3 挑战深化加剧
3.4 对土地和水资源的风险影响
对于多数常见雨养作物而言，由于适宜土地面积增加，部分区域可能会获益于气候变化。气温升高会促使谷物生产向北延伸，加拿大、欧亚大陆北部，以及大洋洲和南美洲部分地区会从中受益。但在中非和东欧等地，适宜土地面积将会缩减，需要引入更适应新农业条件的耕作制度、土地和水资源管理模式，以及通盘考虑的土地利用系统。北半球温度升高以及部分地区预计降雨增多会造成单种面积增加9,751,000平方公里（20%）（由未耕作土地转化而来）。稻米一年两种面积将增加601,000平方公里（27%），一年三种的潜在面积将达到910,000平方公里（34%）。
然而，由此带来的问题也不容小觑，包括生物多样性损失，以及现有耕作面积和前沿土壤的碳封存和水资源服务。据估测，前沿土壤本身就封存了1770亿吨碳，未来可能会逐步释放；此外，若在气候因素驱动下开发前沿土壤，受影响的流域面积会波及180万人。
水资源短缺会给农业生产带来更多的风险，因为水资源供应、储存和输送系统都已达到设计上限。在严重缺水的很多地区，农民通过采掘浅表地下水进行灌溉来防范生产风险；在部分地区，他们使用不可再生的地下水。然而，由于含水层面临过度采掘和盐碱侵蚀的双重压力，高质量地下水日益减少，竞争也随之加剧。很多含水层还面临着农业和工业污染问题。
气候变化会增加极端天气事件的频率和强度，改变平均气候条件和气候变异，因而会带来更多的干旱风险，也会给缺少旱情应对经验的地区带来新的威胁。干旱状况发展缓慢，开始时不易识别；但若旱情严峻且广为扩散，且社会、生态系统和经济影响未能得到应有的重视，则旱情就会快速演化成一场危机。
由于降雨量低，季节性水资源供应不稳定，农业旱情尤其会对粮食安全产生不利影响，因为干旱会造成作物减产，削弱草地和森林的生产率，也会增加火灾危害。对于无法获取充足水源或灌溉服务的小农家庭来说，影响尤其深重；干旱还可能会造成对本就十分稀少的资源竞争加剧。
与生活废水和工业废水造成污染一样，农业水污染问题也愈演愈烈。新的污染物增加了清理成本，给土地、湖泊和近海环境的污染治理带来了更多挑战。
旱地面临着很多复杂问题，包括耕作方式不可持续，草场过度放牧，毁林以及气候变化。投资不足、本地知识流失以及内乱等社会经济和治理问题使得当前状况雪上加霜。然而，旱地占全球流域面积的15%，支撑着21亿人的生计和粮食安全。
农业面临的现实问题十分复杂。农业部门需要思考如何减少粮食生产面临的各种风险：一方面要改革农业土地和水资源管理模式，建设高效、强健的农业体系，另一方面也要减少对生计、人类健康和生态系统服务造成的不利影响。
气候变化对耕作和土地管理的未来潜在影响
二氧化碳浓度提高表明可能需要转变土地利用模式和土地管理方式，保持/提高作物生产率。
温度升高会使谷物生产向更高纬度区域延伸，加拿大和欧亚大陆北部在此过程中获益明显。然而，在其他地区，如中欧和东欧等传统小麦高产地区，生产率却可能不升反降。
温度升高会给传统的经济作物生产带来不利影响，例如巴西和西非的咖啡，以及马格里布的橄榄；而在东非等其他地区，咖啡种植可能拥有了更好的生长条件。
在一些区域，农民被迫要改变传统的耕作模式，因此就需要考虑替代作物，改变管理方法，包括实施技术转让计划。
增加投入、改善作物管理会带来很多区域的作物增产。
气候变化可能会为增加雨养复种创造机遇，尤其是在热带地区以及部分亚热带地区。
加大投资力度，推动各生态区域之间开展种子和种质交流，以及加强培育抗性更强的作物品种也非常重要，有助于开发出能够抵御未来气温、盐碱化、风量和蒸发量变化的作物和品种。
而在当前主粮作物和细分作物不大会受到气候影响的区域，也有很多方案可供选择，包括替代性的一年生和多年生木本作物，各类牲畜，以及不同的土壤和水资源管理方案。应当分析条件相似生态区和其他社会经济背景下的相关经验，为探索未来的最优土地利用方式提供指导。
社会经济以及生态条件将在很大程度上决定适应方案的可行性，为投资实施最适宜的适应方案提供依据。此种分析和情境开发是土地利用规划的必要工作，涵盖所有利益相关方的参与式方法也不可或缺，包括农民、牧民、渔民和林民，相关的农村社区，以及土地和水资源的其他使用者（水产养殖、养蜂、温室生产、碳生产以及采砂）。
