13 min
Hoe sterk zal klimaatverandering de voedselproductie beïnvloeden? Gaat het de gewasopbrengsten schaden of juist verbeteren? Kunnen we 8, 9 of zelfs 10 miljard mensen voeden in een warmere wereld? Hannah Ritchie van Our World in Data probeert die vragen te beantwoorden in een driedelige serie over klimaatverandering en landbouw. In het eerste deel besprak Ritchie de verschillende manieren waarop klimaatverandering de gewasopbrengsten beïnvloedt en het effect dat deze al hebben gehad op de wereldwijde voedselproductie. In dit tweede deel staat centraal hoe klimaatverandering de gewasopbrengsten in de toekomst kan beïnvloeden. De opbrengsten van mais kunnen flink dalen, terwijl die van tarwe mogelijk zullen toenemen. De gevolgen zullen wereldwijd sterk verschillen.
Er zijn 3 manieren waarop CO2-uitstoot en klimaatverandering de landbouw kunnen beïnvloeden.
Ten eerste kunnen planten profiteren van hogere CO2-niveaus in de atmosfeer; dit wordt 'koolstofbemesting' genoemd. Tarwe en rijst - de zogeheten 'C3'-gewassen - kunnen aanzienlijk profiteren van meer CO2. Mais, gierst en sorghum - 'C4'-gewassen - profiteren zeer weinig, behalve onder droogteomstandigheden.
Ten tweede worden gewassen beïnvloed door hogere temperaturen. Dit kan de opbrengsten verhogen of verlagen, afhankelijk van het gewastype en waar ter wereld het wordt verbouwd. Voor boeren in gematigde klimaten, waar de temperaturen lager zijn dan het 'optimale' voor dat gewas, kan milde klimaatverandering de gemiddelde opbrengsten mogelijk verhogen. Voor boeren in de tropen of subtropen, waar de temperaturen al op of boven het 'optimale' liggen, zullen hogere temperaturen de opbrengsten direct verlagen.
Tot slot worden gewassen beïnvloed door de beschikbaarheid van water. Opbrengsten dalen aanzienlijk onder waterstress en ook bij het tegenovergestelde: overstromingen en waterverzadiging, waardoor de productiviteit afneemt als klimaatverandering de frequentie of intensiteit van deze gebeurtenissen verhoogt.
De realiteit is complexer. Sommige gewassen in bepaalde regio’s kunnen profiteren, terwijl elders oogstopbrengsten het risico lopen op een forse daling. Extreme gebeurtenissen vormen extra risico’s die voedselsystemen in de toekomst kunnen destabiliseren.
Hoe zullen wereldwijde opbrengsten door klimaatverandering worden beïnvloed?
De impact van klimaatverandering op opbrengsten hangt af van verschillende factoren: het type gewas, hoeveel warmer de wereld wordt (wat afhangt van hoe snel we onze CO2-uitstoot verminderen), waar ter wereld je je bevindt en wat we doen om ons aan te passen.
Voordat we nadenken over welke adaptatie nodig is, moeten we begrijpen wat we kunnen verwachten in een wereld waarin we ons niet aanpassen. Daar richt ik me in dit artikel op. In het derde en laatste deel van deze serie bespreek ik de mogelijkheden voor aanpassing.
Laten we beginnen met de eerste twee factoren: de gevoeligheid van verschillende gewassen wereldwijd onder verschillende opwarmingsscenario’s.
De verwachte verandering voor mais wordt weergegeven in het eerste deel van de grafiek: meer opwarming betekent lagere opbrengsten. Jonas Jägermeyr en collega’s gebruikten de modernste modelleringstechnieken om de impact van klimaatverandering op opbrengsten onder verschillende klimaatscenario’s te bekijken1. In het laagste opwarmingsscenario, 'RCP2.6', waarin we de mondiale opwarming onder de 2°C houden vergeleken met pre-industriële niveaus - dalen de wereldwijde opbrengsten met ongeveer 6%. In het meest extreme geval - 'RCP8.5', een pessimistisch scenario dat leidt tot 3°C à 5°C opwarming - dalen ze met ongeveer 24%. Dit worst case-scenario biedt een bovengrens voor de potentiële omvang van geïsoleerde klimaateffecten zonder enige aanpassingsinspanningen aan deze nieuwe omstandigheden2.
Andere studies over mais vinden vergelijkbare resultaten3. Omdat mais weinig profiteert van koolstofbemesting en meestal in warmere gebieden wordt verbouwd, vermindert de opwarming de mondiale productiviteit van mais direct. Zelfs Europa, waar de temperaturen koeler zijn, kan een afname van maximaal 20% zien4.
Het tegenovergestelde geldt voor tarwe. De wereldwijde opbrengsten zullen naar verwachting toenemen5. Het effect van koolstofbemesting maakt hierin een groot verschil.
Bij 2°C opwarming schatte een onderzoek dat de tarweopbrengsten met 6,6% zouden dalen zonder koolstofbemesting. Deze bemesting meegerekend, voorspellen ze een stijging van 1,7%6. De wintertarweopbrengsten in Europa zou zonder CO2-effecten tegen 2050 met 9% kunnen afnemen, maar met deze effecten verandert dit naar een toename van 4%4.
In het meest extreme opwarmingsscenario - RCP8.5 - wordt voorspeld dat de tarweopbrengsten met 18% zullen toenemen1.
De klimaatimpact op rijst en sojabonen is kleiner. Hogere temperaturen hebben doorgaans een negatief effect op opbrengsten. Dit wordt grotendeels gecompenseerd door de voordelen van koolstofbemesting. De onzekerheden zijn wereldwijd groot, met name voor sojabonen en rijst, zonder duidelijke positieve of negatieve klimaatimpact. Regionaal laten de modellen een hogere mate van overeenstemming en robuustere resultaten zien.
