적합한 경작지의 양은 적어도 75%[158] 감소할 수 있습니다.이러한 변화는 특히 감자 재배 기간 동안 관개 용수 수요 증가로 이어질 가능성이 높습니다.[155]

감자는 온대지방에서도 가장 잘 자랍니다.[159]결핵의 성장과 수확량은 5-30°C(41-86°F) 밖의 온도 변동에 의해 심각하게 감소될 수 있습니다.[157]30°C(86°F) 이상의 온도는 튜브의 갈색 반점과 같은 생리학적 손상에서부터 성장 둔화, 미숙아 싹트기, 전분 함량 감소에 이르기까지 감자에 다양한 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.[160]이러한 효과는 농작물 수확량과 튜브의 수와 무게를 감소시킬 수 있습니다.결과적으로, 현재 온도가 감자의 온도 범위의 한계에 근접한 지역(예: 사하라 이남 아프리카의 많은 지역)[155]은 미래에 감자 작물 수확량에서 큰 감소를 겪을 것입니다.[159]반면, 낮은 온도는 감자의 성장을 감소시키고 서리 피해의 위험을 가지고 있습니다.[155]고도가 높고 캐나다러시아와 같은 위도가 높은 국가에서는 서리 피해의 위험 때문에 감자의 성장이 현재 제한적이거나 불가능하며, 기온 상승은 잠재적으로 적절한 토지 및/또는 성장 계절을 연장시킬 가능성이 있습니다.[157]

기후 변화는 감자에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 많은 감자 질병과 해충의 분포와 개체수에도 영향을 미칠 것입니다.예를 들어, 늦깎이 병은 일부 지역(: 핀란드)에서는 더 큰 위협이 되고 다른 지역(예: 영국[161])에서는 덜 위협이 될 것으로 예측됩니다. 2011년 1년의 추정치는 사하라 사막 이남 아프리카와 같은 더 더운 지역에서의 감소로 인해 미래의 전세계 감자 수확량이 그 당시보다 18-32% 낮을 것임을 시사합니다.,[118]농부들과 감자 재배자들이 새로운 환경에 적응하지 못하는 한[118].[111]

포도나무(와인생산)

햇볕에 타서 열에 손상된 샤도네 포도.
포도 덩굴은 수확량의 계절적 변화가 32.5%[162]에 달할 정도로 주변 환경에 매우 반응합니다.기후는 포도와 와인 생산의 중요한 조절 요소 중 하나이며,[163] 특정 포도 품종의 특정 지역에 대한 적합성과 생산되는 와인의 종류 및 품질에 영향을 미칩니다.[164][165]와인의 구성은 주로 중생대 기후와 미세 기후에 의존하며, 이것은 고품질의 와인이 생산되기 위해서는 기후-토양-다양성 균형이 유지되어야 한다는 것을 의미합니다.기후-토양-다양성 간의 상호작용은 어떤 경우에는 기후 변화의 영향으로 인해 위협을 받게 될 것입니다.포도의 페놀러지적 변화의 기초가 되는 유전자를 확인하는 것은 미래의 기후 조건에서 특정 품종의 일관된 수확량을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.[166]
기온이 점차 상승하면서 적절한 성장 지역으로 이동하게 될 것입니다.[167]2020년부터 2050년까지 유럽 포도 재배의 북쪽 경계가 10년마다 10~30km(6.2~18.6mi)씩 북쪽으로 이동할 것으로 예상되며, 이 비율은 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.[168]이것은 특정 지역에서 재배되는 새로운 품종에 문을 열어주기 때문에 긍정적이고 부정적인 영향을 미치지만 다른 품종의 적합성을 상실하고 또한 일반적으로 생산 품질과 양을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.[169][167]

가축사육에 미치는 영향

기후 변화가 방목 가축에 미치는 악영향에 가장 취약하고 덜 취약한 것으로 간주되는 국가의 지도.[170]
기후변화가 가축에 미치는 다각적인 [43]영향

기후 변화가 가축 사육에 미치는 영향은 여러 가지가 서로 연관되어 있습니다.이 활동은 온실 가스 배출로 인해 인위적인 기후 변화에 크게 영향을 받기도 하고 상당한 영향을 받기도 합니다.2011년 기준으로 약 4억 명의 사람들이 생계를 유지하기 위해 어떤 방식으로든 가축에 의존했습니다.[41]: 746 이 부문의 상업적 가치는 1조 달러에 육박하는 것으로 추정됩니다.[171]기후 변화는 이미 (2023년 현재) 가축 생산에 다양한 악영향을 초래하고 있습니다.여기에는 가뭄으로 인한 것이든 CO2 수정 효과의 2차적인 영향으로 인한 것이든 동물 사료의 양이나 품질 감소가 포함됩니다.동물성 기생충과 벡터로 인한 질병도 이전보다 더 확산되고 있으며, 이것이 인간 병원체의 확산에 미치는 영향을 추정하는 데 사용되는 것보다 더 우수한 품질임을 나타내는 데이터는 종종 있습니다.[41]

