Biến đổi khí hậu làm thay đổi các điều kiện mà côn trùng phụ thuộc vào để sinh tồn, sinh sản và di chuyển. Nhiệt độ, lượng mưa, thời gian theo mùa và các hiện tượng thời tiết cực đoan ảnh hưởng đến nơi sâu bệnh phát triển mạnh và tốc độ gia tăng quần thể. Khi các điều kiện này thay đổi, các loại sâu bệnh nông nghiệp quen thuộc có thể xuất hiện ở các vùng mới, hoạt động lâu hơn hoặc sinh sản nhiều hơn. Hiểu được những thay đổi này giúp giải thích tại sao mô hình sâu bệnh có thể khác đi khi khí hậu tiếp tục ấm lên.
Sự nóng lên toàn cầu mở rộng phạm vi phân bố của các loài gây hại.
Nghiên cứu cho thấy giai đoạn 2015-2025 là 11 năm nóng nhất từng được ghi nhận , với nhiệt độ năm 2025 vượt quá mức trung bình của giai đoạn 1850-1900 là 2.6° Fahrenheit.
Đối với các loài côn trùng bị hạn chế bởi điều kiện lạnh giá, thời tiết ấm hơn có thể mở ra những khu vực trước đây không phù hợp. Mùa đông ôn hòa hơn có thể cải thiện khả năng sống sót của chúng. Ví dụ, nghiên cứu về quần thể sâu đục bắp cho thấy sự ấm lên đã mở rộng phạm vi sinh tồn mùa đông của loài gây hại này , cho phép nó tồn tại xa hơn về phía bắc.
Khi sâu bệnh lan đến các vùng lãnh thổ mới, chúng gặp phải các hệ sinh thái chưa sẵn sàng cho sự xuất hiện của chúng. Cây trồng và thực vật bản địa có thể có khả năng phòng vệ hạn chế trước những kẻ tấn công lạ mặt, trong khi nông dân thiếu kinh nghiệm với các loài mà họ chưa từng quản lý trước đây.
Nhiệt độ tăng cao cũng đẩy phạm vi sinh sống của sâu bệnh lên những vùng cao hơn khi các thung lũng núi và vùng núi cao ấm lên. Sự dịch chuyển lên cao này có thể diễn ra đặc biệt nhanh chóng vì nhiệt độ có thể thay đổi vài độ trên những khoảng cách tương đối ngắn ở địa hình núi cao. Nông nghiệp vùng cao và các quần thể thực vật bản địa, vốn được bảo vệ bởi nhiệt độ lạnh trong quá khứ, đang phải đối mặt với áp lực từ các loài sâu bệnh vùng đồng bằng mà trước đây không thể sống sót ở vùng cao.
Nhiệt độ cao thúc đẩy sự phát triển của sâu bệnh.
Điều kiện thời tiết ấm hơn có thể ảnh hưởng đến những gì xảy ra sau khi sâu bệnh phát triển và sinh sôi. Nhiều loài côn trùng dựa vào nhiệt độ môi trường để hoàn thành vòng đời của chúng, vì vậy nhiệt độ cao hơn sẽ rút ngắn khoảng thời gian giữa giai đoạn phát triển và sinh sản. Một số loài có thể hoàn thành nhiều thế hệ trong một mùa sinh trưởng.
Tác động này khác nhau tùy thuộc vào loài côn trùng và vòng đời của chúng. Ví dụ, nhiệt độ cao hơn có thể đẩy nhanh sự phát triển ở các loài gây hại như rệp và bướm trắng bắp cải. Các mô hình trong nghiên cứu cho thấy rệp có thể sinh ra thêm tới năm thế hệ mỗi năm khi nhiệt độ tăng lên.
Nhiều thế hệ hơn tạo ra thêm cơ hội cho quần thể gia tăng. Sự phát triển sớm hơn cũng có thể làm thay đổi thời điểm xuất hiện của con trưởng thành, làm thay đổi thời điểm nông dân cần chú ý đến hoạt động của sâu bệnh. Sâu bệnh xuất hiện sớm hơn hoặc sinh ra thế hệ tiếp theo có thể cần được theo dõi trong thời gian dài hơn.
Sự thay đổi hệ sinh thái làm suy yếu khả năng kiểm soát dịch hại.
Quần thể sâu hại không phát triển một cách riêng lẻ. Biến đổi khí hậu cũng ảnh hưởng đến các loài săn mồi, thực vật và côn trùng cạnh tranh, tạo ra những tương tác mới trong hệ sinh thái.
Sự thay đổi về thời gian theo mùa có thể khiến sâu bệnh và thiên địch của chúng hoạt động vào những thời điểm khác nhau, làm suy yếu biện pháp kiểm soát sinh học trong một số trường hợp. Các nghiên cứu đã ghi nhận sự không phù hợp này giữa sâu bệnh hại cây trồng và các loài thiên địch thường kiểm soát chúng.