Andere studies ondersteunen dit resultaat7. Een grote meta-analyse concludeert dat rijstopbrengsten in China, India, Bangladesh en Indonesië kleine toenames zouden vertonen, variërend van 0% tot 10% in het meest optimistische en extreme scenario5.
Veranderingen in gewasopbrengsten zullen wereldwijd sterk variëren
In het vorige deel van deze serie bespraken we wat we globaal kunnen verwachten. Hoe ziet dit er lokaal uit?
In het algemeen zullen gebieden op hoge breedtegraden of gematigde klimaten waarschijnlijk minder ernstige nadelige gevolgen van het klimaat ondervinden - en mogelijk zelfs hogere opbrengsten, ondanks een toename van extreme weersomstandigheden. Boeren in de tropen en subtropen zullen de grootste opbrengstverminderingen ervaren, terwijl ze minder mogelijkheden hebben om zich aan te passen.
Daar zijn verschillende redenen voor.
Ten eerste zijn veel gewassen in de warmere tropen al dicht bij hun 'optimale' groeitemperatuur. Verdere opwarming zal ze daar ver overheen duwen.
Ten tweede komen gewassen die nauwelijks baat hebben bij koolstofbemesting - mais, gierst en sorghum - veel vaker voor in warmere klimaten. Zij zullen dus een daling in opbrengsten zien door stijgende temperaturen, zonder de voordelen van koolstofbemesting om dit te compenseren.
In onderstaande figuur heb ik de verwachte veranderingen in gewasopbrengsten voor verschillende gewassen over verschillende breedtegraden weergegeven. Deze resultaten komen uit het werk van Jonas Jägermeyr en collega’s, gepubliceerd in Nature Food1.
De verticale lijn voor elk gewas loopt van 90°NB (noorderbreedte) bovenaan tot aan 60°ZB (zuiderbreedte) onderaan. De horizontale as toont de verwachte verandering in opbrengst als gevolg van klimaatverandering. Rechts - in blauw - betekent een toename van de opbrengsten. Links - in rood - duidt op een daling.
Natuurlijk maakt het uit waar gewassen worden verbouwd. Een stijging of daling van rijstopbrengsten in Noord-Europa maakt weinig uit, omdat er daar nauwelijks rijst wordt verbouwd. Daarom heb ik voor elk gewas een kaart opgenomen van waar deze gewassen vandaag de dag worden verbouwd8. Deze kaart staat naast de opbrengstgrafiek, zodat je kunt zien waar in de wereld opbrengsten mogelijk kunnen profiteren of kwetsbaar zijn.
Wat we zien, is dat de meeste gewassen opbrengstvoordelen hebben op hogere breedtegraden.
Ook zien we dat gewasopbrengsten rond de evenaar en in de tropen naar verwachting zullen dalen. Voor mais is deze zone echter veel groter, van ongeveer 60°NB tot 30°ZB. Dat is noordelijker dan het Verenigd Koninkrijk. Dat betekent dat alleen in Scandinavië, Rusland en Canada - regio’s waar momenteel weinig mais wordt geteeld - de opbrengsten van mais waarschijnlijk niet zullen dalen.
Voorspellingen voor andere gewassen zijn minder somber. De tarweproductie in Europa zou een opbrengststijging kunnen laten zien. De productie in Noord-India zou dat ook kunnen, maar er zou een daling zijn in de zuidelijke staten.
De effecten op sojabonen- en rijstopbrengsten zullen waarschijnlijk kleiner zijn. De meeste van deze gewassen worden verbouwd in regio’s waar geen grote stijgingen of dalingen worden verwacht. De sojaproductie in de Verenigde Staten zou kunnen profiteren, maar minder in Zuid-Amerika.
Een reeks andere studies laat vergelijkbare resultaten zien. Een belangrijke review door Ehsan Eyshi Rezaei en collega’s onderzocht de verwachte oogstopbrengsten onder lage en hoge opwarmingsscenario’s5. Zelfs bij lage opwarming bleken de effecten op maisopbrengsten overal negatief, van Frankrijk tot de Verenigde Staten, en van China tot Brazilië.
De onderzoekers verwachten dat tarweopbrengsten vrijwel overal zouden verbeteren. Rijstopbrengsten veranderen naar verwachting nauwelijks. De opbrengsten van gierst en sorghum in India en West-Afrika, waar deze gewassen op grote schaal worden verbouwd, zouden negatief worden beïnvloed.
In de voetnoot som ik andere studies op - zij komen tot vergelijkbare conclusies9.
Ongelijke effecten kunnen leiden tot meer prijsvolatiliteit en voedselonzekerheid
De meeste studies tot nu toe richtten zich op de gemiddelde impact op gewasopbrengsten door veranderingen in temperatuur en koolstofbemesting. Een factor die meer volatiliteit in productie (en voedselprijzen) kan veroorzaken, is extremere veranderingen in waterpatronen. Zoals eerder besproken, kunnen overstromingen of hoge droogtestress een grote impact hebben op de opbrengsten.
Een ander belangrijk punt is dat zelfs als de wereldwijde tarweopbrengsten toenemen, en die voor rijst en soja stijgen, de negatieve verwachtingen voor mais, gierst en sorghum zeer zorgwekkend zijn.
Dit zijn basisgewassen voor veel van 's werelds armste en meest voedselonzekere landen. De onrechtvaardigheid van klimaatverandering is dat juist degenen die al het slechtst af zijn, het hardst getroffen zullen worden.
Onderstaande grafieken tonen het aanbod mais en gierst per hoofd van de bevolking per jaar. Dit is de hoeveelheid van deze gewassen die beschikbaar is voor consumptie aan het eind van de toeleveringsketen. Mais vormt een groot deel van het dieet in Zuid-Amerika en zuidelijk Afrika. Gierst is sterk geconcentreerd in Sub-Sahara Afrika. Hetzelfde geldt voor sorghum.