지구 표면 온도가 상승함에 따라, 가장 추운 나라들을 제외한 모든 나라들에서 전반적인 열 스트레스가 상응하게 증가합니다.이러한 열 스트레스는 최악의 경우 완전히 치명적일 수 있으며, 폭염 동안 이미 대량의 가축 사망률이 관찰되었지만, 우유와 같은 제품의 질이 낮은 것부터 라미네이션에 대한 취약성이 증가하거나 심지어 번식이 손상되는 것까지 다양한 치명적인 영향을 미칩니다.지구 온난화가 계속되면서 사료를 재배하는 데 어려움을 겪으면 세기 중반까지 전 세계 가축 사육두수가 7~10% 감소할 수 있습니다.[41]: 748 현재 가축을 지원하는 일부 지역은 세기 말 높은 온난화에도 불구하고 "극심한 더위 스트레스"를 피할 것으로 예상되지만, 다른 지역은 이르면 세기 중반에 적합하지 않을 수도 있습니다.[41]: 750

일반적으로 사하라 사막 이남의 아프리카는 기후 변화가 가축에 미치는 영향으로 인한 식량 안보 충격에 가장 취약한 지역으로 여겨지는데, 이들 국가의 1억 8천만 명 이상이 금세기 중반경에 그들의 범위 지역에 대한 적합성이 크게 떨어질 것으로 예상되기 때문입니다.[41]: 748 반면 일본, 미국, 유럽 국가들은 가장 취약한 국가로 꼽힙니다.이것은 기후가 각국에 미치는 직접적인 영향의 결과인 만큼 인간의 발전 지수와 다른 국가 회복력 측정의 차이와 국가 식단에 대한 목회의 다양한 중요성의 산물입니다.[170]

세계 식량 안보와 영양실조

가지 공유 사회경제적 경로(기준선, SSP2 및 SSP3, 높은 글로벌 경쟁 및 갈등 시나리오) 하에서 평균 식량 가용성(1인당 칼로리 소비량으로 표시), 기아 및 장애 조정 수명에 대한 예상 변화.빨간색과 주황색 선은 미래 배출량의 높고 낮은 강도와 관련 기후 변화를 가정한 SSP3의 예측치를 보여줍니다.[172]

기후 변화가 세계 식량 안보에 어떤 영향을 미칠지에 대한 과학적 이해는 시간이 지남에 따라 발전해 왔습니다.2007년 IPCC 제4차 평가 보고서의 경우, 4개의 주요 SRES 경로를 분석한 결과, 그 중 3개(A1, B1, B2)의 사회경제 발전 추세가 2080년까지 1억-1억 3천만 명으로 감소할 것이라는 중간 신뢰도(약 50% 확실성)[173]를 보였습니다.반면 A2의 추세는 7억 7천만 명의 영양실조를 예상했는데, 이는 동시대(21세기 초)의 ~7억 명과 비슷한 수치입니다.일단 그러한 시나리오에 의해 내포된 기후 변화의 영향을 고려하면, A1, B1, B2 시나리오는 2080년까지 1억-3억 8천만 명의 영양실조(2006년 수준에서 여전히 기아의 주요 감소)를, A2는 7억 4천만-1,300만 명의 영양실조를 보일 것입니다. 비록 이 수치에서 중간 정도의 확실성에 대한 낮은 (20% 확실성) 정도밖에 없었지만 말입니다.[174]사하라 사막 이남의 아프리카는 주로 다양한 사회 경제적 추세로 인해 아시아를 제치고 세계에서 가장 식량이 불안정한 지역이 될 것입니다.[175]

기후변화가 활용도에 미치는 영향을 예측하기 어렵습니다(식료품으로부터 식품을 보호하고, 영양소를 흡수할 수 있을 정도로 건강한 것 등).2016년, 모델 연구에 따르면, 가장 극심한 기후 변화 시나리오는 세기 중반까지 1인당 세계 식량 가용성을 3.2% 감소시킬 것이며, 붉은 육류 소비량은 0.7% 감소하고 과일채소 소비량은 4% 감소할 것이라고 합니다.그 수치에 따르면, 2010년과 2050년 사이에 주로 남아시아와 동아시아에서 529,000명의 사람들이 사망할 것이라고 합니다. 그 사망자의 3분의 2는 과일채소 공급의 감소로 인한 미세영양소의 부족 때문일 것입니다.기후 변화를 늦추기 위해 행동한다면 이러한 예상치를 최대 71%[176]까지 줄일 수 있을 것입니다.식품 가격도 변동성이 커질 것으로 예상됩니다.[177]

