مقدمه :
در اولين گزارش ارزيابي مجمع بين دول تغيير اقليم ( IPCC ) كه توسط سازمان هواشناسي جهاني و برنامه محيطي سازمان ملل متحد برگزار گرديد ( دسامبر ۱۹۹۵ ) نتيجه گيري شد كه : « كنار هم گذاشتن شواهد موجود حاكي از تأثير چشمگير انسان بر اقليم جهاني است » هر گونه تغيير

در شرايط اقليمي بر سيستم هاي توليد كشاورزي جهان نيز تأثير خواهد گذاشت . تا كنون پيش بيني هاي سازمان خوار و بار جهاني ( FAO )اثرات بالقوه تأثيرات اقليمي ناشي از فعاليتهاي بشر

را چه در مقياس جهاني و چه در مقياس منطقه اي مورد توجه قرار نداده است . در واقع تمركز اين اطلاعات بر افزايش جمعيت جهان ، نيازهاي اساسي اين جمعيت ، ضرورت افزايش رفاه عمومي و تقاضاي آينده براي منابع طبيعي ، بويژه زمين و آب بوده است تا غذا ، الياف ، خوراك دام ، فرآورده

هاي جنگلي و فضاي زندگي مورد نياز اين جمعيت فراهم گردد . هر چند در مورد افزايش جمعيت و تأثير آن بر پوشش و كاربري زمين ها ترديدي وجود ندارد در پيش بيني براي سال ۲۰۱۰ و بعد از آن لازم است كه تغيير شرايط اقليمي كشاورزي به دليل افزايش اثرات گلخانه اي ( شامل افزايش

درجه حرارت ، دي اكسيد كربن و مشتقات نيتروژن ) نيز به طور جدي مورد توجه قرار گيرد زيرا پي آمدهاي ناشي از آنها بيش از كليه ي تغييرات اقليمي مشاهده شده در طي چند هزار سال گذشته بوده است .
با حمايت هاي مالي برنامه محيطي سازمان ملل متحد ( UNEP ) در دفتر مركزي ( FAO ) در رم سازمان مشاوره اي تأسيس شده است كه اثرات مستقيم و غير مستقيم اين تغييرات اقليمي بر توليدات كشاورزي را در مقياس منطقه اي مطالعه مي كند . در اين بررسي ها كشاورزي در معناي

وسيع خود تعريف شده و توليد گياهان زراعي ، دامپروري ، جنگلداري و شيلات را در بر مي گيرد .
البته دلايل مختلف ، فعاليت اين گروه مشاوره و انتشارات مربوط به آن بر تأثير تغيير شرايط اقليمي بر

رشد گياهان زراعي يك ساله و چند ساله و فرآنيدهاي فيزيولوژيكي آنها متمركز شده است . در اين راستا تلاش گروه مشاوره مطالعه ي تعادل بين اثرات منفي پيش بيني شده تغييرات اقليمي در اكوسيستمهاي طبيعي و مديريت شده و جنبه هاي مثبت درجه حرارت بالا ، افزايش غلظت CO2 و بهبود كارآيي مصرف آب در توليد گياهان است .

برآوردهاي جديد ( IPCC ) در سال ۱۹۹۵ مقادير كمتري هستند ( افزايش درجه حرارت بين ۵/۳-۱ درجه سانتيگراد و افزايش سطح آب درياها بين ۵۰-۱۵ سانتي متر ) . همين وضعيت در مورد اندازه گيري ها و داده هاي آزمايشي مربوط به مطالعه افزايش غلظت CO2 اتمسفر بر رشد گياهان و شرايط خاك نيز وجود دارد .

