A felmelegedés gátolja, hogy egyre több gabonát arassunk

A dinamikus népességnövekedés és az egy főre jutó fogyasztás emelkedése következtében 2050-re az élelmiszerek iránti igény globális szinten várhatóan körülbelül 70%-kal növekszik napjainkhoz képest. Jelenleg a humán-kalóriaigény közel felét néhány gabonafajta biztosítja, melyek közül kulcsszerepet játszik az árpa (Hordeum vulgare), a búza (Triticum spp.), a kukorica (Zea mays) és a rozs (Secale cereale). E növények jelentős hozamnövekedést mutattak az 1960-as években kezdődött, ún. zöld forradalom során, azonban a termésátlagok emelkedése a Föld egyes jelentős gabonatermő régióiban megtorpant, vagy egyenesen csökkenést mutat, komoly fejtörést okozva a globális élelmiszer-biztonság szempontjából.

Gabona-terméshozamok (1921–2010) és a hozamok változási trendjei Magyarországon
(1981–2010) Forrás: Pinkei Zsolt – Lövei Gábor

Hogyan hat a klímaváltozás a legfontosabb gabonafélékre?

Noha a klímarendszer átalakulása látványos hatással lehet a növényi közösségekre – közöttük a gabonák terméseredményeire –, alig találkozunk olyan hosszú idősorú elemzésekkel, amelyek lehetőséget nyújtanak a változás perspektivikus áttekintésére. Egy magyarországi és egy dániai kutató viszont ilyen elemzést A tanulmány bibliográfiai adatai: Increasing temperature cuts back crop yields in Hungary over the last 90 years. Global Change Biology 23, 5426–5435. DOI: 10.1111/gcb.13808publikált a Global Change Biology 2017. decemberi számában (a folyóirat a Scimago rangsora szerint a klímaváltozás-kutatás vezető lapja).

Pinke Zsolt a Szent István Egyetem Környezetvédelmi és Tájökológiai Tanszékének, Lövei Gábor a dániai Aarhusi Egyetem Agroökológiai Tanszék Flakkebjerg Kutatóközpontjának munkatársa. A két kutató a négy legfontosabb magyarországi gabonaféle termésátlagai és egyes éghajlati tényezők közötti kapcsolatokat elemezte az 1921–2010 közötti időszakban. (A kutatást a Magyar Tudományos Akadémia a Lendület program keretében támogatta.)

A vizsgálat a hőmérséklet és a gabona-termésátlagok varianciái között fennálló egyre szorosabb kapcsolatra mutatott rá 1921 és 2010 között. Ez a tendencia különösen meglepő, hiszen 1921–1950-ről 1951–1980-ra a középhőmérséklet vegetációs időszaki és éves átlagai jelentős mértékben csökkentek:

A klimatikus és termésátlagok első differenciaértékei közötti kapcsolatok szórásgörbéi 30 éves időszakokban (1921–2010). A sötétszürke sávok a determinisztikus kapcsolatok 95%-os konfidenciaintervallumát mutatják (PAI = Pálfai-féle aszályindex éves átlaga). Forrás: Pinkei Zsolt – Lövei Gábor

Ezt követően az 1981–2010 közötti időszakban a vegetációs időszaki középhőmérséklet átlagának emelkedése Celsius-fokonként 9,6–14,8%-kal csökkentette a négy legfontosabb gabonaféleség terméshozamait. Ez az érték globális tekintetben is jelentősnek mondható, és arra utal, hogy a közép-európai gabonatermesztés kiemelkedően ki van téve az éghajlat melegedésének. A vizsgált 90 év során a csapadékösszegek és a hőmérsékleti átlagok kombinációja 17–39%-ban magyarázta a termésátlagok ingadozását, de ez a mutató az 1981 és 2010 közötti időszakban 33–67%-ra ugrott.

Az árpának, a búzának, a kukoricának és a rozsnak a csapadékösszegek és a hőmérsékleti átlagok kombinációja miatti, becsült termésvesztesége 1921 és 2010 között Magyarországon. A boxplot vertikális kiterjedése a becsült veszteségnek a regressziós együtthatók konfidenciaintervallumából kalkulált bizonytalanságát jelzi. A boxploton belüli vízszintes vonal a determinisztikus együtthatóból számított veszteségértéket jelzi. A rozs hiánya az 1921–1950 közötti időszakban arra vezethető vissza, hogy a rozstermésátlagok ingadozása ebben az időszakban nem mutatott szignifikáns kapcsolatot a kombinált klimatikus magyarázó tényezővel. Forrás: Pinkei Zsolt – Lövei Gábor

Az elemzés egyik következtetése szerint a 20. század második felében lezajlott „zöld forradalom” a klímatörténelem egy kivételesen kedvező időszakában javított a termésátlagokon, amikor a növekvő műtrágya- és kemikáliafelhasználás, valamint a gépesítés és a növénynemesítés eredményei a mainál lényegesen előnyösebb klimatikus feltételekkel párosultak.

Egyes gabonaféléknek az egész régióban megfigyelhető stagnálását eddig többnyire társadalmi és gazdasági tényezőkkel magyarázták, az elemzés eredményei azonban felvetik a korábbihoz képest szignifikánsan magasabb hőmérséklet szerepét e negatív tendenciájú folyamatban. A felmelegedésnek a vizsgálatban feltárt robosztus hatása a termésátlagokra a jövőre vonatkozó figyelmeztetés is a közép-európai régió gabonatermesztői számára. Ezért az Alföldhöz hasonló adottságú, délkelet-európai száraz síkságok aszálykitettségének releváns csökkentéseként a földhasználat extenzifikációja és a korábbi vizes élőhelyek restaurációja javasolt.