أطلق فريق من باحثي جامعة باناراس في الهند دراسة لاستكشاف العلاقة بين تغير المناخ، والإنتاج الزراعي، باستخدام نموذج رياضي لفهم هذه الديناميكيات المعقدة.

وقدَّم الباحثون دراستهم في مجلة "كيوس" Chaos، إذ استخدموا نموذجاً رياضياً يعكس العلاقات بين مستويات ثاني أكسيد الكربون، ودرجات الحرارة، وعدد السكان البشري، ونمو المحاصيل. 

وبالنظر إلى الديناميكيات الفوضوية التي تتسم بها الأنظمة البيئية، استخدم الفريق نماذج ذاتية ومستقلة، لفهم التغيرات الموسمية، وتأثيرها على الإنتاج الزراعي.

أظهرت الدراسة أن ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون يُسهم في البداية في تعزيز نمو المحاصيل بفضل تأثير "تخصيب ثاني أكسيد الكربون"، إلا أن هذه الفائدة تتلاشى مع تجاوز درجات الحرارة حداً معيناً، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الإنتاجية.

الزراعة وتحديات تغير المناخ

كما كشف النموذج عن سلوكيات معقدة، تشمل تذبذبات دورية وفوضى تعكس الطبيعة غير المتوقعة لتفاعل المحاصيل مع التغيرات المناخية. 

وتوصَّل الباحثون إلى وجود عتبة حرجة لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون، تختلف تأثيراتها حسب نوع المحصول؛ إذ يؤدي تجاوزها إلى تقليل الإنتاج بشكل كبير.

وللتخفيف من هذا التأثير، يُمكن تبني استراتيجيات مثل زراعة، أو تعديل محاصيل تتحمل درجات الحرارة المرتفعة، مما يُعزز من قدرة الزراعة على مواجهة تحديات تغير المناخ.

لضمان الأمن الغذائي في مواجهة تغير المناخ، اقترح الباحثون تطوير استراتيجيات مبتكرة للتكيف، مثل التركيز على استنباط محاصيل مقاومة للحرارة من خلال التهجين، أو الهندسة الوراثية، مما يُعزز قدرة المحاصيل على تحمل درجات الحرارة المرتفعة، وحماية الإنتاجية. 

كما أكدت الدراسة على أهمية تحسين السياسات الزراعية استناداً إلى رؤى علمية، تحدد النقاط الحرجة التي يبدأ عندها المحصول بالتدهور، مما يساعد صناع القرار على تنفيذ استراتيجيات فعالة للحفاظ على الإنتاج الزراعي.

التكيف مع تغير المناخ

بالإضافة إلى ذلك، يُسهم فهم السلوك الفوضوي للنظم الزراعية في تعزيز دقة التنبؤات بالمحصول، وتمكين المزارعين من تطبيق ممارسات تتكيف مع التغيرات المناخية والموسمية.

ويسلط فريق عمل الدراسة الضوء على الحاجة الملحة لمعالجة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون للحفاظ على الإنتاجية الزراعية، كما يكشف عن استراتيجية واعدة للتخفيف من خسائر المحاصيل الناجمة عن تغير المناخ.

كما تسلط الدراسة الضوء على أهمية تحسين السياسات الزراعية باستخدام رؤى علمية، تحدد النقاط الحرجة التي يبدأ عندها المحصول بالتدهور، لتمكين صناع القرار من اتخاذ خطوات فعّالة لحماية الزراعة. بالإضافة إلى ذلك، يساعد تحليل السلوك الفوضوي للنظم الزراعية على تحسين دقة التنبؤات بالمحاصيل، ما يتيح اعتماد ممارسات زراعية أكثر تكيفًا مع التغيرات الموسمية والمناخية.

وأكد الباحثون أن الخطوة التالية تشمل تطوير النموذج ليشمل متغيرات إضافية مثل أعداد الحشرات، وتوفر المياه، وجودة التربة، ومستويات المغذيات.

كما أشاروا إلى أهمية التحقق التجريبي من النتائج باستخدام بيانات واقعية لتحسين دقة النموذج، وتطوير نماذج خاصة بالمناطق لتقديم استراتيجيات محلية فعالة.