Nat. Commun.丨及时适应气候变化可以提高全球作物产量

论文内容

研究背景：

通过调整播种日期和品种对作物生长期进行适应性管理是作物生产系统的核心方面之一，这与当地气候密切相关。然而，到目前为止，在气候变化下基于作物模型的产量评估中，它的代表性仍然不足。本研究将农民决策模型与全球范围内的生物物理作物建模相结合，以模拟作物日历的适应及其对玉米、水稻、高粱、大豆和小麦作物产量的影响。模拟了在反事实管理情景下的作物生长期和产量（1986-2099年），假设情景分别为播种日期和品种没有适应、及时适应或延迟适应。然后，比较了本世纪末（2080-2099）的反事实生长期和相应的产量。

研究内容：

研究农民适应性管理的核算如何影响气候变化下未来全球作物产量的估计。通过结合两种基于规则的方法来模拟播种期和成熟期的适应性。在本研究五种作物（玉米、水稻、高粱、大豆、小麦）和两种水管理制度（雨水灌溉和灌溉）的两个未来（2060–2079年和2080–2099年）气候期。为了表示适应这些作物日历的品种，计算了每个时期播种和成熟日期之间的热单位要求（TUreq，°C天）。使用基于过程的全球网格作物模型（LPJmL）在实际作物和网格单元特定历史管理实践（灌溉、施肥、耕作和作物残留物管理）的参考情景下，模拟1986年至2099年的年度作物生长期和产量。用LPJmL作物模型模拟作物物候期和产量。由四个总循环模型（GCM）GFDL-ESM2M、HadGEM2 ES、IPSL-CM5A-LR和MIROC5在代表性浓度路径6.0（RCP6.0）下进行气候预测。

结果表明，（i）随着适应，温度驱动的播种日期（通常在北纬>30°时）将比降水驱动的播种时间（在北纬<30°时）有更大的变化；（ii）特别是在高纬度地区，更需要晚熟的品种；（iii）及时适应生长期将使实际作物产量增加约12%，可以减少气候变化的负面影响，并增强CO2的积极施肥效果。尽管仍然存在不确定性，但在气候变化影响评估中仍需考虑作物生长期的适应。

研究结论：

研究发现，对于所有作物，与没有适应的情况相比，全球产量将高出12%（GCM范围为9-15%）。玉米（+17%）和水稻（+17%）的产量增幅最大，小麦（+7%）的产量涨幅最小，由于变暖的不同空间模式和种植面积，作物之间存在一些差异。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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