Dit zijn ook de regio’s met de hoogste hongercijfers, de laagste gewasopbrengsten, waar het grootste deel van de bevolking in de landbouw werkt en weinig verdient. Een daling in opbrengsten bedreigt niet alleen de voedselzekerheid, maar kan boeren dieper in de armoede storten door slechtere en wisselvalligere oogsten.
Dit is de harde realiteit van klimaatverandering - waar ik eerder over schreef in de context van sterfgevallen gerelateerd aan extreme temperaturen. Rijke landen, die het meest hebben bijgedragen aan CO2-uitstoot, kunnen opbrengsten zien stijgen omdat tarwe toevallig profiteert van klimaatverandering. Degenen die nu al honger lijden, worden juist geconfronteerd met opbrengstdalingen.
Of gewasopbrengsten in de toekomst zullen stijgen of dalen, hangt niet alleen af van klimaatverandering
Nu we zien wat we kunnen verwachten van de wereldwijde voedselproductie, rijst de vraag wat we kunnen doen om deze ongelijkheid tegen te gaan. Twee punten zijn belangrijk: klimaatverandering is niet de enige factor die de landbouwproductie in de toekomst bepaalt, en op basis van onze huidige kennis weten we dat er veel ruimte is voor verbetering door alle andere factoren.
In mijn vorige artikel over de historische impact van klimaatverandering op opbrengsten wees ik erop dat een '5% daling' vaak niet is wat mensen daarbij denken dat het is. Ze denken misschien dat dit betekent dat de opbrengsten over 10, 20 of 50 jaar 5% lager zullen zijn dan nu.
Wat deze '5% daling' werkelijk betekent, is dat de opbrengsten 5% lager zijn dan ze zouden zijn geweest in een wereld zonder klimaatverandering. De opbrengsten zijn gestegen, maar zonder opwarming zouden ze nog meer zijn toegenomen.
Hetzelfde geldt voor veranderingen in de toekomst. Klimaatverandering zal de gewasproductie in sommige regio’s kwetsbaarder maken. Als alles hetzelfde blijft, zullen opbrengsten dalen. Maar er zijn andere dingen die we kunnen doen om dit risico te beperken en een deel van deze druk tegen te gaan.
Er zijn nog steeds grote opbrengstverschillen wereldwijd. Deze 'yield gaps' zijn het verschil tussen de opbrengsten die boeren momenteel behalen en de opbrengsten die ze zouden kunnen halen als ze toegang hebben tot de beste zaden, meststoffen, pesticiden, irrigatie en methoden die vandaag al bestaan.
Neem bijvoorbeeld Kenia en mais. Boeren halen momenteel ongeveer 1,4 ton per hectare. Onderzoekers schatten echter dat boeren 4,2 ton zouden kunnen behalen als ze toegang hadden tot de beste technologieën en methoden van vandaag11. Dat betekent dat de opbrengstkloof 2,8 ton bedraagt. Dit zie je in de onderstaande grafiek.
In enkele van de slechtste klimaatscenario’s zou de maisopbrengst in Kenia met 20% tot 25% kunnen dalen. Als verder niets verandert, zou dat de huidige opbrengst van 1,4 ton dalen tot ongeveer 1,1 ton: een daling van 0,3 ton.
Het huidige opbrengstverschil van 2,8 ton is echter veel groter dan de daling van 0,3 ton die als gevolg van klimaatverandering wordt verwacht.
Het verschil in opbrengst voor maïs in Kenia is veel groter dan de potentiële afname in opbrengst als gevolg van klimaatverandering, zelfs in extreme scenario's12
Het toepassen van de beste landbouwpraktijken en technologieën en het stoppen van klimaatverandering zou opbrengsten nog meer verhogen. Maar het is nog steeds mogelijk dat opbrengsten in de loop van de tijd stijgen, zelfs al zal dat in een langzamer tempo zijn dan in een stabieler klimaat. Dit gaat niet vanzelf. Het vereist forse investeringen om bestaande opbrengstverschillen te verkleinen en om gewassen te ontwikkelen die veerkrachtiger zijn en beter bestand zijn tegen hitte en droogte.
Dat brengt ons bij het derde artikel in deze serie: hoe we onze voedselsystemen kunnen aanpassen om boeren te beschermen tegen de negatieve gevolgen van klimaatverandering.
Appendix: Hoe zit het met niet-basisgewassen zoals fruit, groenten en peulvruchten?
In dit artikel heb ik me gericht op de belangrijkste basisgewassen: granen en sojabonen. Deze gewassen vormen het grootste aandeel van de calorie-inname wereldwijd (voor directe menselijke consumptie en als veevoer).
Maar niet-basisgewassen zijn ook cruciaal voor de menselijke voeding. Ze leveren essentiële micronutriënten, vetten en eiwitten die onmisbaar zijn voor een gezond dieet.
Helaas zijn er veel minder studies over de impact van klimaatverandering op de opbrengsten van fruit, groenten, peulvruchten en zaden. Hieronder een korte samenvatting van het beschikbare onderzoek.
Verschillende systematische reviews hebben geprobeerd de bestaande literatuur samen te vatten over hoe de opbrengsten van deze gewassen zouden kunnen reageren op hogere CO2-concentraties en temperaturen.
Een review van Scheelbeek et al. (2017) vond dat een toename van de CO2-concentratie met 250 delen per miljoen (ppm) - iets minder dan een verdubbeling ten opzichte van pre-industriële niveaus - de opbrengsten gemiddeld met ongeveer 22% verhoogde13. Deze toename varieerde van 12% tot 33%, waarbij peulvruchten meer winst lieten zien dan bladgroenten.
Deze opwarmingseffecten zouden enigszins worden gematigd door hogere opbrengsten door koolstofbemesting. Groentegewassen in warmere regio’s zouden in hogere opwarmingsscenario’s een kleine tot matige daling kunnen zien. In gematigde regio’s zou een stijging mogelijk zijn, omdat zowel opwarming als CO2 daar allebei de opbrengsten verhogen.