Căng thẳng ở thực vật là một yếu tố phức tạp khác. Nhiệt độ cao, hạn hán và lượng mưa thay đổi có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và chất lượng dinh dưỡng của cây trồng, từ đó ảnh hưởng đến cách côn trùng kiếm ăn, sinh tồn và sinh sản. Ví dụ, hạn hán sau đó là mưa lớn có thể ảnh hưởng đến cả quần thể sâu hại và các loài thiên địch tự nhiên.
Những mối quan hệ này tạo ra những kết quả khác nhau khi điều kiện khí hậu thay đổi. Nó có thể khiến quần thể sâu bệnh phát triển không kiểm soát, làm tăng thiệt hại mùa màng và phá vỡ chuỗi thức ăn.
Khả năng thích nghi của từng loài gây hại với những thay đổi này cũng ảnh hưởng đến cách chúng phản ứng với biến đổi khí hậu. Gián là một ví dụ điển hình về cách các loài gây hại đã tiến hóa những đặc điểm giúp chúng tồn tại trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Ấu trùng gián lột da khi lớn lên , mỗi lớp da cũ được thay thế bằng một lớp bảo vệ mới. Khi ấu trùng sống sót sau khi tiếp xúc với chất độc hại, lớp da mới có thể giúp chúng chống chọi với mối đe dọa đó. Những đặc điểm sinh tồn này giúp quần thể gián duy trì khả năng phục hồi khi áp lực môi trường và các biện pháp kiểm soát ngày càng gia tăng.
Đối với nông nghiệp và hệ sinh thái, quần thể sâu bệnh dai dẳng và có khả năng thích nghi cao có thể ảnh hưởng đến mùa màng và phá vỡ sự tương tác giữa thực vật, động vật ăn thịt, đối thủ cạnh tranh và các sinh vật khác.
Giám sát sự biến đổi của tình hình dịch hại
Biến đổi khí hậu có thể khiến các mô hình dịch hại đã hình thành trở nên khó dự đoán hơn. Sự thay đổi về phân bố, số lượng và hành vi theo mùa có thể đòi hỏi quan sát thực địa kỹ lưỡng hơn.
Các dự báo thời tiết hiện nay đã phân biệt giữa các điều kiện có thể xảy ra và những điều kiện có khả năng xảy ra, giúp mọi người có thời gian chuẩn bị. Ví dụ, một cảnh báo sẽ báo hiệu nhiệt độ cao, trong khi các cảnh báo khác cho biết khi nào các điều kiện thời tiết khắc nghiệt hơn có thể phát triển.
Nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho việc giám sát dịch hại. Nhận biết sớm những thay đổi về điều kiện môi trường hoặc hoạt động của dịch hại có thể giúp nông dân ứng phó trước khi quần thể dịch hại trở nên khó kiểm soát hơn. Trung tâm Khí hậu USDA khuyến nghị một số biện pháp, bao gồm:
- Tăng lên Khảo sát dịch hại để xác định quần thể. những thay đổi và phát hiện vấn đề sớm hơn.
- Tăng cường quản lý dịch hại tổng hợp bằng cách kết hợp các biện pháp kiểm soát khác nhau khi điều kiện thay đổi.
- Cải thiện công tác giám sát khu vực và các kế hoạch ứng phó nhanh để nông dân có thể xác định và tiêu diệt các loại sâu bệnh mới trước khi chúng lan rộng.
- Chọn các giống cây trồng và loài thực vật có khả năng kháng sâu bệnh cao hơn khi thích hợp.
- Điều chỉnh chu kỳ luân canh cây trồng để giảm thiểu các điều kiện thuận lợi cho sự tái phát của sâu bệnh.
- Sử dụng các hệ thống canh tác đa dạng hơn, kéo dài hơn để tăng thêm một lớp bảo vệ chống lại sâu bệnh.
Nhìn chung, những chiến lược này biến việc giám sát trở thành một phần của phản ứng toàn diện hơn. Quan sát thường xuyên giúp nông dân luôn sẵn sàng khi các mô hình theo mùa thay đổi và điều chỉnh các biện pháp quản lý.
Quản lý áp lực dịch hại trong bối cảnh biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu đang làm thay đổi động lực của sâu bệnh trên các trang trại và hệ sinh thái rộng lớn hơn. Một số loài côn trùng đang tìm kiếm những khu vực mới nơi chúng có thể sinh tồn, trong khi những loài khác phát triển nhanh hơn hoặc sinh sản thêm nhiều thế hệ trong điều kiện ấm hơn. Những thay đổi này khiến việc hiểu rõ các điều kiện thay đổi ảnh hưởng như thế nào đến quần thể sâu bệnh và sự tương tác của chúng với các sinh vật xung quanh trở nên quan trọng. Quan sát liên tục và quản lý thích ứng có thể giúp nông dân, nhà sinh thái học và người quản lý đất đai ứng phó khi những mô hình này tiếp tục phát triển.