Temperature increase reduces global yields of major crops in four independent estimates

Resumo

Trigo, arroz, milho e soja fornecem dois terços da ingestão calórica humana. Avaliar o impacto do aumento da temperatura global na produção dessas culturas é, portanto, fundamental para manter o suprimento alimentar global, mas diferentes estudos produziram resultados distintos. Aqui, investigamos os impactos da temperatura na produtividade das quatro culturas, compilando extensos resultados publicados de quatro métodos analíticos: modelos globais baseados em grade e modelos locais baseados em pontos, regressões estatísticas e experimentos de aquecimento em campo. Os resultados dos diferentes métodos mostraram consistentemente impactos negativos da temperatura na produtividade das culturas em escala global, geralmente apoiados por impactos semelhantes em escala de país e local. Sem fertilização por CO₂, adaptação efetiva e melhoramento genético, cada aumento de um grau Celsius na temperatura média global reduziria, em média, a produtividade global do trigo em 6,0%, do arroz em 3,2%, do milho em 7,4% e da soja em 3,1%. Os resultados são altamente heterogêneos entre culturas e áreas geográficas, com algumas estimativas de impacto positivo. Análises multimétodos melhoraram a confiança nas avaliações dos impactos climáticos futuros sobre as principais culturas globais e sugerem estratégias de adaptação específicas por cultura e região para garantir a segurança alimentar para uma população mundial crescente.

Abstract

Wheat, rice, maize, and soybean provide two-thirds of human caloric intake. Assessing the impact of global temperature increase on production of these crops is therefore critical to maintaining global food supply, but different studies have yielded different results. Here, we investigated the impacts of temperature on yields of the four crops by compiling extensive published results from four analytical methods: global grid-based and local point-based models, statistical regressions, and field-warming experiments. Results from the different methods consistently showed negative temperature impacts on crop yield at the global scale, generally underpinned by similar impacts at country and site scales. Without CO2 fertilization, effective adaptation, and genetic improvement, each degree-Celsius increase in global mean temperature would, on average, reduce global yields of wheat by 6.0%, rice by 3.2%, maize by 7.4%, and soybean by 3.1%. Results are highly heterogeneous across crops and geographical areas, with some positive impact estimates. Multimethod analyses improved the confidence in assessments of future climate impacts on global major crops and suggest crop- and region-specific adaptation strategies to ensure food security for an increasing world population.