فصل اول :
* تغييرات اقليم و تنگناهاي كشاورزي
امروزه بررسي تغييرات اقليم يك موضوع تمام عيار جهاني است . شواهد موجود حاكي از آن است كه امروزه فعاليت هاي انسان مي تواند اقليم را كه يكي از اجزاي اصلي محيط مي باشد تحت تأثير قرار دهد . و اقليم نيز به نوبه خود بر كشاورزي ، منابع غذايي انسان و دام ها تأثير مي گذارد . در مطالعات اثر تغيير اقليم نه تنها بايد اقليم مورد مطالعه قرار گيرد ، بلكه اثر آن بر جوامع انساني ، روند تكامل كشاورزي و فشارهاي حاصله نيز بايد در نظر گرفته شود . گردهمايي تخصصي بررسي اثر تغيير هيدرولوژي – پدولوژي و فرآيندهاي گياهي بر توليدات كشاورزي و با تأكيد بر مكانيزم هاي مربوطه از ۱۰-۷ دسامبر ۱۹۹۳ در دفتر FAO در رم تشكيل شد .

دددر اين جا ضمن بررسي جنبه هاي تكنيكي كشاورزي اهداف مهم FAO نيز ارائه مي شود .
۱- كشاورزي پايدار و توسعه روستايي : ارتباطات و اثرات متقابل منابع طبيعي و نيازهاي انسان در ۵۰ سال آينده چگونه خواهد بود ؟ آيا اين امكان وجود دارد كه بدون از دست دادن منابع محيطي از جمله خاك و تنوع زيستي ، توليدات غذايي را افزايش داد ؟

۲- امنيت غذايي و تغذيه به عنوان دو حلقه از يك زنجير كه ناشي از فشار بي رويه ي جمعيت و فقر و تنگدستي روستائيان مي باشد : تحت شرايط تغيير اقليم در بسياري از كشورهاي در حال توسعه ، چه چشم اندازهاي دراز مدتي بين فقر و تندگستي وجود دارد ؟
* وضع كشاورزي جهان

به طور كلي رشد توليدات كشاورزي جهان نسبت به افزايش جمعيت سريع تر بوده است ( جدول ۱-۱ ) با اين حال قاره هاي مختلف از اين نظر بسيار متفاوت مي باشند . به عنوان مثال در آفريقا توليد غلات از رشد سريع تري برخوردار هستند . در مقابل ، گسترش و توسعه زمين هاي زراعي همواره از رشد جمعيت عقب تر است لذا در چنين شرايطي توليد محصولات كشاورزي به صورتي

فشرده اجتناب ناپذير مي باشد . بر اساس بررسي هاي اخير انجام شده توسط FAO در سالهاي ۹۰-۱۹۹۸ تا ۲۰۱۰ ، نرخ توسعه زمين هاي كشاورزي در دو دهه ي آينده روندي كاهشي خواهد داشت . در اين ارتباط فشار وارد بر منابع آبهاي شيرين را نيز نبايد از نظر دور كرد كه اين مورد ناشي از استفاده وسيع از زمينهاي موجود مي باشد . پيش بيني مي شود كه كاهش قابل ملاحظه اي در نرخ رشد جمعيت از ۸/۱% در سالهاي ۹۰-۱۹۸۰ به ۴/۱% در سالهاي ۲۰۱۰-۲۰۰۰ حاصل خواهد شد .