Een latere review door Alae-Carew et al. (2020) richtte zich op fruit, noten en zaden14. De bevindingen waren vergelijkbaar: CO2-bemesting verhoogde de opbrengsten, maar dit werd gecompenseerd door opbrengstdalingen als gevolg van hogere temperaturen, vooral in warmere regio’s.
Beide reviews benadrukken opnieuw de zeer verschillende reacties van gewassen in verschillende delen van de wereld. Zelfs als de veranderingen in opbrengsten op mondiaal niveau relatief klein zijn, kan de verdeling van voedselproductie aanzienlijk veranderen, met duidelijke winnaars en verliezers. Dit kan aanzienlijke gevolgen hebben voor boeren, economieën die afhankelijk zijn van landbouwexporten en voedselprijzen.
Dankbetuiging
Veel dank aan Max Roser en Edouard Mathieu voor hun opmerkingen over dit artikel en aan Jonas Jägermeyr voor zijn waardevolle suggesties en feedback aan deze serie.
Dit artikel afdrukken
Ten eerste kunnen planten profiteren van hogere CO2-niveaus in de atmosfeer; dit wordt 'koolstofbemesting' genoemd. Tarwe en rijst - de zogeheten 'C3'-gewassen - kunnen aanzienlijk profiteren van meer CO2. Mais, gierst en sorghum - 'C4'-gewassen - profiteren zeer weinig, behalve onder droogteomstandigheden.
Ten tweede worden gewassen beïnvloed door hogere temperaturen. Dit kan de opbrengsten verhogen of verlagen, afhankelijk van het gewastype en waar ter wereld het wordt verbouwd. Voor boeren in gematigde klimaten, waar de temperaturen lager zijn dan het 'optimale' voor dat gewas, kan milde klimaatverandering de gemiddelde opbrengsten mogelijk verhogen. Voor boeren in de tropen of subtropen, waar de temperaturen al op of boven het 'optimale' liggen, zullen hogere temperaturen de opbrengsten direct verlagen.
Tot slot worden gewassen beïnvloed door de beschikbaarheid van water. Opbrengsten dalen aanzienlijk onder waterstress en ook bij het tegenovergestelde: overstromingen en waterverzadiging, waardoor de productiviteit afneemt als klimaatverandering de frequentie of intensiteit van deze gebeurtenissen verhoogt.
De realiteit is complexer. Sommige gewassen in bepaalde regio’s kunnen profiteren, terwijl elders oogstopbrengsten het risico lopen op een forse dalingDe uiteindelijke impact op de gewasopbrengsten is een combinatie van alle bovengenoemde factoren, die elkaar kunnen compenseren of versterken. Door slechts één factor te bekijken, kunnen we verkeerde conclusies trekken. Hierdoor zien we te simplistische en tegenstrijdige koppen zoals 'Meer CO2 en klimaatverandering is goed voor de landbouw' of 'Hogere temperaturen zullen de gewasopbrengsten wereldwijd doen instorten'.
De realiteit is complexer. Sommige gewassen in bepaalde regio’s kunnen profiteren, terwijl elders oogstopbrengsten het risico lopen op een forse daling. Extreme gebeurtenissen vormen extra risico’s die voedselsystemen in de toekomst kunnen destabiliseren.
Hoe zullen wereldwijde opbrengsten door klimaatverandering worden beïnvloed?
De impact van klimaatverandering op opbrengsten hangt af van verschillende factoren: het type gewas, hoeveel warmer de wereld wordt (wat afhangt van hoe snel we onze CO2-uitstoot verminderen), waar ter wereld je je bevindt en wat we doen om ons aan te passen.
Voordat we nadenken over welke adaptatie nodig is, moeten we begrijpen wat we kunnen verwachten in een wereld waarin we ons niet aanpassen. Daar richt ik me in dit artikel op. In het derde en laatste deel van deze serie bespreek ik de mogelijkheden voor aanpassing.
Laten we beginnen met de eerste twee factoren: de gevoeligheid van verschillende gewassen wereldwijd onder verschillende opwarmingsscenario’s.
De verwachte verandering voor mais wordt weergegeven in het eerste deel van de grafiek: meer opwarming betekent lagere opbrengsten. Jonas Jägermeyr en collega’s gebruikten de modernste modelleringstechnieken om de impact van klimaatverandering op opbrengsten onder verschillende klimaatscenario’s te bekijken1. In het laagste opwarmingsscenario, 'RCP2.6', waarin we de mondiale opwarming onder de 2°C houden vergeleken met pre-industriële niveaus - dalen de wereldwijde opbrengsten met ongeveer 6%. In het meest extreme geval - 'RCP8.5', een pessimistisch scenario dat leidt tot 3°C à 5°C opwarming - dalen ze met ongeveer 24%. Dit worst case-scenario biedt een bovengrens voor de potentiële omvang van geïsoleerde klimaateffecten zonder enige aanpassingsinspanningen aan deze nieuwe omstandigheden2.
Andere studies over mais vinden vergelijkbare resultaten3. Omdat mais weinig profiteert van koolstofbemesting en meestal in warmere gebieden wordt verbouwd, vermindert de opwarming de mondiale productiviteit van mais direct. Zelfs Europa, waar de temperaturen koeler zijn, kan een afname van maximaal 20% zien4.
Het tegenovergestelde geldt voor tarwe. De wereldwijde opbrengsten zullen naar verwachting toenemen5. Het effect van koolstofbemesting maakt hierin een groot verschil.
Bij 2°C opwarming schatte een onderzoek dat de tarweopbrengsten met 6,6% zouden dalen zonder koolstofbemesting. Deze bemesting meegerekend, voorspellen ze een stijging van 1,7%6. De wintertarweopbrengsten in Europa zou zonder CO2-effecten tegen 2050 met 9% kunnen afnemen, maar met deze effecten verandert dit naar een toename van 4%4.
In het meest extreme opwarmingsscenario - RCP8.5 - wordt voorspeld dat de tarweopbrengsten met 18% zullen toenemen1.