2017년 기준으로, 약 8억 2천 1백만 명의 사람들이 배고픔에 시달렸습니다.지역적으로는 사하라 이남 아프리카의 23.2%, 카리브해의 16.5%, 남아시아의 14.8%를 포함했습니다.[13]2021년에는 7억 2천만 명에서 8억 1천 1백만 명의 사람들이 2021년에 영양 부족으로 간주되었습니다(이 중 각각 20만 명, 3천 2백 3십만 명, 1억 1천 2백 3십만 명이 "대재앙", "비상", "위기" 수준의 식량 불안에 있었습니다).[12]2020년에 연구에 따르면 인구가 92억 명으로 증가함에도 불구하고 2050년까지 사회경제적 발전의 기본 예상 수준(Shared Socioeconomic Pathway 2)이 전 세계적으로 1억 2,200만 명으로 감소할 것이라고 합니다.기후 변화의 영향은 2050년 수치를 기껏해야 8천만 정도 증가시킬 것이고, 관세 철폐와 같은 조치를 통해 식량 무역을 용이하게 함으로써 부정적인 영향을 2천만으로 줄일 수 있을 것입니다.[13]2021년 식량 안보에 관한 57개 연구에 대한 메타 분석은 더 비관적이었고, SSP2 하에서 2050년 기아 위험 인구는 약 5억 명이 될 것임을 시사했습니다.높은 기후 변화와 공평한 세계 발전의 부족으로 인해 공유 사회 경제 경로의 일부 변형은 대신 2010년 수준에서 세계 기아를 30%까지 완전히 증가시켰습니다.[11]

IPCC 6차 평가 보고서에 따르면 2050년까지 기아의 위험에 처한 사람의 수는 모든 시나리오 하에서 8백만에서 8천만 명 정도 증가할 것이며, 이들 중 거의 대부분은 사하라 사막 이남의 아프리카, 남아시아중앙 아메리카에 있습니다.그러나, 이 비교는 기후 변화가 발생하지 않은 세계와 상대적으로 이루어졌기 때문에, 현재의 상황과 비교할 때 기아 위험이 전반적으로 감소할 가능성을 배제하지 않습니다.[5]: 717 이전의 기후 변화토지 특별 보고서는 비교적 높은 배출 시나리오(RCP6.0) 하에서, 사회 경제적 경로에 따라 2050년에 시리얼이 1-29% 더 비싸질 수 있다고 제안했습니다.[90]: 439 기후 변화가 없는 경우와 비교하면, 이는 저소득층인 1-1억 8,100만 명의 사람들이 기아의 위험에 처하게 될 것입니다.[90]2050년 이후를 내다보는 예측은 더 적습니다.일반적으로, 기후 변화가 식량 생산에 점점 더 심각한 영향을 초래할지라도, 대부분의 과학자들은 기후 변화가 금세기 안에 대량의 인간 사망률을 초래할 것이라고 예상하지 않습니다.[18][17]이것은 부분적으로 연구들이 또한 농업의 확장으로 인해 현재 진행중인 농업의 개선이 적어도 어느 정도 지속될 것으로 예상하기 때문입니다.예를 들어, 2013년 논문에서는 RCP 8.5 시나리오의 높은 온난화가 CO2 수정 효과에 의해 완화되지 않는다면 2050년까지 총생산량을 17% 감소시킬 것으로 추정하였으나, 이는 대부분 경작지 면적의 11% 증가를 통해 상쇄될 것으로 예상했습니다.[136]마찬가지로, 공유 사회경제적 경로의 가정 중 하나는 SSP1(공식적으로 "지속가능성" 또는 "녹색 길을 택하라"라는 부제가 붙은)을 제외한 모든 경로에서 농업에 할당된 토지(그리고 산림 및 "기타 자연 토지" 지역의 상응하는 감소)의 상당한 증가입니다.역으로 발생하는 경우 - 그리고 미래 온난화의 최저 수준과 예상 인구 증가율이 모두 가장 낮은 경우.[89]

극한기후와 동시다발적인 농작물고장의 영향

2100년까지 저배출, 고배출 시나리오 하에서 농업이 역사적으로 적합한 조건을 유지할 정도로 농업이 더욱 어려워질 지역입니다.[16]

일부 과학자들은 앞서 언급한 농작물 수확량 예측과 식량 안보의 제한된 용도로 간주하는데, 그 이유는 그들이 보기에 기후 변화를 평균 기후 상태의 변화로 모델화하고 기후 극단을 고려할 만큼 잘 갖추어지지 않았기 때문입니다.예를 들어, 2021년에 발표된 논문은 2050년에 기아에 직면한 사람들의 수를 계산하려고 시도했지만, 이제 새로운 기후에서 발생할 가능성이 1%(즉, 100년 중 한 번)인 기후 사건이 그 해에 영향을 미칠 것이라는 가정 하에 있습니다.그러한 이벤트는 배출량이 적은 시나리오에서도 기준치 수를 11-33% 증가시키고, 배출량이 많은 시나리오에서는 20-36% 증가시킬 것으로 추정했습니다.만약 그러한 사건이 남아시아와 같은 더 취약한 지역에 영향을 준다면, 그들은 그 타격을 흡수하기 위해 2021년에 알려진 식량 비축량의 세 배를 필요로 했을 것입니다.[14]특히, 다른 논문들은 2003년 유럽의 폭염과 같은 기후 모델의 최근 역사적 극단적 사건을 시뮬레이션하는 것이 일반적으로 실제 세계에서 관측된 것보다 더 낮은 영향을 초래하며, 이는 미래의 극단적 사건의 영향 또한 과소평가될 가능성이 있음을 나타냅니다.[15][178]

두 번째로 높은 온난화 시나리오인 RCP6.0 하에서 2100년 및 2500년 주요 작물 7종의 수확량 전망 (2021년부터 연구)[179]