جدول ۱-۱- روند جمعيت ، توليد غذا و زمينهاي فارياب قابل كشت در جهان ، اروپا و آسيا ، شامل شوروي سابق نمي باشد . زمينهاي قابل كشت تمامي زمينهاي كشاو.رزي به جز محصولات چند ساله و مراتع دائمي را شامل مي شود . زمينهاي آبي شامل محصولات زير كشت گياهان يك ساله و چند ساله است كه متوسطي از سال هاي ۱۹۸۱ تا ۱۹۹۰ مي باشد .
قاره نرخ رشد نمايي ( % ) در فاصله سالهاي ۱۹۹۰-۱۹۶۱ درصد افزايش عملكرد غلات
( ۷۰-۱۹۶۱ و ۹۰-۱۹۸۶ ) مصرف كود ( كيلوگرم در هكتار اراضي زراعي ) اراضي تحت آبياري
جمعيت توليد اراضي زراعي
غلات گياه زراعي حبوبات
آفريقا ۸۳/۲ ۹۵/۱ ۷۴/۲ ۵۸/۱ ۴۴/۰ ۳۲ ۲/۱ ۸/۵
آمريكاي شمالي و مركزي ۵۲/۱ ۳۲/۲ ۳/۱ ۵۳/۱ ۵۹/۰- ۴۹ ۷/۱۰ ۶/۹
آمريكاي جنوبي ۳۴/۲ ۸/۲ ۵۱/۰ ۷۱/۰ ۵۳/۱ ۴۴ ۶/۲ ۸/۵
آسيا ۱۱/۲ ۳/۳ ۹۵/۱ ۲۶/۰ ۰۷/۰ ۸۶ ۵/۱۴ ۰/۳۱
اروپا ۵۱/۰ ۳۷/۳ ۲۷/۱- ۵۷/۱ ۵۳/۰- ۷۵ ۳/۶۴ ۸/۱۰
اقيانوسيه ۷۲/۱ ۱۴/۳ ۶۲/۱ ۷۶/۱۳ ۲۳/۱ ۳۴ ۰/۲ ۱/۴
جهان ۸۸/۱ ۶۶/۲ ۷۸/۰ ۸۳/۰ ۱۲/۰ ۶۵ ۶/۹ ۲/۱۵

– تا سال ۲۰۱۰ وقايع مهم زير حادث خواهد شد :
۱- افزايش توليد غلات همچنان ادامه پيدا خواهد كرد ولي اين افزايش همگام با افزايش سرانه نخواهد بود .
۲- رشد صادرات غلات در حد متوسطي ادامه پيدا خواهد كرد .
۳- بخش دامپروري در كشورهاي در حال توسعه به رشد خود ادامه خواهد داد .
۴- محصولات ريشه اي – غده اي و زميني همچنان اهميت خود را حفظ خواهند كرد .
۵- در كشورهاي در حال توسعه گياهان روغني از رشد سريعي برخوردار خواهند بود .
۶-بسياري از كشورهاي در حال توسعه وارد كنندگان مطلق محصولات كشاورزي خواهند شد .
همان گونه كه ذكر شد اختلاف شديدي در نرخ توسعه كشاورزي در بين كشورهاي در حال توسعه وجود دارد در حالي كه اين اختلاف بين كشورهاي پيشرفته در حال كاهش است .

پيش بيني مي شود كه تعداد افراد گرسنه يا داراي سوء تغذيه كه در حال حاضر جمعيت آنان بالغ بر ۸۰۰ميليون نفر ( تقريباٌ ۲۰ درصد از جمعيت ۴ ميلياردي كشورهاي در حال توسعه ) مي باشد كاهش پيدا كند ولي به هر حال توده ي عظيمي با سوءتغذيه مواجه خواهند بود و همراه با آن فشار بر محيطي همچنان ادامه پيدا خواهد كرد و هر روز بر مقدار ان افزوده خواهد شد .

*دگرگوني محيط كشاورزي ( مجموعه ي عوامل اقليمي )

پارامترهاي اقليمي مجموعه اي از متغيرهاي به هم وابسته مي باشند كه بر اساس يك مكانيزم مشخص تغيير در يكي از متغيرها به ترتيب تغييرات مشابهي را در ديگر متغيرها به وجود مي آورد به استثناي تغييرات كيفي و ناگهاني احتمالي كه برخي متغيرهاي اقليمي با يكديگر هيچ گونه ارتباطي با گاز كربنيك موجود در اتمسفر ندارد . گ

بين بعضي از متغيرهاي اقليمي از جمله باد و درجه ابري بودن ، همبستگي ضعيفي وجود دارد . در صورتي كه متغيرهايي از جمله درجه حرارت – تبخير – و بارندگي همبستگي قوي با يكديگر دارند كه خود باعث تشديد چرخه ي هيدرولوژيكي خواهد شد ( شكل ۱-۱ )
مشكلات ناشي از بهره برداري هاي بي رويه از اراضي و مصرف آب باعث ايجاد رقابت بر سر منابع خواهد شد و اين موضوع مشكلات سياسي – اجتماعي زيادي در سطح جهان بوجود خواهد آورد .