De klimaatimpact op rijst en sojabonen is kleiner. Hogere temperaturen hebben doorgaans een negatief effect op opbrengsten. Dit wordt grotendeels gecompenseerd door de voordelen van koolstofbemesting. De onzekerheden zijn wereldwijd groot, met name voor sojabonen en rijst, zonder duidelijke positieve of negatieve klimaatimpact. Regionaal laten de modellen een hogere mate van overeenstemming en robuustere resultaten zien.
Andere studies ondersteunen dit resultaat7. Een grote meta-analyse concludeert dat rijstopbrengsten in China, India, Bangladesh en Indonesië kleine toenames zouden vertonen, variërend van 0% tot 10% in het meest optimistische en extreme scenario5.
Veranderingen in gewasopbrengsten zullen wereldwijd sterk variëren
In het vorige deel van deze serie bespraken we wat we globaal kunnen verwachten. Hoe ziet dit er lokaal uit?
In het algemeen zullen gebieden op hoge breedtegraden of gematigde klimaten waarschijnlijk minder ernstige nadelige gevolgen van het klimaat ondervinden - en mogelijk zelfs hogere opbrengsten, ondanks een toename van extreme weersomstandigheden. Boeren in de tropen en subtropen zullen de grootste opbrengstverminderingen ervaren, terwijl ze minder mogelijkheden hebben om zich aan te passen.
Daar zijn verschillende redenen voor.
Ten eerste zijn veel gewassen in de warmere tropen al dicht bij hun 'optimale' groeitemperatuur. Verdere opwarming zal ze daar ver overheen duwen.
Ten tweede komen gewassen die nauwelijks baat hebben bij koolstofbemesting - mais, gierst en sorghum - veel vaker voor in warmere klimaten. Zij zullen dus een daling in opbrengsten zien door stijgende temperaturen, zonder de voordelen van koolstofbemesting om dit te compenseren.
In onderstaande figuur heb ik de verwachte veranderingen in gewasopbrengsten voor verschillende gewassen over verschillende breedtegraden weergegeven. Deze resultaten komen uit het werk van Jonas Jägermeyr en collega’s, gepubliceerd in Nature Food1.
De verticale lijn voor elk gewas loopt van 90°NB (noorderbreedte) bovenaan tot aan 60°ZB (zuiderbreedte) onderaan. De horizontale as toont de verwachte verandering in opbrengst als gevolg van klimaatverandering. Rechts - in blauw - betekent een toename van de opbrengsten. Links - in rood - duidt op een daling.
Natuurlijk maakt het uit waar gewassen worden verbouwd. Een stijging of daling van rijstopbrengsten in Noord-Europa maakt weinig uit, omdat er daar nauwelijks rijst wordt verbouwd. Daarom heb ik voor elk gewas een kaart opgenomen van waar deze gewassen vandaag de dag worden verbouwd8. Deze kaart staat naast de opbrengstgrafiek, zodat je kunt zien waar in de wereld opbrengsten mogelijk kunnen profiteren of kwetsbaar zijn.
Wat we zien, is dat de meeste gewassen opbrengstvoordelen hebben op hogere breedtegraden.
Ook zien we dat gewasopbrengsten rond de evenaar en in de tropen naar verwachting zullen dalen. Voor mais is deze zone echter veel groter, van ongeveer 60°NB tot 30°ZB. Dat is noordelijker dan het Verenigd Koninkrijk. Dat betekent dat alleen in Scandinavië, Rusland en Canada - regio’s waar momenteel weinig mais wordt geteeld - de opbrengsten van mais waarschijnlijk niet zullen dalen.
Wat we zien, is dat de meeste gewassen opbrengstvoordelen hebben op hogere breedtegraden.De belangrijkste maisproducerende regio’s ter wereld, zoals de Verenigde Staten, China, Zuid-Amerika en Sub-Sahara Afrika, zouden aanzienlijke dalingen kunnen zien. In de meest extreme scenario's kan de daling zelfs oplopen tot 20% tot 25%.
Voorspellingen voor andere gewassen zijn minder somber. De tarweproductie in Europa zou een opbrengststijging kunnen laten zien. De productie in Noord-India zou dat ook kunnen, maar er zou een daling zijn in de zuidelijke staten.
De effecten op sojabonen- en rijstopbrengsten zullen waarschijnlijk kleiner zijn. De meeste van deze gewassen worden verbouwd in regio’s waar geen grote stijgingen of dalingen worden verwacht. De sojaproductie in de Verenigde Staten zou kunnen profiteren, maar minder in Zuid-Amerika.
Een reeks andere studies laat vergelijkbare resultaten zien. Een belangrijke review door Ehsan Eyshi Rezaei en collega’s onderzocht de verwachte oogstopbrengsten onder lage en hoge opwarmingsscenario’s5. Zelfs bij lage opwarming bleken de effecten op maisopbrengsten overal negatief, van Frankrijk tot de Verenigde Staten, en van China tot Brazilië.
De onderzoekers verwachten dat tarweopbrengsten vrijwel overal zouden verbeteren. Rijstopbrengsten veranderen naar verwachting nauwelijks. De opbrengsten van gierst en sorghum in India en West-Afrika, waar deze gewassen op grote schaal worden verbouwd, zouden negatief worden beïnvloed.
In de voetnoot som ik andere studies op - zij komen tot vergelijkbare conclusies9.
Ongelijke effecten kunnen leiden tot meer prijsvolatiliteit en voedselonzekerheid
De meeste studies tot nu toe richtten zich op de gemiddelde impact op gewasopbrengsten door veranderingen in temperatuur en koolstofbemesting. Een factor die meer volatiliteit in productie (en voedselprijzen) kan veroorzaken, is extremere veranderingen in waterpatronen. Zoals eerder besproken, kunnen overstromingen of hoge droogtestress een grote impact hebben op de opbrengsten.