기후 평균과 극단치의 차이는 농업이 더 이상 생존할 수 없는 지역을 결정하는 데 특히 중요할 수 있습니다.2021년, 한 연구팀은 평균 온도 변화와 의 순환에 대한 기후 모델 예측을 2500년까지 연장하는 것을 목표로 했습니다.그들은 두 번째로 강력한 온난화 시나리오 RCP6.0에서 4개의 주요 온대 작물(대마, 감자, 콩, 밀)을 지원할 수 있는 토지 면적이 2100년까지 약 11%, 2500년까지 18.3% 감소하는 반면 주요 열대 작물(카사바, 쌀, 고구마, 수수, 토란, 참마)의 경우 2.3% 감소할 것이라고 제안했습니다.약 2100년경에, 그러나 약 2500년경에는 약 15%정도 증가했습니다.배출량이 적은 시나리오 RCP2.6에서는 변화가 훨씬 더 적으며, 온대 작물에 적합한 토지 면적이 2500년까지 약 3% 감소하고, 그 때는 열대 열대 열대 지방에 동일한 증가가 발생합니다.[179]그러나 2021년의 또 다른 논문은 배출량이 많은 SSP5-8.5 하에서 2100년까지 현재 농작물 및 가축 생산량의 31% 및 34%가 저자가 정의한 "안전한 기후 공간"을 남길 것이라고 제안했습니다. 즉, 해당 지역(사하라 이남 아프리카 및 중앙 아메리카의 일부뿐만 아니라 남아시아중동의 대부분)이 경험하게 될 것입니다.HLZ(Holdridge life zone) 및 관련 날씨의 급격한 변화를 초래하는 동시에 사회적 탄력성이 떨어집니다.특히, 전 세계 농작물 및 가축 생산의 유사한 부분도 HLZ에서 큰 변화를 경험할 것이지만, 더 발전된 지역에서는 적응할 가능성이 더 높을 것입니다.반대로, 저배출 SSP1-2.6에서는 농작물 및 가축 생산의 5% 및 8%가 안전 기후 공간으로 지정된 곳을 떠나게 됩니다.[16]

전 세계의 특정 국가들은 특히 특정 수출업자들의 수입에 의존하고 있어서, 그 국가들은 그 국가들의 농작물 실패에 가장 취약합니다.[180]

또한 2021년에는 고배출 시나리오로 인해 2030년까지 빵바구니 실패 확률(수익률 손실 10% 이상으로 정의)이 4.5배 증가하여 2050년까지 25배 증가할 수 있다고 제안했습니다.[181]이는 해당 시나리오에서 1.5°C(2.7°F) 및 2°C(3.6°F) 임계값에 도달하는 것에 해당합니다. 이전의 연구에 따르면 옥수수의 경우 20세기 후반 기후에서 동시에 발생하는 여러 번의 빵 바구니 고장(수율 손실 10% 이상)의 위험이 각각 6%에서 40%와 54%로 증가할 것이라고 합니다.[6]일부 국가들은 특히 특정 수출업자들의 수입에 의존하고 있는데, 이는 해당 국가들의 농작물 실패가 그들에게 불균형적인 타격을 줄 것이라는 것을 의미합니다.즉, 러시아, 태국, 미국으로부터의 주요 작물 수출 금지만으로도 약 2억 명의 사람들(사하라 이남 아프리카 출신의 90%)이 기아의 위험에 처하게 될 것입니다.[180]

또한, 동기화를 나타내는 문제가 있습니다. 즉, 극단적인 기후 현상이 동시에 여러 중요한 생산지 지역에 영향을 미치는 것입니다.가상적으로 재배시기가 일치하는 모든 지역이 동시에 작황 실패를 경험한다면 17%에서 34%[182] 사이의 주요 4개 작물의 손실을 초래할 것으로 추정되었습니다.보다 현실적으로, 과거 데이터를 분석한 결과 최대 20%의 수익률 손실과 관련된 동기화된 기후 이벤트가 이미 존재했음을 알 수 있었습니다.[183]2016년 추산에 따르면, 전 세계 옥수수, 쌀, 밀 수출이 10% 감소할 경우, 58개 빈곤 국가에서 5,500만 명이 식량 공급의 최소 5%를 잃습니다.[180]또한, 두 개의 특정 로스비 파동 패턴은 각각 동아시아, 동유럽 및 중앙 북미 또는 서아시아, 서유럽 및 중앙 북미 서부에서 동시에 열 극단을 유도하는 것으로 알려져 있습니다.이러한 극단적인 더위는 이미 영향을 받은 지역 전반에 걸쳐 농작물 수확량을 3-4% 감소시키는 것으로 나타났습니다.[184] 그러나 우려할 만한 것은 기후 모델이 북미에서 그러한 역사적 사건의 영향을 과대평가하고 다른 지역에서는 과소평가하여 실질적으로 순 수확량 손실이 없는 것으로 시뮬레이션하고 있다는 점입니다.[7]

