今天带领大家来一分钟了解农业系统在气候变化影响下的未来变化预测。![]()
在人类世，农业是气候变化与人类福祉之间的基本联系。由于农业生产容易受到不适宜的环境条件的损害（脆弱性），一个关键问题是农业系统在多大程度上能够调整--无论是事前调整还是事后调整--以适应不断变化的气候的影响（适应能力），并在气候变暖的世界中保持理想的功能（复原力）。要了解农业系统的适应能力和复原力建设，就必须有能力预测生物物理和管理对天气的反应，以及更广泛的系统性因素（如粮食价格和支持农业的信贷机构）的变化。衡量这些关系的过程中，一个众所周知的困难是，温度和降雨等环境因素的变化会产生不同的影响，这取决于这些变化是否在预料之中（在这种情况下，主动适应是可能的）、是否与时空相关（在这种情况下，价格和保险等系统性因素预计会做出反应，可能会抑制不利影响），或者是否具有特异性和不可预料性（在这种情况下，国家和地方机构可能会更好地分散风险，但不可能建立价格变化或宣布紧急状态等更大规模的平滑机制）。现有的实证文献对不同时空尺度的影响分析采取了多种方法，但进展主要集中在估计天气变化对人类的影响，以此作为气候长期变化的代表。这项工作的一个核心问题是，在将系统对天气中不可预测部分的反应与横截面平均值和长期趋势等更可预测部分的反应分离开来的基础上，进行可靠的因果关系识别。因此，方法论的一个主要方向是基于冲击的高度本地化估算，这些冲击在统计上很好地识别了过去的暴露，但可能只捕捉到未来气候预测变化的一小部分。与历史平均条件的偏差为统计估算提供了一个假定的随机变化源，但它们仅代表了预期气候变化的一种形式，反映的适应能力实际上可能是最弱的部分。在此，研究提出了一个简单明了的框架，以参数化但简洁的方式，在统计识别目标与更全面的适应方法和可信预测之间取得平衡，避免使用固定效应或其他回归技术，因为这些技术会去除考虑未来时相关的某些变异来源。文章利用巴西的农业生产率、收入和贷款数据来说明这种方法如何有助于解释过去和未来的不同适应边际，然后演示如何利用这种方法来了解巴西具体政策干预措施的适应潜力。研究表明，将历史数据与未来数据直接配对的能力推进了对气候变化对人类影响的理解，并表明巴西农业系统中由天气驱动的问题日益增多。研究发现，巴西的气候变化预计将产生负面影响，波及整个农业部门--从产量到收入，再到农业借款人的还贷表现。为此，研究采用了一种方法，即估算农业结果与天气变量之间的统计关系，并将天气变量分解为可独立变化且对应不同潜在适应余地的组成部分。结果发现，这种天气分解与农业结果之间的关系非常密切，而且天气也是还款的一个重要决定因素。重要的是，研究能够确定天气的不同组成部分似乎对模型的未来结果有影响。地方特异性降水冲击对所有结果都是不利的，但冲击的性质及其空间相关程度很重要。重要的是，此类冲击的相关性结构不断增加，使人担心现有的内生价格效应（即如果产量下降，价格就会上涨）可能只能到此为止，随着气候变暖，预计会产生更多不利的金融影响，并涓滴上升到金融部门的投资组合和机构层面的风险。
图 1.巴西历史和预测气候变化的空间性质，上行显示气温，下行显示降水。左栏显示的是近期（1991 年至 2020 年）的基准年平均气温和年降水总量，第二栏显示的是气温和降水的十年趋势。图 2. 不同天气因素对巴西城市 (A) 玉米和 (B) 大豆产量和收入的边际影响。图3.过去和未来对农业部门的影响预测。左栏显示过去（黑色实线，1990 年至 2014 年）和未来（蓝色虚线，2045 年至 2069 年）市级玉米产量、玉米收入、农业总收入和新贷款违约率的总体分布情况。![]()
图 4.不同天气因素对新贷款违约的边际影响。J. Burney, C. McIntosh, B. Lopez-Videla, K. Samphantharak, A. Gori Maia, Empirical modeling of agricultural climate risk, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.121 (16) e2215677121,https://doi.org/10.1073/pnas.2215677121 (2024).
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