Zelfs als de wereldwijde tarweopbrengsten toenemen, en die voor rijst en soja stijgen, zijn de negatieve verwachtingen voor mais, gierst en sorghum zeer zorgwekkendEen groot onderzoek naar de potentiële toename van waterlogging in toekomstige klimaatscenario's laat zien dat de opbrengstverliezen onder hoge klimaatscenario’s zouden kunnen toenemen van 3% tot 11% in het verleden, tot 10-20% in 208010. De auteurs benadrukken dat deze impact kan worden beperkt door andere landbouwpraktijken toe te passen (die ik in mijn volgende artikel zal behandelen), maar zonder aanpassing kan intensere regenval voedselmarkten volatieler maken.
Een ander belangrijk punt is dat zelfs als de wereldwijde tarweopbrengsten toenemen, en die voor rijst en soja stijgen, de negatieve verwachtingen voor mais, gierst en sorghum zeer zorgwekkend zijn.
Dit zijn basisgewassen voor veel van 's werelds armste en meest voedselonzekere landen. De onrechtvaardigheid van klimaatverandering is dat juist degenen die al het slechtst af zijn, het hardst getroffen zullen worden.
Onderstaande grafieken tonen het aanbod mais en gierst per hoofd van de bevolking per jaar. Dit is de hoeveelheid van deze gewassen die beschikbaar is voor consumptie aan het eind van de toeleveringsketen. Mais vormt een groot deel van het dieet in Zuid-Amerika en zuidelijk Afrika. Gierst is sterk geconcentreerd in Sub-Sahara Afrika. Hetzelfde geldt voor sorghum.
Dit zijn ook de regio’s met de hoogste hongercijfers, de laagste gewasopbrengsten, waar het grootste deel van de bevolking in de landbouw werkt en weinig verdient. Een daling in opbrengsten bedreigt niet alleen de voedselzekerheid, maar kan boeren dieper in de armoede storten door slechtere en wisselvalligere oogsten.
Dit is de harde realiteit van klimaatverandering - waar ik eerder over schreef in de context van sterfgevallen gerelateerd aan extreme temperaturen. Rijke landen, die het meest hebben bijgedragen aan CO2-uitstoot, kunnen opbrengsten zien stijgen omdat tarwe toevallig profiteert van klimaatverandering. Degenen die nu al honger lijden, worden juist geconfronteerd met opbrengstdalingen.
Of gewasopbrengsten in de toekomst zullen stijgen of dalen, hangt niet alleen af van klimaatverandering
Nu we zien wat we kunnen verwachten van de wereldwijde voedselproductie, rijst de vraag wat we kunnen doen om deze ongelijkheid tegen te gaan. Twee punten zijn belangrijk: klimaatverandering is niet de enige factor die de landbouwproductie in de toekomst bepaalt, en op basis van onze huidige kennis weten we dat er veel ruimte is voor verbetering door alle andere factoren.
In mijn vorige artikel over de historische impact van klimaatverandering op opbrengsten wees ik erop dat een '5% daling' vaak niet is wat mensen daarbij denken dat het is. Ze denken misschien dat dit betekent dat de opbrengsten over 10, 20 of 50 jaar 5% lager zullen zijn dan nu.
Als alles hetzelfde blijft, zullen opbrengsten dalenMaar dat is niet zo. Ik gaf het voorbeeld van de opbrengsten van 1961 tot nu. Studies suggereren dat de opbrengsten van belangrijke gewassen met ongeveer 5% zijn 'gedaald' door klimaatverandering. Toch zijn de wereldwijde opbrengsten in deze periode met meer dan 200% gestegen.
Wat deze '5% daling' werkelijk betekent, is dat de opbrengsten 5% lager zijn dan ze zouden zijn geweest in een wereld zonder klimaatverandering. De opbrengsten zijn gestegen, maar zonder opwarming zouden ze nog meer zijn toegenomen.
Hetzelfde geldt voor veranderingen in de toekomst. Klimaatverandering zal de gewasproductie in sommige regio’s kwetsbaarder maken. Als alles hetzelfde blijft, zullen opbrengsten dalen. Maar er zijn andere dingen die we kunnen doen om dit risico te beperken en een deel van deze druk tegen te gaan.
Er zijn nog steeds grote opbrengstverschillen wereldwijd. Deze 'yield gaps' zijn het verschil tussen de opbrengsten die boeren momenteel behalen en de opbrengsten die ze zouden kunnen halen als ze toegang hebben tot de beste zaden, meststoffen, pesticiden, irrigatie en methoden die vandaag al bestaan.
Neem bijvoorbeeld Kenia en mais. Boeren halen momenteel ongeveer 1,4 ton per hectare. Onderzoekers schatten echter dat boeren 4,2 ton zouden kunnen behalen als ze toegang hadden tot de beste technologieën en methoden van vandaag11. Dat betekent dat de opbrengstkloof 2,8 ton bedraagt. Dit zie je in de onderstaande grafiek.
In enkele van de slechtste klimaatscenario’s zou de maisopbrengst in Kenia met 20% tot 25% kunnen dalen. Als verder niets verandert, zou dat de huidige opbrengst van 1,4 ton dalen tot ongeveer 1,1 ton: een daling van 0,3 ton.
Het huidige opbrengstverschil van 2,8 ton is echter veel groter dan de daling van 0,3 ton die als gevolg van klimaatverandering wordt verwacht.
Het toepassen van de beste landbouwpraktijken en technologieën en het stoppen van klimaatverandering zou opbrengsten nog meer verhogen. Maar het is nog steeds mogelijk dat opbrengsten in de loop van de tijd stijgen, zelfs al zal dat in een langzamer tempo zijn dan in een stabieler klimaat. Dit gaat niet vanzelf. Het vereist forse investeringen om bestaande opbrengstverschillen te verkleinen en om gewassen te ontwikkelen die veerkrachtiger zijn en beter bestand zijn tegen hitte en droogte.
