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气候变化下的全球粮食安全
全球视角研究组，意大利罗马00100粮食和农业组织;哥伦比亚大学气候系统研究中心，
纽约，NY 10025; 和土地使用变化计划，国际应用系统分析研究所，奥地利Laxenburg，A-2361
由宾夕法尼亚州立大学宾夕法尼亚州立大学William Easterling编辑，并由编辑委员会于2007年8月16日接受（收到供审阅2007年3月3日）
本文回顾了气候变化对食品的潜在影响安全。 发现在粮食安全的四大要素中，即可用性，稳定性，利用率和访问性，只有第一个是在仿真研究中常规处理。 为此，出版结果表明，气候变化的影响是显着的，然而，预计范围很广（500万到170万之间）到2080年将有100万人面临饥饿风险）取决于假定的社会经济发展。 可能的气候变化对其他重要方面的影响
定性讨论粮食安全，显示潜力除目前评估的进一步负面影响外楷模。 最后，目前评估的优缺点研究进行了讨论，提出了改进建议新的分析途途径。
关键字：饥饿；脆弱性；粮食供应；农业
粮食和农业组织（联合国粮农组织）对食品进行了定义安全是一种“所有人在任何时候都有足够的，安全的，实物的，社会的和经济的渠道满足他们的饮食需求和食物偏好的营养食物去积极和健康的生活”。（1）这个定义包含四个关键食品供应的尺寸：可用性，稳定性，可获得性和可利用性。第一个方面涉及到充足的可用性，有效的食物，即农业系统的整体能力满足食物需求。它的子维度包括农业气候作物和牧草生产的基础（2）和整个决定在哪里的社会经济和文化因素范围以及农民如何应对市场表现。第二维度，稳定性，涉及到高风险的个人暂时或永久地失去对资源的访问权限需要消费足够的食物，要么是因为这些人不能保证事前免受收入冲击或缺乏足够的资金“储备”以事后平滑消费或两者兼顾。一个重要的可获得性不稳定的原因是气候变异性，例如无地农业 - 这些劳工几乎完全依赖农业工资一个降雨不稳定且储蓄少的地区将处于高位失去获得食物的风险。但是，可能有的人即使在农业社区也无法获得食物即使那里没有气候变化，例如无地耕作、生病并且无法赚取日常工资的劳动力将缺乏粮食。例如，如果他们不能拿出保险，就可以稳定地获得食物去对抗疾病。第三个层面，即可获得，个人需要足够的资源（权利）来获取适当的资源食物为营养饮食。 权利被定义为所有的集合那些人可以在其中建立商品的商品包授予法律，政治，经济和社会安排他或她是其成员的社区。 因此一个关键元素是消费者的购买力和演变实际收入和食品价格。 但是，这些资源不一定是独家货币，但也可能包括传统权利，例如共同的资源。 最后，利用包括所有食品安全和质量方面的营养; 它的子维度是因此与健康有关，包括整个卫生条件整个食物链。 某人得到什么是不够的如果那个人不能，那么它似乎是足够数量的食物利用食物，因为他或她总是生病。
农业不仅是商品食品的来源，同样重要的是，也是收入来源。 在一个交易的世界里在合理的低成本下是可能的，这是粮食安全的关键问题不是食物是否“可用”，而是食物和食物可供人们使用的非货币资源是足以让每个人都能获得足够数量的食物。对此的一个重要推论是国家自给自足是既不必要也不足以保证粮食安全个人水平。 请注意，香港和新加坡不是自给自足（农业不存在），但他们的人口是粮食安全，而印度是自给自足的，但其中很大一部分人口不是粮食安全的。
许多措施用于量化整体状况和全球饥饿的区域分布。这些措施都不是涵盖了上述粮食不安全的所有方面和方面。这也适用于粮农组织的营养不足指标（1），即这是基本上所有研究中使用的测量文章。 然而，粮农组织的这项措施有许多优点。首先，它涵盖了食品安全，可用性和可用性两个维度访问; 其次，潜在的方法是直截了当的透明; 第三，需要的参数和数据粮农组织的指标很容易用于过去的估计，并且可以对未来没有重大困难。
本文回顾了最近的研究已经量化了气候变化对全球粮食安全的影响。它以一个开始概述气候变化的主要方面及其影响影响粮食安全的四个方面。然后它评论基于模型的结果，并讨论已经出现的主要发现从这些评估。最后，当前建模的局限性讨论系统; 这最后一节包括讨论潜在的意外和一些改进未来评估的建议 - 以提高其整体的健壮性和它们的相关性决策者。
气候变化与粮食安全
对粮食生产和可用性的影响。气候变化影响农业和粮食生产的复杂方式。 它影响食物直接通过改变农业生态条件来生产间接地通过影响收入的增长和分配，以及从而需求农产品。 影响已被量化在许多研究和各种假设条件下进行（3）。在量化影响中提供了这些结果的选择关于粮食安全。 这里总结一下主要的改动是很有用的在与气候相关的农业生态环境中更改。