شكل ۱-۱ : برخي ارتباطات بين متغيرهاي مهم اقليمي ( متوسط درجه حرارت – فشار بخار آب بارندگي – سرعت باد – درجه ابري بودن و تبخير و تعرق پتانسيل ) .
خطوط به هم پيوسته و خط چيت به ترتيب نشان دهنده ي همبستگي هاي مثبت و منفي است .
* گازهاي گلخانه اي ناشي از كشاورزي
علاوه بر بخار آب ، گاز كربنيك ( CO2 ) ، متان ( CH4 ) اكسيد ازت N2O ، ازن O3 و كلروفلوروكربنها ( CFCS )‌ از مهمترين گازهاي گلخانه اي هستند . خصوصيات مهم گازكربنيك – متان و اكسيد ازت در جدول ۲-۱ آورده شده است .
نسبت دقيق بين گازهاي گلخانه اي ناشي از فعاليت هاي انسان و گازهايي كه از اكوسيستم هاي طبيعي ( تالاب ، تندرا ) سوختهاي فسيلي ( زغال سنگ – نفت و گاز ) و منابع زمين شناسي ( آتشفشان ) به اتمسفر رها مي شوند يكي از جنجالي ترين مسائلي است كه بين كشورهاي صنعتي ، توليد كننده نفت و در حال توسعه وجود دارد .
جدول ۲-۱ بررسي اجمالي گازهاي گلخانه اي همراه با روند افزايش آنها در شرايط فعلي PPMV و PPBV به ترتيب قسمت در ميليون و قسمت در ميليارد در واحد حجم است .
CO2 CH4 N2O
طول عمر در اتمسفر ( سال ) ۱۲۰ ۵/۱۴ ۱۲۰
GWP مستقيم : گرمايش بالقوه جهاني ۱ ۵/۲۴ ۳۲۰
غلظت در دوران قبل از صنعتي شدن PPmv 280 PPmv 8/0 PPmv 288
غلظت در حال حاضر PPmv 360 PPmv 72/1 PPmv 310
منابع اصلي كشاورزي ۵/۰ ۹/۰ ۲۵/۰
درصدي از منابع كل جهان كه از كشاورزي منشأ مي گيرد تغيير پيش بيني شده براي سالهاي ۲۰۲۰-۱۹۹۰ ۳۰
– ۴۰
+ ۲۵
+
* اثرات اكولوژيكي و غير مستقيم ناشي از تغيير اقليم
در مقياس كيفي ، اثرات غير مستقيم متعددي از تغيير اقليم بر كشاورزي مي توان پيش بيني نمود . بسياري از آنها اثرات منفي مي باشد كه عمدتاٌ مورد توجه رسانه هاي گروهي است اين اثرات عبارتند از :
– از دقت پيش بيني هاي كلي مربوط به هوا و اقليم و در نتيجه ، مشكل تر شدن برنامه ريزي هاي ميان مدت مزرعه
– كاهش تنوع در بعضي محيط هاي حساس از جمله جنگل هاي ناطق حاره
– بالا آمدن سطح آب درياها ( ۴۰cm ) درصد سال آينده
– افزايش شيوع آفات و بيماري ها خصوصاٌ انواع ناشناخته آن .
– تغيير مكان پهنه هاي اكولوژيكي فعلي در بعضي موارد در افق صدها كيلومتر و در ارتفاع صدها متر خواهند داد كه اين امر خود به خطرات متعددي از جمله عمدم تطابق گياهان و خصوصاٌ درختان با تغييرات حاصله و همچنين عدم سازگاري سيستم هاي مختلف كشاورزي با شرايط به وجود آمده منجر خواهد شد .
– درجه حرارت بيشتر سبب افزايش طول دوره ي رويش گياهان و محصولات زراعي در مناطق سرد و كوهستاني شده كه اين موضوع خود در بعضي مناطق باعث افزايش توليد محصولات زراعي مي شود و بالعكس در مناطقي كه قبلاٌ اقليم گرمتري داشته اند تغيير اقليم سبب كاهش توليدات كشاورزي مي شود .
– تعادل فعلي توليد غذا بين مناطق سرد و معتدل و مناطق گرم و نيمه گرمسيري مي تواند نامطلوب تر شود .
فصل دوم :
* اثر تغييرات چرخه ي هيدرولوژي جهاني در قابليت دسترسي منابع آب
توسعه سيستم هاي وسيع منابع آب حداقل ۱۰ تا ۲۰ سال از شروع مطالعات اوليه تا خاتمه آنها زمان لازم دارد . لذا ارزيابي اثر گرم شدن بر منابع اب يكي از نيازهاي ضروري به نظر مي رسد . هدف از اين موارد ، ارائه شواهدي در مورد برخي تغييرات هيدرولوژيكي است كه هم اكنون اتفاق افتاده و همچنين ارزيابي اين كه آيا دانش فعلي قادر است تغييرات چرخه هيدرولوژي را با دقت قابل قبولي براي برنامه هاي منابع آب پيش بيني نمايد .
توليدات كشاورزي جهان شديداٌ وابسته به آبياري است . از كل ۱۵۰۰ ميليون هكتار زمينهاي زراعي جهان تنها ۱۶ درصد آن به صورت فارياب است . احتمالاٌ گرم شدن كره زمين اثرات مهمي را بر چرخه هيدرولوژي و در نهايت كشاورزي فارياب خواهد داشت . كه ممكن است اين اثرات از تأثير مستقيم درجه حرارت زياد ، مهمتر باشد . در بين بسياري از كشورهاي خاور نزديك و آفريقايي تمامي منابع آب موجود تقريباٌ استخراج شده اند و نياز آب براي ۲۰ تا ۳۰ سال آينده نسبت به زمان حال دوبرابر خواهد شد . حال اگر مشكلات ناشي از افزايش آب را به اين معادله اضافه كنيم در آينده يك وضعيت بحراني آب در اين كشورها به وجود خواهد آمد .