Dat brengt ons bij het derde artikel in deze serie: hoe we onze voedselsystemen kunnen aanpassen om boeren te beschermen tegen de negatieve gevolgen van klimaatverandering.
Appendix: Hoe zit het met niet-basisgewassen zoals fruit, groenten en peulvruchten?
In dit artikel heb ik me gericht op de belangrijkste basisgewassen: granen en sojabonen. Deze gewassen vormen het grootste aandeel van de calorie-inname wereldwijd (voor directe menselijke consumptie en als veevoer).
Maar niet-basisgewassen zijn ook cruciaal voor de menselijke voeding. Ze leveren essentiële micronutriënten, vetten en eiwitten die onmisbaar zijn voor een gezond dieet.
Helaas zijn er veel minder studies over de impact van klimaatverandering op de opbrengsten van fruit, groenten, peulvruchten en zaden. Hieronder een korte samenvatting van het beschikbare onderzoek.
Verschillende systematische reviews hebben geprobeerd de bestaande literatuur samen te vatten over hoe de opbrengsten van deze gewassen zouden kunnen reageren op hogere CO2-concentraties en temperaturen.
Een review van Scheelbeek et al. (2017) vond dat een toename van de CO2-concentratie met 250 delen per miljoen (ppm) - iets minder dan een verdubbeling ten opzichte van pre-industriële niveaus - de opbrengsten gemiddeld met ongeveer 22% verhoogde13. Deze toename varieerde van 12% tot 33%, waarbij peulvruchten meer winst lieten zien dan bladgroenten.
Zelfs als de veranderingen in opbrengsten op mondiaal niveau relatief klein zijn, kan de verdeling van voedselproductie aanzienlijk veranderen, met duidelijke winnaars en verliezersDe meeste studies over opwarming gaan uit van een zeer hoge temperatuurstijging van 4°C, wat veel meer is dan we momenteel zouden verwachten (ongeveer 2,5°C tot 3°C). Deze stijging leidde tot een gemiddelde opbrengstdaling van 5%. Er was echter grote variatie tussen gewastypen en locaties - van een daling van 48% tot een toename van 38%. Regio’s met gemiddelde temperaturen onder de 20°C zagen de opbrengsten toenemen met ongeveer 35%. Regio's met temperaturen boven de 20°C zagen een daling van 32%.
Deze opwarmingseffecten zouden enigszins worden gematigd door hogere opbrengsten door koolstofbemesting. Groentegewassen in warmere regio’s zouden in hogere opwarmingsscenario’s een kleine tot matige daling kunnen zien. In gematigde regio’s zou een stijging mogelijk zijn, omdat zowel opwarming als CO2 daar allebei de opbrengsten verhogen.
Een latere review door Alae-Carew et al. (2020) richtte zich op fruit, noten en zaden14. De bevindingen waren vergelijkbaar: CO2-bemesting verhoogde de opbrengsten, maar dit werd gecompenseerd door opbrengstdalingen als gevolg van hogere temperaturen, vooral in warmere regio’s.
Beide reviews benadrukken opnieuw de zeer verschillende reacties van gewassen in verschillende delen van de wereld. Zelfs als de veranderingen in opbrengsten op mondiaal niveau relatief klein zijn, kan de verdeling van voedselproductie aanzienlijk veranderen, met duidelijke winnaars en verliezers. Dit kan aanzienlijke gevolgen hebben voor boeren, economieën die afhankelijk zijn van landbouwexporten en voedselprijzen.
Dankbetuiging
Veel dank aan Max Roser en Edouard Mathieu voor hun opmerkingen over dit artikel en aan Jonas Jägermeyr voor zijn waardevolle suggesties en feedback aan deze serie.
Noten
- Jägermeyr, J., Müller, C., Ruane, A. C., Elliott, J., Balkovic, J., Castillo, O., ... & Rosenzweig, C. (2021). Climate impacts on global agriculture emerge earlier in new generation of climate and crop models. Nature Food.
- Idealiter zou ik me liever richten op meer realistische klimaatscenario's - zoals RCP4.5 - die ernstiger gevolgen zullen hebben dan RCP2.6, maar veel minder dan RCP8.5. Helaas modelleren veel studies deze middenwegscenario's niet.
- Minoli, S., Jägermeyr, J., Asseng, S., Urfels, A., & Müller, C. (2022). Global crop yields can be lifted by timely adaptation of growing periods to climate change. Nature Communications.
- Webber, H., Ewert, F., Olesen, J. E., Müller, C., Fronzek, S., Ruane, A. C., ... & Wallach, D. (2018). Diverging importance of drought stress for maize and winter wheat in Europe. Nature communications.
- Rezaei, E. E., Webber, H., Asseng, S., Boote, K., Durand, J. L., Ewert, F., ... & MacCarthy, D. S. (2023). Climate change impacts on crop yields. Nature Reviews Earth & Environment.
- Zhang, T., van der Wiel, K., Wei, T., Screen, J., Yue, X., Zheng, B., ... & Yang, X. (2022). Increased wheat price spikes and larger economic inequality with 2 C global warming. One Earth.
- Hosokawa, N., Doi, Y., Kim, W., & Iizumi, T. (2023). Contrasting area and yield responses to extreme climate contributes to climate-resilient rice production in Asia. Scientific Reports.
- Om het belang van specifieke gewassen voor elk land te begrijpen, heb ik de productie weergegeven in termen van per hoofd van de bevolking. Als je de totalen (niet gecorrigeerd voor bevolking) wilt bekijken, kun je dat doen in onze Global Food Explorer voor alle gewassen.
- Minoli, S., Jägermeyr, J., Asseng, S., Urfels, A., & Müller, C. (2022). Global crop yields can be lifted by timely adaptation of growing periods to climate change. Nature Communications.
Agnolucci, P., Rapti, C., Alexander, P., De Lipsis, V., Holland, R. A., Eigenbrod, F., & Ekins, P. (2020). Impacts of rising temperatures and farm management practices on global yields of 18 crops. Nature Food.