与持续的温室气体排放有关的温度和降水量的变化将带来变化土地适宜性和作物产量。 特别是，Intergovern-精神科气候变化专门委员会（IPCC）考虑四个家庭社会经济发展和相关排放情景 - ios，被称为排放情景特别报告（SRES）A2，B2，A1和B1（4）。与这次审查相关的是SRES场景A1，“一切如常”的场景，对应于排放量最高，而B1对应最低。该其他情况介于这两者之间。 重要的对于农业和世界粮食供应，SRES A2承担了这四个国家的人口增长率最高（联合国高投射）并因此与最高食物相关联需求。 取决于SRES排放情景和气候考虑到模型，全球平均地表温度是有利的，在1.8°C的范围内上升（范围从1.1°C到0.45°C）2.9°SRES B1）至4.0°C（范围从2.4°C至6.4°C为A1）2100年（5）。在温带地区，气温较高预计将为农业带来主要收益：可能适合种植的地区将扩大，长度成长期会增加，农作物产量可能会上升。一个在一些潮湿和温带地区适度增温草地可能会提高牧草生产力并减少牧草生产力需要住房和复合饲料。这些收益必须是针对极端事件的频率增加而设置，立场，热浪和干旱在地中海地区或增加了强降水事件，并且在温带地区肆虐包括增加沿海风暴的可能性（6）;他们也必须反对半干旱和干旱的事实牧场可能会看到畜牧生产力下降，牲畜死亡率增加（3）。在较干燥的地区，气候模式预测增加的蒸散量和较低的土壤湿度水平（5,8）。 因此，一些耕地可能会变成不适合种植，一些热带草原可能会变成越来越干旱。 温度上升也将扩大范围许多农业害虫和增加害虫种群的能力，在冬季生存，并攻击春季作物。
农业的另一个重要变化是农业增长大气二氧化碳（CO2）浓度。根据在SRES排放情景中，大气CO2精力集中预计将从今天的Ϸ379ppm增加到Ͼ550在SRES B1中2100 ppm（ppm）到SRES A1FI中Ͼ800ppm（4,5）。更高的CO2浓度会对许多人产生积极影响作物，增加生物量积累和最终产量。怎么样-有史以来，这种影响的程度并不明显，重要根据管理类型的差异（例如，灌溉和管理）施肥制度）和作物类型（8）。实验产量对CO2升高的反应表明在最佳增长下条件下，作物产量增加550 ppm CO2在...的范围内C为10％至20％3作物（如小麦，大米和大豆），和C只有0-10％4农作物如玉米和高粱（3）。 然而，农产品的营养品质可能不会增加收益率较高。 一些谷物和饲料作物，用于例如，在升高的CO2下显示较低的白质浓度条件（8）。最后，一些最近的研究估计可能土地适宜性，潜在产量和农业的变化生产当前的作物和栽培品种今天。 因此，这些估计暗含了适应使用现有的管理技术和作物，但不包括在内来自育种或生物技术的新品种。 这些研究是实质上基于粮农组织/国际应用研究所系统分析（IIASA）农业生态区（AEZ）meth-odology（9），如refs。 10 -12。 例如，开创性的工作在参考文献9表明，总土地和总优质土地将会在目前的26亿美元水平上基本保持不变和20亿公顷（ha）。同样的研究但也显示出更明显的区域变化，其中a高纬度地区适宜耕地大量增加（发达国家1.6亿公顷）和相应的低纬度潜在农田的减少（发展中国家1.1亿公顷）。更明显的转变在发展中国家的农田质量预测中，尝试。 净减少1.1亿公顷是巨大的结果农业主要土地减少1.13亿公顷，这是抵消了适度合适的2000万土地的增加哈。 这种质量变化也反映在适宜的土地转移中多重裁剪。 仅在撒哈拉以南非洲，土地就是双季减产将减少1000万到20万百万公顷，适合三重复合的土地将会减少500万至1000万公顷。在地区一级（9），类似方法表明，在气候变化下，损失最大在合适的农田中可能会在非洲，而最大的在俄罗斯联邦和俄罗斯扩张适宜的农田中亚。对食品供应稳定性的影响。全球和地区天气条件预计也会变得比变化更大目前，随着频率的增加和严重程度的极端化诸如旋风，洪水，冰雹和干旱等事件（3,8）。 通过带来作物产量和当地粮食供应的更大波动以及更高的滑坡和侵蚀风险，他们可以对食品供应的稳定性和食品安全造成不利影响。无论是气候变化还是短期气候变率和气候变化当然，相关的适应是农业中的新现象。如所示，例如，在参文献中。 9，一些重要的农业领域世界像美国的中西部，东北部的阿根廷，南非或澳大利亚东南部地区有传统 - 盟友经历了比其他地区更高的气候变化作为中非或欧洲。他们也表明，程度短期波动在较长时期内发生了变化。 在例如发达国家的短期气候变率从1931年到1960年，与1901年到1930年相比有所增加，但是在1961年至1990年期间强劲下降。