* روش هاي ارزيابي
راه هاي مختلف را مي توان جهت برآورد اثر گرم شدن زمين بر منابع آب استفاده نمود :
– استفاده از اطلاعات مفيد و سودمند .
– مقايسه اقليم با شرايط روزگاران كهن
– استفاده از مدل هاي چرخش عمومي جو ( GCM ) .
– در روش اول با استفاده از اطلاعات اقليمي در طي دوره هاي ترسالي و خشكسالي مي توان خصوصيات بارندگي را پيش بيني نمود . كوتاه بودن دوره هاي آماري از مهمترين مشكلات اين روش تلقي مي شود البته امروزه با استفاده از روش هاي بازسازي ، اطلاعات مي توان اين دوره ها را افزايش داد با اين حال تغييرات پوشش گياهي ، درجه حرارت سطح درياها ، وضعيت اقيانوسها و غيره پديده هايي هستند كه پيش بيني مي شود در دراز مدت با دو برابر شدن برخي فاكتورهاي اتمسفري از جمله CO2 اتفاق افتد .
چون دامنه برخي روندهاي هاي ثبت شده از جريان هاي رودخانه مشابه حالتي است كه CO2 دو برابر خواهد شد لذا بررسي تغييراتي كه اخيراٌ در چرخه هيدرولوژي حادث شده مي تواند در شناخت مشكلات ناشي از تغييرات درازمدت در منابع آب كمك نمايد .
۲- روش استفاده از اطلاعات اقليمي دوران گذشته تقريباٌ در همان راستاي استفاده از اطلاعات اقليمي حال است ولي برآورد اقليم هاي گذشته بسيار غير قابل اعتماد است . مهمترين فايده ي اين روش ها ، توانايي پوشش دادن دامنه هايي از درجه حرارت است كه احتمالاٌ در يكي دو قرن آينده تجربه خواهد شد ( جدول ۲ -۱ ) .
جدول ۱-۲- درجه حرارت جهان در گذشته
متوسط درجه حرارت جهان بيشتر از مقدار فعلي تاريخ
C5/1+ 6000 سال قبل از ميلاد
C 5/2+ 125000 سال قبل از ميلاد
C0/4+ 400000 سال قبل از ميلاد