Webber, H., Ewert, F., Olesen, J. E., Müller, C., Fronzek, S., Ruane, A. C., ... & Wallach, D. (2018). Diverging importance of drought stress for maize and winter wheat in Europe. Nature Communications.
Putelat, T., Whitmore, A. P., Senapati, N., & Semenov, M. A. (2021). Local impacts of climate change on winter wheat in Great Britain. Royal Society Open Science.
Yu, Y., Clark, J. S., Tian, Q., & Yan, F. (2022). Rice yield response to climate and price policy in high-latitude regions of China. Food Security.
Elsadek, E. A., Zhang, K., Hamoud, Y. A., Mousa, A., Awad, A., Abdallah, M., ... & Elbeltagi, A. (2024). Impacts of climate change on rice yields in the Nile River Delta of Egypt: a large-scale projection analysis based on CMIP6. Agricultural Water Management.
https://svs.gsfc.nasa.gov/4914/. - Liu, K., Harrison, M.T., Yan, H. et al. (2023). Silver lining to a climate crisis in multiple prospects for alleviating crop waterlogging under future climates. Nature Communications.
- [This is based on research on “attainable yields” published by Nathaniel Meuller and colleagues.]
Mueller, N. D., Gerber, J. S., Johnston, M., Ray, D. K., Ramankutty, N., & Foley, J. A. (2012). Closing yield gaps through nutrient and water management. Nature. - [Yield data for 2022 comes from the Food and Agriculture Organization of the United Nations. Attainable yields come from Mueller et al. (2012). Potential yield reductions due to climate change is based on a 25% reduction compared to yields today, which is possible in some of the most extreme climate scenarios (RCP8.5). This extreme scenario is unlikely but gives a sense of the upper limit of these reductions.]
Mueller, N. D., Gerber, J. S., Johnston, M., Ray, D. K., Ramankutty, N., & Foley, J. A. (2012). Closing yield gaps through nutrient and water management. Nature. - Scheelbeek, P. F., Bird, F. A., Tuomisto, H. L., Green, R., Harris, F. B., Joy, E. J., ... & Dangour, A. D. (2018). Effect of environmental changes on vegetable and legume yields and nutritional quality. Proceedings of the National Academy of Sciences.
- Alae-Carew, C., Nicoleau, S., Bird, F. A., Hawkins, P., Tuomisto, H. L., Haines, A., ... & Scheelbeek, P. F. (2020). The impact of environmental changes on the yield and nutritional quality of fruits, nuts and seeds: a systematic review. Environmental Research Letters.
Dit artikel is vertaald door Foodlog. Het Engelstalige origineel 'How will climate change affect crop yields in the future?' (Hannah Ritchie (2024)) verscheen op Our World in Data.
Dit artikel is deel 2 in een driedelige serie. Het eerste deel is hier te lezen.
Dit artikel is deel 2 in een driedelige serie. Het eerste deel is hier te lezen.
Nog 3
Je hebt 0 van de 3 kado-artikelen gelezen.
Op 30 december krijg je nieuwe kado-artikelen.
Op 30 december krijg je nieuwe kado-artikelen.
Als betalend lid lees je zoveel artikelen als je wilt, én je steunt Foodlog
Lees ook
Dit zat er aan te komen. Dat kon je al decennia zien. Dat de groeiende wereldbevolking een keer de productiviteitstoename op de hielen zou gaan zitten is logisch, gezien de vraag naar meer van alles met meer. Op zich is er nog best wat oppervlakte die in landbouwgrond omgezet kan worden, maar dan moet het wel goed beheerd worden. Er is nog wel heel wat mogelijk in de veredeling en andere technieken, maar dat zal steeds moeilijker en duurder worden. Het gemak waarmee het relatief ging is voorbij en omdat er de afgelopen decennia genoeg product was, vooral in het decadente Westen, zal de ethische kwestie op dit vlak mondiaal (groten)deels naar de achtergrond schuiven,... omdat nog steeds geldt; Erst kommt das Fressen und dann die Moral (Dreigroschenoper-Brecht). Arme hongerige mensen hebben niet zo veel aan de ethiek van de woke linkse rijken, die links lullen maar rechts vullen, die vanaf jaren 60-70 tot nu al predikend over de aarde trekt. Armen en autoritaire regimes zullen dat soort denkelites gewoon laten zwijgen. Dat wijzelf er niet toe in staat zijn, na WOII, de dekolonisatie en na de Val van de Muur is een andere kwestie.
In mijn tijd als boer vanaf halverwege de jaren 80, met 5 miljard mensen op aarde, tot nu met 8 miljard, zaten we in de makkelijke jaren dat alles relatief goedkoper werd, de mondiale productiviteitsstijgingen de groei van de wereldbevolking makkelijk kon bijbenen. dan gaat wel de wet van de remmende voorsprong gelden, dat 'men' eigenlijk te weinig geld over heeft voor goed landbouwonderzoek en daar later spijt van zal gaan krijgen (tenzij je vanuit decadentie blind wilt zijn, zoals velen in ons ooit dominante nu postkoloniale westen). Als je nu boer bent, kun je weer geld verdienen, met weer andere risico's... In mijn/onze tijd was het meer een race to bottom, ondanks dat de rest van de Westerse samenleving door die goedkoopte volksbreed volksdecadent kon leven. Zij leefden op de pof ten koste van oa arme landen en ons boeren en konden auto's kopen, budgetvliegreizen maken en daarmee consumerend het klimaat veranderen.
De Co2 toename is in ieder geval gunstig voor de gewassen. Overal veel hogere opbrengsten. Goed tegen de honger en goed voor de boeren. Men verkeert in de veronderstelling dat vermindering van de Co2 uitstoot ongeveer werkt als een schakelaar omdraaien waarna de Co2 hoeveelheid alras zal afnemen. Dit is niet zo, dit heeft eeuwen nodig.