Environ. Res. Lett.丨欧洲作物开花期间年际气候变率增加

论文内容

研究背景：

农业是最容易受到极端天气影响的部门之一。与人为气候变化相关的热量和水分胁迫频率的增加已经对小麦、玉米和大麦等作物的产量产生了负面影响，预计随着气候变化的进展，这种影响会扩大。因此，农业部门需要适应气候变化。这种适应不仅必须使平均产量最大化，而且还必须保持高水平的产量稳定性。以前的研究确定了观测到的作物产量和天气之间的经验关系，通常是通过应用回归模型。大多数研究将近地表气温确定为最重要的气候因素，有趣的是，不仅极端事件会影响产量变异性，而且每年的季节平均值也会波动。生理学研究确定了生殖阶段在某些实施方案中，作物生长期（特别是开花和灌浆）作为作物特别易受热胁影响的时间段。虽然大多数研究集中在小麦和一些玉米上，但也已知油菜籽在开花，授粉和豆荚生产期间对高温和干旱表现出特别的脆弱性。根据这些发现，气候变化已经影响到产量稳定性。在未来，气候模型预测全球大部分陆地地区的温度变率将增加，特别是在欧洲，在夏季每，每和年际时间尺。气候模型还预测，全球大部分陆地区域的年际降水变率会增加。然而，这些预测只是最近才在作物产量稳定的背景下进行讨论。以前的建模研究不是针对关键作物阶段，而是针对气象季节，或者只涉及全球气候模型中的少量变量。

研究内容：

本研究调查了在欧洲与小麦、玉米和油菜开花期间的不利天气事件相关一些气候指数。在这项研究中，我们分析了52个区域气候模型模拟欧洲的合奏，调查特定的气候指数，已被确定为在开花期的产量稳定性的关键。这种时空的重点和大型模型合奏，使我们能够评估不同的变化的鲁棒性，并讨论其对农业适应气候变化的影响。

结果表明：在52个区域气候模型的预测中，识别出温度年际变化的强劲增长，降水量和土壤水分按+20%的标准差在模型中位数。冬小麦是易受到影响的，而油菜开花由于开花时间早和栽培区的北方位置而避开了最大的增加， 而玉米在某种程度上正好相反（由于南方位置和开花较晚而逃逸）。考虑到作物发育阶段的时间，我们还发现开花时间发生的变异性大幅增加，这表明作物阶段时间的可靠性降低，阻碍了施肥，灌溉或收获等管理步骤。我们的研究引起了人们对欧洲作物产量在温暖气候下的稳定性的关注，并强调了农业适应风险分散战略的必要性。

研究结论：

从冬季温度变率下降到夏季变率增加的转变发生在欧洲东北部。因此，在德国北方、波兰和乌克兰（大多数油菜籽种植的国家），像油菜籽这样在一年中早期开花的作物不一定会受到温度变化增加的影响。在除了土壤湿度变化的情况下，转移到更早的开花日期可以改善不利影响，但在大多数网格下不能扭转。因此，提前作物的开花日期可能有助于提高土壤水分（与温度相反）是重要限制的地点的产量稳定性，并且作物可以适应也将发生的平均土壤水分的变化。事实上，我们发现增加的变化，在生长度日也意味着植物阶段的时间和所需的管理干预措施可能变得不那么可靠。在春季和初夏，标准差增加了20-30度，这意味着几天的额外不确定性。这种变化可能看起来不显着，但可以使农场管理更加困难。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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