۳- مدل هاي ( GCM ) تنها ابزار مطميئن براي پيش بيني تغيير اقليم و تهيه ي داده هاي ورودي مدل هاي هيدرولوژي مي باشد . متأسفانه در حال حاضر مدل هاي ( GCM ) مستقيماٌ قادر نيستند همانند مدل هاي هيدرولوژي ميزان بارندگي را پيش بيني نمايد . اطلاعات به دست آمده از مدل هاي ( GCM ) جهت پيش بيني داده هاي روزانه و ماهانه از دقت كافي برخوردار نيستند ( جدول ۲-۲ ) .
به هر حال استفاده از مدل هاي ( GCM ) تنها راه مناسب است و با شناخت بهتر و توسعه ي سيستم هاي مدل سازي همراه با حافظه هاي كامپيوتري بيشتر در طي زمان مي توان اين كمبودها را در آينده جبران نمود .
جدول ۲-۲ مقايسه بارندگي مشاهده شده و برآورد شده از ۳ مدل (GCM ) ( در انگلستان )
منبع ( دي – اسفند )‌
مشاهده شده روز / ميلي متر ۵/۲
اداره هواشناسي بريتانيا روز / ميلي متر ۲/۱
GCM مركز ملي تحقيقات اتمسفري روز / ميلي متر۵/۴-۴/۳
انيستيتو مطالعات فضايي گودارد روز / ميلي متر۵/۴-۴/۳

* تغييرات اخير در بارندگي هاي جهاني
اگرچه نتايج حد واسط از پيش بيني GCM وجود ندارد كه بتوان مقايسه اي بين تغيير بارندگي مشاهده شده و ثبت شده بين سالهاي ۱۹۳۱ تا ۱۹۶۰ و ۱۹۶۱ تا ۱۹۹۰ انجام داد ولي مي توان يك مقايسه جالب بين شرايط روزهاي حاضر و پيش بيني هاي انجام شده در ۵۰ سال پيش را انجام داد .
در يك مقياس الگوي جهاني مشابه تغييرات مدل سازي مي شود استثناٌ مهم اين است كه در آفريقا تا جحدي بهتر مي شود . اين موضوع با پيش بيني هاي برگشتي انجام شده در گرم شدن نيم كره اي سازگار است به طوري كه نيمركره شمالي سريعتر از نيمكره جنوبي گرم مي شود و عكس وضعيت فوق در طول ۳۰ سال گذشته ديده شده است .
پيش بيني مي شود كه خشكي در استراليا افزايش يابد، همان روندي كه در سال اخير در اين قاره ديده شده است .اگرچه تغييرات كاملاٌ با نوسانات جنوبي ( Southern oscillation ) مرتبط است ولي در اطلاعات خرجي مدل در مقياس هر دهه اطلاعاتي در اين باره ارائه نشده است . همان طوري مشاهده مي شود ديگر قاره ها همان روند ۳۰ سال گذشته را ادامه مي دهند با اين حال بايد با احتياط بيشتري با اين چنين پيش بيني هاي GCM برخورد كرد تا الگوهاي تغيير نسبت بارندگي به رواناب در طول ۱۰۰ سال گذشته با يك دقت ، شبيه سازي شوند . براي اين منظور لازم است شنماخت از چرخه هاي اقيانوس ها افزايش يابد .