Anlatı derlemesi incelemesi

DOI: 10.3389/fpls.2022.925548

İklim Değişikliğinin Tarımsal Üretime Etkisi: Asya'da Sorunlar, Zorluklar ve Fırsatlar

Küresel iklim değişikliği ve iklim değişkenliği, özellikle kırılgan ve gıda güvencesizliği yüksek olan Asya bölgesinde tarımsal sürdürülebilirliği tehdit eden temel dinamikler arasında yer almaktadır.

Yazar
Muhammad Habib ur Rahman et al.
Yayın
Frontiers in Plant Science
Tarih
2022-10-10
01

Makalenin Kapsamı ve Akademik İçeriği

Küresel iklim değişikliği ve değişkenliği, özellikle nüfus yoğunluğu yüksek ve gıda güvencesizliğine açık Asya ülkelerinde tarımsal üretim sistemlerini ciddi biçimde tehdit etmektedir. Asya kıtası, dünya nüfusunun yaklaşık yüzde altmışını barındırmakta ve kırsal nüfusun büyük bölümü geçimini doğrudan tarımdan sağlamaktadır. İklim modelleri, küresel ortalama sıcaklıkların artmaya devam etmesi durumunda arid ve yarı-arid bölgelerde sıcaklık dalgaları, kuraklık, taşkınlar ve düzensiz şiddetli yağışların artacağını göstermektedir. Bu iklimsel baskılar, bölgedeki ana gıda kaynağını oluşturan pirinç ve buğday ekim sistemlerinde rekolte ve ürün kalitesi kayıplarına yol açarak kırsal yoksulluk ile gıda güvenliği sorunlarını derinleştirmektedir.

Derleme niteliği taşıyan ve Pakistan'ın ana pirinç-buğday üretim kuşağını kapsayan bir örnek olay incelemesini içeren bu çalışmada, çok disiplinli bir modelleme yaklaşımı benimsenmiştir. Araştırma kapsamında Asya genelindeki literatür taranarak tarım, hayvancılık, ormancılık ve aquakültür sektörlerindeki iklimsel riskler derlenmiş; Pakistan örneğinde ise beş farklı Küresel Dolaşım Modeli (GCM), iki gelişmiş ürün simülasyon modeli (DSSAT ve APSIM) ile bir iktisadi model (TOA-MD) bütünleştirilmiştir. Saha verileri, 155 çiftçi işletmesinden toplanan yönetimsel ve sosyo-ekonomik bilgiler ile meteorolojik gözlem verileri kullanılarak ürün modelleri kalibre ve valide edilmiştir.

Model simülasyon bulguları, yüzyıl ortasında (2040–2069) Pakistan'da maksimum sıcaklıkta 2.8°C ve minimum sıcaklıkta 2.2°C artış yaşanacağını ve bu durumun belirgin verim kayıplarına yol açacağını ortaya koymaktadır. DSSAT modeli pirinçte %15.2, buğdayda %14.1 oranında verim düşüşü öngörürken; APSIM modeli pirinçte %17.2, buğdayda %12 oranında verim kaybı tahmin etmiştir. Yüksek gece sıcaklıklarının özellikle anthesis ve dane dolum aşamalarında biyolojik gelişimi olumsuz etkilediği belirlenmiştir. Sosyo-ekonomik analizler ise mevcut üretim teknolojileriyle iklim değişikliğinin çiftlik gelirlerinde ciddi düşüşlere ve yoksulluk oranlarında belirgin artışlara neden olacağını göstermektedir.

Tartışma ve sonuç bölümünde yazar, iklim iklim-akıllı tarımsal uygulamaların ve yönetimsel uyum stratejilerinin olumsuzlukları azaltmadaki hayati rolünü vurgulamaktadır. Ekim tarihlerinin ve dikim sıklıklarının ayarlanması, azot ve sulama yönetiminin optimize edilmesi durumunda, çiftçilerin adapte olma oranının %90'ın üzerine çıkacağı ve net çiftlik gelirleri ile hane halkı refahının artabileceği gösterilmiştir. Araştırma, bölgesel gıda güvenliğini korumak adına erken uyarı sistemleri, karar destek araçları, agroforestri ve biyolojik çeşitliliğin teşviki gibi fırsatların Asya genelinde yaygınlaştırılması gerektiğini literatüre kazandırmaktadır.