노동 및 경제적 영향

기후 변화는 북중국 평원의 열 스트레스를 악화시킬 것으로 예상됩니다. 북중국 평원은 광범위한 관개로 인해 매우 습한 공기가 발생하기 때문에 특히 취약합니다.특히 최대 배출량과 온난화 상황에서 농업노동자들은 세기말 더운 여름날 야외에서 일을 할 수 없을 위험이 있습니다.[185]

극단적인 기상 현상이 점점 더 흔해지고 더 격렬해짐에 따라, 홍수와 가뭄은 농작물을 파괴하고 식량 공급을 없애면서 농업 활동을 방해하고 노동자들을 실업 상태로 만들 수 있습니다.[39][186]일부 농부들은 농부들에게 더 많은 비용이 들기 때문에, 더 이상 농사를 짓는 것이 재정적으로 타당하지 않을 것입니다. 즉, 일부 농부들은 가뭄의 영향을 받은 지역을 영구적으로 떠나기로 선택할 수도 있습니다.[187]농업은 대부분의 저소득 국가에서 인구의 대부분을 고용하고 있으며, 비용 증가는 근로자 해고나 임금 삭감으로 이어질 수 있습니다.[55]다른 농부들은 그들의 음식 가격을 올리는 것으로 대응할 것입니다. 그것은 소비자에게 직접적으로 전달되고 음식의 가격에 영향을 미칩니다.어떤 농장들은 농작물을 팔지 않고 대신 가족이나 공동체에게 먹이를 줍니다; 그 음식이 없다면, 사람들은 충분히 먹을 수 없을 것입니다.이로 인해 세계 곳곳에서 생산 감소, 식품 가격 상승, 그리고 잠재적인 기아가 발생하고 있습니다.[188]인도의 농업 산업은 고용의 52%를 차지하고 캐나다 대초원은 캐나다 농업의 51%를 공급합니다. 이 지역에서 발생하는 식량 작물의 생산에 어떠한 변화도 경제에 지대한 영향을 미칠 수 있습니다.[38]

특히, 20세기 후반과 비교하여 3°C(5.4°F)의 온난화(즉, 산업화 이전 온도와 비교할 때 4°C(7.2°F)에 가까운)는 사하라 이남 아프리카와 동남아시아의 노동 능력을 30~50% 감소시킬 것으로 추정됩니다.야외 노동자들이 더위 스트레스를 경험하는 날이 증가함에 따라: 이 두 대륙과 중앙 아메리카 및 남아메리카에서 가장 심한 영향을 받은 부분은 최대 250일입니다.이는 농작물 가격을 약 5%[5]: 717 : 725 까지 상승시킬 수 있습니다.마찬가지로, 북중국 평원도 이 지역의 광범위한 관개망이 비정상적으로 습한 공기를 만들어내기 때문에 큰 영향을 받을 것으로 예상됩니다.기후 변화를 막기 위한 적극적인 조치가 없는 시나리오에서, 일부 폭염은 야외 노동자들에게 대량 사망을 야기할 정도로 극단적이 될 수 있지만, 상대적으로 드문 상태로 남아있을 것입니다(가장 극단적인 시나리오에서는 2l00부터 시작하여 10년에 한 번 정도).[185]

게다가, 기후 변화가 영양실조와 미세영양소 결핍에 미치는 역할은 "완전한 건강의 해"의 손실로 계산될 수 있습니다.[5]: 717 2016년에 제시된 한 추정치에 따르면, 이러한 손실은 2100년까지 세계 GDP의 0.4%, 인도와 남아시아 지역의 GDP의 4%를 차지할 수 있으며, 강한 온난화와 높은 글로벌 갈등과 경쟁으로 인한 낮은 적응의 시나리오 하에서 발생할 수 있다고 합니다.[172]

지역영향

아프리카

케냐 마차코스 카운티의 기후 스마트 농업빗물 수확

농업은 아프리카에서 특히 중요한 분야로 아프리카 전역의 생계와 경제에 기여하고 있습니다.사하라 이남 아프리카의 농업은 평균적으로 전체 GDP의 15%를 차지하고 있으며,[189] 특히 기후변화에 취약한 지역으로 인구의 70%가 비를 맞은 농업에 의존하고 있습니다.[190]사하라 사막 이남의 아프리카에서는 소규모 농장이 경작지의 80%를 차지하고 있습니다.[189]2007년 IPCC는 기후 변동과 변화가 농업 생산성과 식량에 대한 접근성을 심각하게 손상시킬 것이라고 예측했습니다.[191]: 13 이 예측에는 "높은 신뢰도"가 부여되었습니다.농작물 시스템, 가축 및 수산업은 미래의 기후 변화의 결과로 해충 및 질병의 위험이 더 커질 것입니다.[192]농작물 병해충은 이미 농가 생산성 손실의 약 1/6을 차지하고 있습니다.[192]기후 변화는 해충과 질병의 확산을 가속화하고 영향력이 큰 사건의 발생을 증가시킬 것입니다.[192]기후 변화가 아프리카의 농업 생산에 미치는 영향은 식량 안보와 생계에 심각한 영향을 미칠 것입니다.2014년에서 2018년 사이에 아프리카는 세계에서 식량 불안이 가장 높았습니다.[193]