什么是新的，然而，这个地区的气候变化很大可能会扩大，而短期气候的程度所有地区的变异性可能会增加。 此外，预计变暖的速度和水平可能会超过一些地区历史经验（3,8）。如果气候波动变得更加明显和更多广泛的干旱和洪涝灾害是造成短缺的主要原因，半干旱和半湿润地区粮食生产的长期波动地区，将变得更加严重和更频繁。 在semiarid地区，干旱可以大大减少作物产量和牲畜数字和生产力（8）。再次，这片土地大部分都在撒哈拉以南非洲和南亚的部分地区，这意味着慢性营养不良最为严重的地区也将暴露于食物中最不稳定的程度生产（13）。 将会感受到这些影响会有多强烈关键取决于这种波动是否可以被抵消灌溉投资，更好的储存设施或更高的食物进口。 此外，还有一个促进更自由贸易的政策环境并促进对运输，通信和投资的投资灌溉基础设施可以帮助尽早解决这些挑战。气候变化对粮食利用的影响。气候变化将会也影响个人有效使用食物的能力改变食品安全的条件并改变疾病载体，水和食源性疾病造成的压力。IPPC第二工作组详细介绍了健康影响第三次评估报告（3）第八章介绍了气候变化。它研究了各种形式的疾病，传播疾病如疟疾，可能会扩散或退去气候变化。 本文侧重于狭义的选择直接影响食品安全的疾病，即食品和水源疾病。关于气候变化和粮食安全的主要关切是变化的气候条件可能会引发恶性循环传染病导致或复合饥饿，反过来，使受影响的人群更容易感染疾病。 结果可能是劳动生产率大幅下降贫穷率甚至死亡率上升。 基本上所有气候变化的表现，无论是干旱，气温或暴雨对疾病压力有影响，越来越多的证据表明这些变化会影响食品安全和粮食安全（3）。最近的IPCC报告也强调每天增加温度会增加食物中毒的频率，特别是在温带地区。 温暖的海洋可能有助于人类贝类和珊瑚鱼中毒病例增加（ciguatera）在热带地区和极地的扩张疾病（14-17）。但是，没有什么新的证据表明气候改变显着改变了这些疾病的流行。 一些研究已经证实并量化了温度对温度的影响常见的食物中毒形式，如沙门氏菌病（18-20）。这些研究显示报道呈近似线性增长每周温度每增加一度的情况。此外，有证据表明温度变化会影响发病率腹泻病。 一些研究（21-24）发现上升温度与增加的发作密切相关成人和儿童的腹泻病。 这些发现已经通过基于每月温度观测值的分析得到证实 - 蒸发散。 几项研究报告每月之间有很强的相关性温度和腹泻发作在太平洋岛国，Aus-塔利亚和以色列（25-27）。
极端降雨事件可能增加爆发的风险水传播疾病，特别是传统水管理 - （3）不足以应对新的极端情况。同样，洪水的影响将最强烈地感受到环境退化的地区，以及基础公共基础设施 - 缺乏包括卫生和卫生在内的卫生。 这会提高暴露于水传播疾病的人数（如霍乱）从而降低其有效使用食物的能力。
气候变化对获得食物的影响。获得食物是指到个人，社区和国家购买的能力足够的数量和质量的食物。 在过去的30年里，食品价格下跌和实际收入增加导致在许多发展中国家获得食物的实质性改善国家。 增加的购买力使得增长不仅购买更多食物的人数也更多有更多蛋白质的营养食物，微量营养素和维生素（28）。东亚地区，其次是近东/北非地区地区特别受益于低真实的组合食品价格和强劲的收入增长。 从1970年到2001年，按照粮农组织的衡量，这些地区的饥饿盛行营养不足指标已从24％下降至10.1％和44％至10.2％（13,29）。
在东亚，它是内生收入增长为提振英国经济增长提供了基础对该地区主要生产的食品需求; 在里面近东北非地区的需求受到外部因素的刺激来自石油和天然气出口的收入以及额外的粮食供应主要来自进口。 但是在这两个地区，访问都有所改善食物在减少饥饿和营养不良方面至关重要。
图1.在许多发展中国家，农业在国内生产总值中的份额在过去的几十年中迅速下降; 值得注意的是，在高收入经济合作与发展组织今天的国家，农业在国内生产总值中的份额是Ͻ2％。
数据来自参考文献10和参考文献34.参考文献描述了SRES情景下的参考预测，气候变化。 CC包括基于Hadley中心耦合模型第3版输出的气候变化影响，包括CO2升高的积极作用在作物上。 CC，no CO2包括气候变化，但不承担任何影响升高的CO2。 从2020年到2080年的预测给出了两种作物模拟系统：AEZ和DSSAT（Decision农业技术转让支持系统），每种都与相同的经济和食品贸易模式BLS（3）相结合。根据粮农组织的数据，这些模型经过校准，在2000年为8.24亿营养不良人员提供了饮食。NA，不是可用。
粮农组织对2050年的长期展望（30）表明改善需求方条件的重要性甚至会变得更大在
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