Araştırmanın amacı

Bu çalışma, Asya genelinde iklim değişkenliğinin tarım, hayvancılık, ormancılık, balıkçılık ve su ürünleri yetiştiriciliği üzerindeki zararlı etkilerini derlemeyi, mevcut fırsat ve uyum stratejilerini özetlemeyi ve Pakistan örneğinde pirinç-buğday ekim sistemleri üzerinden yüzyıl ortasına (2040–2069) dönük iklim değişikliği etkilerini iklim, ürün ve ekonomik simülasyon modelleriyle nicelleştirmeyi amaçlamaktadır(Rahman et al., 2022).

İnceleme ve modelleme yöntemi

Çalışma, Asya genelinde iklim değişikliğinin tarım ve ilgili sektörler üzerindeki etkilerini inceleyen kapsamlı bir derleme sunmanın yanı sıra, Pakistan'ın pirinç-buğday ekim sisteminde yüzyıl ortasına (2040–2069) dönük iklimsel ve ekonomik etkileri nicelleştirmek amacıyla beş küresel iklim modeli (GCM), iki ürün modeli (DSSAT ve APSIM) ve bir ekonomik modeli (TOA-MD) bütünleştiren çok disiplinli bir simülasyon yaklaşımı benimsemiştir(Rahman et al., 2022).

Kuramsal ve kavramsal çerçeve

Çalışmanın kuramsal ve yöntemsel çerçevesi, entegre iklim-ürün-ekonomi değerlendirmelerini olanaklı kılan Tarımsal Model Karşılaştırma ve İyileştirme Projesi (AgMIP) protokollerine dayanmaktadır. Küresel Dolaşım Modelleri (GCM'ler), DSSAT ve APSIM ürün simülasyon modelleri ile Çok Boyutlu Etki Değerlendirmesi Ticaret Modeli (TOA-MD) bütünleştirilerek iklimsel aşırılıkların biyolojik ve sosyo-ekonomik yansımaları modellenmiştir.

Makalenin ele aldığı literatür

Çalışma, IPCC 6. Değerlendirme Raporu, FAO gıda güvencesizliği raporları ve Asya'da ana ürünlerin (pirinç ve buğday) fenolojisi, kalite parametreleri (protein ve nişasta oranları), abiyotik stres tepkileri ile hayvancılık, ormancılık ve su ürünleri sektörlerindeki adaptasyon olanaklarını inceleyen geniş bir akademik literatürü ele almaktadır.

Araştırma Tasarımı

Evren veya inceleme alanı
Pakistan'ın Pencap eyaletindeki pirinç-buğday ekim bölgesinde yer alan beş ilçedeki (Sialkot, Sheikhupura, Nankana Sahib, Hafizabad, Gujranwala) çiftçi işletmeleri ile Asya genelindeki tarımsal üretim sistemleri.
Örneklem veya araştırma materyali
Seçilen beş ilçedeki 10 köyden rastgele örnekleme yöntemiyle belirlenen 155 çiftçi işletmesinden toplanan tarımsal, sosyo-ekonomik ve ürün yönetim verileri.
Veri toplama süreci
Pakistan Meteoroloji Dairesinden (PMD) alınan geçmiş iklim verileri, beş CMIP5 GCM modelinden türetilen iklim projeksiyonları ve 155 çiftlikten saha anketleriyle toplanan ekim tarihi, dikim yoğunluğu, gübreleme ve sulama yönetimi verileri.
Veri analiz yöntemi
İklim verilerinin ölçek küçültülmesi (station-based downscaling), DSSATv4.6 ve APSIMv7.5 ürün simülasyon modellerinin kalibrasyon ve doğrulama analizleri ile TOA-MD v6.0.1 modeli kullanılarak yapılan çok boyutlu sosyo-ekonomik etki ve uyum analizleri.
İklim DeğişikliğiSıcaklık ArtışıPirinç ve Buğday VerimiDSSATAPSIMTOA-MD Ekonomik ModeliYönetimsel Uyum Stratejileri

Araştırmanın Bulguları

01

Yüzyıl ortasında (2040–2069) Pakistan'ın pirinç-buğday ekim bölgesinde DSSAT modeline göre pirinç veriminde %15,2 ve buğday veriminde %14,1; APSIM modeline göre ise pirinçte %17,2 ve buğdayda %12 oranında ortalama verim kaybı öngörülmektedir(Rahman et al., 2022).