농업 시스템과 관련하여, 비를 공급받는 자급 농업에 대한 높은 의존도와 기후 스마트 농업 관행의 낮은 채택은 그 부문의 높은 취약성에 기여합니다.이러한 상황은 기후 데이터 및 적응 조치를 지원하기 위한 정보에 대한 신뢰성 저하와 접근성 저하로 인해 더욱 악화되고 있습니다.[194]기후 변화로 인해 관측되고 예상되는 강수 패턴의 방해는 성장기를 단축시키고 아프리카의 많은 지역의 농작물 수확량에 영향을 미칠 가능성이 있습니다.게다가 아프리카의 농업 분야는 기술과 적응할 자원에 대한 접근이 제한된 소규모 농부들이 지배하고 있습니다.[195]

기후 변동성과 변화는 비 의존도가 높은 개발도상국 전역에서 전 세계 식량 생산의 변동의 주요 원천이었습니다.[196]농업 부문은 기후 변동성,[197] 특히 강수량, 기온 패턴, 극단적인 기상 현상(가뭄과 홍수)의 연간 변동성에 민감합니다.이러한 기후 현상은 미래에 증가할 것으로 예상되며 농업 부문에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.[198]이것은 식량 가격, 식량 안보, 그리고 토지 이용 결정에 부정적인 영향을 미칠 것입니다.[199]일부 아프리카 국가의 비가 내린 농업 수확량은 2020년까지 최대 50%까지 감소할 수 있습니다.[198]기후 변동성이 식량 생산에 미치는 미래의 파괴적인 영향을 방지하기 위해서는 기후 변동성 증가에 대응할 수 있는 정책을 조정하거나 제안하는 것이 중요합니다.아프리카 국가들은 예상되는 기후 변동에 따라 식량 자원을 관리하기 위한 국가적인 법적 틀을 구축할 필요가 있습니다.그러나 기후 변동성이 특히 농업 분야에 미치는 영향에 대응하기 위한 정책을 마련하기 전에 기후 변동성이 다양한 식량 작물에 어떤 영향을 미치는지 명확하게 이해하는 것이 중요합니다.이는 2020년 아프리카 동부의 농업에 악영향을 미치는 메뚜기떼의 심각한 침입으로 인해 특히 관련이 있습니다.[200]이 침입은 부분적으로 기후 변화, 즉 메뚜기의 비정상적인 증가를 야기한 따뜻한 기온과 더 많은 강우량 때문에 일어난 것입니다.[200]

아시아

2007년 동아시아동남아시아의 경우 21세기 중반까지 농작물 수확량이 20%까지 증가할 것으로 추정했습니다.[138]: 13 중앙아시아와 남아시아에서는 같은 기간 동안 수익률이 최대 30% 감소할 것으로 예상했습니다.종합해보면, 기아의 위험은 몇몇 개발도상국에서 매우 높을 것으로 예상되었습니다.[needs update]

여러 아시아 국가들은 기후 변화로 인해 다양한 영향을 받습니다.예를 들어, 중국은 탄소 수정에 수반되는 1.5°C(2.7°F)의 온도 상승 시나리오의 혜택을 받고 있으며, 이로 인해 연간 180억 달러의 3%의 증가율을 기록하고 있습니다. 하지만, 인도의 높은 기업 순이익은 봄의 높은 온도로 인해 어려움을 겪고 있기 때문에, 인도는 농업 총 손실의 3분의 2를 차지하게 될 것입니다.[201]인도의 인도-강게트 평원에서는 열 스트레스와 물의 가용성이 밀 수확량에 상당한 부정적인 영향을 미칠 것으로 예측됩니다.[202]평균 및 최고 기온 상승의 직접적인 영향으로 밀 수확량이 최대 10% 감소할 것으로 예상됩니다.관개를 위한 물의 가용성 감소로 인한 영향은 더 크게 나타나 최대 35%의 수율 손실이 발생합니다.

기후 변화로 인해 방글라데시의 가축 생산은 질병, 식량 부족, 열 스트레스와 번식 전략에 의해 감소할 것입니다.[203]

오스트레일리아 뉴질랜드

기후 변화에 대한 추가적인 적응이 없다면, 예상되는 영향은 상당할 것입니다.2030년까지 농업과 임업의 생산은 호주 남부와 동부, 뉴질랜드 동부의 일부에서 감소할 것으로 예상됩니다.[204]뉴질랜드에서는 주요 강 주변과 서부 및 남부 지역에서 초기 혜택이 예상되었습니다.[204]