02

Pirinç-buğday ekim sistemindeki 155 çiftlik verisinin analizinde, beş küresel iklim modelinin (GCM) tahminleri doğrultusunda ortalama pirinç verimindeki düşüşün DSSAT ile %8-%30, APSIM ile %14,5-%19,3 arasında değiştiği tespit edilmiştir(Rahman et al., 2022).

03

Gelecek iklim senaryolarında uyum önlemleri alınmadığı takdirde çiftçi işletmelerinin net gelirlerinde belirgin kayıplar yaşanacağı ve yoksulluk oranının mevcut %29 seviyesinden %33-%38 aralığına yükseleceği TOA-MD ekonomik modeliyle saptanmıştır(Rahman et al., 2022).

04

Ekim zamanının öne çekilmesi, dikim sıklığının artırılması ve azot ile sulama yönetiminin optimize edilmesini içeren uyum paketi sayesinde çiftçilerin %92-%94'ünün bu teknolojileri benimseyeceği ve yoksulluk oranının %12-%13 seviyesine gerileyeceği modellenmiştir(Rahman et al., 2022).

02

Bulguların Tartışılması ve Araştırmanın Sonucu

Bulguların Yazarlar Tarafından Yorumlanışı

İklim modelleri ve ürün simülasyonları, Pakistan'ın pirinç-buğday ekim sisteminde yüzyıl ortasına kadar ciddi verim kayıpları yaşanacağını net bir şekilde ortaya koymaktadır. Gece sıcaklıklarındaki artış ve vejetasyon süresinin kısalması, özellikle yazlık pirinç ürününün anthesis ve dane dolum evrelerinde kuraklık ve ısı stresine maruz kalmasına yol açmaktadır.

Yazarlar, iklim değişikliğinin olumsuz etkilerinin yalnız biyolojik verim düşüşüyle sınırlı kalmayıp, çiftlik gelirlerini azaltarak yoksulluk oranlarını artıracağını açıklamaktadır. Ürün simülasyonlarından elde edilen çıktıların TOA-MD ekonomik modeliyle bütünleştirilmesi, çevresel streslerin sosyo-ekonomik kırılganlığı nasıl tetiklediğini mekanizmasıyla açıklamaktadır.

Tartışma bölümünde bu bulgular, literatürdeki Shi ve ark. (2017) gibi çalışmalarla ilişkilendirilmiş ve yüksek sıcaklıklar ile su yetersizliğinin tahıl kalitesi ve verimi üzerindeki bozucu etkileri doğrulanmıştır. Ayrıca Asya genelindeki hayvancılık, ormancılık ve su ürünleri sektörlerinin de benzer iklimsel tehditler altında olduğu gösterilmiştir.

Sonuç olarak, geleneksel tarım yöntemlerinin sürdürülmesi durumunda gıda güvensizliğinin derinleşeceği, buna karşılık ekim takviminin ayarlanması, dikim yoğunluğunun düzenlenmesi ve hassas girdi yönetimi gibi uyum paketlerinin uygulanmasıyla olumsuz etkilerin büyük oranda telafi edilebileceği vurgulanmaktadır.

Bulguların Önceki Araştırmalarla Karşılaştırılması

Yazarlar, pirinç ürününün dane dolum evresinde yüksek sıcaklıklara maruz kalmasının dane ağırlığını düşürdüğünü vurgulayarak, Shi ve arkadaşlarının (2017) gündüz ve gece sıcaklık artışlarının pirinç genotiplerindeki dane büyüme dinamiğini olumsuz etkilediği yönündeki bulgularıyla doğrudan örtüştüğünü göstermektedir(Rahman et al., 2022).

Sonuç Bölümünün Sunduğu Çıkarımlar

İklim değişikliği Asya'da ve özellikle Pakistan'ın semi-arid bölgelerinde pirinç ve buğday verimini önemli ölçüde tehdit etmektedir. Ancak ekim tarihi, dikim yoğunluğu, azot ve sulama uygulamalarının optimize edilmesi gibi sahaya özgü yönetimsel uyum teknolojileri, ürün verimliliğini ve çiftçi refahını artırarak gıda güvenliğini sağlama potansiyeline sahiptir(Rahman et al., 2022).

Literatür Taraması İçin Sunduğu Çerçeve

Bu makale, Asya genelinde iklim değişikliğinin tarımsal üretim, hayvancılık, ormancılık ve su ürünleri yetiştiriciliği üzerindeki küresel ve bölgesel etkilerini kapsayıcı bir literatür derlemesiyle bir araya getirmektedir. Çalışma yalnız teorik bir derlemeyle sınırlı kalmayıp, Pakistan'ın yarı kurak pirinç-buğday ekim kuşağında yürütülen ampirik bir vaka analiziyle teoriyi somut simülasyon verileriyle desteklemektedir. Beş iklim modeli (GCM), iki ürün modeli (DSSAT ve APSIM) ve bir ekonomik modelin (TOA-MD) entegre edildiği çok disiplinli AgMIP yaklaşımıyla, iklimsel stresi sosyo-ekonomik kırılganlığa bağlayan metodolojik bir işlev görmektedir.

Çalışma, iklim değişikliğinin tahıl verimi üzerindeki olumsuz etkilerini inceleyen önceki tarımsal iklim çalışmalarını genişletmekte ve bu etkilerin sosyo-ekonomik sonuçlarını nicelleştirmektedir. Literatürde daha önce tekil ürün modelleri veya bölgesel iklim projeksiyonları ile yürütülen araştırmalardan farklı olarak, çoklu GCM ve çift model simülasyonlarını TOA-MD ekonomik modeliyle birleştirmektedir. Shi ve ark. (2017) ile Asseng ve ark. (2019) tarafından ortaya koyulan sıcaklık artışının tane kalitesi ve vejetasyon süresi üzerindeki olumsuz mekanizmalarını doğrulamakta; tarımsal yönetimsel uyum paketlerinin yoksulluk riskini nasıl azaltabileceğini göstererek literatüre özgün bir katkı sunmaktadır.

Makale, iklim değişikliği literatürüne hem geniş kapsamlı bir Asya sektörel derlemesi hem de saha düzeyinde modellenmiş somut uyum stratejileri sunarak katkı sağlamaktadır. Tarım, hayvancılık, ormancılık ve su ürünleri sektörlerinin iklimsel aşırılıklara karşı kırılganlıklarını sistematik biçimde kategorize etmekte; ekim takviminin kaydırılması, dikim yoğunluğunun artırılması, dengeli gübreleme ve sulama yönetimi gibi idari önlemlerin biyolojik verim ve net çiftçi gelirleri üzerindeki telafi edici etkisini nicel kanıtlarla kanıtlamaktadır. Bu yönüyle, literatürdeki uyum açığını kapatan ve politika yapıcılar için sentez niteliği taşıyan bir rehber oluşturmaktadır.

Kaynakça

  1. Shi, W., Yin, X., Struik, P. C., Solis, C., Xie, F., Schmidt, R. C., et al. (2017). High day-and night-time temperatures affect grain growth dynamics in contrasting rice genotypes. Journal of Experimental Botany, 68(18), 5233–5245. https://doi.org/10.1093/jxb/erx344
03

Tez ve Makale Araştırmalarında Kullanım

Makalenin doğrulanmış yöntemi, bulguları ve kuramsal çerçevesi; tez ve makale çalışmalarında kullanılacağı bölümle birlikte aşağıdaki üç araştırma taslağına dönüştürülmüştür.

01

Tez veya makalede kullanım · literatüre-review

İklim değişikliği ve sıcaklık artışı Asya'da pirinç ve buğday ekim sistemlerinde belirgin verim kayıplarına ve yoksulluk riskine yol açmaktadır.