유럽

남유럽의 경우, 기후 변화가 농작물 생산성을 감소시킬 것이라고 2007년에 예측되었습니다.[138]: 14 중부와 동유럽에서는 산림 생산성이 감소할 것으로 예상됐습니다.북유럽에서는 기후변화의 초기 효과로 농작물 수확량이 증가할 것으로 예상됐습니다.2019년 유럽환경청 보고서 '유럽 농업부문의 기후변화 적응'을 통해 이를 다시 확인할 수 있었습니다.이 2019년 보고서에 따르면 밀, 옥수수 및 사탕무와 같은 관개되지 않은 작물의 수확량이 2050년까지 남유럽에서 최대 50% 감소할 것으로 예상됩니다(고급 배출 시나리오 하에서).이로 인해 해당 날짜까지 농가 소득이 크게 감소할 수 있습니다.또한 2100년까지 남부 유럽의 일부 지역에서 농지 가치가 80% 이상 감소할 것으로 예상되며, 이는 토지 포기로 이어질 수 있습니다.무역 패턴도 영향을 받아 농업 소득에도 영향을 미치는 것으로 전해졌습니다.또한, 전세계적으로 증가하는 식량 수요는 앞으로 수십 년 동안 식량 가격에 압력을 가할 수 있습니다.[205]연중 기온이 상승하고 강수량이 증가할 것으로 예상되는 우크라이나의 경우 2050년까지 북부와 북서부 지역에서 겨울 밀 수확량(겨울에 파종하는 밀)이 2010년 대비 20~40% 증가할 수 있습니다.[206]

라틴 아메리카

라틴 아메리카의 주요 농산물은 옥수수, 밀, 콩, 쌀과 같은 가축과 곡물을 포함합니다.[207][208]기온 상승과 수문 주기 변화는 성장기 단축, 전반적인 바이오매스 생산량 감소, 곡물 수확량 감소로 이어질 것으로 예상됩니다.[208][209]브라질, 멕시코, 아르헨티나만 중남미 전체 농업생산의 70~90%를 차지하고 있습니다.[208]이들 지역과 다른 건조 지역에서는 옥수수 생산량이 감소할 것으로 예상됩니다.[207][208]기후 변화가 농업에 미치는 여러 영향 연구를 요약한 연구에 따르면 브라질, 아르헨티나, 우루과이에서는 밀이 감소할 것으로 예상됩니다.[208]아르헨티나, 우루과이, 브라질 남부, 베네수엘라, 콜롬비아 일부 지역의 주요 농산물인 가축이 줄어들 것으로 보입니다.[207][208]라틴 아메리카의 여러 지역에 따라 생산 감소 정도의 변동성이 나타날 가능성이 있습니다.[207]예를 들어, 라틴 아메리카에서 미래의 옥수수 생산량을 추정한 2003년의 한 연구는 2055년까지 브라질 동부의 옥수수는 중간 정도의 변화가 있을 것이고 베네수엘라는 급격한 감소가 예상된다고 예측했습니다.[207]

강우량의 변동성 증가는 중앙 아메리카와 멕시코에서 기후 변화의 가장 파괴적인 결과 중 하나였습니다.2009년부터 2019년까지 이 지역은 평균 강우량을 밑도는 해 사이에 폭우가 내렸습니다.[210]5월과 6월의 봄비는 특히 불규칙적이어서 농부들이 봄비가 시작될 때 옥수수 작물을 심는 데 문제가 되고 있습니다.이 지역의 대부분의 생계형 농부들은 관개 시설이 없기 때문에 농작물이 자라기 위해서는 비에 의존해야 합니다.멕시코에서는 21%의 농장만이 관개되고 나머지 79%는 강우에 의존하고 있습니다.[211]

라틴 아메리카의 농업에 대한 지구 온난화의 영향을 완화하기 위해 제안된 잠재적인 적응 전략에는 식물 번식 기술을 사용하고 관개 인프라를 설치하는 것이 포함됩니다.[208]

북아메리카

Four political leaders sit on a stage facing an audience. They are answering questions at a food security and climate change session.
미국과 아프리카 지도자들이 2014년 워싱턴 D.C.에 있는 국립과학원에서 열린 식량안보와 기후변화를 위한 리더스 서밋에서 만났습니다.

건조하고 반건조한 북미 서부 지역은 기온이 상승하면서 가뭄이 잦아지고 강도가 세지고 있는데, 이는 봄눈이 홍수를 녹이는 시기와 규모를 앞당기고 여름에는 하천 유량이 줄어들기 때문입니다.[212]기후 변화의 직접적인 영향은 증가된 열과 물의 스트레스, 변화된 농작물 현상, 그리고 파괴된 공생의 상호작용을 포함합니다.이러한 효과는 강 흐름의 기후 변화로 인해 악화될 수 있으며, 복합적인 효과는 비토종 초본 및 가뭄에 강한 경쟁자에게 유리하게 토종 나무의 풍부함을 감소시키고, 많은 토종 동물의 서식지 품질을 감소시키며, 쓰레기 분해 및 영양 순환이 느려질 가능성이 있습니다.기후 변화가 인간의 물 수요와 관개에 미치는 영향은 이러한 영향을 심화시킬 수 있습니다.[213]

캐나다에서는 봄에 파종한 밀이 눈에 띄게 증가할 것으로 예상됩니다.[214]

적응.