Tezin literatür taraması bölümünde, küresel iklim stresi ile bölgesel gıda güvenliği arasındaki ilişki vurgulanırken makalenin simülasyon bulguları destekleyici kanıt olarak kullanılabilir(Rahman et al., 2022).

Türkiye'nin Yarı Kurak Buğday Üretim Alanlarında İklim Değişikliği Etkilerinin DSSAT ve TOA-MD Modelleriyle Değerlendirilmesi

Araştırma sorusu
Gelecek iklim senaryoları altında İç Anadolu Bölgesi buğday üreticilerinin verim ve net gelir kayıpları ne düzeyde gerçekleşecektir?
Yöntem taslağı
İç Anadolu Bölgesi'ndeki 200 buğday üreticisinden anket ve tarla veri seti toplanarak, CMIP5 iklim projeksiyonları altında DSSAT ürün simülasyonu ve TOA-MD ekonomik modeliyle yürütülecektir. Örneklem büyüklüğü güç analiziyle belirlenecektir.

Makaleyle bağlantısı: Makalede kullanılan AgMIP çoklu modelleme yöntemi ve TOA-MD ekonomik değerlendirme yaklaşımı doğrudan Türkiye'nin yarı kurak buğday üretim alanlarına uyarlanmaktadır(Rahman et al., 2022).

02

Tez veya makalede kullanım · method

İklim değişikliğinin tarımsal ve sosyo-ekonomik etkilerini bütünsel değerlendirmek için çoklu iklim modelleri, ürün simülasyonları ve TOA-MD ekonomik modelleri bir arada kullanılmalıdır.

Tezin yöntem bölümünde, iklim-tarım-ekonomi entegrasyonuna dayalı çok disiplinli AgMIP metodolojisinin kurgulanması ve uygulanması için referans gösterilebilir(Rahman et al., 2022).

Pirinç-Buğday Ekim Sisteminde Ekim Takvimi ve Dikim Sıklığı Optimizasyonunun İklim Direncine Etkisi

Araştırma sorusu
Farklı ekim tarihleri ve dikim yoğunlukları, sıcaklık stresi altındaki pirinç ürününün vejetasyon süresi ve dane verimi üzerindeki kayıpları ne oranda telafi etmektedir?
Yöntem taslağı
İki farklı ekolojik lokasyonda 3 farklı ekim tarihi ve 3 farklı dikim sıklığı içeren bölünmüş parseller deneme deseni kurulacak; fenolojik evreler ve tane verimi analiz edilecektir. Örneklem sayısı güç analiziyle saptanacaktır.

Makaleyle bağlantısı: Makalede sunulan idari uyum paketinin (sowing time, planting density modification) biyolojik telafi kapasitesini deneysel sahada doğrulamak amacıyla tasarlanmıştır(Rahman et al., 2022).

03

Tez veya makalede kullanım · Tartışma

Ekim zamanı, dikim yoğunluğu ve gübre/sulama optimizasyonu gibi yönetimsel uyum teknolojileri iklim değişikliğinin verim kayıplarını telafi edebilmektedir.

Tezin tartışma bölümünde, saha düzeyinde uygulanacak idari uyum paketlerinin net çiftçi gelirlerini artırma ve yoksulluğu düşürme potansiyeli tartışılırken kullanılabilir(Rahman et al., 2022).

Yüksek Gece Sıcaklıklarının Yerli Buğday Çeşitlerinde Dane Kalitesi ve Protein İçeriğine Etkisinin İncelenmesi

Araştırma sorusu
İklimsel artış gösteren gece sıcaklıkları yerli buğday çeşitlerinin protein, nişasta ve dane ağırlığı parametrelerini nasıl etkilemektedir?
Yöntem taslağı
İklim odalarında kontrol edilebilir gece sıcaklığı stres seansları (normal vs +3°C) altında 4 farklı buğday çeşidi yetiştirilecek; dane dolum evresinde kromatografik ve spektrofotometrik kalite analizleri yapılacaktır.

Makaleyle bağlantısı: Makalenin giriş kısmında Asseng ve ark. (2019) ve Shi ve ark. (2017)'ye atıfla tartışılan gece sıcaklığı artışının kalite ve verim parametrelerini düşürdüğü tespiti esas alınmıştır(Rahman et al., 2022).