경영관행의 변화

농업에서의 적응은 정책적으로 추진되지 않는 경우가 많지만, 농민들은 그들이 처한 상황에 대응하여 스스로 결정을 내립니다.관리 관행을 변경하는 것이 가장 중요한 적응 옵션일 수 있습니다.농업의 위치 변화와 식품 상품의 국제 무역 또한 적응 노력에 기여할 수 있습니다.[citation needed]

농업혁신

농업 혁신은 기후 변화의 잠재적 문제를 해결하는 데 필수적입니다.여기에는 토양의 더 나은 관리, 물 절약 기술, 작물을 환경과 일치시키기, 다양한 작물 품종 도입, 작물 순환, 적절한 수정 사용, 지역 사회 기반 적응 전략 지원 등이 포함됩니다.[188][215]정부와 국제적 차원에서 농업 생산성인프라에 대한 연구와 투자는 관련된 문제들과 그것들을 해결하기 위한 최선의 방법들을 더 잘 파악하기 위해 이루어져야 합니다.정부 정책과 프로그램은 환경에 민감한 정부 보조금, 교육 캠페인, 경제적 인센티브뿐만 아니라 취약계층을 위한 기금, 보험, 안전망을 제공해야 합니다.[216][188][123]또한, 빈곤 지역이나 오지에 조기 경보 시스템과 정확한 일기 예보를 제공하면 더 나은 대비를 할 수 있습니다.[188]

해충과 잡초에 대한 기술적 해결책

병해충 개체수 증가 문제(병해충 방제)에 대해 제안된 몇 가지 해결책이 있습니다.한 가지 제안된 해결책은 농작물에 사용되는 살충제의 수를 늘리는 것입니다.[217]이것은 비교적 비용 효율적이고 간단하다는 장점이 있지만 효과적이지 않을 수도 있습니다.많은 해충들이 살충제에 대한 저항력을 키워왔습니다.또 다른 제안된 해결책은 생물학적 방제제를 활용하는 것입니다.[217]이것은 농작물의 줄 사이에 토종 식물을 심는 것과 같은 것들을 포함합니다.이 솔루션은 전반적인 환경 영향에 유익합니다.더 많은 토종 식물들이 심어지고 있을 뿐만 아니라, 해충들은 더 이상 살충제에 대한 면역력을 쌓지 못하고 있습니다.하지만, 토종 식물을 추가로 심으려면 더 많은 공간이 필요합니다.

제도변경

농업 기술에만 집중하는 것만으로는 충분하지 않을 것입니다.제도변화를 가능하게 하고 자금을 지원하며 농업의 장기적인 기후변화 적응을 위한 역동적인 정책을 개발하기 위한 작업이 진행되고 있습니다.[218]

반건조 열대지방의 국제 작물 연구소의 2013년 연구는 가난하고 취약한 농부들에게 혜택을 주는 동시에 아시아의 농업 시스템이 기후 변화에 대처할 수 있도록 하는 과학 기반의, 빈곤하고 빈곤한 접근법과 기술을 찾는 것을 목표로 하고 있습니다.본 연구의 제언은 기후정보를 지역계획에 활용할 수 있도록 개선하고 날씨기반 농업자문 서비스를 강화하는 것, 농촌가구 소득의 다양화를 촉진하고 농업인들이 산림 피복을 강화하기 위한 자연자원 보전방안을 채택할 수 있도록 인센티브를 제공하는 것,지하수를 보충하고 재생 가능한 에너지를 사용합니다.[219]

케냐 마차코스 군의 기후 스마트 농업

기후 스마트 농업

기후 스마트 농업(CSA)(또는 기후 탄력 농업)은 농업 방법, 가축 및 농작물을 기후 변화의 영향적응시키는 데 도움을 주고 가능한 경우 농업의 온실 가스 배출을 줄임으로써 이에 대응하기 위해 토지를 관리하는 통합적인 접근 방식입니다.식량 안보를 보장하기 위해 증가하는 세계 인구를 고려하는 동안.[220]단순히 탄소농업이나 지속가능한 농업뿐만 아니라 농업 생산성을 높이는 것에도 중점을 두고 있습니다.

CSA는 농업 생산성과 소득의 증가, 기후 변화에 적응하고 회복력을 쌓는 것, 농업에서 온실가스 배출을 줄이거나 없애는 것의 세 가지 축을 가지고 있습니다.[221]농작물과 식물의 미래 도전에 대응하기 위한 다양한 조치들이 나열되어 있습니다.예를 들어, 상승하는 온도와 열 스트레스와 관련하여 CSA는 내열 작물 품종, 멀칭, 물 관리, 그늘집, 경계 나무, 탄소 격리,[222] 소를 위한 적절한 주거와 공간의 생산을 권장합니다.[223]CSA는 기후 변화의 악영향을 완화하고 식량 안보를 극대화하면서 농작물 생산을 안정화하기 위해 노력하고 있습니다.[224][225]

농업으로 인한 온실가스 배출량

농업으로 인한 온실가스 배출량은 상당합니다.농업, 임업, 토지 이용 부문은 전 세계 온실가스 배출량의 13%에서 21% 사이를 차지합니다.[226]농업은 직접적인 온실가스 배출통해 기후변화에 기여하고 숲과 같은 비농업용 토지를 농경지로 전환합니다.[227][228]아산화질소메탄의 배출은 농업에서 배출되는 온실가스의 절반 이상을 차지합니다.[229]축산업은 온실가스 배출의 주요 원천입니다.[230]

참고 항목

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